中小型电站电气主接线可靠性分析

王雄伟

摘要：电气主接线是电站的核心部分，在电站的运行中扮演着重要的角色，是构成电力系统的重要环节。因此要做好中小型电站电气主接线可靠性分析，保证整个工程的正常运行。

关键词：电气主接线；可靠性分析

中图分类号：TM645 文献标识码：B 文章编号：1674-3954（2013）21-0282-02

引言

电气主接线与电站本身运行的可靠性密切相关，能为科学决策提供依据。建议我国大量借鉴、引用以改进发电站电机组的运行操作条件。下面就围绕着中小型电站电气主接线可靠性展开讨论。

1 对主接线的基本要求

对主接线的基本要求就是：安全、可靠、经济、方便。

1.1 安全性

对电气主接线的安全性，主要体现在：隔离开关的正确配置和隔离开关接线的正确绘制。隔离开关的主要用途是将检修部分与电源隔离，以保证检修人员的安全。在电气主接线图中，凡是应该安装隔离开关的地方都必须配置隔离开关，不能有遗漏之处，也不可以为乐节省投资而不装。

在绘制隔离开关时，电源应接在通过瓷瓶与隔离开关的刀片联结，因为这样安装在打开和合上隔离开关时，刀片端的带电时间较短，这样可以保证操作人员的安全。

1.2 可靠性

电气主接线的可靠性不是绝对的。同样的形式在一些发电厂或变电所来说是可靠的，但对另一些发电厂或变电所则不一定能满足可靠性要求。所以在分析主接线图时，要考虑发电厂或变电所在整个系统中的地位和作用，也要考虑用户的负荷性质和类别。

在分析电气主接线可靠性时，根据负荷性质，可按以下几个方面进行：

（1）各断路器检修时，停电的范围和时间；

（2）母线故障或检修时，停电范围和时间；

（3）有没有使发电厂或变电所全部停电的可能。

电气主接线可靠性的高低直接决定着经济损失的大小，可靠性越高停电时的经济损失越少，反之，则越多。

按重要性的不同，將负荷分为三类：

（1）Ⅰ类负荷——停电后将造成人员伤亡和重大设备损坏的最重要负荷。如机场和军事设施等电力负荷，以及电弧炼钢炉和大型铝电解槽等短时间停电就要损坏重大设备的用电。对Ⅰ类负荷的供电要求是任何时间都不能停电。

（2）Ⅱ类负荷——停电后将造成减产，使用户蒙受较大的经济损失。对Ⅱ类负荷的供电要求是必要时可以短时期停电，不允许长时间停电。

（3）Ⅲ类负荷——Ⅰ、Ⅱ类负荷以外的其他负荷，停电后不会造成太大的影响，属非重要负荷。对Ⅲ类负荷的供电要求是必要时可以长期停电。

1.3 经济性

电气主接线的经济性是相对而论的，在资金充足时，对经济性的要求可以放低，如果两种主接线的可靠性和方便性差不多，则选择经济性较好的一种。

1.4 方便性

1.4.1 操作的方便性

电气主接线的应该接线简单，操作方便尽可能的使操作步骤少，以便于运行人员掌握，不至于在操作过程中出错。

1.4.2 调度的方便性

电气主接线在正常运行时，要能根据调度要求，方便地改变运行方式。并在发生事故时，要能尽快的切除故障。

1.4.3 扩建的方便性

这不仅与资金、土地相关，还与电气主接线的接线方式有关，但对于将来的发电厂和变电所，其主接线应具有扩建的方便性。

2 电气主接线图的基本形式

电气主接线的基本形式：有母线接线和无母线接线。母线是汇流线，用以汇集电能和分配电能的，是发电厂和变电所的重要装置。电气主接线的类型如下：

2.1 不分段单母线接线

如图1是不分段单母线接线图，为了能在接通或断开电源，并在故障情况下能自动切断故障电流，每一个电源回路和出线回路中都装有断路器OF。为了保证检修人员的安全，断路器侧还装有隔离开关QS，靠近母线侧的是母线隔离开关，靠近出线回路侧得是线路隔离开关。若果出线的另一端没有接电源，也就没有倒送电能的可能，那么线路隔离开关可以不装。图1中的OE是线路隔离开关的接地闸刀，可以在检测时代替临时接地线。

在接通电路时，应先合断路器两侧的隔离开关，再合断路器；切断电路时，应先断开断路器，在断开两侧的隔离开关。

2.2 不分段单母线接线的优点是：接线简单、操作方便、设备少、经济性好；并且，母线便于向两端延伸，扩建方便

缺点是：可靠性差。出现回路的断路器进行检修时，该回路要停电，直至断路器修好，也可能是长期停电；母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作，也就是造成全厂或全所长期停电；调度不方便。电源只能并列运行，不能分列运行。并且线路侧发生短路时，有较大的电流。

2.3 分段单母线接线的运行方式

分段断路器OFd在正常工作时可以投入使用，也可以断开；如果正常运行时，OFd是接通的，则当任一端母线出现故障时，母线继电器保护会断开连在母线上的断路器和分段断路器OFd。这样另一段母线仍能继续工作。如果一条母线上的电源断开了，那么该母线上的出线可以通过分段断路器从另一条母线上得到供电。如果正常工作时分段断路器OFd是断开的，当一段母线出现故障时，连在该母线上的出线会全部停电，非故障母线段仍能照常工作。

2.4 分段单母线的可靠性

（1）任一段母线或母线的隔离开关需要检修或发生故障时，连接在该分段母线上的所有回路都要停止工作，但不会形成全部停电，而是部分长期停电。

（2）检修任一段电源或出线的断路器时，该回路必须长期停电。分段单母线接线的优点是：接线比较简单，操作方便，可靠性有所提高；且调度方便，扩建也较方便；还有，如果出线回路较多，增加的投资比例不高。这种接线方式一般在中、小型变电所中被广泛采用。在重要负荷的出线回路较多、供电容量较大时，一般不采用。

为了在回路断路器检修时能使该回路继续工作，可以设置旁路母线。分段单母线带旁路母线的接线。WBp即是旁路母线，在各回路的出线线路隔离开关处都装有旁路隔离开关QSp，旁路母线与各出线回路相连。OF1p和OF2p为旁路断路器。正常工作时，旁路断路器与两侧的隔离开关，以及旁路隔离开关都是断开的。

若出线回路WL1的断路器需要检测时，首先合上旁路断路器QF1p两侧的隔离开关，再合上QF1p，这样可以检测旁路母线是否完好，若旁路母线是完好的，再合上旁路隔离开关QS1p，然后断开出线回路WL1的断路器OF1，在断开断路器两侧的隔离开关OS11和OS12。这样就可以用旁路断路器QF1p代替断路器QF1工作，这样既可以检修QF1，也不会使出现WL1的供电中断。

这样的接线很大的提高了可靠性，但是接线复杂，增加了两台断路器还有隔离开关，也大大的增加了投资成本。所以一般很少采用。

2.5 电气主接线

图2中避雷器主要接在两处，母线上的避雷器主要是为了防止雷电侵入波，主变压器中性点的避雷器是为防止内部过电压而伤及变压器的绝缘；110kV是中心点直接接地系统，其由变压器套管引出的中心点引出至接地线之间，最好加装一个隔离开关，以便根据系统调度的意见，将此变压器的中心点悬浮或者接地。在隔离开关两个触点之间应当装设放电间隙，一旦隔离开关打开运行时，能够保证中心点的电压不会升高至危险的水平。在相关输电线路上还装了电流互感器、母线上装了电压互感器，这些二次设备是用来测量系统的电气量送给继保装置作为是否开启保护的判断条件。

2.6 桥形接线的特点

中使用三台断路器，没有母线，投资相对较省，但可靠性不高。适用于小容量发电厂或变电站，以及作为最终发展为单母线分段接线或双母线界限的工程初期接線方式，也可用于大型发电机组的启动、备用变压器的高压侧接线方式。

2.7 角形接线的特点

使用四台断路器，投资比较高，但可靠性高，没有母线。可能开环运行加断路器自动跳开造成系统紊乱；运行方式变化大，不易选择电气设备，且使继电保护较复杂；同时也不便于扩建。一般用于回路数较少的且己发展定型的110kV及以上配电装置中。

只比较桥形接线方式和角形接线方式时，在经济计算上角形优于桥形，且灵活可靠，唯一不足是不易扩建。但是在此次设计中，两者比较角形较优。

3 结束语

电气主接线是电站的核心部分，在电站的运行中扮演着重要的角色，是构成电力系统的重要环节。因此要做好中小型电站电气主接线可靠性分析，保证整个工程的正常运行。电气主接线与电站本身运行的可靠性密切相关，能为科学决策提供依据。建议我国大量借鉴、引用以改进发电站电机组的运行操作条件。本文围绕着中小型电站电气主接线可靠性展开讨论，希望本文的分析能够给相关的工作人员以启示和借鉴。

参考文献

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