供配电系统基础知识

1、供配电系统基础知识2022-2-172l电力系统供配电系统概述电力系统供配电系统概述l中性点运行方式中性点运行方式l电力线路的接线方式电力线路的接线方式l变配电所的主接线方案变配电所的主接线方案l电气设备选择与校验电气设备选择与校验l电力系统故障概述电力系统故障概述2022-2-173l电能是人们生产和生活的重要能源，属于二次能源。电能是人们生产和生活的重要能源，属于二次能源。l发电厂将一次能源发电厂将一次能源( (如煤、油、水、原子能等如煤、油、水、原子能等) )转换转换成电能，再进展输送和分配，最后可以转换为其他成电能，再进展输送和分配，最后可以转换为其他形式的能量形式的能量( (如机械能

2、、光能、热能等如机械能、光能、热能等) )。2022-2-174构成：发电厂、变电所、电力线路、用户2022-2-175发电、输电、配电、用电过程2022-2-1762022-2-177星形接线变压器或发电机的中性点称为星形接线变压器或发电机的中性点称为电力系统的中性点。电力系统的中性点。电力系统中性点接地方式与电压等级、单相接地短路电流、过电压水电力系统中性点接地方式与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、继电保护和自动装置的配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、平、继电保护和自动装置的配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的运行平安以及对通系统供电的

3、可靠性和连续性、主变压器和发电机的运行平安以及对通信系统的干扰等。信系统的干扰等。 中性点运行方式中性点运行方式中性点非有效接地中性点非有效接地中性点有效接地中性点有效接地中性点不接地中性点不接地中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地中性点经高电阻接地中性点经高电阻接地中性点直接接地中性点直接接地中性点经小阻抗接地中性点经小阻抗接地小接地电流系统小接地电流系统大接地电流系统大接地电流系统我国电力系统广泛采用的中性点接地方式主要有不接地，经消弧线圈接地及直接接地我国电力系统广泛采用的中性点接地方式主要有不接地，经消弧线圈接地及直接接地三种。三种。一、中性点不接地的电力系统l正常运行正常运行一、

4、中性点不接地的电力系统l单相单相C相接地相接地（1）C相对地电压为零相对地电压为零,非接地相非接地相A相对地电压相对地电压 = +(- )= ,B相相对地电压对地电压 = +(- )= ,如图所示。如图所示。结论结论：当一相接地时，非接地两相对地电压均升高：当一相接地时，非接地两相对地电压均升高 倍，变为线电压。而倍，变为线电压。而且，该两相对地电容电流且，该两相对地电容电流 也相应的增大也相应的增大 倍。倍。AUAUCUACUBUBUCUBCU0CI33一、中性点不接地的电力系统l单相单相C相接地相接地 （2）当）当C相接地时，系统的接地电流（电容电流）相接地时，系统的接地电流（电容电流）

5、为非接地两相对地为非接地两相对地电容电流之和。因此电容电流之和。因此 由相量图可知，由相量图可知， 在相位上正好超前在相位上正好超前 90；而在量值上，由于；而在量值上，由于 ，而，而 ，因此，因此 。CI)(BCACCIII03CCIICICUACCII3CACAACXUXUI/3/30CI结论：结论：一相接地的电容电流为正常运行时每相对地电容电流的一相接地的电容电流为正常运行时每相对地电容电流的3倍。倍。一、中性点不接地的电力系统l单相单相C相接地相接地3系统三相的线电压仍保持对称且大小不变。因此，对接于线电压的用系统三相的线电压仍保持对称且大小不变。因此，对接于线电压的用电设备的工作并无

6、影响，无须立即中断对用户供电。电设备的工作并无影响，无须立即中断对用户供电。一、中性点不接地的电力系统l中性点不接地系统发生单相接地故障时产生的影响中性点不接地系统发生单相接地故障时产生的影响当接地电流不大时，交流电流过零时电弧将自行熄灭，接地故障随之消失，当接地电流不大时，交流电流过零时电弧将自行熄灭，接地故障随之消失，电网即可恢复正常运行；电网即可恢复正常运行；当接地电流超过一定值时，将会产生稳定的电弧，形成持续的电弧接地，当接地电流超过一定值时，将会产生稳定的电弧，形成持续的电弧接地，高温的电弧可能损坏设备，甚至可能导致相间短路，尤其在电机或电器高温的电弧可能损坏设备，甚至可能导致相间短

7、路，尤其在电机或电器内部发生单相接地出现电弧时最危险；内部发生单相接地出现电弧时最危险；接地电流小于接地电流小于30A而大于而大于510A时，有可能产生一种周期性熄灭与复燃的时，有可能产生一种周期性熄灭与复燃的间歇性电弧，将引起过电压，其幅值可达间歇性电弧，将引起过电压，其幅值可达2.53倍的相电压，这个过电倍的相电压，这个过电压对于正常电气绝缘来说应能承受，但当绝缘存在薄弱点时，可能发生压对于正常电气绝缘来说应能承受，但当绝缘存在薄弱点时，可能发生击穿而造成短路，危及整个电网的平安。击穿而造成短路，危及整个电网的平安。单相接地时，在接地处有接地电流流过，会引起电弧，此电弧单相接地时，在接地处

8、有接地电流流过，会引起电弧，此电弧的强弱与接地电流的大小成正比。的强弱与接地电流的大小成正比。一、中性点不接地的电力系统单相接地故障时，由于线电压保持不变，对电力用户没有影响，单相接地故障时，由于线电压保持不变，对电力用户没有影响，用户可继续运行，提高了供电可靠性。用户可继续运行，提高了供电可靠性。为防止由于接地点的电弧及伴随产生的过电压，引起故障范围扩为防止由于接地点的电弧及伴随产生的过电压，引起故障范围扩大，在这种系统中必须装设交流绝缘监察装置，当发生单相接地故大，在这种系统中必须装设交流绝缘监察装置，当发生单相接地故障时，立即发出绝缘下降的信号，通知运行值班人员及时处理。障时，立即发出绝

9、缘下降的信号，通知运行值班人员及时处理。电力系统的有关规程规定：在中性点不接地的三相系统中发生单电力系统的有关规程规定：在中性点不接地的三相系统中发生单相接地时，允许继续运行的时间不得超过相接地时，允许继续运行的时间不得超过2 2，并要加强监视。，并要加强监视。 系统中电气设备和线路的对地绝缘必须按能承受线电压考虑设计，系统中电气设备和线路的对地绝缘必须按能承受线电压考虑设计，从而相应地增加了投资。从而相应地增加了投资。 l中性点不接地系统发生单相接地故障时产生的影响一、中性点不接地的电力系统l适用范围 我国我国60kV以下系统，特别是以下系统，特别是310kV系统，系统， 一般采用中性点不接

10、地运行方式。一般采用中性点不接地运行方式。在中性点不接地系统中，单相接地电流超过如下的规定数值：在中性点不接地系统中，单相接地电流超过如下的规定数值： 1310KV系统中，接地电流大于系统中，接地电流大于30A， 220KV及以上系统中，接地电流大于及以上系统中，接地电流大于10A， 采用经消弧线圈接地的措施来减小接地电流，熄灭电弧，防采用经消弧线圈接地的措施来减小接地电流，熄灭电弧，防止止 过电压的产生。过电压的产生。二、中性点经消弧线圈接地的电力系统二、中性点经消弧线圈接地的电力系统 消弧线圈装在系统中发电机或变压器的中性点与大地之间，正常运行时，消弧线圈装在系统中发电机或变压器的中性点与

11、大地之间，正常运行时，中性点的对地电压为零，消弧线圈中没有电流通过。中性点的对地电压为零，消弧线圈中没有电流通过。 当系统发生单相接地故障时，中性点的对地电压等于接地相电压，消弧当系统发生单相接地故障时，中性点的对地电压等于接地相电压，消弧线圈在中性点电压即作用下，有一个电感电流通过，此电感电流必定通过线圈在中性点电压即作用下，有一个电感电流通过，此电感电流必定通过接地点形成回路，接地点的电流为接地电流与电感电流的相量和。接地点形成回路，接地点的电流为接地电流与电感电流的相量和。 二、中性点经消弧线圈接地的电力系统 接地电流接地电流 超前超前 9090，电感电流，电感电流 滞后滞后 9090，

12、在接地处，在接地处接地电流和电感电流互相抵消，称为电感电流对接地电容电流的补偿。接地电流和电感电流互相抵消，称为电感电流对接地电容电流的补偿。 CILIwUwU 适中选择消弧线圈的匝数，可使接地点的电流变得很小或等于零，适中选择消弧线圈的匝数，可使接地点的电流变得很小或等于零，从而消除了接地处的电弧以及由电弧所产生的危害，消弧线圈也正是从而消除了接地处的电弧以及由电弧所产生的危害，消弧线圈也正是由此得名。由此得名。通过消弧线圈的电感电流：通过消弧线圈的电感电流：LUIphL二、中性点经消弧线圈接地的电力系统当发生单相接地故障时，接地相电压为零，三个线电压不变，其它两相当发生单相接地故障时，接地

13、相电压为零，三个线电压不变，其它两相电压也将升高电压也将升高 倍。倍。 与中性点不接地系统一样与中性点不接地系统一样3中性点运行方式二、中性点经消弧线圈接地的电力系统特点适用范围供电可靠性高，绝缘投资较大；中性点经消弧线圈接地后，能有效供电可靠性高，绝缘投资较大；中性点经消弧线圈接地后，能有效地减少单相接地故障时接地处的电流，使接地处的电弧迅速熄灭，防地减少单相接地故障时接地处的电流，使接地处的电弧迅速熄灭，防止了经间歇性电弧接地时所产生的过电压。止了经间歇性电弧接地时所产生的过电压。中性点经消弧线圈接地系统多用于以架空线路为主体的中性点经消弧线圈接地系统多用于以架空线路为主体的3 360kV

14、60kV系统系统中，还可用在雷害事故严重的地区和某些大城市电网的中，还可用在雷害事故严重的地区和某些大城市电网的110kV110kV系统。系统。 中性点运行方式三、中性点直接接地的电力系统中性点的电压为零，中性点没有电流流过。中性点的电压为零，中性点没有电流流过。 由于接地相直接通过大地与电源构成单相回路，形成单相短路故障，那由于接地相直接通过大地与电源构成单相回路，形成单相短路故障，那么短路电流很大，继电保护装置立即动作，断路器断开，迅速切除故障局部。么短路电流很大，继电保护装置立即动作，断路器断开，迅速切除故障局部。 当中性点直接接地时，接地电阻当中性点直接接地时，接地电阻近似为近似为0，

15、所以中性点与地之间的，所以中性点与地之间的电位一样，即电位一样，即 。 单相短路时，故障相的对地电压单相短路时，故障相的对地电压为零，非故障相的对地电压根本为零，非故障相的对地电压根本保持不变，仍接近于相电压。保持不变，仍接近于相电压。0nU正常运行时发生单相接地时三、中性点直接接地的电力系统中性点直接接地系统的应用1 1110KV110KV以上的超高压系统以上的超高压系统 目前我国目前我国110KV110KV以上电力网均采用中性点直接以上电力网均采用中性点直接接地方式。接地方式。理由：高压电器的绝缘问题是影响电器设计和制造的关键，电器绝缘要求的理由：高压电器的绝缘问题是影响电器设计和制造的关

16、键，电器绝缘要求的降低，直接降低了电器的造价，同时改善了电器的性能。降低，直接降低了电器的造价，同时改善了电器的性能。2 2380/220V380/220V低压配电系统低压配电系统 我国我国380/220V380/220V低压配电系统也采用中性点直接低压配电系统也采用中性点直接接地方式，而且引出中性线接地方式，而且引出中性线N N线、保护线线、保护线PEPE线或保护中性线线或保护中性线PENPEN线，这样的系统，称为线，这样的系统，称为TNTN系统。系统。 中性点不接地中性点不接地 中性点直接接地中性点直接接地电流电流中性点电压中性点电压非故障相非故障相电压电压线电压线电压接地点的电容电流是正

17、常运行时一相对地电容电流的3倍故障相电流和流入故障点的电流很大中性点电压升高为相电压故障相和中性点电压为零非故障相对地电压仍为相电压非故障相对地电压升高为线电压与故障相相关的线电压降低为相电压三相之间的线电压保持与正常时一样经消弧线圈接地:适中选择线圈感抗,接地点电流可减小到很小,且熄灭接地电流产生的电弧。其他特点与不接地系统根本一样。低压配电系统的接地方式按照按照IECIEC的标准规定，低压配电系统，按照其保护的标准规定，低压配电系统，按照其保护接地的形式，可以分为接地的形式，可以分为ITIT、TTTT、和、和TNTN供电系统。供电系统。TN系统1 1中性线中性线N N线的作用：线的作用：

18、用来接相电压为用来接相电压为220V220V的单相用电设备；的单相用电设备； 用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流； 减少负载中性点的电压偏移。减少负载中性点的电压偏移。2 2保护线保护线PEPE线的作用：保障人身平安，防止触电事故发生。线的作用：保障人身平安，防止触电事故发生。保护零线保护零线PEPE是专门以防止触电为目的用来与系统中各设备或线路的金属是专门以防止触电为目的用来与系统中各设备或线路的金属外壳、接地母线等作电气连接的导线。在正常工作时工作零线中有电流，外壳、接地母线等作电气连接的导线。在正常工作时工作零线中有电流，保护零线中不应有电

19、流，如果保护零线中出现电流，那么必定有设备漏保护零线中不应有电流，如果保护零线中出现电流，那么必定有设备漏电情况发生。电情况发生。TN系统TN-C系统 保护中性线保护中性线PEN线兼有中性线线兼有中性线N线和保护线线和保护线PE线的功能，线的功能，当三相负荷不平衡或接有单相用电设备时，当三相负荷不平衡或接有单相用电设备时，PEN线上均有电流通过。线上均有电流通过。 这种系统一般能够满足供电可靠性的要求，而且投资较省，节约有色金这种系统一般能够满足供电可靠性的要求，而且投资较省，节约有色金属，但是当属，但是当PEN断线时，可使设备外露可导电局部带电，对人有触电危险。断线时，可使设备外露可导电局部

20、带电，对人有触电危险。 在平安要求较高的场所和要求抗电磁干扰的场所均不允许采用该系统。在平安要求较高的场所和要求抗电磁干扰的场所均不允许采用该系统。TN系统TN-S系统公共公共PE线在正常情况下没有电流通过，因此不会对接在线在正常情况下没有电流通过，因此不会对接在PE线上的其他线上的其他用电设备产生电磁干扰。由于其用电设备产生电磁干扰。由于其N线与线与PE线分开，因此其线分开，因此其N线即使断线线即使断线也并不影响接在也并不影响接在PE线上的用电设备的平安。线上的用电设备的平安。该系统多用于环境条件较差，对平安可靠性要求较高及用电设备对抗电磁该系统多用于环境条件较差，对平安可靠性要求较高及用电

21、设备对抗电磁干扰要求较严的场所。干扰要求较严的场所。TN系统TN-C-S系统兼有兼有TN-C系统和系统和TN-S系统的优点系统的优点常用于配电系统末端环境条件较差并且要求无电磁干扰的数据处常用于配电系统末端环境条件较差并且要求无电磁干扰的数据处理或具有精细检测装置等设备的场所。理或具有精细检测装置等设备的场所。为确保为确保PE和和PEN平安可靠，除在电源中性点直接接地外，还必须平安可靠，除在电源中性点直接接地外，还必须在以下地方重复接地：在架空线的干线和分支线的中端及沿线每在以下地方重复接地：在架空线的干线和分支线的中端及沿线每1km处，以及电缆和架空线在引入车间或大型建筑物处。处，以及电缆和

22、架空线在引入车间或大型建筑物处。TT系统中性点直接接地，引出中性线中性点直接接地，引出中性线N。电气设备外露可导电局部经各。电气设备外露可导电局部经各自的保护线自的保护线PE分别直接接地。分别直接接地。IT系统中性点不直接接地或经阻抗接地，通常不引出中性线中性点不直接接地或经阻抗接地，通常不引出中性线N，电气设，电气设备外露可导电局部经各自保护线备外露可导电局部经各自保护线PE接地。接地。总结电力系统的中性点通常采用不接地、经消弧线圈接地、直接接地和经低电阻电力系统的中性点通常采用不接地、经消弧线圈接地、直接接地和经低电阻接地四种运行方式。前两种系统发生单相接地时，三个线电压不变，但会使接地四

23、种运行方式。前两种系统发生单相接地时，三个线电压不变，但会使非接地相对地电压升高非接地相对地电压升高 倍。因此，规定带接地故障运行不得超过两小时。倍。因此，规定带接地故障运行不得超过两小时。中性点直接接地系统发生单相接地时，那么构成单相对地短路，引起保护装中性点直接接地系统发生单相接地时，那么构成单相对地短路，引起保护装置动作跳闸，切除接地故障。置动作跳闸，切除接地故障。 我国我国6 610KV10KV电力网和局部电力网和局部35KV35KV电力网采用中性点不接地方式；电力网采用中性点不接地方式；110KV110KV以上电以上电力网和力网和380/220V380/220V低压电网均采用中性点直

24、接接地方式；低压电网均采用中性点直接接地方式；20KV20KV及以上系统中单及以上系统中单相接地电流大于相接地电流大于10A10A及及3 310KV10KV电力网中单相接地电流大于电力网中单相接地电流大于30A30A，其中性点均采，其中性点均采用经消弧线圈接地方式；我国一些大城市的用经消弧线圈接地方式；我国一些大城市的10KV10KV系统采用经低电阻接地的方系统采用经低电阻接地的方式。低压配电的式。低压配电的380/220V380/220V三相四线制系统，通常接成三相四线制系统，通常接成TNTN系统。因其系统。因其N N线和线和PEPE线线的不同形式，又可分为的不同形式，又可分为TN-CTN-

25、C、TN-STN-S、TN-C-STN-C-S三种系统。三种系统。32022-2-1732 电力线路结线方式选择的考虑因素电力线路结线方式选择的考虑因素 (1) (1) 供配电系统的平安可靠；供配电系统的平安可靠； (2) (2) 供配电系统的操作方便、灵活；供配电系统的操作方便、灵活； (3) (3) 供配电系统的运行经济；供配电系统的运行经济； (4) (4) 有利于开展；有利于开展； (5) (5) 电源的数量、位置；电源的数量、位置； (6) (6) 供配电对象的负荷性质和大小；供配电对象的负荷性质和大小； (7) (7) 供配电对象的建筑布局；供配电对象的建筑布局；2022-2-17

26、33高压电力线路的接线方案：放射式、树干式、环式高压电力线路的接线方案：放射式、树干式、环式 电能在高压母线聚集后向各高压配电线路输送，每个高压配电回路直接向一电能在高压母线聚集后向各高压配电线路输送，每个高压配电回路直接向一 个用户供电，沿线不分接其他负荷。个用户供电，沿线不分接其他负荷。2022-2-17341 1高压单回路放射式结线高压单回路放射式结线特点：特点： 结线清晰，操作维护方便，各供电线路互结线清晰，操作维护方便，各供电线路互不影响，供电可靠性较高，还便于装设自动装不影响，供电可靠性较高，还便于装设自动装置，保护装置也较简单；置，保护装置也较简单； 高压开关设备用的较多，投资高

27、，某一线高压开关设备用的较多，投资高，某一线路发生故障或需检修时，该线路供电的全部负路发生故障或需检修时，该线路供电的全部负荷都要停电。荷都要停电。应用：应用： 只能用于二、三级负荷或容量较大及较重要的只能用于二、三级负荷或容量较大及较重要的专用设备。专用设备。1.1.高压放射式结线高压放射式结线2022-2-17352 2采用公共备用干线的放射式结线采用公共备用干线的放射式结线特点：特点： 和单回路放射式结线相比，除拥有其优点和单回路放射式结线相比，除拥有其优点外，供电可靠性得到了提高。外，供电可靠性得到了提高。开关设备的数量和导线材料的消耗量比单开关设备的数量和导线材料的消耗量比单回路放射

28、式结线有所增加。回路放射式结线有所增加。应用：应用：一般用于供电给二级负荷；如果备用干线一般用于供电给二级负荷；如果备用干线采用独立电源供电且分支较少，那么可用采用独立电源供电且分支较少，那么可用于于一级负荷。一级负荷。1.1.高压放射式结线高压放射式结线2022-2-17363 3双回路放射式结线双回路放射式结线特点：特点： 采用两路电源进线，然后经分段母线用双回路采用两路电源进线，然后经分段母线用双回路对用户进展穿插供电。其供电可靠性更高，但对用户进展穿插供电。其供电可靠性更高，但投资相对较大。投资相对较大。应用：应用： 可供电给一、二级的重要负荷可供电给一、二级的重要负荷1.1.高压放射

29、式结线高压放射式结线2022-2-17374 4采用低压联络线路作备用干线的放射式结线采用低压联络线路作备用干线的放射式结线特点：特点： 比较经济、灵活，除了可提高供电可靠性以比较经济、灵活，除了可提高供电可靠性以外，还可实现变压器的经济运行。外，还可实现变压器的经济运行。应用：应用： 多用于工矿企业。多用于工矿企业。 1.1.高压放射式结线高压放射式结线2022-2-17382.2.高压树干式结线高压树干式结线由变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线上沿线均连接了数个负荷点的由变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线上沿线均连接了数个负荷点的结线方式。结线方式。2022-2-17392.2

30、.高压树干式结线高压树干式结线1 1单回路树干式结线单回路树干式结线特点：特点： 较之单回路放射式结线，出线大大减少，较之单回路放射式结线，出线大大减少，高压开关柜数量也相应减少，同时可节约有高压开关柜数量也相应减少，同时可节约有色金属的消耗量色金属的消耗量 因多个用户采用一条公用干线供电，各因多个用户采用一条公用干线供电，各用户之间互相影响，当某条干线发生故障或用户之间互相影响，当某条干线发生故障或需检修时，将引起干线上的全部用户停电，需检修时，将引起干线上的全部用户停电，所以供电可靠性差。且不容易实现自动化控所以供电可靠性差。且不容易实现自动化控制。制。应用：应用： 一般用于对三级负荷配电

31、，而且干线上连接一般用于对三级负荷配电，而且干线上连接的变压器不得超过的变压器不得超过5 5台，总容量不应大于台，总容量不应大于2300kVA2300kVA。这种结线在城镇街道应用较多。这种结线在城镇街道应用较多。2022-2-17402.2.高压树干式结线高压树干式结线2 2单侧供电的双回路树干式结线方式单侧供电的双回路树干式结线方式特点：特点： 供电可靠性提高，但投资也相应有所增加。供电可靠性提高，但投资也相应有所增加。应用：应用： 可供电给二、三级负荷。可供电给二、三级负荷。2022-2-17412.2.高压树干式结线高压树干式结线3 3两端供电的单回路树干式结线方式两端供电的单回路树干

32、式结线方式特点：特点： 假设一侧干线发生故障，可采用另一侧干线供假设一侧干线发生故障，可采用另一侧干线供电，因此供电可靠性也较高，和单侧供电的双电，因此供电可靠性也较高，和单侧供电的双回路树干式相当。正常运行时，由一侧供电或回路树干式相当。正常运行时，由一侧供电或在线路的负荷分界处断开，发生故障时要手动在线路的负荷分界处断开，发生故障时要手动切换，而且寻查故障时也需中断供电。切换，而且寻查故障时也需中断供电。应用：应用： 可供电给二、三级负荷。可供电给二、三级负荷。2022-2-17422.2.高压树干式结线高压树干式结线4 4两端供电的双回路树干式结线方式两端供电的双回路树干式结线方式特点：

33、特点： 供电可靠性比单侧供电的双回路树干式有所提供电可靠性比单侧供电的双回路树干式有所提高，而且其投资不比单侧供电的双回路树干式高，而且其投资不比单侧供电的双回路树干式增加很多，关键是要有双电源供电的条件。增加很多，关键是要有双电源供电的条件。应用：应用： 主要用于二级负荷，当供电电源足够主要用于二级负荷，当供电电源足够可靠时，亦可用于一级负荷。可靠时，亦可用于一级负荷。2022-2-17433.3.高压环形结线高压环形结线高压环形结线实际上是两端供电的树干式结线。高压环形结线实际上是两端供电的树干式结线。特点：特点： 运行灵活，线路检修时可切换电源；故障时可运行灵活，线路检修时可切换电源；故

34、障时可切除故障线段，缩短停电时间，供电可靠性高。切除故障线段，缩短停电时间，供电可靠性高。应用：应用： 可供二、三级负荷，在现代化城市电可供二、三级负荷，在现代化城市电网中应用较广泛。网中应用较广泛。“开环运行理由开环运行理由 ： 由于闭环运行时继电保护整定较复杂，同时也为防止环形线由于闭环运行时继电保护整定较复杂，同时也为防止环形线路上发生故障时影响整个电网，所以为了简化继电保护，限路上发生故障时影响整个电网，所以为了简化继电保护，限制系统短路容量，大多数环形线路采用制系统短路容量，大多数环形线路采用“开环运行方式，开环运行方式，即环形线路中有一处开关是断开的。高压环形电网中通常采即环形线路

35、中有一处开关是断开的。高压环形电网中通常采用以负荷开关为主开关的高压环网柜用以负荷开关为主开关的高压环网柜. .2022-2-1744总结：总结： 1 1供配电系统的高压结线实际上往往是几种结线方式的组合，终究采供配电系统的高压结线实际上往往是几种结线方式的组合，终究采用什么结线方式，应根据具体情况，考虑对供电可靠性的要求，经技术用什么结线方式，应根据具体情况，考虑对供电可靠性的要求，经技术经济综合比较后才能确定。经济综合比较后才能确定。2 2对大中型工厂，高压配电系统宜优先考虑采用放射式结线，因为放对大中型工厂，高压配电系统宜优先考虑采用放射式结线，因为放射式结线的供电可靠性较高，便于运行管

36、理。射式结线的供电可靠性较高，便于运行管理。3 3由于放射式的投资较大，对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和由于放射式的投资较大，对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式或环形配电。生活住宅区，可考虑采用树干式或环形配电。2022-2-1745低压电力线路的接线方案：放射式、树干式、环式低压电力线路的接线方案：放射式、树干式、环式2022-2-1746变配电所是供配电系统的枢纽，占有非常重要的作用。变配电所是供配电系统的枢纽，占有非常重要的作用。1变配电所的分类变配电所的分类1变电所根据变压等级和规模大小的不同，分为：变电所根据变压等级和规模大小的不同，分为：1总降压变

37、电站总降压变电站 35KV及以上的电压降为及以上的电压降为106KV电压；电压；2车间变电所车间变电所 10(6)KV的电压降为的电压降为220/380电压。电压。2配电所根据配电电压的不同分为：配电所根据配电电压的不同分为：1高压配电所高压配电所2低压配电所低压配电所2022-2-1747变配电所的主接线是供配电系统中为实现电能输送和变配电所的主接线是供配电系统中为实现电能输送和分配的一种电气结线；对应的结线图叫主结线图，或分配的一种电气结线；对应的结线图叫主结线图，或主电路图，又称一次电路图、一次结线图。主电路图，又称一次电路图、一次结线图。注：虽然电力系统是三相系统，通常电气主结线图采注

38、：虽然电力系统是三相系统，通常电气主结线图采用单线来表示三相系统，使之更简单、清楚和直观。用单线来表示三相系统，使之更简单、清楚和直观。主接线图根据作用不同分为两类：主接线图根据作用不同分为两类：系统式主接线图系统式主接线图装置式主接线图装置式主接线图2022-2-17481系统式主结线图系统式主结线图 定义定义 按照电能输送和分配的顺序、用规定的电气按照电能输送和分配的顺序、用规定的电气符号和文字说明来表示和安排其主要电气设备相互连符号和文字说明来表示和安排其主要电气设备相互连接关系的主结线图为系统式主结线图。接关系的主结线图为系统式主结线图。 作用作用 这种图能全面系统地反映主结线中电力电

39、能这种图能全面系统地反映主结线中电力电能的传输过程，即相对电气连接关系，但不能反映电路的传输过程，即相对电气连接关系，但不能反映电路中各电气设备和成套设备之间的相互排列位置即实际中各电气设备和成套设备之间的相互排列位置即实际位置；它一般在运行和教材中使用。位置；它一般在运行和教材中使用。 2022-2-17492装置式主结线图装置式主结线图 定义定义 装置式主结线图是按照高、低压成套配电装装置式主结线图是按照高、低压成套配电装置之间的相互连接和排列位置绘制的主结线图。在装置之间的相互连接和排列位置绘制的主结线图。在装置式主结线图中，各成套配电装置的内部设备和结线置式主结线图中，各成套配电装置的

40、内部设备和结线及各成套配电装置之间的相互连接和排列位置一目了及各成套配电装置之间的相互连接和排列位置一目了然。然。 作用作用 这种图多用作施工图，便于配电装置的采购这种图多用作施工图，便于配电装置的采购和安装施工。和安装施工。2022-2-17502022-2-1751 由发电机、变压器、断路器等一次设备按其功能要求，由发电机、变压器、断路器等一次设备按其功能要求，通过连接线连接而成的用于表示电能的生产、聚集和分配的通过连接线连接而成的用于表示电能的生产、聚集和分配的电路，通常也称一次接线或电气主系统。电路，通常也称一次接线或电气主系统。变配电所常用主接线的类型和特点变配电所常用主接线的类型和

41、特点 分类分类有母线有母线 单母线接线、双母线接线等单母线接线、双母线接线等 无母线无母线 桥形接线、单元接线等桥形接线、单元接线等 2022-2-1752一、有汇流母线接线1 1、典型单母线接线、典型单母线接线特点：特点：每一回线路均经过一台断路器每一回线路均经过一台断路器QFQF和隔和隔离开关离开关QSQS接于一组母线上。接于一组母线上。优点：优点：接线简单清晰，设备少，操作方接线简单清晰，设备少，操作方便，投资少，便于扩建。便，投资少，便于扩建。 母线侧隔离开关母线侧隔离开关 线路侧隔离开关线路侧隔离开关 缺点：可靠性和灵活性较差。在母线和缺点：可靠性和灵活性较差。在母线和母线隔离开关检

42、修或故障时，各支路都母线隔离开关检修或故障时，各支路都必须停顿工作；引出线的断路器检修时，必须停顿工作；引出线的断路器检修时，该支路要停顿供电。该支路要停顿供电。 2022-2-1753一、有汇流母线接线1 1、典型单母线接线、典型单母线接线L1L1线路线路送电送电操作：操作： 检查检查1QF1QF确实断开，合上确实断开，合上11QS11QS隔离开隔离开关，合上关，合上13QS13QS隔离开关，合上隔离开关，合上1QF1QF断路器。断路器。典型操作：典型操作：L1L1线路线路停电停电操作：操作： 断开断开1QF1QF断路器，检查断路器，检查1QF1QF确实断开，确实断开，断开断开13QS13Q

43、S隔离开关，断开隔离开关，断开11QS11QS隔离开关。隔离开关。适用范围：适用范围：一般用于一般用于6 6220kV220kV系统，出线回系统，出线回路较少，对供电可靠性要求不高的中、小型路较少，对供电可靠性要求不高的中、小型发电厂与变电站中。发电厂与变电站中。 2022-2-1754一、有汇流母线接线2 2、单母线分段接线、单母线分段接线1 1分段断路器闭合运行：分段断路器闭合运行： 两个电源分别接在两段母线上；两段母两个电源分别接在两段母线上；两段母线上的负荷应均匀分配。线上的负荷应均匀分配。 可靠性比较好，但线路故障时短路电流可靠性比较好，但线路故障时短路电流较大。较大。 2 2分段断

44、路器断开运行：分段断路器断开运行： 每个电源只向接至本段母线上的引出线供电，每个电源只向接至本段母线上的引出线供电，可以限制短路电流，两段母线上的电压可不一样可以限制短路电流，两段母线上的电压可不一样 。 可在可在0QF0QF处装设备自投装置，重要用户可以从处装设备自投装置，重要用户可以从两段母线引接采用双回路供电。两段母线引接采用双回路供电。 2022-2-1755一、有汇流母线接线2 2、单母线分段接线、单母线分段接线优点：供电可靠性较高优点：供电可靠性较高 1 1当母线发生故障时，仅故障母当母线发生故障时，仅故障母线段停顿工作，另一段母线仍继续线段停顿工作，另一段母线仍继续工作。工作。2

45、 2两段母线可看成是两个独立的两段母线可看成是两个独立的电源，提高了供电可靠性，可对重电源，提高了供电可靠性，可对重要用户供电。要用户供电。缺点：缺点：停电范围仍较大停电范围仍较大 1 1当一段母线故障或检修时，当一段母线故障或检修时，该段母线上的所有支路必须断开，该段母线上的所有支路必须断开，停电范围较大。停电范围较大。2 2任一支路的断路器检修时，任一支路的断路器检修时，该支路必须停电。该支路必须停电。 2022-2-1756一、有汇流母线接线2 2、单母线分段接线、单母线分段接线适用范围：适用范围：1 16 610k10k：出线回路数为：出线回路数为6 6回及以上；回及以上；2 2353

46、563kV63kV：出线回路数：出线回路数为为4 48 8回；回；3 3110110220kV220kV：出线回路：出线回路数为数为3 34 4回。回。2022-2-1757一、有汇流母线接线3 3、单母线分段带旁母接线、单母线分段带旁母接线正常运行时旁路母线不带电正常运行时旁路母线不带电每个回路含一台断路器三台隔离每个回路含一台断路器三台隔离开关开关母线与旁路母线间经断路器相连母线与旁路母线间经断路器相连2022-2-1758一、有汇流母线接线4 4、双母线接线、双母线接线特点：特点：两段母线可互为备用，运行两段母线可互为备用，运行可靠性和灵活性都得到很大提高，可靠性和灵活性都得到很大提高，

47、但开关设备的数量大大增加，从而但开关设备的数量大大增加，从而其投资较大。其投资较大。应用：应用：双母线结线在中、小型变配双母线结线在中、小型变配电所中很少采用，主要用于负荷大电所中很少采用，主要用于负荷大且重要的枢纽变电站等场所。且重要的枢纽变电站等场所。2022-2-1759二、无汇流母线接线1、单元接线、单元接线特点：特点： 1 1接线简单清晰，电气设备少，配电装置接线简单清晰，电气设备少，配电装置简单，投资少，占地面积小。简单，投资少，占地面积小。 2 2不设发电机电压母线，发电机或变压不设发电机电压母线，发电机或变压器低压侧短路时，短路电流小。器低压侧短路时，短路电流小。 3 3操作简

48、便，降低故障的可能性，提高操作简便，降低故障的可能性，提高了工作的可靠性，继电保护简化。了工作的可靠性，继电保护简化。 4 4任一元件故障或检修全部停顿运行，任一元件故障或检修全部停顿运行，检修时灵活性差。检修时灵活性差。适用范围：机组台数不多的大、中型不带近适用范围：机组台数不多的大、中型不带近区负荷的区域发电厂以及分期投产或装机容区负荷的区域发电厂以及分期投产或装机容量不等的无机端负荷的中、小型水电站。量不等的无机端负荷的中、小型水电站。2022-2-1760二、无汇流母线接线2、桥式接线、桥式接线内桥接线：断路器跨接在进线断路器的内内桥接线：断路器跨接在进线断路器的内侧，靠近变压器。侧，

49、靠近变压器。 1 1线路操作方便；线路操作方便；2 2正常运行时变压器操作复杂。正常运行时变压器操作复杂。外桥接线：断路器跨在进线断路器的外外桥接线：断路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧。侧，靠近电源侧。 1 1变压器操作方便；变压器操作方便；2 2线路投入与切除时，操作复杂。线路投入与切除时，操作复杂。2022-2-1761三、典型主接线方案1、10kV高压配电所高压配电所工厂工厂10kV配电所配电所主接线示意图主接线示意图2022-2-1762三、典型主接线方案1、10kV高压配电所高压配电所1电源进线电源进线 该配电所有两路该配电所有两路10KV的电源进的电源进线，最常见的进线方案为：

50、线，最常见的进线方案为：1一路是架空进线一路是架空进线1WL，作为主工作电源，作为主工作电源，架空线采用铝绞线架空线采用铝绞线(型号型号LJ-95表示截面积表示截面积95mm2的铝绞线的铝绞线)，经穿墙套管进入高压配电室，经穿墙套管进入高压配电室，也可经一段短电缆进入高压配也可经一段短电缆进入高压配电室；电室；2另一路采用电缆进线另一路采用电缆进线2WL，来自邻近单位的高，来自邻近单位的高压联络线，作备用电源。电缆压联络线，作备用电源。电缆线采用线采用YJV22-10000-3120三芯交联聚乙稀绝缘电力电缆，三芯交联聚乙稀绝缘电力电缆，截面为截面为120mm ，额定电压，额定电压10KV。2

51、022-2-1763三、典型主接线方案1、10kV高压配电所高压配电所1电源进线电源进线 3电能计量专用柜电能计量专用柜 1#和和13#柜为电能计量专用柜，柜为电能计量专用柜，根据规定：根据规定：“对对10KV及以下及以下电压供电的用户，应配置专电压供电的用户，应配置专用的电能计量柜箱；对用的电能计量柜箱；对35KV及以上电压供电的用及以上电压供电的用户，应有专用的电流互感器户，应有专用的电流互感器二次线圈和专用的电压互感二次线圈和专用的电压互感器二次连结线，并不得与保器二次连结线，并不得与保护、测量回路共用。计量护、测量回路共用。计量柜内的电流互感器和电压互柜内的电流互感器和电压互感器二次侧

52、的准确度不低于感器二次侧的准确度不低于0.2或或0.5级。为了方便地控级。为了方便地控制电源进线，也可在计量柜制电源进线，也可在计量柜前加一个控制柜。前加一个控制柜。 2022-2-1764三、典型主接线方案1、10kV高压配电所高压配电所1电源进线电源进线 4所用电柜所用电柜 2#柜和柜和12#柜为所配电所用电柜柜为所配电所用电柜(也可以接在电源进线上也可以接在电源进线上)，主要供电给配电所内部二次主要供电给配电所内部二次系统的操作电源，常用户内系统的操作电源，常用户内变压器。变压器。 2022-2-1765三、典型主接线方案1、10kV高压配电所高压配电所1电源进线电源进线 5进线开关柜进

53、线开关柜 3#柜和柜和11#柜为进线开关柜，除馈柜为进线开关柜，除馈电控制用，还可以作母线过电控制用，还可以作母线过电流保护和电流、功率及电电流保护和电流、功率及电能测量用。进线断路器两侧能测量用。进线断路器两侧均设隔离开关，主要是考虑均设隔离开关，主要是考虑断路器在检修时会两端受电，断路器在检修时会两端受电，翻开两侧隔离开关可保证断翻开两侧隔离开关可保证断路器检修时的平安。如果断路器检修时的平安。如果断路器只有一端受电，那么只路器只有一端受电，那么只需在受电侧设置隔离开关即需在受电侧设置隔离开关即可。可。2022-2-1766三、典型主接线方案1、10kV高压配电所高压配电所2母线母线1母线

54、的类型母线的类型1室外母线一般用软导线室外母线一般用软导线如铝绞线或钢芯铝绞线；如铝绞线或钢芯铝绞线；2室内采用硬母线，置于室内采用硬母线，置于开关柜顶部；开关柜顶部；3开关柜内和室内开关柜开关柜内和室内开关柜至穿墙套管之间也用母线至穿墙套管之间也用母线汇流排，母线一般采用汇流排，母线一般采用硬铝排、硬铜排硬铝排、硬铜排 。2022-2-1767三、典型主接线方案1、10kV高压配电所高压配电所2母线母线2母线的设置母线的设置高压变配电所的母线常采用高压变配电所的母线常采用“单单(段段)母线制，当进线母线制，当进线电源为两路时，那么采用电源为两路时，那么采用“单母线分段制，分段开单母线分段制，

55、分段开关一般装在分段柜或联络柜关一般装在分段柜或联络柜中中(如如7#柜柜)。注：右图所示的高压配电所注：右图所示的高压配电所采用一路电源工作，一路电采用一路电源工作，一路电源备用的运行方式，所以其源备用的运行方式，所以其母线分段开关通常是合上的；母线分段开关通常是合上的；当两路电源进线同时做工作当两路电源进线同时做工作电源时，分段开关一般是断电源时，分段开关一般是断开的。开的。2022-2-1768三、典型主接线方案1、10kV高压配电所高压配电所2母线母线3电压互感器和避雷器电压互感器和避雷器柜柜 在每段母线上都要设置在每段母线上都要设置电压互感器和避雷器，它们电压互感器和避雷器，它们装在一

56、个高压柜内装在一个高压柜内(4#、10#柜柜)，并共用一组高压隔离，并共用一组高压隔离开关，主要用于电压测量、开关，主要用于电压测量、监视和过电压保护。监视和过电压保护。2022-2-1769三、典型主接线方案1、10kV高压配电所高压配电所 3高压配电出线高压配电出线 按照负荷大小，每段母线分按照负荷大小，每段母线分配的负荷一般大致均衡。配的负荷一般大致均衡。1出线柜出线柜 出线柜又称馈出线柜又称馈电柜，图中采用的高压出线电柜，图中采用的高压出线开关柜开关柜5#、6#、8#、9#柜的主要电气设备是隔离柜的主要电气设备是隔离开关、断路器、电流互感器开关、断路器、电流互感器的组合。的组合。2高压

57、电流互感器均有两高压电流互感器均有两个二次绕组，一个二次绕组个二次绕组，一个二次绕组接测量仪表，用于电流、功接测量仪表，用于电流、功率的测量，另一个二次绕组率的测量，另一个二次绕组用做继电保护。用做继电保护。2022-2-1770一、一般原那么1.按工作环境要求选择电气设备的型号按工作环境要求选择电气设备的型号2. 额定电压不低于所接电网的最高运行电压额定电压不低于所接电网的最高运行电压如户内、户外、海拔高度、环境温度、矿山井、防尘、防爆等。如户内、户外、海拔高度、环境温度、矿山井、防尘、防爆等。4.根据断流能力选择开关类设备根据断流能力选择开关类设备断路器、熔断器开断能力大于三相短路最大电流

58、断路器、熔断器开断能力大于三相短路最大电流 / 容量：容量： IOFF I(3)负荷开关开断能力大于计算电流：负荷开关开断能力大于计算电流：IOFF Ica、12kV、126kV、252kV、363kV、550kV35kV以下：系统额定电压以下：系统额定电压35kV220kV：系统额定电压：系统额定电压220kV以上：系统额定电压以上：系统额定电压3. 额定电流不小于所接回路的最大持续工作电流或计算电流额定电流不小于所接回路的最大持续工作电流或计算电流2022-2-1771一、一般原那么5. 动稳定度和热稳定动稳定度和热稳定1热稳定校验热稳定校验通过短路电流时，导体和电器各部件的发热温度不应超

59、过短时发热最高通过短路电流时，导体和电器各部件的发热温度不应超过短时发热最高允许温度值，即：允许温度值，即：t=其中：其中： t = tk0.05(s) 当当tk1s时可认为时可认为t = tk tk = top + tocIt额定短时耐受电流有效值额定短时耐受电流有效值t热稳定试验时间热稳定试验时间I短路电流周期分量短路电流周期分量top短路保护系统的反响时间短路保护系统的反响时间toc断路器分断时间断路器分断时间一、一般原那么5. 动稳定度和热稳定动稳定度和热稳定2动稳定度校验动稳定度校验动稳定电动力稳定是指导体和电器承受短路电流机械效应的能力。动稳定电动力稳定是指导体和电器承受短路电流机

60、械效应的能力。满足动稳定度的校验条件是：满足动稳定度的校验条件是：一、一般原那么5. 动稳定度和热稳定动稳定度和热稳定2动稳定度校验动稳定度校验动稳定电动力稳定是指导体和电器承受短路电流机械效应的能力。动稳定电动力稳定是指导体和电器承受短路电流机械效应的能力。满足动稳定度的校验条件是：满足动稳定度的校验条件是：一、一般原那么二、上下压开关电器的选择和校验额定开断能力：额定开断能力：Isc I大于三相短路时的短路电流周期分量大于三相短路时的短路电流周期分量额定短时耐受电流额定短时耐受电流4s：用于热稳定校验用于热稳定校验关合能力：关合能力：合闸于短路故障时的电流合闸于短路故障时的电流数值上等于数