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TUhjnbcbe - 2023/9/21 21:23:00
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变配电所有几路、十几路甚至更多的引出线,它们都是从主变压器获得电能。为使众多的接线不致紊乱,必须采用母线,母线在图中用黑粗线表示。

母线是汇集和分配电能的导线,又称汇流排,按材料不同,还有称为“铜排”、“铝排”。连接各进出线的母线称为主母线,其余的为分支母线。

有无母线及母线的结构,是电气主接线形式的核心问题。变配电所电气主接线的形式较多,主接线基本形式如表6-7所示。

表6-7 电气主接线的形式

变电所的变压器与馈电线之间采用什么方式连接来保证工作可靠、灵活是十分重要的问题。解决的措施是采用母线制。应用不同的母线接线方式,可使在变压器数量少的情况下也能向多个用户的馈电线供电,或者保证用户的馈电线能从不同的变压器获得供电。母线又称汇流排,在原理上它是电路中的一个电气节点,它起着集中变压器的电能和给各用户的馈电线分配电能的作用。所以,如果母线发生故障,将使配电装置工作全部遭到破坏,用户供电全部中断,故在设计、安装、运行中,对母线工作的可靠性应给予足够的重视。对于中小型工厂的变配电所来说,其主接线大多是采用单母线接线,也可能是其中两种基本形式的组合。

(1)单母线不分段接线

在主接线中,单母线不分段电路是比较简单的主接线方式,如图6-14、图6-15所示,母线WB是不分段的。单母线不分段的每条引入、引出线中都安装有隔离开关及断路器,在低压线路中安装有刀开关。

图6-14 单母线不分段接线(一)图6-15 单母线不分段接线(二)

图中断路器QF的作用是正常情况下通断负荷电流,事故情况下切断短路电流及超过规定动作值的过负荷电流。

图中隔离开关QS(或低压刀开关QK)靠近母线侧的称为母线隔离开关,如图6-14中的QS2、QS3,图6-15中的QS1、QS2,其作用是隔离母线电源以检修断路器和母线。靠近线路侧的隔离开关称为线路隔离开关,如图6-14中的QS1、QS4,其作用是防止在检修线路断路器时从用户(负荷)侧反向供电,或防止雷电过电压沿线路侵入,以便保证维修人员安全。因此有关设计规范规定,对6~10kV的引出线,在下列情况时应装设线路隔离开关:a.有电压反馈可能的出线回路;b.架空出线回路。

单母线不分段接线的优点是电路简单,投资经济,操作方便,引起误操作的机会少,安全性较好,

而且使用设备少,便于扩建和使用成套装置。其缺点为可靠性和灵活性差。当母线或母线隔离开关故障或检修时,必须断开所有回路的电源,从而造成全部用户停电。所以单母线不分段接线,适用于用户对供电连续性要求不高的情况。

只装有一台主变压器的总降压变电所主接线图,如图6-16所示。通常采用一次侧无母线、二次侧为单母线不分段接线,总降压变电所一次侧采用断路器作为主开关。其特点是简单经济,但供电可靠性不高,只适合于三级负荷的工矿企业,即出线回路数不多及用电量不大的场合。

图6-16

只装有一台主变压器的车间变电所主接线图,如图6-17所示。其高压侧一般采用无母线的接线,根据高压侧采用的开关电器有所不同,有三种比较典型的主接线电路。

图6-17 车间变电所主接线图

①高压侧采用隔离开关和熔断器的变电所主接线。一般只适用于kV·A及以下容量的变电所中。这种主接线简单经济,对于三级负荷的小容量变电所是相当适宜的。

②高压侧采用负荷开关和熔断器的变电所主接线。这种主接线也比较简单经济,虽然能带负荷操作,但供电可靠性仍然不高,一般也只适用于三级负荷的变电所。

③高压侧采用隔离开关和断路器的变电所主接线。这种主接线由于采用了高压断路器,因此变电所的停、送电操作十分灵活方便,同时高压断路器都配有继电保护装置,在变电所发生短路和过负荷时,均能自动跳闸,而且在短路故障和过载情况消除后,又可直接迅速合闸,从而使恢复供电的时间大大缩短。若配备自动重合闸装置,则供电可靠性可进一步提高。但是如果变电所只此一路电源进线时一般只适用于三级负荷。若变电所低压侧有联络线与其他变电所相连时,则可用于二级负荷。若变电所有两路电源进线,则供电可靠性相应提高,可供二级负荷或少量的一级负荷。

(2)单母线分段接线

单母线分段接线如图6-18所示,是用断路器(或隔离开关)分段的单母线接线图。它是克服不分段母线存在的工作不够可靠、灵活性差的有效方法。单母线分段是根据电源的数目和功率,电网的接线情况来决定。通常每段接一个或两个电源,引出线分别接到各段上,并使各段引出线电能分配应尽量与电源功率相平衡,尽量减少各段之间的功率交换。单母线可以用隔离开关分段,也可以用断路器分段。由于分段的开关设备不同,其作用也有不同。

图6-18 单母线分段接线图

这种接线的母线中部用隔离开关或断路器分段,每一段接一个或两个电源,每段母线有若干引出线接至各车间。

①采用隔离开关分段的单母线分段母线检修可分段进行,可靠性较高。因为当某一段母线或隔离开关发生故障时,可以分段检修,所以只影响故障段母线的供电,且经过倒闸操作切除故障段,则无故障段可以继续运行;另外,对重要负荷可由两段母线即两个电源同时供电。这样可以始终保证50%左右容量不停电,因而比单母线不分段接线的可靠性有所提高。该接线方式适用于由双回路供电的、允许短时停电的具有二级负荷的用户。

②采用断路器分段的单母线分段断路器除具有分段隔离开关的作用外,该断路器还装有继电保护,除能切断负荷电流或故障电流外,还可自动分、合闸。母线检修时不会引起正常母线段的停电,可直接操作分段断路器,断开隔离开关进行检修,其余各段母线继续运行,保证正常段母线的不间断供电。在母线故障时,分段断路器的继电保护动作,自动切除故障段母线,所以该接线方式可靠性有所提高,但其接线比较复杂,投资较高。

无论是采用隔离开关分段还是断路器分段,在母线发生故障或检修时,都不可避免地使该段母线的用户断电。检修单母线接线引出线的断路器时,该路负载也必须停电。由此可见,单母线分段比单母线不分段提高了供电可靠性和灵活性,但它的接线方式比不分段复杂,投资较多,供电可靠性还不够高。

这种接线一般适用于三级负荷及二级负荷,但如果采用互不影响的双电源供电,用断路器分段则适用于对一、二级负荷供电。

③带旁路母线的单母线接线。为了克服以上两种单母线分段接线的缺点,可采用如图6-19所示单母线加旁路母线的接线方式。当引出线断路器检修时,用旁路母线断路器代替引出线断路器,给用户继续供电。例如,当需检修图中引出线W4的断路器QF4时,先将QF4断开,再断开隔离开关QS4、QS7,合上隔离开关QS6、QS5、QS8,再合上旁路母线断路器QF5,就可以给线路W4继续供电。对其他各引出线,在断路器检修时,都可采用同样方法,保证用户不停电。但带旁路母线的单母线接线,因造价较高,仅在引出线数目很多的变电所中采用。

图6-19 带旁路母线的单母线接线

如图6-20所示为高低压侧均为单母线分段的变电所主接线图。这种变电所的两段高压母线,在正常时可以接通运行,也可以分段运行。一台主变压器或一路电源进线停电检修或发生故障时,通过切换操作,可迅速恢复整个变电所的供电,因此该接线方式供电可靠性相当高,可供一、二级负荷。

综上所述,对单母线分段的接线,由于电力系统的发展与技术的改进、备用容量的增加、带电快速检修输电线路的经验,以及自动重合闸的采用,可以满足对各种类型负荷的供电要求。因此单母线分段主接线,已被广泛用在变电所的供电系统中。

图6-20

(3)桥形接线

高压用户如果采用双回路高压电源进线,有两台电力变压器终端或总降压变电所母线的连接,则可采用桥形接线。因为它是连接两个35~1l0kV“线路-变压器组”的高压侧,其特点是有一条横连跨接的“桥”,所以称之为桥形(或桥式)接线。根据连接“桥”的位置不同,分为内桥形和外桥形两种。

桥式接线要比分段单母线接线简化,它减少了断路器的数量,四回电路只采用三台断路器。

①内桥形接线。一次侧采用内桥接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图,如图6-21所示。跨接桥靠近变压器侧,桥开关QF10装在线路断路器QF11和QF12的内侧,靠近变压器,变压器回路仅装隔离开关,不装断路器。内桥形接线可提高改变输电线路(WL1与WL2)运行方式的灵活性。当线路WL1需要检修时,断路器QF11断开,此时变压器T1可由线路WL2经过横连桥继续受电,而不致停电。同理,当断路器QF11或QF12需要检修时,借助于横连桥的作用,使两台电力变压器仍能始终维持正常运行。而当变压器回路(如T1)发生故障或检修时,需断开QF11、QF10,经过“倒闸操作”,拉开QF21、QS,再闭合QF11和QF10,方能恢复正常供电。

图6-21 内桥式接线的变电所主接线图

综上所述,内桥接线可适用于:a.一、二级负荷供电;b.电源线路较长(故障和停电检修机会较多);c.变电所没有穿越功率;d.负荷曲线较平稳,主变压器不需经常切换;e.供电可靠性和灵活性较好;f.终端型的工矿企业总降压变电所。

②外桥形接线。一次侧采用外桥接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图。如图6-22所示。跨接桥靠近线路侧,桥断路器QF10安装在变压器断路器QF11和QF12之外,故称为外桥形。在进线回路仅装隔离开关,不装断路器。

图6-22 外桥式接线的变电所主接线图

对变压器回路外桥形接线操作比较方便,但对电源进线回路不太方便。当电源线路W12发生故障或检修时,需断开QF12及QF10,经过“倒闸操作”,拉开QS,再闭合QF12和QF10,方能恢复正常供电。当变压器T1发生故障或检修时,需断开QF11,投入QF10(其两侧的QS先闭合),使两路电源进线又恢复并列运行。

综上所述,可知外桥接线适用于:a.向一、二级负荷供电;b.供电线路较短;c.允许变电所有较稳定的穿越功率;d.负荷曲线变化大,线路故障率较低而主变压器需要经常操作;e.中型的工矿企业总降压变电所。

当一次电源电网采用环形连接时,也可以采用这种接线,使环形电网穿越功率不通过进线断路器QF11、QF12,这对改善线路断路器的工作及其继电保护的整定都极为有利。这种外桥式主接线的方式运行灵活,供电可靠性较高,适用于一、二级负荷的工厂。

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