第三章供电系统

1、第三章第三章 供电系统供电系统供电系统组成供电系统组成 降压变电所降压变电所 配电所、车间变电所配电所、车间变电所 高低压配电网高低压配电网 高低压用电设备高低压用电设备变配电所变配电所 一般中小型企业所用的配电电压多是一般中小型企业所用的配电电压多是610kV电压，这个电源到车间后，再一次经电压，这个电源到车间后，再一次经过降压分配至用电设备，所以企业必须设立过降压分配至用电设备，所以企业必须设立自己的变电所、配电所。设计时要考虑合理自己的变电所、配电所。设计时要考虑合理布局，不影响供电的质量，保证企业生产正布局，不影响供电的质量，保证企业生产正常运转。常运转。供电系统设计的指标供电系统设计

2、的指标 技术指标：技术指标：安全性、可靠性；电能质量；安全性、可靠性；电能质量； 运行、维护及修理的方便及灵活性。运行、维护及修理的方便及灵活性。 经济指标：经济指标：投资费及年运行费。投资费及年运行费。 供电系统的设计问题供电系统的设计问题1)电压的选择。电压的选择。 2)变电所的设置和布局、变压器数量和容量的变电所的设置和布局、变压器数量和容量的确定。确定。3)变电所接线方式及高低压配电网的配电方式。变电所接线方式及高低压配电网的配电方式。4)高低压配电网的结构。高低压配电网的结构。第一节第一节 电压的选择电压的选择供电电压供电电压 供电电压供电电压是指需要经过变压才能在工厂厂区是指需要经

3、过变压才能在工厂厂区内进行配电的电压，我国目前所用的供电电内进行配电的电压，我国目前所用的供电电压是压是35-110kV。 提高供电电压能减少电能损耗，提高电压质提高供电电压能减少电能损耗，提高电压质量，节约有色金属的投资费用。量，节约有色金属的投资费用。 配电电压配电电压 工厂厂区高压配电电压一般是工厂厂区高压配电电压一般是610kV( (一）一个集中负荷线路的电压损失一）一个集中负荷线路的电压损失 b )a ) IUBdbaI Rcj I XUAR , XAIP + j QB每相电压损失：每相电压损失：UUA-UBadabaccbcossinI RX线电压损失：线电压损失： U3cossi

4、nI RX1NPRQXUb )a ) IUBdbaI Rcj I XUAR , XAIP + j QB一、线路电压损失一、线路电压损失电压损失的百分值：电压损失的百分值：%1001000NUUU21()10NPRQXU注意注意：上式中：上式中 的单位是的单位是kV， 的单位是的单位是V，功率单位为，功率单位为kW和和kvar NUU（二）带多个集中负荷线路的电压损失（二）带多个集中负荷线路的电压损失 总的电压损失总的电压损失 若以各负载功率来计算，则公式变换为若以各负载功率来计算，则公式变换为 p + j qR , X , L222111R , X , L1122p + j q01P , Q1

5、111r , x , l1P , Q22r , x , l22222111%()10nnii iiiiiNUUPrQ xU211%()10niiiiiNUp Rq XU002111%10nniiiiiiNUrp Lxq LU若线路全长采用同一截面的电线或电缆若线路全长采用同一截面的电线或电缆, ,则则电压偏移的危害电压偏移的危害 电压偏移是工业企业用电的重要指标之一，电压偏移是工业企业用电的重要指标之一，生产产品产量、质量、用电设备的使用寿命生产产品产量、质量、用电设备的使用寿命以及其它各种经济效益都和电压偏移有极大以及其它各种经济效益都和电压偏移有极大的关系。的关系。 电子设备电压偏移超过允

6、许值，将影响运算电子设备电压偏移超过允许值，将影响运算精确度。精确度。电压偏移的危害电压偏移的危害 对于配电网最广泛应用的电动机，当电压低对于配电网最广泛应用的电动机，当电压低于额定电压时转距减小，转速下降，导致工于额定电压时转距减小，转速下降，导致工厂产生次品、废品、电流增加、电机温升增厂产生次品、废品、电流增加、电机温升增加、线圈发热、加剧绝缘老化，甚至烧坏。加、线圈发热、加剧绝缘老化，甚至烧坏。 当电压高于额定电压时转矩增加，使联接轴当电压高于额定电压时转矩增加，使联接轴和从动设备上的加速力增加，引起设备的振和从动设备上的加速力增加，引起设备的振动、损坏。动、损坏。电压偏移的危害电压偏移

7、的危害 对照明灯具，对照明灯具， 电压对灯的光通量输出和寿电压对灯的光通量输出和寿命的影响很大，当加于灯泡的电压低于额定命的影响很大，当加于灯泡的电压低于额定电压时，发光效率会降低，人的工作环境恶电压时，发光效率会降低，人的工作环境恶化，视力减弱；当高于额定电压时，灯泡寿化，视力减弱；当高于额定电压时，灯泡寿命会减少、烧坏。命会减少、烧坏。电压偏移的标准电压偏移的标准国家供电规则国家供电规则规定用户受电端的电压变动规定用户受电端的电压变动幅度：幅度： 35kV及以上不超过及以上不超过5%； 10kV及以下不超过及以下不超过 7%； 低压照明用户低压照明用户 5%到到 10%；二、电压与负荷容量

8、和输送距离的关系二、电压与负荷容量和输送距离的关系由于受导线截面的限制（由于受导线截面的限制（240mm240mm2 2）和线路电压损失）和线路电压损失的要求（的要求（5 5），每一标称电压下线路的输电能力是），每一标称电压下线路的输电能力是有限的。有限的。 表表3-1 3-1 电力线路额定电压等级与传输功率、传输距离电力线路额定电压等级与传输功率、传输距离电力线路额电力线路额定电压定电压/kV/kV线路结构线路结构传输功率传输功率/MW/MW传输距离传输距离/km/km0.380.380.380.386 66 61010101035356666110110220220330330500500

9、架空线架空线电缆线电缆线架空线架空线电缆线电缆线架空线架空线电缆线电缆线架空线架空线架空线架空线架空线架空线架空线架空线架空线架空线架空线架空线0.10.10.1750.175113322552 210103.53.53030101050501001005005002002001000100010001000150015000.250.250.350.351010886 6202010102020505030301001005050150150100100300300200200600600250250850850三、电压的选择三、电压的选择1、供电电压的选择、供电电压的选择影响电压等级选择因

10、素：影响电压等级选择因素：负荷大小；距离电源远近；导线截面的大小；是否有负荷大小；距离电源远近；导线截面的大小；是否有大型用电设备；地区原有电压。大型用电设备；地区原有电压。根据上述这些复杂的条件，选择供电电压显然不可能根据上述这些复杂的条件，选择供电电压显然不可能用一个简单的公式完全地概括，但有一点却是很明显用一个简单的公式完全地概括，但有一点却是很明显的：那就是在设计时尽量减少中间变压等级，就会取的：那就是在设计时尽量减少中间变压等级，就会取得较好的经济效益。得较好的经济效益。2.高压配电电压选择高压配电电压选择一般采用一般采用10kV高压配电高压配电6kV供电电动机数目较多且分散时经比较

11、确定供电电动机数目较多且分散时经比较确定高压线深入厂区供电：高压线深入厂区供电：35110KV/0.4kV 厂区和负荷都不大的用户，且取得厂区和负荷都不大的用户，且取得35kV电源很方便电源很方便厂区十分分散，而分区负荷又相对集中。厂区十分分散，而分区负荷又相对集中。三、电压的选择三、电压的选择3.低压配电电压选择低压配电电压选择 1000V以下的电压，除非因为安全所规以下的电压，除非因为安全所规定的特殊电压外，对于供给用户直接使定的特殊电压外，对于供给用户直接使用的交流动力及照明电压，通常都是用的交流动力及照明电压，通常都是380220V。 在矿山和石油行业，动力用电可采用在矿山和石油行业，

12、动力用电可采用660380V。三、电压的选择三、电压的选择第二节第二节 变电所的设置和变压器的选择变电所的设置和变压器的选择供电系统设计供电系统设计变电所变电所 变电所是接收、变换、分配电能的环节，是变电所是接收、变换、分配电能的环节，是供电系统中及其重要的组成部分。由变压器、供电系统中及其重要的组成部分。由变压器、配电装置、保护及控制设备、测量仪表以及配电装置、保护及控制设备、测量仪表以及其他附属设施组成。其他附属设施组成。 工厂变电所分总降压变电所和车间变电所。工厂变电所分总降压变电所和车间变电所。 只用来接受和分配电能，不进行电压变换的只用来接受和分配电能，不进行电压变换的称为配电所。称

13、为配电所。用户变配电所分：用户变配电所分： 35110/10kV总降压变电所总降压变电所 10kV配电所配电所 10/0.38kV变电所（车间变电所）变电所（车间变电所） 35/0.38kV直降变电所直降变电所一、变电所的设置一、变电所的设置一、变电所的设置一、变电所的设置1、总降压变电所或总配电所、总降压变电所或总配电所 当工厂供电电压为当工厂供电电压为35kV及以上时，可设置总降压变及以上时，可设置总降压变电所。电所。 如供电电压为如供电电压为35kV架空线引入且工厂没有高压用电架空线引入且工厂没有高压用电设备，可不设总降压变电所，用设备，可不设总降压变电所，用35kV直接深入车间直接深入

14、车间负荷中心以负荷中心以350.4kV的变压器向车间内部供电。的变压器向车间内部供电。 当供电电压为当供电电压为610kV且有多台高压用电设备或车且有多台高压用电设备或车间变电所较多时，宜设置总配电所。间变电所较多时，宜设置总配电所。 对负荷不大的小型工厂，可将总配电所与某个车间对负荷不大的小型工厂，可将总配电所与某个车间变电所合并，扩充为变配电所，或仅设一个独立式变电所合并，扩充为变配电所，或仅设一个独立式变电所。变电所。一、变电所的设置一、变电所的设置1、车间变电所、车间变电所 车间变电所的设置主要取决于车间负荷的大小、车间变电所的设置主要取决于车间负荷的大小、车间之间的距离、各车间之间工

15、艺联动要求以及车间之间的距离、各车间之间工艺联动要求以及经济效果。经济效果。 车间负荷较小时，几个邻近车间或工艺上有联动车间负荷较小时，几个邻近车间或工艺上有联动要求的车间合建一个车间变电所。要求的车间合建一个车间变电所。 车间负荷较大时，单独建立一个车间变电所。车间负荷较大时，单独建立一个车间变电所。 车间负荷很大时，一个车间内可建两个或两个以车间负荷很大时，一个车间内可建两个或两个以上车间变电所。上车间变电所。 一个车间变电所一般设置一个车间变电所一般设置12台变压器，考虑到台变压器，考虑到低压开关的断流能力，单台变压器容量不宜大于低压开关的断流能力，单台变压器容量不宜大于1250kV.A

16、。二、变电所位置的确定二、变电所位置的确定1总降压变电所位置的确定总降压变电所位置的确定原则：原则： 接近负荷中心，考虑电源进线方向，使有色金属接近负荷中心，考虑电源进线方向，使有色金属耗量最少，线路功率及电能损耗最小。耗量最少，线路功率及电能损耗最小。2.车间变电所位置的选择车间变电所位置的选择 独立变电所独立变电所 附设变电所附设变电所 车间内变电所车间内变电所 地下变电所地下变电所 梁架变电所梁架变电所二、变电所位置的确定二、变电所位置的确定三、变压器的选择三、变压器的选择 电力变压器（电力变压器（power transformer）是变）是变电所的核心设备，通过它将一种电压的交电所的核

17、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。满足输电、供电、配电或用电的需要。单相变压器单相变压器三相电力变压器三相电力变压器油浸变压器油浸变压器干式变压器干式变压器三、变压器的选择三、变压器的选择（一）过负荷能力（一）过负荷能力正常过负荷正常过负荷事故急救过负荷事故急救过负荷（二）经济运行（二）经济运行传输单位传输单位kVA所消耗的有功功率损耗最小所消耗的有功功率损耗最小（三）变压器数量和容量的选择（三）变压器数量和容量的选择 2、变压器容量的选择、变压器容量的选择 1、变压器台数的选择、变压器台数的选

18、择 考虑因素：供电可靠性要求、负荷变化与经济运行、考虑因素：供电可靠性要求、负荷变化与经济运行、集中负荷容量等。集中负荷容量等。变电所变压器一般为变电所变压器一般为12台。台。 对单台变压器对单台变压器 满足条件满足条件 ： SNTSC对两台变压器（一般为等容量，互为备用）满足对两台变压器（一般为等容量，互为备用）满足条件：条件：SNT1 + SNT2SC SNT1Sc+ Sc SNT1Sc+ Sc怎样选择变电所的主变压器怎样选择变电所的主变压器 主变压器的容量应能够满足该变电所供电区主变压器的容量应能够满足该变电所供电区内最大负荷时的供电需要，并要考虑五年内内最大负荷时的供电需要，并要考虑五

19、年内负荷的增长。主变压器的容量确定后，应根负荷的增长。主变压器的容量确定后，应根据负荷的性质、运行方式和年负荷曲线的特据负荷的性质、运行方式和年负荷曲线的特点确定主变压器的台数。点确定主变压器的台数。 一般企业变电所以选用两台主变压器为宜。一般企业变电所以选用两台主变压器为宜。选用两台主变压器的优点选用两台主变压器的优点（1）提高供电可靠性）提高供电可靠性 当一台变压器检修或发生故当一台变压器检修或发生故障时，另一台变压器可以保证对较重要用户正常障时，另一台变压器可以保证对较重要用户正常供电。供电。（2）提高供电经济性）提高供电经济性 高峰负荷时，两台变压器都高峰负荷时，两台变压器都投入运行；

20、负荷较轻时，可停运一台，以减少铁投入运行；负荷较轻时，可停运一台，以减少铁损。损。 选用两台主变压器时，根据负荷特点，既可选用选用两台主变压器时，根据负荷特点，既可选用两台容量相等的，也可选用一大一小的变压器。两台容量相等的，也可选用一大一小的变压器。（三）变压器数量和容量的选择（三）变压器数量和容量的选择 明备用：明备用：一台变压器工作，另一台变压器停一台变压器工作，另一台变压器停止运行作为备用。此时，两台变压器均按最止运行作为备用。此时，两台变压器均按最大负荷时变压器负荷率为大负荷时变压器负荷率为100考虑。考虑。 暗备用：暗备用：两台变压器同时投入运行，正常情两台变压器同时投入运行，正常

21、情况下每台变压器各承担约全部负荷的况下每台变压器各承担约全部负荷的50 。此时，每台变压器的容量宜按全部最大负荷此时，每台变压器的容量宜按全部最大负荷的的70选择。选择。第三节第三节 变电所的电气主接线变电所的电气主接线本节内容本节内容u电气主接线的要求电气主接线的要求u主要设备主要设备u变电所主接线（一次接线）变电所主接线（一次接线）电气主接线的概念电气主接线的概念 发电厂和变电所的电气主接线是由各种电气发电厂和变电所的电气主接线是由各种电气设备和联接线按照一定的工作顺序和规程要设备和联接线按照一定的工作顺序和规程要求连接而成的电路。又称为一次电路、主接求连接而成的电路。又称为一次电路、主接

22、线、一次接线。线、一次接线。作用作用 可以了解各种电气设备的规范、数量、联可以了解各种电气设备的规范、数量、联接方式和作用，接方式和作用， 以及和各电力回路的相互以及和各电力回路的相互关系和运行条件等。关系和运行条件等。 主接线的选择正确与否，对电气设备选择、主接线的选择正确与否，对电气设备选择、配电装置布置、运行可靠性和经济性等都配电装置布置、运行可靠性和经济性等都有重大的影响。有重大的影响。电气主接线要求电气主接线要求q安全安全 人身与设备安全，按标准和规范施工人身与设备安全，按标准和规范施工q可靠可靠 对各级符负荷不中断供电对各级符负荷不中断供电q灵活灵活 最少切换，适应不同运行方式最少

23、切换，适应不同运行方式q经济经济 尽量减少初投资和年运行费用尽量减少初投资和年运行费用q发展发展 未来的扩容、改造等未来的扩容、改造等此外，对主接线的选择，还应考虑受电容量和受电地此外，对主接线的选择，还应考虑受电容量和受电地点短路容量的大小、用电负荷的重要程度、对电能计点短路容量的大小、用电负荷的重要程度、对电能计量（如高压侧还是低压侧计量、动力及照明分别计费量（如高压侧还是低压侧计量、动力及照明分别计费等）及运行操作技术的需要等因素。等）及运行操作技术的需要等因素。常用的电气设备图形符号和文字符号常用的电气设备图形符号和文字符号电气设备名称 文字符号 图形符号 电气设备名称 文字符号 图形

24、符号 刀开关 QK 母线 W断路器（自动开关） QF 导线、线路 W隔离开关 QS三相导线 负荷开关 QL端子 X熔断器 FU电缆及其终端头 熔断器式开关 S交流发电机 G电气设备名称 文字符号 图形符号 电气设备名称 文字符号 图形符号 阀式避雷器 F交流电动机 M三相变压器 T单相变压器 T三相变压器 T电压互感器 TV电流互感器（具有一个二次绕组）TA三绕组变压器 T电流互感器（具有两个铁心和两个二次绕组）TA三绕组电压互感器 TV电抗器 L电容器 C常用的电气设备图形符号和文字符号常用的电气设备图形符号和文字符号设计步骤设计步骤（1）搜集、整理、综合分析基础数据，包括负荷）搜集、整理、

25、综合分析基础数据，包括负荷（2）选择和确定发电机、变压器的数量、台数、型）选择和确定发电机、变压器的数量、台数、型式，并拟定可能采用的主接线形式；式，并拟定可能采用的主接线形式；（3）发电厂、变电所自用电源的引接；）发电厂、变电所自用电源的引接；（4）计算短路电流及设备的选择；）计算短路电流及设备的选择；（5）各方案的经济技术比较；）各方案的经济技术比较；（6）确定最终方案；）确定最终方案；（7）确定相应的配电布置方案确定相应的配电布置方案。变配电所主要电气设备变配电所主要电气设备变换变换：控制控制：保护保护：调节调节：电气设备的电气设备的功能功能按供电系统工作要求来改变电压或电流按供电系统工

26、作要求来改变电压或电流按供电系统工作要求来控制一次电路的通断按供电系统工作要求来控制一次电路的通断用来对供电系统进行过电流和过电压等的保护用来对供电系统进行过电流和过电压等的保护用来补偿供电系统的无功功率，以提高系统的功率因数用来补偿供电系统的无功功率，以提高系统的功率因数开关设备开关设备在电力系统中，将能接通、断开或转换高在电力系统中，将能接通、断开或转换高压电路的电器统称为压电路的电器统称为“高压开关电器高压开关电器” 。分立使用的高压开关电器主要有：分立使用的高压开关电器主要有：断路器断路器隔离开关隔离开关负荷开关负荷开关熔断器熔断器 高压断路器高压断路器（circuit-breaker

27、）是带有强力灭弧是带有强力灭弧装置的高压开关设备，是供配电系统中重要的开装置的高压开关设备，是供配电系统中重要的开关设备。关设备。 能够开断和闭合正常线路与故障线路，主要用于能够开断和闭合正常线路与故障线路，主要用于供配电系统发生故障时与保护装置配合自动切断供配电系统发生故障时与保护装置配合自动切断系统的短路电流。系统的短路电流。 高压断路器通常按照灭弧介质分类，主要有高压断路器通常按照灭弧介质分类，主要有: :u多油断路器多油断路器u少油断路器少油断路器u真空断路器真空断路器uSFSF6 6（六氟化硫）断路器（六氟化硫）断路器断路器断路器（1 1）多油断路器）多油断路器 使用油作为灭弧和使用

28、油作为灭弧和绝缘介质，箱内充绝缘介质，箱内充油较多。油较多。10KV以下以下的多油断路器，三的多油断路器，三个触头都放在一个个触头都放在一个油箱中，油箱中，35KV以上以上的，每相单独放在的，每相单独放在一个油箱内。一个油箱内。 少油断路器有一个装在绝缘筒或不接地的金属筒少油断路器有一个装在绝缘筒或不接地的金属筒中的较好的灭弧装置，筒中的油只用作灭弧和触中的较好的灭弧装置，筒中的油只用作灭弧和触头间隙的绝缘，而不用作对地绝缘，其导电部分头间隙的绝缘，而不用作对地绝缘，其导电部分的绝缘是利用空气和陶瓷绝缘材料或有机绝缘材的绝缘是利用空气和陶瓷绝缘材料或有机绝缘材料。因此少油断路器用油量甚少。料。

29、因此少油断路器用油量甚少。（2 2）少油断路器）少油断路器（2 2）少油断路器）少油断路器断路断路器电器电容器容器支支持持瓷瓷套套灭弧灭弧装置装置中间机中间机构箱构箱底底座座（3 3）真空断路器）真空断路器真空断路器，是把断路真空断路器，是把断路器的触头封闭在真空室器的触头封闭在真空室中。采用高真空作为灭中。采用高真空作为灭弧介质，其核心部件为弧介质，其核心部件为真空灭弧室。真空灭弧室。真空灭弧室内空气非常真空灭弧室内空气非常稀薄，其内气体几乎没稀薄，其内气体几乎没有游离作用。触头在分有游离作用。触头在分离过程中能迅速灭弧，离过程中能迅速灭弧，不会产生大的电弧。不会产生大的电弧。真空灭弧室的结

30、构真空灭弧室的结构动触杆动触杆波纹管波纹管动触头动触头屏蔽罩屏蔽罩 真空断路器灭弧室如图所示，触真空断路器灭弧室如图所示，触头密封在真空灭弧室内，动、静头密封在真空灭弧室内，动、静触头分别焊接在动、静导电杆上，触头分别焊接在动、静导电杆上，动触头借助波纹管实现密封。在动触头借助波纹管实现密封。在机械机构的驱动作用下，动触头机械机构的驱动作用下，动触头可在灭弧室内沿轴向移动，实现可在灭弧室内沿轴向移动，实现分合电路的作用。分合电路的作用。（4 4）SF6 SF6 断路器断路器 采用六氟化硫气体作为灭弧介质的断路器。采用六氟化硫气体作为灭弧介质的断路器。 SF6是一种化学性质稳定的惰性气体，正常状

31、态是一种化学性质稳定的惰性气体，正常状态下无色、无味、无毒、不燃、无老化现象。具有下无色、无味、无毒、不燃、无老化现象。具有良好的绝缘和灭弧性能。良好的绝缘和灭弧性能。 SF6断路器具有开断能力强、断口电压高、噪音断路器具有开断能力强、断口电压高、噪音小、无火灾危险等优点。小、无火灾危险等优点。 SF6在高温电弧的作用下分解的低氟化物剧毒，在高温电弧的作用下分解的低氟化物剧毒，对断路器的加工工艺要求非常严格。对断路器的加工工艺要求非常严格。 适用于适用于：地面高压、超高压电网。：地面高压、超高压电网。SF6 SF6 断路器断路器 主要功能是隔离电源，当它处于分闸状态时，有着主要功能是隔离电源，

32、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。由于不设灭弧装置，隔离开关一般不允作的安全。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。许带负荷操作，即不允许接通和分断负荷电流。 可用来分合一定的小电流，如励磁电流不超过可用来分合一定的小电流，如励磁电流不超过2A2A的的空载变压器、电容电流不超过空载变压器、电容电流不超过5A5A的空载线路以及电的空载线路以及电压互感器和避雷器等。压互感器和避雷器等。隔

33、离开关隔离开关操作与选用操作与选用由于隔离开关没有灭弧装置，只能切除相当小的由于隔离开关没有灭弧装置，只能切除相当小的电流，所以严禁带负荷进行分合闸操作。须严格电流，所以严禁带负荷进行分合闸操作。须严格遵守遵守“倒闸操作倒闸操作”的规定。的规定。 分闸时，先断QF，后断QS；合闸时，先合QS，后合QF。隔离开关隔离开关负荷开关负荷开关 高压负荷开关高压负荷开关是一种介乎隔离开关与断路器之间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。的结构简单的高压电器。有简单的灭弧装置，其有简单的灭弧装置，其他部分结构与隔离开关类似。可以用来切断负荷他部分结构与隔离开关类似。可以用来切断负荷电流，但不

34、能用来切断短路电流。电流，但不能用来切断短路电流。 在分闸状态有明显可见的断口。在分闸状态有明显可见的断口。 常与高压熔断器串联合用，常与高压熔断器串联合用，前者作为操作电器投前者作为操作电器投切电路的正常负荷电流，而由后者作为保护电器切电路的正常负荷电流，而由后者作为保护电器开断电路的短路电流及过载电流。可代替断路器开断电路的短路电流及过载电流。可代替断路器用。用。 高压熔断器高压熔断器（fuse）是供配电网络中人为设置的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载时，它便因过热而熔断

35、，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。力电路及其他的电气设备。熔断器熔断器高压电器母线高压电器母线 作用：汇集电流作用：汇集电流 材料：铜、铝和钢等，一般以铝为多材料：铜、铝和钢等，一般以铝为多 形状：矩形，管形和多股绞线形状：矩形，管形和多股绞线 排列：横排和竖排排列：横排和竖排 母线的着色：母线的着色：直流：直流：正极正极；负极负极交流：交流：A相相；B相相；C相相中性线：不接地中性线中性线：不接地中性线；接地中性线接地中性线高压电器高压电器-绝缘子绝缘子绝缘子俗称瓷瓶，绝缘子广泛地应用在发电厂和绝缘

36、子俗称瓷瓶，绝缘子广泛地应用在发电厂和变电站的配电装置中以及输电线路上。变电站的配电装置中以及输电线路上。用来支持和固定载流导体，并使导体与地绝缘，用来支持和固定载流导体，并使导体与地绝缘，或使装置中处于不同电位的载流导体之间绝缘。或使装置中处于不同电位的载流导体之间绝缘。绝缘子必须具有足够的绝缘强度和机械强度，并绝缘子必须具有足够的绝缘强度和机械强度，并能耐热和耐潮湿。能耐热和耐潮湿。o 支柱绝缘子：支柱绝缘子：对地绝缘和支撑作用对地绝缘和支撑作用o 套管绝缘子：套管绝缘子：将高压线引入室内将高压线引入室内高压电器高压电器-绝缘子绝缘子高压电器高压开关柜高压电器高压开关柜 属于成套配电设备。

37、它是由制造厂按照一定的接属于成套配电设备。它是由制造厂按照一定的接线方式将同一回路的开关电器、母线、测量仪表、线方式将同一回路的开关电器、母线、测量仪表、保护电器和辅助设备都装配在一个金属柜中。保护电器和辅助设备都装配在一个金属柜中。 为了适应不同接线系统的要求，配电柜一次回路为了适应不同接线系统的要求，配电柜一次回路由隔离开关、负荷开关、断路器、熔断器、电流由隔离开关、负荷开关、断路器、熔断器、电流互感器、电压互感器、避雷器、电容器及所用电互感器、电压互感器、避雷器、电容器及所用电力变压器等组成多种一次接线方案。各配电柜的力变压器等组成多种一次接线方案。各配电柜的二次回路则根据计量、保护、控

38、制、自动装置与二次回路则根据计量、保护、控制、自动装置与操作机构等各方面的不同要求也组成多种二次方操作机构等各方面的不同要求也组成多种二次方案。案。高压开关柜高压电器高压电器-高压开关柜高压开关柜KGN5 电力系统中的电压及电流，数值相差范围极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

39、，以使控制和保护装置与高信号装置的电源，以使控制和保护装置与高压回路隔开。压回路隔开。互感器互感器避雷器避雷器 避雷器在供电系统中作过电压保避雷器在供电系统中作过电压保护用，防止雷电产生的过电压沿线路护用，防止雷电产生的过电压沿线路侵入变配电所，以免危及被保护设备侵入变配电所，以免危及被保护设备的绝缘。的绝缘。 避雷器应与被保护设备并联，装避雷器应与被保护设备并联，装在被保护设备的电源侧。当线路上出在被保护设备的电源侧。当线路上出现危及设备绝缘的雷电过电压时，避现危及设备绝缘的雷电过电压时，避雷器动作，由高阻变为低阻状态，使雷器动作，由高阻变为低阻状态，使过电压对大地放电，从而保护设备的过电压

40、对大地放电，从而保护设备的绝缘免受破坏。绝缘免受破坏。 其它主要电气设备其它主要电气设备 静电电容器静电电容器 所用变压器所用变压器 低压开关低压开关低压断路器（自动空气开关）低压断路器（自动空气开关）低压隔离开关（刀开关）低压隔离开关（刀开关）低压熔断器低压熔断器三、母线制三、母线制 主接线的基本环节是电源（发电机、变压主接线的基本环节是电源（发电机、变压器）和引出线。器）和引出线。 母线（汇流排）：从变电所的变压器或配母线（汇流排）：从变电所的变压器或配电所的电源进线到各条馈出线路之间的电电所的电源进线到各条馈出线路之间的电气主干线。气主干线。 母线作用：中间环节，汇总和分配电能。母线作用

41、：中间环节，汇总和分配电能。主接线分类主接线分类主接线方式主接线方式 有汇流母线有汇流母线 无汇流母线无汇流母线单母线单母线 双母线双母线单母线单母线单母分段单母分段单母带旁母单母带旁母单母分段带旁母单母分段带旁母双母线双母线双母单分段双母单分段双母带旁母双母带旁母3/2接线（一倍半）接线（一倍半）桥形接线（内桥、外桥、全桥）桥形接线（内桥、外桥、全桥）多边形接线多边形接线单元接线单元接线扩大单元接线扩大单元接线1.1.单母线制单母线制断路器：断路器：用于切断和关合正常用于切断和关合正常的负荷电流，并能切断短路的负荷电流，并能切断短路电流。电流。隔离开关隔离开关作用：作用： 靠近母线侧的称母线

42、隔离开靠近母线侧的称母线隔离开关，用于隔离母线电源和检关，用于隔离母线电源和检修断路器；修断路器； 靠近线路侧的称线路侧隔离靠近线路侧的称线路侧隔离开关，用于防止在检修断路开关，用于防止在检修断路器时从用户侧反向送电，防器时从用户侧反向送电，防止雷电过电压沿线路侵入，止雷电过电压沿线路侵入，保证维修人员安全。保证维修人员安全。W6QS3QF3QS1QS1QF1电源2电源7QS4QF4QS8QS5QF5QS2QS2QF1出线2出线3出线 单母线制的可靠性和单母线制的可靠性和灵活性都较低，母线灵活性都较低，母线或连接于母线上的任或连接于母线上的任一隔离开关发生故障一隔离开关发生故障或检修时，都将影

43、响或检修时，都将影响全部负荷的用电。全部负荷的用电。1.单母线制单母线制2.单母线分段单母线分段A. 隔离开关分段（隔离开关分段（QS分段）分段）适用由双适用由双回路供电、允许短时间停电的二级负荷回路供电、允许短时间停电的二级负荷B. 断路器分段（断路器分段（QF分段）分段）适用一级负适用一级负荷较多情况，可切断负荷和故障电流。荷较多情况，可切断负荷和故障电流。 单母线分段制在可靠性和灵活性方面较单母线制单母线分段制在可靠性和灵活性方面较单母线制有所提高，基本可满足一、二类负荷用户要求。有所提高，基本可满足一、二类负荷用户要求。 当双回路同时供电时。母线分段开关通常是打开当双回路同时供电时。母

44、线分段开关通常是打开的，一条回路故障或一段母线故障将不影响另一的，一条回路故障或一段母线故障将不影响另一段母线的正常供电。检修亦可采用分段检修方式，段母线的正常供电。检修亦可采用分段检修方式，不致使全部负荷供电中断。不致使全部负荷供电中断。 在用户供电系统中，一般采用在用户供电系统中，一般采用“分分”的方式。的方式。 单母线分段的缺点：单母线分段的缺点：某分段上的母线、母线分某分段上的母线、母线分段开关发生故障或检修时，电源只能通过一回进段开关发生故障或检修时，电源只能通过一回进线供电，供电功率较低，从而使部分用户停电。线供电，供电功率较低，从而使部分用户停电。当分段上进行检修时，该段重要用户

45、失去备用。当分段上进行检修时，该段重要用户失去备用。2.单母线分段单母线分段 对于特别重要的负荷，当采用单母线分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。虑采用双母线接线，如图所示。W1为工为工作母线，作母线，W2为备用母线，其间通过断路为备用母线，其间通过断路器器QF连接起来，连接起来，QF称为称为母联断路器母联断路器。 两段母线互为备用。该接线适用于负载两段母线互为备用。该接线适用于负载较重要的用户，运行可靠性和灵活性都较重要的用户，运行可靠性和灵活性都较好。较好。2. 双母线制双母线制2. 双母线制双

46、母线制优点优点可靠性高可靠性高（1） 检修任一组母线不会中断对用户的供电检修任一组母线不会中断对用户的供电（2） 当检修任一回路的母线隔离开关时只断开该当检修任一回路的母线隔离开关时只断开该回路回路（3） 工作母线故障时，可将全部回路转移到备用工作母线故障时，可将全部回路转移到备用母线上，做到迅速恢复供电母线上，做到迅速恢复供电运行灵活运行灵活方式多变：单母分段、单母线方式多变：单母分段、单母线2. 双母线制双母线制缺点缺点（1） 开关数目增多，连锁机构复杂，切换操开关数目增多，连锁机构复杂，切换操作繁琐，容易引起误操作作繁琐，容易引起误操作（2） 占地面积大，投资费用大占地面积大，投资费用大

47、2. 双母线制双母线制四、总降压变电所的主接线四、总降压变电所的主接线 35110/610kV总降压变电所的主接线方总降压变电所的主接线方式：式：线路变压器组结线线路变压器组结线桥式结线桥式结线四、总降压变电所的主接线四、总降压变电所的主接线1、线路变压器组结线、线路变压器组结线（1）单回路）单回路a) 接线方式合闸分闸操接线方式合闸分闸操作顺序是什么？作顺序是什么？四、总降压变电所的主接线四、总降压变电所的主接线1、线路变压器组结线、线路变压器组结线（2）双回路）双回路 在双回线路变压器组接在双回线路变压器组接线中，若某一回路中线路线中，若某一回路中线路l或变压器或变压器T任一元件发生任一元

48、件发生故障，则该回路中另一元故障，则该回路中另一元件也不能投入工作。因而，件也不能投入工作。因而，在故障情况下，这种接线在故障情况下，这种接线中线路或变压器得不到充中线路或变压器得不到充分利用。分利用。桥式结线桥式结线桥桥：图中的：图中的QF3,将两条线将两条线路和变压器连路和变压器连接在一起，互接在一起，互相备用，形似相备用，形似桥。桥。QF3与与线路的线路的断路器断路器QF1,QF2位置位置的不同，分为的不同，分为内桥、外桥和内桥、外桥和全桥三种。全桥三种。 外桥 内桥 全桥外桥结线外桥结线优点：对变压器的切换方便。优点：对变压器的切换方便。缺点：倒换线路时操作不方便，变电所一侧缺点：倒换

49、线路时操作不方便，变电所一侧无线路保护。无线路保护。范围：这种结线适用于进线短而倒闸次数少范围：这种结线适用于进线短而倒闸次数少的变电所；或变压器采取经济运行需要经常的变电所；或变压器采取经济运行需要经常切换的终端变电所；以及可能发展为有穿越切换的终端变电所；以及可能发展为有穿越负荷的变电所。负荷的变电所。WL2WL1内桥结线内桥结线优点：倒换线路时操作方便。优点：倒换线路时操作方便。缺点：操作变压器不如外桥方便。缺点：操作变压器不如外桥方便。范围：适用于进线距离长，变压器切换少范围：适用于进线距离长，变压器切换少的终端变电所的终端变电所。WL1WL2全桥结线全桥结线 全桥结线适应性强，对线全

50、桥结线适应性强，对线路、变压器的操作均方便，路、变压器的操作均方便，运行灵活。运行灵活。 缺点：设备多、投资大，缺点：设备多、投资大，变电所占地面积大。变电所占地面积大。五、五、10(6)kV配电所的主接线配电所的主接线 10(6)kV电源进线电源进线 图图a适用于外来电源进适用于外来电源进线或引自总降压变压线或引自总降压变压器的二次侧，用于需器的二次侧，用于需带负荷操作或继电保带负荷操作或继电保护和自动装置有要求护和自动装置有要求的情况；的情况； 图图b仅设一个隔离开关，仅设一个隔离开关，用于专线供电，且继用于专线供电，且继电保护和自动装置无电保护和自动装置无要求的情况。要求的情况。五、五、

51、10(6)kV配电所的主接线配电所的主接线 10(6)kV馈出线馈出线六、车间变电所主接线常用方案六、车间变电所主接线常用方案 车间变电所是将车间变电所是将610kV的电压降为的电压降为380/220V的电的电压，直接供给用电设备的终端变电所。压，直接供给用电设备的终端变电所。车间变低压馈线车间变低压馈线刀开关：隔离电刀开关：隔离电源源低压断路器和熔低压断路器和熔断器：过流和短断器：过流和短路保护路保护热继电器：过流热继电器：过流保护保护第四节第四节 变电所二次接线变电所二次接线u工厂变电所中，设备常分为一次设备和二工厂变电所中，设备常分为一次设备和二次设备，次设备，u一次设备：一次设备：主电

52、路中的设备主电路中的设备u二次设备：二次设备：测量表计、控制及信号设备、测量表计、控制及信号设备、继电保护设备、自动装置和远动装置继电保护设备、自动装置和远动装置u二次接线：表示二次设备互相连接关系的二次接线：表示二次设备互相连接关系的电路，称为二次接线或二次回路电路，称为二次接线或二次回路变电所二次接线的分类变电所二次接线的分类u二次接线按电源性质分：交流回路、直流回二次接线按电源性质分：交流回路、直流回路路u按用途分：操作电源回路、测量表计回路、按用途分：操作电源回路、测量表计回路、断路控制器回路、信号回路、中央信号回路、断路控制器回路、信号回路、中央信号回路、继电保护和自动装置回路继电保

53、护和自动装置回路原理接线图原理接线图原理接线图用来表示继电保护、监视测量和自动原理接线图用来表示继电保护、监视测量和自动装置等二次设备或系统的工作原理，它以元件的装置等二次设备或系统的工作原理，它以元件的整体形式表示各二次设备间的电气连接关系。通整体形式表示各二次设备间的电气连接关系。通常在二次回路的接线原理图上还将相应的一次设常在二次回路的接线原理图上还将相应的一次设备画出，构成整个回路，便于了解各设备间的相备画出，构成整个回路，便于了解各设备间的相互工作关系和工作原理。互工作关系和工作原理。一、电气测量仪表及测量回路一、电气测量仪表及测量回路 610kV高压线路电气测量仪表接线原理图高压线

54、路电气测量仪表接线原理图电压测量及绝缘监察装置电压测量及绝缘监察装置绝缘监察装置主要用来监视小接地电流系统相对地绝缘监察装置主要用来监视小接地电流系统相对地的绝缘情况，及时发现系统中单相接地故障时的某的绝缘情况，及时发现系统中单相接地故障时的某点接地或绝缘降低。点接地或绝缘降低。绝缘监察装置可采用一个三相五芯柱三线圈电压互绝缘监察装置可采用一个三相五芯柱三线圈电压互感器接成的电路。感器接成的电路。电压互感器二次侧有两组线圈，一组接成星形，在电压互感器二次侧有两组线圈，一组接成星形，在它的引出线上接三只电压表，反映各个相电压；另它的引出线上接三只电压表，反映各个相电压；另一组接成开口三角形，构成

55、零序电压过滤器，在开一组接成开口三角形，构成零序电压过滤器，在开口处接一个过电压继电器。在系统发生一相接地时，口处接一个过电压继电器。在系统发生一相接地时，开口处出现近开口处出现近100V的零序电压，使电压继电器动作，的零序电压，使电压继电器动作，发出报警的灯光和音响信号。发出报警的灯光和音响信号。 一、电气测量仪表及测量回路一、电气测量仪表及测量回路 610kV母线的绝缘监察装置及电压测量电路母线的绝缘监察装置及电压测量电路TV电压互感器（电压互感器（Y0/Y0/接线）；接线）；QS高压隔离开关及触点；高压隔离开关及触点；SA电压转换开关；电压转换开关；PV电压表；电压表；KV电压继电器；电

56、压继电器；KS信号继电器；信号继电器；WC控制小母线；控制小母线；WS信号小母线；信号小母线；WFS预报信号小母线预报信号小母线 二、断路器的控制回路和信号回路二、断路器的控制回路和信号回路1.控制回路控制回路 断路器的合闸和跳闸回路是按短时通电来断路器的合闸和跳闸回路是按短时通电来设计的。因此接入断路器的辅助触点。设计的。因此接入断路器的辅助触点。 可以进行手动或自动的合闸和跳闸。可以进行手动或自动的合闸和跳闸。 控制回路应有反映断路器位置状态的信号。控制回路应有反映断路器位置状态的信号。 具有具有“防跳防跳”装置。装置。 监视电源是否完好。监视电源是否完好。2.信号回路信号回路 1 控制回

57、路控制回路 在变电所内对断路器的控制，按控制地点可分为在变电所内对断路器的控制，按控制地点可分为集中控制与就地控制。集中控制与就地控制。集中控制集中控制就是集中在控制室内进行控制；就是集中在控制室内进行控制；就地控制就地控制就是在断路器安装地点进行控制。就是在断路器安装地点进行控制。在控制室内对高压配电装置中的断路器进行控制称在控制室内对高压配电装置中的断路器进行控制称为为距离控制距离控制。这种控制主要由控制开关、控制电缆。这种控制主要由控制开关、控制电缆和操作机构等组成。和操作机构等组成。二、断路器的控制回路和信号回路二、断路器的控制回路和信号回路 LW2-Z型控制开关触点表型控制开关触点表

58、 断路器的控制回路和信号回路断路器的控制回路和信号回路 BC:直流控制回路电源小母线直流控制回路电源小母线BF:闪光小母线闪光小母线BO:直流合闸电源小母线直流合闸电源小母线BAS：事故音响信号小母线：事故音响信号小母线（1）手动合闸）手动合闸合闸前，断路器处于合闸前，断路器处于“跳闸后跳闸后”的位置，断路器的辅助触点的位置，断路器的辅助触点QF2闭合。由控制开关触点表知闭合。由控制开关触点表知SA10-11闭合，绿灯闭合，绿灯GN回路接回路接通发亮。但由于限流电阻通发亮。但由于限流电阻R1限流，不足以使合闸接触器限流，不足以使合闸接触器KO动动作，绿灯亮表示断路器处于跳闸位置，而且控制电源和

59、合闸回作，绿灯亮表示断路器处于跳闸位置，而且控制电源和合闸回路完好。路完好。当控制开关扳到当控制开关扳到“预备合闸预备合闸”位置时，触点位置时，触点SA9-10闭合，闭合，绿灯绿灯GN改接在改接在BF母线上，发出绿闪光，说明情况正常，可以母线上，发出绿闪光，说明情况正常，可以合闸。当开关再旋至合闸。当开关再旋至“合闸合闸”位置时，触点位置时，触点SA5-8接通，合闸接通，合闸接触器接触器KO动作使合闸线圈动作使合闸线圈YO通电，断路器合闸。合闸完成通电，断路器合闸。合闸完成后，辅助触点后，辅助触点QF2断开，切断合闸电源，同时断开，切断合闸电源，同时QF1闭合。闭合。当操作人员将手柄放开后，在

60、弹簧的作用下，开关回到当操作人员将手柄放开后，在弹簧的作用下，开关回到“合闸后合闸后”位置，触点位置，触点SA13-16闭合，红灯闭合，红灯RD电路接通。红灯电路接通。红灯亮表示断路器在合闸状态。亮表示断路器在合闸状态。 二、断路器的控制回路和信号回路二、断路器的控制回路和信号回路（2）自动合闸）自动合闸控制开关在控制开关在“跳闸后跳闸后”位置，若自动装置的中间位置，若自动装置的中间继电器接点继电器接点KM闭合，将使合闸接触器闭合，将使合闸接触器KO动作合动作合闸。自动合闸后，信号回路控制开关中闸。自动合闸后，信号回路控制开关中SA14-15、红灯红灯RD、辅助触点、辅助触点QF1与闪光母线接