第5章變配電的電氣主接線及結構

1、第5章變配電所的電氣主接線及結構第第5章變配電所的電氣主接線及結構章變配電所的電氣主接線及結構5.1 變配電所的任務和類型變配電所的任務和類型 5.2 變配電所的電氣主接線變配電所的電氣主接線 5.3 電氣主接線的運行方式電氣主接線的運行方式 5.4 變配電所所址選擇變配電所所址選擇 5.5 變配電所的布置與結構變配電所的布置與結構 基本技能訓練基本技能訓練 變配電所的電氣操作變配電所的電氣操作 思考題與習題思考題與習題 第5章變配電所的電氣主接線及結構5.1 變配電所的任務和類型變配電所的任務和類型5.1.1 變配電所的任務變配電所的任務變配電所是供配電系統(tǒng)的核心，在供配電系統(tǒng)中占有非常重要

2、的地位。作為各類工廠和民用建筑電能供應的中心，變電所擔負著從電力系統(tǒng)受電，經過變壓，然后配電的任務；配電所擔負著從電力系統(tǒng)受電，然后直接配電的任務。第5章變配電所的電氣主接線及結構5.1.2 變電所的類型變電所的類型變電所按其在供配電系統(tǒng)中的地位和作用，可分為總降壓變電所、車間變電所、獨立變電所、樓上變電所、移動變電所及成套變電所等。1. 總降壓變電所總降壓變電所總降壓變電所通常是將35110 kv的電源電壓降至610kv，再送至附近的車間變電所或某些610 kv的高壓用電設備。用戶是否要設置總降壓變電所是由地區(qū)供電電源的電壓等級和用戶負荷的大小以及分布情況來確定的。一般來講，大型用戶和某些電

3、源進線電壓為35 kv及35 kv以上的中型用戶設總降壓變電所，中小型用戶不設總降壓變電所。 第5章變配電所的電氣主接線及結構2. 車間變電所車間變電所車間變電所按其變壓器安裝位置的不同，可分為如下兩類。1) 車間附設變電所車間附設變電所的一面墻或幾面墻與車間的墻共用，變壓器的大門朝車間外開，按變壓器位于車間的墻內或墻外，進一步又分為內附式(如圖5-1中的1，2)和外附式(如圖5-1中的3，4)。內附式變電所要占用一定的車間面積，但其因在車間內部，故對車間外觀沒有影響。外附式變電所在車間外部，不占用車間面積，便于車間設備的布局，而且安全性也比內附式變電所要高一些。第5章變配電所的電氣主接線及結

4、構圖5-1 變電所的類型第5章變配電所的電氣主接線及結構2) 車間內變電所車間內變電所的變壓器室位于車間內的單獨房間中(如圖5-1中的5)。車間內變電所占用車間內的面積，但它處于負荷中心，因而可以減少線路上的電能損耗和有色金屬的消耗。由于設在車間內其安全性要差一些，因此這種變電所適用于負荷較大的多跨廠房，在大型冶金企業(yè)中比較多見。第5章變配電所的電氣主接線及結構3. 露天露天(或半露天或半露天)變電所變電所變壓器安裝在車間外面抬高的地面上(如圖5-1中的6)，變壓器上方沒有任何遮蔽物的變電所，稱為露天變電所； 變壓器上方設有頂板或挑檐的，則稱為半露天變電所。該類型變電所比較簡單經濟，通風散熱好

5、，但安全可靠性較差。因此只要周圍環(huán)境條件允許，無腐蝕性、爆炸性氣體和粉塵，不靠近易燃易爆的廠房就可以采用。這種形式的變電所在小型用戶中較為常見。第5章變配電所的電氣主接線及結構4. 獨立變電所獨立變電所獨立變電所是相對車間附設變電所而言的，是指整個變電所設在與車間有一定距離的單獨建筑物內(如圖5-1中的7)。獨立變電所建筑費用較高。設置獨立變電所主要是因為相鄰幾個車間負荷大，將變電所建到某一車間不合適； 或者由于車間環(huán)境的限制，如制藥車間、化工車間之間由于管道較多或有腐蝕性氣體、易燃易爆氣體等，必須建立獨立變電所； 或者中小型企業(yè)負荷不太大，建立一個全廠獨立變電所向全廠各車間供電。5. 桿上變

6、電所桿上變電所桿上變電所指變壓器裝在室外的電桿上，亦稱桿上變電所(如圖5-1中的8)。桿上變電所最為簡單經濟，一般用于容量在315 kva及315 kva以下的變壓器，多用于生活區(qū)供電。第5章變配電所的電氣主接線及結構6. 地下變電所地下變電所地下變電所指整個變電所設置在地下(如圖5-1中的9)，這種變電所通風散熱條件較差，濕度較大，但相對安全，且不影響美觀。有些高層建筑、地下工程和礦井常采用這種類型的變電所。7. 樓上變電所樓上變電所樓上變電所指整個變電所設置在樓上(如圖5-1中的10)。這種變電所適用于高層，要求結構盡可能輕便、安全。其變壓器通常采用干式變壓器，也可采用成套變電所。 8.

7、移動變電所移動變電所移動變電所指整個變電所裝設在可移動的車上，適用于坑道作業(yè)及臨時施工現(xiàn)場的供電。 第5章變配電所的電氣主接線及結構9. 成套變電所成套變電所成套變電所一般又稱箱式變電所，是由電器制造廠按一定接線方案成套制造、現(xiàn)場裝配的變電所，其安裝或遷移比較方便。車間變電所、獨立變電所、地下變電所和樓上變電所均屬室內型(戶內式)變電所。露天(或半露天)變電所、桿上變電所則屬室外型(戶外型)變電所。移動變電所和成套變電所有室內和室外兩種類型。第5章變配電所的電氣主接線及結構5.2 變配電所的電氣主接線變配電所的電氣主接線5.2.1 變配電所主接線的基本形式變配電所主接線的基本形式主接線的基本形

8、式就是主要電氣設備的幾種連接方式。變配電所常用主接線的基本形式可分為有母線和無母線兩種。有母線主要包括單母線接線、單母線分段接線和雙母線接線； 無母線主要有橋形接線等。第5章變配電所的電氣主接線及結構1. 單母線接線單母線接線如圖5-2所示，當有一路電源進線時，常用此接線方式。這種接線方式的特點是： 整個配電裝置只有一組母線，電源進線和所有出線都接在同一組母線上。進出回路均裝有斷路器qf和隔離開關qs。斷路器用于在正?；蚬收锨闆r下接通與斷開電路，隔離開關用于停電檢修斷路器時隔離電壓的隔離電器?？拷€路側的隔離開關稱線路隔離開關，主要作用是防止在檢修斷路器時從用戶側反向饋電； 靠近母線側的隔離開

9、關稱母線隔離開關，主要作用是在檢修斷路器時隔離母線電源。單母線接線簡單清楚、操作方便，投資少，便于擴建； 但可靠性和靈活性較差。在母線和母線隔離開關檢修或故障時，各支路都必須停止工作； 引出線的斷路器檢修時，該支路要停止供電。因此，單母線接線不能滿足對不允許停電的重要用戶的供電要求，只適用于對供電連續(xù)性要求不高的三級負荷的中、小容量用戶。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-2 單母線接線第5章變配電所的電氣主接線及結構2. 單母線分段接線單母線分段接線如圖5-3所示，當有雙電源供電且引出線數(shù)目較多時，為提高供電可靠性，可用斷路器或隔離開關將母線分段，使其成為單母線分段接線。接線時每一電源連到

10、一段母線上，并把引出線負荷均分到每段母線上。分段開關可以采用隔離開關或斷路器。因隔離開關分段操作不便，現(xiàn)通常采用斷路器分段的單母線接線。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-3 單母線分段接線第5章變配電所的電氣主接線及結構采用斷路器分段的單母線接線在正常工作時分段斷路器可以投入，也可以斷開。如果分段斷路器qf是接通的，則當任意段母線故障時，母線繼電保護將動作，同時跳開分段斷路器和接至該母線段上的電源斷路器，這樣非故障母線段仍正常工作； 當任一電源線路故障或檢修時，無需母線停電，只要斷開電源的斷路器及其隔離開關，而連接在該電源母線上的出線可通過分段斷路器qf從另一段母線上得到供電。如果正常工作

11、時分段斷路器qf是斷開的，則當一段母線故障時，連在故障母線段上的電源斷路器在繼電保護的作用下跳開，非故障母線段仍能照常工作。單母線分段接線與單母線接線相比提高了供電可靠性和靈活性，且調度靈活，易于擴建，除母線故障或檢修外，可對用戶連續(xù)供電。它適用于有兩路電源進線，裝設了備用電源自動裝置，分段斷路器可自動投入以及出線回路數(shù)較多的變配電所，可供電給一、二級負荷。第5章變配電所的電氣主接線及結構3. 雙母線接線雙母線接線如圖5-4所示，雙母線接線具有兩組母線和。通過母線聯(lián)絡斷路器連接，每一條引出線和電源支路都經一臺斷路器與兩組母線隔離開關分別接至兩組母線上，從而使得運行的可靠性和靈活性大為提高。雙母

12、線接線的特點為： (1) 可輪流檢修母線而不影響正常供電；(2) 檢修任一母線側隔離開關時，只影響該回路供電；(3) 工作母線發(fā)生故障后，所有回路短時停電并能迅速恢復供電；(4) 當出線回路斷路器檢修時，該回路要停止工作。雙母線接線供電可靠，運行靈活，檢修方便，易于擴散，因此在大、中型變配電所中廣泛采用，但使用設備較多，投資較大。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-4 雙母線接線第5章變配電所的電氣主接線及結構4. 橋形接線橋形接線所謂橋形接線，是指在兩路電源進線之間跨接了一個斷路器，猶如一座橋，如圖5-5所示。根據(jù)橋回路的位置不同，可分為內橋和外橋兩種接線。內橋接線如圖5-5(a)所示，橋

13、回路置于線路斷路器內側(靠變壓器側)，此時電源線路經斷路器和隔離開關接至橋接點； 而變壓器支路只經隔離開關與橋接點相連。內橋接線多用于因電源線路較長而發(fā)生故障和停電檢修的機會較多，且變電所的變壓器不需經常切換的變電所。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-5 橋形接線(a) 內橋接線； (b) 外橋接線第5章變配電所的電氣主接線及結構外橋接線如圖5-5(b)所示，橋回路置于線路斷路器外側(遠離變壓器側)，變壓器經斷路器和隔離開關接至橋接點； 而電源線路只經隔離開關與橋接點相連。外橋接線適用于電源線路較短(故障率較低)，而變電所負荷變動較大、根據(jù)經濟運行要求需經常切換變壓器的變電所。 橋形接線采

14、用設備少，接線清晰簡單，安全可靠，操作靈活，能適用于多種運行方式。對于35 kv及35 kv以上的總降壓變電所，當有兩路電源供電及兩臺變壓器時，一般采用橋形接線。橋形接線適用于一、二級負荷。第5章變配電所的電氣主接線及結構5.2.2 工廠總降壓變電所主接線工廠總降壓變電所主接線電源進線電壓為35 kv及35 kv以上的大中型工廠，一般先經工廠總降壓變電所將電壓降為610 kv，然后經車間變電所再降為220380 v。下面介紹幾種較常見的工廠總降壓變電所的主接線。1. 裝設一臺主變壓器的總降壓變電所主接線裝設一臺主變壓器的總降壓變電所主接線裝設一臺主變壓器的總降壓變電所主接線如圖5-6所示。變電

15、所一次側通常不設母線，二次側采用單母線接線，進線側一般采用高壓斷路器作為主開關。其特點是簡單經濟，但供電可靠性不高，僅適用于三級負荷的工廠。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-6 裝設一臺主變壓器的總降壓變電所主接線第5章變配電所的電氣主接線及結構2. 裝設兩臺主變壓器的總降壓變電所主接線裝設兩臺主變壓器的總降壓變電所主接線一次側采用內橋接線、二次側采用單母線分段的總降壓變電所主接線如圖5-7所示。這種主接線其一次側的高壓斷路器qf10跨接在兩路電源進線之間，而且處在線路斷路器qf11和qf12的內側，靠近變壓器。這種接線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷的工廠。正常運行時

16、，qf10斷開，其兩側qs處于閉合狀態(tài)。如果某路電源 (例如線路)停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開qf11，投入qf10即可由恢復對變壓器t1的供電。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-7 一次側采用內橋接線、二次側采用單母線分段的總降壓變電所主接線第5章變配電所的電氣主接線及結構一次側采用外橋接線、二次側采用單母線分段的總降壓變電所主接線如圖5-8所示。這種主接線其一次側的高壓斷路器qf10也跨接在兩路電源進線之間，但處在線路斷路器qf11和qf12的外側，靠近電源進線方向。這種主接線的運行靈活性和供電可靠性與內橋接線相同，同樣適用于一、二級負荷的工廠。但由于跨接橋的位置有別于內橋接線，因此它

17、們適用的場合也有所區(qū)別。例如，變壓器t1停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開qf11，投入qf10，使兩路電源進線迅速恢復正常運行。若故障發(fā)生在某條電源進線上，則切換將變得較為復雜。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-8 一次側采用外橋接線、二次側采用單母線分段的 總降壓變電所主接線第5章變配電所的電氣主接線及結構一、二次側均采用單母線分段的總降壓變電所主接線如圖5-9所示。這種主接線兼有上述兩種橋形接線運行靈活性的優(yōu)點，但所用高壓開關設備較多，投資較大，可對一、二級負荷供電，適用于一、二次側進出線均較多的總降壓變電所。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-9 一、二次側均采用單母線分段的總降壓變電

18、所主接線第5章變配電所的電氣主接線及結構一、二次側均采用雙母線的總降壓變電所主接線如圖5-10所示。采用雙母線接線較之采用單母線接線，其供電可靠性和運行靈活性得到了大大提高，但開關設備也相應增加了許多，從而大大增加了初投資，所以雙母線接線在工廠變電所中很少應用，主要用于電力系統(tǒng)的樞紐變電所。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-10 一、二次側均采用雙母線的總降壓變電所主接線第5章變配電所的電氣主接線及結構5.2.3 獨立變電所主接線獨立變電所主接線獨立變電所主接線適合于只有一級變電所的中小型企業(yè)，通常將610 kv的高壓直接降為一般用電設備所需的220380 v的低壓，由變配電所低壓向各個車

19、間分配電能。下面介紹幾種常見的主接線方案，為了簡化，本小節(jié)圖中均未繪出電能計量柜主電路。1. 裝設一臺變壓器的小型變電所主接線裝設一臺變壓器的小型變電所主接線只有一臺主變壓器的小型變電所其高壓側一般采用無母線的接線。通常有以下三種比較典型的接線方案。第5章變配電所的電氣主接線及結構(1) 高壓側采用隔離開關-熔斷器或跌開式熔斷器的變電所主接線，如圖5-11所示。這種主接線受隔離開關和跌開式熔斷器切斷空載變壓器容量的限制，一般只用于500 kva及500 kva以下容量的變電所。這種變電所相對簡單經濟，但供電可靠性不高，當主變壓器或高壓側停電檢修或發(fā)生故障時，整個變電所要停電。由于隔離開關和跌開

20、式熔斷器不能帶負荷操作，因此變電所停電和送電的操作程序比較麻煩，容易發(fā)生帶負荷拉閘的嚴重事故，而且在熔斷器熔斷后，更換熔體需要一定時間，從而使得排除故障后恢復供電的時間延長，影響供電的可靠性。因此，這種接線僅適用于三級負荷的供配電系統(tǒng)。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-11 高壓側采用隔離開關-熔斷器或跌開式熔斷器的變電所主接線第5章變配電所的電氣主接線及結構(2) 高壓側采用負荷開關-熔斷器的變電所主接線，如圖5-12所示。由于負荷開關能帶負荷操作，因而變電所停電和送電的操作比上述接線簡便靈活，也不存在帶負荷拉閘的危險。當發(fā)生過負荷時，可利用負荷開關的熱脫扣器來實現(xiàn)保護，使開關跳閘； 當

21、發(fā)生短路故障時，可由熔斷器熔斷來實現(xiàn)保護。因此，這種主接線較上述接線運行靈活性有所提高。但是，這種接線仍然存在著排除短路故障后恢復供電時間較長的缺點。這種主接線也比較簡單經濟，雖能帶負荷操作，但供電可靠性仍然不高，一般也只用于三級負荷的變電所。 第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-12 高壓側采用負荷開關-熔斷器的 變電所主接線第5章變配電所的電氣主接線及結構(3) 高壓側采用隔離開關-斷路器的變電所主接線，如圖5-13所示。這種主接線由于采用了高壓斷路器，因此變電所的停、送電操作十分靈活方便，同時高壓斷路器都配有繼電保護裝置，在變電所發(fā)生短路和過負荷時均能自動跳閘，而且在短路故障和過負荷情

22、況消除后，又可直接迅速合閘，從而使恢復供電的時間大大縮短。但是如果變電所只此一路電源進線時，一般只用于三級負荷。當變電所低壓側有聯(lián)絡線與其他變電所相連時，可用于二級負荷。當變電所采用兩路電源進線，供電可靠性得到相應提高時，可供電給二級負荷或少量一級負荷。高壓雙電源進線的變電所主接線如圖5-14所示。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-13 高壓側采用隔離開關-斷路器的變電所主接線第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-14 高壓雙電源進線的變電所主接線第5章變配電所的電氣主接線及結構2. 裝設兩臺主變壓器的變電所主接線裝設兩臺主變壓器的變電所主接線(1) 高壓側無母線、低壓側單母線分段的變電所

23、主接線，如圖5-15所示。這種主接線的供電可靠性較高。當任一主變壓器或任一電源線停電檢修或發(fā)生故障時，該變電所通過閉合低壓母線分段開關，即可迅速恢復對整個變電所的供電。如果兩臺主變壓器低壓側主開關裝設備用電源自動投入裝置，則任一主變壓器低壓側的主開關因電源斷電而跳閘時，另一主變壓器低壓側的主開關和低壓母線分段開關將在備用電源自動投入裝置的作用下自動合閘，恢復整個變電所的正常供電。因此，這種主接線可供一、二級負荷。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-15 高壓側無母線、低壓側單母線分段的變電所主接線第5章變配電所的電氣主接線及結構(2) 高壓側單母線、低壓側單母線分段的變電所主接線，如圖5-1

24、6所示。這種主接線適用于裝有兩臺及兩臺以上主變壓器或具有多路高壓出線的變電所，其供電可靠性也較高。任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時，通過切換操作，可迅速恢復整個變電所的供電，但在高壓母線或電源進線檢修或者發(fā)生故障時，整個變電所都要停電。若有與其他變電所相連的低壓或高壓聯(lián)絡線，則供電可靠性將得到大大提高。無聯(lián)絡線時，這種主接線可供二、三級負荷； 有聯(lián)絡線時，可供一、二級負荷。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-16 高壓側單母線、低壓側單母線分段的變電所主接線第5章變配電所的電氣主接線及結構(3) 高低壓側均為單母線分段的變電所主接線，如圖5-17所示。這種變電所的兩段高壓母線在正常時可以并列運行

25、，也可以分段運行。一臺主變壓器或一路電源進線停電檢修或發(fā)生故障時，通過切換操作，可迅速恢復整個變電所的供電，因此供電可靠性相當高，可供一、二級負荷。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-17 高低壓側均為單母線分段的變電所主接線第5章變配電所的電氣主接線及結構5.2.4 非獨立式車間變電所主接線非獨立式車間變電所主接線非獨立式車間變電所是針對上級有總降壓變電所或高壓配電所而言的，一般作為大中型用戶的二級終端變電所，通常也是將610 kv的高壓降為一般用電設備所需的220/380 v的低壓。它們的主接線相當簡單。第5章變配電所的電氣主接線及結構車間變電所高壓側的開關電器、保護裝置和測量儀表等，一

26、般都安裝在處于高壓配電線路首端的總變配電所的高壓配電室內。而車間變電所只設變壓器室或變壓器臺和低壓配電室，其高壓側多數(shù)不裝開關，或只裝簡單的隔離開關、熔斷器(室外為跌開式熔斷器)和避雷器等。圖5-18和圖5-19分別是電纜進線和架空進線的非獨立式車間變電所高壓側主接線圖。由圖5-18和圖5-19可以看出，凡是高壓架空進線，無論變電所是戶內式還是戶外式，均需裝設避雷器以防雷電波沿架空線侵入變電所危及電力變壓器及其他設備的絕緣。當高壓采用電纜進線時，避雷器裝設在電纜的首端(圖中未畫出)，避雷器的接地端要連同電纜的金屬外皮一起接地。此時變壓器高壓側一般可不再裝設避雷器。如果變壓器高壓側為架空線加一段

27、引入電纜的進線方式，則變壓器高壓側仍應裝設避雷器。 第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-18 電纜進線的非獨立式車間變電所高壓側主接線第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-19 架空進線的非獨立式車間變電所高壓側主接線第5章變配電所的電氣主接線及結構5.2.5 工廠高壓配電所及車間變電所主接線示例工廠高壓配電所及車間變電所主接線示例如圖5-20所示為某中型工廠供配電系統(tǒng)中高壓配電所及2號車間變電所的主接線。這一主接線方案具有一定的代表性。高壓配電所擔負著從電力系統(tǒng)接受電能并向各車間變電所及高壓用電設備配電的任務，車間變電所將610 kv的高壓降為一般用電設備所需的低壓，然后由低壓配電給各用電

28、設備。圖5-20中高壓配電所共設有12面高壓開關柜(no.101112)、兩路電源進線(wl1wl2)和6路高壓出線，各個設備和導線電纜的型號規(guī)格均已標注于圖中。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-20 高壓配電所及2號車間變電所的主接線第5章變配電所的電氣主接線及結構高壓配電所有兩路10 kv電源進線，一路是架空線路wl1，另一路是電纜線路wl2。最常見的進線方案是一路電源來自電力系統(tǒng)，作為正常工作電源，而另一路電源則來自附近的高壓備用電源聯(lián)絡線。由于gbj631990電力裝置的電氣測量儀表裝置設計規(guī)范中規(guī)定： “電力用戶處的電能計量裝置宜采用全國統(tǒng)一標準的電能計量柜?！?“裝設在63 k

29、v以下的電力用戶處電能計量點的計費電能表應設置專用的互感器?！?因此，在這兩路電源進線的主開關柜之前各裝設一臺gg-1a-j型高壓計量柜(no.101和no.112)，其中的電壓互感器和電流互感器只用來連接計費電能表。裝設進線斷路器的高壓開關柜(no.102和no.111)需與計量柜相連，因此采用gg-1a(f)-11型。由于進線采用高壓斷路器控制，因此切換操作十分靈活方便，而且可配以繼電保護和自動裝置，使供電可靠性大大提高?？紤]到進線斷路器在檢修時有可能兩端來電，因此為保證斷路器檢修時的人身安全，斷路器兩側都必須裝設高壓隔離開關。第5章變配電所的電氣主接線及結構高壓配電所的母線通常采用單母線

30、制。如果是兩路或多于兩路的電源進線，則采用高壓隔離開關或高壓斷路器分段的單母線制。本例10 kv母線，采用隔離開關分段，分段開關可以采用專門的分段柜(亦稱聯(lián)絡柜)。如圖5-20所示，高壓配電所通常采用一路電源工作、一路電源備用的運行方式，因此母線分段開關通常是閉合的，高壓并聯(lián)電容器對整個配電所的無功功率都要進行補償。如果工作電源進線發(fā)生故障或進行檢修，則在切除該進線后，投入備用電源即可使整個配電所恢復供電。如果采用備用電源自動投入裝置，則供電可靠性可得到進一步提高，但這時進線斷路器的操動機構必須是電磁式或彈簧式的。為了滿足測量、監(jiān)視、保護和控制主電路設備的需要，每段母線上都需接有電壓互感器，進

31、線和出線上均要串接電流互感器。圖5-20中的高壓電流互感器均有兩個二次繞組，其中一個接測量儀表，另一個接繼電保護裝置。為了防止雷電過電壓侵入配電所時擊毀其中的電氣設備，各段母線上都應裝設避雷器。避雷器與電壓互感器同裝在一個高壓柜內，且共用一組高壓隔離開關。第5章變配電所的電氣主接線及結構高壓配電所共有6路高壓出線： 兩路分別由兩段母線經隔離開關-斷路器配電給2號車間變電所； 一路由左段母線wb1經隔離開關-斷路器供電給1號車間變電所； 一路由右段母線wb2經隔離開關-斷路器供電給3號車間變電所； 一路由左段母線wb1經隔離開關-斷路器供電給無功補償用的高壓并聯(lián)電容器組； 還有一路由右段母線wb

32、2經隔離開關-斷路器供電給一組高壓電動機。由于這里的高壓配電線路都是由高壓母線來供電的，因此其出線斷路器需在母線側加裝隔離開關，以保證斷路器和出線的安全檢修，出線側則省掉了線路隔離開關。圖5-20中2號車間變電所設有兩臺主變壓器、7面低壓配電柜和20路低壓出線。各個元件設備和母線的型號規(guī)格都在圖5-20中做了詳細的標注。高壓側采用雙電源進線，低壓側采用單母線隔離開關分段，兩臺變壓器一般采用分裂運行，即低壓分段開關在正常時處于斷開位置。對于一類負荷可分別從兩段母線引電源，即可滿足其供電可靠性的要求。第5章變配電所的電氣主接線及結構5.3 電氣主接線的運行方式電氣主接線的運行方式電氣主接線的運行方

33、式是指電氣主接線中各電氣設備實際所處的工作狀態(tài)(運行、備用和檢修)及其連接方式。電氣主接線的運行方式直接影響變配電所的安全和經濟運行。電氣主接線的運行方式分為正常運行方式和非正常運行方式。第5章變配電所的電氣主接線及結構5.3.1 正常運行方式和非正常運行方式正常運行方式和非正常運行方式正常運行方式是指正常情況下全部設備投入運行時電氣主接線經常采用的運行方式。主接線的正常運行方式一經確定，其母線運行方式、變壓器中性點的運行方式也隨之確定，相應地繼電保護和自動裝置的投入也隨之確定。電氣主接線的正常運行方式只有一種，一般不得隨意改變。非正常運行方式是指在事故處理、設備故障或檢修時電氣主接線所采用的

34、運行方式。由于事故處理和設備檢修具有隨機性，因此電氣主接線的非正常運行方式一般有多種。第5章變配電所的電氣主接線及結構5.3.2 電氣主接線運行方式舉例電氣主接線運行方式舉例圖5-21為某企業(yè)變電所電氣主接線圖，其中35 kv系統(tǒng)采用雙母線接線，母線斷路器為qf1；10 kv系統(tǒng)采用單母分段帶旁母接線，分段斷路器qf2兼作旁路斷路器；35 kv與10 kv系統(tǒng)通過兩臺三繞組變壓器t1、t2相連，之間有大量的穿越功率； 220/380 v系統(tǒng)由t1、t2供電，采用單母分段接線，分段斷路器為qf3。下面分析該系統(tǒng)的運行方式。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-21 某企業(yè)變電所電氣主接線圖第5章

35、變配電所的電氣主接線及結構1. 正常運行方式正常運行方式1) 35 kv系統(tǒng)兩組母線同時運行，母線斷路器qf1及兩側隔離開關均閉合，電源與t1接至母線段，電源與t2接至母線段，即進出線平均分配于兩組母線上運行，運行方式具有單母線分段的特點，線路、主變壓器及母線的繼電保護裝置均投入。2) 10 kv系統(tǒng)正常狀態(tài)下，母線、段均帶電運行，分段斷路器qf2及兩側隔離開關qs8、qs9閉合，相當于單母線運行，分段隔離開關qs7斷開備用，旁母wbp相連的隔離開關qs3qs6均斷開備用； 線路wl1及t1接入母線段運行，wl2及t2接入母線段運行； 各線路和主變壓器t1、t2以及母線的繼電保護均按規(guī)定投入。

36、第5章變配電所的電氣主接線及結構3) 220/380 v系統(tǒng)正常狀態(tài)下，分段斷路器qf3及兩側隔離開關均閉合，t1接于母線段，t2接于母線段，10回出線平均分配于、上運行，各線路及母線的保護均按規(guī)定投入。第5章變配電所的電氣主接線及結構2. 非正常運行方式非正常運行方式1) 35 kv系統(tǒng)(1) 變壓器t1(或t2)停電檢修運行方式。當t1檢修時，斷開t1的各側斷路器和隔離開關，t2正常運行，二回電源進線經t2向10 kv系統(tǒng)及220/380 v系統(tǒng)供電。(2) 母線段(或段)停電檢修運行方式。母線段停電檢修時，其上的所有進、出線回路全部切換到母線段上運行，母線斷路器qf1及兩側的隔離開關均斷

37、開，母線保護改為單母線運行方式，其他保護同正常運行方式。同理，母線段停電檢修時的運行方式與母線段情況相似。(3) 進線斷路器qf4(或qf5)停電檢修運行方式。進線斷路器qf4停電檢修時，斷開qf4及兩側隔離開關，仍由母線、段向t1、t2供電，繼電保護同正常運行方式。同理，進線斷路器qf5停電檢修的運行方式與qf4相似。第5章變配電所的電氣主接線及結構2) 10 kv系統(tǒng)(1) 10 kv側斷路器qf6停電檢修運行方式。斷路器qf6斷開，再斷開兩側的隔離開關，其他操作同正常運行方式。(2) 10 kv母線段(或段)停電檢修運行方式。采用“先通后斷”原則，閉合qs7，使該回路與分段斷路器qf2并

38、聯(lián)，斷開qf2、qs8；合上qs5、qf2，斷開qs7，由母線段經qs9、qf2、qs5向旁母充電； 閉合qs3，斷開母線段兩側的斷路器及隔離開關，其他操作同正常運行方式。(3) 分段斷路器兼旁路斷路器qf2檢修運行方式。電源進線及負荷出線均平衡分布于母線段上，使流過qf2的電流很小，斷開qf2及兩側的隔離開關，在開關兩側加設接地線，其余操作同正常運行方式。第5章變配電所的電氣主接線及結構3) 220/380 v系統(tǒng)(1) 分段斷路器qf3檢修運行方式。該方式與上述10 kv側斷路器qf2停電檢修運行方式相同。(2) 母線段(或段)停電檢修運行方式。斷開與母線段相接的所有進出線(包括分段斷路器

39、支路)。第5章變配電所的電氣主接線及結構5.4 變配電所所址選擇變配電所所址選擇變配電所是電能供應、分配的中心，正確選擇變電所的位置對保證供電系統(tǒng)的質量，減少系統(tǒng)電能損耗，降低運行費用是十分重要的。第5章變配電所的電氣主接線及結構5.4.1 變配電所所址選擇的一般原則變配電所所址選擇的一般原則根據(jù)10 kv及10 kv以下變電所設計規(guī)范(gb5005394)規(guī)定，變配電所所址的選擇應綜合考慮以下因素： (1) 盡量接近或深入負荷中心，以降低線路的電能損耗和有色金屬的消耗量，提高電能質量。(2) 進出線方便，盡量靠近電源側，避免高壓線路跨越其他設備和建筑物。(3) 設備運輸方便，特別是大型設備，

40、如電力變壓器、高低壓開關柜的運輸要方便。第5章變配電所的電氣主接線及結構(4) 不應設在有劇烈震動或高溫的場所，不應設在多塵或有腐蝕性氣體的場所，不應設在正常積水場所的正下方，且不宜和浴室、廁所或其他經常積水的場所相鄰，不應設在有爆炸危險環(huán)境的正上方或正下方。(5) 高層建筑的變配電所宜設置在地下層或首層。設在地下層時，宜選擇在通風、散熱條件較好的場所。(6) 在無特殊防火要求的多層建筑中，裝有可燃性油的電氣設備的變配電所，可設置在底層靠外墻部位，但不應設在人員密集場所的上方、下方、貼鄰或疏散出口的兩旁。(7) 不應防礙工廠或車間的發(fā)展，并應適當考慮今后擴建的可能。第5章變配電所的電氣主接線及

41、結構5.4.2 變配電所所址選擇的方法變配電所所址選擇的方法負荷中心是選擇變配電所所址的重要條件，當負荷中心的位置確定后，變電所的位置相應地就容易確定了?？捎孟旅嫠v方法近似確定負荷中心。1. 負荷指示圖法負荷指示圖法負荷指示圖是將電力負荷按一定的比例，以負荷圓的形式表示在用戶的平面圖上。各建筑(或車間)負荷圓的圓心應與建筑(或車間)的負荷中心大致相符。負荷圓的半徑為 (5-1)式中，k為負荷圓的比例系數(shù)，單位為kw/mm2。圖5-22是某企業(yè)的負荷指示圖，由此負荷指示圖可以直觀地確定企業(yè)用戶的負荷中心，再結合變電所所址選擇的其他條件，擬定幾個方案，擇優(yōu)選定變電所的位置。30kpr 第5章變配

42、電所的電氣主接線及結構圖5-22 某企業(yè)的負荷指示圖第5章變配電所的電氣主接線及結構2. 負荷矩法負荷矩法這是一種近似定量的計算方法，以負荷圓的圓心為負荷點，用求物體重心的方法來確定負荷中心。圖5-23為3個負荷點的負荷矩示意圖。有功功率p1p3分布于直角坐標系中，一般負荷中心為 (5-2)(5-3) 因此，總負荷中心為p(x, y)。)(iiixppx)(iiiyppyiiipypy)(iiipxpx)(第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-23 按負荷矩法確定負荷中心第5章變配電所的電氣主接線及結構3. 按負荷電能矩確定負荷中心按負荷電能矩確定負荷中心負荷中心不僅與各負荷的功率有關，而且還

43、與各負荷的工作時間有關。也就是說，負荷中心的位置是變化的。負荷矩法是靜態(tài)負荷中心計算法，它只考慮負荷的容量和位置，如再考慮各負荷點的工作時間，則為按負荷電能矩確定負荷中心的方法： (5-4)(5-5)式中，wni=pitmi為負荷點的電能消耗量； tmi為最大負荷利用小時數(shù)。)()()()(nnmiiiiiiiiwxwtpxtpx)()()()(nnmiiiiiiiiwywtpytpy第5章變配電所的電氣主接線及結構實際上，影響變電所位置選擇的因素有很多，如廠區(qū)建筑、車間布置、供電部門的要求等，都可能制約變電所位置的選擇，因此，應結合實際情況，進行技術、經濟比較，才能選出較為理想的變電所位置。

44、第5章變配電所的電氣主接線及結構5.5 變配電所的布置與結構變配電所的布置與結構5.5.1 變配電所的總體布置變配電所的總體布置1. 變配電所布置的總體要求變配電所布置的總體要求(1) 室內布置應合理緊湊，便于值班人員運行、維護和檢修，所有帶電部分離墻和離地的尺寸以及各室維護操作通道的寬度均應符合有關規(guī)程，以確保運行安全。值班室應盡量靠近高低壓配電室，且有門直通。(2) 應盡量利用自然采光和通風，電力變壓器室和電容器室應避免西曬，控制室和值班室應盡量朝南。(3) 應合理布置變電所內各室的相對位置，高壓配電室與電容器室、低壓配電室與電力變壓器室應相互鄰近，且便于進出線，控制室、值班室及輔助房間的

45、位置應便于值班人員的工作管理。第5章變配電所的電氣主接線及結構 (4) 變電所內不允許采用可燃材料裝修，不允許各種水管、熱力管道和可燃氣體管道從變電所內通過。高低壓配電室和電容器室的門應朝值班室開或朝外開，變壓器室的大門應朝馬路開，但應避免朝西開門。高壓電容器組一般應裝設在單獨的房間內，低壓電容器組在數(shù)量較少時可裝設在低壓配電室內。 (5) 高低壓配電室和電容器室均應設置防止雨、雪以及蛇、鼠類小動物從采光窗、通風窗、門和電纜溝等進入室內的設施。 (6) 室內布置應經濟合理，電氣設備用量少，節(jié)省有色金屬和電氣絕緣材料，節(jié)約土地和建筑費用，降低工程造價。另外，還應考慮以后發(fā)展和擴建的可能。高低壓配

46、電室內均應留有適當數(shù)量開關柜(屏)的備用位置。第5章變配電所的電氣主接線及結構2. 變配電所的布置方案變配電所的布置方案變電所的布置形式有戶內式、戶外式和混合式三種。戶內式變電所將變壓器、配電裝置安裝在室內，工作條件好，運行管理方便； 戶外式變電所將變壓器、配電裝置全部安裝在室外； 混合式則部分安裝在室內，部分安裝在室外。供配電系統(tǒng)的變電所一般采用戶內式。戶內式又分為單層布置和雙層布置，視投資和土地情況而定。供配電系統(tǒng)的變電所通常由高壓配電室、電力變壓器室和低壓配電室等組成。有的還設有控制室、值班室，需要進行高壓側功率因數(shù)補償時，還應設置高壓電容器室。第5章變配電所的電氣主接線及結構(1) 3

47、5/10 kv總降壓變電所布置方案。圖5-24是其單層布置的典型方案示意圖； 圖5-25是其雙層布置的典型方案示意圖。(2) 10 kv高壓配電所和附設車間變電所的布置方案。圖5-26是一個10 kv高壓配電所和附設車間變電所的布置方案示意圖。第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-24 35/10 kv總降壓變電所單層布置方案示意圖第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-25 35/10 kv總降壓變電所雙層布置方案示意圖第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-26 10 kv高壓配電所和附設車間變電所的布置方案示意圖第5章變配電所的電氣主接線及結構(3) 610/0.4 kv變電所的布置方案。圖

48、5-27(a)是一個戶內式裝有兩臺變壓器的獨立式變電所布置方案示意圖；圖5-27(b)是一個戶外式裝有兩臺變壓器的獨立式變電所布置方案示意圖； 圖5-27(c)是裝有兩臺變壓器的附設式變電所布置方案示意圖； 圖5-27(d)是裝有一臺變壓器的附設式變電所布置方案示意圖； 圖5-27(e)、(f)是露天或半露天式設有兩臺和一臺變壓器的變電所布置方案示意圖。第5章變配電所的電氣主接線及結構第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-27 610/0.4 kv變電所的布置方案示意圖(a) 戶內式(變壓器在室內)； (b) 戶外式(變壓器在室外)； (c) 附設式(有兩臺變壓器)；(d) 附設式(有一臺變壓

49、器)； (e) 露天或半露天式(有兩臺變壓器)；(f) 露天或半露天式(有一臺變壓器)第5章變配電所的電氣主接線及結構5.5.2 變配電所的結構變配電所的結構1. 變壓器室的結構變壓器室的結構變壓器室的結構形式取決于變壓器的形式、容量、放置方式、主接線方案及進出線方式和方向等諸多因素，并且還應考慮運行維護的安全以及通風、放火等問題。另外，考慮到發(fā)展，變壓器室宜有更換大一級容量的可能性。為保證變壓器安全運行及防止變壓器失火時故障蔓延，gb50053199410 kv及以下變電所設計規(guī)范規(guī)定，油浸式變壓器外廓與變壓器室墻壁和門的最小凈距離應符合表5-1規(guī)定。第5章變配電所的電氣主接線及結構第5章變

50、配電所的電氣主接線及結構變壓器室一般采用自然通風，室內只設通風窗而不設采光窗。進風窗設在變壓器室前門的下方，出風窗設在變壓器室的上方，并應有防雨、雪以及蛇、鼠等小動物從門、窗和電纜溝等進入室內的設施。夏季的排風溫度不宜高于45，進風和排風的溫度差不宜大于15。通風窗應采用非燃燒材料。 變壓器室的門要向外開。變壓器室的布置方式按變壓器的推進方向可分為寬面推進式和窄面推進式。當寬面推進時，變壓器低壓側宜朝外，室門較寬； 當窄面推進時，變壓器的油枕宜朝外，室門較窄。一般變壓器室的門比變壓器的推進方向的寬度大0.5 m。第5章變配電所的電氣主接線及結構變壓器室的地坪按通風要求可分為地坪抬高和不抬高兩種

51、形式。當變壓器室的地坪抬高時，通風散熱更好，但建筑費用較高。變壓器容量在630 kva及630 kva以下的變壓器室地坪時，一般不抬高。選用油浸式變壓器時，應設置容量為100變壓器油量的儲油池，通常的做法是在變壓器油坑內設置厚度大于250 mm的卵石層，在卵石層底下設置儲油池。在儲油池中，砌有兩道高出池面的用來放置變壓器的基礎。油浸式變壓器室的耐火等級應為一級，非燃或難燃介質變壓器室的耐火等級不應低于二級。第5章變配電所的電氣主接線及結構設計變壓器室的結構布置時，除了應依據(jù)gb50053199410 kv及以下變電所設計規(guī)范和gb50059199235100 kv變電所設計規(guī)范外，還應參考建設

52、部批準的全國通用建筑標準設計電氣裝置標準圖集中的88d264電力變壓器室布置(變壓器電壓為610/0.4 kv)、97d267附設式電力變壓器布置(變壓器電壓為35/0.4 kv)和99d268干式變壓器安裝等。第5章變配電所的電氣主接線及結構2. 高壓配電室的結構高壓配電室的結構高壓配電室的結構形式主要取決于高壓開關柜(屏)的形式、尺寸和數(shù)量，同時還要考慮運行維護的方便和安全，留有足夠的操作維護通道； 并且要為今后的發(fā)展留有適當數(shù)量的備用開關柜(屏)的位置； 但占地面積不宜過大，建筑費用不宜過高。高壓配電室的高度與開關柜的形式及進出線的情況有關。采用架空進出線時，高度為4.2 m以上，采用電

53、纜進出線時，高壓開關室高度為3.5 m。為了布線和檢修的需要，高壓開關柜下面應設電纜溝，柜前或柜后也應設電纜溝。高壓配電室的門應向外開。相鄰配電室間有門時，其門應能雙向開啟。長度大于7 m的配電室應設兩個出口，并應布置在配電室的兩端。高壓配電室的耐火等級不應低于二級。 高壓配電室內各種通道的最小寬度應按gb500531994規(guī)定選取，如表5-2所示。第5章變配電所的電氣主接線及結構第5章變配電所的電氣主接線及結構3. 低壓配電室的結構低壓配電室的結構低壓配電室的結構主要取決于低壓開關柜(屏)的形式、數(shù)量、安裝方式及布置方式等因素。低壓配電室內成列布置的配電屏，其屏前、屏后的通道最小寬度應按gb

54、500531994規(guī)定選取，如表5-3所示。低壓配電室的高度應與變壓器室綜合考慮，以便變壓器低壓出線。當配電室與抬高地坪的變壓器室相鄰時，低壓配電室的高度不應低于4 m；與不抬高地坪的變壓器室相鄰時，配電室的高度不應低于3.5 m。為了布線需要，低壓配電屏下面也應設電纜溝。低壓配電室的耐火等級不應低于三級。第5章變配電所的電氣主接線及結構第5章變配電所的電氣主接線及結構4. 高壓電容器室的結構高壓電容器室的結構高壓電容器室采用的電容器柜通常都是成套型的。按gb500531994規(guī)定，成套電容器柜單列布置時，柜正面與墻面距離不應小于1.5 m； 當雙列布置時，柜面之間距離不應小于2.0 m。電容

55、器室應有良好的自然通風。當自然通風不能滿足排熱要求時，可增設機械排風。電容器室應設溫度指示裝置。高壓電容器室的耐火等級不應低于二級。第5章變配電所的電氣主接線及結構5. 值班室的結構值班室的結構值班室的結構形式要結合變配電所的總體布置和值班工作要求全盤考慮，以利于運行值班工作。值班室要有良好的自然采光，采光窗宜朝南。在采暖地區(qū)，值班室應采暖，采暖計算溫度為18，采暖裝置宜采用排管焊接。在蚊子和其他昆蟲較多的地區(qū)，值班室應裝紗窗、紗門，通往外邊的門應向外開。第5章變配電所的電氣主接線及結構5.5.3 變配電所的布置及結構示例變配電所的布置及結構示例圖5-28是圖5-20所示高壓配電所及其附設2號

56、車間變電所的平面圖和剖面圖。高壓配電室中的開關柜為雙列布置時，按gb5006019923110 kv高壓配電裝置設計規(guī)范規(guī)定，操作通道的最小寬度為2 m，這里取為2.5 m，這樣運行維護更為安全方便。這里變壓器室的尺寸按所裝設變壓器容量增大一級來考慮，以適應變電所在負荷增長時需改換大一級容量變壓器的要求。高低壓配電室也都留有一定的余地，供將來添設高低壓開關柜之用。 第5章變配電所的電氣主接線及結構圖5-28 圖5-20所示高壓配電所 及其附設2號車間變電 所的平面圖和剖面圖第5章變配電所的電氣主接線及結構由圖5-28所示變電所平面布置方案可以看出： (1) 值班室緊靠高低壓配電室，而且有門直通

57、，因此運行維護方便； (2) 高、低壓配電室和變壓器室的進出線都較方便； (3) 所有大門都按要求開設，保證運行安全； (4) 高壓電容器室與高壓配電室相鄰，既安全又配線方便； (5) 各室都留有一定的余地，以適應發(fā)展的要求。第5章變配電所的電氣主接線及結構基本技能訓練基本技能訓練 變配電所的電氣操作變配電所的電氣操作1. 變配電所送電和停電操作的順序變配電所送電和停電操作的順序1) 變配電所的送電操作當變配電所送電時，一般應從電源側的開關合起，依次合到負荷側的開關。按這種程序操作可使開關的閉合電流減至最小，比較安全，萬一某部分存在故障，也容易發(fā)現(xiàn)。但是在有高壓隔離開關-高壓斷路器及有低壓刀開

58、關-低壓斷路器的電路中，送電時一定要按下列程序進行操作： (1) 合母線側隔離開關或刀開關； (2) 合負荷側隔離開關或刀開關； (3) 合高壓或低壓斷路器。第5章變配電所的電氣主接線及結構如果變配電所是在事故停電以后恢復送電，則操作程序應視變配電所裝設的開關類型而定。如果電源進線裝設的是高壓斷路器，則當高壓母線發(fā)生短路故障時，斷路器自動跳閘；在故障消除后，可直接合上斷路器來恢復送電。如果電源進線裝設的是高壓負荷開關，則在故障消除后，先更換熔斷器的熔管，然后合上負荷開關即可恢復送電。如果電源進線裝設的是高壓隔離開關-熔斷器，則在故障消除后，先更換熔斷器的熔管，并斷開所有出線開關，然后合上隔離開

59、關，最后合上所有出線開關以恢復送電。如果電源進線裝設的是跌開式熔斷器，則送電操作的程序與進線裝設隔離開關-熔斷器的操作程序相同。第5章變配電所的電氣主接線及結構2) 變配電所的停電操作當變配電所停電時，一般應從負荷側的開關拉起，依次拉到電源側的開關。按這種程序操作可使開關的開斷電流減至最小，也比較安全。但是在有高壓隔離開關-高壓斷路器及有低壓刀開關-低壓斷路器的電路中，停電時一定要按下列程序進行操作： (1) 拉高壓或低壓斷路器； (2) 拉負荷側隔離開關或刀開關； (3) 拉母線側隔離開關或刀開關。第5章變配電所的電氣主接線及結構2. 倒閘操作倒閘操作電氣設備通常有三種狀態(tài)，分別為運行、備用

60、(包括冷備用及熱備用)和檢修。電氣設備由于周期性檢查、試驗或處理事故等原因，需操作斷路器、隔離開關等電氣設備來改變電氣設備的運行狀態(tài)，這種將設備由一種狀態(tài)轉變?yōu)榱硪环N狀態(tài)的過程就叫倒閘，所進行的操作稱為倒閘操作。倒閘操作是電氣值班人員及電工的一項經常性的重要工作，其操作、驗電和掛地線是倒閘操作的基本功。倒閘操作有正常情況下的操作和有事故情況下的操作兩種。在正常情況下應嚴格執(zhí)行“倒閘操作票”制度。第5章變配電所的電氣主接線及結構1) 倒閘操作步驟(1) 接受主管人員的預發(fā)命令。在接受預發(fā)命令時，要停止其他工作，并將記錄內容向主管人員復誦，核對其正確性。對樞紐變電所等處的重要倒閘操作應有兩個人同時