第1章第三节配变电所介绍

1、第三节：配变电所介绍及高压第三节：配变电所介绍及高压供电系统主接线介绍供电系统主接线介绍3.13.1、配变电所类型、配变电所类型 发电厂通常建立在距离一次能源丰富或传输便利的地域，发电厂通常建立在距离一次能源丰富或传输便利的地域，与电力用户有一定的距离。与电力用户有一定的距离。 为了经济、可靠、快速地把电能从发电厂输送至用户，为了经济、可靠、快速地把电能从发电厂输送至用户，必须经过变电所升高电压，因此，升压变电所一般安装在必须经过变电所升高电压，因此，升压变电所一般安装在发电厂中，不另设变电所。发电厂中，不另设变电所。 变电站，改变电压的场所。为了把变电站，改变电压的场所。为了把发电厂发电厂发

2、出来的电发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，小的称为变电所。变电站大于变电所。大小不同，小的称为变电所。变电站大于变电所。 从规模上分，变电站有枢纽变电站、地区重要变电站和从规模上分，变电站有枢纽变电站、地区重要变电站和一般（地方）变电站。一般（地方）变电站。l枢纽枢纽变电站变电站：枢纽枢纽变电站位于电力系统的枢纽

3、点，变电站位于电力系统的枢纽点，电压电压等级一般为等级一般为330kV及以上，联系多个电源，及以上，联系多个电源，出现回路多，变出现回路多，变电电容量大；全站停电后将造成大容量大；全站停电后将造成大面积停电（数个省份），或系统瓦解，枢纽变电面积停电（数个省份），或系统瓦解，枢纽变电站对站对电力电力系统运行的稳定和可靠性起到重要作用。系统运行的稳定和可靠性起到重要作用。 区域变电站区域变电站：该变电站向数个地区或大城市供电：该变电站向数个地区或大城市供电的变电站。它将远处的电力转送到较远的负荷中的变电站。它将远处的电力转送到较远的负荷中心，还同时降压后向当地和邻近地区供电。在电心，还同时降压后向

4、当地和邻近地区供电。在电力网最高电压的变电站中，除少数地区为枢纽变力网最高电压的变电站中，除少数地区为枢纽变电所站外，其余均为区域变电站。电所站外，其余均为区域变电站。 地区变电站地区变电站：向一个地区或大、中城市供电的变：向一个地区或大、中城市供电的变电站。高压侧一般为电站。高压侧一般为110220kv，向地区用户供，向地区用户供电为主的变电站，这是一个地区或城市的主要变电为主的变电站，这是一个地区或城市的主要变电站。全所停电后，仅使该地区中断供电。电站。全所停电后，仅使该地区中断供电。 l除外还有常见的变电站除外还有常见的变电站：l终端变电所终端变电所：单独建造的终端变电所，是用电单：单独

5、建造的终端变电所，是用电单位或者用户前端的第一个变电所，变电所出来的位或者用户前端的第一个变电所，变电所出来的电直接就可以供给用户用电设备使用，而不需再电直接就可以供给用户用电设备使用，而不需再次经过变压的。次经过变压的。l用户变电站用户变电站 ：向工矿企业，交通、邮电部门，医：向工矿企业，交通、邮电部门，医疗机构和大型建筑物等较大负荷或特殊负荷供电疗机构和大型建筑物等较大负荷或特殊负荷供电的变电站。的变电站。 l总结：变电站分类总结：变电站分类 1. 按电压等级可分为按电压等级可分为超高压、高压、中压变电站和低压变超高压、高压、中压变电站和低压变电站。电站。电压在电压在1kV以下的称为以下的

6、称为低压低压；电压为；电压为110kV的称为的称为中压中压；电压高于电压高于10kV低于低于330kV的称为的称为高压高压；电压在；电压在330kV以上以上的称为的称为超高压超高压。2. 按供电对象的差异可分为按供电对象的差异可分为城镇变电站城镇变电站、工业变电站工业变电站和和农农业变电站业变电站。3. 根据其在电力系统中的地位和作用，可以分为根据其在电力系统中的地位和作用，可以分为枢纽变电枢纽变电站、中间变电站、区域（地方）变电站、企业变电站和终站、中间变电站、区域（地方）变电站、企业变电站和终端（用户）变电站。端（用户）变电站。1） 枢纽变电站枢纽变电站：枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，电

7、：枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，电压等级一般为压等级一般为330kV及以上，联系多个电源，出现回路多，及以上，联系多个电源，出现回路多，变电容量大；全站停电后将造成大面积停电，或系统瓦解，变电容量大；全站停电后将造成大面积停电，或系统瓦解，枢纽变电站对电力系统运行的稳定和可靠性起到重要作用。枢纽变电站对电力系统运行的稳定和可靠性起到重要作用。l2） 中间变电站（区域）中间变电站（区域）：中间变电站位于系统主干环行：中间变电站位于系统主干环行线路或系统主要干线的接口处，电压等级一般为线路或系统主要干线的接口处，电压等级一般为330220kV，汇集，汇集23个电源和若干线路。全站停电后，将引个电

8、源和若干线路。全站停电后，将引起区域电网的解列。起区域电网的解列。3） 地区变电站地区变电站：地区变电站是一个地区和一个中、小城：地区变电站是一个地区和一个中、小城市的主要变电站，电压等级一般为市的主要变电站，电压等级一般为220kV，全站停电后将，全站停电后将造成该地区或城市供电的紊乱。造成该地区或城市供电的紊乱。4） 企业变电站：企业变电站是大、中型企业的专用变电企业变电站：企业变电站是大、中型企业的专用变电站，电压等级站，电压等级35220kV。 4. 按是否有人正常运行值班可分为有人值班变电站和无人按是否有人正常运行值班可分为有人值班变电站和无人值班变电站。值班变电站。 一、变压器一、

9、变压器 变压器变压器是变电站的主要设备，分为是变电站的主要设备，分为双绕组变压器双绕组变压器、三三绕组变压器绕组变压器和和自耦变压器自耦变压器。电压高低与绕组匝数成正比，。电压高低与绕组匝数成正比，电流则与绕组匝数成反比。变压器按其作用可分为电流则与绕组匝数成反比。变压器按其作用可分为升压变升压变压器压器和和降压变压器降压变压器。二、互感器二、互感器 互感器（互感器（instrument transformer）又称为仪用变压又称为仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称。能将高电压变成器，是电流互感器和电压互感器的统称。能将高电压变成低电压、大电流变成小电流，用于量测或保护系统。其功低电压

10、、大电流变成小电流，用于量测或保护系统。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压（100V）或标准小电流（）或标准小电流（5A或或1A，均指额定值），以便实，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备。同时互感器还可现测量仪表、保护设备及自动控制设备。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的安全。 2.6、配电站的组成、配电站的组成配变电站主要由配变电站主要由变压器变压器跟跟开关设备开关设备组成组成变压器变压器l电压互感器电压互感器（Potential transform

11、er 简称简称PT，Voltage transformer也简称也简称VT）和变压器很相）和变压器很相像，都是用来变换线路上的电压。但是变压器变像，都是用来变换线路上的电压。但是变压器变换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，换电压的目的是为了输送电能，因此容量很大，一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压一般都是以千伏安或兆伏安为计算单位；而电压互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表互感器变换电压的目的，主要是用来给测量仪表和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功和继电保护装置供电，用来测量线路的电压、功率和电能，或者用来在线路发生故障时保护线路率和电能，或者用来在线路发生故障时保

12、护线路中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器中的贵重设备、电机和变压器，因此电压互感器的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最的容量很小，一般都只有几伏安、几十伏安，最大也不超过一千伏安。大也不超过一千伏安。 电压互感器电压互感器l电流互感器电流互感器原理也是依据变压器原理制成的。电流互感器原理也是依据变压器原理制成的。电流互感器是由闭合的铁心和是由闭合的铁心和绕组绕组组成。它的一次侧绕组匝数很少，组成。它的一次侧绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保电流流过，二

13、次侧绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是护回路中，电流互感器在工作时，它的二次侧回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈线圈的阻抗很小，的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器的工作状态接近短路。电流互感器是把一次侧电流互感器是把一次侧大电流转换成二次侧小电流来测量大电流转换成二次侧小电流来测量 ，二次侧不可开路，二次侧不可开路。l在在发电发电、变电变电、输电、输电、配电配电和和用电用电的线路中电流大小悬殊，的线路中电流大小悬殊，从几安到几万安都有。为便于测量、保护和控制需要转换从几安到几万安

14、都有。为便于测量、保护和控制需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压一般都比较高如直为比较统一的电流，另外线路上的电压一般都比较高如直接测量是非常危险的。接测量是非常危险的。电流互感器就起到电流变换和电气电流互感器就起到电流变换和电气隔离作用隔离作用。 电流互感器电流互感器三、开关设备三、开关设备 它包括它包括断路器断路器（空气式）、（空气式）、隔离开关隔离开关、负荷开关负荷开关、高高压熔断器压熔断器等，都是断开和合上电路的设备。等，都是断开和合上电路的设备。断路器断路器在电力在电力系统正常运行情况下用来合上和断开电路；故障时在继电系统正常运行情况下用来合上和断开电路；故障时在继电保护装置控

15、制下自动把故障设备和线路断开，还可以有自保护装置控制下自动把故障设备和线路断开，还可以有自动重合闸功能。动重合闸功能。隔离开关（刀闸）隔离开关（刀闸）的主要作用是在设备或的主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保证安全。它不能断开线路检修时隔离电压，以保证安全。它不能断开负荷电流负荷电流和短路电流，应与断路器配合使用。和短路电流，应与断路器配合使用。在停电时应先关断路在停电时应先关断路器后拉隔离开关，送电时应先合隔离开关后合断路器器后拉隔离开关，送电时应先合隔离开关后合断路器。如。如果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。果误操作将引起设备损坏和人身伤亡。负荷开关负荷开关能在正常能在正常运行时断开

16、负荷电流，没有断开运行时断开负荷电流，没有断开故障电流故障电流的能力，一般与的能力，一般与高压熔断丝配合用于高压熔断丝配合用于10KV及以上电压且不经常操作的变及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。压器或出线上。l隔离开关隔离开关在电路中起明显断开点的作用，以保证维修时人在电路中起明显断开点的作用，以保证维修时人员的安全，一般只能切断线路的员的安全，一般只能切断线路的空载电流空载电流，不能切断，不能切断负荷负荷电流电流和和短路电流短路电流；负荷开关负荷开关也起隔离作用，但能切断也起隔离作用，但能切断负荷负荷电流电流；断路器能切断；断路器能切断负荷电流负荷电流和短路（故障）电流，故障和短路（故

17、障）电流，故障时能够自动跳闸；某些型号的断路器也具有隔离功能，可时能够自动跳闸；某些型号的断路器也具有隔离功能，可以作为隔离电器使用。以作为隔离电器使用。 l隔离开关：类似闸刀开关，没有防止过流、短路功能，无隔离开关：类似闸刀开关，没有防止过流、短路功能，无灭弧装置；灭弧装置；断路器：具有过流、短路自动脱扣功能，带有消磁灭弧装断路器：具有过流、短路自动脱扣功能，带有消磁灭弧装置，可以用来接通、切断大电流；置，可以用来接通、切断大电流；一般情况下，隔离开关不能用来接通或切断电流，它仅仅一般情况下，隔离开关不能用来接通或切断电流，它仅仅是在断路器断开的情况下分断，提供一个是在断路器断开的情况下分断

18、，提供一个“明显的断开明显的断开点点”。 四、防雷设备四、防雷设备 变电站还装有防雷设备，主要有变电站还装有防雷设备，主要有避雷针避雷针和和避雷器避雷器。避雷针避雷针是为是为了防止变电站遭受直接雷击将雷电对其自身放电把了防止变电站遭受直接雷击将雷电对其自身放电把雷电流雷电流引入大地。引入大地。在变电站附近的线路上落雷时雷电波会沿导线进入变电站，产生过电在变电站附近的线路上落雷时雷电波会沿导线进入变电站，产生过电压。另外，断路器操作等也会引起过电压。压。另外，断路器操作等也会引起过电压。避雷器避雷器的作用是当过电压的作用是当过电压超过一定限值时，自动对地放电从而降低电压，保护设备，放电后又超过一

19、定限值时，自动对地放电从而降低电压，保护设备，放电后又迅速自动灭弧，保证系统正常运行。比如迅速自动灭弧，保证系统正常运行。比如氧化锌避雷器氧化锌避雷器。避雷针避雷针避雷器避雷器接地接地 变电所的主接线（或称一次接线、一次电路）变电所的主接线（或称一次接线、一次电路）是指由各种是指由各种开关电器、电力变压器、断路器、隔开关电器、电力变压器、断路器、隔离离 开关、避雷器、互感器、母线、电力电缆、移相开关、避雷器、互感器、母线、电力电缆、移相电容器电容器等电气设备依一定次序相连接的具有接受等电气设备依一定次序相连接的具有接受和分配电能功能的电路。和分配电能功能的电路。 供配电系统主接线的型式确定关系

20、到变电所供配电系统主接线的型式确定关系到变电所电气设备的选择、变电所的布置、系统的安全运电气设备的选择、变电所的布置、系统的安全运行、保护控制等多方面内容，因此主接线的选择行、保护控制等多方面内容，因此主接线的选择是建筑供电中一个不可缺少的重要环节。是建筑供电中一个不可缺少的重要环节。 电气主接线图通常以单线图的形式表示电气主接线图通常以单线图的形式表示。3.2 高压供电系统主接线高压供电系统主接线 母线又称母线又称汇流排汇流排，在原理上是电路中的一个电气节点，由，在原理上是电路中的一个电气节点，由导体构成，起着汇集变压器的电能和给各用户馈电线分配电能导体构成，起着汇集变压器的电能和给各用户馈

21、电线分配电能的作用。如果母线发生故障，则用户的电能将全部中断，故应的作用。如果母线发生故障，则用户的电能将全部中断，故应对母线的可靠性给以足够的认识。以下为对主接线的基本要求。对母线的可靠性给以足够的认识。以下为对主接线的基本要求。1、可靠性可靠性 根据用电负荷的等级，保证在各种运行方式下提高供电的连续根据用电负荷的等级，保证在各种运行方式下提高供电的连续性；满足用户对供电可靠性的要求，保证供电的电能质量。性；满足用户对供电可靠性的要求，保证供电的电能质量。2、灵活性灵活性 主接线力求简单、明显，没有多余的电气设备；投入或切除某主接线力求简单、明显，没有多余的电气设备；投入或切除某些设备或线路

22、的操作方便、灵活；尽量避免误操作。些设备或线路的操作方便、灵活；尽量避免误操作。3、安全性安全性 保证进行一切操作、切换时工作人员和设备的安全，同时能在保证进行一切操作、切换时工作人员和设备的安全，同时能在安全条件下进行维护、检修工作。安全条件下进行维护、检修工作。4、经济性经济性考虑用户的近期与长远发展规划，应使主接线的一次投资与运行考虑用户的近期与长远发展规划，应使主接线的一次投资与运行费用经济合理，力求将费用降到最低费用经济合理，力求将费用降到最低一、基本要求一、基本要求 此接线的特点是直接将电能送至负荷，无高压用电设此接线的特点是直接将电能送至负荷，无高压用电设备。线路发生故障或检修时

23、，停变压器；变压器故障或检备。线路发生故障或检修时，停变压器；变压器故障或检修时，所有负荷全部停电。该接线适用于二级、三级负荷，修时，所有负荷全部停电。该接线适用于二级、三级负荷，只有只有 台变压器的单回路供电。台变压器的单回路供电。 线路变压器组接线就是线路和变压器直接相连，是线路变压器组接线就是线路和变压器直接相连，是一种最简单的接线方式，其特点是设备少、投资省、操作一种最简单的接线方式，其特点是设备少、投资省、操作简便、宜于扩建，但灵活性和可靠性简便、宜于扩建，但灵活性和可靠性二、线路二、线路-变压器组接线变压器组接线单母线带旁路接线单母线带旁路接线l 不管是用隔离开关分段或用断路器分段，单母线分段接线在母线不管是用隔离开关分段或用断路器分段，单母线分段接线在母线检修或故障时，都避免不了使接在该母线的用户停电。另外，在检修检修或故障时，都避免不了使接在该母线的用户停电。另外，在检修单母线接线引出线断路器时，该引出线的用户必须停电（双回路供电单母线接线引出线断路器时，该引出线的用户必须停电（双回路供电用户除外）。为了克服这一缺点，可采用单母线加旁路母线，如图用户除外）。为了克服这一缺点，可采用单母线加旁路母线，如图 检修引出线断路器时，检修引出线断路器时，用旁路母线断路器（用旁路母线断路器（QFL）代替引出线断路器，给