高压供电系统概述

第一部分强电系统第1章高压供电系统1.1高压供电系统概述对于物业管理公司来讲，高压供电系统是指从高压进线的产权分界点到变压器之间的线路和设备。同时使用多台变压器供电的民用建筑物，通常都采用10kV供电。为了提高供电可靠性，建筑物一般都采用双路供电的方式，即电源从两个变电站或者从一个变电站的两个变压器下分别引入。电缆从中心变电站进入建筑物以后，首先进入高压配电室（也称电缆π接室），然后连接到建筑物内变电室的高压柜上。建筑群内用来改变电压的场所被称为变电室，用来接收和分配电能而不改变电压的场所称为配电室。在一般情况下变电室和主配电室建在同一个地点，建筑面积比较大的建筑物还会再设置分变（配）电室。1.1.1供电设备组成高压配电设备主要由高压进线隔离柜（图1–1）、高压进线柜、计量柜、变压器柜、母线隔离柜、联络柜、互投柜、PT（电压互感器）柜、直流屏、中央信号屏、电流互感器、防雷设备（避雷器）、接地刀闸、高压母线、变压器、继电保护装置等组成；变电设备主要由不同电压等级及不同容量的电力变压器组成。1.1.1.1进线隔离柜组成：主要采用手车式隔离柜（图1–2），内置高压隔离开关。由动触头、静触头、支持瓷瓶或套管瓷瓶、导电铜排、辅助开关、手车机械移动装置等组成，另外可根据用户需要选配带电显示装置。调度编号：201–2（202–2）作用：是电气系统中重要的开关电器，其主要功能是：保证高压电器及装置在检修工作时的安全，在高压进线处起隔离电压的作用。在“分”位置时，触头间符合规定要求的绝缘距离，有明显的断开标志；图1-1隔离柜图1-2隔离手车在“合”位置时，能承载正常回路条件下的电流及规定时间内异常条件（例如短路）下电流的开关设备。不能用于切断、投入负荷电流和断开短路电流，仅可用于不产生强大电弧的某些切换操作，即它不具有灭弧功能；隔离柜不能单独工作，需与高压断路器配套使用。1.1.1.2高压进线柜（图1–3）组成：主要构件是高压断路器（图1–4）。由电流互感器、真空断路器、动力操动机构、车体等组成。其动力操动机构由弹簧储能动力装置及主轴、拐臂、连杆等构成。调度编号：201（202）作用：内置高压断路器（或称高压开关），是变配电室主要的电力控制设备，具有灭弧特性，当系统正常运行时，它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流；当系统发生故障时，它和继电保护配合，能迅速切断故障电流，以防止扩大事故范围。高压断路器种类很多，按其灭弧的不同，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等。1.1.1.3计量柜（图1–5）组成：柜内安装各类计量仪表（图1–6），及电能量采集器、三相三线电子式多功能电能表、高压峰谷表。调度编号：44（55）作用：计量实际电能消耗量。1.1.1.4变压器柜组成：基本结构与高压进线柜相同。调度编号：211、212（221、222）作用：同高压进线柜，主要是切断和接通变压器的空载和负载电流及切断变压器故障、短路等事故电流作用。注意：向高压电动机等用电设备供电的柜子叫做高压出线柜，这种柜子的结构与变压器柜相近，但是继电保护的设置有较大差异。1.1.1.5母线隔离柜组成：基本结构与进线隔离柜相同。调度编号：245–4作用：基本与进线隔离柜相同，在两路高压电源间产生明显断开点。1.1.1.6联络柜组成：基本结构与高压进线柜相同。调度编号：245作用：基本作用与高压进线柜相同，主要是切断和接通两路电源之间高压母线的空载和负载电流及切断高压母线之间的故障、短路等事故电流作用。1.1.1.7PT柜（图1–7）组成：主要由PT手车（图1–8）组成，内置电压互感器（图1–9）组成，铁芯、原副绕组、PX系列浇注材料、绝缘磁套、柜体、机械移动装置等。调度编号：201–9（202–9）作用：PT柜内置电压互感器（图1–9），它是将10kV电压变换成0．1kV，可向继电保护和计量仪表供电，也可以通过电压互感器为操作系统提供工作电源。1.1.1.8电流互感器（图１–10、图1–11）组成：铁芯、线圈、屏蔽层及外壳组成。作用：它的工作原理和变压器相似，是用来变换交流电流的仪器，用于测量比较大的电流，向测量仪表、继电器的电流线圈供电，从而正确反映设备和网络的正常运行和故障情况。1.1.1.9避雷设备组成：避雷器有管式和阀式两大类．管式避雷器主要由灭弧室和内外间隙组成。阀型避雷器（图1–12）由接线鼻、磁套、火花间隙、电阻阀片等组成。避雷器用放电计数器是用来监测避雷器放电动作的一种高压电器，其构造由非线性电阻、电磁计数器和一些电子元件组成。作用：当遭受过电压时，避雷器的非线性伏安特性发挥作用，避雷器处于导通状态，释放过电压能量，从而防止过电压对变配电设备的侵害。1.1.1.10接地开关柜（图1–13）组成：内置接地刀闸（图1–14），由支柱绝缘子、静触头、动触刀、主轴、快速弹簧等部件组成。另外，根据用户需要，可配带电显示装置。调度编号：211–7（212–7）作用：用于将回路接地的一种机械式开关装置。给变压器进线开关出线侧提供接地保护，用于变压器维修、保养时的安全接地保护。1.1.1.11直流屏（图1–15）组成：交流电源、整流装置、充电（稳流+稳压）机、蓄电池组、直流配电系统。作用：给变配电室内的高压设备和二次回路提供操作、测量、保护等电源。1.1.1.12中央信号屏（图1–16）作用：中央信号屏采用智能微机控制报警装置。可以提供10kV所有开关和0．4kV主开关及母联开关的位置指示信号，全部开关柜的事故及预告信号的音响及光字显示。即各断路器非操作掉闸事故信号及直流系统故障、熔断器熔断、变压器温度过高、变压器风机起动的预告信号。在变电室内往往和直流屏并排安装。1.1.1.13高压母线（图1–17）调度编号：４＃、5＃组成：铜质导电体、连接螺栓等。作用：它的作用是汇集、分配电能。1.1.1.14变压器（图1–18）组成：硅钢片，一次／二次绕组、绝缘磁套、调压连接片（分接开关）、风机、变压器箱、温控器等。调度编号：1#变压器（2#变压器等）作用：它在变配电室内起变换电压的作用。将10kV电压变换成0．4kV电压，以适应用户需要。1.1.1.15环网柜（图1–19）组成：高压负荷开关、熔断器、表计。作用：在一些用电量较小（1250kVA以下）的建筑物内，作为高压柜使用。环网柜是一组高压开关设备装在金属柜体内或做成拼装间隔式环网供电单元的电气设备，其核心部分采用负荷开关和熔断器，具有结构简单、体积小、价格低、可提高供电参数和性能以及供电安全等优点。原本环网柜是用于10kV中电压网内的一种设备，在这里已经超出了环网配电的范畴而泛指以负荷开关为主开关的高压开关柜。从供配电的角度来看，对于变压器不超过1250kVA，长期稳定供电，高压开关不频繁操作的这一类中小型用户，环网柜的性能虽不是最完善的，却是足够的。由于环网柜的价格明显低于制式高压柜，因此在城市住宅小区、高层住宅、大型公共建筑、工厂企业，公共照明设施中得到相当广泛的应用。1.1.1.16预装式变电站（俗称箱式变电站，简称箱变）（图1–20）组成：高压负荷开关、熔断器，变压器，低压输出断路器。作用：在用电量较小、操作次数较少的地方，替代土建变电室。箱式变电站是一种把高压开关设备、配电变压器、低压开关设备、电能计量设备和无功补偿装置等按一定的接线方案组合在一起，安装进一个防潮、防尘、防鼠、防火、防盗、全封闭、可移动的钢结构箱体内的，全封闭运行的紧凑型成套配电装置。箱变高压侧采用熔断器保护，而负荷开关只起投切转换和切断高压负荷电流的功能，容量较小。当高压侧出现一相熔丝熔断，低压侧的电压就降低，塑壳断路器欠电压保护或过电流保护就会动作，保证不会发生欠压运行现象。它适用于额定电压10∕0.4kV三相交流系统中，作为变压和分配电能之用被广泛的应用在工厂、矿山、油田、港口、机场、城市公共建筑，居民小区，高数公路，地下设施等场所。箱式变电站在发达国家已经得到广泛应用，其数量远超过土建变电室。在我国，由于箱式变电站在规划中不占用土建面积，同时具有结构简单，故障效率低，维护成本低，占地面积小，体积小，安装调试简便，成本低廉等等优点，近年来已被越来越多的建设单位选用。1.1.2变电设备的作用通过开关柜的有效控制，利用变压器将10kV变成0.4kV，以适应客户需要。