第七章 配電裝置第七章

配電裝置學(xué)習(xí)目的：?了解配電裝置的基本要求及設(shè)計原則；?掌握最小安全凈距的概念，了解其分類；?掌握配電裝置的類型及各自的特點；重點：配電裝置的定義、類型及各自的特點難點：最小安全凈距的概念一、配電裝置作用及對其基本要求1、配電裝置定義配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護和測量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成的總體裝置。2、配電裝置作用正常情況下：用來接受和分配電能；故障情況下：迅速切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運行。第一節(jié)

概述配電裝置與系統(tǒng)各部分的聯(lián)系圖110kV配電裝置35kV配電裝置6~10kV配電裝置GG380/220V配電裝置TM3TM41#2#直配線TM2TM1輸電線路4、對配電裝置的基本要求。運行可靠。便于操作、檢修、和巡視。保證

的安全。力求經(jīng)濟性。具有擴建的可能二、配電裝置的安全凈踞為滿足配電裝置運行和檢修的需要，各帶電設(shè)備之間應(yīng)相隔一定的距離。最小安全凈踞概念：最小安全凈踞是指在這一距離下，無論在正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)、外部過電壓時，都不致使空氣間歇被擊穿。帶電部分至地之間最小凈距不同相的帶電導(dǎo)體之間的最小凈距無遮欄

導(dǎo)體至地面的垂直凈距不同時停電檢修的平行無遮攔

導(dǎo)體之間的水平凈距帶電部分至網(wǎng)狀遮欄間的電氣凈距帶電部分至柵狀遮欄間的電氣凈距三、配電裝置的類型及其應(yīng)用?屋內(nèi)配電裝置的特點：①占地面積小。②不受氣候影響。③

工作量小。④房屋建筑投資大。屋內(nèi)配電裝置屋外配電裝置1）按照安裝地點的不同分：35kV及以下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置。屋外配電裝置的特點：①占地面積大。②受外界氣候影響較大。③土建工作量和費用較少，建設(shè)周期短。④相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)。⑤擴建比較方便。110kV及以上的配電裝置大多采用屋外配電裝置。配電裝置的分類：成套配電裝置的特點：①占地面積小。②縮短了建設(shè)周期，便于擴建和搬遷。③運行可靠性高，

方便。④耗用鋼材較多，造價較高。裝配式配電裝置成套式配電裝置2）按照組裝方式的不同分：目前我國生產(chǎn)的3～35kV的各種成套配電裝置在發(fā)電廠和變電站中已被廣泛采用；

110～500kV的SF6全封閉組合電器也巳得到應(yīng)用。四、配電裝置的設(shè)計原則及步驟1、配電裝置的設(shè)計原則運行安全和操作巡視方便；便于檢修和安裝；節(jié)約材料，降低造價。2、配電裝置的設(shè)計要求(1)滿足安全凈距的要求

(2)施工、運行和檢修的要求(3)噪聲的允許標(biāo)準(zhǔn)及限制措施：

(4)靜電感應(yīng)的場強水平和限制措施；(5)電暈無線電干擾和控制3、配電裝置設(shè)計的基本步驟(1)選擇配電裝置的型式。

(2)擬定配電裝置的配置圖；(3)設(shè)計繪制配電裝置平面圖和斷面圖。按照所選電氣設(shè)備的外形尺寸、

方法、檢修及巡視的安全和方便等要求，遵照配電裝置設(shè)計有關(guān)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，并參考各種配電裝量的典型設(shè)計和手冊，設(shè)計繪制配電裝置平面圖和斷面圖。第二節(jié)

屋內(nèi)配電裝置一、屋內(nèi)配電裝置概述1、分類及有關(guān)術(shù)語按布置型式，可分為三層式、二層式和單層式。?三層式是將所有電器依其輕重分別布置在各層中，優(yōu)點：安全、可靠性高，占地面積少。缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工時間長，造價較高，檢修和運行不大方便。三層式配電裝置目前已較少采用！第二節(jié)

屋內(nèi)配電裝置?二層式是將斷路器和電抗器布置在第一層，將母和線、母線

開關(guān)等較輕設(shè)備布置在第二層。優(yōu)點：與三層式相比，它的造價較低，運行檢修較方便。缺點：占地面積有所增加。

適用于出線有電抗器的情況。?單層式占地面積較大，通常采用成套開關(guān)柜，以減少占地面積。間隔的概念在屋內(nèi)配電裝置中，通常將同一回路的電氣設(shè)備和導(dǎo)體布置在一個間隔內(nèi)。所謂間隔是指為了將電氣設(shè)備故障的影響限制在最小的范圍內(nèi)，以免波及相鄰的電氣回路，以及在檢修電氣設(shè)備時，避免檢修 與鄰近回路的電氣設(shè)備接觸，而用磚或用石棉板等制成的墻體的空間。按照間隔的用途，可分為發(fā)電 壓器、線路、母線(或分段)斷路器、電壓互感器和避雷器間隔等。間隔示意圖2、屋內(nèi)配電裝置圖配置圖配置圖是一種示意圖。用來表示進線(如發(fā)電機、變壓揣)、出線(如線路)、斷路器、互感器、避雷器等合理分配于各層、各間隔的情況，并表示出導(dǎo)線和電氣設(shè)備在各間隙的輪廓，但不要求按比例尺繪出。通過配置圖可以了解和分析配電裝置方案，統(tǒng)計所用的主要電氣設(shè)備。2、屋內(nèi)配電裝置圖平面圖是按比例畫出房屋及其間隔、通道和出口等處的平面布置輪廓，平面上的間隔只是為了確定間隔數(shù)及排列，故可不表示所裝電氣設(shè)備。斷面圖是用來表明所取斷面的間隔中各種設(shè)備的具體空間位置、安裝和相互連接的結(jié)構(gòu)圖。也應(yīng)按比例繪制。斷面圖舉例主母線進線旁路母線二、屋內(nèi)配電裝置的布置原則1、總體布置盡量將電源布置在每段母線的中部，使母線截面通過較小的電流；但有時為了連接的方便，根據(jù)主廠房或變電站的布置而將發(fā)電機或變壓器間隔設(shè)在每段母線的端部。同一回路的電器和導(dǎo)體應(yīng)布置在一個間隔內(nèi)，以保證檢修和限制故障范圍。較重的設(shè)備(如電抗器)布置在下層，以減輕樓板的荷重并便于安裝。(4)充分利用間隔的位置。

(5)設(shè)備對應(yīng)布置，便于操作。(6)有利于擴建。2、屋內(nèi)配電裝置的設(shè)備布置(1)母線及

開關(guān)布置：母線通常裝在配電裝置的上部，一般呈水平布置、垂直布置和直角三角形布置。A、母線水平布置特點：水平布置不如垂直布置便于觀察，但建筑部分簡單，可降低建筑物的高度，安裝比較容易。

適用：中、小容量發(fā)電廠和變電站的配電裝置。母線水平布置（屋外）B、母線垂直布置特點：垂直布置的母線結(jié)構(gòu)可獲得較高的機械強度；但垂直布置的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并增加建筑高度。適用：20kV以下、短路電流很大的裝置中。C、母線直角三角形布置特點：結(jié)構(gòu)緊湊，可充分利用間隔的高度和深度，但三相為非對稱布置，外部短路時，各相母線和絕緣子機械強度均不相同．適用：6～35kV大、中容量的配電裝置中。母線

開關(guān)，通常設(shè)在母線的下方。為了防止帶負(fù)荷誤拉開關(guān)引起飛弧造成母線短路，在3～35kV雙母線布置的屋內(nèi)配電裝量中，母線與母線開關(guān)之間宜裝設(shè)耐火隔板。兩層以上的配電裝置中，母線隔離開關(guān)宜單獨布置在一個小室內(nèi)。小提示：為了確保設(shè)備及

的安全，屋內(nèi)配電裝置應(yīng)設(shè)置電氣誤操作事故的閉鎖裝置?！胺乐拐`拉合

開關(guān)”、“帶接地線合閘”、

“帶電合接地開關(guān)”、

“誤拉合斷路器”、

“誤入帶電間隔”“五防”裝置：黃島電廠110kV母線及開關(guān)布置圖（屋內(nèi)）母線開關(guān)2、斷路器及其操

構(gòu)斷路器通常設(shè)在單獨的小室內(nèi)。油斷路器(或含油設(shè)備)小室的形式，按照油量多少及防爆結(jié)構(gòu)的要求，可分為敞開式、封閉式以及防爆式。斷路器的操構(gòu)設(shè)在操作通道內(nèi)。黃島電廠110kV斷路器置圖（屋內(nèi)）斷路器黃島電廠110kV斷路器布置圖（屋內(nèi)）3、互感器和避雷器電流互感器可和斷路器放在同一小室內(nèi)。穿墻式電流互感器應(yīng)盡可能作為穿墻套管使用。黃島電廠支持式電流互感器布置圖黃島電廠穿墻式電流互感器布置圖穿墻式電流互感器電壓互感器需占用

的間隔，但同一間隔內(nèi)，可以裝設(shè)幾個不同用途的電壓互感器。當(dāng)母線接有線路時，母線上應(yīng)裝避雷器，由于其體積不大，通常與電壓互感器共占一個間隔

(以隔層隔開)，并可共用一組開關(guān)。3、互感器和避雷器4、電抗器電抗器按其容量不同有三種不同的布置方式：三相垂直、品字形和三相水平布置。安裝電抗器必須注意：垂直布置時，B相應(yīng)放在上下兩相之間；品字形布置時，不應(yīng)將A、C相

在一起.電抗器的布置方式(示意圖)電抗器的布置方式(實物圖)5、配電裝置的通道和出口通道：通道：搬運各種電器的通道；操作通道：如通道內(nèi)設(shè)有斷路器(或

開關(guān))就地控制屏，稱為操作通道；防爆通道：僅和防爆小室相通的通道。各種通道的最小寬度(凈踞)，不應(yīng)小于圖中所示的數(shù)值出口?當(dāng)配電裝置室長度大于7m時，應(yīng)有兩個出口(最好設(shè)在兩端)；?當(dāng)配電裝置室長度大于60m時，在中部適當(dāng)?shù)牡胤揭嗽僭黾右粋€出口。配電裝置室的門應(yīng)向外開，并裝彈簧鎖，以便從內(nèi)部不用 開門。相鄰配電裝置室之間 門時，應(yīng)能向兩個方向開啟。6、電纜隧道及電纜溝電纜隧道為封閉狹長的構(gòu)筑物，高1.8m以上，兩側(cè)設(shè)有數(shù)層敷設(shè)電纜的支架，可放置較多的電纜，人在隧道內(nèi)能方便地進行電纜的敷設(shè)和維修工作，但其造價較高。一般用于大型電廠。電纜溝則為有蓋板的溝道，溝寬與深不足1米，敷設(shè)和維修電纜必須揭開水泥蓋板，很不方便，溝內(nèi)容易積灰和積水，但土建施工簡單，造價較低，常為變電所和中、小型發(fā)電廠所采用。提示：眾多事故證明：電纜隧道(溝)在進入建筑物(包括控制室和開關(guān)室)處，應(yīng)設(shè)帶門的耐火隔墻(電纜溝只設(shè)隔墻)，以防電纜發(fā)生火災(zāi)時(電纜應(yīng)刷阻燃涂料)，煙火向室內(nèi)蔓延擴大事故，且可以防止小動物進入室內(nèi)。7、配電裝置室的采光和通風(fēng)配電裝置室可以開窗采光和通風(fēng)，但應(yīng)采取防止雨雪、風(fēng)沙、污穢和小動物進入室內(nèi)的措施。配電裝置室應(yīng)按事故排煙要求，裝設(shè)足夠的事故通風(fēng)裝置。舉例：主母線進線旁路母線第三節(jié)屋外配電裝置一、屋外配電裝置的類型根據(jù)電器和母線的布置高度，分以下三種類型：中型配電裝置半高型配電裝置高型配電裝置屋外配電裝置1、中型配電裝置?普通中型配電裝置：所有電器都安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度的基礎(chǔ)上，使帶電部分對地保持必要的高度，以便能在地面上安動；中型配電裝置母線所在的水平面稍高于電器所在的水平面。優(yōu)點：布置清晰，不易誤操作，運行可靠，施工和

方便，構(gòu)架高度低，抗震性能好，造價省

，并有多年的運行經(jīng)驗。缺點：占地面積大。中型配電裝置實物圖A

B

C懸式絕緣子門型架A B

C開關(guān)3開關(guān)4斷路器5開關(guān)7旁路母線9A

B

C?分相中型配電裝置：所謂分相布置系指

開關(guān)是分相直接布置在母線的正下方。采用硬圓管母線及伸縮式

開關(guān)，可減小母線相間距離，降低構(gòu)架高度，節(jié)約占地面積；斷路器采用三列布置。分相中型配電裝置具有接線簡單，清晰，占地面積小的特點。2、高型配電裝置開關(guān)將一組母線及

開關(guān)與另一組母線及布置的，稱為高型配電裝置。特點：可節(jié)省占地面積50％左右，但耗用鋼材較多，造價高，操作和

條件較差。高型配電裝置示意圖3、半高型配電裝置將母線置于高一層的水平面上，與斷路器、隔離開關(guān)、電流互感器等

布置。半高型配電裝置節(jié)約占地面積不如高型顯著，但運行、施工條件稍有改善，所用鋼材比高型少。半高型配電裝置示意圖進線出線二、屋外配電裝置的布置原則1、母線及構(gòu)架軟母線：軟母線為鋼芯鋁絞線、軟管母線和導(dǎo)線，三相呈水平布置，用懸式絕緣子懸掛在母線構(gòu)架上。軟母線可選用較大的檔距，但一般不超過三個間隔寬度，檔距越大，導(dǎo)線弧垂越大，因而導(dǎo)線相間線構(gòu)架的寬度及及對地距離就要增加，母線及高度均需加大。硬母線常用的有矩形和管形。硬母線屋外配電裝置的構(gòu)架屋外配電裝置的構(gòu)架可用型鋼或鋼筋混凝土制成。鋼構(gòu)粱機械強度大，可以按任何負(fù)荷和尺寸制造，便于固定設(shè)備，抗震能力強，方便。屋外配電裝置的構(gòu)架2．電力變壓器電力變壓器外殼不帶電，故采用

布置，安裝在變壓器基礎(chǔ)上。為了防止變壓器發(fā)生事故時，燃油流失使事故擴大，單個油箱油量超過1000kg以上的變壓器，按照防火要求，在設(shè)備下面需設(shè)置貯油池或擋油墻，其尺寸應(yīng)比設(shè)備外廓大1m，貯油池內(nèi)一般鋪設(shè)厚度小于0.25m的鵝卵石。主變壓器與建筑物踞離不應(yīng)小于1.25m，且踞主變

5m以內(nèi)的建筑物，在變壓器總高度以下及外廓兩側(cè)各3m的范圍內(nèi)不應(yīng)有門窗和通風(fēng)孔。當(dāng)變壓器油量超過2500kg以上時，兩臺變壓器之間的防火凈距不應(yīng)小于5～10m，如布置有，應(yīng)設(shè)置。2．電力變壓器電力變壓器布置實物圖黃島電廠主變布置圖3．高壓斷路器按照斷路器在配電裝置中占據(jù)的位置，可分為單列、雙列和三列布量。斷路器有低式和高式兩種布置：低式布置的斷路器：安裝在0.5～1m的混凝土基礎(chǔ)上。優(yōu)點:檢修比較方便，抗震性能好，但低式布置必須設(shè)置圍墻，因而影響通道的暢通。高式布置的斷路器：安裝在約高2m的混凝土基礎(chǔ)上。高式布置的斷路器適用于中型配電裝置。高壓斷路器的布置實物圖斷路器4、避雷器安裝在0.4m的避雷器也有高式和低式兩種布置。110kV及以上的閥型避雷器多基礎(chǔ)上。磁吹避雷器及35kV閥型避雷器一般采用高式布置。5、開關(guān)和互感器開關(guān)和互感器均采用高式布置，共要求與斷路器相同。開關(guān)

動操

構(gòu)裝在其靠邊一相基礎(chǔ)上。開關(guān)與互感器的布置實物圖開關(guān)互感器6、電纜溝屋外配電裝置中電纜溝的布置，應(yīng)使電纜走的最短。7、道路為了

設(shè)備和消防的需要，應(yīng)在主要設(shè)備近旁鋪設(shè)行車道路。大、中型變電站內(nèi)一般均鋪設(shè)寬3m的環(huán)形道。屋外配電裝置內(nèi)應(yīng)設(shè)置0.8～1m的巡視小道，以便運行人員巡視電氣設(shè)備，電纜溝蓋板可作為部分巡視小道。電纜溝道路第四節(jié)

成套配電裝置成套配電裝置定義：按照電氣主接線的標(biāo)準(zhǔn)配置或用戶的具體要求，將同能回路的開關(guān)電器、測量儀表、保護電器和輔助設(shè)備都組裝在全封閉或半封閉的金屬殼(柜)體內(nèi)，形成標(biāo)準(zhǔn)模塊，由制造廠按主接線成套供應(yīng)，各模塊在現(xiàn)場裝配而成的配電裝置稱為成套配電裝置。成套配電裝置的類型?低壓配電屏：（380V）?高壓開關(guān)柜：（3~35kV）?SF6全封閉組合電器：（110kV及以上）?箱式變電站一、低壓配電屏特點：低壓配電屏結(jié)構(gòu)簡單、價廉，并可雙面

，檢修方便。在發(fā)電廠(或變電站)中，作為廠(站)用低壓配電裝置。一般幾回低壓線路可共用一塊低壓配電屏。低壓配電屏結(jié)構(gòu)其框架用角鋼和薄鋼板焊成，屏面有門，

方便；在上部屏門上裝有測量儀表，中部面板裝有閘刀開關(guān)的操作手柄和控制按鈕等，下部屏門內(nèi)有繼電器、二次端子和電能表；母線布置在屏頂，并設(shè)有防護罩；其他電器元件都裝在屏后；屏間裝有隔板，可限制故障范圍。圖7-11

PGL-1低壓配電屏結(jié)構(gòu)示意圖1-母線及絕緣框2-開關(guān)3-低壓斷路器4-電流互感器 5-電纜頭 6-繼電器二、高壓開關(guān)柜類型：手車式高壓開關(guān)柜、固定式高壓開關(guān)柜手車式高壓開關(guān)柜固定式高壓開關(guān)柜手車式高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)1)手車室。柜的正中部為手車室，斷路器及操構(gòu)均裝在小車上。當(dāng)手車處于工作位置時，斷路器通過

插頭與母線和出線相通；檢修時，將小車?yán)龉裢猓瑒印㈧o觸頭分離。一次觸頭

罩自動關(guān)閉，起安全

作用。如急需供電，可換上備用小車。手車式高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)(2)繼電器儀表室測量儀表、信號繼電器、繼電保護用連接小片裝在該小室的儀表門上。小室內(nèi)有繼電器、端子排、熔斷器和電能表。手車式高壓開關(guān)柜結(jié)構(gòu)(3)母線室。母線室位于開關(guān)柜的后上部，室內(nèi)裝有母線和靜 觸頭。母線為封閉式，不易積灰和短路，可靠性高。(4)出線室。出線室位于柜后部下方，室內(nèi)裝有出線側(cè)靜出電纜(或硬母線)和接地開關(guān)（5）小母線室位于柜頂?shù)那安浚覂?nèi)線和接線座。觸頭、電流互感直流電源：控制電源、保護電源、合閘電源電壓回路：電壓互感器的二次側(cè)，給各柜的電壓信號。交流電壓：給各柜的照明、帶電顯示、電磁鎖供電。通信線：綜保用作 的。氣體全封閉組合電器的英文全稱為GasInsultedSwitchgear，簡寫為GIS。它是由斷路器，開關(guān)，快速或慢速接地開關(guān)，電流互感器，電壓互感器，避雷器，母線和出線套管等元件，按電氣主接線的要求依次連接，組一個整體，并且全部封閉于接地的金屬外殼中，殼體內(nèi)充一定壓力SF6氣體，作為絕緣和滅弧介質(zhì)。SF6全封閉組合電器按絕緣介質(zhì)，可以分為全SF6氣體絕緣型封閉式組合電器（FGIS，常簡寫為GIS）和部分SF6氣體絕緣型封閉式組合電器（HGIS）兩類。而后者則有兩種情況：一種是除母線、避雷器和電壓互感器外，其他元件均采用SF6氣體絕緣，并構(gòu)成以斷路器為主體的復(fù)合電器（HGIS）；另一種則相反，只有母線、避雷器和電壓互感器采用SF6氣體絕緣的封閉母線，其他元件均為常規(guī)的空氣絕緣的敞開式電器（AIS）。五、氣體全封閉組合電器SF6組合電器實物圖SF6全封閉組合電器按主接線方式分。常用的有單母線、雙母線、一個半斷路器接線、橋形和角形等接線方式。圖7-16

220kV雙母線SF6全封閉組合電器斷面圖Ⅰ、Ⅱ-主母線

1、2、7-

開關(guān)

3、6、8-接地開關(guān)

4-斷路器5-電流互感器

9-電纜頭

10-伸縮節(jié)

11-盆式絕緣子裝置外殼上設(shè)有檢查孔、窺視孔和防爆盤等設(shè)備主要優(yōu)點：占地面積小、占用空間少、運行可靠性高，

工作量小。檢修周期長，不受外界環(huán)境條件的影響，無靜電感應(yīng)和電暈干擾，噪聲水平低，抗震性能好，適應(yīng)性強。適用：110～500kV各個電壓等級，特別是在500kV及以上壓電網(wǎng)中將獲得廣泛的應(yīng)用。五、氣體全封閉組合電器四、箱式變電站(一）箱式變電站的提出國家在城鄉(xiāng)供電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，要求高壓直接進入負(fù)荷中心。有資料顯示，將供電電壓從400V提高到10kV，可以減少線路損耗60％，減少總投資和用銅量52％，其經(jīng)濟效益相當(dāng)可觀。要實現(xiàn)高壓深入負(fù)荷中心，箱式變電站是最經(jīng)濟、方便、有效的配電設(shè)備，因此，箱式變電站是和諧社會經(jīng)濟發(fā)展的必然產(chǎn)物。箱式變電站是一種將高壓開關(guān)設(shè)備、變壓器和低壓配電裝置按一定接線方式組成一體，在制造廠預(yù)制的緊湊型中壓配電裝置，即將高壓受電、變壓器降壓和低壓配電等功能有機組合在一起。箱式變電站的分類按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可分為組合式變電站和預(yù)裝式變電站；按安裝場所分為戶內(nèi)和戶外；按高壓接線方式分為終端接線、雙電源接線和環(huán)網(wǎng)接線；按箱體結(jié)構(gòu)分為整體和分體。組合式變電站是將高壓開