发电厂变电站电气设备第12章配电装置课件

1、第十二章 配电装置第一节 概述第1页，共52页。教学内容本节教学内容一、配电装置的作用和分类 二、配电装置的基本要求 三、配电装置的有关术语和图 首页第2页，共52页。一、配电装置的作用和分类 1.配电装置的作用 2.配电装置的类型 配电装置：根据电气主接线的接线方式，由开关设备、母线装置、保护和测量电器、必要的辅助设备等构成，按照一定技术要求建造而成的特殊电工建筑物。 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。 (1)按设备安装地点可分：屋内配电装置和屋外配电装置； (2)按组装方式可分：装配式配电装置和成套式配电装置； (3)按电压等级可分：低压

2、配电装置（1kV以下）、高压配电装置（1220kV）、超高压配电装置（330kV750kV）、特高压配电装置（1000千伏和直流800千伏）。第3页，共52页。二、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4页，共52页。 三、配电装置的有关术语和图 1.安全净距2.间隔 3.层 4.列 5.通道 6.配电装置的图 配电装置各部分之间，为了满足

3、配电装置运行和检修的需要，确保人身和设备安全所必须的最小电气距离，称为安全净距。 我国高压配电装置设计技术规程规定的屋内、屋外配电装置各有关部分之间的最小安全净距，可分为A、B、C、D、E五类，最基本的是A1和A2值。 A1 带电部分对接地部分之间的空间最小安全净距。 A2 不同相的带电部分之间的空间最小安全净距。 屋内配电装置安全净距 屋外配电装置安全距离 间隔是一个完整的电气连接，大体上对应主接线图中的接线单元，以主设备为主，加上附属设备组成的一整套电气设备（包括断路器、隔离开关、TA、TV、端子箱等）。 设备布置位置的层次,有单层、两层、三层。 一个间隔断路器的排列次序,有单列式、双列式

4、、三列式。 为便于设备的操作、检修和搬运，配电装置在布置时设置了维护通道、操作通道、防爆通道。 为了表示整个配电装置的结构、电气设备的布置以及安装情况，一般采用三种图进行说明，即平面图、断面图、配置图。第5页，共52页。（1）平面图。平面图按照配电装置的比例进行绘制，并标出尺寸；图中标出房屋轮廓、配电装置间隔的位置与数量、各种通道与出口、电缆沟等。平面图上的间隔不标出其中所装设备。（2）断面图。断面图按照配电装置的比例进行绘制，用以校验其各部分的安全净距（成套配电装置内部除外）；图中表示配电装置典型间隔的剖面，表明间隔中各设备具体的布置以及相互之间的联系。（3）配置图。配置图是一种示意图，可不

5、按照比例进行绘制，主要用于了解整个配电装置中设备的布置、数量、内容；对应平面图的实际情况，图中标出各间隔的序号与名称、设备在各间隔内布置的轮廓、进出线的方式与方向、通道名称等。第6页，共52页。思考练习思考练习1.装置是如何定义和分类的？应满足哪些基本要求？2.什么是最小安全净距？决定最小安全净距的依据是什么？3.表示配电装置结构时常用的图形有哪几种？第7页，共52页。本节结束！第8页，共52页。第十二章 配电装置第二节 屋内配电装置第9页，共52页。教学内容本节教学内容一、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 首页第10页，共52

6、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。 第11页，共52页。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

7、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。第12页，共52页。三、装配式屋内配电装置的布置要求 整体

8、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

9、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。第13页，共52页。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1035kV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。610kV母线水平布置：约为250350mm； 垂直布置：约为70080

10、0mm；35kV母线水平布置：约为500mm；110kV母线水平布置：约为12001500mm。 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。第14页，共52页。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56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

11、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） 通道分类布置方式维护通道操作通道防爆通道固定式手车式一面有开关设备二面有开关设备800100015002000单车长+900双车长+60012001200变压器外廓与变压器室四壁的最小距离（mm） 变压器容量（kV.A）320及以下40010001250及以上至后壁和侧壁净距A至大门净距B6006006008008001000 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

12、比最大搬运设备大0.40.5m；操作通道：最小宽度为1.52.0m；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。第15页，共52页。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屋内配电装置第16页，共52页。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

13、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17页，共52页。思考练习思考练习屋内配电装置与屋外配电装置相比较，各有哪些优、缺点？第18页，共52页。本节结束！第19页，共52页。第十二章 配电装置第三节 成套式配电装置第20页，共52页。教学内容本节教学内容一、成套配电装置概述 二、低压成套配电装置 三、高压成套配电装置四、 SF6组合电器 首页第21页，共52页。一、成套配电装置概述 1、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，

14、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22页，共52页。一、成套配电装置概述2、成套配电装置的分类按柜体结构特点分：开启式和封闭式按元件固定的特点分：固定式和手车式按其母线套数分：单母线和双母线按其电压等级分：高压开关柜和低压开关柜第23页，共52页。二、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

15、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24页，共52页。二、低压成套配电装置 1.PGL型交流低压配电屏2.GGD型固定式低压配电屏3.GCS低压抽屉式开关柜 4.MNS低压抽出式开关柜 开启式双面维护的低压配电装置，其型号的意义为：P低压开启式；G元件固定安装、固定接线；L动力用。 按用途可分为：电

16、源进线、受电、备用电源架空受电或电缆受电、联络馈电、刀熔开关馈电、熔断器馈电、断路器馈电和照明等。 GGD型交流低压配电柜是单面操作、双面维护的低压配电装置。其分断能力高，动热稳定性好，电气方案灵活、组合方便、防护等级高。型号的含义：G交流低压配电柜；G电器元件固定安装、固定接线；D电力用柜。 GCS开关柜为密封式结构，正面操作，双面维护的低压配电装置。分断、接通能力高，动热稳定性好，电气方案灵活，组合方便，系列性、实用性强，结构新颖，防护等级高，将逐步取代固定式低压配电屏。 型号含义是：G封闭式开关柜；C抽出式；S森源电气系统 用标准模件组装的组合装配式结构，设计紧凑，组装灵活，通用性强。其

17、型号含义为：M标准模件；N低压；S开关配电设备。第25页，共52页。三、高压成套配电装置 1. 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。

18、 第26页，共52页。三、高压成套配电装置2.高压开关柜的型号 KGN10型号含义为：表示金属封闭铠装户内10kV的固定式开关柜。GFC10型号含义为：表示手车式封闭型的10kV高压开关柜。 1：G表示高压开关柜；2：F表示封闭型；3：代表型式，C手车式，G固定式；4：代表额定电压（kV）或设计序号；5：F表示防误型。1 2 4 3 5 高压开关柜的型号有二个系列的表示方法： 1 2 4 3 1：表示高压开关柜，J间隔型，K铠装型；2：代表类别，Y移开式，G固定式；3：N表示户内式；4：代表额定电压，kV。第27页，共52页。三、高压成套配电装置3.高压开关柜的结构类型 （1）KGN10型固定

19、式开关柜 （2）XGN210型固定式开关柜（3）KYN112型铠装开关柜 （4）KYN28A12型中置式开关柜 （5）HXGN12ZF（R）型环网柜 1断路器室；2母线室；3继电器室 开关柜为双面维护金属封闭式结构。柜体骨架由角钢或钢板弯制焊接而成，柜内用接地的金属隔板分成母线室、断路器室、电缆室、操动机构室、继电器室及压力释放通道。 具备“五防闭锁”功能，适用于三相交流50Hz，额定电压310kV，额定电流2500A的单母线系统，用以接收和分配电能。 为金属封闭箱式结构，由断路器室、母线室、电缆室和仪表室等部分构成。断路器室在柜体的下部；母线室在柜体后上部，母线呈“品”字形排列；电缆室在柜体

20、下部的后方，电缆固定在支架上；仪表室在柜体前上部。 1母线室；2压力释放通道；3仪表室；4组合开关；5手动操作及联锁机构；6主开关室；7电磁弹簧结构；8电缆室；9接地母线 为全封闭型结构，由继电器室、手车室、母线室和电缆室四个部分组成。 1仪表室；2次套管；3观察窗；4推进机构；5手车位置指示及锁定旋钮；6紧急分闸旋钮；7模拟母线牌；8标牌；9接地开关；10电流互感器；11母线室；12排气窗；13绝缘隔板；14断路器；15接地开关手柄；16电磁式弹簧机构；17手车；18电缆头；19厂标牌 整体是由柜体和中置式可抽出部分（即手车）两大部分组成。开关柜由母线室、断路器手车室、电缆室和继电器仪表室组

21、成。手车室及手车是开头柜的主体部分，采用中置式形式。 A母线室；B手车式断路器；C电缆室；D继电器仪表室l外壳；2分支小母线；3母线套管；4主母线；5静触头装置；6静触头盒；7电流互感器；8接地开关；9电缆；10避雷器；11接地主母线；12装卸式隔板；13隔板；14次插头；15断路器手车； 16加热装置； 19板底； 17可抽出式水平隔板； 18接地开关操动机构；20泄压装置；21控制小线槽 适用于三相交流50Hz、额定电压310KV的配电系统。 柜内采用空气绝缘，由钢板分隔成负荷开关室、母线室和仪表室。 1盖板；2前门；3操作面板；4仪表门；5母线套管；6主母线；7真空负荷开关；8熔断器；9

22、传感器；10电缆；11插板第28页，共52页。四、SF6组合电器1.GIS的主要特点2.GIS的种类 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。 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

23、人员造成伤害。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29页，共52页。四、高压成套配电装置3.GIS结构示例 气室划分应考虑以下因素： （1）断路器应和其它气室分开。 （2）要便于运行、维护和检修。 （3）要合理确定气室的容积。 （4）有电弧分解物产生的元件与不产生电弧分解物的元件分开。1操作装置；2断路器3绝缘隔板；4导体5插入实指形触头6、12隔离开关7、11接地开关8电缆接线端头；9电缆 10电流互感器；13母线我国西北电网的750kV工程选用简化GIS装置，简化GIS是指包括母线、串内元件（包括CB、DS、ES、CT等）以及进出线DS、E

24、S、FES等元件在内的SF6气体绝缘金属封闭开关设备。进出线侧LA、CVT、阻波器等设备为常规敞开式设备。750kV出线上的电抗器回路中的设备也采用常规敞开式设备，包括DS、LA等。断路器 断路器操动机构 隔离开关 快速接地开关 通道、天桥 断路器一般布置在下部，母线布置在上部，用支架托起。第30页，共52页。思考练习思考练习1.低压成套装置分为几类？2.高压成套装置的基本型式有几种？3.试述SF6全封闭组合电器的优、缺点及其应用范围。第31页，共52页。本节结束！第32页，共52页。第十二章 配电装置第二节 屋外配电装置第33页，共52页。教学内容本节教学内容一、屋外配电装置概述 二、屋外配

25、电装置的布置要求 三、屋外配电装置实例 首页第34页，共52页。一、屋外配电装置概述 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35页，共52页。一、屋外配电装置概述3、屋外配电装置的分类 （1）低型配电装置：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。（2）中型配电装置：所有电器都安装在同一水平面

26、内，并装在一定高度（22.5mm）的基础上。按照隔离开关的布置方式可分为普通中型和分相中型。（3）半高型和高型配电装置：仅将母线与断路器、电流互感器等重叠布置，称为半高型配电装置。 （4）高型配电装置： 将两组母线重叠布置的，称为高型配电装置。第36页，共52页。二、屋外配电装置的布置要求 1.母线及构架 2.电力变压器 3.电气设备的布置 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。 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。 （1）断路器：单列、双列和三列；低式和高式；（2

27、）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。屋外配电装置的构架，可由型钢或钢筋混凝土制成。 第37页，共52页。三、屋外配电装置实例 1.中型配电装置 2.半高型配电装置3.高型配电装置 （1）普通中型布置（2）分相中型布置第38页，共52页。思考练习思考练习屋内配电装置与屋外配电装置相比较，各有哪些优、缺点？第39页，共52页。本节结束！第40页，共52页。第41页，共52页。第十二章 配电装置第五节 电气设备的布置第42页，共52页。教学内容本节教学内容一、火电厂电气设施的布置二、水电厂电气设施的布置三、

28、变电站电气设施的布置 首页第43页，共52页。一、火电厂电气设施的布置 1、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，控制楼布

29、置在高压配电装置场地内，并与主厂房有天桥连接；单机容量为200MW及以上时，采用机炉电控制室，布置在主厂房内。 第44页，共52页。一、火电厂电气设施的布置2、高压配电装置布置方式 （1）高压配电装置布置于主厂房前。（2）高压配电装置布置于主厂房后。（3）高压配电装置布置于主厂房固定端。（4）发电厂内不设高压配电装置。 通常，为了便于与发电机相连，按主接线的要求，高压配电装置平行布置于主厂房前，有以下几种形式： 1）有610kV发电机电压配电装置及升高电压配电装置。 2）高压配电装置面向水源。 3）高压配电装置两侧都布置冷却塔。 4）高压配电装置和冷却塔同时布置在主厂房前。 5）高压配电装置部分布置在主厂房前，部分布置在厂区外。 第45页，共52页。一、火电厂电气设施的布置不设高压配电装置的布置：第46页，共52页。一、火电厂电气设施的布置3、布置实例 1锅炉房；2机、电、炉集控式；3汽机间；4610kV厂用配电装置；5610kV发电机电压配电装置；6电气主控制室；7天桥；8除氧间；9生产办公室；10网络控制室；11主变压