第七章-配电装置PPT课件

第八章配电装置 主讲人 徐明荣 华北电力大学输配电技术研究所 配电装置 根据电气主接线的连接方式 由开关电器 保护和测量电器 母线和必要的辅助设备组成的总体装置 作用 在正常运行情况下 用来接受和分配电能 在系统发生故障时 迅速切除故障 恢复正常运行 1 什么是配电装置 2 对配电装置的基本要求 保证运行可靠 根据系统和自然条件 合理选择设备 在布置上力求整齐 清晰 保证具有足够的安全距离 便于检修 巡视和操作保证工作人员的安全保证安全的前提下 布置紧凑 力求节约材料 降低造价安装和扩建方便 3 配电装置的最小安全净距 1 什么是最小安全净距 各带电设备之间的距离 综合考虑设备外形尺寸 检修 维护及运输的安全电气距离等因素决定的 最小安全净距 指在此距离下 无论处于最高工作电压还是内外过电压下 空气间隙均不致被击穿 屋内外配电装置中各部分之间的最小安全净距分为A B C D E五类在各种间距中 最基本的是A类 A1 带电部分对接地部分之间A2 不同相的带电部分之间 A值与电极的形状 冲击电压波形 过电压及其保护水平 环境条件以及绝缘配合等因素有关 220KV及以下的配电装置 大气过电压起主要作用 330KV及以上 内过电压起主要作用 当采用残压值较低的氧化锌避雷器时 A1和A2值可减小 A1和A2值是根据过电压与绝缘配合计算 并根据间隔放电试验曲线来确定 而BCDE是在A值基础上再考虑运行维护 设备移动 检修工具活动范围 施工误差等具体情况而确定的 4 B2是带电部分至网状遮栏间的电气净距B2 A1 30 7030考虑水平方向的施工误差70运行人员手指误入网状遮栏时 手指长度不大于此值5 C值是无遮栏裸导体至地面的垂直净距 保证人举手后 手与带电裸导体间的距离不小于A1值 C A1 2300 2002300运行人员举手后的总高度200屋外配电装置在垂直方向上的施工误差 积雪 屋内不计 各类安全净距含义 1 A1是带电部分至接地部分之间的最小电气净距 2 A2是不同相的带电导体之间的最小电气净距 3 B1是带电部分至栅状遮栏间的距离和可移动设备在移动中至带电裸导体间的距离B1 A1 750 考虑运行人员手臂误入栅栏时手臂的长度 6 D值是不同时停电检修的平行无遮栏裸导体之间水平净距 D A1 1800 2001800考虑检修人员和工具的允许活动范围 200考虑屋外条件较差而取的裕度 屋内不计 7 E值是穿墙套管至屋外通道路面的距离35KV及以下 E 400060KV及以上 E A1 35003500人站在载重汽车车厢中举手的高度 屋内配电装置的最小电气距离 cm 见表7 1 B1 交叉的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间 B1 栅状遮栏到绝缘体和带电部分之间 B1 设备运输时外廓至无遮栏带电部分之间 B1 带电作业时带电部分至接地部分之间 屋外配电装置的最小电气距离 cm 见表7 2 4 配电装置的类型及应用 屋内式屋外式 装配式成套式 允许的安全净距小 可分层布置 占地面积较小 检修 巡视 操作条件好 外界污秽空气对电器影响小 减少维护工作量 房屋建筑投资大 但户内设备价格较低 土建工作量和费用小 建设周期短 扩建方便 相邻设备间距较大 便于带电作业 占地面积大 受外界环境影响 设备运行条件差 须加强绝缘 不良气候对维修和操作有影响 按安装地点分 按组装方式分 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 减少现场安装工作量 缩短建设周期 也便于扩建和搬迁 运行可靠性高 维护方便 耗用钢材多 费用高 配电装置的应用 35KV及以下 屋内式 3 10KV多采用成套式配电装置 110KV及以上 屋外式 110 220KV有特殊要求时也可采用屋内式 可以采用SF6全封闭组合电器 5 配电装置的术语和图形 间隔 为将电气设备故障限制在最小范围内以免波及相邻的电气回路 以及在检修电气设备时避免检修人员与邻近回路的电气设备接触 用砖头或石棉板等制成的墙体隔离的空间 分为发电机间隔 变压器间隔 线路间隔 母线断路器间隔 电压互感器和避雷器间隔等 配电装置的图纸 表示整个配电装置的结构 其中设备的布置和安装 分为配置图 平面图和断面图 配置图一种示意图 用来表示进线 如发电机 变压器 出线 如线路 断路器 互感器 避雷器等合理分配于各层 各层间隔的情况 表示出导线和电气设备在各间隔的轮廓 不要求按比例尺寸绘出 平面图 按比例画出房屋及间隔 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 不表示所装电气设备 断面图用来表明所取断面的间隔中各种设备的具体空间位置 安装和相互连解的结构图 按比例绘制 第二节屋内配电装置 一 屋内配电装置的特点二 屋内配电装置的类型三 装配式屋内配电装置的布置要求四 屋内配电装置实例 首页 一 屋内配电装置的特点 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 二 屋内配电装置的类型 1 按照布置形式分类2 按照安装形式分类 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 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 三 装配式屋内配电装置的布置要求 整体布局要求 有关要求 1 断路器及其操动机构2 互感器和避雷器 1 同一回路的电气设备和载流导体布置在同一间隔内 2 满足安全净距要求的前提下 充分利用间隔位置 3 较重的设备布置在底层 减轻楼板荷重 便于安装 4 出线方便 电源进线尽可能布置在一段母线的中部 减少通过母线截面的电流 5 布置清晰 力求对称 便于操作 容易扩建 断路器通常设在单独的小室内 断路器的操动机构与断路器之间应该使用隔板隔开 其操动机构布置在操作通道内 手动操动机构和轻型远距离操动机构均安装在壁上 重型远距离控制操动机构则装在混凝土基础上 电流互感器和断路器放在同一室内 电压互感器经隔离开关和熔断器接到母线上 占用专门的间隔 母线接架空线路应装避雷器 电压互感器与避雷器可共用一个间隔 隔板隔开 共用一组隔离开关 三 装配式屋内配电装置的布置要求 3 母线及隔离开关 母线一般布置在配电装置的上部 有水平布置 垂直布置和三角形布置三种方式 水平布置 通常用于中小型发电厂或变电站 垂直布置 适用于20kV以下 短路电流较大的发电厂或变电站 三角形布置 适用于10 35kV大 中容量的配电装置中 母线相间距离 取决于相间电压 短路时母线和绝缘子的机械强度及安装条件等 同一支路母线的相间距离应尽量保持不变 6 10kV母线水平布置 约为250 350mm 垂直布置 约为700 800mm 35kV母线水平布置 约为500mm 110kV母线水平布置 约为1200 1500mm 母线隔离开关一般安装在母线的下方 之间应设耐热隔板 两层以上的配电装置中 母线隔离开关宜单独布置在一个小室内 三 装配式屋内配电装置的布置要求 4 电抗器5 电容器室6 变压器室7 电缆构筑物8 通道和出口 按其容量不同布置 三相垂直 品字形和三相水平布置 当电抗器的额定电流超过1000A 电抗值超过5 6 时 宜采用品字形布置 额定电流超过1500A的母线分段电抗器或变压器低压侧的电抗器 则采用水平装设 在采用垂直或品字形布置时 只能采用UV或VW两相电抗器上下相邻叠装 而不允许UW两相电抗器上下相邻叠装在一起 配电装置室内各种通道最小宽度 净距 mm 变压器外廓与变压器室四壁的最小距离 mm 电缆隧道 高1 8m以上 两侧电缆支架 放置较多的电缆 其造价较高 一般用于大型电厂主厂房内 电缆沟 沟宽与深为1m左右 不方便 造价较低 常用于变电站和中 小型电厂 维护通道 最小宽度比最大搬运设备大0 4 0 5m 操作通道 最小宽度为1 5 2 0m 防爆通道 最小宽度为1 2m 当配电装置长度大于7m时 应有两个出口 当长度大于60m时 在中部适当宜再增加一个出口 四 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 1 110kV屋内配电装置 四 屋内配电装置实例 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 了解屋外配电装置特点 类型及组成 会读屋外配电装置各种图 一 特点 土建量小 费用小 时间短 便于扩建 占地大 受外界影响大 运行条件差 二 屋外配电装置设备的布置原则 按母线高度布置分 1 母线和构架的布置 母线分 构架 型钢或钢筋混凝土型钢 经久耐用 抗震 金属耗量大 需经常维护 钢筋混凝土 省钢材 维护简单 坚固耐用 不便固定设备 钢筋混凝土环形杆和镀锌钢梁组成构架 兼两优 2 电力变压器的布置基础 双梁形并辅以钢轨 单个油箱大于1000kg变压器 下设储油池或挡油墙 池内铺0 25m多的鹅卵石 池的尺寸比变压器外廓大1m 变压器至建筑物大于1 25m 油重超过2500kg 两台变压器防火净距大于等于5至10m 否则设防火墙 3 电器的布置 图 少油 空气 六氟化硫断路器布置 隔离开关 电流互感器 电压互感器均采用高式布置 110KV阀形避雷器落地在0 4米基础上 设围栏 采用高式布置 4 电缆沟和通路的布置a 使电缆最省 横向沟 与母线平行 在断路器和隔离开关之间 b 主设备旁铺设行车道 还有0 8至1m巡视小道 上有电缆沟盖板 有 三 布置举例 220KV双母线进出线带旁路母线 合并母线架 断路器单列布置的中型配电装置 a 平面图 b 断面图1 2 9 母线I II和旁路母线 3 4 7 8 隔离开关 5 少油断路器 6 电流互感器 10 组波器 11 耦合电容器 12 避雷器 13 中央门形架 14 出线门形架 15 支持绝缘子 16 悬式绝缘子 17 母线构架 18 架空地线 进线为虚线 第四节成套配电装置 一 定义将各种典型支路的开关电器 电流互感器或一组母线所需要接入的电压互感器 避雷器安装在全封闭或半封闭的金属柜中 二 分类 分 1 低压配电屏 PGL系列低压配电屏结构示意图 1 母线及绝缘框 2 闸刀开关 3 低压断路器 4 电流互感器 5 电缆头 6 继电器 低压配电屏 柜 电压等级为380 220V 主要用作发电厂低压厂用配电屏 我国目前生产地主要有固定式PGL型和金属封闭抽出式GCK型 金属封闭抽出式GCK型 主设备装在抽屉内 当回路故障时 可拉出检修或换上备用抽屉 目前主要用于大机组的厂用电和粉尘较多的车间 主要指3 35kV成套配电装置 我国目前生产3 35kV高压开关柜 分为固定式和手车式两类 1 手车 移开 式高压开关柜多为单母线结构 采用空气和瓷 或塑料 绝缘子材料 并选用普通常用电器组成 因断路器等某些电气设备装于手车上而得名 手车底部有4只滚轮 导向装置 能沿水平方向移动 还带有 五防 功能 广泛用作发电厂3 10kV厂用配电装置 2 高压开关柜 五防 防带负荷拉刀闸 防带接地线合闸 防带电合接地开关 防误分 合断路器 防误入带电间隔 配电装置 五防 要求 JYN2 10型间隔移开 手车 式高压开关柜 1 母线室 2 母线及绝子 3 继电器仪表室 4 小母线室 5 断路器 6 手车 7 手车室 8 电压互感器 9 接地开关 10 出线室 11 电流互感器 12 一次触头罩 13 母线 KYN28A GZS1 型中置柜柜体 固定式高压开关柜 断路器固定装在箱内有双母线和单母线结构 与手车式相比 体积大 封闭性能差 现场安装工作量大 检修不够方便 但价廉 广泛用作厂用电配电装置和变电所6 10kV屋内配电装置 固定柜GG1 A 落地车柜KYN1 中置柜ZS1 C GIS柜ZX0 灭弧介质的发展 油 空气 SF6 真空 绝缘介质的发展 油 空气 SF6 柜体结构的发展 固定柜 落地式手车柜 中置式手车柜 C GIS柜 C GIS柜的现状 欧洲非常广泛 中国已成趋势 VD4型断路器 配备服务小车 可将真空断路器运送至适当位置进行维护保养断路器移至服务小车前 服务小车应与柜体锁定 防止断路器倾覆 VD4型断路器 ZS3 2铠装式金属封闭开关柜 真空灭弧室安装在环氧浇注的套筒内 有效抵御外力 管状绝缘套筒改善电场分布 绝缘性能好减小了极间距 使断路器小型化纵向安装的套管 很大程度地避免灰尘在灭弧室表面的堆积可靠的手车接地系统 VD4真空断路器手车 ZS3 2铠装式金属封闭开关柜 三相分立的极柱防止因可能发生相对地短路而引发相间短构成环形空隙 利于内部的通风散热可按需配置SF6断路器HD4 VD4真空断路器手车 ZS3 2铠装式金属封闭开关柜 采用蜗卷弹簧储能操动机构 能量输出平稳 易于调整 达到真空断路器与操动机构的最佳配合所有规格的断路器 其操动机构统一通用 备品备件种类 数量少 断路器操动机构 ZS3 2铠装式金属封闭开关柜 开关柜隔室 操作机构 母线 扩展 熔断器 电缆 连接 支撑 框架 熔断器通道 负荷开关 美式箱变 城市配电网中广泛使用占地小 可批量生产 便施工安装 维护量小主要由高压配电室 变压器 低压配电室组成 欧式箱变 美式箱变是将变压器铁心 高压负荷开关 保护用熔断器等设备一体化设计 放置于