五、構(gòu)成主結(jié)線的基本要素

? 主結(jié)線的形式雖然繁多，但深入分析發(fā)現(xiàn)，各種主結(jié)線實際上是通過一些簡單的要素構(gòu)成的，掌握了這些要素，就可以化繁為簡、化難為易。

1.要素的一般性解釋

?（1）構(gòu)成事物必不可少的條件。如：時間、地點、人物、事件是敘述文的四大要素。

?（2）構(gòu)成事物的基本單元。具有層次性，一要素相對它所在的系統(tǒng)是要素，相對于組成它的要素則是系統(tǒng)。

?（3）構(gòu)成事物的基本方法。也具有層次性，一般指具有普遍意義的方法。

? 此處所謂的要素，主要指上述第（3）種情況。

2.要素1——受電與饋電的轉(zhuǎn)換

? 主結(jié)線的最基本功能就是將一路電源進線轉(zhuǎn)換成多路饋出線，這一轉(zhuǎn)換一般是通過母線實現(xiàn)的，如圖3-1所示。

3.要素2——配電電器組合

? 開關(guān)電器是對電路進行控制的配電設備，是主結(jié)線中最重要的設備之一。開關(guān)電器的設置，既要考慮到負荷投切、故障開斷等運行問題，又要考慮到檢修維護的安全問題，因此常采用以下兩種組合方式。

?（1）隔離開關(guān)＋斷路器組合

? 該組合如圖3-2（a）所示，其目的是用斷路器投、切正常的負荷電流，并開斷短路故障電流，滿足運行要求；檢修時通過隔離開關(guān)將被檢修部分與電源隔離，保證檢修安全。隔離開關(guān)應設置在斷路器的電源側(cè)，若斷路器兩側(cè)都有送電的可能，則兩側(cè)都應設置隔離開關(guān)。

? 這種組合的操作順序為：斷開電路時，先斷開斷路器，再斷開隔離開關(guān)；閉合電路時，先閉合隔離開關(guān)，再閉合斷路器。這種操作順序就是要避免隔離開關(guān)投、切負荷電流，必須嚴格遵守，否則可能會燒壞隔離開關(guān)，或發(fā)生電弧短路等嚴重事故。

? 現(xiàn)在的中壓系統(tǒng)廣泛使用移開式開關(guān)柜，斷路器裝在小車上，兩端有插接頭，開關(guān)柜中有與插接頭對應的固定式插接座。檢修斷路器時必須將小車拉出柜體，這時插接頭和插接座之間脫離了電接觸，整個小車明顯脫離電路，柜體中兩組固定式插接座之間肯定斷開。在這種情況下，因插接頭和插接座已具有了隔離電源的功能，就不用再設置隔離開關(guān)，如圖3-2（b）所示。開關(guān)柜還具有閉鎖功能，在斷路器未開斷的情況下，小車不可能被拉出，可杜絕帶負荷斷開插頭插座的誤操作。

?（2）負荷開關(guān)＋熔斷器組合

? 該組合通常選用帶隔離功能的負荷開關(guān)，其目的是用負荷開關(guān)投、切正常負荷電流，并在檢修時隔離電源；發(fā)生短路時，由熔斷器開斷短路電流，如圖3-2（c）所示。為了避免系統(tǒng)缺相運行，一般要求只要有一相熔斷器熔斷，就必須聯(lián)動斷開負荷開關(guān)。

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4.要素3——設置備用

? 對主結(jié)線中的設備設置備用，主要是為了提高系統(tǒng)可靠性和增強系統(tǒng)靈活性。設置備用是一種普遍的工程技術(shù)，屬于冗余設計的范疇，應兼顧可靠性、靈活性和經(jīng)濟性，并避免復雜的切換操作。

? 就變配電所電氣主結(jié)線而言，電源進線、斷路器和母線都可以設置備用，隔離開關(guān)故障率較低，一般不設置備用?？梢哉f，大多數(shù)主結(jié)線都是在圖3-1所示網(wǎng)絡拓撲的基礎上，通過配置電器組合并設置備用演變而來的。

六、常用主結(jié)線

1.單電源單母線。最簡單的單母線結(jié)線見圖2.2.4-1，這種主結(jié)線將一路電源進線轉(zhuǎn)換為若干路饋出線，實現(xiàn)了電能分配的功能。圖中QF0稱為受電斷路器或電源進線斷路器，QF1～QF3稱為饋線或出線斷路器。當饋電線路只有一路時，也可以不采用母線，稱為無母線結(jié)線，這時可根據(jù)情況將受、饋電斷路器合并。

? 實際上，該結(jié)線正是由受饋電轉(zhuǎn)換（圖3-1）和開關(guān)電器組合（圖3-2）兩個要素組合而成的。

2.雙電源單母線。單母線結(jié)線還可以有兩路電源進線的形式，如圖4-2所示，這種結(jié)線實際上是對電源進線實施了備用。一般情況下，一路電源（如^#1電源）為工作電源，其容量足以負擔所有負荷；另一路電源（如^#2電源）為備用電源，其容量可以與工作電源相同，也可以只負擔一級或一、二級負荷。這種結(jié)線在母線故障時還是會導致負荷全部停電。

? 在運行中，應特別謹慎處理兩路電源進線的關(guān)系。若不能確保兩路電源電壓在量值和相位上相同，則一定不能將兩路電源進線同時投入到母線上，否則將出現(xiàn)類似短路的情況。圖4-3就是兩路電源電壓大小相等、相序一致但相位不同的情況，這時兩個電源間會產(chǎn)生一個電壓差，其量值與相位差值大小有關(guān)。這個電壓差作用于很小的母線阻抗上，可能產(chǎn)生遠高于正常負荷電流值的過電流，這一過電流或者燒壞線路，或者使保護動作，造成停電。

? 為了避免將兩路電源同時投入到母線上，需要對兩路電源進線斷路器QF01、QF02進行互鎖，即兩臺斷路器在任何時候都不能同時閉合，這意味著即使^#1電源已停電，也一定要在QF01已經(jīng)斷開的情況下，才能閉合QF02，否則，若^#1電源又突然來電，就會出現(xiàn)兩路電源同時投在母線上的情況。這種閉鎖關(guān)系應通過技術(shù)手段（而非僅用管理手段）實施，這樣可以避免人為差錯所造成的事故。

? 備用電源可以手動投入，也可以自動投入，這取決于所允許的停電時間。

3.單母線分段結(jié)線

? 圖4-4為單母線分段的主結(jié)線。將圖4-3所示雙電源單母線結(jié)線中的母線用斷路器QF分成兩段，便成了單母線分段結(jié)線，QF因此被稱為分段斷路器。單母線分段結(jié)線也可以看成是兩個獨立的單電源單母線結(jié)線通過QF聯(lián)結(jié)而成的，因此QF又可稱為聯(lián)絡斷路器。單母線分段結(jié)線的運行方式主要有以下兩種。

? ? 1）兩路電源同時工作、互為備用。正常工作時QF斷開，^#1和^#2電源分別通過I、II段母線向各自的負荷供電。當其中一路電源（如^#1電源，稱為故障電源）停電時，斷開QF01，閉合QF，由另一路電源（如^#2電源，稱為正常電源）向兩段母線上的負荷供電。應注意正常電源的供電容量問題，若其容量不足以供給兩段母線上的所有負荷，則應在閉合QF前先切除一些不重要的負荷，以保證重要負荷的供電連續(xù)性。

? ? 2）兩路電源一路工作、一路備用。設^#1為工作電源，^#2為備用電源。正常工作時QF01和QF閉合，QF02斷開，由工作電源向所有負荷供電；當^#1電源停電時，由^#2電源向所有負荷或重要負荷供電。

與雙電源單母線結(jié)線相比，單母線分段結(jié)線當發(fā)生一段母線故障時，仍可由另一段母線向一部分負荷供電，提高了供電可靠性，但多用了一臺分段斷路器和與之配套的隔離開關(guān)。

? 單母線分段結(jié)線也存在著兩個電源的關(guān)系問題。若兩個電源不滿足并列運行要求，則QF01、QF02和QF三臺斷路器在任何時候都最多只能有兩臺同時閉合。備用電源的投入也是既可手動，也可自動。

原文始發(fā)于微信公眾號（坎德拉學院）：光伏人應該了解的供配電基礎（2）