变电所的主要设备

第三章变配电所第一节概述第二节变配电所的主要设备第三节变配电所常用主接线第四节变配电所的形式、结构及位置选择第一节概述区域变电站380/220V10kV220kV10.5kV变配电所输电网络输电网络升压变电站升压变电站水电厂火电厂小区（商住）变配电所的作用：①变换电压，汇集和分配电能。将电网送来的电能由10千伏变换成380/220伏，再通过多回低压配电线路将电能送到小区的各个用电负荷；②对配电线路和变配电设备实施继电保护和自动控制的功能；③控制和调整电压质量。例如在所中装设电力电容器等。第二节变配电所的主要设备一、高压断路器作用：正常工作时接通和分断电路；故障时可切断巨大的短路电流。分类：按灭弧介质的不同，断路器可分为多油断路器、少油断路器、六氟化硫（SF6）断路器、真空断路器等。额定电流（安）补充工作特性：G—改进型；F—分相操作额定电压（kv）设计系列序号，用数字表示。安装场所：N—户内式；W—户外式产品名称：S—少油断路器；D—多油断路器；K—空气断路器；L—六氟化硫断路器；Z—真空断路器；Q—产气断路器；C—吹弧断路器。型号DW10-10柱上多油断路器DW2-35型多油断路器优点:内部带有电流互感器，配套性强；户外使用时，受大气条件的影响较小，对于35KV特别是小型水电站的屋外配电装置，选用多油断路器在技术经济指标方面仍有可取之处。缺点:油量多、体积大、消耗原材料多、爆炸和火灾的危险性高。此外，运输不便、占地面积大，运行和检修困难SN10-10型高压少油断路器少油断路器的优点是：体积小、重量轻，可以节省大量钢材，并且爆炸和失火的危险性较少。因此广泛用于营区配电所中。真空断路器真空断路器动作迅速、体积小、重量轻、寿命长(比油断路器触头寿命长50～100倍)，维护工作量小，噪音和震动小，还有防火、防爆等优点，对于切断容性负载电流，要求迅速动作及操作频繁的场所尤为适合。由于真空断路器具有以上优点，所以在小区配电所中常采用真空断路器作为操作开关。六氟化硫断路器具有结构简单、体积小、灭弧和绝缘性能可靠、操作电流小、寿命和可靠运行时间长、易安装、不引起火灾和爆炸危险、不污染环境等显著优点。六氟化硫断路器的应用，大大提高了断路器的各种技术性能，做到了设备可靠、不检修周期长和运行维护方便，从而代替了传统的油断路器。1-底座；2-支柱瓷瓶；3-静触头；4-闸刀；5-操作瓷瓶；6-转轴图户内配电用隔离开关的结构图二、高压隔离开关作用：隔离电源；倒闸操作；接通和分断小电流电路。型号产品安装条件：N-户内；W-户外额定电流（安）产品名称：G隔离开关G-改进型；C-瓷套管型；D-带接地刀闸；K-快分型；T-统一设计；W-防污型；Z-特殊安装型；E-带支持导电杆电压等级（千伏）设计序号极限通过电流峰值（KA）G-高原型三、高压负荷开关作用：接通和分断负荷电流。型号R—带熔断器（不带者不注）D—有接地刀闸电压等级（千伏）设计序号W—户外；N—户内S—熔断器上装（下装不注）负荷开关F额定电流（A）最大断开电流（KA）四、高压熔断器作用：当电路中出现过流时，利用熔体熔断，起到切断电路，保护其他电器设备不致受到损坏的作用。型号额定电压（V）设计序号RGY-高原型（不超过4000m）；B-爆炸式；Z-带重合机构断流容量（MVA）额定电流（A）熔断器N-户内型；W-户外型；X-限流式；Z-直流电源专用固定式跌落式五、避雷器作用：保护变配电所内各种设备在雷电过电压时不使设备的绝缘发生闪络和击穿。型号设计序号S：变电所用D：旋转电机用Z：电站用L：直流用H：电流互感器用其它标志：GY—高原额定电压（千伏）结构：C—磁吹（非磁吹不标）用途产品名称：F—阀型避雷器G—管型避雷器六、互感器使用互感器的目的：①使测量仪表和继电器标准化、小型化；②使测量仪表和继电器与高压系统隔离，降低仪表及继电器的绝缘水平，简化仪表构造，同时保证工作人员的安全；③避免短路电流直接流过测量仪表及继电器的线圈。（一）电流互感器作用：将线路中的大电流变为副边的小电流，以适应电流表的量程。型号准确度等级额定电流额定电压电流互感器（二）电压互感器作用：将线路中的高电压变为副边的低电压，以适应电压表的量程。型号额定电压JDZJ-10(W)型电压互感器JDZW－12型电压互感器LAJ－10型电流互感器LAZBJ－10型电流互感器LZW-12型电流互感器七、低压断路器（自动空气开关）作用：在正常工作条件下切断负载电流，又能在短路故障时自动切断短路电流，靠热脱扣器能自动切断过载电流，当电路失压时也能实现自动分断电路。型号：脱扣器及附件代号极数额定电流（A）低压断路器Z塑料外壳式（装置式）W框架式（万能式）设计序号及派生代号X-限流型L-漏电保护D八、低压断路器（自动空气开关）工作原理低压断路器常用产品框架式断路器特点：保护功能多,可连续整定保护值,电动分合闸,应用:电流1000A以上变压器出线开关微型断路器特点：小型化，可实现过载、短路保护，保护电流不能连续调节应用：配电箱出线塑壳式断路器特点:可实现过载、失压、短路保护，保护电流不能连续调节应用：配电屏出线、电流大于100A的回路低压断路器不需要操作机构，过载、短路保护由复式脱扣器实现，欠压保护由失压脱扣器实现，电动分闸需装设分励脱扣器一、电路图的类型及其应用二、高压配电方式三、变电所一次主接线四、低压配电方式第三节变配电所常用的主结（接）线第三节变配电所常用的主接线一、电路图的类型及其应用定义：用来表示电力设备相互间电气连接顺序的图，称为电气接线图，简称电路图。分类：主电路图（一次接线图）和副电路图（二次接线图）。由一次设备按一定秩序连成的电路图称为主电路接线图，简称主接线图。主接线图能说明电能的输送、分配关系和运行方式。变配电所的主接线图，通常由避雷器、隔离开关、熔断器、断路器、变压器、电流互感器、电压互感器及母线等电气设备组成。副电路(也称二次线路)的接线图用以表示辅助电路的电器及其连接顺序，是用来测量、监视、保护和控制主电路的，故一般是由仪用互感器、仪表、继电保护装置及信号装置等组成。主接线中常用电器设备图形符号及文字符号发电机变压器电抗器断路器隔离开关熔断器避雷器GTLQFQSFUFA负荷开关QL二、高压配电方式（一）放射式：供电可靠性高，故障发生后，影响范围较小，切换操作方便，保护简单，便于自动化，但造价较高。（二）树干式：投资少，但事故后影响范围较大，供电可靠性差。（三）环式：有闭路环式和开路环式，为简化保护，一般采用开路环式。供电可靠性较高，运行比较灵活，但切换操作较频繁。根据对供电可靠性的要求、变压器的容量及分布、地理位置等情况，高压配电系统宜采用放射式，也可采用树干式，环式及其组合方式。单回路放射式双回路放射式放射式线路故障影响范围小，因而可靠性较高，而且易于控制和实现自动化，适于对重要负荷的供电。HSS——总降压变电所HDS——高压配电所STS——车间变电所1.放射式放射式接线的特点是配电母线上每路或两路馈电出线仅给一个负荷点单独供电。单回路树干式电缆分支箱2、树干式树干式接线的特点是配电母线上每路馈电出线给同一方向的多个负荷点供电。树干式线路及其开关电器数量少，投资省，但可靠性不高，不便实现自动化。单回路树干式只可供三级负荷，双回路树干式可靠性有所提高，可供二级负荷。HSS——总降压变电所HDS——高压配电所STS——车间变电所高压电缆线路的分支通常采用专用电缆分支箱。双回路树干式电缆分支箱HSS——总降压变电所HDS——高压配电所STS——车间变电所3、环式环式接线又称环网接线，其特点是把两回树干式配电线路的末端或中部连接起来构成环式网络普通环式续上页环网线路的分支通常采用由负荷开关或电缆插头组成的专用环网配电设备。为避免环式线路故障时影响整个电网和简化继电保护，环式接线一般采用开环运行。环式接线供电可靠性较高，目前在城市配电网中应用越来越广。拉手环式环网柜主接线三、变电所主接线（一）变电所主接线基本要求（二）变电所主接线形式的分类（三）变电所电气主接线典型方案（一）变电所主接线的基本要求（1）满足对用户供电的可靠性和电能质量的要求。（2）接线应力求简单、明显、运行灵活。（3）投资少，运行费用低。（4）保证运行人员监视操作、人身和设备安全。（5）考虑发展的可能性，留有充分裕度。1)无母线接线2)单母线接线3)双母线接线4)其它方式（二）变配电所主接线分类a桥式接线b环形接线c单元接线a内桥式接线b外桥式接线a单母线不分段b单母线分段c单母线带旁路d单母线分段带旁路a双母线不分段b双母线分段c双母线带旁路d双母线分段带旁路无母线主接线的特点，是在电源与出线或变压器之间没有母线连接。图1为几种典型形式。其特点是接线简单，设备少，经济性好，适于只有一台主变压器的小型变电所。图1线路－变压器组单元接线1、线路－变压器组单元接线图c中变压器的高压侧仅设置负荷开关，而未设保护装置。这种接线仅适于距上级变配电所较近的车间变电所采用。图d是户外杆上变电台的典型接线形式，户外跌落式熔断器FU作为变压器的短路保护，也可用来切除空载运行的小容量变压器。无母线的主接线•1)单母不分段•每条引入线和引出线的电路中都装有断路器和隔离开关，电源的引入与引出是通过一根母线连接的。•单母线不分段接线适用于用户对供电连续性要求不高的二、三级负荷用户。单母线接线单母不分段电源进线用户出线适用于6kV～10KV系统出线不超过5回、35kV～60KV系统出线不超过3回、110kV～220kV系统出线不超过2回的变电所。2)单母线分段单母线分段接线是由电源的数量和负荷计算、电网的结构来决定的。单母线分段接线可以分段运行，也可以并列运行。电源进线用户出线单母分段单母线接线适用于6kV～10KV系统出线6回以上、35kV～60KV系统出线4-7回、110kV～220kV系统出线4回的变电所。•带旁路母线的单母线电源进线单母线接线带旁路主母线旁路母线旁路断路器35kV的系统出线8回以上、110kV系统出线6回以上，220kV系统出线4回以上，才考虑加设旁路母线。单母线带旁路带旁路母线的单母线分段电源进线主母线旁路母线电源进线35kV的系统出线8回以上且不考虑停电检修时可考虑设旁路母线；6-10KV一般不设旁路母线。双母线接线与单母线接线相比从结构上而言，多设置了一组母线，同时每个回路经断路器和两组隔离开关分别接到两组母线WB1、WB2上，两组母线之间可通过母线联络断路器QF3连接起来。双母线接线图正常工作时一组母线工作（如WB1），一组母线备用（如WB2），各回路中连接在工作母线上的隔离开关接通，而连接在备用母线上的隔离开关均断开。双母线接线能保证所有出线的供电可靠性，用于有大量一、二级负荷的大型变配电所。双母线接线（三）变配电所电气主接线典型方案1变配电所电气主接线的设计与绘制1）电气主接线的设计一般应遵循如右步骤：确定供电电源电压及其进线回路数选择主变压器的台数、容量及型式拟定可能采用的主接线形式考虑所用电与操作电源的取得确定电能计量方式确定配电方式和无功补偿方式选择高低压开关电器确定相应的配电装置布置方案通过技术经济比较，确定最终方案2）电气主接线图（主电路图）的绘制变配电所主接线中各进线、出线等开关设备及其联接关系通常作成标准高压开关柜和低压配电屏以供选用，因而主接线图的绘制应与柜、屏的实际布局相对应。绘制主接线图时，所有电气设备符号均表示处于不带电状态。典型方案如图所示，变压器一次（高压）侧采用线路－变压器组单元接线。2.户内式10kV变电所电气主接线典型方案设备编号用途AH1AH2AH3AH4T电源引入电能计量变电电压测量变压器保护10kV进线10kV0.38kVPEN一次侧电气主接线图1）一路外供电源（1）装有一台变压器AA1TAA2AA3AA4变电低压进线无功补偿出线出线10kV0.38kVK二次侧电气主接线图二次（低压）侧采用单母线接线。典型方案如图所示，变压器一次侧采用单母线接线。为测量高压侧电压和提供交流操作电源而设置的电压互感器，安装于