《供配電技術》課件3 一次電氣主接線圖

省級職業(yè)教育專業(yè)教學資源庫成果教材新時代職業(yè)教育課證融通新形態(tài)一體化教材供配電技術主編

申九菊

喬志杰

趙曉東項目3一次電氣主接線圖識讀目錄供配電所的一次電氣主接線圖變配電所的布置3.1供配電所的一次電氣主接線圖

3.1.1

電氣主接線圖的基本要求供配電所的電氣主接線圖，是指按照一定的工作順序和要求連接供配電一次設備的一種電路形式。按其功能可分為兩種：一種是用來表示供配電所的電能輸送和分配路線的接線圖，稱為主接線圖或主電路圖、一次電路圖、一次接線圖；另一種是用來表示控制、指示、測量和保護主接線及其設備運行的接線圖，稱為二次接線圖或二次電路圖。由于供配電系統(tǒng)為三相對稱系統(tǒng)，所以電氣主接線圖通常用單線圖來表示，使其簡單清晰。常用電氣設備的文字符號和圖形符號3.1.1

電氣主接線圖的基本要求3.1.1

電氣主接線圖的基本要求（1）保證供電的安全性。電氣主接線圖應符合國家標準和有關技術規(guī)范的要求，能充分保證人身和設備安全。（2）保證供電的可靠性。電氣主接線圖應根據(jù)負荷的等級，滿足在各種運行方式下對負荷供電連續(xù)性的要求。（3）具有靈活性和方便性。電氣主接線圖應能適應各種運行方式，并能靈活地轉(zhuǎn)換運行方式，保證在正常運行時能安全可靠供電，在系統(tǒng)發(fā)生故障或設備檢修時，保證非故障和非檢修的回路繼續(xù)供電。（4）具有經(jīng)濟性。確定電氣主接線圖的方案必須綜合考慮技術和經(jīng)濟兩者之間的關系，保證在滿足供電可靠性、運行靈活方便的前提下，盡量減少設備的投資費用和運行費用。（5）具有發(fā)展和擴建的可能性。確定電氣主接線圖時應留有發(fā)展余地，要考慮最終接線方式的實現(xiàn)及在場地和施工擴建等方面的可能性。1．單母線接線3.1.2主接線的基本接線方式母線也稱匯流排，即匯集和分配電能的硬導線。設置母線可以方便地把電源進線和多路引出線通過開關電器連接在一起，從而保證供電的可靠性和靈活性。單母線接線如圖所示，每路進線和出線中都配置有一組開關電器。斷路器用于切斷和關合正常的負荷電流，并能切斷短路電流。隔離開關有兩種作用：靠近母線側(cè)的稱為母線側(cè)隔離開關，用于隔離母線電源和檢修斷路器；靠近線路側(cè)的稱為線路側(cè)隔離開關，用于防止在檢修斷路器時從用戶側(cè)反向送電，防止雷電過電壓沿線路侵入，保證維修人員的安全。2．單母線分段接線3.1.2主接線的基本接線方式單母線分段接線如圖所示。這種接線方式的引入線有兩條回路，母線分成Ⅰ段和Ⅱ段。每一條回路連到一段母線上，并把引出線均分到每段母線上。兩段母線用隔離開關、斷路器等開關電器連接成單母線分段接線。單母線分段接線便于分段檢修母線，減小母線故障的影響范圍，提高了供電的可靠性和靈活性。單母線分段接線既可分段運行，也可不分段運行。單母線分段接線的接線方式簡單，使用設備少，配電裝置投資費用少，但可靠性、靈活性較差。當母線或母線隔離開關發(fā)生故障或檢修時，必須斷開所有回路，造成全部用戶停電。3．單母線帶旁路接線3.1.2主接線的基本接線方式單母線帶旁路接線如圖所示，在單母線分段接線的基礎上，不僅增加了一條母線和一組聯(lián)結(jié)用的開關電器，而且增加了多個線路側(cè)隔離開關。這種接線方式適用于配電線路較多、負載性質(zhì)較重要的主變電所或高壓配電所。供電的可靠性和靈活性較好，在檢修設備時可以利用旁路母線進行供電，減少停電給用戶帶來的麻煩。4．雙母線接線3.1.2主接線的基本接線方式雙母線接線如圖所示，其中兩段母線互相備用。這種接線方式適用于負載較重要的用戶，供電的可靠性和靈活性較好,電源電壓為6～10kV級。5．橋式接線3.1.2主接線的基本接線方式橋式接線主要分為內(nèi)橋接線和外橋接線兩種，如圖和圖所示。內(nèi)橋接線適用于35kV及以上的電源線路較長且變壓器不需要經(jīng)常操作的電力系統(tǒng)，供電給一、二級負荷使用。外橋接線適用于35kV及以上的電源線路較短且變壓器需要經(jīng)常操作的電力系統(tǒng)，供電給一、二級負荷使用。3.1.3

總降壓變電所的電氣主接線圖對于電源進線電壓為35kV及以上的大、中型工廠，通常首先經(jīng)工廠總降壓變電所降為6～10kV的高壓，然后經(jīng)車間變電所降為一般用電設備所需要的低壓。如圖所示為總降壓變電所的位置和電氣主接線圖。工廠總降壓變電所一般設變壓器1～2臺，電源進線1～2回，電源進線電壓為35～110kV/6～10kV。1.單臺變壓器的總降壓變電所電氣主接線圖只有一臺變壓器的總降壓變電所電氣主接線圖如圖所示,這種接線圖一次側(cè)無母線、二次側(cè)采用單母線接線。這種接線方式的特點是可靠性較差，只適用于三級負荷。3.1.3

總降壓變電所的電氣主接線圖2.兩臺主變壓器的總降壓變電所電氣主接線圖（1）一次側(cè)采用內(nèi)橋接線、二次側(cè)采用單母線分段接線的總降壓變電所電氣主接線圖如圖所示。（2）一次側(cè)采用外橋接線、二次側(cè)采用單母線分段接線的總降壓變電所電氣主接線圖如圖所示。3.1.3

總降壓變電所的電氣主接線圖（3）一、二次側(cè)均采用單母線分段接線的總降壓變電所電氣主接線圖如圖所示。（4）一、二次側(cè)均采用雙母線接線的總降壓變電所電氣主接線圖如圖所示。3.1.4

車間及小型變電所的電氣主接線圖（1）工廠有總降壓變電所或高壓配電所。如圖所示為車間變電所高壓側(cè)主接線方案。車間變電所電源進線上的開關電器、保護裝置和測量儀表等，一般都安裝在高壓配電線路的首端，車間變電所通常只設變壓器室和低壓配電室，高壓側(cè)大多不設開關或只裝隔離開關、熔斷器（室外為跌落式熔斷器）、避雷器等。（2）工廠無總降壓變電所或高壓配電所。車間變電所高壓側(cè)的開關電器、保護裝置和測量儀表等，都必須配備齊全，一般要設高壓配電室。3.1.4

車間及小型變電所的電氣主接線圖1.常見的車間變電所電氣主接線圖（1）高壓側(cè)采用隔離開關-熔斷器或跌落式熔斷器控制的車間變電所電氣主接線圖如圖所示。（2）高壓側(cè)采用負荷開關-熔斷器控制的車間變電所電氣主接線圖如圖所示。3.1.4

車間及小型變電所的電氣主接線圖（3）高壓側(cè)采用隔離開關-斷路器控制的車間變電所電氣主接線圖如圖所示。（4）兩路進線、兩臺主變壓器、高壓側(cè)無母線、低壓側(cè)采用單母線分段接線的車間變電所電氣主接線圖如圖所示。3.1.4

車間及小型變電所的電氣主接線圖（5）一路進線、兩臺主變壓器、高壓側(cè)單母線、低壓側(cè)采用單母線分段接線的車間變電所電氣主接線圖如圖所示。（6）兩路進線、兩臺主變壓器、高壓側(cè)和低壓側(cè)均采用單母線分段接線的車間變電所電氣主接線圖如圖所示。3.1.4

車間及小型變電所的電氣主接線圖2.配電裝置式電氣主接線圖如左圖所示為原理式電氣主接線圖，通過轉(zhuǎn)換可以得出如右圖所示的配電裝置式電氣主接線圖。3.1.5

高壓配電所的電氣主接線圖6~10kV高壓配電所的任務是從電力系統(tǒng)接收電能，向車間變電所及高壓用電設備進行配電。下面以工廠10kV高壓配電所的電氣主接線圖為例來分析電氣主接線圖的組成和特點，如圖所示。3.1.5

高壓配電所的電氣主接線圖1.電源進線工廠配電所有兩路10kV的電源進線，最常見的進線方案如下。（1）一路采用架空進線（WL1），作為主要工作電源，架空線采用鋁絞線（型號LJ-95表示截面95mm2的鋁絞線），既可通過穿墻套管進入高壓配電室，也可通過短電纜進入高壓配電室。（2）另一路采用電纜進線（WL2），來自鄰近的高壓聯(lián)絡線，作為備用電源。（3）電能計量專用柜。（4）配電所專用柜。（5）進線開關柜。3.1.5

高壓配電所的電氣主接線圖2.母線（1）母線的類型。①室外母線一般采用軟導線，如鋁絞線或鋼芯鋁絞線。②室內(nèi)母線采用硬母線，置于進線開關柜頂部。③開關柜內(nèi)和室內(nèi)開關柜至穿墻套管之間也要用母線（匯流排），母線一般采用硬鋁排、硬銅排等。（2）母線的設置。高壓供配電所的母線通常采用“單（段）母線制”，當電源進線為兩路時，采用“單母線分段制”，分段開關一般裝在分段柜或聯(lián)絡柜中。（3）電壓互感器和避雷器柜。在每段母線上都要設電壓互感器和避雷器，它們須裝在一個高壓柜內(nèi)，共用一組高壓隔離開關，電壓互感器和避雷器主要用于測量電壓、監(jiān)視和過電壓保護。3.1.5

高壓配電所的電氣主接線圖3.高壓配電出線按照負荷大小，高壓配電出線每段母線分配的負荷大致均衡。（1）出線柜。出線柜又稱饋電柜，高壓出線開關柜采用的主要電氣設備是隔離開關、斷路器、電流互感器的組合。①由于出線開關柜只有一端受電，故只采用一個隔離開關且安裝在母線側(cè)，用來保證高壓斷路器和出線的安全檢修。②高壓電流互感器有兩個二次繞組，一個二次繞組接測量儀表，用于電流、功率的測量，另一個二次繞組用于繼電保護。③當出線采用電纜時，一般通過開關柜下面的電纜溝出線，如果采用架空出線，則須通過匯流排（母線）翻到開關柜后上部，再通過穿墻套管出線。（2）高壓電容器柜。高壓電容器柜用于對高壓并聯(lián)補償電容器組進行控制和保護，高壓并聯(lián)補償電容器組用于對整個高壓配電所的無功功率進行補償。3.1.6

供配電所電氣主接線圖的讀圖1.看供配電所電氣主接線圖的基本步驟（1）看圖樣的說明。包括首頁的目錄、技術說明、設備材料明細表和設計、施工說明書。（2）看電氣原理圖。首先要分清主電路和副電路、交流電路和直流電路，然后按照先主電路，后副電路的順序讀圖。（3）看安裝接線電路圖?？偟脑瓌t是：先看主電路，再看副電路。（4）看展開接線圖。應結(jié)合電氣原理圖，一般先從展開回路名稱開始，然后從上到下，從左到右。（5）看平面、剖面布置圖。首先要了解土建、管道等相關圖樣，然后再看電氣設備的位置，由投影關系詳細分析電氣設備的具體位置及尺寸，并清楚電氣設備之間的相互連接關系，如線路引出、引入走向等。3.1.6

供配電所電氣主接線圖的讀圖2.供配電所電氣主接線圖的識圖步驟（1）了解供配電所的基本情況：在供配電系統(tǒng)中的地位和作用，供配電所的類型。（2）了解變壓器的主要技術參數(shù)：額定容量、額定電流、額定電壓、額定頻率、聯(lián)結(jié)組別。（3）明確各個電壓等級的接線方式：首先看高壓側(cè)（電源側(cè)）的接線方式，有無母線，如果有母線，是單母線還是雙母線，母線是否分段；然后看低壓側(cè)的接線方式。（4）檢查開關設備的配置情況：從控制、保護、隔離的作用出發(fā)，檢查各路進線和出線上是否配置了開關設備，配置是否合理，不配置開關設備的情況下能否保證供配電系統(tǒng)的運行和檢修。3.1.6

供配電所電氣主接線圖的讀圖（5）檢查互感器的配置情況：檢查是否在應該裝互感器的位置安裝了互感器；配置的電流互感器的個數(shù)和安裝相別是否合理；配置的電流互感器的鐵芯數(shù)是否滿足需要。（6）檢查避雷器的配置情況：有些電氣主接線圖若不繪出避雷器的配置，則不必檢查。若電氣主接線圖繪有避雷器，則應檢查配置是否齊全。（7）綜合評價：按電氣主接線圖的基本要求，從安全性、可靠性、經(jīng)濟性和方便性4個方面，對電氣主接線圖進行分析，指出優(yōu)缺點，得出綜合評價。3.2變配電所的布置

3.2.1

變配電所的總體布置要求1.便于運行維護和檢修有人值班的變電所,應設單獨的值班室。2.保證運行安全值班室內(nèi)不應有高壓電氣設備。3.便于進、出線高壓配電室一般位于高壓接線側(cè)，低壓配電室應靠近變壓器室且便于低壓架空出線；高壓電容器室應靠近高壓配電室，低壓電容器室應靠近低壓配電室。4.節(jié)約土地和建筑費用在保證運行安全的前提下，盡量采用節(jié)約土地和建筑費用的布置方案。5.留有發(fā)展空間變壓器室應考慮擴建時更換大一級容量變壓器的可能性；高低壓配電室均須留一定數(shù)量開關柜的備用位置。3.2.2

變配電所的總體布置方案1.35/10kV總降壓變電所的布置方案如左圖所示為35/10kV總降壓變電所的單層布置方案示意圖，如右圖所示為35/10kV總降壓變電所的雙層布置方案示意圖。3.2.2

變配電所的總體布置方案2.10kV高壓配電所和車間附設變電所的布置方案如下圖所示為10kV高壓配電所和車間附設變電所的布置方案示意圖。3.6～10/0.4kV車間變電所的布置方案如下圖所示為6~10/0.4kV車間變電所的布置方案示意圖。3.2.3

變配電所的結(jié)構布置1.變壓器室和室外變壓器臺的結(jié)構（1）變壓器室的結(jié)構。變壓器室的結(jié)構形式取決于變壓器的形式、容量、放置方式、主接線方式及進出線的方式、方向等因素，同時應考慮運行維護安全及通風、防火等問題?？紤]到今后的發(fā)展空間，變壓器室應有更換大一級容量變壓器的可能性。為保證變壓器的安全運行，按《民用建筑電氣設計標準》（GB51348—2019）規(guī)定，電力變壓器外廓（防護外殼）與變壓器室墻壁和門的最小凈距如表所示。3.2.3

變配電所的結(jié)構布置多臺干式變壓器布置在同一房間內(nèi)時，變壓器防護外殼之間的最小凈距如表所示。3.2.3

變配電所的結(jié)構布置（2）室外變壓器臺的結(jié)構。露天或半露天變電所的變壓器四周應設不低于1.7m高的固定圍欄。變壓器外廓與圍欄之間的凈距不小于0.8m，變壓器底部距離地面不小于0.3m，相鄰變壓器外廓之間的凈距不小于1.5m。當露天或半露天變電所的變壓器給一級負荷供電時，相鄰可燃油三相油浸式電力變壓器之間的防火凈距不小于5m。若防火凈距小于5m，則應設置防火墻，防火墻應高出變壓器油枕頂部且墻兩端應大于擋油設施兩側(cè)各0.5m。如圖所示為露天變電所變壓器臺的結(jié)構圖。3.2.3

變配電所的結(jié)構布置2.高低壓配電室、電容器室和值班室的結(jié)構（1）高低壓配電室的結(jié)構。高低壓配電室的結(jié)構形式，主要取決于高低壓開關柜(屏)的形式、尺寸和數(shù)量，同時還要考慮