光伏人应该了解的供配电基础(2)

光伏人应该了解的供配电基础(2)

五、构成主结线的基本要素

  主结线的形式虽然繁多,但深入分析发现,各种主结线实际上是通过一些简单的要素构成的,掌握了这些要素,就可以化繁为简、化难为易。

1.要素的一般性解释

 (1)构成事物必不可少的条件。如:时间、地点、人物、事件是叙述文的四大要素。

 (2)构成事物的基本单元。具有层次性,一要素相对它所在的系统是要素,相对于组成它的要素则是系统。

 (3)构成事物的基本方法。也具有层次性,一般指具有普遍意义的方法。

  此处所谓的要素,主要指上述第(3)种情况。

2.要素1——受电与馈电的转换

  主结线的最基本功能就是将一路电源进线转换成多路馈出线,这一转换一般是通过母线实现的,如3-1所示。

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3.要素2——配电电器组合

  开关电器是对电路进行控制的配电设备,是主结线中最重要的设备之一。开关电器的设置,既要考虑到负荷投切、故障开断等运行问题,又要考虑到检修维护的安全问题,因此常采用以下两种组合方式。

 (1)隔离开关+断路器组合

  该组合如3-2a)所示,其目的是用断路器投、切正常的负荷电流,并开断短路故障电流,满足运行要求;检修时通过隔离开关将被检修部分与电源隔离,保证检修安全。隔离开关应设置在断路器的电源侧,若断路器两侧都有送电的可能,则两侧都应设置隔离开关。

  这种组合的操作顺序为:断开电路时,先断开断路器,再断开隔离开关;闭合电路时,先闭合隔离开关,再闭合断路器。这种操作顺序就是要避免隔离开关投、切负荷电流,必须严格遵守,否则可能会烧坏隔离开关,或发生电弧短路等严重事故。

  现在的中压系统广泛使用移开式开关柜,断路器装在小车上,两端有插接头,开关柜中有与插接头对应的固定式插接座。检修断路器时必须将小车拉出柜体,这时插接头和插接座之间脱离了电接触,整个小车明显脱离电路,柜体中两组固定式插接座之间肯定断开。在这种情况下,因插接头和插接座已具有了隔离电源的功能,就不用再设置隔离开关,如3-2b)所示。开关柜还具有闭锁功能,在断路器未开断的情况下,小车不可能被拉出,可杜绝带负荷断开插头插座的误操作。

 (2)负荷开关+熔断器组合

  该组合通常选用带隔离功能的负荷开关,其目的是用负荷开关投、切正常负荷电流,并在检修时隔离电源;发生短路时,由熔断器开断短路电流,如3-2c)所示。为了避免系统缺相运行,一般要求只要有一相熔断器熔断,就必须联动断开负荷开关。

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4.要素3——设置备用

  对主结线中的设备设置备用,主要是为了提高系统可靠性和增强系统灵活性。设置备用是一种普遍的工程技术,属于冗余设计的范畴,应兼顾可靠性、灵活性和经济性,并避免复杂的切换操作。

  就变配电所电气主结线而言,电源进线、断路器和母线都可以设置备用,隔离开关故障率较低,一般不设置备用。可以说,大多数主结线都是在3-1所示网络拓扑的基础上,通过配置电器组合并设置备用演变而来的。

六、常用主结线

1.单电源单母线。最简单的单母线结线见图2.2.4-1,这种主结线将一路电源进线转换为若干路馈出线,实现了电能分配的功能。图中QF0称为受电断路器或电源进线断路器,QF1QF3称为馈线或出线断路器。当馈电线路只有一路时,也可以不采用母线,称为无母线结线,这时可根据情况将受、馈电断路器合并。

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  实际上,该结线正是由受馈电转换(3-1)和开关电器组合(3-2)两个要素组合而成的。

2.双电源单母线。单母线结线还可以有两路电源进线的形式,如4-2所示,这种结线实际上是对电源进线实施了备用。一般情况下,一路电源(如#1电源)为工作电源,其容量足以负担所有负荷;另一路电源(如#2电源)为备用电源,其容量可以与工作电源相同,也可以只负担一级或一、二级负荷。这种结线在母线故障时还是会导致负荷全部停电。

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  在运行中,应特别谨慎处理两路电源进线的关系。若不能确保两路电源电压在量值和相位上相同,则一定不能将两路电源进线同时投入到母线上,否则将出现类似短路的情况。4-3就是两路电源电压大小相等、相序一致但相位不同的情况,这时两个电源间会产生一个电压差,其量值与相位差值大小有关。这个电压差作用于很小的母线阻抗上,可能产生远高于正常负荷电流值的过电流,这一过电流或者烧坏线路,或者使保护动作,造成停电。

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  为了避免将两路电源同时投入到母线上,需要对两路电源进线断路器QF01QF02进行互锁,即两台断路器在任何时候都不能同时闭合,这意味着即使#1电源已停电,也一定要在QF01已经断开的情况下,才能闭合QF02,否则,若#1电源又突然来电,就会出现两路电源同时投在母线上的情况。这种闭锁关系应通过技术手段(而非仅用管理手段)实施,这样可以避免人为差错所造成的事故。

  备用电源可以手动投入,也可以自动投入,这取决于所允许的停电时间。

3.单母线分段结线

  图4-4为单母线分段的主结线。将4-3所示双电源单母线结线中的母线用断路器QF分成两段,便成了单母线分段结线,QF因此被称为分段断路器。单母线分段结线也可以看成是两个独立的单电源单母线结线通过QF联结而成的,因此QF又可称为联络断路器。单母线分段结线的运行方式主要有以下两种。

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    1)两路电源同时工作、互为备用。正常工作时QF断开,#1#2电源分别通过III段母线向各自的负荷供电。当其中一路电源(如#1电源,称为故障电源)停电时,断开QF01,闭合QF,由另一路电源(如#2电源,称为正常电源)向两段母线上的负荷供电。应注意正常电源的供电容量问题,若其容量不足以供给两段母线上的所有负荷,则应在闭合QF前先切除一些不重要的负荷,以保证重要负荷的供电连续性。

    2)两路电源一路工作、一路备用。设#1为工作电源,#2为备用电源。正常工作时QF01QF闭合,QF02断开,由工作电源向所有负荷供电;当#1电源停电时,由#2电源向所有负荷或重要负荷供电。

与双电源单母线结线相比,单母线分段结线当发生一段母线故障时,仍可由另一段母线向一部分负荷供电,提高了供电可靠性,但多用了一台分段断路器和与之配套的隔离开关。

  单母线分段结线也存在着两个电源的关系问题。若两个电源不满足并列运行要求,则QF01QF02QF三台断路器在任何时候都最多只能有两台同时闭合。备用电源的投入也是既可手动,也可自动。

 

原文始发于微信公众号(坎德拉学院):光伏人应该了解的供配电基础(2)

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