1、第4章 供配电系统一次回路供配电系统 Power Supply and Distribution System 主主 要要 内内 容容 4.1 供配电网络的接线方式供配电网络的接线方式 4.2 发电厂变电所的电气主接线发电厂变电所的电气主接线4.3 发电厂变电所主接线示例发电厂变电所主接线示例4.4 变电所的结构与布置变电所的结构与布置 作作 业业4.1 供配电网络的接线方式供配电网络的接线方式供配电系统的接线供配电系统的接线1.无备用无备用4.1 供配电网络的接线方式供配电网络的接线方式供配电系统的接线供配电系统的接线2.有备用有备用4.1.1 放射式1. 单回路放射式网络结构这种供电方式的
2、特点是供电可靠性较高，这种供电方式的特点是供电可靠性较高，当任意一回线路故障时，不影响其它回路供当任意一回线路故障时，不影响其它回路供电，且操作灵活方便，易于实现保护和自动电，且操作灵活方便，易于实现保护和自动化。可用于对容量较大、位置较分散的三级化。可用于对容量较大、位置较分散的三级负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均比较常见。中均比较常见。 2. 双回路放射式网络结构对于重要的用户，为保证供电回路故障时，不对于重要的用户，为保证供电回路故障时，不影响对用户供电，可采用双回路放射式接线，如下影响对用户供电，可采用双回路放射式接线，如下图所示。图所示
3、。一次投资较大，因此一般仅用于确需高一次投资较大，因此一般仅用于确需高可靠性的用户，并可将双回路的电源端接于可靠性的用户，并可将双回路的电源端接于不同的电源，以保证电源和线路同时得以备不同的电源，以保证电源和线路同时得以备用，可向一、二级负荷供电。此种网络结构用，可向一、二级负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均常见。在中压和低压系统中均常见。3. 带公共备用线的放射式网络结构当二级负荷比较分散时，也可采用带公当二级负荷比较分散时，也可采用带公共备用线的放射式接线，以节省投资，如下共备用线的放射式接线，以节省投资，如下图所示。此种网络结构一般在中压系统中应图所示。此种网络结构一般在中压系统
4、中应用。用。 4.1.2 树干式网络结构1. 单回路树干式网络结构如下图所示，树干式网络结构就是由电源如下图所示，树干式网络结构就是由电源端向负荷端配出干线，在干线的沿线引出数条端向负荷端配出干线，在干线的沿线引出数条分支线向用户供电。分支线向用户供电。 一般用于向三级负荷供电一般用于向三级负荷供电 。2. 双回路树干式网络结构对于要求高可靠性的用户，采用双回路干对于要求高可靠性的用户，采用双回路干线，使线路互为备用，同时可将双回路引自不线，使线路互为备用，同时可将双回路引自不同的电源，如图所示，实现电源和线路的两种同的电源，如图所示，实现电源和线路的两种备用，达到向一、二级负荷供电的目的。这
5、种备用，达到向一、二级负荷供电的目的。这种结构在中、低压系统中均广泛应用。结构在中、低压系统中均广泛应用。 4.1.3 环式网络结构环式网络结构一般用于中压系统或高压环式网络结构一般用于中压系统或高压系统，尤其在城市供配电网络中得到广泛应系统，尤其在城市供配电网络中得到广泛应用。可用于对二、三级负荷供电。如图所示，用。可用于对二、三级负荷供电。如图所示，电源可为多个或一个，通常采用开环运行方电源可为多个或一个，通常采用开环运行方式式。 4.1.4 各种网络结构的适用对象1. 高压系统（110kV及以上）（1 1）对于用户的供电可靠性要求不高的情况，）对于用户的供电可靠性要求不高的情况，可采用放
6、射式或环式结构。可采用放射式或环式结构。（2 2）对负荷密度大，且供电要求高的用户可）对负荷密度大，且供电要求高的用户可采用双电源双回路放射式或环式结构。采用双电源双回路放射式或环式结构。（3 3）多电源系统可采用多联络环式结构。）多电源系统可采用多联络环式结构。单电源辐射式接线 （a）单电源单回路放射式）单电源单回路放射式（b）环式）环式单电源双辐射“T”接线单电源双回路干线式单电源双回路干线式双电源双辐射、“T”接线双电源双回路干线式双电源双回路干线式链式接线双电源双回路链式双电源双回路链式多电源、多联络环形接线单组合式（环式为主）单组合式（环式为主）2. 中压系统10（20）kV（1 1
7、）对于城市非重要用户及郊区，可靠性要）对于城市非重要用户及郊区，可靠性要求不高，可采用树干式结构。求不高，可采用树干式结构。（2 2）对负荷密度大，且供电要求高的用户可）对负荷密度大，且供电要求高的用户可采用双电源双回路树干式或环式结构。采用双电源双回路树干式或环式结构。（3 3）对于提供双电源有困难，用户的供电可）对于提供双电源有困难，用户的供电可靠性要求又较高的情况，可采用放射式结构。靠性要求又较高的情况，可采用放射式结构。单电源辐射式接线单电源单回路链式单电源单回路链式 双T接线双电源双回路干线式双电源双回路干线式双电源手拉手接线双电源单回路链式双电源单回路链式N供一备接线N供一备链式接
8、线四电源双联络接线组合式组合式3. 低压系统（380V）在低压供电系统中，环式结构较少使用，在低压供电系统中，环式结构较少使用，常见的网络结构形式是放射式结构和树干式常见的网络结构形式是放射式结构和树干式结构。结构。（1 1）对于单台设备容量较大或较重要场合，一）对于单台设备容量较大或较重要场合，一般采用放射式结构。般采用放射式结构。（2 2）对于非重要用电设备，用电性质相近，又）对于非重要用电设备，用电性质相近，又便于线路敷设时，一般采用树干式结构。便于线路敷设时，一般采用树干式结构。（3 3）对于重要用电设备，可采用双电源双回路）对于重要用电设备，可采用双电源双回路树干式结构或双电源双回路
9、放射式结构。树干式结构或双电源双回路放射式结构。返回返回目录目录4.2 供配电系统中供配电系统中发电厂变电所的电气主接线发电厂变电所的电气主接线4.2.1 对主接线的基本要求1. 主接线的定义变电所的电气主接线变电所的电气主接线是由电力变压器、各是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备以一定次序相连接的接受和分配等电气设备以一定次序相连接的接受和分配电能的电路。电能的电路。2. 主接线的要求主接线的要求（1 1）安全性安全性 必须保证在任何可能的运行方式必
10、须保证在任何可能的运行方式及检修状态下运行人员及设备的安全。及检修状态下运行人员及设备的安全。（2 2）可靠性可靠性 能满足各级用电负荷供电可靠性能满足各级用电负荷供电可靠性要求。要求。（3 3）灵活性灵活性 主接线应在安全、可靠的前提下，主接线应在安全、可靠的前提下，力求接线简单运行灵活，应能适应各种可能力求接线简单运行灵活，应能适应各种可能的运行方式的要求。的运行方式的要求。（4 4）经济性经济性 在满足以上要求的条件下，力求在满足以上要求的条件下，力求达到最少的一次投资与最低的年运行费用最达到最少的一次投资与最低的年运行费用最低。低。（5 5）可扩展性可扩展性 电气主接线在设计时应留有发
11、展电气主接线在设计时应留有发展余地。余地。4.2.2 有汇流母线的主接线母线母线（bus）实质上是主接线电路中接受和分实质上是主接线电路中接受和分配电能的一个电气联结点，形式上它将一个电气配电能的一个电气联结点，形式上它将一个电气联结点延展成一条线，以便于多个进出线回路的联结点延展成一条线，以便于多个进出线回路的联结。联结。有汇流母线的主接线是我国目前广泛采用的有汇流母线的主接线是我国目前广泛采用的接线形式，按母线设置组数的不同，又可分为单接线形式，按母线设置组数的不同，又可分为单母线接线和双母线接线两大类。母线接线和双母线接线两大类。 1单母线接线常用的单母线接线方式有单母线制和单母常用的单
12、母线接线方式有单母线制和单母线分段制。线分段制。单母线制单母线制单母线制形式如图所示，单母线制形式如图所示，是有汇流母线的主接线中结构是有汇流母线的主接线中结构最为简单的一类。在这种接线最为简单的一类。在这种接线中所有电源和引出线回路都连中所有电源和引出线回路都连接于同一母线上。接于同一母线上。单母线制的可靠性和灵活单母线制的可靠性和灵活性都较低，母线或连接于母线性都较低，母线或连接于母线上的任一隔离开关发生故障或上的任一隔离开关发生故障或检修时，都将影响全部负荷的检修时，都将影响全部负荷的用电。用电。l 单母线分段接线单母线分段接线为了提高单母线接线的供电可靠性和灵活性，为了提高单母线接线的
13、供电可靠性和灵活性，可采用断路器分段的单母线接线，如图所示，图中可采用断路器分段的单母线接线，如图所示，图中的的QF3QF3称为称为分段断路器分段断路器。l 单母线带旁路母线接线单母线带旁路母线接线旁路母线的作用是可以实现不停电检修出线断旁路母线的作用是可以实现不停电检修出线断路器。路器。l 单母线分段带旁路母线接线单母线分段带旁路母线接线单母分段带旁路接线是单母线分段和单母带旁路接线单母分段带旁路接线是单母线分段和单母带旁路接线的结合，在实际使用中为了减少断路器的数目，提高经济的结合，在实际使用中为了减少断路器的数目，提高经济性，常常用分段断路器兼作旁路断路器。性，常常用分段断路器兼作旁路断
14、路器。QS1QS2QS3QS4QS5QS6QS7QF1QF2QF3W1W2SW2. 双母线接线l 双母线接线双母线接线 对于特别重要的负荷，当采用单母线分段接线，对于特别重要的负荷，当采用单母线分段接线，可靠性不能满足要求时，可考虑采用双母线接线，可靠性不能满足要求时，可考虑采用双母线接线，QF称为称为母联断路器母联断路器。l 双母线分段接线双母线分段接线双母线分段接线主要有双母线三分段接线，双母线分段接线主要有双母线三分段接线，主要适用于大容量进出线较多的变电所。主要适用于大容量进出线较多的变电所。l 双母线带旁路母线接线双母线带旁路母线接线对于要求不停电检修出线断路器的场合，可对于要求不停
15、电检修出线断路器的场合，可以采用双母线带旁路接线。以采用双母线带旁路接线。（a a）装设专用旁路断路器）装设专用旁路断路器（b b）母联断路器兼旁路断路器）母联断路器兼旁路断路器（c c）旁路断路器兼母联断路器）旁路断路器兼母联断路器4.2.3 无汇流母线的主接线前面分析的各种有母线的主接线形式中所采前面分析的各种有母线的主接线形式中所采用的断路器数目一般都大于连接回路的数目，用的断路器数目一般都大于连接回路的数目，造成整个配电装置占地面积大，建设成本高。造成整个配电装置占地面积大，建设成本高。对于一些对经济性要求较高的场合，在满足主对于一些对经济性要求较高的场合，在满足主接线可靠性要求的前提
16、下，可考虑采用无汇流接线可靠性要求的前提下，可考虑采用无汇流母线的主接线。母线的主接线。常见的有常见的有单元式接线单元式接线和和桥式接线桥式接线。 1. 单元式接线单元式接线线路线路-变压器组接线变压器组接线单元式接线用于只有一回进线和一回出线的单元式接线用于只有一回进线和一回出线的场合，只有一种运行方式，如图所示。这种这场合，只有一种运行方式，如图所示。这种这主接线形式只适用于向三级负荷供电。主接线形式只适用于向三级负荷供电。 单元式接线单元式接线发电机发电机-变压器组接线变压器组接线 发电机与变压器直接连接成一个单元，组成发电机与变压器直接连接成一个单元，组成发电机发电机变压器组变压器组。
17、为了减少变压器台数和高压侧断路器数目，并。为了减少变压器台数和高压侧断路器数目，并节省配电装置占地面积，在系统允许时将两台发电机与一节省配电装置占地面积，在系统允许时将两台发电机与一台变压器相连接，组成台变压器相连接，组成扩大单元接线。扩大单元接线。TGQS1QFQS2WL(a)(b)发电机发电机-变压器单元接线变压器单元接线 扩大单元接线扩大单元接线 2. 桥式接线桥式接线当只有两台变压器和两条线路时，可当只有两台变压器和两条线路时，可以采用桥式接线。桥式接线是单母线分段以采用桥式接线。桥式接线是单母线分段接线中进出线回路数相同，且取消进线或接线中进出线回路数相同，且取消进线或出线断路器时的
18、特殊情况，将此时的母线出线断路器时的特殊情况，将此时的母线分段断路器称为分段断路器称为桥断路器桥断路器。桥式接线按照桥断路器的位置可分为：桥式接线按照桥断路器的位置可分为：内桥式接线内桥式接线外桥式接线外桥式接线桥断路器在进线断路器的内侧（即变压器桥断路器在进线断路器的内侧（即变压器侧），则称为侧），则称为内桥式接线内桥式接线，如图，如图a a所示。所示。桥断路器在进线断路器的外侧（即进线桥断路器在进线断路器的外侧（即进线侧），则称为侧），则称为外桥式接线外桥式接线 ，如图，如图b b所示。所示。（a）（b）桥断路器WL1WL1WL2WL2T1T1T2T2桥断路器外桥式外桥式 内桥式内桥式 内
19、桥式接线的特点是内桥式接线的特点是：线路的投切比较方便，：线路的投切比较方便，变压器的投切比较复杂，所以内桥式接线适用于变压器的投切比较复杂，所以内桥式接线适用于进线线路较长，负荷比较平稳，变压器不需要经进线线路较长，负荷比较平稳，变压器不需要经常投切的场合。常投切的场合。外桥式接线的特点和内桥相反外桥式接线的特点和内桥相反：它适用于进：它适用于进线线路较短、负荷变化较大，变压器需要经常切线线路较短、负荷变化较大，变压器需要经常切换的场合。换的场合。桥式接线有工作可靠、灵活、使用的电桥式接线有工作可靠、灵活、使用的电器少、装置简单清晰和建设费用低等优点，器少、装置简单清晰和建设费用低等优点，并
20、且它特别容易发展为单母线分段和双母并且它特别容易发展为单母线分段和双母线接线。因此广泛使用在线接线。因此广泛使用在220kV及以下的及以下的变电所中，具有两路电源的工厂企业变电变电所中，具有两路电源的工厂企业变电所也普遍采用，还可以作为建设初期的过所也普遍采用，还可以作为建设初期的过渡接线。渡接线。图4-23 桥式接线的扩展（a）扩大内桥；（b）双内桥；（c）双外桥返回返回目录目录4.3 供配电系统中供配电系统中发电厂变电所主接线示例发电厂变电所主接线示例1 220kV变电所（不作要求）2 35110kV变电所（重点掌握，能倒闸操作）重点掌握，能倒闸操作）3 工业企业供电系统 小型企业供电系统
21、小型企业供电系统 中型企业供电系统中型企业供电系统 大型企业供电系统大型企业供电系统（能倒闸操作）能倒闸操作）4 发电厂电气主接线（能辨识主接线方式）能辨识主接线方式） 火电厂电气主接线火电厂电气主接线 水电厂电气主接线水电厂电气主接线二、二、 35110kV变电所变电所110kV双绕组变压器地区变电所主接线示例 要求：要求：掌握掌握各类倒闸操各类倒闸操作票的编写作票的编写作作 业业4.7 p83某某110kV变电所主接线如图变电所主接线如图4-24所示，所示，该变电所正常运行方式为两线两变分列运该变电所正常运行方式为两线两变分列运行。请分别写出主变压器行。请分别写出主变压器T1检修和检修和1
22、号进号进线检修时的倒闸操作票。线检修时的倒闸操作票。（要求不停电操作，两电源允许短时（要求不停电操作，两电源允许短时间并列运行。）间并列运行。）110kV三绕组变压器地区变电所接线示例 要求：要求：掌握各电压等级的主接线方式掌握各电压等级的主接线方式1. 小型企业供电系统 小型企业或大中型小型企业或大中型企业的一个车间，由于企业的一个车间，由于负荷较小，通常采用低负荷较小，通常采用低压供电，只设置一个简压供电，只设置一个简单的降压变电所，即设单的降压变电所，即设置一个低压配电室置一个低压配电室三、工业企业供电系统三、工业企业供电系统2. 中型企业供电系统中型企业供电系统三级负荷三级负荷一、二级
23、负荷一、二级负荷三级负荷三级负荷企业总降供一、二级负荷。3.大型企业供电系统大型企业供电系统企业总降供三级负荷。3.大型企业供电系统大型企业供电系统车间变电所供三级负荷。3.大型企业供电系统大型企业供电系统车间变电所供一、二级负荷。3.大型企业供电系统大型企业供电系统车间变电所车间变电所适用：适用：供电可靠性供电可靠性要求较高，负荷变要求较高，负荷变化较大，设有两台化较大，设有两台以上变压器的车间，以上变压器的车间，和有和有高压动力负荷高压动力负荷设备设备的车间。的车间。3.大型企业供电系统大型企业供电系统四、发电厂电气主接线四、发电厂电气主接线（火电厂）（火电厂）要求：要求：掌握各掌握各电压
24、等电压等级的级的电电气主接气主接线方式线方式四、发电厂电气主接线四、发电厂电气主接线（水电厂）（水电厂）要求：接线简单，运行灵活。要求：接线简单，运行灵活。 发电机电压级的主接线常采用单元接线、扩大单元接线。 升高电压等级的主接线设计原则与火电厂相同，可采用单母线分段、双母线、双母带旁路接线，当进出线回路不多时，也可采用桥形接线。 返回返回目录目录4.4 变电所的结构与布置变电所的结构与布置4.4.1 变电所的选址4.4.2 变电所主要建筑物的布置与结构4.4.3 变电所的总体布置1变电所的选址变电所的选址变电所位置的确定遵循以下原则：变电所位置的确定遵循以下原则：（1 1）接近负荷中心）接近
25、负荷中心（2 2）进出线方便）进出线方便 （3 3）靠近电源侧）靠近电源侧 （4 4）满足供电半径的要求）满足供电半径的要求（5 5）运输设备方便）运输设备方便（6 6）避免设在有剧烈震动和高温的场所）避免设在有剧烈震动和高温的场所（7 7）避免设在多尘或有腐蚀性气体的场所）避免设在多尘或有腐蚀性气体的场所（8 8）避免设在潮湿或易积水场所）避免设在潮湿或易积水场所（9 9）避免设在有爆炸危险的区域或有火灾危险）避免设在有爆炸危险的区域或有火灾危险区域的正上面或正下面区域的正上面或正下面2变电所主要建筑物的布置与结构变电所主要建筑物的布置与结构（1）高压进出线及高压配电装置布置（2）主变压器布
26、置（3）静止补偿装置布置 （4）控制楼布置 3 变电所的总体布置变电所的总体布置 变电所的总体布置主要是指变电所的总体布置主要是指变压器室、高压变压器室、高压配电室、低压配电室、电容器室、控制室配电室、低压配电室、电容器室、控制室( (值班值班室室) )、休息室、工具间、休息室、工具间等布置方案，对露天变电所等布置方案，对露天变电所来讲，变压器是放置在室外的，不设变压器室。来讲，变压器是放置在室外的，不设变压器室。这里主要介绍室内变电所的总体布置方案这里主要介绍室内变电所的总体布置方案。 变电所总体布置方案应满足下列要求: (1)35110kV户内变电所宜采用双层布置，6kV10kV变电所宜采
27、用单层布置。采用双层布置时，变压器应设在底层；采用单层布置时，变压器宜露天或半露天安装。(2)变电所各室的布置应当紧凑合理，便于进出线设备的连接，便于设备的操作、搬运、检修、试验和巡视，还要考虑发展的可能性。(3)高低压配电室的位置应便于进出线，变压器室的位置应便于运输、安装和维护。低压配电室应靠近变压器室，电容器室宜与变压器室及相应电压等级的配电室相连。变压器室和电容器室应尽量避免西晒，并尽可能利用自然采光和自然通风。(4)当有两台变压器时，每台油量为100kg及以上的三相变压器，应设在单独的变压器室内。干式变压器和不带可燃油的高低压配电装置，可设在同一房间内。(5)从安全角度考虑，配电室、
28、变压器室、电容器室的门应向外开，相邻配电室之间有门时，该门应双向开启或向低压室方向开启。但变电所的门窗不宜直接通向相邻的酸、碱、蒸汽、粉尘和噪声严重的场所。(6)控制室、值班室应尽量靠近高低压配电室，且有门直通，控制室、值班室的大门应朝外开。控制室、值班室和辅助房间的位置应便于运行人员工作和管理。有些工厂变电所的控制室、值班室是合在一起的，为了值班人员的方便，应设置厕所和上、下水设施。(7)配电室、控制室、值班室等的地面，宜高出室外地面150mm300mm。当附设于车间内时，则可与车间的地面相平。变电所常用的几种平面布置方案，如图所示。变电所常用的几种平面布置方案，如图所示。 返回返回目录目录
