第7章 配电装置

第七章 配电装置,配电装置的一般问题屋内配电装置屋外配电装置成套配电装置发电机与配电装置（或变压器）的连接发电厂和变电所的电气设施总平面布置,第一节 配电装置的一般问题,最小安全净距概念：指在这一距离下，无论在正常最高工作电压还是出现内外部过电压时，都不致使空气间隙击穿。基本最小安全净距类型A1带电部分至接地部分之间的最小电气净距；A2不同相的带电导体之间的最小电气净距；其值由高压试验获得；其它最小安全净距类型B1栅状遮拦至接地部分之间的最小电气净距。B1=A1+750；B2网状遮拦至接地部分之间的最小电气净距。B2=A1+70+30；,第一节 配电装置的一般问题（续）,C无遮拦裸导体至地（楼面）之间的最小电气净距。C=A1+2300；D平行的不同时停电检修的无遮拦裸导体之间的最小电气净距。D=A1+1800；E通向屋外的出线套管至屋外通道的路面的最小电气净距。E=A1+4000；以10kV屋内配电装置为例：（单位：mm）A1=125；A2=125；B1=875；B2=225；C=2425；D=1925；E=4000；,第一节 配电装置的一般问题（续）,第一节 配电装置的一般问题（续）,第一节 配电装置的一般问题（续）,配电装置：是根据主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成，用来接受和分配电能的装置。配电装置的作用：正常运行时进行电能的传输和再分配，故障情况下迅速切除故障部分恢复运行。分类按装设地点分：屋内和屋外配电装置；按组装方式分：装配式和成套式；,配电装置的基本要求 安全：设备布置合理清晰，采取必要的保护措施。可靠：设备选择合理、故障率低、影响范围小，满足对设备和人身的安全距离。方便：设备布置便于集中操作，便于检修、巡视。经济：在保证技术要求的前提下，合理布置、节省用地、节省材料、减少投资。发展：预留备用间隔、备用容量，便于扩建和安装。,第一节 配电装置的一般问题（续）,第一节 配电装置的一般问题（续）,屋内配电装置特点：占地面积小；巡维不受气候影响；外界污秽空气对电器影响较小；房屋建设投资较大。屋外配电装置特点：土建工程量较小；扩建比较方便；相邻设备间距离较大，便于带电作业；占地面积较大；巡维受气候影响；外界污秽空气对电器影响较大；,第一节 配电装置的一般问题（续）,成套配电装置特点：电器布置在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小；所有电器元件已在工厂组装成一体，有利于缩短建设周期；运行可靠性高；投资较大。基本选型：35kV及以下多采用屋内式；110kV及以上多采用屋外式；,第一节 配电装置的一般问题（续）,对配电装置的基本要求：保证运行可靠；便于操作、巡视和检修；保证工作人员安全；力求提高经济性；具有扩建的可能。,第二节 屋内配电装置,屋内配电装置的型式：三层式两层式单层式术语间隔：是指为了将电气设备故障的影响限制在最小的范围内，以免波及相邻的电气回路，以及在检修电器设备时，避免检修人员与邻近回路的电气设备接触，而用砖或用石棉板等制成的墙体隔离的空间；按回路的用途，可分为发电机、变压器、线路、母线联络（或分段）、电压互感器和避雷器间隔等。,第二节 屋内配电装置,屋内配电装置是将电气设备和载流导体安装在屋内，其特点是： （1）可以分层布置，占地面积较小；（2）维修、巡视和操作不受气候影响；（3）外界污秽的空气对电气设备影响较小，可减少维护的工作量；（4）房屋建筑的投资较大。 大、中型发电厂和变电站中，35kV及以下电压等级的配电装置多采用屋内配电装置。 110kV及220kV装置有特殊要求和处于严重污秽地区时，也可以采用屋内配电装置。,第二节 屋内配电装置,屋内配电装置的类型 1.按照布置形式分类 （1）单层式：用于中、小容量的发电厂和变电站，采用单母线接线的出线不带电抗器的配电装置，成套开关柜，占地面积较大。（2）二层式：将所有电气设备按照轻重分别布置，较重的设备布置在一层，较轻的设备布置在二层。一般用于有出线电抗器的情况。结构简单，占地较少、运行与检修较方便、综合造价较低。（3）三层式：将所有电气设备依其轻重分别布置在三层中。安全、可靠、占地面积小，但结构复杂、施工时间长、造价高，检修和运行很不方便，目前很少采用。2.按照安装形式分类 （1）装配式：将各种电气设备在现场组装构成配电装置称为装配式配电装置。（2）成套式：由制造厂预先将各种电气设备按照要求装配在封闭或半封闭的金属柜中，安装时按照主接线要求组合起来构成整个配电装置，这就称为成套式配电装置。,第二节 屋内配电装置,配置图（布置图）：是一种示意图，用来表示进线、出线、断路器、互感器、避雷器等合理分配于各层、各间隔中的情况，并表示出导线和电气设备在各间隔中的轮廓，但不要求按比例画出；平面图：是按比例画出房屋及其间隔、通道和出口等处的平面布置轮廓，平面上的间隔只是为了确定间隔数及排列，故可不表示所装电气设备；断面图：是用来表明索取断面的间隔中各种设备的具体空间位置、安装和相互连接的结构图，断面图应按比例画出；,第二节 屋内配电装置,屋内配电装置的若干问题：母线及隔离开关；断路器及其操动机构；互感器和避雷器；电抗器；配电装置的通道和出口；电缆隧道及电缆沟。,第二节 屋内配电装置实例,第二节 屋内配电装置实例,第二节 屋内配电装置实例,第二节 屋内配电装置实例,采用双母线接线，两组主母线平列布置在上层，母线下的两组母线隔离开关安装在基础槽钢上。底层分别布置断路器及出线隔离开关。所有隔离开关均采用V形。上下层各设有两条操作维护通道。间隔宽度为7m，跨度为12.5m，采用人工采光。,母线,隔离开关,断路器,电流互感器,110kV屋内配电装置,第二节 屋内配电装置,2、220kV屋内配电装置采用了占地面积小的敞开式组合电器 ，配电装置为双层双母线带旁路隔离开关双列式布置，双母线采用软导线作三列E型布置，使每一间隔可以双侧出线 ，断路器作低式布置。,母线,隔离开关,断路器,电流互感器,第三节 屋外配电装置,1、 屋外配电装置： 将电气设备安装在露天场地基础、支架、或构架上的配电装置。一般多用于110kV及以上电压等级的配电装置。 2、屋外配电装置的特点：土建工作量和费用较小，建设周期短；扩建比较方便；相邻设备之间距离较大，便于带电作业；占地面积大；受外界环境影响，设备运行条件较差，需加强绝缘不良气候对设备维修和操作有影响。,第三节 屋外配电装置,屋外配电装置的型式：中型：所有电器都安装在同一水平面内，并装在一定高度基础上，母线所在的水平面稍高于电器所在的水平面，电器之间没有重叠布置；半高型：母线与电器之间有重叠布置，但没有母线与母线之间的重叠；高型：母线与电器之间有重叠布置，母线与母线之间有重叠；低型：电气设备直接放在地面基础上，母线布置高度较低，设备设有围栏。,第三节 屋外配电装置,屋外配电装置的若干问题：母线及构架；电力变压器；电器的布置；电缆沟和通道。330500kV超高压配电装置有关问题：静电感应规定：装置内静电场强不宜超过10kV/m； 围墙外静电场强不宜大于5kV/m。无线电干扰规定：围墙外20m处对1MHz的无线电干扰值不大于50dB。噪声规定：控制室最高允许连续噪声为65dB。,第三节 屋外配电装置,屋外配电装置的布置要求 1.母线及构架 软母线三相呈水平布置，用悬式绝缘子悬挂在母线构架上硬母线一般采用柱式绝缘子，安装在支柱上。 屋外配电装置的构架，可由型钢或钢筋混凝土制成。 2.电力变压器 变压器的基础一般做成双梁并铺以铁轨。 单个油箱油量超过1000kg以上的变压器，在设备下面需设置贮油池或挡油墙。 3.电气设备的布置 （1）断路器：单列、双列和三列；低式和高式；（2）隔离开关和互感器：均采用高式布置；（3）避雷器：高式和低式；（4）电缆沟：纵向和横向；（5）其他：环型道路，巡视小道，固定遮拦。,屋外配电装置间隔示意图,第三节 屋外配电装置实例：普通中型屋外配电装置,第三节 屋外配电装置实例：500kV分相中型屋外配电装置,第三节 屋外配电装置实例：220kV高型屋外配电装置,第三节 屋外配电装置实例:110kV半高型屋外配电装置,第三节 屋外配电装置实例：普通中型屋外配电装置,第三节 屋外配电装置实例：普通中型屋外配电装置,第三节 屋外配电装置实例：普通中型屋外配电装置,第三节 屋外配电装置实例：110kV普通中型屋外配电装置,第三节 屋外配电装置实例：110kV普通中型屋外配电装置,第三节 屋外配电装置实例：220kV分相中型屋外配电装置,第三节 屋外配电装置实例：220kV分相中型屋外配电装置,第三节 屋外配电装置实例：500kV中型屋外配电装置,第三节 屋外配电装置实例：500kV中型屋外配电装置,第三节 屋外配电装置实例：500kV中型屋外配电装置,第三节 屋外配电装置实例：500kV中型屋外配电装置,第四节 成套配电装置,成套配电装置：按照主接线的标准配置或用户的具体要求，将同一功能回路的开关电器、测量仪表、保护电器和辅助设备都组装在封闭或半封闭的金属壳（柜）体内，形成标准模块，由制造厂按主接线成套供应，各模块在现场装配而成的配电装置。类型：低压配电屏；高压开关柜；SF6全封闭组合电器。型式：屋内型屋外型,第四节 成套配电装置,成套配电装置的特点（1）有金属外壳（柜体）的保护，电气设备和载流导体不易积灰，便于维护，特别处在污秽地区更为突出。（2）易于实现系列化、标准化，具有装配质量好、速度快，运行可靠性高的特点。其结构紧凑、布置合理、缩小了体积和占地面积，降低了造价。（3）电器安装、线路敷设与变配电室的施工分开进行，缩短了基建时间。,第四节 成套配电装置,低压成套配电装置低压成套配电装置是电压为1000V及以下电网中用来接受和分配电能的成套配电设备。低压成套配电装置可分为配电屏（盘、柜）和配电箱两类；按控制层次可分为配电总盘、分盘和动力、照明配电箱。低压配电屏，又称配电柜或开关柜，是将低压电路中的开关电器、测量仪表、保护装置和辅助设备等，按照一定的接线方案安装在金属柜内，用来接受和分配电能的成套配电设备，它用在1000V以下的供配电电路中。我国生产的低压配电屏基本以固定式（即固定式低压配电屏）和手车式（又称抽屉式）低压开关柜两大类为主。,第四节 成套配电装置,高压开关柜的种类 固定式高压开关柜：断路器安装位置固定，各功能区相通而且敞开，采用母线和线路的隔离开关作为断路器检修的隔离措施。 手车式高压开关柜：高压断路器安装于可移动手车上，便于检修，其各个功能区是采用金属封闭或者采用绝缘板的方式封闭，有一定的限制故障扩大的能力。 高压开关柜的“五防”功能： 防止误分、误合断路器；防止带负荷分、合隔离开关或带负荷推入、拉出金属封闭式开关柜的手车隔离插头；防止带电挂接地线或合接地开关；防止带接地线或接地开关合闸；防止误入带电间隔，以保证可靠的运行和操作人员的安全。,第四节 成套配电装置,SF6组合电器 六氟化硫组合电器：又称为气体绝缘全封闭组合电器（GasInsulator Switchgear），简称GIS。它将断路器、隔离开关、母线、接地开关、互感器、出线套管或电缆终端头等分别装在各自密封间中，集中组成一个整体外壳，充以（3.0395.065）105Pa（35大气压）的六氟化硫气体作为绝缘介质。 1.GIS的主要特点优点：可靠性高，安全性高，占地面积小，最小安全净距小，安装、维护方便。缺点：密封性能要求高，金属耗费量大，价格较昂贵，故障后危害较大，检修时有毒气体（SF6气体与水发生化学反应后产生）会对检修人员造成伤害。断路器一般布置在下部，母线布置在上部，用支架托起。2.GIS的种类 按充气外壳结构形状分：圆筒形和柜形两大类。 按绝缘介质分：FGIS和HGIS两类。,第四节 成套配电装置,断路器,断路器操动机构,隔离开关,快速接地开关,通道、天桥,第四节 成套配电装置XGN2-10固定高压开关柜,第四节 成套配电装置220kVSF6全封闭组合电器,第四节 成套配电装置220kVSF6全封闭组合电器,第四节 成套配电装置220kVSF6全封闭组合电器,第四节 成套配电装置220kVSF6全封闭组合电器,第四节 成套配电装置500kVSF6全封闭组合电器,第四节 成套配电装置500kVSF6全封闭组合电器,第四节 成套配电装置500kVSF6全封闭组合电器,第五节 发电机与配电装置（或变压器）的连接,连接方式电缆连接敞露母线连接母线桥连接组合导线连接封闭母线连接,第五节 发电机与配电装置（或变压器）的连接,第五节 发电机与配电装置（或变压器）的连接,变压器与配电装置的连接母线桥,变压器与配电装置的连接母线桥,变压器与配电装置的连接组合导线,第六节 发电厂和变电所的电气设施总平面布置,第六节 发电厂和变电所的电气设施总平面布置,火电厂电气设施的布置的基本要求 （1）布置应紧凑合理、实现合理分区、方便管理、节省投资、节约用地，美化环境、安全生产、符合防火规定。（2） 主厂房布置在厂区中央，其他建构筑物则围绕主厂房，以取得良好的经济效果。（3）主变压器（包括厂用高压变压器）布置时可考虑在汽机房前或汽机房后的锅炉侧。 （4）高压配电装置可布置在主厂房前、后、固定端或在厂内不设高压配电装置，其位置与高压出线走廊方位相适应，方便出线。（5）控制楼的布置方式按照发电厂单机容量的大小不同：单机容量为6MW及以下时，控制楼毗连主厂房布置；单机容量为12125MW时，控