現(xiàn)代配電系統(tǒng)運行與分析02（配電設(shè)備及設(shè)施）

現(xiàn)代配電系統(tǒng)運行與分析

ModernDistributionSystemOperation&Analysis012-1配電設(shè)備和設(shè)施分類

2-2配電開關(guān)設(shè)備2-3預(yù)裝式高壓成套配電設(shè)備2-4低壓配電設(shè)備2-5典型配電設(shè)施專題2配電系統(tǒng)的基本設(shè)備和設(shè)施31一次系統(tǒng)：由一次設(shè)備相互連接，構(gòu)成發(fā)電、輸電、配電或直接用于生產(chǎn)的電氣主回路，又稱為一次回路或一次接線系統(tǒng)。二次系統(tǒng)：由二次設(shè)備相互連接，構(gòu)成對一次設(shè)備進行監(jiān)測、控制、調(diào)節(jié)和保護的電氣回路稱為二次回路或二次接線系統(tǒng)。常用專業(yè)術(shù)語回顧41一次設(shè)備：直接用于生產(chǎn)和使用電能的高壓電氣設(shè)備。二次設(shè)備：對一次設(shè)備進行監(jiān)察、測量、控制、保護和調(diào)節(jié)的輔助設(shè)備，稱為二次設(shè)備，即不直接和電能產(chǎn)生聯(lián)系的設(shè)備。常用專業(yè)術(shù)語回顧5162-1配電設(shè)備和設(shè)施分類

配電設(shè)備分類配電設(shè)施分類7一、配電設(shè)備分類1.按電壓等級高壓配電系統(tǒng):35kV\66kV\110kV\220kV中壓配電系統(tǒng):6.3kV\10kV\20kV低壓配電系:0.4kV(380/220V)高壓配電設(shè)備低壓配電設(shè)備2.按功能8一、配電設(shè)備分類2.按功能一次設(shè)備：線路、變壓器、母線、開關(guān)等二次設(shè)備電壓互感器電流互感器變壓器終端單元（TTU）饋線終端單元（FTU）桿上FTU柱上FTU環(huán)網(wǎng)柜FTU開閉所FTU9二、配電設(shè)施分類特點：有幾種配電基本元件組成。配電變電站饋線開關(guān)站環(huán)網(wǎng)柜分類：102-2配電開關(guān)設(shè)備柱上斷路器柱上負荷開關(guān)柱上隔離開關(guān)跌落式熔斷器重合器和分段器一、斷路器斷路器具有可靠的滅弧裝置，它能通斷正常的負荷電流，而且能接通和承擔(dān)一定時間的短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障。圖2-15ZW32型柱上真空斷路器圖2-16真空斷路器的滅弧結(jié)構(gòu)圖負荷開關(guān)在10~35kV供電系統(tǒng)中應(yīng)用，用來關(guān)合或開斷額定電流或規(guī)定過載電流。但是，不能開斷短路電流，其斷口絕緣性能比較高，適合于頻繁操作的場合。柱上負荷開關(guān)二、負荷開關(guān)VSP5型真空自動負荷開關(guān)二、負荷開關(guān)隔離開關(guān)無滅弧能力，不允許帶負荷拉閘或合閘，但其斷開時可以形成可見的明顯開斷點和安全距離，保證停電檢修工作的人身安全。主要安裝在高壓配電線路的出線桿、聯(lián)絡(luò)點、分段處，以及不同單位維護的線路的分界點處。三、隔離開關(guān)熔斷器依靠熔體的特性，在電路出現(xiàn)短路電流或不被允許的大電流時，由電流流過熔體產(chǎn)生的熱量將熔體熔斷，使電路開斷，保護電氣設(shè)備。

圖2-19戶外式跌落式熔斷器限流式熔斷器具有限流性能好的優(yōu)點，可在10ms內(nèi)開斷電路，在環(huán)網(wǎng)柜和箱式變中被廣泛采用。限流式熔斷器不宜應(yīng)用在低于熔斷器額定電壓的電網(wǎng)中。四、熔斷器16高壓配電網(wǎng)采用斷路器控制開斷電路；中壓配電網(wǎng)在電源側(cè)采用斷路器，其余常采用負荷開關(guān)控制開斷電路；低壓配電網(wǎng)一般采用熔斷器保護電路。五、重合器重合器是一種以配網(wǎng)自動化就地保護為主的智能化開關(guān)設(shè)備，具有控制及保護功能：能夠檢測故障電流并能在給定時間內(nèi)切除故障電流；1.功能五、重合器能夠按照預(yù)定的開斷和重合順序?qū)崿F(xiàn)自動開斷和重合操作，并在其后進行自動復(fù)位和閉鎖，有效實現(xiàn)故障隔離。若重合成功則自動終止后序動作，并經(jīng)一段延時后恢復(fù)到預(yù)先整定狀態(tài)，為下一次故障做好準備。若經(jīng)若干次合、分的循環(huán)操作后重合失敗則閉鎖在分閘狀態(tài)，只有通過手動復(fù)位才能解除閉鎖。1.功能五、重合器重合器的作用強調(diào)短路電流開斷、重合閘操作、保護特性時序、系統(tǒng)復(fù)位。斷路器只強調(diào)開斷和關(guān)合，由外部機構(gòu)對斷路器進行控制。重合器具有斷路器的全部功能。重合器本體包含控制系統(tǒng)，而斷路器本體不含有繼電保護控制系統(tǒng)。重合器適用于戶外柱上安裝，即可用在變電站內(nèi)，也可用在配電線路上。2.和斷路器相比的工作特點五、重合器重合器可以根據(jù)運行中的需要調(diào)整重合次數(shù)及其間隔時間，而斷路器具有固定操作順序。重合器的相間故障開斷采用反時限特性，以便與熔斷器安/秒特性相配合。在開斷能力方面，重合器的短路開斷試驗的程序和試驗條件比斷路器嚴格得多。2.和斷路器相比的工作特點五、重合器相別：單相、三相使用介質(zhì)：SF6、真空控制方式：液壓控制、電子控制檢測和控制原理：電壓型、電流型。電壓型：檢測到線路失壓后跳閘，來電后延時重合。電流型：檢測到短路故障電流后跳閘，再自動重合。3.分類六、分段器分段器是一種帶智能裝置的負荷開關(guān)，關(guān)鍵部件是故障檢測裝置(FaultDetectingDevice，F(xiàn)DD)。它能記錄故障電流次數(shù)并當(dāng)次數(shù)達到預(yù)設(shè)值后自動分閘（在失壓或無電流時）并閉鎖。它可以開斷負荷、關(guān)合短路，但不能開斷短路電流。1.功能六、分段器相別：單相、三相使用介質(zhì)：SF6、真空控制方式：液壓控制、電子控制故障判斷方式：電壓-時間型分段器、和過流/脈沖計數(shù)型。2.分類3.工作特點1）電壓-時間型分段器電壓-時間型分段器是憑借加壓、失壓的時間長短來控制其動作的，失壓后分閘或閉鎖，加壓后合閘，一般由帶微處理器的分段器故障檢測裝置根據(jù)饋線運行狀態(tài)控制其分閘、合閘及閉鎖。電壓-時間型分段器有兩個重要參數(shù)：X時限和Y時限需整定。X時限，從分段器電源側(cè)加壓至該分段器合閘的時延；Y時限，又稱為故障檢測時間。若分段器合閘后在未超過Y時限的時間內(nèi)又失壓，則該分段器分閘并閉鎖在分閘狀態(tài)，待下一次再得電時也不再自動重合。分段器故障檢測裝置一般有兩套功能。第一套是應(yīng)用于常閉狀態(tài)的分段開關(guān)；第二套是應(yīng)用于處于常開狀態(tài)的聯(lián)絡(luò)開關(guān)?？赏ㄟ^參數(shù)配置實現(xiàn)兩套功能的切換。1）電壓-時間型分段器對于輻射狀饋線，將分段器的故障檢測裝置設(shè)置為第一套功能。當(dāng)分段器的故障檢測裝置監(jiān)測到分段器電源側(cè)得電后起動X計時器，在經(jīng)過X時限規(guī)定的時間后，令分段器合閘；同時起動Y計時器，若在計滿Y時限規(guī)定的時間以內(nèi)，該分段器又失壓，則該分段器分閘并閉鎖在分閘狀態(tài)，待下一次再得電也不再自動重合。1）電壓-時間型分段器安裝于處于常開狀態(tài)的聯(lián)絡(luò)開關(guān)處的分段器故障檢測裝置要設(shè)置在第二套功能。安裝于聯(lián)絡(luò)開關(guān)處的分段器故障檢測裝置要對兩側(cè)的電壓進行監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測到任一側(cè)失壓時起動XL計數(shù)器，規(guī)定時間XL時限后，使分段開關(guān)合閘。同時起動Y計時器，若在計滿Y時限規(guī)定的時間以內(nèi)，該分段器同一側(cè)又失壓，則該分段器分閘并閉鎖在分閘狀態(tài)，待下一次再得電也不再自動重合。1）電壓-時間型分段器2）過電流/脈沖計數(shù)型分段器過電流脈沖計數(shù)型分段器通常與前級的重合器或斷路器配合使用，它不能開斷短路故障電流。但在一段時間內(nèi)，能記憶前級開關(guān)設(shè)備開斷故障電流動作次數(shù)。1）當(dāng)線路出線永久性故障電流時，首先由位于線路出口的重合器或斷路器切除故障，分段器完成一次故障的計數(shù)；2）根據(jù)分段器所處的線路位置預(yù)先設(shè)定有一定的計數(shù)次數(shù)，當(dāng)分段器動作達到了規(guī)定的計數(shù)次數(shù)后，在無電流下自動分斷，將故障區(qū)域隔離出來，非故障區(qū)段的供電由重合器或斷路器恢復(fù)供電；3）當(dāng)線路出線瞬時性故障電流時，分段器計數(shù)器的計數(shù)次數(shù)可以在一定時間后自動復(fù)位，將計數(shù)清除復(fù)位。工作過程4、重合器與過流脈沖計數(shù)型分段器配合302-3預(yù)裝式高壓成套配電設(shè)備環(huán)網(wǎng)柜電纜分支箱高壓開關(guān)柜預(yù)裝式變電站（箱式變電站）SF6全封閉組合電器一、環(huán)網(wǎng)柜一、環(huán)網(wǎng)柜環(huán)網(wǎng)柜是環(huán)網(wǎng)運行方式的重要設(shè)備，是將一組高壓開關(guān)設(shè)備安裝于鎧裝結(jié)構(gòu)柜體內(nèi)或做成拼裝間隔式環(huán)網(wǎng)供電單元的電氣設(shè)備。圖2-21雙側(cè)電源環(huán)網(wǎng)供電圖1.功能2.環(huán)網(wǎng)柜的基本組成單元柜（殼）體母線負荷開關(guān)（斷路器）熔斷器隔離開關(guān)電纜插接件二次控制部件等(1)進出線絕緣套管；(2)電纜夾；(3)底架；(4)箱體；(5)負荷開關(guān)；(6)分、合操作孔；(7)起吊孔；(8)壓力表；(9)觀察窗；(10)分、合按鈕；(11)掛鎖板；(12)接地操作孔；(13)位置指示器；(14)電纜室門；(15)熔管；(16)熔斷器室門；(17)帶電及故障指示器3.環(huán)網(wǎng)柜配電單元組成結(jié)構(gòu)一般由3個間隔組成，包括2個進出線間隔和變壓器間隔，進出線間隔主要用于故障線路的隔離，以及通過調(diào)整電源方向來恢復(fù)正常供電；變壓器間隔則通過組合電器來對變壓器內(nèi)部短路故障進行快速切除。在1989年國際配電網(wǎng)會議上，從理論上闡述了負荷開關(guān)—限流熔斷器組合電器對小型變壓器的有效保護作用，歐洲一些電力公司還從實踐說明了這點，認為其比斷路器更有效。4.實例應(yīng)用圖2-23環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線圖a）正常運行圖2-23環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線圖b）故障隔離后4.實例應(yīng)用電纜分支箱（又稱“電纜分接箱”）是完成配電系統(tǒng)中電纜線路的匯集和分接功能的專用電氣連接設(shè)備。

圖2-2410kV環(huán)網(wǎng)柜—電纜分支箱組成的電纜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖可以和環(huán)網(wǎng)柜配合使用，構(gòu)成電纜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)二、電纜分支箱1.功能10kV電纜分支箱主要由箱體外殼、套管（母線）、帶電指示器和硅橡膠預(yù)制式電纜接頭組成。2.組成結(jié)構(gòu)3.主要分類1）普通分支箱單蓋式所有進線盒出線電纜都分相地連接到內(nèi)部電氣并聯(lián)的母排板上三芯電纜的分相跨接比較困難雙蓋式中間隔板裝有三相的雙向穿壁套管，兩端均可連接電纜附件其優(yōu)點是三相器件相距小，分相跨接容易。

高級分支箱內(nèi)含有開關(guān)設(shè)備，既可起普通分支箱的分接、分支作用，又可起供電電路的控制、轉(zhuǎn)換以及改變運行方式的作用。圖2-28門箱式電纜分支箱箱殼上有若干個活動的門，有的門為開關(guān)設(shè)備的操作而設(shè)，有的門是為電纜連接器件的安裝施工或維護檢修而設(shè)的。

3.主要分類2）高級分支箱高壓開關(guān)柜通常指3.6~40.5kV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備。設(shè)備內(nèi)部空間以空氣或復(fù)合絕緣材料作為介質(zhì)，用作接受和分配電網(wǎng)的電能。

三、高壓開關(guān)柜1.功能三、高壓開關(guān)柜2.分類按柜內(nèi)整體結(jié)構(gòu)：鎧裝式、間隔式、箱式鎧裝式：主要元件分設(shè)于由接地的金屬隔板相互隔開的小室中，隔室間電路連接通過套管完成。三、高壓開關(guān)柜2.分類間隔式：主要元件安裝在絕緣板相互隔開的小室中。箱式：隔室數(shù)量少于鎧裝式或間隔式，甚至不分隔室，一般只有金屬封閉。三、高壓開關(guān)柜2.分類按柜內(nèi)主要電器元件固定特點：固定式、移開式（手車式）固定式：柜內(nèi)所有電器元件都是固定安裝。手車式：柜內(nèi)主要電器元件（如斷路器、PT、避雷器）安裝在可移開的小車上，小車中的電器與柜內(nèi)電路通過插入式觸頭連接。三、箱式變電站箱式變電站是一種將配電變壓器、高低壓開關(guān)按照一定的結(jié)構(gòu)和接線方式組合起來的一種預(yù)裝式配電裝置。四、箱式變電站變壓器、高壓開關(guān)、鎧裝母線、進出線、避雷器、電流互感器等電氣單元。1.功能四、箱式變電站2.分類按整體結(jié)構(gòu)：歐式、美式按安裝場所：戶內(nèi)、戶外按高壓接線方式：終端接線、雙電源接線、環(huán)網(wǎng)接線按箱體結(jié)構(gòu)：整體、分體四、箱式變電站3.結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)：高壓室（高壓開關(guān)設(shè)備）、變壓器室、低壓室（低壓配電裝置）四、箱式變電站3.結(jié)構(gòu)四、箱式變電站3.結(jié)構(gòu)四、箱式變電站3.結(jié)構(gòu)高壓側(cè)額定電壓：7.2~40.5kV；高壓開關(guān)可選斷路器、負荷開關(guān)或負荷開關(guān)加熔斷器，可加裝計量裝置；變壓器最大容量為1600kVA，一般選用油浸式或干式變壓器；低壓側(cè)額定電壓不超過1kV，一般安裝總開關(guān)和分路開關(guān)，可裝補償電容器、計量裝置。四、箱式變電站3.應(yīng)用環(huán)網(wǎng)供電中的應(yīng)用：高壓開關(guān)設(shè)備采用環(huán)網(wǎng)供電單元，作為一個設(shè)備節(jié)點；終端供電中的應(yīng)用：高壓開關(guān)設(shè)備采用單路組合電器作為進線開關(guān)532-4低壓配電設(shè)備低壓配電開關(guān)設(shè)備低壓成套開關(guān)設(shè)備54一、低壓配電開關(guān)設(shè)備低壓刀開關(guān)（閘刀開關(guān)）低壓負荷開關(guān)低壓熔斷器刀開關(guān)熔斷器熱繼電器低壓接觸器低壓斷路器1.閘刀開關(guān)閘刀開關(guān)是一種最簡單的低壓開關(guān)，只能用于手動操作接通或開斷低壓電路的正常工作電流。閘刀開關(guān)是利用拉長電弧的原理使電弧在空氣中熄滅。2.接觸器接觸器是用來遠距離接通或開斷負荷電流、并適用于頻繁起動及控制電動機的低壓開關(guān)。按控制電路的電源種類，接觸器可分為交流接觸器和直流接觸器。3.自動空氣開關(guān)自動開關(guān)可以切斷負荷電流和短路電流，常用在低壓大功率電路中作為主控電器。自動開關(guān)不適用于頻繁操作。按電源種類，可分為交流和直流自動開關(guān)；按結(jié)構(gòu)可分為萬能式和裝置式。58二、低壓成套開關(guān)設(shè)備低壓開關(guān)柜（配電屏）動力配電柜電動機控制中心照明配電箱動力配電箱592-5典型配電設(shè)施配電變電站（變電所）饋線開關(guān)站（開閉所）60一、配電變電站（變電所）高壓中壓（10kV）箱式變電站配電站（配電室）配電變壓器臺（變臺）110kV變電站35kV變電站1.配電變壓器配電變壓器通常是指電壓為35kV及以下、容量為2500kVA以下、直接向終端用戶供電的電力變壓器。按照應(yīng)用場合來分，配電變壓器分成公用變壓器（簡稱“公變