第10章 供配電系統(tǒng)的設計施工

供電系統(tǒng)及電氣控制信息科學與工程學院學院主講人：董密

?第十章供配電系統(tǒng)的設計施工、?第十章供配電系統(tǒng)的設計施工、第一節(jié)供配電工程的設計與施工

第二節(jié)供配電系統(tǒng)的運行維護

第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗

第四節(jié)供配電線路的檢修試驗第一節(jié)供配電工程的設計與施工一、供配電工程設計與施工的一般原則

供配電工程（包括其新建和改造）的設計與施工必須遵守以下原則：

1)用戶供配電系統(tǒng)的新建或改造，應符合當?shù)仉娋W(wǎng)建設與改造的總體規(guī)劃。

2)用戶供配電工程的設計、施工及試驗與運行，均應符合國家的有關標準規(guī)范。

3)用戶供配電工程的設計施工文件，均應一式兩份，送交當?shù)毓╇娖髽I(yè)。

4)用戶供配電工程在施工期間，應接受當?shù)毓╇娖髽I(yè)根據(jù)審核同意的設計和有關施工標準進行的監(jiān)督和檢查。第一節(jié)供配電工程的設計與施工5)用戶供配電工程施工、試驗完工以后，應向當?shù)毓╇娖髽I(yè)提供工程竣工報告，并由供電企業(yè)及時組織檢驗。

二、供配電工程設計的程序與要求

供配電工程設計，通常分為擴大初步設計和施工設計兩個階段。

(一)擴大初步設計

1)用戶的總平面圖及其主要建筑的平、剖面圖。

2)用戶的工藝、給水、排水、通風、采暖及動力等方面的用電設備平面布置圖及主要用電設備清單。

3)用電設備對供電可靠性的要求及工藝允許停電的時間。

4)用戶的年產量或年產值及年最大負荷利用小時數(shù)，用以估算用戶的年用電量和最高需電量。第一節(jié)供配電工程的設計與施工5)向當?shù)毓╇娖髽I(yè)收集用戶供電電源方面的資料，如：①可供的電源容量和備用電源容量；②供電電源的電壓、供電方式、供電電源回路數(shù)、導線或電纜的型號規(guī)格、長度及進戶的方位；③電力系統(tǒng)的短路容量或供電電源線路首端的開關斷流容量；④供電電源首端的繼電保護方式及動作時限整定值，電力系統(tǒng)對用戶進線端繼電保護方式及動作時限整定配合的要求；⑤供電企業(yè)對用戶電能計量方式的要求及電費計收辦法；⑥對用戶功率因數(shù)的要求；⑦電源線路用戶區(qū)外部分的設計施工的分工及投資費用的分擔問題等。第一節(jié)供配電工程的設計與施工6)向當?shù)貧庀?、地質及建筑安裝等部門收集下列資料：①當?shù)貧鉁財?shù)據(jù)，如年最高溫度、年平均溫度、最熱月平均最高溫度、最熱月平均溫度及當?shù)刈顭嵩碌叵?.8～1ｍ處的土壤平均溫度等，以供選擇電器和導體之用；②當?shù)睾０?、極端最高溫度和最低溫度等，也供電器選擇之用；③當?shù)啬昶骄妆┤諗?shù)，供防雷設計用；④當?shù)赝寥佬再|或土壤電阻率，供接地裝置設計之用；⑤當?shù)爻Ｄ曛鲗эL向、地下水位及最高洪水位等，供選擇變配電所所址用；⑥當?shù)卦洺霈F(xiàn)過或可能出現(xiàn)的最高地震烈度，供考慮防震措施用；⑦當?shù)仉姎夤こ痰募夹g經濟指標及電氣設備和材料的生產供應情況等，供編制工程概(預)算之用。

(二)施工設計

三、供配電系統(tǒng)設計的原則及住宅供配電設計的安全要求第一節(jié)供配電工程的設計與施工(一)供配電系統(tǒng)設計必須遵循的設計原則

(１)遵守規(guī)程，執(zhí)行政策必須遵守國家的有關標準規(guī)范，執(zhí)行國家的有關方針政策，包括節(jié)約能源、保護環(huán)境等技術經濟政策。

(２)安全可靠，先進合理應做到保障人身和設備安全、供電可靠、電能質量合格、技術先進和經濟合理，采用效率高、能耗低和性能先進的電氣產品。

(３)近期為主，考慮發(fā)展應根據(jù)工程特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關系，做到遠、近結合，以近期為主，適當考慮擴建的可。

(４)全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧必須從全局出發(fā)，考慮當?shù)仉娋W(wǎng)的總體規(guī)劃，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質、用電容量、工程特點和地區(qū)電網(wǎng)供電條件等，合理確定設計方案。第一節(jié)供配電工程的設計與施工(二)住宅供配電系統(tǒng)設計的安全要求

1)應采用TT、TN-C-S或TN-S接地型式，并進行總等電位聯(lián)結。

２)電氣線路應采用符合安全和防火要求的敷設方式配線，導線應采用銅線，每套住宅進戶線截面積不應小于10ｍｍ２，分支線截面積不應小于2.5ｍｍ２。

3)每套住宅的空調電源插座、其他電源插座與照明，應分路設計；廚房電源插座和衛(wèi)生間電源插座宜設獨立回路。

4)除空調電源插座外，其他電源插座應設置漏電保護裝置。

5)每套住宅應設置電源總斷路器，并采用可同時斷開相線和中性線的開關電器。

6)衛(wèi)生間宜作局部等電位聯(lián)結。

7)每幢住宅的總電源進線斷路器，應具有漏電保護功能。第一節(jié)供配電工程的設計與施工表１０-１住宅內電源插座的設置數(shù)量(據(jù)GB50096—1999)第二節(jié)供配電系統(tǒng)的運行維護一、變配電所的運行值班

(一)變配電所的運行值班制度

(二)變配電所值班員的職責

１)遵守變配電所值班工作制度，堅守工作崗位，作好變配電所的安全保衛(wèi)工作，確保變配電所的安全運行。

2)積極鉆研本職工作，認真學習和貫徹有關規(guī)程，熟悉變配電所的一、二次系統(tǒng)的接線及設備的裝設位置、結構性能、操作要求和維護保養(yǎng)方法等，掌握各種安全工具和消防器材的使用方法和觸電急救法，了解變配電所現(xiàn)在的運行方式、負荷情況及負荷調整和電壓調節(jié)等措施。

3)監(jiān)視所內各種設施的運行狀態(tài)，定期巡視檢查，按照規(guī)定要求抄報各種運行數(shù)據(jù)，記錄運行日志。第二節(jié)供配電系統(tǒng)的運行維護4)按上級調度命令進行操作，發(fā)生事故時進行緊急處理，并做好有關記錄，以備查考。

5)保管所內各種資料圖表、工具儀器和消防器材等，并做好和保持所內設備和環(huán)境的清潔衛(wèi)生。

6)按照規(guī)定進行交接班。

(三)變配電所運行值班注意事項

1)不論高壓設備帶電與否，值班員不得單獨移開或跨越高壓設備的遮欄進行工作。表10-2設備不停電時的安全距離(據(jù)2009年《安規(guī)》)２)雷雨天巡視室外高壓設備時，應穿絕緣靴，并且不得靠近避雷針和避。第二節(jié)供配電系統(tǒng)的運行維護3)高壓設備發(fā)生接地故障時，室內不得接近故障點4ｍ以內，室外不得接近故障點8ｍ以內。

二、變配電所送電和停電的操作

(一)操作的一般要求表１０-3變電所倒閘操作票格式(據(jù)2009年《安規(guī)》)(二)變配電所的送電操作第二節(jié)供配電系統(tǒng)的運行維護(三)變配電所的停電操作

三、電力變壓器的運行維護

(一)一般要求

(二)巡視檢查項目

1)油浸式變壓器的油溫是否正常。

2)變壓器的聲響是否正常。

3)變壓器油枕和瓦斯繼電器的油位和油色如何。

4)變壓器瓷套管是否清潔，有無破損裂紋和放電痕跡；高低壓接頭的螺栓是否緊固，有無接觸不良和發(fā)熱現(xiàn)象。

5)變壓器防爆膜是否完好；吸濕器是否暢通，其硅膠是否吸濕飽和。

6)變壓器的冷卻、通風裝置是否正常。第二節(jié)供配電系統(tǒng)的運行維護7)變壓器的接地裝置是否完好。

8)變壓器上及其周圍有無影響其安全運行的異物(如易燃易爆和腐蝕性物品等)和異常現(xiàn)象。

四、配電裝置的運行維護

(一)一般要求

(二)巡視檢查項目

1)由母線及其接頭的外觀或其溫度指示裝置(如變色漆、示溫蠟或變色示溫貼片等)的指示，判斷母線及其接頭的發(fā)熱溫度是否超出允許值。

2)開關電器中所裝的絕緣油的油色和油位是否正常，有無漏油現(xiàn)象，油位指示器有無破損。

3)絕緣子是否臟污、破損，有無放電痕跡。第二節(jié)供配電系統(tǒng)的運行維護4)電纜及其接頭有無漏油及其他異?，F(xiàn)象。

5)熔斷器的熔體是否熔斷，熔管有無破損和放電痕跡。

6)二次設備如儀表、繼電器的工作狀態(tài)是否正常。

7)接地裝置及PE線或PEN線的連接處有無松脫、斷線的情況。

8)整個配電裝置的運行狀態(tài)是否符合當時的運行要求。

9)高低壓配電室、電容器室的照明、通風及安全防火裝置是否正常。

10)配電裝置本身及其周圍有無影響其安全運行的異物(如易燃易爆和腐蝕性物品等)和異?，F(xiàn)象。

五、架空線路的運行維護

(一)一般要求

(二)巡視檢查項目第二節(jié)供配電系統(tǒng)的運行維護1)電桿有無傾斜、變形、腐朽、損壞及基礎下沉等現(xiàn)象。

2)沿線路的地面有無堆放易燃、易爆和強腐蝕性物體。

3)沿線路周圍，有無危險建、構筑物。

4)線路上有無樹枝、風箏等雜物懸掛。

5)拉線和扳樁是否完好，綁扎線是否緊固可靠。

6)導線的接頭是否接觸良好，有無過熱發(fā)紅、嚴重氧化、腐蝕或斷脫現(xiàn)象，絕緣子有無破損和放電痕跡。

7)避雷裝置的接地是否良好，接地線有無銹斷損壞情況。

8)其他危及線路安全運行的異常情況。

六、電纜線路的運行維護

(一)一般要求

(二)巡視檢查項目第二節(jié)供配電系統(tǒng)的運行維護1)電纜頭及瓷套管有無破損和放電痕跡。

2)對明敷電纜，應檢查電纜外皮有無銹蝕、損傷，沿線掛鉤或支架有無脫落，線路上及線路附近有無堆放易燃易爆及強腐蝕性物體。

3)對暗敷及埋地電纜，應檢查沿線的蓋板及其他覆蓋物是否完好，有無挖掘痕跡，沿線標樁是否完整無缺。

4)電纜溝內有無積水或滲水現(xiàn)象，是否堆有雜物及易燃、易爆等危險物品。

5)線路上各種接地是否良好，有無松脫、銹蝕和斷線現(xiàn)象。

6)其他危及電纜安全運行的異常情況。

七、車間配電線路的運行維護

(一)一般要求第二節(jié)供配電系統(tǒng)的運行維護(二)巡視檢查項目

1)線路的負荷情況，可用鉗形電流表來卡測線路的負荷電流。

2)導線的發(fā)熱情況，是否超過正常允許發(fā)熱溫度，特別要檢查導線接頭處有無過熱現(xiàn)象。

3)配電箱、分線盒、開關、熔斷器、母線槽及接地裝置等的運行是否正常，有無接頭松脫、放電等異常情況。

4)線路上及其周圍有無影響線路安全運行的異常情況。

5)對敷設在潮濕、有腐蝕性物質場所的線路和設備，要定期進行絕緣檢查，絕緣電阻一般不得低于0.5ＭΩ。第二節(jié)供配電系統(tǒng)的運行維護圖１０-１放射式配電系統(tǒng)“分路

合閘檢查”故障的說明圖第二節(jié)供配電系統(tǒng)的運行維護八、線路運行中突然故障停電的處理

電力線路在運行中，如果突然發(fā)生事故停電時，可按不同情況分別處理。

(１)進線沒有電壓時的處理進線沒有電壓，表明電力系統(tǒng)方面暫時停電。

(２)雙電源進線之一停電時的處理當一路電源進線停電時，應立即進行倒閘操作，將負荷特別是重要負荷轉移給另一路電源進線供電。

(３)架空線路首端開關突然跳閘的處理開關突然跳閘一般是線路上發(fā)生了短路故障。第二節(jié)供配電系統(tǒng)的運行維護(４)放射式系統(tǒng)中故障線路的“分路合閘檢查”法以圖１０-１所示配電系統(tǒng)為例，假設短路故障發(fā)生在線路WL8上，由于保護裝置失靈或選擇配合不當，致使線路WL1的開關越級跳閘。

①將出線WL2～WL6的開關全部拉開，然后合上WL1的開關。由于母線WB1正常，因此WL1的開關合閘成功。

②依次試合WL2～WL6的開關，結果除WL5的開關因其分支線路WL8存在故障又跳閘外，其余出線開關均試合成功，恢復供電。

③將線路WL7～WL9的開關全部斷開，然后合上WL5的開關。由于母線WB2正常，因此WL5的開關合閘成功。

④依次試合WL7～WL9的開關，結果除WL8的開關因線路上存在故障又跳閘外，其余出線開關均試合成功，恢復供電。由此確定故障線路為WL8。第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗一、電力變壓器的檢修試驗

(一)電力變壓器的檢修

1.變壓器的大修表１０-4變壓器絕緣老化的分級2.變壓器的小修

(二)電力變壓器的試驗

1.變壓器繞組連同套管的絕緣電阻測量第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗表１０-5油浸式電力變壓器絕緣電阻的溫度換算系數(shù)(據(jù)GB50150—2006)2.測量溫度以變壓器上層油溫為準。

2.鐵心螺桿絕緣電阻的測量

3.變壓器油的試驗

(１)全分析試驗對每批新到的油及運行中發(fā)生故障后認為有必要檢驗的油應作此類試驗，以全面檢驗油的質量。

(２)簡化試驗其目的在于按絕緣油的主要的、特征性的參數(shù)來檢查其老化過程。第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗表１０-6絕緣油的試驗項目及標準(據(jù)GB50150—2006)第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗表１０-6絕緣油的試驗項目及標準(據(jù)GB50150—2006)第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗(３)電氣強度試驗其目的在于對運行中的絕緣油進行日常檢查。圖１０-２絕緣油電氣強度試驗電路

1—試驗油杯2—電極T1—調壓器T2—試驗變壓器(升壓０～５０ｋＶ)

R—保護電阻(水阻，5～10ＭΩ)第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗圖１０-３絕緣油電氣強度試驗用

油杯及電極結構尺寸第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗4.變壓器繞組連同套管的直流電阻測量

5.變壓器聯(lián)結組別的檢查圖１０-４用直流感應法判別三相變壓器的聯(lián)結組別(Ｙｙ０)第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗表１０-7用直流感應法判別三相變壓器聯(lián)結組別6.變壓器電壓比的測量第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗圖１０-５用雙電壓表法測量變壓器的電壓比7.變壓器交流耐壓試驗第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗圖１０-6變壓器交流耐壓試驗電路圖

T—被試變壓器T1—調壓器T2—試驗變壓器R—保護電阻表１０-8變壓器交接時的工頻耐壓試驗電壓值(據(jù)GB50150—2006)第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗二、配電裝置的檢修試驗

(一)配電裝置的檢修

1)高壓斷路器及其操動機構，每3年至少一次；低壓斷路器及其操作機構，每2年至少一次。

2)高壓隔離開關的操動機構，每3年至少一次。

3)配電裝置其他設備的大修期限，按預防性試驗和檢查結果而定。

1.油箱的檢修

2.滅弧室的檢修

3.觸頭的檢修

4.斷路器的整體調整第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗圖１０-７斷路器三相合閘同時性試驗電路(二)配電裝置的試驗第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗1)檢查開關設備的各相觸頭接觸的嚴密性、分合閘的同時性以及操動機構的靈活性和可靠性，測量分合閘所需時間及二次回路的絕緣電阻。

2)檢查和測量互感器的變比和極性等。

3)檢查母線接頭接觸的嚴密性。

4)充油設備絕緣油的簡化試驗(參看前表1０-6及相關說明)；油量不多的可僅作耐壓試驗。

5)絕緣子的絕緣電阻、介質損耗角及多元件絕緣子的電壓分布測量；對35ｋＶ及以下的絕緣子，可僅作耐壓試驗。

6)檢查接地裝置，必要時測量接地電阻。

7)檢查和試驗繼電保護裝置和過電壓保護裝置。

8)檢查熔斷器及其防護設施。第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗1.絕緣拉桿絕緣電阻的測量

2.分、合閘線圈和合閘接觸器線圈絕緣電阻的測量

3.交流耐壓試驗

４.觸頭接觸電阻的測量表１０-9３～１０ｋＶ油斷路器觸頭接觸電阻的要求５.分、合閘時間的測量第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗圖１０-９斷路器固有分閘時間的測量電路第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗圖１０-９斷路器固有分閘時間的測量電路

ＱＦ—被測斷路器及其聯(lián)鎖觸頭ＹＲ—斷路器跳閘線圈

ＷＣ—控制小母線ＳＡ—控制開關ＱＫ—雙極刀開關第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗圖１０-１０斷路器合閘時間的測量電路

ＫＯ—合閘接觸器(其余符號含義同圖１０-９)第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗６.絕緣油的試驗

三、避雷器的試驗

(一)閥式避雷器的試驗

1.絕緣電阻的測量

２.泄漏電流(電導電流)的測量圖１０-１１避雷器泄漏電流的測量電路

ＦV—被測閥式避雷器Ｔ１—調壓器Ｔ２—試驗變壓器ＶＤ—高壓二極管

Ｒ１—保護電阻Ｒ２—被測并聯(lián)電阻Ｃ—穩(wěn)壓電容器(０.１μＦ)

ＰＶ１、ＰＶ２—電壓表ＰＡ１～ＰＡ３—微安表第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗表１０-10避雷器泄漏電流測量的直流試驗電壓值(據(jù)GB５０１５０—１９９１)3.工頻放電電壓的測量第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗圖１０-１２FS型避雷器工頻放電電壓測量電路

ＦＶ—被試避雷器T1—調壓器T2—試驗變壓器

R—保護電阻PV1、PV2—電壓表第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗表１０-１1FS型避雷器的工頻放電電壓范圍(據(jù)GB５０１５０—１９９１)(二)排氣式避雷器的試驗

1)用兆歐表測量絕緣電阻，主要檢查滅弧管是否受潮。

2)抽出棒形電極，檢查滅弧管內部有無堵塞。

3)檢查滅弧管內徑，不得大于產品標準值的１４０％。

4)檢查內部火花間隙，３～１０ｋＶ避雷器的內部間隙與產品標準相差不得大于３ｍｍ。

5)檢查棒形電極端部有無燒傷。第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗6)檢查滅弧管內外管壁有無破損，表面漆層有無脫落，棒形電極是否碰到管壁。

7)檢查外部火花間隙是否符合要求。

8)檢查連接部分有無松動情況。

9)檢查其排氣范圍內有無導體及其他物體。

(三)金屬氧化物避雷器的試驗

1.金屬氧化物避雷器的試驗項目

1)測量避雷器及基座的絕緣電阻。

2)測量避雷器的工頻參考電壓和持續(xù)電流。

3)測量避雷器的直流參考電壓和0.75倍直流參考電壓下的泄漏電流。

4)檢查放電計數(shù)器動作情況及監(jiān)視電流表指示。第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗5)工頻放電電壓試驗。

2.金屬氧化物避雷器絕緣電阻的測量

四、接地裝置的試驗

這里主要介紹接地裝置接地電阻的測量。

1.間接法測量接地電阻圖１０-１３間接法測量接地電阻的電路

1—被測接地體2—電壓極3—電流極

T—試驗變壓器PV—電壓表

PA—電流表PW—功率表第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗(1)直線布置(見圖１０-１４ａ)?。螅保场?２～３)Ｄ，這里Ｄ為被測接地網(wǎng)的對角線長度；而?。螅保病郑?６ｓ１３(理論上ｓ１２＝０.６１８ｓ１３)。

(2)等腰三角形布置(見圖１０-１４ｂ)?。螅保玻剑螅保场荩玻?，夾角α≈３０°。

2.直接法測量接地電阻圖１０-１５直接法測量接地電阻的電路第三節(jié)變配電所主要電氣設備的檢修試驗圖１０-１５直接法測量接地電阻的電路

1—被測接地體2—電壓極3—電流極第四節(jié)供配電線路的檢修試驗一、供配電線路的檢修

供配電線路的檢修，分停電檢修和不停電（即帶電）檢修兩種。

(一)架空線路的檢修表１０-１2導線缺陷的檢修要求(二)電纜線路的檢修第四節(jié)供配電線路的檢修試驗圖１０-１６電纜內部故障示例第四節(jié)供配電線路的檢修試驗表１０-１3圖１０-１６所示故障電纜的絕緣電阻測量