建筑供配电 变电站

1、变电站（所）变电站（所）v电力系统电力系统v电力负荷与负荷对供电的要求电力负荷与负荷对供电的要求v变电站的设置变电站的设置v变电站（所）常见电气设备变电站（所）常见电气设备v变电站主接线变电站主接线v一般变电站电气布置图（一般变电站电气布置图（220kV变电站）变电站）一一 电力系统电力系统 电力系统：电力系统： 完成电能生产、输送、分配、消费 的统一整体。通常由发电机、变压器、电力线路和负荷等电力设备组成的三相交流系统。2.2.电力系统的组成：电力系统的组成：u 一次系统 工程实际中，常把电力系统中的发电、输变电与供配电等环节叫做一次系统。u 二次系统二次系统 包括继电保护、测量和调度等环节

2、。继电保护主要是对系统中出现的各种故障，如短路、过电流、断相、接地等，进行切断电源或声响报警等动作；测量是对电力系统的运行参数进行在线测定和显示，如电压、电流、功率、功率因数等；调度主要包括负荷分配、功率平衡、电压调整、线路的投入与切除等工作。典型的电力系统典型的电力系统二二 电力负荷与负荷对供电的要求电力负荷与负荷对供电的要求电力负荷，根据其对供电可靠性的要求及中电力负荷，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级断供电造成的损失或影响的程度分为三级 。一级负荷一级负荷 这类负荷若供电突然中断将造成对人员的生这类负荷若供电突然中断将造成对人员的生命危害，或造成重大设备损

3、坏且难以修复，或打命危害，或造成重大设备损坏且难以修复，或打乱复杂的生产过程并使大量产品报废，给国民经乱复杂的生产过程并使大量产品报废，给国民经济带来极大损失。例如冶金企业的炉体冷却水济带来极大损失。例如冶金企业的炉体冷却水泵、浇铸车间、连续轧钢生产线，矿山企业的主泵、浇铸车间、连续轧钢生产线，矿山企业的主排水泵、主扇风机，化工企业的反应炉、建材行排水泵、主扇风机，化工企业的反应炉、建材行业的水泥回转窑、医院以及国家重要的铁路枢纽、业的水泥回转窑、医院以及国家重要的铁路枢纽、通信枢纽、国防设施等，均属于一级负荷。通信枢纽、国防设施等，均属于一级负荷。二级负荷二级负荷 这类负荷若突然断电，将造成

4、生产设备局这类负荷若突然断电，将造成生产设备局部损坏，或生产流程紊乱且恢复较困难，企业部损坏，或生产流程紊乱且恢复较困难，企业内部运输停顿，或出现大量废品或大量减产，内部运输停顿，或出现大量废品或大量减产，因而在经济上造成较大的损失。这类负荷一般因而在经济上造成较大的损失。这类负荷一般允许短时停电几分钟，它在工业企业中占的比允许短时停电几分钟，它在工业企业中占的比例最大。例最大。三级负荷三级负荷 三级负荷为一般的电力负荷三级负荷为一般的电力负荷. .2 2 负荷供电要求负荷供电要求 1 1）一级负荷对供电电源的要求）一级负荷对供电电源的要求 应由两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，应由两个

5、独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。另一个电源应不致同时受到损坏。 n 独立电源是指不受其它电源的影响与干扰的电独立电源是指不受其它电源的影响与干扰的电源。具备下列两个条件的发电厂或变电所的不同母线源。具备下列两个条件的发电厂或变电所的不同母线段均属独立电源：段均属独立电源： 每段母线的电源来自不同的发电机，且以后的输、每段母线的电源来自不同的发电机，且以后的输、 变、配电各环节叉均为分列运行；变、配电各环节叉均为分列运行； 母线段之间无联系，或虽有联系但当其中一段母母线段之间无联系，或虽有联系但当其中一段母线发生故障时，能自动断开联系，不影响其余母线段线发生故障

6、时，能自动断开联系，不影响其余母线段继续供电。继续供电。2 2）二级负荷对供电电源的要求）二级负荷对供电电源的要求 n 要求做到当发生供电变压器故障时不致中断供电，要求做到当发生供电变压器故障时不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电。或中断后能迅速恢复供电。n 二级负荷应由两回线路供电，两回线路应尽可能引二级负荷应由两回线路供电，两回线路应尽可能引自不同的变压器或母线段。自不同的变压器或母线段。n 3 3）三级负荷对供电电源的要求）三级负荷对供电电源的要求 对供电电源无特殊要求，允许较长时间停电，可对供电电源无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。用单回线路供电。 一、变电站一、变电站

7、变电站，改变电压的场所。为了把发电厂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。按规模大小不同，称为变电所、配电室等。二、变电所位置的确定二、变电所位置的确定 变配电所的位置应接近负荷中心以减小低压供电半径、降低电缆投资、节约电能损耗、提高供电质量，同时还要考虑进出线方便、设备运输方便、接近电源侧，并注意防尘、防腐、防水、防火、防爆等。影响变配电所位置选择的因素很多，应根据上述要求经技术经济比较后确定。 三三 变电站的设置变电站的设置电压等级电压等级(kV)输送容量输送容量 (MVA)

8、输送距离（输送距离（km）输电输电7502 0 002 5 005 00以上区以上区5001 00015001 50850跨省跨省2201 005 001 00300跨地区跨地区高中压配电高中压配电110105050100县市县市352102050县市内县市内100 .22620市内市内低压配电低压配电380/220 楼内、农电楼内、农电线路电压与容量、距离的关系线路电压与容量、距离的关系四四 变电站（所）常见电气设备变电站（所）常见电气设备变换变换：控制控制：保护保护：调节调节： 电气设备电气设备的功能的功能供电系统供电系统对电气设对电气设 备的要求备的要求 安全可靠的绝缘安全可靠的绝缘电气

9、设电气设 备备的发展趋势的发展趋势 高可靠高可靠高性能高性能小型化小型化电子化电子化智能化智能化按供电系统工作要求来改变电压或电流按供电系统工作要求来改变电压或电流按供电系统工作要求来控制电路的通断按供电系统工作要求来控制电路的通断用来对供电系统进行过电流和过电压等的保护用来对供电系统进行过电流和过电压等的保护用来补偿供电系统的无功功率，以提高系统的功率因数用来补偿供电系统的无功功率，以提高系统的功率因数一、概述一、概述 必要的载流能力必要的载流能力较高的通断能力较高的通断能力良好的机械性能良好的机械性能必要的电寿命必要的电寿命完善的保护性能完善的保护性能二、电气设备二、电气设备（一）断路器一

10、）断路器QF图形符号图形符号功能功能：不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间：不仅能通断正常负荷电流，而且能接通和承受一定时间 的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除故障。的短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除故障。功能功能：主要对高压线路及电气：主要对高压线路及电气设备进行保护，当所在电路电设备进行保护，当所在电路电流超过规定值并经一定时间后，流超过规定值并经一定时间后，熔体熔化，电路分离。熔体熔化，电路分离。（二）高压熔断器二）高压熔断器FU图形符号图形符号高压限流熔断器实物图片高压限流熔断器实物图片 功能功能：主要用来隔离高压电源：主要用来隔离高压电源以保证其他

11、设备的安全检修。以保证其他设备的安全检修。它可以用来通断一定的小电流它可以用来通断一定的小电流电路等。电路等。（三）高压隔离开关（三）高压隔离开关QS图形符号图形符号（四）电压互感器 电压互感器是一个带铁心的变压器。它主要由一、二次线圈、铁心和绝缘组成。作用是：把高电压变换成等级的标准二次电压，供保护、计量。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），其图形符号为TVTV图形符号图形符号（五）电流互感器 电流互感器原理是依据电磁感应原理的。电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成。作用是可以把数值较大的一次电流通过一定的变比转换为数值

12、较小的二次电流，用来进行保护、测量等用途。图形符号 用TA表示（六）其它电抗器、并联电容器、避雷器等五五 变配电所的电气主接线变配电所的电气主接线 主接线是指由电力变压器、各种开关电器及配电线路，按一定顺序连主接线是指由电力变压器、各种开关电器及配电线路，按一定顺序连接而成的表示电能输送和分配路线的电路，亦称主电路。接而成的表示电能输送和分配路线的电路，亦称主电路。 基本基本 要求要求 安全安全 可靠可靠灵活灵活经济经济 主主接线常用接线常用主主接线图（接线图（主主电路图）电路图）表示，是用国家标准规定的电气设表示，是用国家标准规定的电气设备图形符号并按电流通过顺序排列，表示供电系统、电气设备

13、或成套装置备图形符号并按电流通过顺序排列，表示供电系统、电气设备或成套装置的基本组成和连接关系的功能性简图。由于交流供电系统通常是三相对称的基本组成和连接关系的功能性简图。由于交流供电系统通常是三相对称的，故一次接线图一般绘制成的，故一次接线图一般绘制成单线图单线图。包括设备安全及人身安全包括设备安全及人身安全一次接线应符合一、二级负荷对供电可靠性的要求一次接线应符合一、二级负荷对供电可靠性的要求用最少的切换来适应各种不同的运行方式，检修时操作简便，用最少的切换来适应各种不同的运行方式，检修时操作简便，另外，还应能适应负荷的发展，便于扩建。另外，还应能适应负荷的发展，便于扩建。尽量做到接线简化

14、、投资省、占地少、运行费用低。尽量做到接线简化、投资省、占地少、运行费用低。一、主接线图及其要求二、电气主接线基本形式电气主接线基本形式（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（不分段）、单母线接线（不分段） 母线分

15、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。 2 2、单母线分段接线、单母线分段接线（1 1）两回进线单母线接线）两回进线单母线接线 好处：克服单母线不分段主接线的问题好处：克服单母线不分段主接线的问题WB1WB2出 线 3出 线 1出 线 2QFQS出 线 6出 线 4出 线 5QFQSQS1电 源 1QF1QF2QS2电 源 2用隔离开关分用隔离开关分QSQS段段 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。

16、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。用断路器用断路器QF分段分段WB1出 线 3出 线 1出 线 2QFQSQS1电 源 1QF1QSQSQSQFQFQFQSQSQSQSQSQSQS带旁路的单母线接线带旁路的单母线接线（2 2）三回进线单母线接线）三回进线单母线接线WB1WB2出线3出线1出线2QFQS出线6出线4出线5QFQSQS1电源1QF1QF2QS2电源2WB3QF2QS2电源3 双母线接线与单母线接双母线接线与单母线接线相

17、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、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

18、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。无母线主接线的特点，是在电源与无母线主接线的特点，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。 （二）无母线的主接线（二）无母线的主接线1 1、线线路路变变压器压器组组单元单元接线接线 图图c中变压器

19、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。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，图图1 1 线路变压器组单元接线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

20、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。 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，如图所示。靠性大大提高，如图所示。 双回线路变压器

21、组单元接线双回线路变压器组单元接线分内桥和外桥两种，如图所示。分内桥和外桥两种，如图所示。桥式接线图桥式接线图2 2、桥式接线、桥式接线 能实现电源能实现电源线路和变压器的线路和变压器的充分利用，如变充分利用，如变压器压器T1故障，可故障，可以将以将T1切除，由切除，由电源电源1和电源和电源2并并列给列给T2供电以减供电以减少电源线路中的少电源线路中的能耗和电压损失能耗和电压损失； 若电源若电源2线路线路故障，可以将电故障，可以将电源源2切除，由电源切除，由电源1同时给变压器同时给变压器T1和和T2供电，以供电，以充分利用变压器充分利用变压器并减少其能耗。并减少其能耗。出线2出线1T1电源2Q

22、F4出线4出线3T2QFLQS5QS3QF1QS1QF3QS2QF2QS4QS6QF5电源1内桥接线外桥接线出线2出线1T1电源2QF4出线4出线3T2QFLQS5QS3QF1QS1QF3QS2QF2QS4QS6QF5电源1三、三、变配电所电气主接线典型方案变配电所电气主接线典型方案 典型方案如图所示，变压器一次侧采用线路变压器组单元接线。典型方案如图所示，变压器一次侧采用线路变压器组单元接线。1010kVkV变电所电气主接线典型方案变电所电气主接线典型方案1 1、一路外供电源、一路外供电源 （1）装有一台变压器装有一台变压器 设 备 编 号用 途AH1AH2AH3AH4T电 源 引 入电 能 计 量变 电电 压 测 量变 压 器 保 护10kV进 线10kV0.38kVPEN一一次次侧侧电电气气主主接接线线图图AA1TAA2AA3AA4变 电低压进线无功补偿出 线出 线10kV0.38kVK二次侧电气主接线图二次侧电气主接线图二次侧采用单母线接线。二次侧采用单母线接线。 典型方案如图所示，变压器一次侧典型方案如图所示，变压器一次侧采用单母线接线采用单母线接线。 为测量高压侧电压和提供交流操作电源而设置的电压互感器，安装为测量高压侧电压和提供交流操作电源而设置的电压互感器，安装于进线柜体内（中置柜有此配置方案）于进线柜体内（中置柜有此