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电气主接线的单母线接线方式及运行
发电厂、变电站的电气主接线,因建设条件、能源类型、系统状况、负荷需求等多种因素而异。电气主接线的接线方式多种多样,但又是由若干基本接线形式组合而成的,深入地了解与分析它们,对电气主接线的设计和运行等都十分重要。
这种接线的特点是只有一组母线WB,所有电源回路和出线回路,均经过必要的开关电器连接在该母线上并列运行。
1.单母线无分段接线
如图5-2所示,各回路中的断路器QF用来投切该电路及切除短路故障;母线隔离开关及线路隔离开关QS,用来在切断电路时建立明显可见的空气绝缘间隙,将电源与停运设备可靠隔离,以保证检修安全。在投入电路时,必须先合两侧隔离开关,后合断路器;在切除电路时,必须先跳开断路器,后拉开两侧的隔离开关。上述断路器与隔离开关间的操作顺序必须严格遵守,严防带负荷拉开隔离开关等误操作。
单母线接线的主要优点是:接线简单、清晰,所用电气设备少,操作方便,配电装置造价便宜。
主要缺点是:只能提供一种单母线运行方式,对运行状况变化的适应能力差;母线和母线隔离开关故障或检修时,全部回路均需停运(有条件进行带电检修的例外);任一断路器检修时,其所在回路也将停运。
总之,单母线接线的工作可靠性和灵活性都较差,只能用于某些出线回数较少,对供电可靠性要求不高的小容量发电厂与变电站中。
2.单母线分段接线
为了改善单母线接线的工作性能,可利用分段断路器QFd将母线适当分段,构成如图5-3所示的单母线分段接线,当对可靠性要求不高时,也可利用分段隔离开关进行分段。
图5-2单母线无分段接线
WB-母线;QF-断路器;QSB-母线隔
离开关;QSL-线路隔离开关
图5-3单母线分段接线
QFd-分段断路器;QSd-分段隔离开关
母线分段的数目,取决于电源的数目、容量、出线回数、运行要求等,一般分为2~3段。应尽量将电源与负荷均衡地分配于各母线段上,以减少各分段间的功率交换。对于重要用户,可从不同母线段上分别引出两个及以上回路向其供电。图5-3单母线分段接线可以提供单母线运行、各段并列运行、各段分列运行等运行方式,且便于分段检修母线,减小母线故障的影响范围,全部停电的可能性很小,显著提高了运行灵活性与供电可靠性。当任一段母线故障时,继电保护装置可使分段断路器跳闸,保证正常母线段继续运行。若分段断路器平时断开,则当任一段母线失去电源时,可由备用电源自动投入装置使分段断路器合闸,继续保持该母线段的运行。
单母线分段接线的主要缺点是:在一段母线故障检修期间,该段母线上的所有回路均需停电;任一断路器检修时,所在回路也将停电。
单母线分段接线,可应用于6~220kV配电装置中。
3.单母线分段带旁路接线
如欲在检修任一出线断路器时不中断对该线路的供电,可以采用如图5-4所示的单母线分段带旁路母线接线。
图5-4单母线分段带旁路母线接线
Wb-旁路母线;QSp-旁路隔离开关;
QFd-分段断路器(兼旁路断路器)
图5-4中增设了一组旁路母线Wb及各出线回路中相应的旁路隔离开关QSp,分段断路器QSd兼作旁路断路器QFp,并设有分段隔离开关QSs。
平时旁路母线不带电,QS1、QS2及QFp合闸,QS3、QS4及QSd断开,主接线系统按单母线分段方式运行。当需要检修某一出线断路器(如QF1)时,可通过倒闸操作,由分段断路器代替旁路断路器,使旁路母线经QS、QFp、QS1接至I段母线,或经QS2、QFp、QS3接至Ⅱ段母线而带电运行,并经过被检修断路器所在回路的旁路隔离开关(如1QSp)构成向该线路供电的旁路通路。然后,即可跳开该出线断路器(如1QF)及其两侧隔离开关进行检修,而不中断其所在线路的供电。此时,两段工作母线既可通过分段隔离开关QSd并列运行,也可以分列运行。
现以检修1QF为例,简述其倒闸操作步骤(见图5-4)。
第一步,检查旁路母线是否完好。合上QSd,断开QFp和QS2,合上QS,再合上QFd,若旁路母线完好,QSd则不会自动跳闸。
第二步,将线路WL1切换至旁路母线上运行。合上1QSd,断开1QF及其两侧隔离开关,做好安全接地,即可退出1QF进行检修。
此时,线路WL1经过1QSp、旁路母线、QS4、QFp、QS1而接于工段母线上,继续正常供电。
实际应用中,除采用如图5-4所示的接线外,也可以酌情采用如图5-5所示的一些简易接线形式。
图5-5(a)所示接线省去母线分段隔离开关,但旁路工作时,两段工作母线将分列,图5-5(b)、(c)、(d)所示接线亦均省去一组隔离开关。图5-5(b)所示接线在正常运行时,旁路母线不带电;但旁路母线只能接至Ⅰ(或Ⅱ)段母线,配电装置布置稍复杂。图5-5(c)所示接线的配电装置布置方便,但旁路母线平时带电,旁路运行时,旁路母线只能接至I段母线。图5-5(d)所示接线的特点与图5-5(c)所示接线相似,但旁路运行时,两段工作母线分列,旁路母线可接至任一段母线。
图5-5分段断路器兼旁路断路器的其他接线方式
(a)形式1;(b)形式2;(c)形式3;(d)形式4
单母线分段带旁路母线接线方式具有相当高的可靠性及灵活性,广泛应用于出线回路不多、负荷较为重要的中小型发电厂或35~110kV变电站中。
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