电气

第八章配电装置和接地装置教学要求掌握配电装置的概念、作用；了解配电装置的类型和对配电装置的基本要求；掌握电气安全距离，熟悉相关术语和三种表达图；熟悉屋内配电装置的布置原则，掌握装配式屋内配电装置的布置要求，能结合屋内配电装置识读屋内配电装置图；熟悉屋外配电装置的布置原则，能结合屋外配电装置识读屋外配电装置图；了解成套配电装置的种类和特点，熟悉常见高压开关柜的基本组成和特点；熟悉SF6组合电器的结构特点和应用特点。8.1概述配电装置按主接线要求，由开关设备、保护和测量电器、母线装置和必要的辅助设备组建而成，用来接受和分配电能的电工建筑物。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。一、配电装置的类型及特点1.类型按电气设备安装地点可分为：屋内配电装置和屋外配电装置；按组装方式可分为：装配式配电装置和成套式配电装置；按电压等级可分为：低压配电装置（1kV以下）、高压配电装置（1～220kV）、超高压配电装置（330kV～750kV）、特高压配电装置（1000千伏和直流±800千伏）。2.特点（1）屋内配电装置由于允许安全净距小而且可以分层布置，因此占地面积较小；维修、巡视和操作在室内进行，不受气候的影响；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；房屋建筑的投资较大。（2）屋外配电装置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。（3）成套配电装置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，特别处在污秽地区更为突出。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。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。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型，110kV及以上采用屋外型。110kV及220kV装置有特殊要求（如变电站深入城市中心）和处于严重污秽地区（如海边和化工区）时，经过技术经济比较，也可以采用屋内配电装置。目前3～110kV成套配电装置和110～220kVGIS也得到了应用。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。三、配电装置的安全净距1.安全净距配电装置各部分之间，为了满足配电装置运行和检修的需要，确保人身和设备的安全所必须的最小电气距离，称为安全净距。在这一距离下，无论是在正常最高工作电压还是在出现内、外过电压时，都不致使空气间隙击穿。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，这些距离可分为A、B、C、D、E五类。在各种间隔距离中，最基本的是A1和A2值。A1值：带电部分对接地部分之间的空间最小安全净距。A2值：不同相的带电部分之间的空间最小安全净距。屋内配电装置的安全净距（mm）符号适用范围额定电压（kV）361015203560110J110220JA11.带电部分至接地部分之间。2.网状和板状遮拦向上延伸线距地2.3米，与遮拦上方带电部分之间。751001251501803005508509501800A21.不同相的带电部分之间。2.断路器和隔离开关的断口两侧带电部分之间7510012515018030055090010002000B11.栅状遮拦至带电部分之间；2.交叉的不同时停电检修的无遮拦带电部分之间82585087590093010501300160017002550B2网状遮拦至带电部分之间17520022525028040065095010501900C无遮拦裸导线至地面之间2500250025002500250026002850315032504100D平行的不同时停电检修的无遮拦裸导线之间1875190019251950198021002350265027503600E通向屋外的出线套管至屋外通道的路面4000400040004000400040004500500050005500屋外配电装置的安全净距(mm)符号适用范围额定电压（kV）3～1015～203560110J110220J330J500JA11.带电部分至接地部分之间2.网状和板状遮拦向上延伸线距地2.5米，与遮拦上方带电部分之间2003004006509001000180025003800A21.不同相的带电部分之间。2.断路器和隔离开关的断口两侧带电部分之间20030040065010001100200028004300B11.栅状遮拦至带电部分之间2.交叉的不同时停电检修的无遮拦带电部分之间3.设备运输时，其外廓至无遮拦带电部分之间4.带电作业时的带电部分至接地部分之间95010501150140016501750255032504550B2网状遮拦至带电部分之间30040050075010001100190026003900C1.无遮拦裸导线至地面之间2.无遮拦裸导线至建筑物、构筑物顶部之间270028002900310034003500430050007500D1.平行的不同时停电检修的无遮拦裸导线之间2.带电部分与建筑物、构筑物的边沿部分之间2200230024002600290030003800450058002．间隔：是指一个完整的电气连接，其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）。在发电厂或变电站内，间隔是配电装置中最小的组成部分，根据不同设备的连接所发挥的功能不同有主变间隔、母线设备间隔、母联间隔、出线间隔等。3．层：是指设备布置位置的层次。配电装置有单层、两层、三层布置。4．列：一个间隔断路器的排列次序。配电装置有单列式布置、双列式布置、三列式布置。双列式布置是指该配电装置纵向布置有两组断路器及附属设备。5．通道：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（用来维护和搬运各种电器的通道）、操作通道（设有断路器（或隔离开关）的操动机构、就地控制屏）、防爆通道和防爆小室相通）。8.2屋内配电装置一、概述1.类型及特点（1）类型①按照布置形式分类单层式：所有的电气设备布置在单层房屋内。一般用于中、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，通常可采用成套开关柜，占地面积较大。二层式：将所有电气设备按照轻重分别布置，较重的设备（如断路器、限流电抗器、电压互感器等）布置在一层，较轻的设备（如母线和母线隔离开关）布置在二层。一般用于有出线电抗器的情况。其结构简单，占地较少、运行与检修较方便、综合造价较低。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。②按照安装形式分类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。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。（2）特点由于允许安全净距小而且可以分层布置，因此占地面积较小；维修、巡视和操作在室内进行，不受气候的影响；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；房屋建筑的投资较大。2.配电装置图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。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。配置图：是一种示意图，可不按照比例进行绘制，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。二、屋内配电装置的布置原则1.整体布局要求同一回路的电气设备和载流导体布置在同一间隔内（保证检修安全和限制故障范围）。（绿色字体可隐藏或删出）满足安全净距要求的前提下，充分利用间隔位置。较重的设备（如电抗器、断路器等）布置在底层，减轻楼板荷重，便于安装。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。布置清晰，力求对称，便于操作，容易扩建。2.母线及隔离开关的布置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。母线水平布置：通常用于中小型发电厂或变电站。（可以降低配电装置高度，便于安装）母线垂直布置：一般适用于20kV以下、短路电流较大的发电厂或变电站。（一般用隔板隔开，其结构复杂，增加配电装置的高度）母线三角形布置：适用于10～35kV大、中容量的配电装置中。（结构紧凑，但外部短路时各相母线和绝缘子机械强度均不相同。）母线相间距离α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，以便于安装。6～10kV母线水平布置时，α约为250～350mm；垂直布置时，α约为700～800mm；35kV母线水平布置时，α约为500mm；110kV母线水平布置时，α约为1200～1500mm。双母线或分段母线布置中，两组母线之间应设隔板（墙），以保证有一组母线故障或检修时不影响另一组母线工作。为避免温度变化引起硬母线产生危险应力，当母线较长时应安装母线温度补偿器，一般铝母线长度为20～30m设一个补偿器；铜母线长度为30～50m设一个补偿器。母线隔离开关—般安装在母线的下方，母线与母线隔离开关之间应设耐热隔板，以防母线隔离开关误操作引起的飞弧造成母线故障。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。3.断路器及其操动机构的布置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。4.互感器和避雷器布置电流互感器和断路器放在同一小室内，应尽量作为穿墙套管使用，以减少配电装置体积与造价。电压互感器经隔离开关和熔断器接到母线上，它需占用专门的间隔，但在同一间隔内，可装设几个不同用途的电压互感器。当母线接有架空线路时，母线上应装避雷器，电压互感器与避雷器可共用一个间隔，两者之间应采用隔板(隔层)隔开，并可共用一组隔离开关5.电抗器布置电抗器按其容量不同有三种不同的布置：三相垂直、品字形和三相水平布置。（a）垂直布置；（b）品字形布置；（c）水平布置电抗器的布置方式当电抗器的额定电流超过1000A、电抗值超过5％～6％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，而不允许UW两相电抗器上下相邻叠装在一起。6.电容器布置1000V及以下的电容器可不另行单独设置低压电容器室，而将低压电容器柜与低压配电柜布置在一起。高压电容器室的大小主要由电容器容量和对通道的要求所决定，通道要求应满足表中的规定。7.通道和出口维护通道：最小宽度应比最大搬运设备大0.4～0.5m；操作通道：最小宽度为1.5～2.0m；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（最好设在两端）；当长度大于60m时，在中部适当宜再增加一个出口。配电装置