电气主接线及高压配电装置

第四章电气主接线及高压配电装置学习目标：了解电气主接线的概念；电气元件标准图形和符号；牵引变电所110kv 电气主接线；27.5kv电气主接线；牵引变电所高压配电装置；重点：了解电气主接线的概念；电气元件标准图形和符号；难点：牵引变电所110kv电气主接线；27.5kv电气主接线；牵引变电所高压配电装置；教学内容：一、电气主接线概述电气主接线主要是指在发电厂、变电所、电力系统中，为满足预定的功率传送和运行等要求而设计的、表明高压电气设备之间相互连接关系的传送电能的电路。

电路中的高压电气设备包括发电机、变压器、母线、断路器、隔离刀闸、线路等。

它们的连接方式对供电可靠性、运行灵活性及经济合理性等起着决定性作用。

一般在研究主接线方案和运行方式时，为了清晰和方便，通常将三相电路图描绘成单线图。

在绘制主接线全图时，将互感器、避雷器、电容器、中性点设备以及载波通信用的通道加工元件（也称高频阻波器）等也表示出来。

对一个电厂而言，电气主接线在电厂设计时就根据机组容量、电厂规模及电厂在电力系统中的地位等，从供电的可靠性、运行的灵活性和方便性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，经综合比较后确定。

它的接线方式能反映正常和事故情况下的供送电情况。

牵引变电所(包括分区亭、开闭所，AT所等)，为了完成接受电能，高压和分配电能的工作，其电气接线可分为两大部分：一次接线(主接线)和二次接线。

主接线是指牵引变电所内一次主设备(即高压、强电流设备)的联接方式，也是变电所接受电能、变压和分配电能的通路。

它反映了牵引变电所的基本结构和功能。

电气主接线又称电气一次接线图。

二次接线是指牵引变电所内二次设备(即低电压、弱电流的设备)的联接方式。

其作用是对主接线中的设备工作状态进行控制，监察、测量以及实现继电保护与运动化等。

二次接线对一次主设备的安全可靠运行起着重要作用。

主接线是根据变电所的容量规模、性能要求、电源条件及配电出线的要求确定的，其基本主接线型式有：单母线分段接线、劳旁路母线的单母线分段接线、双母线接线、桥式接线、双T式(即分支式)接线等。

二、电气主接线应满足以下几点要求：1．可靠性保证对牵引负荷和地区负荷的供电可靠性和电能质量。

牵引负荷和部分地区负荷均为一级负荷，必须保证供电的安全可靠性，为此，要保证牵引变电所电源引入可靠，选择主接线时要考虑在电路的转换、设备的检修和事故处理时供电的可靠性和连续性。

为了满足电能质量的要求。

主接线应在变压器接线方式、谐波补偿和调压方面注意改善电能质量。

2．操作方便主接线应力求简单、清晰、操作方便。

由于接触网事故较多，检修频繁，牵引变电所倒闸作业较多，主接线越简单清晰，操作程序越少，操作越方便。

3．灵活性主接线应可以适应多种运行方式，检修、维护安全方便。

在系统和变电所设备故障时，能灵活、简便、迅速倒换运行方式，且停电时间和范围最小。

在占地面积一定时，接线越简单，越能满足检修设备需要的安全距离。

4．经济性主接线决定了电气设备的数量和运行方式，从而影响到基本的投资和年运行费用。

在满足供电可靠性和运行灵活性的基础上，尽量使投资和运行费用最省。

5．发展扩建的可能性主接线应考虑将来的发展和扩建的方便。

设计主接线要考虑到远景规划，在需要的时候可以很方便地改造和扩建。

二、电气元件标准图形在主接线图中，它使用的国标文字及图形符号见下图。

而电气设备的状态按正常状态画出，所谓正常状态就是指电路中无电压和外力作用下开关的状态，即断开状态。

例如隔离开关都是以断开状态画出，如果特殊情况则应注明：供安装使用的电气主接线图，在图上要标出主要电气设备的规格型号。

三、主接线的形式选择主接线形式的三大要求：可*性，灵活性和经济性（1）35kv侧的主接线形式根据：1）35kv~6.3kv的配电装置在回路数在4~8回时采用单母线分段接线；2）35kv的出线多为双回路，且检修时间短，可能配备手轼的断路器时不设旁母；（2）110kv系统的主接线选择根据：110kv~220kv配电装置出线回路为5回及以上或其在系统中居重要地位且出线在4回及以上时，选用双母线接线；（3）220kv侧接线形式选择根据：220kv系统中，出线在4回或以上时可使用双母线接线形式，装设专用的旁路断路器。

断路器选择的条件（1）其参数的选择的项目有以下一些技术条件：正常工作条件（电压，电流，频率，机械荷载）短路稳定性（动稳定电流，热稳定电流和时间）承受过电压能力操作性能（开断电流，关合电流，分合闸电流及同期性，对过电压的限制操作次数，操作相数）环境条件：环境（环境温度，海拔，污秽）环境保护（噪音，电磁干扰）（2）具体要求1）频率取50hz2）短路器的关合电流iey>=icj3）短路器的型式选择，除满足各种技术要求外，应考虑便于施工调试和运行维护，并经技术比较后确定，对35kv~220kv配电装置一般取少油短路器4）在检验短路器的断流能力时，应用开断电流代替断流容量，一般取断路器的实际开断时间的短路电流作为检验条件高压配电装置的运行高压配电装置是指电压在1kV及以上的电气装置，按主接线的要求，由开关设备、保护和测量电器、母线装置和必要的辅助设备构成，用来接受和分配电能，是发电厂和变电所的重要组成部分。

配电装置按电气设备安装地点的不同，可分为室内和室外配电装置。

按其组装方式的不同，又可分为装配式和成套配电装置。

电气设备在现场组装的称为装配式配电装置；在制造厂预先将开关电器、互感器等安装成套，这样的配电装置称为成套配电装置。

室内配电装置是将全部电气设备置于室内，大多适用于35kV及以下的电压等级。

但如果周围环境存在对电气设备有危害性的气体和粉尘等物质时，11OkV 配电装置也应建造在室内。

室外配电装置是适合置于室外或露天的没备。

通常用于35—220kV及以上电压等级。

新型六氟化硫全封闭组合电器装置(包括sP6断路器和sF6负荷开关)，体积小，占地少，可以装于室外，也可装于室内，是当前较先进的配电装置，适用于各种电压等级。

(1)配电装置的装设和导体、电器及构架的选择应满足正常运行、短路和过电压情况下的要求，并不应危及人身和周围设备。

(2)配电装置的绝缘等级，应和电力系统的额定电压相配合。

(3)配电装置各回路的相序排列应尽量一致，并对硬导线涂漆，对绞线标明相别。

(4)在配电装置间隔内的硬导体及接地线上，应预留未涂漆的接触面和连接端子，用以装接携带式接地线。

(5)隔离开关和相应的断路器之间，应装设机械或电磁的联锁装置，以防隔离开关误动作。

(6)在空气污秽地区，室外配电装置中的电气设备和绝缘子等，应有防尘、防腐、加强外绝缘措施，并应便于清扫。

(7)周围环境温度低于绝缘油、润滑油、仪表和继电器的最低允许温度时，要采取加热措施。

(8)地震较强烈地区(烈度超过7级时)，应采取抗震措施，加强基础和配电装置的耐震性能。

(9)海拔超过1000m的地区，配电装置应选择适用于该海拔的电器、电瓷产品。

(10)室外配电装置的导线，悬式绝缘子和金具所取的强度安全系数，在正常运行时不应小于4．0，安装、检修时不应小于2．5。

1)由于允许安全净距小，可以分层布置，故占地面积较小。

2)维修、巡视和操作在室内进行，不受气候影响。

3)外界污秽空气对电气设备影响较小，可减少维护工作量。

4)适宜于一些非标准设备的安装，如槽形母线、大电流母线隔离开关。

5)房屋建筑投资较大。

大、中型发电厂和变电所中，35kV及以下(包括厂用配电装置)电压级的配电装置多采用室内配电装置。

(1)室内配电装置的布置。

室内配电装置的结构，除与电气主接线及电气设备的型式(如电压等级、母线容量、断路器型式、出线回路数和力式、有尤出线电抗器等)有密切关系外，还与施工、检修条什、运行经验有关。

随着新设备和新技术的采用，运行、检修经验的不断丰富，配电装置的结构和型式将会不断地更新。

发电厂和变电所中的室内配电装置，按其布置型式的不同，一般可分为两层式和单层式。

两层式是将所有电气设备依其轻重分别布置在各层中；中层式是把所有的设备都布置在一层中。

室内配电装置的布置一般应满足以下要求：1)同一回路的电器和导体布置在一个间隔内，以满足检修安全和限制故障范围。

2)尽量将电源布置在每段母线的中部，使母线截面通过较小的电流。

3)较重设备(如电抗器)布骨在下层，以减轻楼板的荷重并便于安装。

4)充分利用间隔的位骨。

5)布置对称，对同一用途的同类设备布置在同——标高，便于操作。

6)容易扩建。

7)各回路的相序排列尽量一致，一般为面对出线电流流出方向自左到右，由远到近、从上到下按A、B、C相顺序排列。

对硬导体涂色，色别为：A相黄色、D相绿色、C相红色。

对绞线一般只标明相别。

8)为保证检修人员在检修电器及母线时的安全，电压为63kV及以上的配电装置，对断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧，宜配置接地刀闸；每段母线上宜装设接地刀间或接地器，其装设数量主要按作用在母线上的电磁感应电压确定。

在一·般情况F，每段母线宜装设两组接地刀闸或接地器，其中包括母线电压互感器隔离丌关的接地刀闸。

母线电磁感应电压和接地刀闸或接地器安装间隔距离需经计算确定。

9)配电装置的布置为便于设备操作、检修和搬运，设置了维护通道、操作通道、防爆通道。

凡用来维护和搬运各种电器的通道，称为维护通道；如通道内设有断路器(或隔离开关，的操作机构，就地控制屏等，称为操作通道；仅和防爆小室相通的通道，称为防爆通道。

10)配电装置室可以开窗采光和通风，但应采取防止雨雪、风沙、污秽和小动物进入室内的措施。