变电所的主要设备.ppt

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1、第三章 变配电所,第一节 概述 第二节 变配电所的主要设备 第三节 变配电所常用主接线 第四节 变配电所的形式、结构及位置选择,第一节 概述,小区（商住）变配电所的作用： 变换电压，汇集和分配电能。将电网送来的电能由10千伏变换成380/220伏，再通过多回低压配电线路将电能送到小区的各个用电负荷； 对配电线路和变配电设备实施继电保护和自动控制的功能； 控制和调整电压质量。例如在所中装设电力电容器等。,第二节 变配电所的主要设备,一、高压断路器 作用：正常工作时接通和分断电路；故障时可切断巨大的短路电流。 分类：按灭弧介质的不同，断路器可分为多油断路器、 少油断路器、六氟 化硫（SF6）断路器

2、、真空断路器等。,型号,DW10-10柱上多油断路器 DW2-35型多油断路器 优点:内部带有电流互感器，配套性强；户外使用时，受大气条件的影响较小，对于35KV特别是小型水电站的屋外配电装置，选用多油断路器在技术经济指标方面仍有可取之处。 缺点:油量多、体积大、消耗原材料多、爆炸和火灾的危险性高。此外，运输不便、占地面积大，运行和检修困难,SN10-10型高压少油断路器,少油断路器的优点是：体积小、重量轻，可以节省大量钢材，并且爆 炸和失火的危险性较少。因此广泛用于营区配 电所中。,真空断路器 真空断路器动作迅速、体积小、重量轻、寿命长(比油断路器触头寿命长50100倍)，维护工作量小，噪音

3、和震动小，还有防火、防爆等优点，对于切断容性负载电流，要求迅速动作及操作频繁的场所尤为适合。由于真空断路器具有以上优点，所以在小区配电所中常采用真空断路器作为操作开关。,六氟化硫断路器具有结构简单、体积小、灭弧和绝缘性能可靠、操作电流小、寿命和可靠运行时间长、易安装、不引起火灾和爆炸危险、不污染环境等显著优点。六氟化硫断路器的应用，大大提高了断路器的各种技术性能，做到了设备可靠、不检修周期长和运行维护方便，从而代替了传统的油断路器。,1-底座；2-支柱瓷瓶；3-静触头；4-闸刀；5-操作瓷瓶；6-转轴 图 户内配电用隔离开关的结构图,二、高压隔离开关 作用：隔离电源；倒闸操作；接通和分断小电流

4、电路。 型号,三、高压负荷开关 作用：接通和分断负荷电流。 型号,四、高压熔断器 作用：当电路中出现过流时，利用熔体熔断，起到切断电路，保护其他 电器设备不致受到损坏的作用 。 型号,额定电压（V）,固定式,跌落式,五、避雷器 作用：保护变配电所内各种设备在雷电过电压时不使设备的绝缘发生闪络和击 穿 。 型号,六、互感器 使用互感器的目的：使测量仪表和继电器标准化、小型化；使测量仪表和继电器与高压系统隔离，降低仪表及继电器的绝缘水平，简化仪表构造，同时保证工作人员的安全；避免短路电流直接流过测量仪表及继电器的线圈。 （一）电流互感器 作用：将线路中的大电流变为副边的小电流，以适应电流表的量程

5、。 型号,（二）电压互感器 作用：将线路中的高电压变为副边的低电压，以适应电压表的量程 。 型号,JDZJ-10(W)型电压互感器,JDZW12型电压互感器,LAJ10型电流互感器,LAZBJ10型电流互感器,LZW-12型电流互感器,七、低压断路器（自动空气开关）,作用：在正常工作条件下切断负载电流，又能在短路故障时自动切断短路电流，靠热脱扣器能自动切断过载电流，当电路失压时也能实现自动分断电路。 型号：,八、低压断路器（自动空气开关） 工作原理,低压断路器常用产品,框架式断路器 特点：保护功能多,可连续整定保护值,电动分合闸, 应用:电流1000A以上变压器出线开关,微型断路器 特点：小型

6、化，可实现过载、短路保护，保护电流不能连续调节 应用：配电箱出线,塑壳式断路器 特点:可实现过载、失压、短路保护，保护电流不能连续调节 应用：配电屏出线、电流大于100A的回路,低压断路器不需要操作机构，过载、短路保护由复式脱扣器实现，欠压保护由失压脱扣器实现，电动分闸需装设分励脱扣器,一、电路图的类型及其应用 二、高压配电方式 三、变电所一次主接线 四、低压配电方式,第三节 变配电所常用的主结（接）线,第三节 变配电所常用的主接线,一、电路图的类型及其应用 定义：用来表示电力设备相互间电气连接顺序的图，称为电气接线图，简称电路图。 分类：主电路图（一次接线图）和副电路图（二次接线图）。由一次

7、设备按一定秩序连成的电路图称为主电路接线图，简称主接线图。主接线图能说明电能的输送、分配关系和运行方式。变配电所的主接线图，通常由避雷器、隔离开关、熔断器、断路器、变压器、电流互感器、电压互感器及母线等电气设备组成。 副电路(也称二次线路)的接线图用以表示辅助电路的电器及其连接顺序，是用来测量、监视、保护和控制主电路的，故一般是由仪用互感器、仪表、继电保护装置及信号装置等组成。,主接线中常用电器设备图形符号及文字符号,二、 高压配电方式,（一）放射式： 供电可靠性高，故障发生后，影响范围较小，切换操作方便，保护简单，便于自动化，但造价较高。 （二）树干式： 投资少，但事故后影响范围较大，供电可

8、靠性差。 （三）环式： 有闭路环式和开路环式，为简化保护，一般采用开路环式。供电可靠性较高，运行比较灵活，但切换操作较频繁。,根据对供电可靠性的要求、变压器的容量及分布、地理位置等情况，高压配电系统宜采用放射式，也可采用树干式，环式及其组合方式。,单回路放射式,双回路放射式,放射式线路故障影响范围小，因而可靠性较高，而且易于控制和实现自动化，适于对重要负荷的供电。,HSS总降压变电所 HDS高压配电所 STS车间变电所,1.放射式 放射式接线的特点是配电母线上每路或两路馈电出线仅给一个负荷点单独供电。,2、 树干式 树干式接线的特点是配电母线上每路馈电出线给同一方向 的多个负荷点供电。,树干式

9、线路及其开关电器数量少，投资省，但可靠性不高，不便实现自动化。 单回路树干式只可供三级负荷，双回路树干式可靠性有所提高，可供二级负荷。,HSS总降压变电所 HDS高压配电所 STS车间变电所 高压电缆线路的分支 通常采用专用电缆分支箱。,HSS总降压变电所 HDS高压配电所 STS车间变电所,3、 环式 环式接线又称环网接线，其特点是把两回树干式配电线路的末 端或中部连接起来构成环式网络,普通环式,续上页,环网线路的分支通常采用由负荷开关或电缆插头组成的专用环网配电设备。为避免环式线路故障时影响整个电网和简化继电保护，环式接线一般采用开环运行。环式接线供电可靠性较高，目前在城市配电网中应用越来

10、越广。,拉手环式,环网柜主接线,三、 变电所主接线,（一） 变电所主接线基本要求 （二） 变电所主接线形式的分类 （三） 变电所电气主接线典型方案,（一）变电所主接线的基本要求,（1）满足对用户供电的可靠性和电能质量的要求。 （2）接线应力求简单、明显、运行灵活。 （3）投资少，运行费用低。 （4）保证运行人员监视操作、人身和设备安全。 （5）考虑发展的可能性，留有充分裕度。,1)无母线接线 2)单母线接线 3)双母线接线 4)其它方式,（二）变配电所主接线分类,a 桥式接线 b 环形接线 c 单元接线,a 内桥式接线 b 外桥式接线,a 单母线不分段 b 单母线分段 c 单母线带旁路 d 单

11、母线分段带旁路,a 双母线不分段 b 双母线分段 c 双母线带旁路 d 双母线分段带旁路,无母线主接线的特点，是在电源与出线或变压器之间没有母线连接。,图1为几种典型形式。其特点是接线简单，设备少，经济性好，适于只有一台主变压器的小型变电所。,图1 线路变压器组单元接线,1、线路变压器组单元接线,图c中变压器的高压侧仅设置负荷开关，而未设保护装置。这种接线仅适于距上级变配电所较近的车间变电所采用。,图d是户外杆上变电台的典型接线形式，户外跌落式熔断器FU作为变压器的短路保护，也可用来切除空载运行的小容量变压器。,无母线的主接线,1) 单母不分段 每条引入线和引出线的电路中都装有断路器和隔离开关

12、，电源的引入与引出是通过一根母线连接的。 单母线不分段接线适用于用户对供电连续性要求不高的二、三级负荷用户。,单母线接线,单母不分段,电源进线,用户出线,适用于6kV10KV系统出线不超过5回、 35kV60KV系统出线不超过3回、 110kV220kV系统出线不超过2回的变电所。,2) 单母线分段 单母线分段接线是由电源的数量和负荷计算、电网的结构来决定的。 单母线分段接线可以分段运行，也可以并列运行。,电源进线,用户出线,单母分段,单母线接线,适用于6kV10KV系统出线6回以上、 35kV60KV系统出线4-7回、 110kV220kV系统出线4回的变电所。,带旁路母线的单母线,电源进线

13、,单母线接线带旁路,主母线,旁路母线,旁路断路器,35kV的系统出线8回以上、 110kV系统出线6回以上，220kV系统出线4回以上，才考虑加设旁路母线。,单母线带旁路,带旁路母线的单母线分段,电源进线,主母线,旁路母线,电源进线,35kV的系统出线8回以上且不考虑停电检修时可考虑设旁路母线；6-10KV一般不设旁路母线。,双母线接线与单母线接线相比从结构上而言，多设置了一组母线，同时每个回路经断路器和两组隔离开关分别接到两组母线WB1、WB2上，两组母线之间可通过母线联络断路器QF3连接起来。,正常工作时一组母线工作（如WB1），一组母线备用（如WB2），各回路中连接在工作母线上的隔离开关

14、接通，而连接在备用母线上的隔离开关均断开。,双母线接线能保证所有出线的供电可靠性，用于有大量一、二级负荷的大型变配电所。,双母线接线,（三） 变配电所电气主接线典型方案,1 变配电所电气主接线的设计与绘制,1）电气主接线的设计 一般应遵循如右步骤：,2）电气主接线图（主电路图）的绘制,变配电所主接线中各进线、出线等开关设备及其联接关系通常作成标准高压开关柜和低压配电屏以供选用，因而主接线图的绘制应与柜、屏的实际布局相对应。绘制主接线图时，所有电气设备符号均表示处于不带电状态。,典型方案如图所示，变压器一次（高压）侧采用线路变压器组单元接线。,2. 户内式10kV变电所电气主接线典型方案,一次侧

15、电 气 主 接 线 图,1）一路外供电源 （1）装有一台变压器,二次侧电气主接线图,二次（低压）侧采用单母线接线。,典型方案如图所示，变压器一次侧采用单母线接线。,为测量高压侧电压和提供交流操作电源而设置的电压互感器，安装于进线柜体内（中置柜有此配置方案）。,1)一路外供电源 （2）装有两台或以上变压器,变压器一次侧电气主接线 图,二次侧采用单母线分段接线。低压配电屏采用抽出式柜，其插接头可起到隔离开关的作用。两台变压器为互为备用运行方式，正常运行时，低压母联断路器断开。,变压器二次侧电气主接线图,典型方案如图所示，已知两路外供电源可供容量相同且可供全部负荷，采用一用一备运行方式，故变压器一次

16、侧采用单母线接线，而二次侧采用单母线分段接线。,2)两路外供电源,变压器一次侧电气主接线图,续上页,低压主接线仍采用单母线分段接线形式，低压进线柜放置在中间，而低压出线柜则放置在两侧，以便于扩建时添加出线柜；低压配电屏采用固定分隔式，断路器为插入式安装。,变压器二次侧电气主接线图,（1）双10KV供电方案（见2)） （2）高供低备方案,自柴油发电机引来,3)保证重要负荷供电可靠性的措施：,3 户外式10kV变电所常用主接线,隔离开关引入： 变电所变压器容量在315KVA及以下，常用于小容量带三级负荷的变电所。,跌落式熔断器引入 多用于露天变电所，架空进线，变电所变压器容量在630KVA及以下。

17、,负荷开关与熔断器引入 适于变压器560 KVA1000KVA，无继电保护和自动装置要求变电所。,3 户外式10kV变电所常用主接线,隔离开关与高压断路器引入 适于变压器容量较大，采用熔断器不能满足继电保护和自动控制要求的变电所。户外高压真空断路器价格昂贵。,3 户外式10kV变电所常用主接线,四、 低压配电网的接线方式,a) 单回路放射式,1. 放射式,b) 双回路放射式,用电设备为大容量，或负荷性质重要，或在有特殊要求（指有潮湿、腐蚀性环境或有爆炸和火灾危险场所等）的车间、建筑物内，宜采用放射式配电。,2. 树干式,正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，且无特殊要求时，宜采

18、用树干式配电。,3. 环式 多用于各车间变电所低压侧之间的联络线，彼此连成环式，互为备用。通常备用电源与主供电源不同时供电，即也采用开环运行方式。,4. 链式 这是一种变形的树干式，适用于从配电箱对彼此相距很近、容量很小的次要用电设备的配电。链式线路只在线路首端设置一组总的保护，可靠性低。,STS车间变电所 AP电力配电箱 AL照明配电箱,第四节 变电所的型式、结构及位置选择,室内变配电所：全部电气设备装设在屋内。,室外变配电所：变压器及高压电气设备装设在露天场地。,成套变配电所：又称组合式变电站或箱式变电站，就是将电力变压器和高、低压配电装置等设备组合在一个或几个箱体内,杆上式变电台,台墩式

19、变电台,露天变电所,变电所类型,屋内变配电所的组成,屋内式配电所主要由三个部分组成： (1)高压配电室；(2)低压配电室；(3)变压器室,一、室内变配电所：,采用干式变压器时,可不设专用的变压器室,手车式 可靠性高，维修方便， 体积大，价格高,环网式 结构简单、体积小 可靠墙安装， 短路故障后需更换熔断器,（一）高压配电室,固定式 结构简单、造价低 体积大，维修不便,一、室内变配电所,高压配电屏的“五防”功能 1、防误分、合闸 2、防带负载分、合隔离开关 3、防止带电挂地线 4、防止带地线合闸 5、防误入带电间隔,高压室设备布置,（1）高压配电室长度超过7m时应开两个门，并宜布置在两端。 （2

20、）固定式开关柜操作通道的推荐尺寸，从盘面算起，单列布置为2m，双列布置为2.5m。当开关柜的数量很多时，其通道宽度可适当加大。 （3）在高压配电室内，一般只装设高压开关柜，当柜的数量较少时（如四台及以下）也可和低压配电屏布置在同一房间内，但不宜面对面布置，单列布置时与低压配电屏之间净距不应小于2m。,高压室设备布置,第4.2.6条 配电装置的长度大于6m时，其柜（屏）后通道应设两个出口，低压配电装置两个出口间的距离超过15m时，尚应增加出口。 第4.2.7条 高压配电室内各种通道最小宽度，应符合表4.2.7的规定。 表4.2.7高压配电室内各种通道最小宽度（mm）,注：1、固定式开关柜为靠墙布

21、置时，柜后与墙净距应大于50mm，侧面与墙净距应大于200mm； 2、通道宽度在建筑物的墙面遇有柱类局部凸出时，凸出部位的通道宽度可减少200mm。,（二）低压配电室,固定式 结构简单、造价低 可靠性较低，维修不便 母线排在上部,抽屉式 可靠性较高，安全性好，维修方便 结构复杂、造价高 母线排在后面,低压配电屏内的电气设备 刀开关、熔断器、自动开关（低压断路器）、交流接触器、电流互感器、电压互感器等,一、室内变配电所：,（二）低压配电室,一、室内变配电所：,低压室设备布置,第4.2.9条 低压配电室内成排布置的配电屏，其屏前、屏后的通道最小宽度，应符合表4.2.9的规定。 表4.2.9配电屏前

22、、后通道最小宽度（mm）,注：当建筑物墙面遇有柱类局部凸出时，凸出部位的通道宽度可减少200mm。,低压室设备布置,（1）低压配电屏一般不靠墙安装，屏后离墙约1m，屏的两端有通道时应有防护板。当屏的数量在三台及以下时，也可采用单面维护式靠墙安装。屏前操作通道推荐尺寸，从盘面算起，单列布置1.8m；双列布置2.5m。 在屏后墙上装设开关时，屏后离墙距离，应视操作机构的安装位置及操作方向适当加大。 （2）低压配电室兼作值班室时，配电装置的正面距墙不宜小于3m。 （3）当配电室长度为7m以上时，应设两个门，并尽量布置在两端；当低压配电室只设一个门时，此门不应通向高压配电室。,低压室设备布置,（4）低

23、压配电装置长度大于6m时，其屏后应设两个通向本室或其他房间的出口。如两个出口间的距离超过15m时尚应增加出口。 （5）由同一低压配电室供给一级负荷用电时，母线分段处应有防火隔板或隔墙，供给一级负荷用的电缆不应通过同一电缆沟。 （6）低电配电室的高度应和变压器室综合考虑，一般可参考下列尺寸： a）与抬高地坪变压器室相邻时，高度44.5m； b）与不抬高地坪变压器室相邻时，高度3.54m ； c）配电室为电缆进线时，高度3m。,变压器室布置示意图,一、室内变配电所：,（三）变压器室,变压器室的通风方式,（a）门下进风，后墙出风；（b）地下进风，门上出风；,（三）变压器室,一、室内变配电所：,变压器

24、室设备布置,第4.2.4条 可燃油油浸变压器外廓与变压器室墙壁和门的最小净距，应符合表4.2.4的规定。,第4.2.5条 设置于变电所内的非封闭式干式变压器，应装设高度不低于1.7m的固定遮栏，遮栏网孔不应大于40mm40mm。变压器的外廓与遮栏的净距不宜小于0.6m，变压器之间的净距不应小于1.0m。,表4.2.4可燃油油浸变压器外廓与变压器室墙壁和门的 最小净距（mm）,变压器室设备布置,确定变压器室时，应考虑有发展的可能性，一般按能安装大一级容量的变压器考虑 变压器室内不应有非本身所用的管线通过。 设置于屋内的干式变压器，其外廓与四周墙壁的净距不应小于0.6m，干式变压器之间的距离不应小

25、于1m，并应满足巡视维修的要求。 全封闭型的干式变压器可不受上述距离的限制。,变压器外廓（防护外壳）与变压器室墙壁和门的净距,民用建筑电气设计规范 JGJ/T 16-92,多台干式变压器布置在同一房间内时，变压器防护外壳间的净距,民用建筑电气设计规范 JGJ/T 16-92,变压器室设备布置,第4.1.3条 不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸的电力变压器，可设置在同一房间内。 具有符合IP3X防护等级外壳的不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸的电力变压器，当环境允许时，可相互靠近布置在车间内。 第4.1.4条 室内变电所的每台油量为100kg及以上的三相变压器，应设在单独的变压器室内。

26、第4.1.7条 变电所宜单层布置。当采用双层布置时，变压器应设在底层。设于二层的配电室应设搬运设备的通道、平台或孔洞。,注：IP3X防护要求应符合现行国家标准低压电器外壳防护等级的规定，能防止直径大于2.5mm的固体异物进入壳内。,二、室外变配电所：,一般只适用于50kVA以下的变压器。,（一）杆上变电所 1.单杆式变电台,（一）杆上变电台 2.双杆式变电台,二、室外变配电所：,一般适用于50至180kVA以下的变压器。,（二）台墩式变电台,二、室外变配电所：,1.高压为电缆进线的露天配电站,二、室外变配电所：,（三）露天变电所(适用于变压器容量为180至1000kVA),2.高压为架空进线的

27、露天配电站,二、室外变配电所：,（三）露天变电所(适用于变压器容量为180至1000kVA),3.设有动力配电箱的露天变电站,二、室外变配电所：,（三）露天变电所(适用于变压器容量为180至1000kVA),三、成套（箱式）变配电所：,成套性强，尺寸小、重量轻、外型美观、占地面积小、安装维护方便和投资少,四、变电所位置的选择,（1）尽量靠近负荷中心，距离功率较大的负荷点一般不能超过300米，以使电能损耗、电压损失和有色金属消耗量接近最小。 （2）进出线方便，应服从建筑系统的总布局。 （3）运输方便，便于变压器和其他电器设备搬运。 （4）尽量靠近高压电源引入点。 （5）尽量避开有腐蚀性气体和污秽地段，如无法避免时，应处于污源的上风侧。 （6）尽量避免设在有剧烈震动的场所和低洼积水地区。 （7）不应妨碍建筑施工，要考虑有扩建的可能性。,思考题与习题,1 小区变电所的作用？ 2.高压断路器的作用是什么？按灭弧介质的不同，高压断路器可分为几类？ 3.高压隔离开关、高压负荷开关、高压熔断器、避雷器的作用是什么？它们各自有哪些类型？ 4 低压断路器的作用是什么？其工作原理？ 5 根据布置形式，小区变电所可分为哪几类，各自的特点是什么？,