第三章输变电系统

1、HUST_CEEE第三章第三章 输变电系统输变电系统一、概述一、概述二、输变电设备二、输变电设备三、电气一次接线三、电气一次接线*四、配电装置四、配电装置五、保护接地五、保护接地*六、高压直流输电六、高压直流输电HUST_CEEE 输变电设备包括输变电设备包括 变换电压的设备变换电压的设备：如变压器。：如变压器。 接通和开断电路的接通和开断电路的开关电器开关电器：如断路器，隔离开关，熔断：如断路器，隔离开关，熔断器等。器等。 防御过电压，限制故障电流的电器防御过电压，限制故障电流的电器：如避雷器、避雷针、：如避雷器、避雷针、避雷线、电抗器。避雷线、电抗器。 无功补偿设备无功补偿设备：如电力电容

2、器，同步调相机，静止补偿器。：如电力电容器，同步调相机，静止补偿器。 载流导体载流导体：如母线，引线，电缆，架空线。：如母线，引线，电缆，架空线。 接地装置接地装置；如变压器中性点接地、设备外壳接地、防雷接；如变压器中性点接地、设备外壳接地、防雷接地等。地等。 电气主接线电气主接线 发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路，也称电气一次接线或一次系统。路，也称电气一次接线或一次系统。第三章第三章 输变电系统输变电系统3-2 3-2 输电设备输电设备HUST_CEEE功能功能：它既能带负荷通断电路，又能在失压、短路和过负荷时自动跳

3、闸，：它既能带负荷通断电路，又能在失压、短路和过负荷时自动跳闸， 其功能类似于高压断路器。其功能类似于高压断路器。 一、低压电气设备一、低压电气设备（一）低压断路器一）低压断路器结构结构触头系统触头系统（主触头及辅助触点（主触头及辅助触点）灭弧装置灭弧装置脱扣器脱扣器自由脱扣机构及操作机构自由脱扣机构及操作机构（手柄操作、电磁铁操作、电动机操作）（手柄操作、电磁铁操作、电动机操作）热热电磁式电磁式 电子式电子式智能式智能式用途：用途：配电用、电动机保护用、照明用、漏电保护用。配电用、电动机保护用、照明用、漏电保护用。QF图形符号图形符号配电用断路器配电用断路器类型：类型：塑壳式断路器和框架式（

4、万能式）断路器塑壳式断路器和框架式（万能式）断路器 HUST_CEEE 低压断低压断路器的路器的保护特保护特性性曲线曲线 Ir1、Ir2、Ir3、Ir4分分别为过电别为过电流脱扣器流脱扣器长延时、长延时、短延时、短延时、瞬时及接瞬时及接地动作电地动作电流的整定流的整定值。值。HUST_CEEE万能式断路器万能式断路器实物图片实物图片万能式断路器万能式断路器 万能式断路器万能式断路器（又称框架式断路（又称框架式断路器）一般有一个有器）一般有一个有绝缘衬垫的钢制框绝缘衬垫的钢制框架，所有部件均安架，所有部件均安装在这个框架底座装在这个框架底座内。内。 智能控制器智能控制器手动储能手柄手动储能手柄

5、分闸按钮分闸按钮 合闸按钮合闸按钮 抽屉框架抽屉框架 二次接线端子二次接线端子 分合闸指示分合闸指示 储能指示储能指示 万能式断路器主万能式断路器主要安装在低压配电柜要安装在低压配电柜中作为进线开关、母中作为进线开关、母联开关和大电流出线联开关和大电流出线开关，用于控制和保开关，用于控制和保护低压配电网络。护低压配电网络。 HUST_CEEEt tI I0I Ir r熔断器时间电流特性熔断器时间电流特性原理：原理：当所在电路电流超过规定值并经一定时间后，熔体熔化当所在电路电流超过规定值并经一定时间后，熔体熔化汽化汽化 生弧生弧灭弧灭弧( (电路分断电路分断) )。（二）低压熔断器二）低压熔断器

6、类型类型刀形触头熔断器刀形触头熔断器，如，如NT、RT16、RT17系列系列螺栓连接式熔断器螺栓连接式熔断器，如，如RT12、RT15系列系列螺旋式熔断器螺旋式熔断器，如，如RL6、RL7系列系列圆筒帽式熔断器，圆筒帽式熔断器，如如RT14、RT30系列等系列等FU图形符号图形符号功能：功能：主要对低压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有过负荷保主要对低压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有过负荷保 护功能。护功能。结构：结构：金属熔体、熔体支持件金属熔体、熔体支持件、熔管及灭弧材料。熔管及灭弧材料。保护特性：保护特性：具有反时限特点。具有反时限特点。 HUST_CEEE低压熔断器实物图片

7、低压熔断器实物图片 刀型触头熔断体刀型触头熔断体 瓷熔管瓷熔管内有金属熔体与石英沙内有金属熔体与石英沙熔断器底座熔断器底座 接线端子接线端子安装卡座安装卡座圆筒帽式圆筒帽式熔断体熔断体 螺旋式熔断器螺旋式熔断器 HUST_CEEE功能：功能：主要用来隔离低压电源。主要用来隔离低压电源。QS低压隔离开关实物图片低压隔离开关实物图片 （三）低压隔离开关三）低压隔离开关结构：结构：触头装置、绝缘子、底座及传动机构等。触头装置、绝缘子、底座及传动机构等。 低压隔离开关一般采用手力操动机构。低压隔离开关一般采用手力操动机构。 HUST_CEEE低压低压熔断器组合电器熔断器组合电器实物图片实物图片 QFS

8、（四）（四） 低压熔断器组合电器低压熔断器组合电器熔断器组合电器包括：熔断器组合电器包括： 开关熔断器组（俗称负荷开关）开关熔断器组（俗称负荷开关） 隔离器熔断器组隔离器熔断器组 熔断器式开关（俗称刀熔开关）熔断器式开关（俗称刀熔开关） 熔断器式隔离器熔断器式隔离器 HUST_CEEE功能功能： 用于供电系统的主电源与备用电源的自动转换或两台负载设备用于供电系统的主电源与备用电源的自动转换或两台负载设备 的自动转换。的自动转换。 断路器转换型断路器转换型ATS图片图片 电动操作机构电动操作机构 低压断路器低压断路器 控制单元控制单元 负荷开关转换型负荷开关转换型ATS图片图片 全密封转换型负荷

9、开关全密封转换型负荷开关 电动电动控制单元控制单元 手动操作手柄手动操作手柄 类型类型负荷开关转换型负荷开关转换型ATS断路器转换型断路器转换型ATS（五）自动转换开关电器五）自动转换开关电器ATS HUST_CEEE 3.2.2 高压开关设备高压开关设备1. 高压断路器2. 高压隔离开关4. 高压负荷开关5. 高压熔断器HUST_CEEE 高压断路器（circuit-breaker）是带有强力灭弧装置的高压开关设备，是供配电系统中重要的开关设备，它能够开断和闭合正常线路与故障线路，主要用于供配电系统发生故障时与保护装置配合自动切断系统的短路电流。高压断路器通常按照灭弧介质分类，主要有:u少油

10、断路器（已基本淘汰）少油断路器（已基本淘汰）u真空断路器真空断路器uSF6断路器断路器HUST_CEEE 高压断路器的基本结构高压断路器的基本结构 真空断路器是由真空灭弧室、绝缘支撑、传动机构、操动机构、机座（框架）等组成，如图3-6所示。导电回路由导电夹、软连接、出线板通过灭弧室两端组成。 真空断路器的固定方式不受安装角度限制，即可以水平安装，又可以垂直安装，还可以任意角度安装。HUST_CEEE SF6断路器的外观图断路器的外观图HUST_CEEE SN10-10型断路器HUST_CEEE ZN28-12型型ZN28A-12型型VD4型型HUST_CEEE 瓷柱式瓷柱式落地罐式落地罐式HU

11、ST_CEEE 2、隔离开关隔离开关二、高压电气设备二、高压电气设备HUST_CEEE 高压隔离开关的主要功能是隔离电源，当它处于分闸状态时，有着明显的断口，使处于其后的高压母线、断路器等电力设备与电源或带电高压母线隔离，以保障检修工作的安全。由于不设灭弧装置，隔离开关一般不允许带负荷操作，即不允许接通和分断负荷电流（和断路器配合使用时，要严格遵守操作顺序，即停电时，应先使断路器跳闸，后拉开隔离开关；送电时，应先合隔离开关，再闭合断路器）。但可用来分合一定的小电流，如励磁电流不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路以及电压互感器和避雷器等。HUST_CEEE 真空式真空式SF6式式

12、油浸式油浸式压气式压气式HUST_CEEE 隔离开关外观图隔离开关外观图HUST_CEEE 隔离开关外观图隔离开关外观图HUST_CEEE 隔离开关外观图隔离开关外观图HUST_CEEE 隔离开关又称隔离刀闸，是一种高压开关电器。因为它没有专门的灭弧装置，故不能用来切断负荷电流和短路电流。使用时应与断路器配合，只有在断路器断开时才能进行操作。隔离开关在分闸时，动静触头间形成明显可见的断口，绝缘可靠。 （1）隔离电源。 （2）倒闸操作。 （3）接通和断开小电流电路。 HUST_CEEE 隔离开关的技术参数隔离开关的技术参数 （1）额定电压 指隔离开关长期运行时所能承受的工作电压。 （2）最高工作

13、电压 指隔离开关能承受的超过额定电压的最高电压。 （3）额定电流 指隔离开关可以长期通过的工作电流。 （4）热稳定电流 指隔离开关在规定的时间内允许通过的最大电流。 （5）极限通过电流峰值 指隔离开关所能承受的最大瞬时冲击短路电流。HUST_CEEE GN6和GN8型高压隔离开关型高压隔离开关HUST_CEEE功能功能：主要对高压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有过负荷保：主要对高压线路及电气设备进行短路保护，有的也具有过负荷保 护功能。护功能。高压熔断器高压熔断器FU图形符号图形符号原理原理：当所在电路电流超过规定值并经一定时间后，熔体熔化：当所在电路电流超过规定值并经一定时间后，熔体熔

14、化汽化汽化 生弧生弧灭弧灭弧( (电路分断电路分断) )保护特性：保护特性：也称时间也称时间电流特性电流特性 结构结构：金属熔体、熔体支持件：金属熔体、熔体支持件、熔管及灭弧材料熔管及灭弧材料限流特性限流特性：在短路电流尚未达到冲击值之前：在短路电流尚未达到冲击值之前 就切断电路就切断电路 熔断器时间电流特性熔断器时间电流特性IIr1tIr2O具有反时限特点具有反时限特点 HUST_CEEE 高压限流熔断器实物图片高压限流熔断器实物图片 接线端子接线端子 绝缘子绝缘子安装卡座安装卡座金属管帽金属管帽 瓷熔管瓷熔管内有金属熔体与石英沙内有金属熔体与石英沙熔断器底座熔断器底座石英沙石英沙熔断撞针熔

15、断撞针金属熔体缠绕在内瓷管上金属熔体缠绕在内瓷管上瓷熔管剖面图瓷熔管剖面图类型类型： 户内、户外高压限流熔断器户内、户外高压限流熔断器HUST_CEEE2、高压熔断器、高压熔断器 HUST_CEEE HUST_CEEE三、电流互感器与电压互感器三、电流互感器与电压互感器结构原理结构原理：一次绕组：一次绕组串联在主电路中或串联在主电路中或 直接利用一次母线；二直接利用一次母线；二次绕组所接仪表、继电次绕组所接仪表、继电器均串联。器均串联。 用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范

16、围功能功能22121IKINNIiI2N=5A或1A（一）电流互感器（一）电流互感器( (CT)CT)TATATATA图形符号图形符号电流互感器的基本结构和接线电流互感器的基本结构和接线1- -铁心铁心 2- 2-一次绕组一次绕组 3- 3-二次绕组二次绕组 1AP22N1I1N2KCS23I2P1S1在工作时其二次侧不得开路在工作时其二次侧不得开路二次侧有一端必须接地二次侧有一端必须接地连接时要注意其端子的极性连接时要注意其端子的极性使用注使用注意事项意事项HUST_CEEE单匝式（包括母线式、心柱式、套管式）单匝式（包括母线式、心柱式、套管式）多匝式（包括线圈式、线环式、串级式）多匝式（包

17、括线圈式、线环式、串级式） 类型类型 准确度级准确度级：测量用有：测量用有0.1、0.2、0.5、1、3、5等级，等级， 保护用有保护用有5P和和10P两级。两级。 高压电流互感器一般制成两个铁心和两个二次绕组，其中准确度级高高压电流互感器一般制成两个铁心和两个二次绕组，其中准确度级高的二次绕组接测量仪表，其铁心易饱和；准确度级低的二次绕组接继电器，的二次绕组接测量仪表，其铁心易饱和；准确度级低的二次绕组接继电器，其铁心不应饱和。其铁心不应饱和。 一次接线端子一次接线端子 二二次次接接线线端端子子 铁铁心心 一次绕组一次绕组 二次绕组二次绕组LQJ-10LQJ-10高压电流互感器高压电流互感器

18、 实物图片实物图片高压高压CTCT图形符号图形符号低压电流互感器实物图片低压电流互感器实物图片二次接线端子二次接线端子 二次绕组二次绕组 及铁心及铁心一次母线一次母线穿孔穿孔一次母线穿孔一次母线穿孔 HUST_CEEE续上页续上页常用常用接线方案接线方案 一相式接线一相式接线 反应一次电路对应相的电流。通常用在负载平衡反应一次电路对应相的电流。通常用在负载平衡的三相电路中测量电流，或在继电保护中作为过负荷保护接线。的三相电路中测量电流，或在继电保护中作为过负荷保护接线。 两相两相V V形接线形接线 广泛用于中性点不接地的三相三线制电路中，供广泛用于中性点不接地的三相三线制电路中，供用于三相电流

19、、电能的测量及过电流继电保护。用于三相电流、电能的测量及过电流继电保护。 三相星形接线三相星形接线 反应各相电流，因此广泛用于中性点直接接地反应各相电流，因此广泛用于中性点直接接地的三相三线制特别是三相四线制电路中，用于测量或过电流继电的三相三线制特别是三相四线制电路中，用于测量或过电流继电保护等。保护等。 T Av a r hW hW hT A 2T A 1S2S2S1S1S2S1a ) b ) BACIbIaIc- ( Ia+Ic)v a r hT Av a r hW hW hT A 2T A 1S2S2S1S1S2S1a ) b ) BACIbIaIc- ( Ia+Ic)v a r hA

20、T A 3T A 2T A 1S2S2S2S1S1S1c ) BACIaIbIcAAHUST_CEEE （二（二）电压互感器电压互感器 ( (PT) )在工作时其二次侧不得短路在工作时其二次侧不得短路二次侧有一端必须接地二次侧有一端必须接地连接时要注意其端子的极性连接时要注意其端子的极性使用注使用注意事项意事项22211UKUNNUuU2N=100伏伏 结构原理结构原理：一次绕组并联在主电路中一次绕组并联在主电路中, ,二次绕组二次绕组中仪表，继电器均并联连接中仪表，继电器均并联连接。TVTV 有的电压互感器具有有的电压互感器具有3个绕组（有个绕组（有2个二次绕个二次绕组），其图形符号为组），

21、其图形符号为TVTV图形符号图形符号1- -铁心铁心 2- 2-一次绕组一次绕组 3- 3-二次绕组二次绕组 31ANK VVaU2nN 1N 22U1电压互感器的基本结构和接线图电压互感器的基本结构和接线图HUST_CEEE按相数分按相数分：有单相式和三相式；有单相式和三相式；按绕组数量分按绕组数量分：有双绕组（如有双绕组（如JDZ-10JDZ-10型）型） 和三绕组（如和三绕组（如JDZJ-10JDZJ-10型）型） 类型类型（环氧树脂浇注环氧树脂浇注绝缘绝缘） 准确度级准确度级：有：有0.20.2、0.50.5、1 1、3 3等级。等级。 一次接线端子一次接线端子 二次接线端子二次接线端

22、子 铁铁心心 一一二二次次绕绕组组JDZ(J)-10JDZ(J)-10电压互感器实物图片电压互感器实物图片 JDZ10-10(RZL) 电压电压互感器互感器实物图片实物图片 HUST_CEEE运行特点：运行特点：二次绕组不能短路二次绕组不能短路“电压源电压源”接线方式：接线方式：20kV3kV(c)35kV220kV3kV110kV(b)(a)(d)220kV3kV(a) 一台电压互感器接相电压一台电压互感器接相电压(b) 一台电压互感器接线电压一台电压互感器接线电压(c) 不完全星行接线不完全星行接线(d) 三台单相三绕组或三相五三台单相三绕组或三相五柱式电压互感器接线柱式电压互感器接线(e

23、) 电容式电压互感器接线电容式电压互感器接线rdF1LTVZ2lC1C2至通信设备CU1UC2U3U2(e)HUST_CEEE第三章第三章 输变电系统输变电系统3-3 3-3 电气一次接线电气一次接线一、电力系统接线和输变电网络接线一、电力系统接线和输变电网络接线二、电气主接线的基本接线形式二、电气主接线的基本接线形式*三、发电厂及变电所的电气主接线举例三、发电厂及变电所的电气主接线举例HUST_CEEE一、电力系统接线和输变电网络接线一、电力系统接线和输变电网络接线 电力系统接线电力系统接线 地理接线图地理接线图：表明各发电厂、变电所的相对地理位置和它们：表明各发电厂、变电所的相对地理位置和

24、它们之间的联接关系之间的联接关系 电气接线图电气接线图：表明电力系统中各主要元部件之间和厂所之间：表明电力系统中各主要元部件之间和厂所之间的电气联接关系的电气联接关系 输变电网络接线输变电网络接线 无备用无备用：单回路放射式、干线式和链式网络等，每一负荷只能靠一单回路放射式、干线式和链式网络等，每一负荷只能靠一条线路获得电能，又称开式网络。条线路获得电能，又称开式网络。 有备用有备用：双回路式、单环式、双环式和两端供电式等，每一个负荷双回路式、单环式、双环式和两端供电式等，每一个负荷点至少可以通过两条线路从不同方向取得电能，又称闭式网络。点至少可以通过两条线路从不同方向取得电能，又称闭式网络。

25、第三章第三章 输变电系统输变电系统3-3 3-3 电气一次接线电气一次接线HUST_CEEE二、电气主接线的基本接线形式二、电气主接线的基本接线形式 有汇流母线有汇流母线：单母线、单母线分段，双母线，双母：单母线、单母线分段，双母线，双母线分段；增设旁路母线或旁路隔离开关，一倍半断线分段；增设旁路母线或旁路隔离开关，一倍半断路器接线，变压器母线组接线等。路器接线，变压器母线组接线等。 无汇流母线无汇流母线：单元接线、桥形接线、角形接线等。：单元接线、桥形接线、角形接线等。 几个基本概念几个基本概念： 汇流母线汇流母线：起汇集和分配电能的作用，也称汇流排。：起汇集和分配电能的作用，也称汇流排。

26、进、出线进、出线：进线指电源，出线指线路。：进线指电源，出线指线路。 断路器、隔离开关（母线、线路）、接地刀闸断路器、隔离开关（母线、线路）、接地刀闸：第三章第三章 输变电系统输变电系统3-3 3-3 电气一次接线电气一次接线 断路器与隔离开关的操作顺序断路器与隔离开关的操作顺序： 送电操作顺序送电操作顺序：先合上先合上断路器两侧的隔离开关，断路器两侧的隔离开关，再投入再投入断路器。断路器。 停电检修操作顺序停电检修操作顺序：先断开断路器，再断开断路器两侧的隔离开：先断开断路器，再断开断路器两侧的隔离开关。待线路对方仃电后，再合上接地刀闸。关。待线路对方仃电后，再合上接地刀闸。QSQFHUST

27、_CEEE3-3 3-3 电气一次接线电气一次接线（A.有汇流母线接线）（一）有母线的主接线（一）有母线的主接线母线又称汇流排，起着汇集母线又称汇流排，起着汇集电能和分配电能的作用。电能和分配电能的作用。 优点是简单、清晰、设备少，但可靠性与灵活性不高。优点是简单、清晰、设备少，但可靠性与灵活性不高。 一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。 图图a a 一路电源一路电源图图b b 两路电源一用一备两路电源一用一备1 1、单母线接线、单母线接线HUST_CEEE电气一次（1）接线形式： 整个配电装置只有一组母线，所有电源和引出线均接在

28、母线上，每条引出线都设置断路器QF和隔离开关QS。不分段的不分段的单母线接线单母线接线 HUST_CEEE电气一次运行分析： 断路器QF的作用：便于投入和切除任意一条进出线。 隔离开关QS作用：检修断路器QF时保证它与带电部分可靠隔离 若没有母线QSB，检修断路器QF时，母线要停电 QF和QS的操作顺序：“先通后断”原则停电操作：先断断路器QF，再断线路侧隔离开关QSL，最后断母线侧隔离开关QSB送电操作：先合母线侧隔离开关QSB，再合线路侧隔离开关QSL ，最后合断路器QF不分段的不分段的单母线接线单母线接线 HUST_CEEE特点： 优点：简单、经济。 接线简单（设备少）、清晰、明了； 布

29、置、安装简单，配电装置建造费用低； 断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁,操作安全、方便，母线故障的几率低； 易扩建和采用成套式配电装置。 有利用电源互为备用及负荷间的合理分配；正常投切与故障投切互不干扰，灵活方便。 缺点：不够灵活可靠。 主母线、母隔故障或检修，全厂停电； 任一回路断路器检修，该回路停电。不分段的不分段的单母线接线单母线接线 HUST_CEEE 母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。母线分段后，可提高供电的可靠性和灵活性。 WB2WB1出 线 3出 线 1 出 线 2QFQS出 线 6供 一 级 负荷出 线 4出 线 5QFQSQS1电 源 1QF1电 源 2QF2QF3

30、QS2单母线分段接线图单母线分段接线图2 2、单母线分段接线、单母线分段接线 两路电源一用一两路电源一用一备时，分段断路器接备时，分段断路器接通运行通运行。任一段母线。任一段母线故障，故障，分段断路器分段断路器可可在继电保护装置作用在继电保护装置作用下自动断开。下自动断开。 两路电源同时两路电源同时工作互为备用（又称工作互为备用（又称暗备用）时，分段断暗备用）时，分段断路器则断开运行。任路器则断开运行。任一电源故障，分段断一电源故障，分段断路器可自动投入。路器可自动投入。 HUST_CEEE电气一次（1）接线形式： 把单母线分成二段或三段，在各段之间接上分段断路器或分段隔离开关的接线 。分段断

31、路器分段隔离开关分段的分段的单母线接线单母线接线 HUST_CEEE电气一次 母线并联运行：QF闭合运行 正常运行时：相当于不分段的单母线接线。若电源1停止供电，则电源2通过QFd闭合向段母线供电，不影响对负荷的供电，可靠性高。 若段母线故障时，继电保护装置使QFd自动跳开，段母线被切除；段母线继续供电 。母线分裂运行：QF断开运行 正常运行时，相当于两个不分段的单母线接线。若电源1停止供电，段母线失压时，可由自动重合闸装置自动合上QFd，段母线恢复供电。 若段母线故障时，不影响段，段母线继续供电 。运行方式分段的分段的单母线接线单母线接线 HUST_CEEE 分段开关采用隔离开关的分析： 母

32、线并联运行：段母线故障全所停电找出故障断开分段QSd恢复段母线供电 母线分裂运行：段母线失电查出原因切除段母线上所有进出线合上分段隔离开关QSd段母线恢复供电 运行方式分段的分段的单母线接线单母线接线 HUST_CEEE 双母线接线与单母线接双母线接线与单母线接线相比从结构上而言，多设线相比从结构上而言，多设置了一组母线，同时每个回置了一组母线，同时每个回路经断路器和两组隔离开关路经断路器和两组隔离开关分别接到两组母线分别接到两组母线WB1WB1、WB2WB2上，两组母线之间可通过母上，两组母线之间可通过母线联络断路器线联络断路器QF3QF3连接起来。连接起来。 双母线接线图双母线接线图3 3

33、、双母线接线、双母线接线 正常工作时一组母线工正常工作时一组母线工作（如作（如WB1WB1），），一组母线备一组母线备用（如用（如WB2WB2），），各回路中连各回路中连接在工作母线上的隔离开关接在工作母线上的隔离开关接通，而连接在备用母线上接通，而连接在备用母线上的隔离开关均断开。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，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。用于有大量一、二级负荷的大型变配电所。 HUST_CEEE电气一次（1）接线形式：单母线分段的目的：减少母线故障的停电范围旁路母线的作用：使任意一台出线QF故障或检修时，该回路不停电

34、。旁路母线旁路断路器分段断路器4 4、 单母线分段带旁路母线接线单母线分段带旁路母线接线 HUST_CEEE电气一次50分两种： 采用专用旁路断路器QFa 利用QFd兼作QFa（2）运行方式（3）特点（4）适用 610kv出线较多而且对重要负荷供电的装置； 35kv及以上有重要联络线路或较多重要用户。对单母线的评价:工作母线或母线隔离开关在故障或检修时要停电。单母线分段带旁路母线接线单母线分段带旁路母线接线 HUST_CEEE电气一次511、接线方式： 有两组母线，每一回路经一台断路器接至一组母线，两个回路间有一台断路器联络，组成一个“串”电路，每回进出线都与两台断路器相连，而同一“串”支路的

35、两条进出线共用三台断路器。解决了隔离开关繁琐的倒闸操作5 5 一台半断路器接线一台半断路器接线 HUST_CEEE电气一次522、运行方式： 正常运行时，两组母线同时工作，所有断路器均闭合。3、接线特点：（1）运行灵活可靠：正常运行时成环形供电，任意一组母线发生 短路故障，均不影响各回路供电。（2）操作方便：隔离开关只起隔离电压作用，避免用隔离开关进 行倒闸操作。任意一台断路器或母线检修，只需 拉开对应的断路器及隔离开关，各回路仍可继续 运行。（3）二次接线和继电保护比较复杂，投资较大。一台半断路器接线一台半断路器接线 HUST_CEEE续上页续上页无母线主接线的特点，是在电源与无母线主接线的

36、特点，是在电源与出线或变压器之间没有母线连接。出线或变压器之间没有母线连接。 图图1 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。有一台主变压器的小型变电所。 图图1 1 线路变压器组单元接线线路变压器组单元接线（二）无母线的主接线（二）无母线的主接线1 1、线路变压器组单元接线、线路变压器组单元接线 图图c中变压器的高中变压器的高压侧仅设置负荷开关，压侧仅设置负荷开关，而未设保护装置。这种而未设保护装置。这种接线仅适于距上级变配接线仅适于距上级变配电所较近的车间变电所电所较近的车间变电所采用

37、。采用。 图图d是户外杆上变是户外杆上变电台的典型接线形式，电台的典型接线形式，户外跌落式熔断器户外跌落式熔断器FU作为变压器的短路保护，作为变压器的短路保护，也可用来切除空载运行也可用来切除空载运行的小容量变压器。的小容量变压器。 HUST_CEEE电气一次541 1、发电机、发电机- -变压器单元接线变压器单元接线 HUST_CEEE （二）无母线的主接线（二）无母线的主接线2 2、扩大单元接线、扩大单元接线（1）接线形式： 采用两台或三台发电机与一台变压器相联组成的单元 ；每台发电机回路都装有QF和QS。元件的作用 1QF、2QF的作用：控制发电机组投入或退出运行。当任一台发电机需要停机

38、运行或退出时，可操作相应的QF，而不影响另一台发电机和变压器的运行。 1QS、2QS的作用：保证停电检修的安全。HUST_CEEE电气一次56（2）特点优点： a、减少主变和主变侧QF的数量，以及节省高压配电装置占地面积，经济性较好； b、任一台机组停机都不影响厂用电的供电（可靠性好）。缺点： a、当主变故障或检修时，两台机组均需停电； b、检修一台发电机时，变压器轻载运行，损耗大，经济性差（4）适用 机组容量不大的中小型水电站。 扩大单元接线扩大单元接线 HUST_CEEE 当有两路电源进线和两台主当有两路电源进线和两台主变压器时，可采用双回线路变变压器时，可采用双回线路变压器组单元接线，再

39、配以变压器压器组单元接线，再配以变压器二次侧的单母线分段接线，则可二次侧的单母线分段接线，则可靠性大大提高，如图靠性大大提高，如图2 2所示。所示。 图图2 2 双回线路变压器组单元接线双回线路变压器组单元接线 正常运行时，两路电源及主正常运行时，两路电源及主变压器同时工作，变压器二次侧变压器同时工作，变压器二次侧母联断路器母联断路器QF3断开运行。断开运行。 一旦任一主变压器或任一电源一旦任一主变压器或任一电源进线故障或检修时，主变压器两侧进线故障或检修时，主变压器两侧断路器就在继电保护装置的作用下断路器就在继电保护装置的作用下自动断开，母联断路器自动断开，母联断路器QF3自动投自动投入，即

40、可恢复整个变电所的供电。入，即可恢复整个变电所的供电。 双回线路变压器组单元接线双回线路变压器组单元接线可供一、二级负荷。可供一、二级负荷。 HUST_CEEE （二）无母线的主接线（二）无母线的主接线3、桥形接线、桥形接线 适用于仅有两台变压器和两条出线的装置中。 内桥接线 1、接线方式： 连接桥断路器接在靠近变压器侧的接线方式。 HUST_CEEE 2、运行方式：b、变压器 1T 故障或检修： 先断开 1QF 和3QF，再断开 QS1 ， 1T 退出运行。如果线路 L1 仍需恢复供电，再合 1QF 和3QF。a、线路 L1 故障或检修： 只需先断开 1QF ，再断开 1QSL 和 1QSB

41、 ，其余三回路可以继续工作，不影响供电。2QFL22QSL2QSB2T2QFQS22TL22QFHUST_CEEE 外桥接线 1、接线方式： 连接桥断路器接在靠近线路侧的接线方式。 （二）无母线的主接线（二）无母线的主接线3、桥形接线、桥形接线HUST_CEEE 2、运行方式：b、变压器 1T 故障或检修： 只需先断开 1QF ，再断开 1QS ，其余三回路可以继续工作，不影响供电。a、线路 L1 故障或检修： 先断开 1QF 和3QF，再断开 QS1 ， L1 退出运行。如果变压器 1T 仍需恢复供电，再合 1QF 和3QF。2QFL2QS2L22T2QF2QS2T2QFHUST_CEEE

42、表1 主要设备的图形符号和文字符号表HUST_CEEE泸州职业技术学院电气一次63HUST_CEEE第三章第三章 输变电系统输变电系统3-3 3-3 电气一次接线电气一次接线三、发电厂及变电所的电气主接线举例三、发电厂及变电所的电气主接线举例 发电厂主接线发电厂主接线 区域性电厂区域性电厂 指坑口电厂和远离城市的大型水火电厂。这类电厂一般规模较大，指坑口电厂和远离城市的大型水火电厂。这类电厂一般规模较大，设备年利用小时数高，生产的电能主要以升高电压送入电力系统，设备年利用小时数高，生产的电能主要以升高电压送入电力系统，通常不设发电机电压母线。通常不设发电机电压母线。HUST_CEEE地方性电厂

43、：地方性电厂： 主要是热电厂和中主要是热电厂和中小型电厂。大量电小型电厂。大量电能以发电机电压馈能以发电机电压馈送给地方用户，剩送给地方用户，剩余功率以升高电压余功率以升高电压送入系统，设发电送入系统，设发电机电压母线。机电压母线。第三章第三章 输变电系统输变电系统3-3 3-3 电气一次接线电气一次接线HUST_CEEE第三章第三章 输变电系统输变电系统3-3 3-3 电气一次接线电气一次接线 变电所主接线变电所主接线HUST_CEEE第三章第三章 输变电系统输变电系统3-4 3-4 配电装置配电装置一、概述一、概述*二、配电装置的二、配电装置的安全净距安全净距*三、屋内配电装置三、屋内配电

44、装置四、屋外配电装置四、屋外配电装置五、成套配电装置五、成套配电装置HUST_CEEE第三章第三章 输变电系统输变电系统3-4 3-4 配电装置配电装置一、配电装置的概念及分类一、配电装置的概念及分类配电装置配电装置：根据电气主接线的要求，由开关电器、保护根据电气主接线的要求，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成组建而成，用于，用于接受和分配电能接受和分配电能的装置，它是发电厂和变电站的重要的装置，它是发电厂和变电站的重要组成部分。组成部分。配电装置的配电装置的分类分类：v 装设地点：装设地点：屋内屋内（三层、二层、单层）（三层、二层、单层）

45、和和屋外屋外（三层（三层中型、半高型、高型）中型、半高型、高型）配电装置配电装置v 组装方式：组装方式：装配式装配式在现场将电器组装而成的称为在现场将电器组装而成的称为装配式配电装置；装配式配电装置；成套式成套式在制造厂预先将开关电器、在制造厂预先将开关电器、互感器等组成各种电路，成套供应的称为成套配电装置，互感器等组成各种电路，成套供应的称为成套配电装置，其中以其中以SF6全封闭组合电器内的设备最齐全。全封闭组合电器内的设备最齐全。HUST_CEEE第三章第三章 输变电系统输变电系统3-4 3-4 配电装置配电装置二、配电装置的二、配电装置的安全净距安全净距* 在配电装置中，带电部分与接地部

46、分之间和不同相在配电装置中，带电部分与接地部分之间和不同相带电部分之间的空间最小安全净距，即带电部分之间的空间最小安全净距，即A1和和A2值。值。A A值值：应保证无论在正常最高工作电压或出现内外：应保证无论在正常最高工作电压或出现内外过电压时都不致使相应空气间隙击穿；过电压时都不致使相应空气间隙击穿；B B值值：带电部分至无孔遮栏；：带电部分至无孔遮栏；C C值值：无遮栏裸导体至地（楼）板；：无遮栏裸导体至地（楼）板；D D值值：不同时停电检修的无遮栏导体间水平净距；：不同时停电检修的无遮栏导体间水平净距；E E值值：屋内架空出线套管至屋外地面屋内架空出线套管至屋外地面。HUST_CEEE

47、安全净距安全净距: :指从保证电气设备和工作人员的安全出发，考指从保证电气设备和工作人员的安全出发，考虑气象条件及其他因素的影响所规定的各电气设备之间、虑气象条件及其他因素的影响所规定的各电气设备之间、电气设备各带电部分之间、带电部分与接地部分之间应该电气设备各带电部分之间、带电部分与接地部分之间应该保持的最小空气间隙。保持的最小空气间隙。 安全净距安全净距最基本的是空气中不同带电部分之间或带电部分对地部最基本的是空气中不同带电部分之间或带电部分对地部分之间的空间最小安全净距，称为分之间的空间最小安全净距，称为A值值 A值无论在值无论在正常最高工作电压正常最高工作电压，或，或内、外部过电压下内

48、、外部过电压下，都，都不致使空气间隙击穿。不致使空气间隙击穿。 HUST_CEEE 屋内配电装置安全净距HUST_CEEE72屋外配电装置安全净距HUST_CEEE 屋内配电装置的布置应注意：1、同一回路的电器和导体应布置在一个间隔内；2、尽量将电源进线布置在每段的中部；3、较重设备布置在下层；4、充分利用间隔空间；5、布置对称，便于操作；6、易于扩建；7、要有必要的操作通道、维护通道防爆通道；8、配电装置的门要向外开，且应装弹簧锁，相邻配电装置之间如有门，应能两方向开启；9、配电装置可以开窗采光和通风，但要有防止雨雪和小动物进入室内的措施。屋内配电装置安全净距HUST_CEEE74屋内装配式

49、配电装置HUST_CEEE75屋内成套配电装置HUST_CEEE 分类：根据电气设备和母线的布置高度和重叠情况分为，中型、半高型和高型。中型中型：是将所有电器都安装在同一水平面内，并安装在一定高度（22.5米）的基础上，使带电部分对地保持必要的高度，以保证地面上工作人员的安全活动；高型高型：配电装置的母线和电器分别装在几个不同高度的水平面上，一组母线和另一组母线重叠布置。半高型半高型：母线隔离开关抬高仅将母线与断路器、电流互感器等重叠布置。屋外配电装置HUST_CEEE77屋外中型配电装置示例HUST_CEEE78高型屋外配电装置示例HUST_CEEE79半高型屋外配电装置示例HUST_CEE

50、E 屋内三层式配电方式HUST_CEEE HUST_CEEE HUST_CEEE GGD型固定式开关柜实物图片型固定式开关柜实物图片 进线柜进线柜 出线柜出线柜 固定柜固定柜 柜体柜体 出线柜出线柜MCCGCS型抽出式开关柜实物图片型抽出式开关柜实物图片 进线柜进线柜 出线柜出线柜PC 抽屉柜抽屉柜 柜体柜体 屋内单层式配电方式HUST_CEEE HUST_CEEE HUST_CEEE第三章第三章 输变电系统输变电系统3-5 3-5 保护接地保护接地一、保护接地的作用一、保护接地的作用*二、保护接地装置电阻的允许值二、保护接地装置电阻的允许值三、发电厂和变电所接地装置三、发电厂和变电所接地装置

51、四、保护接地四、保护接地*HUST_CEEE （一）接地与接地装置（一）接地与接地装置 接地是指电气设备为达到安全接地是指电气设备为达到安全和功能需要为目的，将其某一部分和功能需要为目的，将其某一部分与大地之间作良好的电气连接。与大地之间作良好的电气连接。151543A2EEEEEEEEAEEEEEEEEEEE1-接地体接地体 2-接地干线接地干线 3-接地支线接地支线 4-电气设备电气设备 5-连接扁钢连接扁钢 接地装置示意图接地装置示意图 埋入地中并与土壤作良好接触埋入地中并与土壤作良好接触的金属导体称为接地体或称接地极。的金属导体称为接地体或称接地极。 人工接地体人工接地体接地体接地体自

52、然接地体自然接地体 典型的接地装置如图所示。典型的接地装置如图所示。 一、接地概念一、接地概念 HUST_CEEE （二）（二） 接地电流与对地电压接地电流与对地电压 电气设备在发生接地故障时，电流电气设备在发生接地故障时，电流将通过接地体以半球形向大地中散开，如将通过接地体以半球形向大地中散开，如图所示。图所示。 212 0 m231UEIE1-1-接地体接地体 2- 2-流散电场流散电场 3- 3-接地电流的地中电位分布接地电流的地中电位分布 接地电流、对地电压接地电流、对地电压及接地电流电位分布图及接地电流电位分布图 在距离接地体越远的地方，半球的在距离接地体越远的地方，半球的球面积越大

53、，其散流电阻越小，相对于接球面积越大，其散流电阻越小，相对于接地点处的电位就越低。地点处的电位就越低。 电气设备的接地部分，如：接地的电气设备的接地部分，如：接地的外露可导电部分和接地体等，与零电位的外露可导电部分和接地体等，与零电位的“大地大地”之间的电位差，称为接地部分的之间的电位差，称为接地部分的对地电压。对地电压。 HUST_CEEE （三）接地类型（三）接地类型 1. 1. 功能性接地功能性接地 为保证电力系统和电气设备达到正常工作要求而进行的接地，例如电为保证电力系统和电气设备达到正常工作要求而进行的接地，例如电源中性点的直接接地或经消弧线圈等的接地，又称工作接地。源中性点的直接接

54、地或经消弧线圈等的接地，又称工作接地。 2. 2. 保护性接地保护性接地 为了保证电网故障时人身和设备的安全而进行的接地。包括：为了保证电网故障时人身和设备的安全而进行的接地。包括： 3. 3. 功能性与保护性合一的接地功能性与保护性合一的接地( (如屏蔽接地如屏蔽接地) ) 安全保护接地安全保护接地过电压保护接地过电压保护接地 防静电接地防静电接地 为防止由带电导体的绝缘损坏所造成人体受到为防止由带电导体的绝缘损坏所造成人体受到间接电击，而将电气设备的外露可导电部分进间接电击，而将电气设备的外露可导电部分进行的接地。行的接地。 为防止过电压对电气设备和人身安全的危害而为防止过电压对电气设备和

55、人身安全的危害而进行的接地，如防雷接地。进行的接地，如防雷接地。为了消除静电对电气设备和人身安全的危害而为了消除静电对电气设备和人身安全的危害而进行的接地。进行的接地。 HUST_CEEE（四）、保护接地的作用（四）、保护接地的作用 保护接地：保护接地： 将电气设备金属外壳、金属将电气设备金属外壳、金属构件或互感器的二次侧等接构件或互感器的二次侧等接地，防备由于绝缘损坏而使地，防备由于绝缘损坏而使外壳带危险电压后，以保护外壳带危险电压后，以保护工作人员在接触时的安全。工作人员在接触时的安全。 触电方式触电方式 与带电部分直接接触；与带电部分直接接触； 接地故障时，人处于接触电压和跨步电压的危险

56、区；接地故障时，人处于接触电压和跨步电压的危险区； 与带电部分间隔在安全距离之内。与带电部分间隔在安全距离之内。ZREImanUIEEtmanEEmanRRRRIIHUST_CEEE 接触电压接触电压和和跨步电压跨步电压： 接地电压接地电压：电气设备的接地体与零：电气设备的接地体与零电位之间的电位差电位之间的电位差UE。EEtouAU1.8mE=f(L)UE0.8uU1U20.81520米米1520米米等位面等位面地中电流地中电流EstepE=f(L)接地体接地体LL 接触电压接触电压：当人触及带：当人触及带电的外壳，加于人手和电的外壳，加于人手和脚之间的电压。脚之间的电压。 跨步电压跨步电压

57、：当人在分布：当人在分布电位区域内跨开一步，电位区域内跨开一步，两脚间（相距两脚间（相距0.8米）所米）所受到的电压。受到的电压。（五）（五）保护接地装置电阻的允许值保护接地装置电阻的允许值HUST_CEEE 大电流接地系统大电流接地系统：单相接地时接地网电压不能超过单相接地时接地网电压不能超过2000V，故，故 RE2000/I。当当I4000A时，时， 可取可取 RE0.5。 小接地电流系统小接地电流系统：接地装置仅用于高压设备时，接地电压不得超过接地装置仅用于高压设备时，接地电压不得超过250V，即即 RE250/I。接地装置为高低压设备共用时，接地电压不超过接地装置为高低压设备共用时，

58、接地电压不超过120V，即即 RE120/I。 一般接地电阻应不超过一般接地电阻应不超过10；1000V以下电网中接地电阻最好不超过以下电网中接地电阻最好不超过4。HUST_CEEE（六）、保护接地的分类（六）、保护接地的分类分为分为IT、TT和和TN三种方式。三种方式。TN方式为保护接零是方式为保护接零是保护接地的一种，即将设备金属外壳接零线。保护接地的一种，即将设备金属外壳接零线。 IT接地方式接地方式ABC0ZIE REUEZRUIZRRUUEEEEE33;33 字母字母I为电源中性点不接地或经高为电源中性点不接地或经高阻抗接地，阻抗接地，T为设备的金属外壳为设备的金属外壳接地。接地。

59、其实质是通过降低接地电阻其实质是通过降低接地电阻RE，限制故障设备外壳的接地电压限制故障设备外壳的接地电压UE的值，近似计算可得：的值，近似计算可得： 通常通常REZ，当，当RE10 时，接地电压时，接地电压可限值在安全范围内。可限值在安全范围内。HUST_CEEE TT接地方式接地方式 字母字母TT分别表示电源中性点和分别表示电源中性点和设备的金属外壳接地。设备的金属外壳接地。 TT接地方式普遍用于高压系统接地方式普遍用于高压系统中。但对有较大容量电器的低中。但对有较大容量电器的低压系统则不妥。因为：压系统则不妥。因为：若相电压若相电压U = 220V，r0 = RE = 4 ，接地电流，接

60、地电流 IE = 27.5A，电，电压压U0 = UE = 110V，接地电流不大。，接地电流不大。对较大容量的电器设备，接地电流可能小于负荷电流，当发对较大容量的电器设备，接地电流可能小于负荷电流，当发生金属外壳接地时，由于保护整定值较大，熔断器或保护装生金属外壳接地时，由于保护整定值较大，熔断器或保护装置是不能正确选择动作的。对地电压将长期存在，对人身不置是不能正确选择动作的。对地电压将长期存在，对人身不安全。安全。ABC0r0REIEEEEEERrUIRrRUU00;HUST_CEEE第三章第三章 输变电系统输变电系统3-5 3-5 高压直流输电高压直流输电一、高压直流输电意义一、高压直