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变电站电气基础知识新疆电力公司电力科学研究院2015年12月乌鲁木齐电气设备的分类和功能电气设备一次设备生产和转换电能的设备开关电器限制短路电流和防御过电压设备载流导体接地装置二次设备仪用互感器测量表计继电保护及自动装置直流电源设备操作电器、信号设备及控制电缆直接生产和输送电能的设备对一次设备测量、监视、控制和保护一次设备：①生产和转换电能的设备发电机-机械能转换为电能电动机-电能转化为机械能；变压器-电压升高或降低，满足输配电需要。发电机变压器封闭母线一次设备：②接通或断开电路的开关电器高压断路器：正常运行和故障情况下用作断开或接通电路中的正常工作电流及开断故障电流。隔离开关：建立明显的绝缘间隙，转换线路增加线路联接的灵活性。负荷开关：只能开断负载电流和一定过载电流。熔断器：过载或短路时，起到开断和保护的作用。熔断器高压负荷开关传动机构弹簧脱扣机构一次设备：③限制故障电流和防御过电压的电器电抗器（串联）-限制短路电流，维持母线残压。避雷器-保护电力系统和电气设备的绝缘使其不受过电压而损坏一次设备：④载流导体：将电气设备连接起来母线：汇集和分配电能。电缆：用于城市、厂站内部或附近、穿越江河或海峡架空线路：终端线、联络线硬母线由绝缘子支撑220kV母线10kV母线一次设备：⑤接地装置电力系统中性点的工作接地或保护人身安全的保护接地，与地中的接地网相连。接地刀闸闭合，保护检修人员安全变压器中性点的工作接地二次设备：①互感器将一次系统的高电压和大电流转换为二次系统标准的低电压和小电流，供给仪表和保护装置使用，使一次与二次系统可靠隔离。电流互感器电压互感器二次设备：②测量表计③继电保护及自动装置测量电路中的电气参数：电压表、电流表、功率因数表迅速反应不正常情况并进行监控和调节二次设备：④直流电源设备供给控制、保护和厂用直流负荷、事故照明的直流用电。直流发电机组蓄电池组硅整流设备电气接线------变电站中，根据各种电气设备的作用和要求，按一定方式用导体连接起来形成的电路称为电气接线。电气接线一次电路（电气主接线）二次电路（二次接线）表明电能汇集和分配关系以及各种运行方式对一次设备及系统进行控制、监察、测量和保护实际电气接线电气主接线图--电气主接线用一定的图形符号和文字符号绘成的电路图。--电气主接线图用单线图表示三相电路--元件为正常状态（开关、刀闸在断开位置）主接线的基本接线形式单元接线桥形接线角形接线有母线接线无母线接线单母线接线双母线接线一台半断路器接线变压器母线组接线单母线分段增设旁路双母线分段增设旁路扩大单元接线内桥/外桥三角/四角/五角/六角1、单母线接线（1）相关名称母线侧隔离开关QS21线路侧隔离开关QS22接地刀闸QE（2）操作顺序送电：母线侧隔离开关-〉线路侧隔离开关-〉断路器停电：断路器-〉线路侧隔离开关-〉母线侧隔离开关原则：防止带负荷拉合隔离开关；防止误操作引起母线故障，扩大故障范围防止误操作的措施：组织措施：操作票制度技术措施：电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥匙1、单母线接线（3）接线特点分析可靠性：差断路器故障或检修母线（或母线隔离开关）故障或检修灵活性：操作：方便调度：不方便。电源只能并列运行扩建：方便经济性：好一次投资：设备少（4）适用范围出线回路少，没有重要负荷的发电厂和变电站中。2、单母线分段接线（1）接线特点分析（与单母线比较）电源和负荷接入不同母线段可靠性：母线故障或检修:停电范围只限于故障段灵活性：调度：较方便。母线可并列，也可分列运行经济性：一次投资：增加分段设备。分段数目取决于电源数目，以2~3段为宜。（2）适用范围广泛用于发电厂和变电站的6~10KV接线中。3、双母线接线（1）接线特点分析（与单母分段比）两组母线互为备用，每条进出线可与两母线相连可靠性：较高母线故障：故障母线上的回路倒到另一个母线操作：先拉后合母线检修：检修母线上的回路不停电操作：先合后拉（等电位，母联回路闭合）灵活性：调度：较方便。运行方式多：单母线，固定连接，两母线分列特殊功能：系统同期，个别回路试验或熔冰经济性：一次投资：增加母线侧刀闸。3、双母线接线（2）适用范围出线带电抗器的6~10KV配电装置中。35～60KV出线数超过8回，或连接电源较大、负荷较大110～220KV出线数5回以上4、双母线分段（1）接线特点分析（与双母线比）双母线再分段，三分段或四分段可靠性母线故障：该分段的回路倒母线经济性：一次投资：增加分段和母联设备。（2）适用范围发电厂的6~10KV配电装置，出线和电源较多220~500KV配电装置中5、带旁路的单母线和双母线接线（1）接线特点分析旁路回路，不停电检修出线断路器可靠性断路器检修：旁路回路带该回路供电操作：旁路带路（两种操作方式）经济性：一次投资：增加旁路设备。（2）其它旁路形式分段兼旁路母联兼旁路（3）适用范围110KV在6回以上，220KV在4回以上6~10KV单母或单母分段，出线数较多随着断路器和隔离开关质量提高，电网结构合理，计划检修向状态检修过渡，将逐步取消旁路。带旁路母线的单母线和双母线接线6、一台半断路器接线（1）接线特点分析3个断路器构成1串，接在两母线间，引出2条出线可靠性：高断路器检修：母线检修：灵活性：高操作：避免用隔离开关进行大量倒闸操作调度和扩建经济性：大一次投资：每串增加联络断路器。（2）进出线布置原则电源和负荷配对成串只有两串时，交叉布置（3）适用范围：330~500KV配电装置7、单元接线（1）接线形式（2）接线特点分析可靠性：封闭母线，发电机出口故障的几率小，短路电流小灵活性：操作简单经济性：开关设备少8、桥形接线用于2回进线、2台主变的情况以变压器为参照，内桥，外桥（1）接线特点分析内桥：用于线路较长，变压器不经常切换外桥：用于线路较短，有穿越功率可靠性：不如单母分段灵活性：不如单母分段经济性：比单母分段少2个开关（2）适用范围适用于小容量发电厂或变电站工程初期接线大型发电厂的启动/备用变压器的高压侧9、角形接线断路器首尾相连，连接的回路数与断路器数相等。（1）接线特点分析可靠性：断路器检修灵活性：操作：方便调度：闭环，开环。保护配置难度大扩建：不便于经济性：比单母分段或双母线少1个开关（2）适用范围不超过6角发展已定型的110KV及以上的配电装置中小容量水利发电厂