供配电一次系统技术解析

技术白皮书供配电一次系统技术解析从发电到用电的电能传输主干骨架发布日期2026年内容导览01系统总览一次系统定义、组成与功能定位02核心设备高压开关柜与电力变压器解析03接线设计主接线方式与设计要点04规范约束设计规范与负荷分级要求05智能演进智能化与数字化发展趋势CHAPTER系统总览一次系统是电力系统的主体骨架从发电到用电，逐层降压分配电能01一次系统的定义与核心职能供配电一次系统直接承担电能的生产、输送与分配任务。主体骨架一次系统是电力系统的主体将发电机发出的电能经输变电设备逐层降压送至配电系统后分配到用户三大职能3项电能分配电压调节故障隔离任一环节故障时可迅速切断故障区域逐层降压从发电电压经多级变电站逐级降压最终以适合用户使用的低压电完成分配任一环节故障时可迅速切断故障区域，保障其余部分正常供电。一二次系统相辅相成一次系统与二次系统共同构成完整的供配电体系，二者分工明确、不可分割。一次系统2项设备组成由变压器、开关柜、母线等一次设备组成核心功能直接承载发输变配过程二次系统2项设备组成由继电保护、安全自动控制、调度自动化等设备组成核心功能实现对一次系统的监视与控制设计四原则4项可靠性保障持续供电灵活性适应运行方式变化安全性保护人身与设备效率兼顾经济合理与可扩展性CHAPTER核心设备设备选型决定系统可靠性与经济性开关柜与变压器，一次系统的两大支柱02高压开关柜的构造与类型高压开关柜将断路器、隔离开关、互感器、避雷器、母线等一次设备与继电保护等二次设备组装在金属封闭柜体内，额定电压覆盖3.6kV～40.5kV。KYN28中置柜铠装移开式设备，断路器手车可移出检修，维护安全性好，10kV配电系统应用广泛。XGN15固定柜结构紧凑，常用于环网供电与负荷切换。HXGN环网柜以负荷开关为主，适用于城市配电网环网供电。GG-1A固定柜传统结构，部分老旧变电站改造仍在使用。变压器型号的命名规则按GB/T6451标准，变压器型号由相数、冷却方式、绕组材料与容量电压构成。S三相C环氧树脂浇注B箔式绕组13能效序列1000kVA容量10kV高压侧电压类别典型型号适用场景油浸式S11-500/10配电系统中小容量干式SCB10-800/10高层建筑、数据中心特种SG10-630/10医疗、隔离供电配电变压器常用联结组别

Dyn11，SCB13满足国标

一级能效

要求。变压器容量选择三大要点容量选择直接决定变压器运行效率与可靠性核心公式S=P/(η×cosφ)×Kt，cosφ取0.8，P为总有功功率，Kt为同时系数。容量选择三大要点3项双台选择法两台变压器按最大综合负荷的

70%

选型，提高供电可靠性与运行经济性70%选型负荷率区间建议控制在

75%～85%，长期低于

30%

或高于

85%

均不经济75%～85%容量红线单台变压器容量不宜大于

1250kVA，室内过负荷不超过

20%，室外不超过

30%≤1250kVA国标容量序列按此三则执行，红线不可突破CHAPTER接线设计可靠性是主接线设计的首要原则在可靠、灵活、经济之间寻求平衡03单母线及其分段接线不分段方案单母线优点接线简单清晰、设备用量少、经济实用、便于扩建缺点母线或母线隔离开关故障时，所连线路全部停电，可靠性较低适用范围出线≤5回的6～10kV场景分段改进方案改进改进方式增设分段断路器将母线分为两段核心优势任一段故障时另一段可继续运行适用范围出线≥6回的同类场景操作顺序铁律：先合隔离开关，再合断路器；断开时顺序相反。VS高可靠线方式与设计要点当供电连续性要求提升时，需采用更复杂的接线形式。双母线接线增设备用母线，工作母线故障时可迅速切换全部回路适用

110kV出线≥8回

场景3/2接线进出线

≥6回

且地位重要时采用电源线与负荷线配对成串，可靠性最高桥形接线适用进出线

2回分内桥（线路长、故障率高）与外桥（线路短、有穿越功率）旁路母线可在不停电情况下检修出线断路器110～220kV出线3～4回

常需设置设计要点：回路排列须与总平面布置一致；选用

GIS

设备时不应设置旁路设施。CHAPTER规范约束规范是设计不可逾越的红线负荷分级决定供电方案，标准约束设计边界04负荷分级决定供电可靠性GB50052规定，设计前须按中断供电的危害程度将负荷划分为三级，分级结果直接决定供电方案，不得随意调整。一级负荷最高级中断将造成人身伤亡或重大损失双重电源必须采用，互为备用双重电源互为备用二级负荷中等级中断将造成较大损失两回线路宜由两回线路供电负荷较小时可由一回专用线路供电两回线路一回专用三级负荷普通级无特殊供电要求中断仅影响局部生产生活无特殊要求局部影响一级负荷中特别重要负荷须增设应急电源：允许中断

15s

以上可用快启发电机，毫秒级须用静止型

UPS。变电所设计与安全净距红线配套规范：DL/T5222、DL/T5352、GB50217、GB/T17468

共同构成设计依据体系。GB50053对20kV及以下变电所设计作出约束性规定，安全距离是不可妥协的底线。所址选择3项宜接近负荷中心与电源侧不应设在剧烈振动或高温场所不应设在厕所、浴室、厨房正下方围栏要求2项变压器四周设高度不低于1.8m的固定围栏外廓与围栏净距不小于0.8m防火间距2项相邻油浸变压器净距不小于5m不足时应设置防火墙CHAPTER智能演进数字化重塑供配电系统未来从设备自动化迈向系统智能化05智能配电市场与政策双轮驱动市场与政策双轮驱动市场规模2024年突破千亿元，预计2025年达到1277亿元政策驱动2024年10月国家发改委发布指导意见，明确加快配电网一二次融合和智能化升级产业架构ABB2026年方案围绕设备层—站控层—应用层—云端层打造，Smartbox智慧站域管家融合边缘计算与AI算法实现预测性维护从设备自动化迈向系统智能配电自动化正从设备级向系统级跨越，技术演进呈现清晰的两阶段路径。从设备级完成故障快速定位，迈向5G·物联网·AI深度融合的全场景智能演进路径。全息感知网络数字孪生自主决策系统AI自学习开放生态平台虚拟电厂对接自愈实证澳大利亚悉尼电网试点通过

AI

自动隔离故障，平均停电时间从

2.3小时

缩短至

18分钟4万亿国家电网“十五五”期间投资将重点拉动配电网智能化设备需求。第一阶段（2020—2025）馈