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第三章 供配电一次系统,3.1 供配电系统常用电器设备3.2 变电所的低压设备3.3 变电所主变压器数量及容量的确定3.4 变电所的电气主接线3.5 配电网常用电气主接线形式3.6 互 感 器3.7 组合式成套变电所,第三章 供配电一次系统3.1 供配电系统常用电器设备,供配电一次系统,本章重点讲述供配电系统的一次设备和主接线图，对一次设备着重介绍其功能、结构特点、基本原理，对主接线图着重阐述其基本要求及一些典型接线的分析。本章是本课程的重点，也是从事供配电系统运行、维护和设计必备的基础知识。,供配电一次系统 本章重点讲述供配电系统的,3.1 高压电器及高压配电装置,3.1.1 电弧相关概念3.1.2 变电所中的高压电器3.1.3 组合电器成套装置,3.1 高压电器及高压配电装置3.1.1 电弧相关概念,3.1.1 变电所中的高压电器,学习内容：1. 什么是高压电器？2. 高压电器具体指哪些设备？高压电器按其功能与作用。,高压断路器,隔离开关,负荷开关,熔断器等,3.1.1 变电所中的高压电器学习内容：高压断路器隔离开,1、什么是开关电弧？,断路器切断通有电流的回路时，只要电源电压大于1020V，电流大于80100mA，在动、静触头分开瞬间，触头间隙就会出现电弧。此时，触头虽然已分开，但是电路中的电流还在继续流通，只有熄灭电弧，电路才真正断开。电弧，从本质上说，是一种极强烈的电游离现象，其特点是光很强和温度很高。,1、什么是开关电弧？断路器切断通有电流的回路时，只要电源电压,发生电弧的游离方式：热电发射。高电场发射碰撞游离热电游离。,2、 电弧是怎样形成的？,发生电弧的游离方式：2、 电弧是怎样形成的？,延长了电路断开的时间高温可能烧损开关触头等，引起火灾。强烈的弧光可能损伤人的视力。,3、电弧的危害有什么样的危害？,延长了电路断开的时间3、电弧的危害有什么样的危害？,在中性质点发生游离的同时，还存在着使带电质点不断减少的去游离。去游离的主要形式是复合与扩散。 （1）复合复合是异性带电质点彼此的中和。 （2） 扩散扩散是指带电质点从弧隙逸出进入周围介质中的现象。,4、电弧怎样熄灭？,在中性质点发生游离的同时，还存在着使带电质点不断减少的去游离,利用介质灭弧利用气体或油吹动电弧采用特殊的金属材料作灭弧触头电磁吹弧使电弧在固体介质的狭缝中运动将长弧分隔成短弧采用多断口灭弧提高断路器触头的分离速度,5、灭弧的基本方法如下：,利用介质灭弧5、灭弧的基本方法如下：,3.1 供配电系统常用电气设备,3.1.1.1 电力变压器电力变压器（power transformer）是变电所的核心设备，通过它将一种电压的交流电能转换成另一种电压的交流电能，以满足输电、供电、配电或用电的需要。,3.1 供配电系统常用电气设备3.1.1.1 电力变压器,1. 常用电力变压器的种类（1）按相数分类：有三相电力变压器和单相电力变压器。大多数场合使用三相电力变压器，在一些低压单相负载较多的场合，也使用单相变压器。（2）按绕组导电材料分类：有铜绕组变压器和铝绕组变压器。目前一般均采用铜绕组变压器。（3）按绝缘介质分类：有油浸式变压器和干式变压器。油浸式变压器由于价格低廉而得到了广泛应用；干式变压器有不易燃烧、不易爆炸的特点，特别适合在防火、防爆要求高的场合使用，绝缘形式有环氧浇注式、开启式、六氟化硫（SF6）充气式和缠绕式等。干式变压器现已在中压等级的电网中逐步得到了广泛的应用。,1. 常用电力变压器的种类,2. 常用变压器的容量系列 我国目前的变压器产品容量系列为R10系列，即变压器容量等级是按 为倍数确定的，如：100kVA、125 kVA、160 kVA、200 kVA、250 kVA、315 kVA、500 kVA、630 kVA、800 kVA、1000 kVA、1250 kVA、1600 kVA等。,2. 常用变压器的容量系列,3.1.1 变电所中的高压电器,3.1.1.1 高压断路器1 定义：高压断路器(high-voltage circuit-breaker)，文字符号为QF，是一种专用于断开或接通电路的开关设备，它有完善的灭弧装置2 功能通断正常负荷电流接通和承受一定的短路电流在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。,3.1.1 变电所中的高压电器3.1.1.1 高压断路器,4 分类： 高压断路器按其采用的灭弧介质分为：油(oil)断路器、六氟化硫(SF6)断路器、真空(vacuum)断路器、压缩空气断路器等。5 高压断路器全型号的表示和含义如下：,4 分类：,多油断路器： 开关触头在绝缘油中闭合和断 开。油兼有灭弧和绝缘功能，油量多，有易燃易爆危险。体积大，维护麻烦。少油断路器： 开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧功能，油量少，易燃易爆危险性较小。体积小，价廉，维护方便。不能频繁操作。 610kv多用。,6 类型,多油断路器：6 类型,章供配电一次系统课件,空气断路器 利用压缩空气吹动电弧，并使电弧熄灭。灭弧能力强，分断时间短，断流容量大。结构复杂，价贵，维护要求高。多用于110kv及以上大型电站或变电所及不适应采用六氟化硫断路器的高寒地区。,空气断路器,六氟化硫断路器 开关触头在 SF6气体中 闭合和断开。 SF6气体兼有灭弧和绝缘功能。灭弧能力强，属高速断路器。断流容量大，电绝缘性能好，检修周期长。可频繁操作。无燃烧爆炸危险，体积小，维护要求严格，价贵。 注意：在全封闭组合电器中多采用。不适于高寒地区。 本身无毒，但电弧在高温作用下会生成氟化氢等强烈腐蚀性的剧毒物，检修时，应注意防毒。,六氟化硫断路器,注解：1接线端子 2绝缘筒(内有气缸和触头) 3下接线端子 4操动机构箱 5小车 6断路弹簧,图3.2 LN2-10型高压SF6断路器,注解：图3.2 LN2-10型高压SF6断路器,注解：1静触头 2绝缘喷嘴 3动触头 4气缸(连同动触头由操动机构传动) 5压气活塞(固定) 6电弧,图3.2 SF6断路器灭弧室结构和工作示意图,注解：图3.2 SF6断路器灭弧室结构和工作示意图,LW8-40.5型户外交流高压六氟化硫断路器,LW8-40.5型户外交流高压六氟化硫断路器,SN10-10型断路器,SN10-10型断路器,ZN28-12型,ZN28A-12型,VD4型,ZN28-12型ZN28A-12型VD4型,瓷柱式,落地罐式,瓷柱式落地罐式,真空断路器 开关触头在真空的容器内闭合和断开。灭弧能力强燃弧时间短，属高速断路器。开断能力强。结构简单，重量轻，体积小。寿命长，易维修。可频繁操作。无易燃易爆危险。 注意：由于开断速度高, 易产生截流过电压,对变压器等感性负载易造成危害,应配置过电压吸收装置。,真空断路器,章供配电一次系统课件,1静触头 2动触头 3屏蔽罩 4波纹管 5与外壳封接的金属法兰盘 6波纹管屏蔽罩 7玻壳,真空断路器的真空灭弧室结构,1静触头 真空断路器的真空灭弧室结构,ZN63A-12(VS1)户内交流高压真空断路器,ZN63A-12(VS1)户内交流高压真空断路器,ZN28A-12系列户内交流高压真空断路器,ZN28A-12系列户内交流高压真空断路器,7 铭牌所列的技术数据额定电压额定电流额定开断电流额定断流容量热稳定电流动稳定电流,7 铭牌所列的技术数据,4 选择 首先考虑工作条件,确定断路器的额定值。结合环境条件选用断路器的型号和规格。据短路电流进行断流容量,动、热稳定校验。尽量维修方便，价格便宜，运行费用少等。,4 选择,3.1.1 变电所中的高压电器,3.1.1.2高压隔离开关1 定义：高压隔离开关(high-voltage disconnector，文字符号为QS)的功能，主要是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修。缺点： 没有灭弧装置，不能接通和切断负荷电流。,3.1.1 变电所中的高压电器3.1.1.2高压隔离开关,2 功能：隔离高压电源：当它处于分闸状态时，有着明显的断口，使处于其后的高压母线、断路器等电力设备与电源或带电高压母线隔离，以保障检修工作的安全。倒闸操作：由于不设灭弧装置，隔离开关一般不允许带负荷操作，即不允许接通和分断负荷电流。注意：和断路器配合使用时，要严格遵守操作顺序，即停电时，应先使断路器跳闸，后拉开隔离开关；送电时，应先合隔离开关，再闭合断路器。接通和断开较小电流：如励磁电流不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路以及电压互感器和避雷器等。,2 功能：,3 类型：户内型（ GN 三相刀闸同一底座。户外型（ GW单柱式、双柱式、三柱式。,3 类型：,4 高压隔离开关全型号的表示和含义：,4 高压隔离开关全型号的表示和含义：,1GN8型隔离开关 2传动连杆(920mm焊接钢管) 3调节杆 4CS6型手动操作机构,CS6型手动操作机构与GN8型隔离开关配合的一种安装方式,1GN8型隔离开关 CS6型手动操作机构与GN8型隔离开,章供配电一次系统课件,章供配电一次系统课件,章供配电一次系统课件,章供配电一次系统课件,章供配电一次系统课件,章供配电一次系统课件,5 选择首先按安装地点选择户内型或户外型。结合工作条件确定额定值，校验动、稳定值。35kv及以上宜选用带接地刀闸。考虑开关接线端的机械负荷。,5 选择,3.1.1.3 高压负荷开关高压负荷开关(high-voltage load switch，文字符号为QL)，是一种介乎隔离开关与断路器之间的结构简单的高压电器，具有简单的灭弧装置，常用来分合负荷电流和较小的过负荷电流，但不能分断短路电流。此外，负荷开关还大多数具有明显的断口，具有隔离开关的作用。负荷开关常与熔断器联合使用，由负荷开关分断负荷电流，利用熔断器切断故障电流。因此在容量不是很大、同时对保护性能的要求也不是很高时，负荷开关与熔断器组合起来便可取代断路器，从而降低设备投资和运行费用。这种形式广泛应用于城网改造和农村电网。,3.1.1.3 高压负荷开关,2 功能能通断一定的负荷电流和过负荷电流，不能切断短路电流故障。必须与高压熔断器串联，借助于熔断器切除短路电流。与隔离开关一样，具有明显的断开间隙，也具有隔离电源，保证安全检修的功能。,2 功能,高压熔断器（fuse）是供配电网络中人为设置的最薄弱的元件。当其所在电路发生短路或长期过载时，它便因过热而熔断，并通过灭弧介质将熔断时产生的电弧熄灭，最终开断电路，以保护电力电路及其他的电气设备。,跌落式熔断器,限流式熔断器,高压熔断器（fuse）是供配电网络中人为设置的最薄弱的元,3 高压负荷开关全型号的表示和含义,3 高压负荷开关全型号的表示和含义,4 类型户内型( FN )户外型( FW ) 固定产气式（ FN1、FW5 等 压气式 （ FN2、FN3 压缩空气式 六氟化硫 真空式,4 类型,真空式,SF6式,油浸式,压气式,真空式SF6式油浸式压气式,章供配电一次系统课件,FZRN21-12D/T125-31.5型户内交流高压真空负荷开关熔断器组合电器,FZRN21-12D/T125-31.5型户内交流高压真空负,FLRN36-12D型户内交流高压六氟化硫负荷开关 熔断器组合电器,FLRN36-12D型户内交流高压六氟化硫负荷开关 熔,5 选择首先按安装地点选择户内型或户外型。结合工作条件确定额定值，校验动、稳定值。35kv及以上宜选用带接地刀闸。考虑开关接线端的机械负荷。,5 选择,3.1.1 变电所中的高压电器,3.1.1.4 高压熔断器1、高压熔断器定义：熔断器(fuse，文字符号为FU)是供配电网络中人为设置的最薄弱的元件。是一种在电路电流超过规定值并经一定时间后，使其熔体(fuse-element，文字符号FE)熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。即：当其所在电路发生短路或长期过载时，它便因过热而熔断，并通过灭弧介质将熔断时产生的电弧熄灭，最终开断电路，以保护电力电路及其他的电气设备。,3.1.1 变电所中的高压电器3.1.1.4 高压熔断器,高压熔断器是一种简单的保护电器，由熔体、熔体管和接触导电等部分组成。2 功能主要对电流和电路中的设备进行短路保护有时也有过负荷保护,高压熔断器是一种简单的保护电器，由熔体、熔体管和接触导电等部,3 类型及特点户内型 （ RN 固定式户外型 （ RW 跌落式 RN1 主要用作高压线路和设备的短路 护， 也起过负荷保护。 RN2 用作高压互感器的短路保护。 RN1 、RN2灭弧能力很强，为”限流“式熔断器。,3 类型及特点,章供配电一次系统课件,RW310户外高压跌落式熔断器,RW310户外高压跌落式熔断器,章供配电一次系统课件,跌落式熔断器,限流式熔断器,跌落式熔断器限流式熔断器,4 选择其额定电压应符合线路或设备的额定电压。熔断器额定电流 IN.FU和熔体的额定电流 IN.FE的确定： IN.FE(1.42.5) IC IN.FE=(0.31.0) IN.FU,4 选择,低压断路器,刀开关,低压负荷开关,3.1.1.5 低压开关设备,低压断路器刀开关低压负荷开关3.1.1.5 低压开关设备,低压隔离开关,低压隔离开关,3.1.2 组合电器成套装置1环网供电单元环网供电单元（The Unit of Ring Network Power Supply）由间隔组成，一般至少有三个间隔组成，即两个环缆进出间隔和一个变压器回路间隔。,3.1.2 组合电器成套装置,城网一般用环缆，在用架空线的地方，可将架空线引至环网供电单元旁，再由电缆引进和引出，如图所示。,城网一般用环缆，在用架空线的地方，可将架空线引至环网供电单元,2. 预装式变电站预装式变电站（prefabricated substation）俗称箱式变电站。预装式变电站就是一种把高压开关设备，配电变压器和低压配电装置按一定线路方案排布成一体的预制型户内、户外紧凑式配电设备。,章供配电一次系统课件,章供配电一次系统课件,特别适用于城网建设与改造，具有成套性强，体积小，占地少，能深入负荷中心，提高供电质量，减少损耗，送电周期短，选址灵活，对环境适应性强，安装方便，运行安全可靠及投资少，见效快等一系列优点。 预装式变电站三个主要部分（高压配电装置，变压器及低压配电装置）的布置方式一般有两种：“目”字形和“品”字形。 “目”字形布置接线方便，而“品”字形布置接线紧凑。,特别适用于城网建设与改造，具有成套性强，体积小，占地少，能深,“目”字形,“目”字形,“品”字形,“品”字形,3高压开关柜开关柜是金属封闭式开关设备的俗称。按照国标GB3906的定义，金属封闭开关设备是指除进出线外，完全被金属外壳包住的开关设备。高压开关柜（high voltage switchgear）按一定线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，结构紧凑，占地面积小，安装工作量小，使用和维修方便，且有多种接线方案以供选择，故用户使用极为便利。,3高压开关柜,（1）空气绝缘金属封闭开关设备（开关柜）1）分类铠装式 各室间用金属板隔离且接地，如KYN1-10型间隔式 各室间是用一个或多个非金属板隔离， 如JYN2-10型 箱式 具有金属外壳，但间隔数目少于铠装式或隔离式， 如XGN2-10型,（1）空气绝缘金属封闭开关设备（开关柜）,用途： 作为电能接受、分配的通断和监视保护之用。类型：固定式手车式,章供配电一次系统课件,GG-1A(F)型固定式高压开关设备,GG-1A(F)型固定式高压开关设备,章供配电一次系统课件,KYN28A-12(Z)B型铠装移开式交流金属开关设备,KYN28A-12(Z)B型铠装移开式交流金属开关设备,章供配电一次系统课件,XGN2-12(Z)箱型固定式交流金属封闭开关设备,XGN2-12(Z)箱型固定式交流金属封闭开关设备,章供配电一次系统课件,章供配电一次系统课件,章供配电一次系统课件,章供配电一次系统课件,2）型式高压断路器的置放有两种型式：落地式 断路器手车本身落地，推入柜内。如KYN1-10型和JYN2-10型。中置式 手车装于柜子中部，如KYN18型中置柜，手车的装卸需要装卸车。目前中置式开关柜越来越多。,2）型式,章供配电一次系统课件,3）高压开关柜的型号含义高压开关柜型号的表示和含义如下,3）高压开关柜的型号含义,4） 开关柜按供电装设了防止电气误操作的闭锁装置，即“五防”。防止误跳、误合断路器。防止带负荷分、合隔离开关。防止带电挂地线。防止带地线合闸。防止误入带电间隙。,4） 开关柜按供电装设了防止电气误操作的闭锁装置，即“五防,（2）SF6绝缘金属封闭开关设备（充气柜）以SF6气体绝缘的开关柜简称充气柜。此产品的高压元件诸如母线、断路器、隔离开关、互感器等封闭在充有较低压力（一般0.020.05MPa）的SF6气体的壳体内。最大特点是不受外界环境条件的影响，可用在环境恶劣的场所。重要特点是：由于使用性能优异的SF6绝缘，大大缩小了柜体的外形尺寸。与空气绝缘相比， SF6充气柜的安装面积为其26%，体积为其27%。同时，由于充气柜配有性能良好的无油开关，大大减少了维修和检修工作量。,（2）SF6绝缘金属封闭开关设备（充气柜）,4 选择据使用环境和工作条件决定开关柜类型和相应的电气设备。据变配电所一次电路图的要求并经几个方案的技术经济比较，优选开关柜及其一次方案编号，并确定一、二次设备型号和规格。结合控制、计量、保护和信号等方面要求，选用或自行设计二次接线，并确定二次设备型号和规格。向厂家订购时，应向厂家提供一、二次电路图纸等有关技术资料。,4 选择,4低压开关柜低压开关柜又叫低压配电屏。是按一定的线路方案将有关低压设备组装在一起的成套配电装置。其结构形式主要有固定式、抽屉式两大类。固定式开关柜常见的型号有GGD等。抽出式开关柜常见的型号有GCK、GCL、DOMINO、MNS、SIVACON等。,4低压开关柜,章供配电一次系统课件,章供配电一次系统课件,章供配电一次系统课件,3.2 变电所的电气主接线,3.2.1 对主接线的基本要求1. 主接线的定义变电所的电气主接线是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备以一定次序相连接的接受和分配电能的电路。,3.2 变电所的电气主接线3.2.1 对主接线的基本要求,2. 主接线的要求（1）安全性 必须保证在任何可能的运行方式及检修状态下运行人员及设备的安全。（2）可靠性 能满足各级用电负荷供电可靠性要求。（3）灵活性 主接线应在安全、可靠的前提下，力求接线简单运行灵活，应能适应各种可能的运行方式的要求。（4）经济性 在满足以上要求的条件下，力求达到最少的一次投资与最低的年运行费用最低。,2. 主接线的要求,2.2.2 有汇流母线的主接线 母线（bus）实质上是主接线电路中接受和分配电能的一个电气联结点，形式上它将一个电气联结点延展成一条线，以便于多个进出线回路的联结。 有汇流母线的主接线是我国目前广泛采用的接线形式，按母线设置组数的不同，又可分为单母线接线和双母线接线两大类。,2.2.2 有汇流母线的主接线,1单母线接线常用的单母线接线方式有单母线制和单母线分段制。,单母线制形式：单母线制形式如图所示，是有汇流母线的主接线中结构最为简单的一类。在这种接线中所有电源和引出线回路都连接于同一母线上。特点：单母线制的可靠性和灵活性都较低，母线或连接于母线上的任一隔离开关发生故障或检修时，都将影响全部负荷的用电。,1单母线接线单母线制,单母线分段接线为了提高单母线接线的供电可靠性和灵活性，可采用断路器分段的单母线接线，如图所示，图中的QF3称为分段断路器。,单母线分段接线,2. 双母线接线对于特别重要的负荷，当采用单母线分段接线，可靠性不能满足要求时，可考虑采用双母线接线，如图所示。W1为工作母线，W2为备用母线，其间通过断路器QF连接起来，QF称为母联断路器。,2. 双母线接线,3.2.3 无汇流母线的主接线 前面分析的各种有母线的主接线形式中所采用的断路器数目一般都大于连接回路的数目，造成整个配电装置占地面积大，建设成本高。对于一些对经济性要求较高的场合，在满足主接线可靠性要求的前提下，可考虑采用无汇流母线的主接线。常见的有单元式接线和桥式接线。,3.2.3 无汇流母线的主接线,1. 单元式接线线路-变压器组接线单元式接线用于只有一回进线和一回出线的场合，只有一种运行方式，如图所示。这种这主接线形式只适用于向三级负荷供电。,1. 单元式接线线路-变压器组接线,2. 桥式接线 当只有两台变压器和两条线路时，可以采用桥式接线。桥式接线是单母线分段接线中进出线回路数相同，且取消进线或出线断路器时的特殊情况，将此时的母线分段断路器称为桥断路器。,2. 桥式接线,桥式接线按照桥断路器的位置可分为：内桥式接线：桥断路器在进线断路器的内侧（即变压器侧）外桥式接线：桥断路器在进线断路器的外侧（即进线）,桥式接线按照桥断路器的位置可分为：,桥断路器在进线断路器的内侧（即变压器侧），则称为内桥式接线，如图(a)所示。桥断路器在进线断路器的外侧（即进线侧），则称为外桥式接线 ，如图(b)所示。,内桥式接线的特点是：线路的投切比较方便，变压器的投切比较复杂，所以内桥式接线适用于进线线路较长，负荷比较平稳，变压器不需要经常投切的场合。外桥式接线的特点和内桥相反：它适用于进线线路较短、负荷变化较大，变压器需要经常切换的场合。,内桥式接线的特点是：线路的投切比较方便，变压器的投切比较复,桥式接线有工作可靠、灵活、使用的电器少、装置简单清晰和建设费用低等优点，并且它特别容易发展为单母线分段和双母线接线。因此广泛使用在220kV及以下的变电所中，具有两路电源的工厂企业变电所也普遍采用，还可以作为建设初期的过渡接线。,桥式接线有工作可靠、灵活、使用的电器少、装置简单清晰和建,3.2.4 变电所的主接线举例1. 总降压变电所常见的主接线负荷大多为一类和二类负荷的化工厂、煤气厂、炼油厂等大型工业企业采用3510kV的线路两回路供电时，一般高压侧多采用内桥式接线，低压侧采用单母线分段接线。如图所示。,3.2.4 变电所的主接线举例,2. 车间变电所主接线车间变电所供电线路往往较短，并考虑厂区美化因素，常采用电缆配电。这时车间变电所主接线的典型方案如图所示。图（a）在变压器高压侧不设开关，变压器的操作和保护在总降压变电所馈出线处实现，低压母线故障由低压侧断路器保护。当需要在车间变电所操作空载变压器时，可选用图（b）或图（c）所示方案，其中，图（b）适用于变压器容量不大于630kVA的变电所。,2. 车间变电所主接线,当车间变电所由架空线供电时，其典型方案如图所示。图（a）和图（b）适用于变压器容量不大于630kVA的变电所，图（c）则适用于变压器容量较大的变电所。,当车间变电所由架空线供电时，其典型方案如图所示。图（a）和图,3.3 变电所的结构与布置,3.3.1 变电所的分类及位置的确定1变电所的分类（1）在供配电系统中，一般将110kV/10（6）kV或35kV/10（6）kV的变电所称为区域变电所或总降压变电所。（2）10（6）kV/0.4kV的变配电所称为用户变电所，在工业企业中则称为车间变电所。（3）10kV配电站又称开闭所，在城市电网中使用较为普遍。,3.3 变电所的结构与布置3.3.1 变电所的分类及位,2变电所位置的确定变电所位置的确定遵循以下原则：（1）接近负荷中心（2）进出线方便 （3）靠近电源侧 （4）满足供电半径的要求（5）运输设备方便（6）避免设在有剧烈震动和高温的场所（7）避免设在多尘或有腐蚀性气体的场所（8）避免设在潮湿或易积水场所（9）避免设在有爆炸危险的区域或有火灾危险区域的正上面或正下面,2变电所位置的确定,2.3.2 成套配电装置配电装置就是根据主接线的要求连接起来，用来接受和分配电能的若干电气设备的组合。其目的是满足主接线的电气要求。构成配电装置的电气设备除了主接线图中所表达的一次回路电气设备之外，还包括为使主接线得以正常工作所需的二次回路电气设备，如控制电器、保护电器和测量电器等。,2.3.2 成套配电装置,目前变电所310kV配电设备及低压配电设备多采用成套配电装置。成套配电装置按主接线要求，将一、二次回路中电气元件按顺序连接组装在有金属框架构成的柜体中。成套配电装置可分为高压成套配电装置（即高压开关柜）及低压成套配电装置（含配电屏、柜、箱）两大类。,目前变电所310kV配电设备及低压配电设备多采用成套配电装,1高压成套配电装置的使用同一系列不同规格的开关柜内有不同的元件组合方案。如KYN系列开关柜规格有KYN-10-01，KYN-10-02，KYN-10-03等，其对应的柜内接线方案如图所示。,1高压成套配电装置的使用,将不同规格的开关柜作适当的组合就可构成一种主接线形式。图（a）所示为一般形式的主接线图，图（b）所示是经过适当变换，由开关柜组合起来的主接线图，又叫做主接线配置图或开关柜排列图。,将不同规格的开关柜作适当的组合就可构成一种主接线形式。图（a,2低压成套配电装置的使用每种类型开关柜（或配电屏或配电箱）不同规格内有不同的元件组合，同高压开关柜一样，将它们作适当的组合就可构成一种主接线方案。,2低压成套配电装置的使用,3.3.3 变电所的总体布置变电所的总体布置主要是指变压器室、高压配电室、低压配电室、电容器室、控制室(值班室)、休息室、工具间等布置方案，对露天变电所来讲，变压器是放置在室外的，不设变压器室。这里主要介绍室内变电所的总体布置方案。,3.3.3 变电所的总体布置,变电所总体布置方案应满足下列要求: (1)35kV户内变电所宜采用双层布置，610kV变电所宜采用单层布置。采用双层布置时，变压器应设在底层；采用单层布置时，变压器宜露天或半露天安装。(2)变电所各室的布置应当紧凑合理，便于进出线设备的连接，便于设备的操作、搬运、检修、试验和巡视，还要考虑发展的可能性。(3)高低压配电室的位置应便于进出线，变压器室的位置应便于运输、安装和维护。低压配电室应靠近变压器室，电容器室宜与变压器室及相应电压等级的配电室相连。变压器室和电容器室应尽量避免西晒，并尽可能利用自然采光和自然通风。,变电所总体布置方案应满足下列要求:,(4)当有两台变压器时，每台油量为100kg及以上的三相变压器，应设在单独的变压器室内。干式变压器和不带可燃油的高低压配电装置，可设在同一房间内。(5)从安全角度考虑，配电室、变压器室、电容器室的门应向外开，相邻配电室之间有门时，该门应双向开启或向低压室方向开启。但变电所的门窗不宜直接通向相邻的酸、碱、蒸汽、粉尘和噪声严重的场所。 (6)控制室、值班室应尽量靠近高低压配电室，且有门直通，控制室、值班室的大门应朝外开。控制室、值班室和辅助房间的位置应便于运行人员工作和管理。有些工厂变电所的控制室、值班室是合在一起的，为了值班人员的方便，应设置厕所和上、下水设施。(7)配电室、控制室、值班室等的地面，宜高出室外地面150300mm。当附设于车间内时，则可与车间的地面相平。,(4)当有两台变压器时，每台油量为100kg及以上的三相变压,变电所常用的几种平面布置方案，如图所示。,返回目录,变电所常用的几种平面布置方案，如图所示。 返回目录,3.4 供配电网络的网络结构,供配电网络常用的典型网络结构分为：放射式树干式环式,3.4 供配电网络的网络结构供配电网络常用的典型网络结,3.4.1 放射式1. 单回路放射式网络结构特点：供电可靠性较高，当任意一回线路故障时，不影响其它回路供电，且操作灵活方便，易于实现保护和自动化。可用于对容量较大、位置较分散的三级负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均比较常见。,3.4.1 放射式,2. 双回路放射式网络结构对于重要的用户，为保证供电回路故障时，不影响对用户供电，可采用双回路放射式接线，如下图所示。一次投资较大，因此一般仅用于确需高可靠性的用户，并可将双回路的电源端接于不同的电源，以保证电源和线路同时得以备用，可向一、二级负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均常见。,2. 双回路放射式网络结构,3. 带公共备用线的放射式网络结构当二级负荷比较分散时，也可采用带公共备用线的放射式接线，以节省投资，如下图所示。此种网络结构一般在中压系统中应用。,3. 带公共备用线的放射式网络结构,3.4.2 树干式网络结构1. 单回路树干式网络结构如下图所示，树干式网络结构就是由电源端向负荷端配出干线，在干线的沿线引出数条分支线向用户供电。一般用于向三级负荷供电 。,3.4.2 树干式网络结构,2. 双回路树干式网络结构对于要求高可靠性的用户，采用双回路干线，使线路互为备用，同时可将双回路引自不同的电源，如图所示，实现电源和线路的两种备用，达到向一、二级负荷供电的目的。这种结构在中、低压系统中均广泛应用。,2. 双回路树干式网络结构,3.4.3 环式网络结构环式网络结构一般用于中压系统或高压系统，尤其在城市供配电网络中得到广泛应用。可用于对二、三级负荷供电。如图所示，电源可为多个或一个，通常采用开环运行方式。,3.4.3 环式网络结构,2.4.4 各种网络结构的适用对象1. 中压系统（1）对于城市非重要用户及郊区，可靠性要求不高，可采用树干式结构。（2）对负荷密度大，且供电要求高的用户可采用双电源双回路树干式或环式结构。（3）对于提供双电源有困难，用户的供电可靠性要求又较高的情况，可采用放射式结构。,2.4.4 各种网络结构的适用对象,2. 低压系统在低压供电系统中，环式结构较少使用，常见的网络结构形式是放射式结构和树干式结构。（1）对于单台设备容量较大或较重要场合，一般采用放射式结构。（2）对于非重要用电设备，用电性质相近，又便于线路敷设时，一般采用树干式结构。（3）对于重要用电设备，可采用双电源双回路树干式结构或双电源双回路放射式结构。,返回目录,2. 低压系统返回目录,3.5 供电网络的结构与敷设,3.5.1 架空线架空线路是用杆塔将导线悬挂在空中，导线利用绝缘瓷瓶支持在杆塔的横担上。架空线路主要由导线（一般为钢芯铝绞线）、杆塔、绝缘瓷瓶和线路金具等基本元件组成。,3.5 供电网络的结构与敷设3.5.1 架空线,优点：1）设备简单，造价低。2）露置空中，易于检修和维护。3）利用空气绝缘，建造比较容易。缺点：1）侵占地面位置，有碍交通。2）易受环境影响、安全可靠性较差。3）影响厂区美化 。,优点：,2.5.2 电缆线路电缆线路与架空线路相比，具有运行可靠，不易受外界影响，不占地面的优点，但同时也具有投资大，敷设维修困难，难于发现和排除故障的缺点。1.电缆的结构电缆主要由导体、绝缘层、护套层和铠装层组成。,2.5.2 电缆线路,2.电缆敷设电缆的敷设路径要求尽量最短，转弯最少，尽量避免与各种地下管道交叉，散热要好。常用的电缆敷设方式有：直接埋地敷设电缆沟电缆桥架另外还有电缆隧道、电缆排管等方式，但较少使用。,2.电缆敷设,直接埋地敷设 首先挖一深0.71m的壕沟，于沟底填上100mm的细砂或软土，再铺设电缆，然后填以沙土，加上保护板，最后回填沙土。这种方式电缆易受机械损伤，土壤化学腐蚀，可靠性差，检修不便，多用于根数不多的线路 。,直接埋地敷设,电缆沟电缆沟敷设占地少，走向灵活，能容纳较多电缆，但检修维护也不方便，适用于多条电缆走向相同的情况，在容易积水的场所不宜使用。,电缆沟,电缆桥架电缆敷设在电缆桥架内，电缆桥架装置是由支架、盖板、支臂和线槽等组成。电缆桥架敷设克服了电缆沟敷设电缆时存在的积水、积灰、易损坏电缆等多种弊病，改善了运行条件，具有占用空间少、投资省、建设周期短、便于采用全塑电缆和工厂系列化生产等优点。,电缆桥架,2.5.3 车间线路的结构和敷设车间线路，包括室内配电线路和室外配电线路。室内配电线路大多采用绝缘导线，但配电干线则采用裸导线（裸母线结构），少数采用电缆。室外配电线路指沿车间外墙或屋檐敷设的低压配电线路，都采用绝缘导线，也包括车间之间用绝缘导线敷设的短距离的低压架空线路。,2.5.3 车间线路的结构和敷设,1绝缘导线的结构和敷设绝缘导线按芯线材质分，有铜芯和铝芯两种。除重要回路及震动场所或对铝有腐蚀的场所应采用铜芯绝缘导线外，一般应优先选用铝芯绝缘导线。绝缘导线的敷设方式，分明敷和暗敷两种。明敷是导线直接或在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚的表面及绗架、支架等处。暗敷是导线在管子、线槽等保护体内，敷设于墙壁、顶棚、地坪及楼板等内部，或者在混凝土板孔内敷线等。,1绝缘导线的结构和敷设,2. 裸导线的结构和敷设车间内的配电裸导线大多采取硬母线的结构，其截面形状有圆形、管形和矩形等，其材质有铜、铝和钢。车间中以采用LMY型硬铝母线最为普遍。现代化的生产车间，大多采用封闭式母线（亦称母线槽）布线，封闭式母线安全、灵活、美观，但耗用钢材较多，投资较大。,2. 裸导线的结构和敷设,为了识别裸导线相序，以利于运行维护和检修，GB2681-81电工成套装置中的导线颜色规定交流三相系统中的裸导线应按表所示涂色。裸导线涂色不仅用来辨别相序及其用途，而且能防蚀和改善散热条件。,返回目录,为了识别裸导线相序，以利于运行维护和检修，GB2681-,3.5 互感器,电压互感器（potential transformer）和电流互感器（current transformer）常统称为互感器，从基本结构和原理来说，互感器是一种特殊的变压器。电力系统中的电压及电流，数值相差范围极大。为了减少测量仪表的规格，简化其生产过程，保证测量人员的安全操作，对于高电压、大电流均采用互感器降压、变流后再进行测量。同时互感器也可以作为继电保护和信号装置的电源，以使控制和保护装置与高压回路隔开。,3.5 互感器电压互感器（potential transf,电压互感器可以扩大测量范围，相当于是一种降压变压器。它是由两个或者三个互相绝缘的线圈绕在同一个铁芯上构成的，二次侧额定电压为100V。电压互感器的使用注意事项电压互感器在使用时，二次侧不能短路。为了安全起见，电压互感器二次侧必须有一端接地。,电压互感器可以扩大测量范围，相当于是一种降压变压器。它是由两,电流互感器将主回路的大电流变换成小电流，供计量和继电保护用。电流互感器二次侧额定电流通常为5A或1A。电流互感器的使用注意事项 电流互感器二次侧不允许开路； 电流互感器二次侧必须一点接地； 注意电流互感器二次绕组的极性。,电流互感器将主回路的大电流变换成小电流，供计量和继电保护,变压器的作用？变压器的基本组成？,变压器的作用？,作用：将交流电源的电压升高或降低基本组成：,作用：将交流电源的电压升高或降低,互感器是特殊变压器有电流互感器、电压互感器其主要功能变换功能隔离保护功能扩大仪表、继电器等二次设备应用范围,互感器是特殊变压器,电流互感器的作用： 变换电流 隔离保护 扩大电流表、继电器等应用范围,电流互感器的作用：,电流互感器结构与原理：,电流互感器结构与原理：,电流互感器绕组结构特点一次绕组匝数很少，导线粗二次绕组导体细，额定电流一般为5A一次绕组串接在一次电路中 二次绕组串联仪表、继电器等,电流互感器绕组结构特点,二次额定电流一般为5A（1A）一次额定电流型号L电流互感器 F风压式 M母线式(穿芯式)C瓷绝缘式 Z浇注式B保护 D差动 数字电压等级kV,二次额定电流一般为5A（1A）,电流互感器接线：,电流互感器接线：,二次绕组绝对不允许开路产生很高电压，威胁安全仪表不准确，降低或指示为0继电器误动作噪音很大二次侧必须可靠接地极性、接线不能接错,二次绕组绝对不允许开路,电压互感器的作用 变换电压 隔离保护 扩大电压表、继电器等应用范围,电压互感器的作用,电压互感器原理：,电压互感器原理：,电压互感器二次侧不允许短路出现很大的电流损坏二次设备危及人身安全一、二次装设熔断器电压互感器二次绕组必须接地极性、接线不能接错,电压互感器二次侧不允许短路,相同之处隔离保护扩大仪表及继电器等功能基本组成都是铁芯、绕组外壳和二次部分都必须可靠接地,相同之处,不同之处作用：作用：电流互感器：变换电流电压互感器：变换电压