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，如图3-1所示。
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
该组合如图3-2（a）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，如图3-2（b）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，如图3-2（c）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。
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图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，QF1～QF3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。
实际上，该结线正是由受馈电转换（图3-1）和开关电器组合（图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，如图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。
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。图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。
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QF01、QF02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。将图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。
1）两路电源同时工作、互为备用。正常工作时QF断开，#1和#2电源分别通过I、II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QF01和QF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QF01、QF02和QF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）