配电系统的构成

QF
QS2 QS12 QF12
QS11
QS12
取消馈线断路器
至＃1变压器
至＃2变压器 至＃1变压器
至＃2变压器
• 小结 1）变配电所电气主结线表达的最重要信息是 变配电所的受馈电方式，这是分析主结线的最有 效着眼点。 2）受馈电转换、电器组合、备用设置是构成 主结线的基本要素。单母线结线是构成很大一类 主结线的基本单元。 3）网络拓扑与设备设置是主结线两个相互关联 的方面。
1、受、馈电转换与 电能分配 通过进、出线回路 在母线上的连接实现。 电源进线将电能送 到母线上，负荷出线 从母线上取得电能， 实现了受、馈电转换。 多回路出线实现了电 能的分配。
电源进线
受电 馈电
负荷出线
2、（开关）电器组合 方式a：隔离开关＋断路器组 合。隔离开关保证检修断电，断 路器控制投切，并开断短路故障。 隔离开关设置在断路器的电源侧。 方式b：方式a在移开式开关 柜的另一种实现形式。 方式c：负荷开关＋熔断器组 合。负荷开关控制投切并保证检 修断电，熔断器作短路保护。熔 断器与负荷开关间一般有机械联 动。
安装卡座 金属管帽 接线端子 瓷熔管内有 金属熔体与石英沙
绝缘子
熔断器底座
6、电压、电流互感器 功能：测量一次系统电压、电流大小。 特征：将高电压、大电流转变成低电压、小 电流。与一、二次系统都有连接。 是测量电器。
符号 TA TA
电流互感器 电压互感器
符号
TV
TV
2.2.3 构成主结线的基本要素 要素的一般解释： 1）构成事物必不可少的条件。如：时间、地点、 人物、事件是叙述文的四大要素。 2）构成事物的基本单元。具有层次性，一要素 相对它所在的系统是要素，相对于组成它的要素 则是系统。 3）构成事物的基本方法。也具有层次性，一般 指具有普遍意义的方法。
负荷侧馈线
3、单母线带旁路 问题的提出：馈出线 断路器故障时，要求故 障回路不停电。 方法：为每一出线断 路器均设置一台备用（2 n备用）如图。 方法评价：备用太多， 不经济。 改进思路：因极少两 台断路器同时故障，可 否只设一台公共备用， 需要时被故障回路调用。
电源进线
QS0 QF0
Fra Baidu bibliotek
QF01 QF11 QF02 QF12 QF03 QF13
第2章 供配电系统的构成
电气构成：由变压器、电力线缆、自备发电设 备及各种配电设备等构成。 设施构成：由变（配）电所、电力线路、自备 发电站等构成。 术语解释。 设备（Equipment，Device）：由工厂制造 的具有某类特定功能的整体，以产品形式提供。 装置（Installation）：由若干台设备（在工 作现场）装配起来的具有更复杂功能的整体。 设施（Facility）：具有特定功能的一系列设 备和（或）装置的组合，连同为这些设备（装置） 服务的建、构筑物所构成的整体。
负荷3
负荷4
2.3.5 各种配电方式的变通及综合应用示例
负荷工作场所 变配电所
电源1 电源2 负荷1 负荷2
负荷工作场所 变配电所
电源1 负荷1 负荷2
电源2
负荷3 隔离开关 负荷4
隔离开关
负荷4
负荷3
双电源单环路
双电源双环路
负荷工作场所 变配电所
电源1 负荷1
双电源双回路 放射式配电
电源2 负荷2
2）桥型结线 是单母线分段结线 的一种简化。当单母 线分段结线每一段馈 线均只有一路时，可 取消母线，形成全桥 结线。 根据情况，可选择 取消进线或馈线断路 器，由此形成“外桥” 与“内桥”结线。 工程上一般不采用 全桥。
全桥
#1电源进线
QS011 QF01 QS012 QS1 QS11 QF11
2.2.1 变配电所电气主结线基本概念 1）反映变配电所受、馈电方式的一次系统电气 连接，称为变配电所电气主结线。 受电：接受电能。 馈电：输出电能。 2）主结线主要包括拓扑结构与设备设置两方面 内容。 拓扑结构：受、馈电通道是如何形成的。 设备设置：通道上应怎样配置设备。
3）主结线涉及运行控制、维护检修和造价、占 地等问题。 基本要求是运行可靠、灵活，检修安全，造 价恰当，占地少。
二次降压供配电系统结构框图
1－110kV总降压变电所 3－10（6）kV变电所
2－配电所（开闭所） 4－高压用电设备
2、一次降压的供配电系统 对中等规模用户，供电电压为中压10kV，只 需一次降压即可。也有少数35kV供电电压直降 0.38kV的一次降压系统。 住宅小区、单体高层建筑、中小型工厂等常 用一次降压系统。 3、低压直供供配电系统 由电力企业的公用变配电所供电的380/220V 电力用户电网。
2.2.2 主结线上常用设备简介 1、母线 功能：受、馈电转换的枢纽。 电气上相当于一个节点（node），空间上 提供足够的连接位置。 一般由矩形截面的铜排或铝排制作，也有管 形等其他形状。 除硬母线以外，有些 变配电所还会用到软母线
W
图用图形符号 图用文字符号
表图2-1 6 表图2-1 7
2、断路器 功能：开、合电路功能， 符号 QF 可开合负荷电流，开断短路电 流。 特征：灭弧能力强，触头状态多不可见，可 被自动控制装置操作开、合。 不能以操作开断断路器确认断电！ 是一种开关电器。
2.1.2 供配电系统按电压层次的分类 供电电压可能与用电电压相同，也可能不同， 因此电力用户电网自身也有不同的电压层次，主 要有以下几种。 1、二次降压的供配电系统 对规模大的用户，供电电压可能高达35～ 110kV，用户电网常需要两次降压来满足电能传 输与使用的需求，这种系统称为二次降压系统。 常见电压层次有： 110/10/0.38kV； 35/10（6）/0.38kV。
上接线端子 操作手柄
隔离闸刀
GN19-10C型 实物图片
下接线端子
传动机构
GN19-10型 实物图片
4、中、高压负荷开关 QL 符号 功能：正常情况下 开、合电路功能，可开、 合负荷电流，不能开断短路电流。 特征：灭弧能力介于断路器与隔离开关之间。 有兼具隔离开关功能的负荷开关，简称负荷 隔离开关。 是一种开关电器。
隔离开关
隔离开关
负荷工作场所
负荷1 负荷2 负荷3
变配电所
备用电源
带公共备用的 放射式配电 放射式＋树干式
工作电源
• 小结 1）供配电网络结线又称供配电方式，指处于不 同空间位置的电源与负荷之间的电气联系方式。 2）供配电方式的确定除考虑负荷等级、类别、 量值大小、运行要求等因素外，还应着重考虑负 荷的位置分布。 3）放射式、树干式是两种最基本的供配电方式， 由此可演变或组合出其他很多供配电方式。
t
u 2 (t)
t
u (t)
t
U
负荷侧馈线
U1 U2
双电源不能同时投入。 技术措施：闭锁。
不同电源同时投 入同一母线可能 出现的问题
#1电源进线
#2电源进线
运行方式： 互为备用； 一用一备。
母线I段 母线II段
分析各种运行 方式下断路器 状态及故障切 换。 分析双电源闭 锁的技术要求。
I段母线负荷侧馈线
a)
b)
c)
3、设置备用 设置备用在工程上有一个更具普遍意义的术 语，叫做冗余技术。 目的：提高运行可靠性。 技术要点：冗余度与可靠性间的平衡。 常见方式举例：（n+1）备用，2n备用等， 一用一备、互为备用等。 工程要求：保证可靠性前提下，尽量简洁、 方便切换操作、经济等。
• 小小结 受/馈电转换、电器组合、设置备用是构成主 结线的三个基本要素。
#2电源进线
QS021 QF02 QS022 QF QS2 QS12 QF12
至＃1变压器
至＃2变压器
外桥
内桥
#1电源进线
#2电源进线
#1电源进线
QS011
#2电源进线
QS021 QF02 QS022 QF QS2
取消进线断路器
QS01 QS02
QF01 QS012 QS1
QS1 QS11 QF11
第3节 电气结构之供配电系统网络结线
2.3.1 供配电系统网络结线的基本概念 本质是电源与负荷的电气联系方式问题。 电源：变配电所（二次母线），自备发电站。 总是集中在一处或少数几处。 负荷：次级配电装置或用电设备。通常散布 在各处。 网络结线即通过电力线缆及相应配电设备构 建电能从电源向负荷传输的通道。
变配电所
电源 负荷2
负荷工作场所
负荷4 负荷1 负荷3 负荷1 负荷2 负荷3 负荷4
2.3.4 环式配电 是树干式配电的一种演变，将树干式配电干 线末端接回电源，即成环式。 运行方式：开环、闭环。 技术细节：环路开关，开环点的设置。
负荷工作场所 变配电所
电源 负荷2 F 负荷4 负荷1 负荷3 隔离开关 负荷1 负荷2
• 小结 1）供电电压与用电电压的概念。 2）供电电压是由系统规模决定的，用电电压是 由用电设备决定的。 3）根据供电电压与用电电压的差异及用户具体 情况确定供配电系统电压层次。 4）供电企业与电力用户的交接点叫电网的公共 连接点，缩写PCC（Point of Common Coupling）。
第2节 电气结构之变配电所电气主结线
QS132
旁路母线
QS110
QS120
QS130
思考：主母线与旁路 母线本质上到底有什么不 同？
#1馈线
#2馈线
#3馈线
4、常用无母线简化结线 电源进线 当馈线只有一路时，可取消母 线，将电源进线与馈线直接连接， QS01 并将电源进线开关与馈线开关合并。 1）单元式结线 QF0 这是单母线结线的简化，当单 QS02 母线结线只有一路馈线时，取消母 线，并将进、出线断路器及隔离开 关合并为一组。 工程中，这种结线出线通常带 变压器，因此又称为线路—变压器 组结线。
#1馈线
#2馈线
#3馈线
电源进线
QS0 QF0
QF10即公共备用断 路器，称为旁路断路器。 这是一种（n+1）的备用 方式。
QS131 QF13
主母线
QS101 QF10 QS102 QS111 QF11 QS112 QS121 QF12 QS122
被故障回路调用时切 换操作分析。 存在的问题分析。
2.3.2 放射式配电 特点：一个回路只服务于一个负荷。 优缺点：自学。
变配电所
负荷1 负荷1 电源 负荷2 负荷3 负荷3 负荷2 负荷4
负荷4
负荷工作场所
2.3.3 树干式配电 特点：一个回路顺次向若干负荷供电。 干线分支作法：T接（如负荷1），Π接（如 负荷2）。 优、缺点：与放射式相反。
II段母线负荷侧馈线
两个单母线被QF连接起来，QF：联络断路器 一个单母线被QF分成两段，QF：分段断路器
2、双母线结线 单母线＋母线 备用 备用母线应能 被进线和每一路出 线所利用。 工作方式与故 障切换问题。
电源进线
QS0 QF0 QS01 QS02
母线I段 母线II段
QS11 QS12 QS21 QS22 QS31 QS32 QF1 QF2 QF3
2.2.4 几种典型主结线介绍 1、单母线结线 受馈电转换＋开关电器组 合。 既是一种常用的主结线， 又是一种基本的主结线单元， 由该单元可衍生出很大一类主 结线形式。 变化1：双电源单母线。 变化2：单母线分段。
电源进线
负荷侧馈线
#1电源进线 #2电源进线 u 2 (t) u 1 (t)
u 1 (t)
真空断路器
上接线端子
二次接线插头
绝缘套筒内有真 空灭弧室及触头
下接线端子
就地操作箱 手车式框架
VS1-12真空断路器
续上页
VSm－12真空断路器（配永磁操动机构）
3、中、高压隔离开关 功能：隔离系统带电 符号 QS 与非带电部分。 特征：开断时有明显可见的断点，除非人工 就地操作，否则会保持开断状态。基本无灭弧能 力，不能开断负荷电流，更不能开断短路电流。 主要为保证检修安全用。 是一种隔离电器。
第1节 供配电系统的电压层次
2.1.1 供配电系统的电源与负荷 电源：变配电所，自备电源（包括自备发电 机、电池逆变电源等）。 负荷：用电设备。 供电电压：供电企业与电力用户连接点 （PCC－Point of Common Coupling）所处电 网标称电压，也即供配电系统的电源电压。 0.38～110kV。 用电电压：用电设备额定电压。220/380V、6 ～10kV。
上接线 端子
上隔离开关 传动机构
真空负荷 开关 弹簧 脱扣机构
下接线 端子
接地开关
5、熔断器 功能：过电流时熔断 符号 自身以开断电路。 特征：不可自复。灭弧能力强。 可开断过负荷电流和短路电流。 是一种一次保护电器。
FU
户内高压限流熔断器结构
石英沙 金属熔体缠绕在内瓷管上
熔断撞针
瓷熔管剖面