4.12 电气主接线
考试大纲
12.1 掌握电气主接线的主要形式及对电
气主接线的基本要求
12.2 了解各种主接线种主要电气设备的
作用和配置原则
12.3 了解各种电压等级电气主接线限制
短路电流的方法
4.12.1 电力系统电气主接线的形式和基本要求
1,主接线的基本要求
( 1) 可靠性 电气接线必须保证用户供电的可靠性,
应分别按各类负荷的重要性程度安排相应可靠程度的接
线方式 。 保证电气接线可靠性可以用多种措施来实现 。
( 2) 灵活性 电气系统接线应能适应各式各样可能运
行方式的要求 。 并可以保证能将符合质量要求的电能送
给用户 。
( 3) 安全性 电力网接线必须保证在任何可能的运行
方式下及检修方式下运行人员的安全性与设备的安全性 。
( 4) 经济性 其中包括最少的投资与最低的年运行费 。
( 5)应具有发展与扩建的方便性 在设计接线方时要
考虑到 5~ 10年的发展远景,要求在设备容量、安装空
间以及接线形式上,为 5~ 10年的最终容量留有余地。
4.12.1 电力系统电气主接线的形式和基本要求
2,单母线接线
( 1) 单母不分段
每条引入线和引出线的电路
中都装有断路器和隔离开关,
电源的引入与引出是通过一根
母线连接的 。
单母线不分段接线适用于用
户对供电连续性要求不高的二, 单母线不分段接线
三级负荷用户 。
4.12.1 电力系统电气主接线的形式和基本要求
( 2) 单母线分段接线
单母线分段
接线是由电源
的数量和负荷
计算, 电网的
结构来决定的 。
单母线分段
接线可以分段 单母线分段接线
运行, 也可以并列运行 。
用隔离开关, 负荷开关分段的单母线接线, 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 。
用断路器分段的单母线接线, 可靠性提高 。 如果有后备
措施, 一般可以对一级负荷供电 。
4.12.1 电力系统电气主接线的形式和基本要求
( 3) 带旁路母线的单母线接线
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 。
旁路断路器一般只能代替一
台出线断路器工作, 旁路母线
一般不能同时连接两条及两条
以上回路, 否则当其中任一回
路故障时, 会使旁路断路器跳闸 。 断开多条回路 。
通常 35kV的系统出线 8回以上, 110kV系统出线 6回以
上, 220kV系统出线 4回以上, 才考虑加设旁路母线 。
4.12.1 电力系统电气主接线的形式和基本要求
( 4) 单母线分段带旁路
在正常运行时, 系
统以单母线分段方式
运行, 旁路母线不带
电 。 如果正常运行的
某回路断路器需退出
运行进行检修, 闭合
旁路断路器, 使旁路
母线带电, 合上欲检修回路旁路隔离开关, 则该线路断路
器可退出运行, 进行检修 。
这种旁路母线可接至任一段母线, 在容量较少的中小
型发电厂和 35~ 110kV变电所中获得广泛应用 。
4.12.1 电力系统电气主接线的形式和基本要求
3,双母线接线
( 1) 双母线接线
一组作为工作母线, 另一组作
为备用母线, 在两组母线之间,
通过母线联络断路器 ( 简称为母
联断路器 ) 进行连接 。
把双母线系统形成单母线分段
运行方式, 即正常运行时, 使两
条母线都投入工作, 母联断路器
及其两侧隔离开关闭合, 全部进出线均匀分配两条母线 。
这种运行方式可以有效缩小母线故障时的停电范围 。
4.12.1 电力系统电气主接线的形式和基本要求
双母线接线主要优点有:
1) 检修任一组母线时, 不会中断供电 。
2) 检修任一回路的母线隔离开关时, 只需断开该回
路, 其它回路倒换至另一组母线继续运行 。
3) 工作母线在运行中发生故障时, 可将全部回路换
接至备用母线, 迅速恢复供电 。
4) 任一回路断路器检修时, 可用母联断路器代替其
工作 。
5) 方便试验 。 需要对某回路做试验时, 只需把此回
路单独切换至备用母线即可 。
4.12.1 电力系统电气主接线的形式和基本要求
( 2) 双母线带旁路接线
在双母线接线方式中, 为使线路在出
线断路器检修时不中断供电, 可采用带
旁路接线 。
当 110kV系统出线 6回以上, 220kV出
线 4回以上, 可采用专用旁路断路器 。 旁
路母线可接至任一组母线 。
4.12.1 电力系统电气主接线的形式和基本要求
4,一个半断路器接线
一个半断路器接线可归属于双
母线类接线 。 在两组母线之间,
每三个断路器形成一串 。 每串连
接两条回路 。 相当于每一个半断
路器带一条回路, 故称之为一个
半断路器接线, 也称为 3/ 2接线 。
在一个半接线的每串断路器中,
位于中间的断路器称为联络断路
器 。 运行中两母线及全部断路器
都投入工作, 形成多重环状供电 。
4.12.1 电力系统电气主接线的形式和基本要求
5,双母线单 ( 双 ) 分段带旁路接线
为进一步缩小母线故障的影响范围,
对于可靠性要求较高的 330~ 500kV超高
压系统,当进出线达到 6回以上时,可采
用双母线单段或双分段带旁路接线。
这种接线是把工作母线分为两段,在
两段工作母线之间,两工作母线与备用
母线之间都设置有母联断路器。
4.12.1 电力系统电气主接线的形式和基本要求
6,变压器 —母线接线
各出线经过断路器分别接在母线上, 变压器
直接经隔离开关接到母线上, 组成变压器 —母
线接线 。 电源和负荷可以自由调配 。 由于变压
器是高可靠性设备, 所以直接接在母线上, 对
母线的运行并不产生严重影响, 一旦变压器故
障时, 接在母线上的各断路器开断, 这时不会
影响对用户的供电 。 在出线数目很多时也可以
用一台半断路器接线形式 。 这种接线在远距离
大容量输电系统中应用时, 对系统稳定与可靠
性均有良好的效果 。
4.12.1 电力系统电气主接线的形式和基本要求
7,无母线接线
( 1) 桥式接线
对于具有双电源进
线, 两台变压器终端
式的总降压变电所,
可采用桥式接线 。 它
实质是连接两个 35~
110kV“线路 ─ 变压器
组, 的高压侧, 其特点
是有一条横联跨桥的
,桥, 。 根据跨接桥横连位置不同, 分为内桥接线和外桥

线 。
4.12.1 电力系统电气主接线的形式和基本要求
1)内桥接线的跨接桥靠近变压器侧,
桥开关装在线路开关之内,变压器回路
仅装隔离开关,不装断路器。采用内桥
接线可以提高改变输电线路运行方式的
灵活性。
内桥接线适用于:对一、二级负荷供
电;供电线路较长;变电所没有穿越功
率;负荷曲线较平稳,主变压器不经常
退出工作;终端型工业企业总降压变电
所。
4.12.1 电力系统电气主接线的形式和基本要求
2) 外桥接线
跨接桥靠近线路侧, 桥开关装在变压
器开关之外, 进线回路仅装隔离开关,
不装断路器 。
外桥接线适用于:对一, 二级负荷供
电;供电线路较短;允许变电所有较稳
定的穿越功率;负荷曲线变化大, 主变
压器需要经常操作;中间型工业企业总
降压变电所, 宜于构成环网 。
4.12.1 电力系统电气主接线的形式和基本要求
( 2)角形接线
当母线闭合成环,断路器数等于进出线回路数,即
构成了角形接线,一般应将同名回路相互交替布置。
一般不超过六角形。这种接线不利于扩建,适用于最
终建设规模比较明确的 110kV及以上的发电厂升压站或
变电所中。
4.12.1 电力系统电气主接线的形式和基本要求
( 3) 单元接线
将发电机, 变压器及线路直接连接成一个单元称为
单元接线 。 单元接线主要有三种形式:即发电机 —变
压器单元, 变压器 —线路单元及发电机 —变压器 —线
路单元等 。
一般应用于下列情况:
1) 同一地区有几个大型电厂能源丰富, 可以合起
来建一个公共的枢纽变电所时 。
2) 电厂地位狭窄平面布置有困难时 。
3)电厂离枢纽变电所较近,直接引线比较方便时。
4.12.2 电气设备的作用和配置
1,断路器和隔离开关
( 1) 作用
电源进线与引出线由断路器和隔离开
关连接到母线, 其中断路器用来接通与
切换电路中的负荷电流与故障短路电流 。
隔离开关的作用是利用其可见断口隔
离电压, 使停电设备与带电设备隔离,
以保证人身及设备工作的安全 。
4.12.2 电气设备的作用和配置
( 2) 配置
1) 电气主接线:断路器两侧都有电源, 在两侧都装
设一组隔离开关 。 用户侧没有电源, 原则上可只装设一
组母线隔离开关, 也可在线路侧也装设一组隔离开关 。
2) 电源进线:电源是发电机, 只需在母线侧装设一
组隔离开关, 有时为了发电机停机后做试验方便, 在发
电机和断路器之间亦可装设一组隔离开关 。
电源是双绕组变压器:在断路器的母线侧装设一组隔
离开关, 如是三绕组变压器需在断路器的两侧各装设一
组隔离开关 。
3) 断路器与隔离开关配合操作:先合隔离开关, 后
合断路器;先断开断路器, 后断开隔离开关 。 在断路器
与隔离开关之间应加装电磁或机械闭锁装置 。
4.12.2 电气设备的作用和配置
2,负荷开关
负荷开关是专门用于接通和切断负荷
电路的开关设备, 它具有简单的灭弧装
置, 不能切断短路电路, 能通断一定的
负荷电流和过负荷电流 。
通常负荷开关与熔丝 ( 管形熔断器 )
串联, 借助 ( 管形熔断器的 ) 熔丝切断
短路电流 。 负荷开关断开后, 与隔离开
关一样具有明显的断开间隙 。
4.12.2 电气设备的作用和配置
3,熔断器
熔断器是一种简单的保护电器。当电
路发生过负载或短路故障时,故障电流
超过熔体的额定电流,熔体被电流迅速
加热熔断,从而切断电流,防止故障扩
大。
熔断器的功能主要是对电路及电路中
的设备进行短路保护。
4.12.2 电气设备的作用和配置
4,互感器
1) 隔离高压电路 。 互感器一次侧和二次侧没
有电的联系, 只有磁的联系, 因而使测量仪表和
保护电器与高压电路隔开, 以保证二次设备和人
员的安全 。
2) 使测量仪表和继电器小型化和标准化 。 如
电流互感器副绕组的额定电流都是 5A;电压互感
器副绕组电压通常都规定为 100V。
3)可以避免短路电流直接流过测量仪表和继
电器的线圈,使其不受大电流的损坏。
4.12.3 限制短路电流的方法
1,选择适当的主接线形式和运行方式
( 1) 对具有大容量机组的发电厂中采用单元
接线;
( 2) 在降压变电所中, 可采用变压器低压侧
分列运行方式, 即所谓母线硬分段接线;
( 3) 对具有双回路电路, 在负荷允许条件下
可按单回路运行;
( 4) 对环形供电网络, 可在环网中穿越功率
最小处开环运行 。
4.12.3 限制短路电流的方法
2.加装限流电抗器
( 1) 加装普通电抗器
1) 出线端加装出线电抗器用来限制电缆馈线
支路短路电流 。 它只能在电抗器后面临近点短路
时才有限制短路电流的作用 。 通常在架空线路上
不装设电抗器 。
线路电抗器不仅限制短路电流, 而且能在母线
上能维持较高的剩余残压 ( 大于 65% UN) 。 通常
线路电抗器的百分电流值为 3% ~ 6% 。
4.12.3 限制短路电流的方法
2) 母线电抗器装设在母线分段的地方, 其目的是让
发电机出口断路器, 变压器低压侧断路器, 母联断路器
和分段断路器等都能按各回路额定电流来选择, 不因短
路电流过大而升级 。
一般设计主接线时, 为了限制发电机电压母线短路电
流, 应首先考虑在分段断路器回路或联络断路器回路中
以及主变压器回路中安装电抗器, 只有经过计算认为限
制效果不够时, 才考虑装设线路电抗器 。 一般当电厂和
系统容量较大时, 两种电抗器都需要安装 。 为了运行操
作方便和减小母线各段之间电压差, 母线分段不宜超过
三段, 母线电抗器的电抗百分值应取 8% ~ 12% 。
4.12.3 限制短路电流的方法
( 2) 分裂电抗器
分裂电抗器在结构
上与普通电抗器相似,
只是线圈中心有一个
抽头 3,中间抽头一般
用来连接电源、两个 a)分裂电抗器接线图
分支(又称两臂) 1和 b)分裂电抗器等值电路图
2用来连接大致相等的 c)正常运行时的等值电路图
两组负荷。
4.12.3 限制短路电流的方法
当分裂电抗器的电抗值与普通电抗器的电抗值相同时,
两者在短路时的限流作用一样,但正常运行时电压损失
只有普通电抗器的一半,而且比普通电抗器多供一倍的
出线,减少了电抗器的数目。
运行中当两个分支负荷不等或者负荷变化过大时, 将
引起两臂电压偏差, 造成电压波动, 甚至可能出现过电
压 。 所以一般分裂电抗器的电抗百分值取 8% ~ 12% 。
分裂电抗器在主接线中, 可以装设在电缆馈线上, 每
个臂可以接一回出线或几回出线 。 分裂电抗器串接在发
电机回路中, 不仅起着出线电抗器的作用, 而且也起着
母线电抗器的作用 。
4.12.3 限制短路电流的方法
3,采用分裂低压绕组变压器
当发电机容量较大时,采用分裂低压绕组变压器组成
扩大单元接线。分裂绕组变压器在正常工作和低压侧短
路时其电抗值不相同,从而起到限制短路电流效果。
低压分裂绕组正常运行时的电抗值,只相当两分裂绕
组短路电抗的 1/4。当一个分裂绕组出线(如 2’)发生
短路时,来自系统的短路电流则遇到限制。
对大型容量机组,特别是复式双轴汽轮发电机组或具
有双绕组的发电机,接线比较方便。如用于高压厂用变
压器,可将两个分裂绕组接至厂用电的两个不同的分段
上。