供配电系统第二章.doc

第二章供配电系统的构成 本章学习目标从电压层次、设施结构、电气结构等方面多角度全面理解供配电系统的构成。 本章教学内容1、供配电系统的电压层次。2、变配电所电气主结线。3、供配电系统网络结线。4、供配电设施之变配电所。5、供配电设施之电力线路。 本章重点1、变配电所电气主结线。2、供配电系统网络结线（即配电方式）。 本章难点常用主结线结构特征与运行分析。 本章学习方法建议及参考资料学习方法：1、将学习对象供配电系统分解为两个构成环节：变配电所内部，变配电所与用电设备之间。不要混淆这两个环节各自的内容，同时应领会这两个环节是如何联系起来的。2、学会从不同视角、不同层面观察同一对象，重要的是不要混淆观察所得的各组成部分。例如，从设施层面观察，供配电系统由变配电所、自备电站和电力线路等构成；而从设备与装置层面观察，供配电系统又是由变压器、配电装置、电力线缆等构成的。如果据此理解为供配电系统由变配电所、变压器、配电装置、电力线路等构成，则为产生了混淆。3、最好能实地参观变配电所、架空线路、电缆线路等供配电设施。参考资料：1、35110kV变配电所设计规范（GB50059-92）中国计划出版社1993年4月2、10V及以下变配电所设计规范（GB50053-94）中国计划出版社1994年10月2.1.1 供电电压与用电电压一、供配电系统的电源与负荷负荷是供配电系统的服务对象，电源是服务得以实施所依赖的资源。了解负荷与电源，是构造一个供配电系统的前提。供配电系统的负荷就是用电设备。用电设备额定电压（简称用电电压）主要有10kV和380/220V两类，过去在工厂中大量使用的6kV电动机，现已逐步被10kV电动机所取代。供配电系统的电源，主要由电力公司通过供电线路提供，通常称为市电电源，也有部分供配电系统设置有自备电源。市电电源可以由架空线或电力电缆引入，自备电源有柴油发电机、蓄电池逆变电源系统等。 二、供电电压、用电电压及相互关系供电企业向电力用户提供的电源的标称电压，称为供电电压。供电电压量值主要与系统规模有关，这里的系统规模含有负荷量值与分布区域两重含义。一般来说，系统规模越大，供电电压越高。常用的供电电压有10kV和380/220V。另外，6kV、35kV、110kV电压也有所采用。用电设备的额定电压，称为用电电压。供电电压通常高于或等于用电电压，供配电系统的电压层次中，必须包含与用电电压相对应的电压等级。2.1.2 三种不同电压层次的供配电系统当供电电压高于用电电压时，因供配电系统必须具有与用电电压相对应的电压等级，因此需要进行电压等级变换；而当供电电压等于用电电压时，不需要进行电压等级变换。根据供电电压与用电电压的差异，以及负荷的规模等因素，产生了供配电系统不同的电压层次结构。一、二次降压的供配电系统对于一些大型工业企业或特大型建筑群，一般采用二次降压的供配电系统。二次降压供配电系统供电电压一般为110kV（老系统多为35kV），经总降压变电所降为10kV（老系统多为6kV）后送至各次级变配电所，再由各次级变配电所降为380/220V向低压用电设备配电，次级变配电所也直接向10kV用电设备配电。 这种系统中，供电电压经过了两次电压等级变换，因此叫做二次降压的供配电系统。二、一次降压的供配电系统对中型企业、单体高层建筑或一般规模的建筑小区，大多采用一次降压的供配电系统。这种系统供电电压一般为10kV，经变配电所降为380/220V后向低压用电设备供电。一次降压的供配电系统并不一定只有一个变配电所，如高层住宅小区常设置一个10kV公用变配电所，它除了接受电力系统电能、将电压降为380/220V向小区公用设施配电外，还将10kV电能分配至各建筑组团，再由各建筑组团的专用变配电所将电压降为380/220V，供住户使用。三、低压直供的供配电系统这种系统主要对商业店面、小型工厂或作坊、零散住户供电，供电电压为380/220V，无变电环节。出于安全上的原因，有的供配电系统中还使用220V以下的电压，其中主要为50V以下的电压，称为特低电压（ELV）。特低电压的应用属于用电技术的范畴，可参阅电气安全的相关书籍。2.2.1 主结线所要表达的信息一、问题的由来变配电所是供配电系统的重要设施，它除了具有变换电压等级、接受与分配电能的功能以外，还承担着对系统的运行状态进行监视与控制等任务，在供配电系统中起着枢纽的作用。变配电所的电气系统分为一次与二次系统两部分，电气主结线主要表达的是一次系统的结构特征。从负荷的角度看，变配电所是一个处于电源地位的供电设施，但这个电源自身并不生产电能，而是接受电力系统的电能，并转供给负荷。因此，变配电所除了变换电压等级外，还承担了接受电能（简称受电）与供给电能（简称馈电）的双重任务。针对不同的电源与负荷情况，以及系统对可靠性、经济性、运行灵活性等的不同要求，变配电所应具有不同的电气结构来与之相适应，这就是变配电所电气主结线问题的由来。二、变配电所电气主结线的含义简单地说，反映变配电所受、馈电方式的一次系统电气连接，就是变配电所的电气主结线，它主要包括拓扑结构和设备设置两方面内容。所谓拓扑结构，是指如何构建受、馈电的通道；而设备设置，则是指需要在这些通道上装设什么电气设备，才能满足运行控制、检修维护等的要求。2.2.2 主结线常用设备简介此处主要了解一次系统常用的设备名称、图形符号、文字符号及主要功能，这些设备的性能及其他详细情况将在第7章中介绍。当我们将这些设备看成是电力网络的一个组成部分时，又可将这些设备称为网络元件。一、母线母线一般由矩形截面的铜排或铝排构成，电气上相当于一个节点（node），但有充分的长度提供足够的接线位置，是受、馈电转换的枢纽。母线符号如图2.2.2-1所示。二、断路器断路器是一种开关电路的电器，有很强的灭弧能力，除了能投、切正常负荷电流外，还能开断量值很大的短路电流。因为主触头位于灭弧装置内，不能直接观察到其通、断状态，因此检修时不能以已操作开断断路器来确认断电。断路器中可装设若干对与主触头状态一一对应的辅助触点，供控制、保护等使用。断路器符号如图2.2.2-2所示。三、隔离开关隔离开关是一种隔离电路带电与非带电部分的电器，断开时有明显可见的断开点，足以确保证检修安全。隔离开关没有专门的灭弧装置，除投、切很小的电流外，不能投、切负荷电流，更不能断开短路电流。隔离开关符号如图2.2.2-3所示。四、负荷开关负荷开关也是一种开关电路的电器，但灭弧能力不及断路器，只能投、切正常负荷电流和一定程度的过负荷电流，不能开断短路电流。因为灭弧装置相对简单，负荷开关在断开状态时一般有明显可见的断开点，只要断开点间距等条件符合隔离要求，就可具有隔离开关的功能，这种负荷开关又称为负荷隔离开关。负荷开关符号如图2.2.2-4所示。五、熔断器熔断器是一种过电流保护电器，用于自动切断电流超过正常值的电路，切断电路的时间与电流大小呈反相关性，切断电路后不能自行恢复，必须更换熔体。熔断器一般具有很强的灭弧能力，可开断短路电流。熔断器符号如图2.2.2-5所示。六、电流（电压）互感器电流（电压）互感器是一种测量电器，将一次系统的大电流（高电压）转换成标准的小电流（低电压），供二次系统使用，并在电气上隔离一、二次系统。电流互感器符号如图2.2.2-6所示，电压互感器符号如图2.2.2-7所示。七、避雷器避雷器是一种过电压保护电器，在供配电系统中用于防止雷电过电压对系统的危害。避雷器符号如图2.2.2-8所示。2.2.3 构成主结线的基本要素主结线的形式虽然繁多，但深入分析发现，各种主结线实际上是通过一些简单的要素构成的，掌握了这些要素，就可以化繁为简、化难为易。一、要素的一般性解释（1）构成事物必不可少的条件。如：时间、地点、人物、事件是叙述文的四大要素。（2）构成事物的基本单元。具有层次性，一要素相对它所在的系统是要素，相对于组成它的要素则是系统。（3）构成事物的基本方法。也具有层次性，一般指具有普遍意义的方法。此处所谓的要素，主要指上述第（3）种情况。二、要素1受电与馈电的转换主结线的最基本功能就是将一路电源进线转换成多路馈出线，这一转换一般是通过母线实现的，如图2.2.3-1所示。三、要素2配电电器组合开关电器是对电路进行控制的配电设备，是主结线中最重要的设备之一。开关电器的设置，既要考虑到负荷投切、故障开断等运行问题，又要考虑到检修维护的安全问题，因此常采用以下两种组合方式。1、隔离开关断路器组合该组合如图2.2.3-2（a）所示，其目的是用断路器投、切正常的负荷电流，并开断短路故障电流，满足运行要求；检修时通过隔离开关将被检修部分与电源隔离，保证检修安全。隔离开关应设置在断路器的电源侧，若断路器两侧都有送电的可能，则两侧都应设置隔离开关。这种组合的操作顺序为：断开电路时，先断开断路器，再断开隔离开关；闭合电路时，先闭合隔离开关，再闭合断路器。这种操作顺序就是要避免隔离开关投、切负荷电流，必须严格遵守，否则可能会烧坏隔离开关，或发生电弧短路等严重事故。现在的中压系统广泛使用移开式开关柜，断路器装在小车上，两端有插接头，开关柜中有与插接头对应的固定式插接座。检修断路器时必须将小车拉出柜体，这时插接头和插接座之间脱离了电接触，整个小车明显脱离电路，柜体中两组固定式插接座之间肯定断开。在这种情况下，因插接头和插接座已具有了隔离电源的功能，就不用再设置隔离开关，如图2.2.3-2（b）所示。开关柜还具有闭锁功能，在断路器未开断的情况下，小车不可能被拉出，可杜绝带负荷断开插头插座的误操作。2、负荷开关熔断器组合该组合通常选用带隔离功能的负荷开关，其目的是用负荷开关投、切正常负荷电流，并在检修时隔离电源；发生短路时，由熔断器开断短路电流，如图2.2.3-2（c）所示。为了避免系统缺相运行，一般要求只要有一相熔断器熔断，就必须联动断开负荷开关。四、要素3设置备用对主结线中的设备设置备用，主要是为了提高系统可靠性和增强系统灵活性。设置备用是一种普遍的工程技术，属于冗余设计的范畴，应兼顾可靠性、灵活性和经济性，并避免复杂的切换操作。就变配电所电气主结线而言，电源进线、断路器和母线都可以设置备用，隔离开关故障率较低，一般不设置备用。可以说，大多数主结线都是在图2.2.3-1所示网络拓扑的基础上，通过配置电器组合并设置备用演变而来的。2.2.4 常用主结线一、单母线与单母线分段结线1、单母线结线（1）单电源单母线。最简单的单母线结线见图2.2.4-1，这种主结线将一路电源进线转换为若干路馈出线，实现了电能分配的功能。图中QF0称为受电断路器或电源进线断路器，QF1QF3称为馈线或出线断路器。当馈电线路只有一路时，也可以不采用母线，称为无母线结线，这时可根据情况将受、馈电断路器合并。实际上，该结线正是由受馈电转换（图2.2.3-1）和开关电器组合（图2.2.3-2）两个要素组合而成的。（2）双电源单母线。单母线结线还可以有两路电源进线的形式，如图2.2.4-2所示，这种结线实际上是对电源进线实施了备用。一般情况下，一路电源（如#1电源）为工作电源，其容量足以负担所有负荷；另一路电源（如#2电源）为备用电源，其容量可以与工作电源相同，也可以只负担一级或一、二级负荷。这种结线在母线故障时还是会导致负荷全部停电。在运行中，应特别谨慎处理两路电源进线的关系。若不能确保两路电源电压在量值和相位上相同，则一定不能将两路电源进线同时投入到母线上，否则将出现类似短路的情况。图2.2.4-3就是两路电源电压大小相等、相序一致但相位不同的情况，这时两个电源间会产生一个电压差，其量值与相位差值大小有关。这个电压差作用于很小的母线阻抗上，可能产生远高于正常负荷电流值的过电流，这一过电流或者烧坏线路，或者使保护动作，造成停电。为了避免将两路电源同时投入到母线上，需要对两路电源进线断路器QF01、QF02进行互锁，即两台断路器在任何时候都不能同时闭合，这意味着即使#1电源已停电，也一定要在QF01已经断开的情况下，才能闭合QF02，否则，若#1电源又突然来电，就会出现两路电源同时投在母线上的情况。这种闭锁关系应通过技术手段（而非仅用管理手段）实施，这样可以避免人为差错所造成的事故。备用电源可以手动投入，也可以自动投入，这取决于所允许的停电时间。2、单母线分段结线图2.2.4-4为单母线分段的主结线。将图2.2.4-3所示双电源单母线结线中的母线用断路器QF分成两段，便成了单母线分段结线，QF因此被称为分段断路器。单母线分段结线也可以看成是两个独立的单电源单母线结线通过QF联结而成的，因此QF又可称为联络断路器。单母线分段结线的运行方式主要有以下两种。（1）两路电源同时工作、互为备用。正常工作时QF断开，#1和#2电源分别通过I、II段母线向各自的负荷供电。当其中一路电源（如#1电源，称为故障电源）停电时，断开QF01，闭合QF，由另一路电源（如#2电源，称为正常电源）向两段母线上的负荷供电。应注意正常电源的供电容量问题，若其容量不足以供给两段母线上的所有负荷，则应在闭合QF前先切除一些不重要的负荷，以保证重要负荷的供电连续性。（2）两路电源一路工作、一路备用。设#1为工作电源，#2为备用电源。正常工作时QF01和QF闭合，QF02断开，由工作电源向所有负荷供电；当#1电源停电时，由#2电源向所有负荷或重要负荷供电。与双电源单母线结线相比，单母线分段结线当发生一段母线故障时，仍可由另一段母线向一部分负荷供电，提高了供电可靠性，但多用了一台分段断路器和与之配套的隔离开关。单母线分段结线也存在着两个电源的关系问题。若两个电源不满足并列运行要求，则QF01、QF02和QF三台断路器在任何时候都最多只能有两台同时闭合。备用电源的投入也是既可手动，也可自动。二、双母线结线这是一种对母线设置备用的主结线形式，如图2.2.4-5所示。通过有选择性地闭合QS01或QS02，可以确定由哪一段母线来受电，馈线也可通过隔离开关来选择所要联结的母线。采用这种结线方式时，若一段母线发生故障，可由另一段母线承担其所有任务。三、旁路母线的应用在正常通路旁再加设一个通路，称为旁路（By-pass）。图2.2.4-6（a）是一个对馈出线断路器加设旁路的例子，当正常断路器故障或检修时，可由旁路断路器替代其工作，这实际上就是为每个正常断路器都设置了一个备用。这种做法提高了结线的可靠性，但断路器数量增加太多。考虑到两台及以上断路器同时故障的概率极低，能否给所有馈出线断路器设置一个公共的备用断路器呢？图2.2.4-6（b）就是实现这种想法的一个例子。图中，若QF10（称为旁路断路器）及其两侧的隔离开关闭合，则旁路母线带电，每一出线回路均可通过旁路隔离开关（QS110、QS120、QS130）从旁路母线上取得电能。以#2馈出线为例，检修QF12时，断开QF12和QS121、QS122，使QF12退出运行并隔离电源，然后闭合QS101、QS102和QS120，再闭合旁路断路器QF10，则出线2仍可继续供电，此时QF10取代了QF12的地位，成为#2馈出线的馈线断路器。由于旁路母线的存在，使得任何一个出线回路都可以利用旁路断路器作为其馈电断路器，QF10于是成为了各馈出线断路器的公共备用断路器。从广义的冗余设计技术来看，这种做法属于（n+1）备用，而图2.2.4-6（a）属于2n备用。四、无母线简化结线当馈线只有一路时，可采用无母线的主结线方式，最常见的无母线结线有单元式结线和桥形结线。1、 单元式结线单元式结线是单母线结线的简化。当单母线结线中只有一路馈出线时，可取消母线，并将电源进线断路器和馈出线断路器合并为一台断路器。工程中最常用的单元式结线是线路变压器组结线，如图2.2.4-7所示。2、 桥型结线桥形结线是单母线分段结线的一种简化。（1）全桥结线。当单母线分段结线中每段母线上的馈出线只有一路时，可取消母线，如图2.2.4-8所示，这种桥形结线称为全桥。工程上一般不采用全桥结线。正常运行时，全桥结线中每一路电源进线只对应一路馈出线，在这种情况下，就没必要一定要在进、出线上分别设置进线和馈线断路器，因此考虑每路可取消一台断路器，这就形成了所谓的外桥和内桥两种简化结线。（2）外桥结线。若将全桥结线中的电源进线断路器取消，如图2.2.4-9所示，则成为所谓的“外桥”结线。（3）内桥结线。若将全桥结线中的馈线断路器取消，如图2.2.4-10所示，则成为所谓的“内桥”结线。（4）内桥结线与外桥结线的比较。所谓“内”、“外”，是指桥接断路器是位于变电站侧（即负荷侧）还是位于线路进线侧（即电源侧）。对于发电厂的升压变电站来说，虽然变电站成了电源侧，线路进线为负荷侧，但以变电站作为基点命名“内”、“外”同样成立。外桥和内桥结线的优、缺点见表2.2.4。表2.2.4 桥形结线的特点及适用范围内桥结线 外桥结线 优点 （1）断路器数量少，四个回路只需要三台断路器，占地少。（2）检修电源进线断路器时，变压器可不中断工作。（1）断路器数量少，四个回路只需要三台断路器，占地少。（2）检修变压器侧断路器时，电源进线可不中断工作。缺点 （1）变压器的投、切较复杂，需动作两台断路器，并有一回电源进线暂时停运。（2）检修电源进线断路器时，只有一路电源工作。（1）线路的投、切较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。（2）检修变压器侧断路器时，只有一台变压器工作。适用范围 电源进线较长、故障率高，负荷平稳、不需要经常切换变压器的小容量变电所，对一、二级负荷供电。电源进线故障率低，负荷波动大、需要经常切换变压器的小容量变电所，或有穿越功率的小容量变电所，对一、二级负荷供电。2.3.1 网络结线所要表达的信息一、问题的由来从空间分布的角度来看供配电系统，作为电源的变配电所、自备发电站等总是集中在一个或少数几个点，而负荷一般总是散布在不同的地点。负荷的位置是由其工作任务决定的，不可能为了配电的方便而随意改变负荷的位置。因此，如何将集中的电能配送给到各给定位置处的负荷，就形成了配电方式问题。二、供配电系统网络结线的含义工程上，电源与负荷之间是靠电力线路及相应的配电设备进行电气联系的，配电方式问题实际上就是一个网络结线问题，在这个网络中，电源与负荷为网络的结点，电力线路为网络的边，网络拓扑构成了配电方式。网络结线的基本要求为：任一个负荷与电源之间都至少有一个由电力线缆所构成的通道。三、供配电系统网络结线与变配电所电气主结线的区别变配电所电气主结线涉及的范围局限于变配电所内部，表明变配电所进、出线之间的电气结构；供配电系统网络结线的范围从变配电所馈出线开始，到负荷为止，表明的是变配电所与负荷之间的电气结构，在这个结构中，变配电所是被作为一个整体来看待的。2.3.2 典型网络结线方式一、放射式配电图2.3.2-1（a）为放射式配电的网络拓扑，图2.3.2-1（b）为相应的电气结线示例。这种配电方式的特点为：一回线路只服务于一个负荷。放射式配电的优缺点如下。1、优点（1）配电回路故障只影响单一负荷，可靠性较高。（2）控制方便。（3）负荷间的相互影响小，电能质量较高。（4）保护和自动化易于实现。2、缺点（1）需要的回路数多，配电设备投资大，占用空间大。（2）有色金属消耗量较大。基于以上优缺点，放射式配电多用于向重要负荷配电，或向单台功率较大的设备配电。二、树干式配电图2.3.2-2（a）、（b）分别为树干式配电的网络拓扑和电气结线示例。这种配电方式的特点为：一回线路顺次向若干负荷配电，其优、缺点与放射式配电正好相反，适用于向不重要的负荷或小功率用电设备配电。树干式配电中，每一负荷都是通过分支线向干线索取所需电能的。分支线的作法主要有两种，即所谓的“T”接和“”接。图2.3.2-2（b）中负荷1为“T”接的例子，它不需要断开干线；负荷2采用的是“”接，又称环入环出接法，它需要将干线断开接到分支母线上。“”接法可以在环入环出处设置开关，也可以不设。三、环式配电环式配电是树干式配电的一种延伸，将树干式配电干线的末端接回到电源端，便构成了环式配电，如图2.3.2-3所示。环式配电中，每一个干线分支点的两端都要设置开关（称为环路开关），以便隔离干线故障，提高供电可靠性。如图2.3.2-3（b）中，若干线F点处发生了故障，这时我们只需断开环路开关QS12和QS21，就可以将故障线路段隔离，这时负荷1可通过QF1供电，负荷2、3、4可通过QF2供电。环式配电有开环和闭环两种运行方式，由于闭环运行需要满足一些特定的条件，运行控制要求也相对较高，因此在供配电系统中多采用开环运行方式，即正常运行时环路中有一只环路开关是处于断开状态的，这只开关所处地点被称为“开环点”。开环点设置在何处，也是影响系统性能的一个技术问题。环式配电可靠性较高，网络中任何一段线路故障均不会造成用户停电，且网络结构清晰，可用于重要负荷的供电。但环路中的配电线路和所有开关都要承受环路功率，因此投资较树干式配电为大，保护整定和运行切换也较为复杂。2.3.3 各种网络结线方式的组合应用根据电源和负荷的实际情况，可以灵活地组合以上各种配电方式。图2.3.3-1为双电源单环网配电，图2.3.3-2为双电源双环网配电，图2.3.3-3为双电源双回路放射式配电，它们都可以满足一级负荷的供电要求。图2.3.3-4所示为双电源并配置公共备用回路的放射式配电，实际上就是放射式与树干式配电的组合，工作电源采用放射式，备用电源采用树干式，也可以满足一级负荷的供电要求。若将备用干线接成环式，则运行更灵活，可靠性更高。2.4.1 变配电所电气装置一、成套配电装置1、成套配电装置与装配式配电装置变配电所的一次系统，主要由变压器和各种配电装置构成。35kV及以下变配电所一般采用成套配电装置。所谓成套配电装置，就是在生产厂中将若干单台电气设备组合在一起，使之成为满足某种功能的一个整体，这个整体一般装设在柜体中，习惯上将其称为开关柜或配电柜。生产厂向用户提供的产品是整个配电柜，而不仅仅是其中的个别设备。与成套配电装置相对应的是装配式配电装置，它是指将若干单台电气设备在现场组装起来的配电装置。成套配电装置具有积木块式结构的优点，在供配电系统中得到了广泛应用。2、中压开关（配电）柜简介中压成套配电装置的典型产品为中压开关柜，又称中压配电柜。一般一只配电柜只实现一种典型组合。按防护方式，中压配电柜可分为两类。（1）半封闭式中压配电柜。配电柜中离地面2.5m以下的各组件都安装在接地的金属外壳内，2.5m及以上的母线或隔离开关无金属外壳防护，金属壳内、外的导电体及相间净距符合相关规范规定。典型产品有GG1A-10型固定式开关柜等。（2）金属封闭式中压配电柜。除进、出线外，其余所有电气组件及其辅助回路完全安装在接地金属外壳内。这类配电柜又可分为以下三种类型。 金属铠装式中压配电柜。这种配电柜将某些组件分装在用接地金属板隔开的隔离室中，其中，断路器及其两侧所连接的组件（如母线和馈电线路）必须装置在单独的隔离室内。隔板的防护等级应达到IP2XIP5X或更高等级。典型产品有KGN-10金属铠装固定式开关柜和KYN-10金属铠装移开式开关柜等。 间隔式中压配电柜。这种配电柜将某些组件分装在单独的隔离室内，但隔板允许采用非金属材料。隔板的防护等级与铠装式相同。典型产品有JYN2-10型间隔移开式开关柜等。 箱式中压配电柜。除铠装式和间隔式以外的金属封闭式中压配电柜。这种配电柜隔离室的数量少于前两类，且隔板的防护等级较前两类低。典型产品有XGN1-10型箱式固定开关柜等。上面提到的“固定式”和“移开式”开关柜，是指断路器等易损设备的装置方式。固定式开关柜将所有设备固定安装在柜体上，检修与更换不方便。移开式开关柜将断路器等设备安装在手车上，手车可以容易地推入或拉出柜体。手车推入时断路器通过插接头、座与柜内母线、电缆等组件相连，插接头、座起到了隔离开关的作用；拉出手车易于检修或快速更换故障设备，同时自动实现了电气隔离。中压配电柜必须具有规定的防误操作技术措施，具体体现为以下几个方面，简称“五防”功能： 防止带负荷分、合隔离开关。 防止误分、合断路器。 防止带电合接地开关。 防止接地开关处于闭合状态时送电。 防止检修人员误入带电间隔。3、 低压开关（配电）柜简介基本原理与中压配电柜相同，只是因为安全净距要求较小，且设备体积与重量都较高压设备小，故一个柜体中可装设多个功能单元。按设备安装方式，可分为固定式、固定间隔式、固定间隔插接式和抽出式等几类。二、变压器变压器是用来变换电压等级的电气设备。供配电系统中使用的变压器绝大多数为降压变压器，少数情况下使用升压变压器，将自备电源的380V电压升为10kV。常用的配电变压器有油浸式和干式两类。油浸式变压器将变压器芯装在油箱中，油箱中的变压器油有冷却和绝缘双重功能，工作一段时间后需要换油，检修时需将变压器芯吊出。近年开发出的全密封油浸式变压器在寿命期内可不吊检和换油。干式变压器以环氧树脂浇注绝缘较为多见，在民用建筑中大量采用，其最大的优点就是无漏油和火灾的危险，但过载能力不及油浸式变压器，价格较高。干式变压器使用IP2X外壳时，可与低压配电柜紧邻布置。配电变压器可以有选择性地使用调压功能。10kV配电变压器一般选用无励磁调压方式，35kV以上可选用有载调压，调压范围一般为5%（或22.5%）。2.4.2 变配电所平面布置与土建要求按装设地点，变配电所电气装置可分为屋内式和屋外式；按构成方式，又可分为成套式与装配式。以下仅针对屋内式成套配电装置的变配电所进行介绍。一、建筑平面组成变配电所的功能房间包括变压器室、高压配电室、低压配电室、电容器室、控制室、值班室、检修间、电缆夹层等，具体到某一变配电所，不一定具有以上所有的功能房间，可能有些房间可以不设，有些则可以合并。（1）变压器室。对单台油量大于等于100kg的三相油浸式变压器，应设置在单独的变压器室内，非油浸式变压器可不设单独的变压器室。（2）高、低压配电室。带可燃性油的高压配电装置，宜装设置在单独的高压配电室内。当高压开关柜的数量为6台及以下时，可与低压配电柜（屏）设置在同一房间内。不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸式电力变压器，可设置在同一房间中。特别说明，以上所谓的高压配电室，对于10/0.4kV变配电所而言，就是指的10kV配电装置室，“高压”是相对于“低压”而言，室内配电装置实际上为中压配电柜。以下有类似情况时，不再说明。（3）电容器室。高压电容器装置宜设置在单独的电容器室内。当电容器容量较小时，可与高压配电柜设置在同一房间内，但间距不应小于1.5m。低压电容器装置可设置在低压配电室内，但当电容器容量较大时，宜设置在单独的电容器室内。（4）控制室。一般有集中控制设备时才考虑设置。（5）值班室。有人值班的变配电所，应设置的值班室。值班室可单独设置，也可与低压配电室或控制室共用，这种情况下应适当加大原功能用房的面积。中压开关（配电）柜简介二、变配电所电气设备布置成套电气装置和变压器的布置，主要应考虑设备与设备之间，以及设备与建筑墙（柱）之间的间距。这些间距所形成的空间有些是为了满足操作的需要，称为操作通道，如配电柜柜前通道；有些是为了满足满足维护检修的需要，称为维护通道，如配电柜柜后通道；有些则是为了安装的需要，称为安装距离；还有些是为了出现危险时便于人员疏散，称为疏散通道。表2.4.2-1、表2.4.2-2、表2.4.2-3分别示出了高、低压配电装置和变压器布置时必须满足的间距要求。对于成排布置的配电柜（屏），当其长度大于6m时，还应留出两个由柜后通向室内的出口。表2.4.2-1 10kV配电室内各种通道最小宽度通道分类 柜后维护通道 柜前操作通道 固定式 手车（移开）式 单列布置 8001500单车长1200双列面对面布置 8002000双车长900双列背对背布置 10001500单车长1200表2.4.2-2 低压配电室内各种通道最小宽度 布置方式 柜前操作通道 柜后操作通道 柜后维护通道 固定式柜单列布置 150012001000固定式柜双列面对面布置 200012001000固定式柜双列背对背布置 150015001000抽出式式柜单列布置 18001000抽出式柜双列面对面布置 23001000抽出式柜双列背对背布置 18001000表2.4.2-3 油浸式变压器外廓（防护外壳）与变压器室墙和门的最小净距 变压器容量/kVA 10001250与后壁和侧墙的净距/m 0.60.8与门的净距/m 0.81.0三、土建要求除了承重、抗震等一般要求外，变配电所对土建的特殊要求主要体现在以下几个方面。（1）通风。由于电气设备工作时会散发热量，为保持室内温度在设备允许范围内，必须做好通风设计，可采用自然通风或人工强制通风等措施，风量大小与室内空间体积和电器发热量相关。采用自然通风时，通过选择进、出风口百叶（或网罩）面积来达到风量要求；采用强制通风时，应正确选用风机参数和风管尺寸。（2）防火抗爆。很多电气设备内部有可燃物质（如变压器油等），在电气故障时容易发生火灾，为了防止火灾蔓延，需要相应的防火措施；油浸式变压器、油浸式电容器等在故障时还可能发生爆炸，为了消减爆炸产生的破坏，需要采取抗爆措施。常用防火抗爆的具体措施有：变配电所各功能房间必须达到相应的耐火等级；应选用相应等级的防火门；油浸式变压器应在其底部设置储油坑或采取排油措施，以防止火灾随变压器油蔓延；电容器室应达到相应的抗爆等级，或设置泻爆通道，以释放爆炸时所产生的高压气体。（3）通道设置。除满足正常操作维护需要以外，变配电所的通道（含门）设置还应满足设备运输、吊装、更换等要求，以及紧急情况下的疏散要求。（4）与电气安装和使用要求的配合。设备安装所需要的预留预埋件、柜底坑、电缆沟、预留孔洞、防水层、排水找坡等均需在土建时一并考虑并实施。2.5.1 架空线路架空线路是敷设在露天电杆上的电力线路，是由导线、杆塔、绝缘子、金具等共同构成的电力设施。架空线的优点是成本低、敷设容易、检修维护方便，但它占用较大的空间、不美观、可靠性差，因此在城市中有逐渐被电缆取代的趋势。一、架空线路的导线架空线路的导线主要有裸导线和绝缘导线两类。裸导线一般用于高、中压线路，绝缘导线一般用于中、低压线路。因为在露天敷设，且只在杆塔处有机械支撑，因此要求架空线有一定的耐腐蚀能力和机械强度，同时还应具有良好的电气性能。架空导线导体材质一般为铜或铝。截面积大于16mm2的裸导线都采用多股导线绞合而成，称为铜（铝）绞线。为了增加导线的机械强度，有些铝绞线还在导线中设置钢芯，称为钢芯铝绞线。二、架空线路的杆塔杆塔的作用是支撑导线并维持导线的空间位置。按使用的材料，杆塔主要有木杆、水泥杆和铁塔等三种，供配电系统中以水泥干应用最为普遍，铁塔在110kV以上线路中使用较