第2章供配电系统的构成

1、第2章 供配电系统的构成 电气构成：由变压器、电力线缆、自备发电设备及各种配电设备等构成。 设施构成：由变（配）电所、电力线路、自备发电站等构成。 术语解释 设备（Equipment，Device）：由工厂制造的具有某类特定功能的整体，以产品形式提供。 装置（Installation）：由若干台设备在工作现场装配起来的具有更复杂功能的整体。 设施（Facility）：具有特定功能的一系列设备和（或）装置的组合，连同为这些设备（装置）服务的建、构筑物所构成的整体。第1节 供配电系统的电压层次2.1.1 供配电系统的电源与负荷 电源：变配电所，自备电源（包括自备发电机、电池逆变电源等）。 负荷：用

2、电设备。 供电电压：供电企业与电力用户连接点所处电网标称电压，也即供配电系统的电源电压。0.38110kV。 用电电压：用电设备额定电压。220/380V、610kV。2.1.2 供配电系统按电压层次的分类 供电电压可能与用电电压相同，也可能不同，因此电力用户电网自身也有不同的电压层次，主要有以下几种。 1、二次降压的供配电系统 对规模大的用户，供电电压可能高达35110kV，用户电网常需要两次降压来满足电能传输与使用的需求，这种系统称为二次降压系统。常见电压层次有： 110/10/0.38kV； 35/10（6）/0.38kV。1110kV总降压变电所 2配电所（开闭所）310（6）kV变电

3、所 4高压用电设备二次降压供配电系统结构框图 2、一次降压的供配电系统 对中等规模用户，供电电压为中压10kV，只需一次降压即可。也有少数35kV供电电压直降0.38kV的一次降压系统。 住宅小区、单体高层建筑、中小型工厂等常用一次降压系统。 3、低压直供供配电系统 由电力企业的公用变配电所供电的380/220V电力用户电网。 第2节 电气结构之变配电所电气主结线2.2.1 变配电所电气主结线基本概念 1）反映变配电所受、馈电方式的一次系统电气连接，称为变配电所电气主结线。 2）主结线主要包括拓扑结构与设备设置两方面内容。 3）主结线基本要求是运行可靠、灵活，检修安全，造价恰当，占地少。 2.

4、2.2 主结线上常用设备简介 1、母线 功能：受、馈电转换的枢纽。 电气上相当于一个节点（node），空间上提供足够的连接位置。 一般由矩形截面的铜排或铝排制作，也有管形等其他形状。 图用图形符号 W 图用文字符号表图2-1 1表图2-1 2表图2-1 3表图2-1 4表图2-1 5表图2-1 10表图2-1 9表图2-1 8表图2-1 7表图2-1 6 2、断路器 功能：开、关电路功能，可开合负荷电流，开断短路电流。 特征：灭弧能力强，触头状态多不可见，可被自动控制装置操作开、合。 不能以操作开断断路器确认断电！ 是一种开关电器。QF 符号符号真空断路器真空断路器 VS1-12真空断路器真空

5、断路器绝缘套筒内有真绝缘套筒内有真空灭弧室及触头空灭弧室及触头上接线端子上接线端子下接线端子下接线端子手车式框架手车式框架二次接线插头二次接线插头就地操作箱就地操作箱续上页续上页 VSm12真空断路器（配永磁操动机构）真空断路器（配永磁操动机构） 3、中、高压隔离开关 功能：隔离系统带电与非带电部分。 特征：开断时有明显可见的断点，除非人工就地操作，否则会保持开断状态。基本无灭弧能力，不能开断负荷电流，更不能开断短路电流。 主要为保证检修安全用。 是一种隔离电器。QS 符号符号GN19-10型型实物图片实物图片 GN19-10C型型实物图片实物图片 隔离闸刀隔离闸刀上接线端子上接线端子 下接线

6、端子下接线端子 操作手柄操作手柄 传动机构传动机构 4、中、高压负荷开关 功能：正常情况下开、关电路功能，可开、合负荷电流，不能开断短路电流。 特征：灭弧能力介于断路器与隔离开关之间。 有兼具隔离开关功能的负荷开关，简称负荷隔离开关。 是一种开关电器。QL 符号符号上隔离开关上隔离开关 真空负荷真空负荷 开关开关 上接线上接线 端子端子 下接线下接线 端子端子 传动机构传动机构 弹簧弹簧 脱扣机构脱扣机构 接地开关接地开关 5、熔断器 功能：过电流时熔断自身以开断电路。 特征：不可自复。灭弧能力强。 可开断过负荷电流和短路电流。 是一种一次保护电器。FU 符号符号接线端子接线端子 绝缘子绝缘子

7、安装卡座安装卡座金属管帽金属管帽 瓷熔管内有瓷熔管内有 金属熔体与石英沙金属熔体与石英沙熔断器底座熔断器底座 6、电压、电流互感器 功能：测量一次系统电压、电流大小。 特征：将高电压、大电流转变成低电压、小电流。与一、二次系统都有连接。 是测量电器。TATA 符号符号电流互感器 电压互感器 TVTV 符号符号 1、受、馈电转换与电能分配 通过进、出线回路在母线上的连接实现。 电源进线将电能送到母线上，负荷出线从母线上取得电能，实现了受、馈电转换。多回路出线实现了电能的分配。负荷出线电源进线受电馈电2.2.3 构成主结线的基本要素 2、（开关）电器组合 方式a：隔离开关断路器组合。隔离开关保证检

8、修断电，断路器控制投切，并开断短路故障。隔离开关设置在断路器的电源侧。 方式b：方式a在移开式开关柜的另一种实现形式。 方式c：负荷开关熔断器组合。负荷开关控制投切并保证检修断电，熔断器作短路保护。熔断器与负荷开关间一般有机械联动。 c )b )a ) 3、设置备用 设置备用在工程上有一个更具普遍意义的术语，叫做冗余技术。 目的：提高运行可靠性。 冗余度与可靠性间的平衡。 工程要求：保证可靠性前提下，尽量简洁、方便切换操作、经济等。 （n+1）备用，2n备用等，一用一备、互为备用等。 2.2.4 几种典型主结线介绍 1、单母线结线 受馈电转换开关电器组合。 变化1：双电源单母线。 变化2：单母

9、线分段。电源进线负荷侧馈线负荷侧馈线#1电源进线#2电源进线(t )2uu1(t )1UU2Ut(t )uu2(t )tt(t )1u双电源不能同时投入。技术措施：闭锁。不同电源同时投入同一母线可能出现的问题#2电源进线#1电源进线I段母线负荷侧馈线II段母线负荷侧馈线母线I段母线II段两个单母线被QF连接起来，QF：联络断路器一个单母线被QF分成两段，QF：分段断路器运行方式： 互为备用； 一用一备。分析各种运行方式下断路器状态及故障切换。分析双电源闭锁的技术要求。 2、双母线结线 单母线母线备用 工作方式与故障切换。负荷侧馈线电源进线QF1QS0QF0QS11QS12QS22QS21QF2

10、QS32QS31QF3QS01QS02母线I段母线II段 馈出线断路器故障时，要求故障回路不停电。 电源进线QF11QS0QF0QF01QF02QF12QF03QF13#3馈线#2馈线#1馈线3、单母线带旁路 QF10即公共备用断路器，称为旁路断路器。 被故障回路调用时切换操作分析。 QF13QS131QS132QS130QF12QS121QS122QS120QF10QS101QS102QS112QF0QS0QS111QF11电源进线QS110#1馈线#2馈线#3馈线主母线旁路母线 4、常用无母线简化结线 当馈线只有一路时，可取消母线，将电源进线与馈线直接连接，并将电源进线开关与馈线开关合并。

11、 1）单元式结线 单母线结线的简化。 工程中又称为线路变压器组结线。 QF0QS01QS02电源进线 2）桥型结线 单母线分段结线的简化。 根据情况，可选择取消进线或馈线断路器，由此形成“外桥”与“内桥”结线。 工程上一般不采用全桥。QFQS12QF12至1变压器#1电源进线QF11QS11QS011QF01QF02QS021QS012QS022#2电源进线QS1QS2至2变压器全桥QS2QS1#2电源进线QS02QS01QS11QF11#1电源进线QF12QS12QFQFQS12#1电源进线QS11QS011QF01QF02QS021QS012QS022#2电源进线QS1QS2至1变压器至2

12、变压器至2变压器至1变压器外桥内桥取消进线断路器取消馈线断路器第3节 电气结构之供配电系统网络结线 2.3.1 供配电系统网络结线的基本概念 本质是电源与负荷的电气联系方式。 网络结线即通过电力线缆及相应配电设备构建电能从电源向负荷传输的通道。2.3.2 放射式配电 特点：一个回路只服务于一个负荷。变配电所电源负荷1负荷2负荷3负荷4负荷1负荷2负荷3负荷4负荷工作场所2.3.3 树干式配电 特点：一个回路顺次向若干负荷供电。 干线分支作法：T接（如负荷1），接（如负荷2）。 优、缺点：与放射式相反。 负荷工作场所负荷4负荷3负荷2负荷1电源变配电所负荷1负荷2负荷3负荷42.3.4 环式配电

13、 是树干式配电的一种演变，将树干式配电干线末端接回电源，即成环式。 运行方式：开环、闭环。 开环点的设置负荷2负荷1变配电所电源负荷1负荷2负荷3负荷4负荷工作场所隔离开关F负荷3负荷42.3.5 各种配电方式的变通及综合应用示例负荷工作场所变配电所负荷1负荷2负荷4负荷3电源1电源2隔离开关电源1负荷4负荷1变配电所负荷3负荷2电源2负荷工作场所隔离开关双电源单环路双电源双环路负荷工作场所电源2负荷1负荷2变配电所电源1隔离开关负荷工作场所工作电源变配电所负荷1备用电源负荷2负荷3隔离开关双电源双回路放射式配电带公共备用的放射式配电放射式树干式第4节 供配电设施之变配电所 起集中与分配电能、

14、并变换电压等级作用的供配电设施，叫做变（配）电所。 只集中与分配电能，但不变换电压等级的配电设施，叫做配电所，或开关站、开闭所。小规模用户低压配电所又称为配电室、配电间等。2.4.1 变配电所的电气设备和装置 1、变压器 2、（成套）配电装置 变配电所主结线是由配电装置构成的，可分为装配式和成套式。 供配电系统大多采用成套配电装置。 成套配电装置特点：模块化，标准化，开放性。 1）中压配电柜简介。 按防护方式分为两类。 （1）半封闭式中压配电柜。 （2）金属封闭式中压配电柜。又分三种。 a、金属铠装式。 b、间隔式。 c、箱式。 按断路器等易损设备的装置方式，又可分为固定式和移开式。 防误操作

15、的措施。 2）低压配电柜简介。与中压配电柜类似，可分为以下几种。 固定式、固定间隔式、固定间隔插接式、抽出式。2.4.2 变配电所平面布置与土建要求 以下只讨论室内变配电所。 1、建筑平面 由变压器室、高（中、低）压配电室、电容器室、控制室、值班室、工具间等组成。当变配电所只有中、低压电压等级时，中压配电室也常称为高压配电室。 2、设备布置 净距与通道的概念。 通道又分为操作、维护、疏散等几种类型。通道的尺寸与人体工学和设备形式有关，相应工程规范中都有明确规定。 2.4.3 变配电所的土建要求 1）通风 2）防火抗爆。 3）通道设置。 4）安装的土建配合。第5节 供配电设施之电力线路 介绍建筑

16、物外的电力线路，即通常所说的“外线”。 电线、电缆（简称线缆）是电力线路的核心元件，但不是电力线路的全部。 按敷设部位，电力线路有架空敷设、地下敷设、水下敷设等。2.5.1 架空线路 架空线路是敷设在露天杆塔上的电力线路，由导线、杆塔、绝缘子、金具等构成。 1、导线钢芯多股绞合多股绞合以下）单芯（一般导体结构铝铜材质及以下）绝缘导线（一般裸导线绝缘形式导线2mm4kV10 2、杆塔 作用：支撑导线并维持导线的空间位置。 类型：按受力要求，分为直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆等；按制造材料可分为木杆、水泥杆、铁塔等。 3、横担、绝缘子和金具 横担：安装在杆塔上，用于固定绝缘子。 绝缘子（瓷瓶）：固定导线并使导线与杆塔绝缘。 金具：连接、紧固导线与杆塔等。2.5.2 电缆线路 以电