2014年電氣工程師基礎(chǔ)知識考點輔導(dǎo):電氣主接線及高壓配電裝置

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　　2014年電氣工程師基礎(chǔ)知識備考資料:匯總

    重點難點

　　1.了解電氣主接線的一般要求

　　2.掌握牽引變電所主接線的形式、特點、運行方式

　　3.掌握變電所倒閘作業(yè)的基本原則

　　4.了解高壓配電裝置的結(jié)構(gòu)，掌握其布置原則

　　主要內(nèi)容

　　一、電氣主接線概述

　　在牽引變電所中，直接用于輸送和分配電能的高電壓線路的設(shè)備稱為一次電

　　器設(shè)備。一次電氣設(shè)備按一定規(guī)律連接，完成接受和分配電能任務(wù)的電路稱為一次接線。表示一次電氣設(shè)備相互連接關(guān)系和工作原理的電氣接線圖，成為主接線圖。

　　牽引變電所(包括分區(qū)所、開閉所)的電氣主接線是指由隔離開關(guān)、互感器、

　　避雷器、斷路器、主變壓器、母線、電纜等高壓一次電氣設(shè)備，按一定的順序連接的用于表示接收和分配電能的電路。它反映了牽引變電所的基本結(jié)構(gòu)和性能，在運行中表明電能的輸送和分配關(guān)系、一次設(shè)備的運行方式，稱為實際運行操作的依據(jù)。

　　變電所中普遍采用主接線模擬版(操作圖)，掛在主控室中。它模擬出牽引變電所中一次設(shè)備的實際運行狀態(tài)。值班人員根據(jù)主接線模擬板中電氣設(shè)備的實際運行狀態(tài)和調(diào)度命令進行操作，操作后更改主接線模擬板中電氣設(shè)備的運行狀態(tài)，使其與實際相符。

　　二、牽引變電所一次側(cè)的電氣主接線

　　牽引變電所是從電力系統(tǒng)高壓電網(wǎng)獲取電能，經(jīng)變電所變壓輸送給牽引網(wǎng)，通常把電力系統(tǒng)高壓電網(wǎng)一側(cè)稱為一次側(cè)或高壓側(cè);將牽引網(wǎng)的一次稱為二次側(cè)或牽引側(cè)。由于牽引負(fù)荷屬于一級負(fù)荷，所以引入電源最少應(yīng)有兩路，牽引變電所的主變壓器一般為兩臺，不同類型的牽引變電所采用不同形式的電氣主接線。

　　1.橋式接線

　　通過式牽引變電所110kV側(cè)一般采用橋式接線。兩回電源引入線分別經(jīng)斷路器接入兩臺主變壓器，若在兩條電源引入線間用帶斷路器的橫向母線將它們連接起來，即構(gòu)成橋式接線。這種接線中，四個連接元件僅需三個斷路器，配電裝置結(jié)構(gòu)也簡單。根據(jù)連接橋所處的位置不同，橋式接線又分為內(nèi)橋式接線和外橋式接線。

　　內(nèi)橋接線的優(yōu)點是當(dāng)線路發(fā)生故障時不影響牽引變電所的供電，但操作變壓器不方便，需要將線路斷路器和橋斷路器都打開后，才能將變壓器用隔離開關(guān)打開。這時在操作過程中，原來連通的線路要斷開，影響了電力系統(tǒng)，當(dāng)變壓器采用固定備用方式時，每月要對變壓器進行一次切換，因而不能采用內(nèi)橋接線。

　　外橋接線與內(nèi)橋接線正好相反，由于斷路器在變壓器回路上，操作變壓器很方便。其缺點是當(dāng)電源線路發(fā)生故障時，橋斷路器和變壓器斷路器將同時斷開。若變壓器采用固定備用方式，發(fā)生故障時，正在運行的主變壓器可能被斷開，牽引變電所將全所停電，影響運輸。因此應(yīng)裝設(shè)備用變壓器自動投入裝置，當(dāng)發(fā)生上述情況時，備用變壓器將自動投入恢復(fù)供電。

　　兩種接線的運行特點可看出內(nèi)橋接線適用于供電線路長、故障較多、負(fù)荷較穩(wěn)定的場合，而外橋接線適用于電源線路較短、故障少、負(fù)荷不穩(wěn)定、變壓器需要經(jīng)常切換的場合，也可用在有穿越功率通過的與環(huán)形電網(wǎng)相連接的變電所中。

　　2.分支接線

　　牽引變電所是用戶變電所，一般不接入電力網(wǎng)內(nèi)，沒有穿越功率，屬終端型變電所，電源側(cè)主接線較簡單，多采用分支接線。

　　由此可見，分接式牽引變電所采用分支接線。這種接線與橋形接線相比，需用的高壓電器更少，配電裝置結(jié)構(gòu)更簡單，分支線路進線不設(shè)繼電保護，任一電源線路故障，由輸電線路兩側(cè)的繼電保護動作瞬間斷開。我國電氣化鐵路牽引變電所絕大多數(shù)采用這兩種接線。

　　3.單母線接線

　　對于中心牽引變電所，110kV電源引入線回路數(shù)較多，變電所中主變壓器一般為兩臺。為使每一臺主變壓器能從任一回路電源獲取電能(因每一回路電源都可能停電)，這就需要架設(shè)匯流母線，以便將各電源回路的電能匯集起來，各用電回路再從母線上獲得電能，以提高供電的可靠性和經(jīng)濟性。因此，對大型變電所來講，母線的形式是電氣主接線的核心。

　　在主接線中，單母線不分段是比較簡單的接線方式，設(shè)有一套母線，電源回路和用電回路通過斷路器和隔離開關(guān)后分別與母線連接。這種接線的特點是接線簡單，設(shè)備少，配電裝置費用低，經(jīng)濟性好，并能滿足一定的可靠性。每回路由斷路器切斷負(fù)荷電流和故障電流，檢修斷路器時，可用兩側(cè)隔離開關(guān)使斷路器與電壓隔離，保證檢修人員安全。任一用電回路可從任何電源回路取得電能，不會因運行方式的不同而造成相互影響。檢修任一回路及其斷路器時，僅該回路停電，其他回路不受影響，但檢修母線和與母線相連接的隔離開關(guān)時，將造成全部停電。母線發(fā)生故障，將使全部電源回路斷電，待修復(fù)后才能恢復(fù)供電。這種接線僅用于對可靠性不高的 10～35 kV的地區(qū)負(fù)荷。

　　單母線分段接線是克服不分段母線的工作不夠可靠，靈活性差的有效方法。單母線分段接線廣泛應(yīng)用在 10～35 kV地區(qū)負(fù)荷，各種城市牽引變電所和 110 kV電源進線回路較少的 110 kV接線系統(tǒng)。

　　單母線分段接線雖能提高運行的可靠性與靈活性，但線路斷路器檢修或故障時將使該回路停電。而實際運行中，斷路器的故障率較高，檢修頻繁，是配電裝置中的薄弱環(huán)節(jié)，為克服這一缺點，可采用具有旁路母線的單母線接線。

　　具有旁路母線的單母線接線不但解決了斷路器的公共備用和檢修備用，在調(diào)試、更換斷路器及內(nèi)裝式電流互感器，整定繼電保護時都可不必停電。它廣泛應(yīng)用于牽引負(fù)荷和 35 kV以上變電所中，特別是負(fù)荷較重要、線路斷路器多、檢修斷路器不允許停電的場合。主要缺點是增加了一套旁路母線和相應(yīng)的設(shè)備，以及為此而增加配電裝置的占地面積。