1、第三章第三章 供配电一次系统供配电一次系统3.1 供配电系统常用电器设备供配电系统常用电器设备3.2 变电所的低压设备变电所的低压设备3.3 变电所主变压器数量及容量的确定变电所主变压器数量及容量的确定3.4 变电所的电气主接线变电所的电气主接线3.5 配电网常用电气主接线形式配电网常用电气主接线形式3.6 互互 感感 器器3.7 组合式成套变电所组合式成套变电所供配电一次系统供配电一次系统 本章本章讲述供配电系统的一次设备和主讲述供配电系统的一次设备和主接线图，对一次设备着重介绍其功能、结构接线图，对一次设备着重介绍其功能、结构特点、基本原理，对主接线图着重阐述其基特点、基本原理，对主接线图
2、着重阐述其基本要求及一些典型接线的分析。本章是本课本要求及一些典型接线的分析。本章是本课程的重点，也是从事供配电系统运行、维护程的重点，也是从事供配电系统运行、维护和设计必备的基础知识。和设计必备的基础知识。3.1 3.1 高压电器及高压配电装置高压电器及高压配电装置3.1.1 3.1.1 电弧相关概念电弧相关概念3.1.2 3.1.2 变电所中的高压电器变电所中的高压电器3.1.3 组合电器成套装置组合电器成套装置3.1.1 变电所中的高压电器变电所中的高压电器学习内容：学习内容：高压电器高压电器2.高压电器具体指哪些设备？高压电器具体指哪些设备？高压电器高压电器按其功能与作用。按其功能与作
3、用。高压断路器高压断路器隔离开关隔离开关负荷开关负荷开关熔断器等熔断器等1、什么是开关电弧？、什么是开关电弧？l断路器切断通有电流的回路时，只要电源电断路器切断通有电流的回路时，只要电源电压大于压大于101020V20V，电流大于，电流大于8080100mA100mA，在动、，在动、静触头分开瞬间，触头间隙就会出现电弧。静触头分开瞬间，触头间隙就会出现电弧。此时，触头虽然已分开，但是电路中的电流此时，触头虽然已分开，但是电路中的电流还在继续流通，只有熄灭电弧，电路才真正还在继续流通，只有熄灭电弧，电路才真正断开。断开。l电弧，从本质上说，是一种极强烈的电游离电弧，从本质上说，是一种极强烈的电游
4、离现象，其特点是光很强和温度很高。现象，其特点是光很强和温度很高。发生电弧的游离方式：发生电弧的游离方式：l热电发射。热电发射。l高电场发射高电场发射l碰撞游离碰撞游离l热电游离。热电游离。2 2、电弧是怎样形成的？电弧是怎样形成的？u延长了电路断开的时间延长了电路断开的时间u高温可能烧损开关触头等，引起火灾。高温可能烧损开关触头等，引起火灾。u强烈的弧光可能损伤人的视力。强烈的弧光可能损伤人的视力。3 3、电弧的危害有什么样的危害？、电弧的危害有什么样的危害？l在中性质点发生游离的同时，还存在着使带在中性质点发生游离的同时，还存在着使带电质点不断减少的去游离。去游离的主要形电质点不断减少的去
5、游离。去游离的主要形式是复合与扩散。式是复合与扩散。（1 1）复合）复合复合是异性带电质点彼此的中和。复合是异性带电质点彼此的中和。（2 2）扩散扩散扩散是指带电质点从弧隙逸出进入周围介质中的扩散是指带电质点从弧隙逸出进入周围介质中的现象。现象。4 4、电弧怎样熄灭？、电弧怎样熄灭？利用介质灭弧利用介质灭弧利用气体或油吹动电弧利用气体或油吹动电弧采用特殊的金属材料作灭弧触头采用特殊的金属材料作灭弧触头电磁吹弧电磁吹弧使电弧在固体介质的狭缝中运动使电弧在固体介质的狭缝中运动将长弧分隔成短弧将长弧分隔成短弧采用多断口灭弧采用多断口灭弧提高断路器触头的分离速度提高断路器触头的分离速度5、灭弧的基本方
6、法如下：、灭弧的基本方法如下：3.1 供配电系统常用电气设备供配电系统常用电气设备l3.1.1.1 电力变压器电力变压器l电力变压器电力变压器（power transformer）是变电所的核心是变电所的核心设备，通过它将一种电压的交流电能转换成另一种电压的交设备，通过它将一种电压的交流电能转换成另一种电压的交流电能，以满足输电、供电、配电或用电的需要。流电能，以满足输电、供电、配电或用电的需要。l1.常用电力变压器的种类l（1）按相数分类：有三相电力变压器和单相电力变压器。大多数场合使有三相电力变压器和单相电力变压器。大多数场合使用三相电力变压器，在一些低压单相负载较多的场合，也使用单相变压
7、用三相电力变压器，在一些低压单相负载较多的场合，也使用单相变压器。器。l（2 2）按绕组导电材料分类：有铜绕组变压器和铝绕组变压器。目前一般有铜绕组变压器和铝绕组变压器。目前一般均采用铜绕组变压器。均采用铜绕组变压器。l（3 3）按绝缘介质分类：有油浸式变压器和干式变压器。油浸式变压器由：有油浸式变压器和干式变压器。油浸式变压器由于价格低廉而得到了广泛应用；干式变压器有不易燃烧、不易爆炸的特于价格低廉而得到了广泛应用；干式变压器有不易燃烧、不易爆炸的特点，特别适合在防火、防爆要求高的场合使用，绝缘形式有环氧浇注式、点，特别适合在防火、防爆要求高的场合使用，绝缘形式有环氧浇注式、开启式、六氟化硫
8、（开启式、六氟化硫（SF6SF6）充气式和缠绕式等。干式变压器现已在中压等）充气式和缠绕式等。干式变压器现已在中压等级的电网中逐步得到了广泛的应用。级的电网中逐步得到了广泛的应用。l2.常用变压器的容量系列常用变压器的容量系列 我国目前的变压器产品容量系列为我国目前的变压器产品容量系列为R10R10系列，系列，即变压器容量等级是按即变压器容量等级是按 为倍数确定的，如：为倍数确定的，如：100kVA、125 kVA、160 kVA、200 kVA、250 kVA、315 kVA、500 kVA、630 kVA、800 kVA、1000 kVA、1250 kVA、1600 kVA等等。10101
9、01.26R变电所中的高压电器变电所中的高压电器3.1.1.1 3.1.1.1 高压断路器高压断路器1 定义：定义：l高压断路器高压断路器(high-voltage circuit-breaker)，文字，文字符号为符号为QF，是一种专用于断开或接通电路的开，是一种专用于断开或接通电路的开关设备，它有完善的灭弧装置关设备，它有完善的灭弧装置2 2 功能功能通断正常负荷电流通断正常负荷电流接通和承受一定的短路电流接通和承受一定的短路电流在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。4 分类：分类：高压断路器按其高压断路器按其采用的灭弧介质采用的灭弧介质分为：分为
10、：油油(oil)断断路器路器、六氟化硫六氟化硫(SF6)断路器断路器、真空真空(vacuum)断断路器、压缩空气断路器路器、压缩空气断路器等。等。5 高压断路器全型号的表示和含义如下：高压断路器全型号的表示和含义如下：多油断路器：多油断路器：开关触头在绝缘油中闭合和断开关触头在绝缘油中闭合和断 开。油开。油兼有灭弧和绝缘功能，油量多，有易燃易爆兼有灭弧和绝缘功能，油量多，有易燃易爆危险。体积大，维护麻烦。危险。体积大，维护麻烦。少油断路器：少油断路器：开关触头在绝缘油中闭合和断开。油开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧功能，油量少，易燃易爆危险性较只作灭弧功能，油量少，易燃易爆危险性较小。
11、体积小，价廉，维护方便。不能频繁操小。体积小，价廉，维护方便。不能频繁操作。作。610kv多用。多用。6 类型类型l空气断路器空气断路器 利用压缩空气吹动电弧，并使电弧熄灭。利用压缩空气吹动电弧，并使电弧熄灭。灭弧能力强，分断时间短，断流容量大。结灭弧能力强，分断时间短，断流容量大。结构复杂，价贵，维护要求高。多用于构复杂，价贵，维护要求高。多用于110kv及以上大型电站或变电所及以上大型电站或变电所及及不适应采用六氟不适应采用六氟化硫断路器的高寒地区化硫断路器的高寒地区。l六氟化硫断路器六氟化硫断路器 开关触头在开关触头在 SF6气体中气体中 闭合和断开。闭合和断开。SF6气气体兼有灭弧和绝
12、缘功能。灭弧能力强，属高速体兼有灭弧和绝缘功能。灭弧能力强，属高速断路器。断流容量大，电绝缘性能好，检修周断路器。断流容量大，电绝缘性能好，检修周期长。可频繁操作。无燃烧爆炸危险，体积小，期长。可频繁操作。无燃烧爆炸危险，体积小，维护要求严格，价贵。维护要求严格，价贵。注意：注意：在全封闭组合电器中多采用。不适于高寒在全封闭组合电器中多采用。不适于高寒地区。地区。本身无毒，但电弧在高温作用下会生本身无毒，但电弧在高温作用下会生成氟化氢等强烈腐蚀性的剧毒物，检修时，应成氟化氢等强烈腐蚀性的剧毒物，检修时，应注意防毒。注意防毒。注解：注解：1接线端子接线端子 2绝缘筒绝缘筒(内有内有气缸和触头气缸
13、和触头)3下接线端子下接线端子 4操动机构箱操动机构箱 5小车小车 6断路弹簧断路弹簧 图图3.2 LN2-10型高压型高压SF6断路器断路器 注解：注解：1静触头静触头 2绝缘喷嘴绝缘喷嘴 3动触头动触头 4气缸气缸(连同动触头连同动触头由操动机构传动由操动机构传动)5压气活塞压气活塞(固定固定)6电弧电弧图图3.2 SF6断路器灭弧室结构和工作示意图断路器灭弧室结构和工作示意图LW8-40.5LW8-40.5型户外交流高压六氟化硫断路器型户外交流高压六氟化硫断路器lSN10-10型断路器型断路器l真空断路器真空断路器 开关触头在真空的容器内闭合和断开。灭弧开关触头在真空的容器内闭合和断开。
14、灭弧能力强燃弧时间短，属高速断路器。开断能能力强燃弧时间短，属高速断路器。开断能力强。结构简单，重量轻，体积小。寿命长，力强。结构简单，重量轻，体积小。寿命长，易维修。可频繁操作。无易燃易爆危险。易维修。可频繁操作。无易燃易爆危险。注意：注意：由于开断速度高由于开断速度高,易产生截流过电压易产生截流过电压,对变压器等感性负载易造成危害对变压器等感性负载易造成危害,应配置过电应配置过电压吸收装置。压吸收装置。1静触头静触头 2动触头动触头 3屏蔽罩屏蔽罩 4波纹管波纹管 5与外壳封与外壳封接的金属法接的金属法兰盘兰盘 6波纹管屏波纹管屏蔽罩蔽罩 7玻壳玻壳真空断路器的真空灭弧室结构真空断路器的真
15、空灭弧室结构ZN63A-12(VS1)ZN63A-12(VS1)户内交流高压真空断路器户内交流高压真空断路器ZN28A-12ZN28A-12系列户内交流高压真空断路器系列户内交流高压真空断路器7 铭牌所列的技术数据铭牌所列的技术数据额定电压额定电流额定开断电流额定断流容量热稳定电流动稳定电流4 4 选择选择 l首先考虑工作条件,确定断路器的额定值。l结合环境条件选用断路器的型号和规格。l据短路电流进行断流容量,动、热稳定校验。l尽量维修方便，价格便宜，运行费用少等。变电所中的高压电器变电所中的高压电器l3.1.1.2高压隔离开关高压隔离开关1 定义：定义：l高压隔离开关高压隔离开关(high-
16、voltage disconnector，文字，文字符号为符号为QS)的功能，主要是隔离高压电源，以的功能，主要是隔离高压电源，以保证其他设备和线路的安全检修。保证其他设备和线路的安全检修。缺点：缺点：没有灭弧装置，不能接通和切断负荷电流。没有灭弧装置，不能接通和切断负荷电流。2 功能：功能：l隔离高压电源：隔离高压电源：当它处于分闸状态时，有着明显的断当它处于分闸状态时，有着明显的断口，使处于其后的高压母线、断路器等电力设备与电口，使处于其后的高压母线、断路器等电力设备与电源或带电高压母线隔离，以保障检修工作的安全。源或带电高压母线隔离，以保障检修工作的安全。l倒闸操作：倒闸操作：由于不设灭
17、弧装置，隔离开关一般不允许由于不设灭弧装置，隔离开关一般不允许带负荷操作，即不允许接通和分断负荷电流。带负荷操作，即不允许接通和分断负荷电流。l注意：和断路器配合使用时，要严格遵守操作顺序，注意：和断路器配合使用时，要严格遵守操作顺序，即停电时，应先使断路器跳闸，后拉开隔离开关；送即停电时，应先使断路器跳闸，后拉开隔离开关；送电时，应先合隔离开关，再闭合断路器。电时，应先合隔离开关，再闭合断路器。l接通和断开较小电流：接通和断开较小电流：如励磁电流不超过如励磁电流不超过2A的空载变的空载变压器、电容电流不超过压器、电容电流不超过5A的空载线路以及电压互感器的空载线路以及电压互感器和避雷器等。和
18、避雷器等。3 类型：类型：l户内型（户内型（GN 三相刀闸同一底座。三相刀闸同一底座。l户外型（户外型（GW单柱式、双柱式、三柱式。单柱式、双柱式、三柱式。4 高压隔离开关全型号的表示和含义：高压隔离开关全型号的表示和含义：1GN8型隔离开关型隔离开关 2传动连杆传动连杆(920mm焊接焊接钢管钢管)3调节杆调节杆 4CS6型手动操作机构型手动操作机构CS6型手动操作机构与型手动操作机构与GN8型型隔离开关配合的一种安装方式隔离开关配合的一种安装方式5 选择选择首先按安装地点选择户内型或户外型。首先按安装地点选择户内型或户外型。结合工作条件确定额定值，校验动、稳定值。结合工作条件确定额定值，校
19、验动、稳定值。35kv及以上宜选用带接地刀闸。及以上宜选用带接地刀闸。考虑开关接线端的机械负荷。考虑开关接线端的机械负荷。l3.1.1.3 高压负荷开关高压负荷开关l高压负荷开关高压负荷开关(high-voltage load switch，文字符号为，文字符号为QL)，是，是一种介乎隔离开关与断路器之间的结构简单一种介乎隔离开关与断路器之间的结构简单的高压电器，具有简单的灭弧装置，的高压电器，具有简单的灭弧装置，常用来分合负荷常用来分合负荷电流和较小的过负荷电流，但不能分断短路电流。电流和较小的过负荷电流，但不能分断短路电流。此此外，负荷开关还大多数具有明显的断口，具有隔离开外，负荷开关还大
20、多数具有明显的断口，具有隔离开关的作用。关的作用。l负荷开关常与熔断器联合使用，由负荷开关分断负负荷开关常与熔断器联合使用，由负荷开关分断负荷电流，利用熔断器切断故障电流。荷电流，利用熔断器切断故障电流。因此在容量不是因此在容量不是很大、同时对保护性能的要求也不是很高时，负荷开很大、同时对保护性能的要求也不是很高时，负荷开关与熔断器组合起来便可取代断路器，从而降低设备关与熔断器组合起来便可取代断路器，从而降低设备投资和运行费用。这种形式广泛应用于城网改造和农投资和运行费用。这种形式广泛应用于城网改造和农村电网。村电网。2 2 功能功能l能通断一定的负荷电流和过负荷电流，不能能通断一定的负荷电流
21、和过负荷电流，不能切断短路电流故障。切断短路电流故障。l必须与高压熔断器串联，借助于熔断器切除必须与高压熔断器串联，借助于熔断器切除短路电流。短路电流。l与隔离开关一样，具有明显的断开间隙，也与隔离开关一样，具有明显的断开间隙，也具有隔离电源，保证安全检修的功能。具有隔离电源，保证安全检修的功能。l高压熔断器高压熔断器（fuse）是供配电网络中人为设置的最是供配电网络中人为设置的最薄弱的元件。当其所在电路发生短路或长期过载时，它便因薄弱的元件。当其所在电路发生短路或长期过载时，它便因过热而熔断，并通过灭弧介质将熔断时产生的电弧熄灭，最过热而熔断，并通过灭弧介质将熔断时产生的电弧熄灭，最终开断电
22、路，以保护电力电路及其他的电气设备。终开断电路，以保护电力电路及其他的电气设备。3 高压负荷开关全型号的表示和含义高压负荷开关全型号的表示和含义4 类型类型l户内型户内型(FN )l户外型户外型(FW)l 固定产气式（固定产气式（FN1、FW5 等等l 压气式压气式 （FN2、FN3 l 压缩空气式压缩空气式l 六氟化硫六氟化硫l 真空式真空式FZRN21-12D/T125-31.5FZRN21-12D/T125-31.5型户内交流高压真空负荷型户内交流高压真空负荷开关熔断器组合电器开关熔断器组合电器FLRN36-12DFLRN36-12D型户内交流高压六氟化硫负荷开关型户内交流高压六氟化硫负
23、荷开关 熔断器组合电器熔断器组合电器5 选择选择l首先按安装地点选择户内型或户外型。首先按安装地点选择户内型或户外型。l结合工作条件确定额定值，校验动、稳定值。结合工作条件确定额定值，校验动、稳定值。l35kv及以上宜选用带接地刀闸。及以上宜选用带接地刀闸。l考虑开关接线端的机械负荷。考虑开关接线端的机械负荷。变电所中的高压电器变电所中的高压电器l3.1.1.4 高压熔断器高压熔断器l1、高压熔断器定义：、高压熔断器定义：l熔断器熔断器(fuse，文字符号为，文字符号为FU)是供配电网络中人为设是供配电网络中人为设置的最薄弱的元件。是一种置的最薄弱的元件。是一种在电路电流超过规定值在电路电流超
24、过规定值并经一定时间后，使其熔体并经一定时间后，使其熔体(fuse-element，文字符号，文字符号FE)熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。l即：当其所在电路发生短路或长期过载时，它便因即：当其所在电路发生短路或长期过载时，它便因过热而熔断，并通过灭弧介质将熔断时产生的电弧过热而熔断，并通过灭弧介质将熔断时产生的电弧熄灭，最终开断电路，以保护电力电路及其他的电熄灭，最终开断电路，以保护电力电路及其他的电气设备。气设备。l高压熔断器是一种简单的保护电器，由熔体、高压熔断器是一种简单的保护电器，由熔体、熔体管和接触导电等部分组成。熔体管和接触导电等部
25、分组成。l2 功能功能主要对电流和电路中的设备进行短路保护主要对电流和电路中的设备进行短路保护有时也有过负荷保护有时也有过负荷保护3 类型及特点类型及特点户内型户内型（RN 固定式固定式户外型户外型（RW 跌落式跌落式 RN1 主要用作高压线路和设备的短路主要用作高压线路和设备的短路 护，护，也起过负荷保护。也起过负荷保护。RN2 用作高压互感器的短路保护。用作高压互感器的短路保护。RN1、RN2灭弧能力很强，为灭弧能力很强，为”限流限流“式熔断式熔断器。器。RW310户外高压跌落式熔断器户外高压跌落式熔断器4 选择选择l其额定电压应符合线路或设备的额定电压。其额定电压应符合线路或设备的额定电
26、压。l熔断器额定电流熔断器额定电流 IN.FU和熔体的额定电流和熔体的额定电流 IN.FE的确定：的确定：IN.FE(1.42.5)IC IN.FE=(0.31.0)IN.FUl3.1.1.5 低压开关设备低压开关设备低压隔离开关低压隔离开关l3.1.2 组合电器成套装置组合电器成套装置l1环网供电单元环网供电单元l环网供电单元环网供电单元（The Unit of Ring Network Power Supply）由间隔组成，一般至少有三个间隔组成，即两个环由间隔组成，一般至少有三个间隔组成，即两个环缆进出间隔和一个变压器回路间隔。缆进出间隔和一个变压器回路间隔。l城网一般用环缆，在用架空线
27、的地方，可将架空线引至环网城网一般用环缆，在用架空线的地方，可将架空线引至环网供电单元旁，再由电缆引进和引出，如图所示。供电单元旁，再由电缆引进和引出，如图所示。l2.预装式变电站预装式变电站l预装式变电站预装式变电站（prefabricated substation）俗称俗称箱箱式变电站式变电站。预装式变电站就是一种把高压开关设备，配电变。预装式变电站就是一种把高压开关设备，配电变压器和低压配电装置按一定线路方案排布成一体的预制型户压器和低压配电装置按一定线路方案排布成一体的预制型户内、户外紧凑式配电设备。内、户外紧凑式配电设备。特别适用于城网建设与改造，具有成套性强，体特别适用于城网建设与
28、改造，具有成套性强，体积小，占地少，能深入负荷中心，提高供电质量，积小，占地少，能深入负荷中心，提高供电质量，减少损耗，送电周期短，选址灵活，对环境适应减少损耗，送电周期短，选址灵活，对环境适应性强，安装方便，运行安全可靠及投资少，见效性强，安装方便，运行安全可靠及投资少，见效快等一系列优点。快等一系列优点。预装式变电站三个主要部分（高压配电装置，变预装式变电站三个主要部分（高压配电装置，变压器及低压配电装置）的布置方式一般有两种：压器及低压配电装置）的布置方式一般有两种：u和和。u“目目”字形布置接线方便，而字形布置接线方便，而“品品”字形布字形布置接线紧凑。置接线紧凑。“目目”字字形形l3
29、高压开关柜高压开关柜l开关柜是金属封闭式开关设备的俗称。按照国标开关柜是金属封闭式开关设备的俗称。按照国标GB3906的定义，金属封闭开关设备是的定义，金属封闭开关设备是指除进出线外，完全被金属外指除进出线外，完全被金属外壳包住的开关设备。壳包住的开关设备。l高压开关柜高压开关柜（high voltage switchgear）按一定线路方案将按一定线路方案将有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，有关一、二次设备组装而成的一种高压成套配电装置，结构结构紧凑，占地面积小，安装工作量小，使用和维修方便，且有紧凑，占地面积小，安装工作量小，使用和维修方便，且有多种接线方案以供选择，故用户使
30、用极为便利。多种接线方案以供选择，故用户使用极为便利。l（1）空气绝缘金属封闭开关设备（开关柜）空气绝缘金属封闭开关设备（开关柜）l1）分类）分类l铠装式铠装式 各室间用金属板隔离且接地，如各室间用金属板隔离且接地，如KYN1-10型型l间隔式间隔式 各室间是用一个或多个非金属板隔离，各室间是用一个或多个非金属板隔离，l 如如JYN2-10型型 l箱式箱式 具有金属外壳，但间隔数目少于铠装式或隔离式，具有金属外壳，但间隔数目少于铠装式或隔离式，l 如如XGN2-10型型 用途：用途：作为电能接受、分配的通断和监视保护之用。作为电能接受、分配的通断和监视保护之用。类型：类型：u固定式固定式u手车
31、式手车式GG-1A(F)GG-1A(F)型固定式高压开关设备型固定式高压开关设备KYN28A-12(Z)BKYN28A-12(Z)B型铠装移开式交流金属开关设备型铠装移开式交流金属开关设备XGN2-12(Z)XGN2-12(Z)箱型固定式交流金属封闭开关设备箱型固定式交流金属封闭开关设备l2）型式）型式l高压断路器的置放有两种型式：高压断路器的置放有两种型式：l落地式落地式 断路器手车本身落地，推入柜内。如断路器手车本身落地，推入柜内。如KYN1-10型和型和JYN2-10型。型。l中置式中置式 手车装于柜子中部，如手车装于柜子中部，如KYN18型型中置柜，手车的装中置柜，手车的装卸需要装卸车
32、。目前中置式开关柜越来越多。卸需要装卸车。目前中置式开关柜越来越多。l3）高压开关柜的型号含义）高压开关柜的型号含义l高压开关柜型号的表示和含义如下高压开关柜型号的表示和含义如下 4）开关柜按供电装设了防止电气误操作的闭锁开关柜按供电装设了防止电气误操作的闭锁装置，即装置，即“五防五防”。防止误跳、误合断路器。防止误跳、误合断路器。防止带负荷分、合隔离开关。防止带负荷分、合隔离开关。防止带电挂地线。防止带电挂地线。防止带地线合闸。防止带地线合闸。防止误入带电间隙。防止误入带电间隙。l（2）SF6绝缘金属封闭开关设备（充气柜）绝缘金属封闭开关设备（充气柜）以以SFSF6 6气体绝缘的开关柜气体绝
33、缘的开关柜简称充气柜。此产品的高压元件诸简称充气柜。此产品的高压元件诸如母线、断路器、隔离开关、互感器等封闭在充有较低压力如母线、断路器、隔离开关、互感器等封闭在充有较低压力（一般（一般0.020.05MPa）的）的SFSF6 6气体的壳体内。气体的壳体内。最大特点是不受外界环境条件的影响，可用在环境恶劣的场最大特点是不受外界环境条件的影响，可用在环境恶劣的场所。所。重要特点是：由于使用性能优异的重要特点是：由于使用性能优异的SFSF6 6绝缘，大大缩小了柜体绝缘，大大缩小了柜体的外形尺寸。与空气绝缘相比，的外形尺寸。与空气绝缘相比，SF SF6 6充气柜的安装面积为其充气柜的安装面积为其26
34、%26%，体积为其，体积为其27%27%。同时，由于充气柜配有性能良好的无油。同时，由于充气柜配有性能良好的无油开关，大大减少了维修和检修工作量。开关，大大减少了维修和检修工作量。4 选择选择据使用环境和工作条件决定开关柜类型和相据使用环境和工作条件决定开关柜类型和相应的电气设备。应的电气设备。据变配电所一次电路图的要求并经几个方案据变配电所一次电路图的要求并经几个方案的技术经济比较，优选开关柜及其一次方案的技术经济比较，优选开关柜及其一次方案编号，并确定一、二次设备型号和规格。编号，并确定一、二次设备型号和规格。结合控制、计量、保护和信号等方面要求，结合控制、计量、保护和信号等方面要求，选用
35、或自行设计二次接线，并确定二次设备选用或自行设计二次接线，并确定二次设备型号和规格。型号和规格。向厂家订购时，应向厂家提供一、二次电路向厂家订购时，应向厂家提供一、二次电路图纸等有关技术资料。图纸等有关技术资料。l4低压开关柜低压开关柜l低压开关柜低压开关柜又叫低压配电屏。是按一定的线路方案又叫低压配电屏。是按一定的线路方案将有关低压设备组装在一起的成套配电装置。其结构形式主将有关低压设备组装在一起的成套配电装置。其结构形式主要有要有固定式固定式、抽屉式抽屉式两大类。固定式开关柜常见的型号有两大类。固定式开关柜常见的型号有GGD等。等。抽出式抽出式开关柜常见的型号有开关柜常见的型号有GCK、G
36、CL、DOMINO、MNS、SIVACON等等。3.2 变电所的电气主接线变电所的电气主接线l3.2.1 对主接线的基本要求对主接线的基本要求l1.主接线的定义主接线的定义l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、各种开关是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备以一定次或导线、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电能的电路。序相连接的接受和分配电能的电路。l2.主接线的要求主接线的要求l（1 1）安全性安全性 必须保证在任何可能的运行方式及检修状态必须保证
37、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。下运行人员及设备的安全。l（2 2）可靠性可靠性 能满足各级用电负荷供电可靠性要求。能满足各级用电负荷供电可靠性要求。l（3 3）灵活性灵活性 主接线应在安全、可靠的前提下，力求接线主接线应在安全、可靠的前提下，力求接线简单运行灵活，应能适应各种可能的运行方式的要求。简单运行灵活，应能适应各种可能的运行方式的要求。l（4 4）经济性经济性 在满足以上要求的条件下，力求达到最少的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低。一次投资与最低的年运行费用最低。l2.2.2 有汇流母线的主接线有汇流母线的主接线l 母线母线（
38、bus）实质上是主接线电路中接受和分配电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联结点延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。展成一条线，以便于多个进出线回路的联结。l 有汇流母线的主接线是我国目前广泛采用的接线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，又可分为单母线接线形式，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。和双母线接线两大类。l1单母线接线单母线接线l常用的单母线接线方式有常用的单母线接线方式有单母线制单母线制和和单母线分段制单母线分段制。单母线制单母线制l形
39、式形式：单母线制形式如图所示，是单母线制形式如图所示，是有汇流母线的主接线中结构最为简单有汇流母线的主接线中结构最为简单的一类。在这种接线中所有电源和引的一类。在这种接线中所有电源和引出线回路都连接于同一母线上。出线回路都连接于同一母线上。l特点特点：单母线制的可靠性和灵活性：单母线制的可靠性和灵活性都较低，母线或连接于母线上的任一都较低，母线或连接于母线上的任一隔离开关发生故障或检修时，都将影隔离开关发生故障或检修时，都将影响全部负荷的用电。响全部负荷的用电。单母线分段接线单母线分段接线l为了提高单母线接线的供电可靠性和灵活性，可采用断路器分为了提高单母线接线的供电可靠性和灵活性，可采用断路
40、器分段的单母线接线，如图所示，图中的段的单母线接线，如图所示，图中的QF3QF3称为称为分段断路器分段断路器。l2.双母线接线双母线接线l对于特别重要的负荷，当采用单母线分段接线，可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，如图所示。靠性不能满足要求时，可考虑采用双母线接线，如图所示。W1为工作母线，为工作母线，W2为备用母线，其间通过断路器为备用母线，其间通过断路器QF连接起连接起来，来，QF称为称为母联断路器母联断路器。l3.2.3 无汇流母线的主接线无汇流母线的主接线l 前面分析的各种有母线的主接线形式中所采用的断路器前面分析的各种有母线的主接
41、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，造成整个配电装置占地面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。对于一些对经济性要求较高的场合，在积大，建设成本高。对于一些对经济性要求较高的场合，在满足主接线可靠性要求的前提下，可考虑采用无汇流母线的满足主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。主接线。l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。l1.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l单元式接线用于只有一回进线和一回出线的场合，只有一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
42、主接线形式只适用于向三级种运行方式，如图所示。这种这主接线形式只适用于向三级负荷供电。负荷供电。l2.桥式接线桥式接线l 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。lll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：p内桥式接线：桥断路器在进线断路器的内侧（即变压器侧）p外桥式接线：桥断路器
43、在进线断路器的外侧（即进线）ll桥断路器在进线断路器的内侧（即变压器侧），则称为桥断路器在进线断路器的内侧（即变压器侧），则称为内桥内桥式接线式接线，如图，如图(a)(a)所示。所示。l桥断路器在进线断路器的外侧（即进线侧），则称为桥断路器在进线断路器的外侧（即进线侧），则称为外桥式外桥式接线接线 ，如图，如图(b)(b)所示。所示。l内桥式接线的特点内桥式接线的特点是：线路的投切比较方便，是：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。
44、常投切的场合。l外桥式接线的特点外桥式接线的特点和内桥相反：它适用于进线和内桥相反：它适用于进线线路较短、负荷变化较大，变压器需要经常切换线路较短、负荷变化较大，变压器需要经常切换的场合。的场合。l桥式接线有工作可靠、灵活、使用的电器少、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，并且它特别容装置简单清晰和建设费用低等优点，并且它特别容易发展为单母线分段和双母线接线。因此广泛使用易发展为单母线分段和双母线接线。因此广泛使用在在220kV及以下的变电所中，具有两路电源的工厂及以下的变电所中，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企业变电所也普遍
45、采用，还可以作为建设初期的过渡接线。渡接线。l3.2.4 变电所的主接线举例变电所的主接线举例l1.总降压变电所常见的主接线总降压变电所常见的主接线l负荷大多为一类和二类负荷的负荷大多为一类和二类负荷的化工厂、煤气厂、炼油厂等大型工业化工厂、煤气厂、炼油厂等大型工业企业采用企业采用3510kV的线路两回路供电的线路两回路供电时，一般高压侧多采用内桥式接线，时，一般高压侧多采用内桥式接线，低压侧采用单母线分段接线。如图所低压侧采用单母线分段接线。如图所示。示。l2.车间变电所主接线车间变电所主接线l车间变电所供电线路往往较短，车间变电所供电线路往往较短，并考虑厂区美化因素，常采用电缆并考虑厂区美
46、化因素，常采用电缆配电。这时车间变电所主接线的典配电。这时车间变电所主接线的典型方案如图所示。图（型方案如图所示。图（a a）在变压）在变压器高压侧不设开关，变压器的操作器高压侧不设开关，变压器的操作和保护在总降压变电所馈出线处实和保护在总降压变电所馈出线处实现，低压母线故障由低压侧断路器现，低压母线故障由低压侧断路器保护。当需要在车间变电所操作空保护。当需要在车间变电所操作空载变压器时，可选用图（载变压器时，可选用图（b b）或图）或图（c c）所示方案，其中，图（）所示方案，其中，图（b b）适）适用于变压器容量不大于用于变压器容量不大于630kVA630kVA的变的变电所。电所。l当车间
47、变电所由架当车间变电所由架空线供电时，其典空线供电时，其典型方案如图型方案如图所示。所示。图（图（a）和图（）和图（b）适用于变压器容量适用于变压器容量不大于不大于630kVA的的变电所，图（变电所，图（c）则适用于变压器容则适用于变压器容量较大的变电所。量较大的变电所。3.3 变电所的结构与布置变电所的结构与布置l3.3.1 变电所的分类及位置的确定变电所的分类及位置的确定l1变电所的分类变电所的分类l（1 1）在供配电系统中，一般将在供配电系统中，一般将110kV/10（6）kV或或35kV/10（6）kV的变电所称为的变电所称为区域变电所或总降压区域变电所或总降压变电所。变电所。l（2）
48、10（6）kV/0.4kV的变配电所称为的变配电所称为用户变电所用户变电所，在工业企业中则称为在工业企业中则称为车间变电所车间变电所。l（3）10kV配电站又称配电站又称开闭所开闭所，在城市电网中使用，在城市电网中使用较为普遍。较为普遍。l2变电所位置的确定变电所位置的确定l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：l（1 1）接近负荷中心）接近负荷中心l（2 2）进出线方便）进出线方便 l（3 3）靠近电源侧）靠近电源侧 l（4 4）满足供电半径的要求）满足供电半径的要求l（5 5）运输设备方便）运输设备方便l（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
49、温的场所l（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l（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l（9 9）避免设在有爆炸危险的区域或有火灾危险区域的正上）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面或正下面l2.3.2 成套配电装置成套配电装置l配电装置配电装置就是根据主接线的要求连接起来，用来接就是根据主接线的要求连接起来，用来接受和分配电能的若干电气设备的组合。其目的是满足主接线受和分配电能的若干电气设备的组合。其目的是满足主接线的电气要求。的电气要求。l构成配电装置的电气设备除了主接线图中所表达的构成配电装置的电气设备除
50、了主接线图中所表达的一次回路电气设备之外，还包括为使主接线得以正常工作所一次回路电气设备之外，还包括为使主接线得以正常工作所需的二次回路电气设备，如控制电器、保护电器和测量电器需的二次回路电气设备，如控制电器、保护电器和测量电器等。等。l目前变电所目前变电所310kV配电设备及低压配电设备多采配电设备及低压配电设备多采用用成套配电装置成套配电装置。成套配电装置按主接线要求，。成套配电装置按主接线要求，将一、二次回路中电气元件按顺序连接组装在有将一、二次回路中电气元件按顺序连接组装在有金属框架构成的柜体中。成套配电装置可分为高金属框架构成的柜体中。成套配电装置可分为高压成套配电装置（即高压开关柜
