導讀

主接線是實現電能輸送和分配的一種電氣接線。變配電站的主接線是由各主要電氣設備（包括變壓器、開關電器、母線、互感器及連接線路等）按一定順序連接而成的、接受和分配電能的總電路。本期專題將詳細解讀電力系統主接線的基本要求、基本形式和接線方式。

主接線一般需符合電力系統對本電站在供電可靠性和電能質量方面的要求，技術先進，經濟合理，接線簡單、清晰，操作維護方便和具有一定的靈活性，并能適應工程建設不同階段的要求。

對主接線的要求

電氣主接線應滿足下列基本要求：

1）牽引變電所、鐵路變電所電氣主接應綜合考慮電源進線情況（有無穿越通過）、負荷重要程度、主變壓器容量和臺數，以及進線和饋出線回路數量、斷路器備用方式和電氣設備特點等條件確定，并具有相應的安全可靠性、運行靈活和經濟性。

2）具有一級電力負荷的牽引變電所，向運輸生產、安全環衛等一級電力負荷供電的鐵路變電所，城市軌道交通降壓變電所（見電力負荷、電力牽引負荷）應有兩回路相互獨立的電源進線，每路電源進線應能保證對全部負荷的供電。沒有一級電力負荷的鐵路變、配電所，應有一回路可靠的進線電源，有條件時宜設置兩回路進線電源。

3）主變壓器的臺數和容量能滿足規劃期間供電負荷的需要，并能滿足當變壓器故障或檢修時供電負荷的需要。在三相交流牽引變電所和鐵路變電所中，當出現三級電壓且中壓或低壓側負荷超過變壓器額定容量的15%時，通常應采用三繞組變壓器為主變壓器。

4）按電力系統無功功率就地平衡的要求，交流牽引變電所和鐵路變、配電所需分層次裝設并聯電容補償設備與相應主接線配電單元。為改善注入電力系統的諧波含量，交流牽引變電所牽引電壓側母線，還需要考慮接入無功、諧波綜合并聯補償裝置回路（見并聯綜合補償裝置）。對于直流制干線電氣化鐵路，為減輕直流12相脈動電壓牽引網負荷對沿線平行通信線路的干擾影響，需在牽引變電所直流正、負母線間設置550Hz、650Hz等諧波的并聯濾波回路。

5）電源進（出）線電壓等級及其回路數、斷路器備用方式和檢修周期，對電氣主接線形式的選擇有重大影響。當交、直流牽引變電所35 kV～220 kV電壓的電源進線為兩回路時，宜采用雙T形分支接線或橋形接線的主接線，當進（出）線不超過四回路及以上時，可采用單母線或分段單母線的主接線；進（出）線為四回路及以上時，宜采用帶旁路母線的分段單線線主接線。對于有兩路電源并聯運行的6kV～10 kV鐵路地區變、配電所，宜采用帶斷路器分段的單母線接線；電源進線為一主一備時，分段開關可采用隔離開關。無地方電源的鐵路（站、段）發電所，裝機容量一般在2 000 kV·A以下，額定電壓定為400 V或6.3 kV，其電氣主接線宜采用單母線或隔離開關分段的單母線接線。

6）交、直流牽引變電所牽引負荷側電氣接線形式，應根據主變壓器類型（單相、三相或其他）及數量、斷路器或直流快速開關類型和備用方式、饋線數目和線路的年運輸量或者客流量因素確定。一般宜采用單母線分段的接線，當饋線數在四回路以上時，應采用單母線分段帶旁路母線的接線。

電氣主接線的基本形式

電氣主接線的基本形式包括：有母線接線和無母線接線。母線是匯流線，用以匯集電能和分配電能，是發電廠和變電所的重要裝置。電氣主接線的細分類型如圖1所示。

圖1 電氣主接線類型

不分段單母線接線

圖2是不分段單母線接線圖，為了能在接通或斷開電源，并在故障情況下能自動切斷故障電流，每一個電源回路和出線回路中都裝有斷路器QF。為了保證檢修人員的安全，斷路器側還裝有隔離開關QS，靠近母線側的是母線隔離開關，靠近出線回路側得是線路隔離開關。若果出線的另一端沒有接電源，也就沒有倒送電能的可能，那么線路隔離開關可以不裝。圖2中的QE是線路隔離開關的接地閘刀，可以在檢測時代替臨時接地線。

圖2 不分段單母線接線圖

在接通電路時，應先合斷路器兩側的隔離開關，再合斷路器；切斷電路時，應先斷開斷路器，在斷開兩側的隔離開關。

不分段單母線接線的優點是：接線簡單、操作方便、設備少、經濟性好；并且，母線便于向兩端延伸，擴建方便。缺點是：①可靠性差。出現回路的斷路器進行檢修時，該回路要停電，直至斷路器修好，也可能是長期停電；母線或母線隔離開關檢修或故障時，所有回路都要停止工作，也就是造成全廠或全所長期停電。②調度不方便。電源只能并列運行，不能分列運行。并且線路側發生短路時，有較大的電流。

分段單母線接線

分段單母線接線如圖3所示。

圖3 分段單母線接線圖

為了克服不分段單母線的一些缺點，可以用斷路器將母線分段，可根據電源數目和功率分段。分段斷路器兩側應裝有隔離開關，供該斷路器檢修用。

分段斷路器QFd在正常工作時可以投入使用，也可以斷開。如果正常運行時，QFd是接通的，則當任一端母線出現故障時，母線繼電器保護會斷開連在母線上的斷路器和分段斷路器QFd。這樣另一段母線仍能繼續工作。如果一條母線上的電源斷開了，那么該母線上的出線可以通過分段斷路器從另一條母線上得到供電。

如果正常工作時分段斷路器QFd是斷開的，當一段母線出現故障時，連在該母線上的出線會全部停電，非故障母線段仍能照常工作。

1）任一段母線或母線的隔離開關需要檢修或發生故障時，連接在該分段母線上的所有回路都要停止工作，但不會形成全部停電，而是部分長期停電。

2）檢修任一段電源或出線的斷路器時，該回路必須長期停電。

分段單母線接線的優點是：接線比較簡單，操作方便，可靠性有所提高；且調度方便，擴建也較方便；還有，如果出線回路較多，增加的投資比例不高。

這種接線方式一般在中、小型變電所中被廣泛采用。在重要負荷的出線回路較多、供電容量較大時，一般不采用。

分段單母線帶旁路母線接線

分段單母線帶旁路母線接線如圖4所示。

圖4分段單母線帶旁路母線接線圖

為了在回路斷路器檢修時能使該回路繼續工作，可以設置旁路母線。圖示是分段單母線帶旁路母線的接線。圖中的WBp即是旁路母線，在各回路的出線線路隔離開關處都裝有旁路隔離開關QSp，旁路母線與各出線回路相連。QF1p和QF2p為旁路斷路器。正常工作時，旁路斷路器與兩側的隔離開關，以及旁路隔離開關都是斷開的。

若出線回路WL1的斷路器需要檢測時，首先合上旁路斷路器QF1p兩側的隔離開關，再合上QF1p，這樣可以檢測旁路母線是否完好，若旁路母線是完好的，再合上旁路隔離開關QS1p，然后斷開出線回路WL1的斷路器QF1，在斷開斷路器兩側的隔離開關QS11和QS12。這樣就可以用旁路斷路器QF1p代替斷路器QF1工作，這樣既可以檢修QF1，也不會使出現WL1的供電中斷。

這樣的接線很大的提高了可靠性，但是接線復雜，增加了兩臺斷路器還有隔離開關，也大大的增加了投資成本。所以一般很少采用。

為了減少設備，節省投資，也可以采用如圖5、圖6所示的接線方式。

圖5 分段斷路器兼作旁路斷路器的接線

圖6 旁路斷路器兼作分段斷路器的接線

不分段雙母線接線

不分段雙母線接線如圖7所示。

圖7 不分段雙母線接線

不分段雙母線接線有三種運行方式。

第一種是所有電源和出線回路都連接在同一組母線上，另一組母線作為備用。

第二種是電源和出線回路均勻的連接在兩組不同母線上，母聯斷路器斷開。

第三種是電源和出線回路均勻的連接在兩組不同母線上，母聯斷路器接通。

第一種運行方式分析：

1）檢修任一段母線時，都不會中斷對用戶的供電。一條母線要檢修，可以將這條母線上的所有出線回路轉移到另一條備用母線上。

2）任一母線隔離開關要檢修時，只需斷開該回路的斷路器，而不影響其他回路的正常工作。

3）工作母線出線故障時，所有回路在短時停電后，能迅速恢復工作。

4）出線回路斷路器檢修時，該回路要停止工作，也就是仍要長期停電。

第一種運行方式是雙母線接線按不分段單母線方式運行，第二種和第三種運行方式是雙母線同時運行，如同按分段單母線方式運行。

第二種和第三種運行方式可靠性相對有所提高，即當母線故障時，只有連在故障母線上的出線回路短期停電，而不是全部出線回路都短期停電。只需將故障母線上的出線回路轉接到完好母線側就可以繼續工作。

不分段雙母線接線的特點如下：

1）可靠性高。除回路斷路器檢修時該回路要長期停電外，其余的檢修或故障只有部分或全部的短時停電。

2）調度方便。多種運行方式，比較靈活。

3）便于擴建。雙母線可以任意向兩側延伸，不會影響兩組母線的電源和負荷的均勻分配，且擴建不會引起原有回路停電。

4）與單母線相比，增加了一組母線，用了兩倍的母線隔離開關，設備較多，總的投資也較多。

5）在母線故障或母線隔離開關檢修時，要進行切換母線操作，步驟多且復雜。

分段雙母線接線

分段雙母線接線如圖8所示。

圖8 分段雙母線接線

采用分段雙母線接線可以減小母線故障的停電范圍。Ⅰ段和Ⅱ段工作母線各自用母聯斷路器與備用母線相連，電源和出線回路均勻的分布在兩段工作母線上。

分段雙母線接線的可靠性比不分段雙母線接線高，當一段母線發生故障時，在繼電器保護下，分段斷路器會自動跳開，然后，故障母線所連的電源回路的斷路器也跳開，即該段故障母線上所連的出線回路停電，這時，只需將故障母線所連的電源回路和出線回路切換到備用母線上，即可恢復正常供電，這樣就只是部分短時停電，而不是全部短時停電。

雙母線帶旁路母線接線

雙母線帶旁路母線接線如圖9所示。

圖9 雙母線帶旁路母線接線

雙母線帶旁路母線，用旁路斷路器代替檢修中的回路斷路器工作，致使回路不斷電，圖示是三種帶旁路雙母線接線圖。圖9a是設置專用的旁路斷路器；圖9b是用旁路斷路器兼作母聯斷路器；圖9c是用母聯斷路器兼作旁路斷路器。

分段雙母線也可以帶旁路母線，但需設置兩臺旁路斷路器，分別接在兩個母線上，這樣接線更為復雜且投資業增大。

雙斷路器雙母線接線

雙斷路器雙母線接線如圖10所示。

圖10 雙斷路器雙母線接線

雙斷路器雙母線接線每一個回路都設有兩臺斷路器，分別與兩組母線相連，雙母線同時運行。

這樣的接線可靠性極高，不論是母線故障還是隔離開關、斷路器要檢修，都不會引起停電。即當Ⅰ母線發生故障時，將連在Ⅰ母線上的所有電源回路和出線回路的斷路器全部斷開，但是所有的回路都還仍連在Ⅱ母線上繼續工作，不會出現停電現象。

這種接線有較好的靈活性，且操作方便，正常運行時，也避免了切換母線過程中的操作事故。但是這種接線的設備多，投資大，維修斷路器的工作量也相應增大。所以在220KV裝置中很少運用。

一臺半斷路器接線

一臺半斷路器接線如圖11所示。

圖11 一臺半斷路器接線

一臺半斷路器接線每一個回路經一臺斷路器接至一組母線，分別接在兩組母線上的兩條回路之間裝有一臺半聯絡斷路器，在兩組母線之間形成一個三臺斷路器構成的“斷路器串”平均每條回路一臺半斷路器，所以稱一臺半斷路器接線，又稱二分之三接線。

正常運行時，兩組母線同時運行。任一組母線或斷路器要檢修時，只要斷開相連接的隔離開關就可進行，各條回路仍正常工作。有一條母線發生故障時，與它相連的斷路器都會自動跳開，而不會引起任何回路停電。

一臺半斷路器接線中，對回路要采用交叉配置的原則，在一個“斷路器串”上配置一條電源回路和一條出線回路，避免在聯絡斷路器發生故障時，使兩條電源回路同時被切除。

一臺半斷路器接線的優點是：運行的可靠性和靈活性很高，在檢修母線或回路斷路器時不必用隔離開關進行大量的倒閘操作，操作方便。并且，調度和擴建也很方便。

一臺半斷路器接線的缺點：與單斷路器雙母線相比，設備投資和斷路器維修量都有所增加；并且一條回路故障有二臺斷路器要跳開，聯絡斷路器故障會造成相連兩條回路的短時停電；再有，為了便于回路的交叉配置，要求電源數和出線數最好相等；還有這種接線的繼電保護裝置也比其他接線要復雜得多。