1、第4章变配电所及供配电系统4.1 常用变配电所的任务及类型4.2 开关设备中的电弧问题4.3 高、低压一次设备4.4 电力变压器4.5 互感器（仪用变压器）4.6 变配电所系统图4.7 变配电所的所址、布置、结构及安装图4.8 变配电所工程图实例分析4.9 柴油发电机组4.1用户常用变配电所的任务及类型用户常用变配电所的任务及类型Consumer in common use distribution and transformer substations requirement and type（1）独立变电所（2）地下式变电所（3）楼上变电所（4）成套变电所（箱式变电站）（5）附设式变电所
2、4.2开关设备中的电弧问题开关设备中的电弧问题The problem of electric are in switch accommodation4.2.1电弧的特点及其危害电弧的特点及其危害Characteristic and endanger of electric4.2.1电弧的特点及其危害电弧的特点及其危害Characteristic and endanger of electric1）电弧的产生（1）产生电弧的原因 开关触头本身及周围存在大量的可被游离的介质，这样在通断的触头之间存在足够大的外施电压时，就有可能强烈电离而产生电弧。（2）产生电弧的离子游离方式热电子发射 高电场发射
3、碰撞游离 热游离 2）电弧的熄灭“复合”和“扩散”.开关电器中常用的灭弧方法开关电器中常用的灭弧方法:（1）冷却灭弧（2）真空灭弧（3）粗弧分成细弧的灭弧（4）狭沟灭弧（5）长弧切短（6）速拉灭弧（7）吹弧灭弧 I II I图图4.1 吹弧灭弧示意图吹弧灭弧示意图(a)电动力吹弧电动力吹弧I I(a)图图4.1 吹弧灭弧示意图吹弧灭弧示意图(b)磁力吹弧磁力吹弧(b)灭弧触头灭弧触头 I II II II I电弧电弧磁吹线圈磁吹线圈 灭弧触头灭弧触头 图图4.1 吹弧灭弧示意图吹弧灭弧示意图(c)磁铁吸弧磁铁吸弧(c)绝缘栅片绝缘栅片 电弧电弧 图图4.1 吹弧灭弧示意图吹弧灭弧示意图(d)钢
4、灭弧栅对电弧的作用钢灭弧栅对电弧的作用(d)电弧电弧 电弧电弧 灭弧触头灭弧触头 灭弧触头灭弧触头 触头触头 触头触头 I II I图图4.1 吹弧灭弧示意图吹弧灭弧示意图(e)绝缘灭弧栅对电弧的作用绝缘灭弧栅对电弧的作用(e)电弧电弧 灭弧触头灭弧触头 触头触头 触头触头 I II I4.2.2对电气触头的基本要求对电气触头的基本要求Electric junctions basic requirement（1）满足正常负荷的发热要求。（2）具有足够的机械强度。（3）具有足够的动稳定度和热稳定度。（4）具有足够的断流能力。4.3高低压一次设备高低压一次设备High/Low voltage pr
5、imary equipment4.3.1有关概念有关概念 一次电路 一次设备 二次电路 二次设备 4.3.2高压一次设备高压一次设备1）高压隔离开关（文字符号QS）2）高压熔断器（文字符号FU）（1）RN型户内高压熔断器 （2）RW型户外高压跌落式熔断器（QDF）3）高压负荷开关（文字符号QL）4）高压断路器（文字符号QF）（1）油断路器 （2）六氟花硫断路器 （3）真空断路器5)高压开关柜6）高压一次设备的选择图图4.2 GN810/600型高压隔离开关型高压隔离开关上接线端子 静触头 闸刀 套管绝缘子 下接线端子 支柱绝缘子 升降绝缘子 拐臂 转轴 框架 图图4.3 RN1、RN2 型户内
6、高压熔断器型户内高压熔断器瓷熔管瓷熔管 金属管帽金属管帽 弹性固定触座弹性固定触座 熔断指示器熔断指示器 接线端子接线端子 瓷质支柱绝缘子瓷质支柱绝缘子 底座底座 图图4.4 RN1、RN2 型户内高压熔断器熔管型户内高压熔断器熔管图图4.4 RW7410（G）型跌落式高压熔断器型跌落式高压熔断器1 上接线端子上接线端子；2 上静触头；上静触头；3 上动触头；上动触头；4 管帽；管帽；5 操作环；操作环；6 熔管；熔管；7 铜熔丝；铜熔丝；8 下动触头；下动触头；9 下静触头；下静触头；10 下接线端子；下接线端子；11 绝缘瓷瓶；绝缘瓷瓶；12 固定安装板固定安装板1 1 2 2 3 34
7、4 5 5 6 6、7 71212 1111 1010 8 8 9 9 图图4.6 FN 型高压负荷开关型高压负荷开关图图4.7 SN1010 型高压少油断路器型高压少油断路器铝铝 帽帽 上接线端子上接线端子 油油 标标 绝缘筒绝缘筒 下接线端子下接线端子 基基 座座 断路弹簧断路弹簧 框框 架架 主主 轴轴 图图4.8 SF6 型断路器型断路器1 上接线端子上接线端子；2 绝缘筒；绝缘筒；3 下接线端子下接线端子；4 操动机构箱；操动机构箱；1 1 2 2 3 3 4 4 1 1 2 2 3 3 4 4 上接线端子上接线端子真空灭弧室真空灭弧室下接线端子下接线端子操动机构箱操动机构箱底底 座
8、座图图4.9 ZN 型高压真空断路器型高压真空断路器GG1A07SG2410SN1010LA10GN2410图图4.10 GG1A07S主接线图主接线图图图4.11 高压开关柜机构高压开关柜机构仪表屏仪表屏 上触头上触头 下触头下触头 手车室手车室 断路器手车断路器手车 图图4.12 KYN 型移开式高压开关柜型移开式高压开关柜4.3.3低压一次设备低压一次设备1)低压熔断器低压熔断器2)（1）RM型无填料密闭管式熔断器型无填料密闭管式熔断器3)（2）RTO型低压有填料密闭管式熔断器型低压有填料密闭管式熔断器4)（3）自复式熔断器）自复式熔断器5)2)低压隔离开关低压隔离开关6)3)低压断路器
9、低压断路器7)（1）万能式低压断路器）万能式低压断路器8)（2）塑料外壳式低压断路器）塑料外壳式低压断路器9)（3）智能化低压断路器）智能化低压断路器10)（4）漏电断路器）漏电断路器11)（5）模数化小型断路器）模数化小型断路器12)4)低压配电屏低压配电屏13)5）低压一次设备的选择）低压一次设备的选择图图4.14 RTO型低压熔断器型低压熔断器 RTO型低压熔断器型低压熔断器底座底座绝缘操作受柄绝缘操作受柄 RTO熔管熔管图图4.13 RM10型低压熔断器型低压熔断器1 纤维熔管纤维熔管；2 铜环；铜环；3 铜管帽；铜管帽；4 盖板；盖板；5 刀型触头；刀型触头；6 熔体；熔体；上接线端
10、子上接线端子 灭弧罩灭弧罩 开关开关 底底 座座 下接线端子下接线端子主轴主轴 静触头静触头 图图4.16 HD13 型低压刀开关型低压刀开关传动连杆、操作手柄传动连杆、操作手柄1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 A A B B C C 图图4.17 低压断路器的原理机构和接低压断路器的原理机构和接1 主触头主触头；2 跳钩；跳钩；3 锁扣；锁扣；4 分励脱扣器；分励脱扣器；5 失压脱扣器；失压脱扣器；6、7 脱扣按钮；脱扣按钮；8 加热电阻丝；加热电阻丝；9 过流脱扣器过流脱扣器图图4.18 低压断路器的保护特性曲线低压断路器的保护特性曲线（a）瞬时动作式
11、）瞬时动作式t0I/II/IN瞬时瞬时图图4.18 低压断路器的保护特性曲线低压断路器的保护特性曲线（b）两段保护式）两段保护式t0I/II/IN瞬时瞬时长延时长延时短延时短延时图图4.18 低压断路器的保护特性曲线低压断路器的保护特性曲线（c）三段保护式）三段保护式t0I/II/IN瞬时瞬时长延时长延时短延时短延时图图4.19 DW型万能式低压断路器型万能式低压断路器开关电源开关电源脱脱 扣扣 器器电电 压压 检检测测 滤滤 波波电电 流流 检检测测 滤滤 波波放大电路放大电路放大电路放大电路多多 路路转转 换换开开 关关全全 波波整整 流流电电 路路比较检测电路比较检测电路功功 率率 因因
12、 素素检检 测测 电电 路路锁相环频率锁相环频率跟踪电路跟踪电路漏漏 电电 保保 护护检检 测测 电电 路路CPU脱扣控制器脱扣控制器A/D基准基准E2PORWRS-485接接 口口显显 示示 器器作作 面面 板板N N L L3 3L L2 2L L1 1图图4.21 智能化断路器原理框图智能化断路器原理框图3 3 1 1 2 2 7 7 6 6 4 4 5 5 1 1 2 2 4 4 5 5 1 1 1 1 2 2 5 5 4 4 7 7 图图4.22 剩余电流动作保护装置原理图剩余电流动作保护装置原理图1 试验电阻；试验电阻；2 试验按钮；试验按钮；3 断路器；断路器；4 漏电脱扣器；漏
13、电脱扣器；5 零序电流互感器；零序电流互感器；6 电动机；电动机；7 电灯负荷电灯负荷图图4.23 模数化小型断路器的外形结构模数化小型断路器的外形结构（a）正面）正面 (b)侧面侧面454577774040707018183636545472724P4P3P3P2P2P1P1P4.4电力变压器电力变压器Power-Transformer4.4.1 变压器的类型和容量变压器的类型和容量Transformers type and volume4.4.2电力变压器的联结组别电力变压器的联结组别Power transformers coupling team4.4.3变压器的选择变压器的选择How
14、to choose the transformer1）变压器台数的选择 2）变压器容量的选择3）电力变压器并列运行(paralleling operation)的条件图图4.24 三相油浸式电力变压器三相油浸式电力变压器1 信号温度计；信号温度计；2 变压器铭牌；变压器铭牌；3 吸湿器；吸湿器；4 油枕（储油柜）；油枕（储油柜）；5 油标；油标；6 防暴器；防暴器；7 气体继电器；气体继电器；8 高压套管；高压套管；9 低压套管；低压套管；10 分接开关；分接开关；11 油箱；油箱；12 铁芯；铁芯；13 绕组及绝缘；绕组及绝缘；14 放油阀；放油阀；15 小车；小车；16 接地端子接地端子4
15、 45 56 67 78 89 910101111121213131414151516162 23 31 1图图4.24续续 三相油浸式电力变压器三相油浸式电力变压器4.5互感器（仪用变压器）互感器（仪用变压器）4.5.1互感器的主要功能互感器的主要功能Transformers main function4.5.2电流互感器电流互感器Current transformer1）电流互感器的原理接线和变流原理2）电流互感器的接线方式（1）一相式接线（2）两相V形接线（3）两相电流差接线（4）三相星形接线 3）电流互感器的类型和型号电流互感器使用注意事项电流互感器使用注意事项：（1）电流互感器在工作
16、时二次侧不得开路（2）电流互感器二次侧一端必须接地（3）电流互感器在连接时要注意端子的极性 P P1 1P P2 2I I1 1I I2 2N N1 1N N2 2A AKAKAS S1 1S S2 2图图4.25 电流互感器原理机构电流互感器原理机构1 铁芯；铁芯；2 一次绕组；一次绕组；3 二次绕组二次绕组1 12 23 3.I IA.I IB.I ICA AB BC CL L1K K1L L2K K2.I Ib.I IA.I IB.I ICA AB BC CL L1K K1L L2K K2.I IcL L2K K2.I IaL L1K K1.I Ia+I IC.图图4.26 电流互感器的
17、接线方案电流互感器的接线方案（a）一相式）一相式 (b)两相两相V形形(a)(a)(b)(b)图图4.26 电流互感器的接线方案电流互感器的接线方案（c）两相电流差）两相电流差 (d)三相星型三相星型.I IA.I IB.I ICA AB BC CL L1K K1L L2K K2.I Ia(c)(c).I IA.I IBA AB BC CL L1K K1L L2K K2.I ICL L1K K1L L1K K1K K2K K2L L2L L2.I Ia.I Ib.I Ic(d)(d)5 51 12 23 34 4图图4.27 LQJ10 型电流互感器型电流互感器1 一次接线端子；一次接线端子；
18、2 一次绕组，环氧树脂浇注；一次绕组，环氧树脂浇注；3 二次接线端子；二次接线端子；4 铁芯（铁芯（2个）；个）；5 二次绕组（二次绕组（2个）个）1 12 23 3图图4.27 LMZJ10.5 型电流互感器型电流互感器1 一次母线穿孔；一次母线穿孔；2 铁芯外绕二次绕组，环氧树脂浇注；铁芯外绕二次绕组，环氧树脂浇注；3 二次接线端子二次接线端子4.5.3电压互感器电压互感器Voltage transformer1）电压互感器的原理接线和变压原理2）电压互感器的接线方式（1）一个单相电压互感器的接线（2）两个电压互感器接成V/V形（3）三个电压互感器接成Y0/Y0形（4）三个单相三绕组电压互
19、感器接成Y0/Y0/(开口三角)形 3）电压互感器的类型和型号4）电压互感器的使用注意事项（1）电压互感器正常工作时二次侧不得短路（2）电压互感器的二次侧一端必须接地（3）电压互感器在接线时要注意端子的极性 V VU U1U U2N N2N N1a an nN NA A1 13 32 2图图4.29 电压互感器原理结构电压互感器原理结构1 铁芯；铁芯；2 一次绕组；一次绕组；3 二次绕组二次绕组A AB BC CA AX XTVTVV VU Ua ax xTVTV(a)(a)图图4.30 电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式（a）一个单相电压互感器）一个单相电压互感器A AB BC CA
20、AX XTVTVV VW.hW.ha ax xTVTVA AX Xa ax x(b)(b)图图4.30 电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式（b）两相单相两接成）两相单相两接成V/V型型V VV VA AB BC CA AX XTVTVV Va ax xTVTV(c)(c)图图4.30 电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式（c）三个单相两接成）三个单相两接成Y0/Y0型型Y Y0 0A AA AX XX Xa aa ax xx xW.hW.hV VV VV VY Y0 0A AB BC CA ATVTVa a(d)(d)图图4.30 电压互感器的接线方式电压互感器的接线方式（d）三个单
21、相绕组或一个三相五芯三绕组电压互感器接成）三个单相绕组或一个三相五芯三绕组电压互感器接成Y0/Y0/（开口三角）型（开口三角）型Y Y0 0Y Y0 0B BC Cb bc ca a1 1x x1 1UUKVKVTVTV图图4.31 JDZJ10型电压互感器型电压互感器1 一次接线端子；一次接线端子；2 高压绝缘套管；高压绝缘套管；3 一、一、二次绕组环氧浇注二次绕组环氧浇注；4 铁芯；铁芯；5 二次接线端子二次接线端子1 12 23 34 45 54.6变配电所系统图变配电所系统图Distribution and Transformer substation systems diagram4
22、.6.1变配电所工程图概述变配电所工程图概述）主接线图）主接线图对主结线图的基本要求：对主结线图的基本要求：安全可靠灵活经济安全可靠灵活经济）变配电所二次回路图）变配电所二次回路图）变配电所平、剖面图）变配电所平、剖面图）无标准图样的构件安装大样图）无标准图样的构件安装大样图 4.6.2常见变配电系统的接线方案常见变配电系统的接线方案）1台变压器的变电所主接线台变压器的变电所主接线）2台变压器的变电所主接线台变压器的变电所主接线图图4.32 一台变压器变配电所的接线方案一台变压器变配电所的接线方案（a）高压侧采用隔离开关）高压侧采用隔离开关熔断器或跌开式熔断器的变配电所主接线图熔断器或跌开式熔
23、断器的变配电所主接线图(a)(a)10KV10KV电源进线电源进线QSQSQDFQDFFUFUT TQFQFTATA220/380V220/380V图图4.32 一台变压器变配电所的接线方案一台变压器变配电所的接线方案（b）高压侧采用负荷开关）高压侧采用负荷开关熔断器的变配电所主电路图熔断器的变配电所主电路图(b)(b)10KV10KV电源进线电源进线QLQLFUFUT TQFQFTATA220/380V220/380V图图4.32 一台变压器变配电所的接线方案一台变压器变配电所的接线方案（c）高压侧采用隔离开关）高压侧采用隔离开关断路器的变配电所主电路图断路器的变配电所主电路图(c)(c)1
24、0KV10KV电源进线电源进线QSQS1 1FUFUT TTATA2 2220/380V220/380VQFQF1 1TATA1 1QFQF2 2TVTVV VV VQSQS2 2F F图图4.32 一台变压器变配电所的接线方案一台变压器变配电所的接线方案（d）高压双回路进线的）高压双回路进线的1台主变压器主电路图台主变压器主电路图(b)(b)10KV10KV电源进线电源进线QSQS1 1T TFUFUTATA1 1220/380V220/380VQSQS2 2QSQS3 3QSQS4 4V VV VTVTVTATA2 2QFQF2 2QFQF1 1图图4.33 二台变压器变配电所的接线方案二
25、台变压器变配电所的接线方案（a）高压侧无母线、低压侧单母线分段的变电所主电路图）高压侧无母线、低压侧单母线分段的变电所主电路图(a)(a)QSQS1 1T T1 1TATA1 1220/380V220/380VV VV VTVTV2 2TATA3 3QFQF3 3TATA2 2F F2 2F F1 1QSQS3 3QFQF1 1QSQS2 2QSQS4 4QFQF2 2TVTV1 1T T2 2V VV VQKQK1 1TATA4 4QFQF4 4QKQK2 2QFQF5 510KV10KV电源进线电源进线图图4.33 二台变压器变配电所的接线方案二台变压器变配电所的接线方案（b）低压侧均为单
26、母线分段的变电所主电路图）低压侧均为单母线分段的变电所主电路图(b)(b)QSQS1 1T T1 1TATA1 1220/380V220/380VV VV VTVTV2 2QFQF3 3TATA2 2F F2 2F F1 1QFQF1 1QSQS2 2QFQF2 2TVTV1 1T T2 2V VV VQFQF4 4QFQF5 510KV10KV电源进线电源进线图图4.33 二台变压器变配电所的接线方案二台变压器变配电所的接线方案（c）一、二次侧均采用双母线的总降压变电所主电路图）一、二次侧均采用双母线的总降压变电所主电路图(c)(c)WLWL1 110KV10KV电源进线电源进线QFQF11
27、11WLWL2 2QFQF1212QFQF1010QFQF1313QFQF1414QFQF2121QFQF222235KV35KV10KV10KVQFQF2020QFQF2323QFQF2424QFQF2525QFQF2626QFQF27274.6.3主接线实例分析：主接线实例分析：变配电所典型配电系统图变配电所典型配电系统图（1）电源进线（2）母线（3）高压配电出线（4）2号车间变电所主接线绘制有系统式接线和装置式接线。环式供电开闭所10KV10KV(a)(a)图图4.36 单线单环配电系统（单线单环配电系统（a）变电站或开关站变电站或开关站环网单元环网单元10KV10KV(b)(b)图图4
28、.36 单线单环配电系统（单线单环配电系统（b）变电站或开关站变电站或开关站环网单元环网单元分段开关（带自动重合闸）分段开关（带自动重合闸）10KV10KV(a)(a)图图4.36 双线单环配电系统（双线单环配电系统（a）变电站或开关站变电站或开关站环网单元环网单元10KV10KV(b)(b)图图4.36 双线单环配电系统（双线单环配电系统（b）变电站或开关站变电站或开关站环网单元环网单元分段开关（带自动重合闸）分段开关（带自动重合闸）4.7变配电所的所址、布置、结构及安装图变配电所的所址、布置、结构及安装图4.7.1变配电所的所址选择变配电所的所址选择变配电所所扯选择的一般原则：变配电所所扯
29、选择的一般原则：4.6.2变配电所的总体布置变配电所的总体布置）变配电所总体布置要求）变配电所总体布置要求（）便于运行及维护（）便于运行及维护（）保证运行安全（）保证运行安全（）便于进出线（）便于进出线（）节约土地和土建费用（）节约土地和土建费用（）留有发展余地（）留有发展余地）变配电所总体布置的方案）变配电所总体布置的方案）变配电所平、剖图分析）变配电所平、剖图分析(a)(a)图图4.38 变配电所布置方案变配电所布置方案1 变配电室；变配电室；1/露天或半露天变压器安置；露天或半露天变压器安置；3 高压配电室；高压配电室；4 低压配电室；低压配电室；5 值班室值班室(b)(b)2 24 4
30、1 11 13 34 41 11 13 3、(c)(c)图图4.38 变配电所布置方案变配电所布置方案1 变配电室；变配电室；1/露天或半露天变压器安置；露天或半露天变压器安置；3 高压配电室；高压配电室；4 低压配电室；低压配电室；5 值班室值班室(d)(d)1 11 13 3、4 41 13 3、4 4(e)(e)图图4.38 变配电所布置方案变配电所布置方案1 变配电室；变配电室；1/露天或半露天变压器安置；露天或半露天变压器安置；3 高压配电室；高压配电室；4 低压配电室；低压配电室；5 值班室值班室(f)(f)2 24 41 1/3 31 1/3 3(g)(g)图图4.38 变配电所
31、布置方案变配电所布置方案1 变配电室；变配电室；1/露天或半露天变压器安置；露天或半露天变压器安置；3 高压配电室；高压配电室；4 低压配电室；低压配电室；5 值班室值班室(h)(h)3 3、4 43 3、4 41 1/1 1/4.8变配电所工程图实例分析变配电所工程图实例分析4.8.1工程概况工程概况:4.8.2变配电所系统图的识读：变配电所系统图的识读：（1）电源进线）电源进线（2）变压器）变压器（3）低压侧：）低压侧：（4）无功功率补偿）无功功率补偿：4.8.3变配电所平剖面图变配电所平剖面图4.8.4设备材料表设备材料表4.8.5变配电所的照明图变配电所的照明图4.8.6变配电所接地图变配电所接地图图图4.42 变配电所照明平面图变配电所照明平面图图图4.43 变配电所接地平面变配电所接地平面（a）变配电所接地装置平面图）变配电所接地装置平面图(a)(a)测量接头测量接头图图4.43 变配电所接地平面变配电所接地平面（b）变配电所接地构件安装剖面）变配电所接地构件安装剖面(b)(b)600600250025003003002002002402402500 2500 30003000室外地面室外地面室内地面室内地面
