第10章 供配电系统的设计施工

供电系统及电气控制信息科学与工程学院学院主讲人：董密

∗第十章供配电系统的设计施工、∗第十章供配电系统的设计施工、第一节供配电工程的设计与施工

第二节供配电系统的运行维护

第三节变配电所主要电气设备的检修试验

第四节供配电线路的检修试验第一节供配电工程的设计与施工一、供配电工程设计与施工的一般原则

供配电工程（包括其新建和改造）的设计与施工必须遵守以下原则：

1)用户供配电系统的新建或改造，应符合当地电网建设与改造的总体规划。

2)用户供配电工程的设计、施工及试验与运行，均应符合国家的有关标准规范。

3)用户供配电工程的设计施工文件，均应一式两份，送交当地供电企业。

4)用户供配电工程在施工期间，应接受当地供电企业根据审核同意的设计和有关施工标准进行的监督和检查。第一节供配电工程的设计与施工5)用户供配电工程施工、试验完工以后，应向当地供电企业提供工程竣工报告，并由供电企业及时组织检验。

二、供配电工程设计的程序与要求

供配电工程设计，通常分为扩大初步设计和施工设计两个阶段。

(一)扩大初步设计

1)用户的总平面图及其主要建筑的平、剖面图。

2)用户的工艺、给水、排水、通风、采暖及动力等方面的用电设备平面布置图及主要用电设备清单。

3)用电设备对供电可靠性的要求及工艺允许停电的时间。

4)用户的年产量或年产值及年最大负荷利用小时数，用以估算用户的年用电量和最高需电量。第一节供配电工程的设计与施工5)向当地供电企业收集用户供电电源方面的资料，如：①可供的电源容量和备用电源容量；②供电电源的电压、供电方式、供电电源回路数、导线或电缆的型号规格、长度及进户的方位；③电力系统的短路容量或供电电源线路首端的开关断流容量；④供电电源首端的继电保护方式及动作时限整定值，电力系统对用户进线端继电保护方式及动作时限整定配合的要求；⑤供电企业对用户电能计量方式的要求及电费计收办法；⑥对用户功率因数的要求；⑦电源线路用户区外部分的设计施工的分工及投资费用的分担问题等。第一节供配电工程的设计与施工6)向当地气象、地质及建筑安装等部门收集下列资料：①当地气温数据，如年最高温度、年平均温度、最热月平均最高温度、最热月平均温度及当地最热月地下0.8～1ｍ处的土壤平均温度等，以供选择电器和导体之用；②当地海拔、极端最高温度和最低温度等，也供电器选择之用；③当地年平均雷暴日数，供防雷设计用；④当地土壤性质或土壤电阻率，供接地装置设计之用；⑤当地常年主导风向、地下水位及最高洪水位等，供选择变配电所所址用；⑥当地曾经出现过或可能出现的最高地震烈度，供考虑防震措施用；⑦当地电气工程的技术经济指标及电气设备和材料的生产供应情况等，供编制工程概(预)算之用。

(二)施工设计

三、供配电系统设计的原则及住宅供配电设计的安全要求第一节供配电工程的设计与施工(一)供配电系统设计必须遵循的设计原则

(１)遵守规程，执行政策必须遵守国家的有关标准规范，执行国家的有关方针政策，包括节约能源、保护环境等技术经济政策。

(２)安全可靠，先进合理应做到保障人身和设备安全、供电可靠、电能质量合格、技术先进和经济合理，采用效率高、能耗低和性能先进的电气产品。

(３)近期为主，考虑发展应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远、近结合，以近期为主，适当考虑扩建的可。

(４)全局出发，统筹兼顾必须从全局出发，考虑当地电网的总体规划，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区电网供电条件等，合理确定设计方案。第一节供配电工程的设计与施工(二)住宅供配电系统设计的安全要求

1)应采用TT、TN-C-S或TN-S接地型式，并进行总等电位联结。

２)电气线路应采用符合安全和防火要求的敷设方式配线，导线应采用铜线，每套住宅进户线截面积不应小于10ｍｍ２，分支线截面积不应小于2.5ｍｍ２。

3)每套住宅的空调电源插座、其他电源插座与照明，应分路设计；厨房电源插座和卫生间电源插座宜设独立回路。

4)除空调电源插座外，其他电源插座应设置漏电保护装置。

5)每套住宅应设置电源总断路器，并采用可同时断开相线和中性线的开关电器。

6)卫生间宜作局部等电位联结。

7)每幢住宅的总电源进线断路器，应具有漏电保护功能。第一节供配电工程的设计与施工表１０-１住宅内电源插座的设置数量(据GB50096—1999)第二节供配电系统的运行维护一、变配电所的运行值班

(一)变配电所的运行值班制度

(二)变配电所值班员的职责

１)遵守变配电所值班工作制度，坚守工作岗位，作好变配电所的安全保卫工作，确保变配电所的安全运行。

2)积极钻研本职工作，认真学习和贯彻有关规程，熟悉变配电所的一、二次系统的接线及设备的装设位置、结构性能、操作要求和维护保养方法等，掌握各种安全工具和消防器材的使用方法和触电急救法，了解变配电所现在的运行方式、负荷情况及负荷调整和电压调节等措施。

3)监视所内各种设施的运行状态，定期巡视检查，按照规定要求抄报各种运行数据，记录运行日志。第二节供配电系统的运行维护4)按上级调度命令进行操作，发生事故时进行紧急处理，并做好有关记录，以备查考。

5)保管所内各种资料图表、工具仪器和消防器材等，并做好和保持所内设备和环境的清洁卫生。

6)按照规定进行交接班。

(三)变配电所运行值班注意事项

1)不论高压设备带电与否，值班员不得单独移开或跨越高压设备的遮栏进行工作。表10-2设备不停电时的安全距离(据2009年《安规》)２)雷雨天巡视室外高压设备时，应穿绝缘靴，并且不得靠近避雷针和避。第二节供配电系统的运行维护3)高压设备发生接地故障时，室内不得接近故障点4ｍ以内，室外不得接近故障点8ｍ以内。

二、变配电所送电和停电的操作

(一)操作的一般要求表１０-3变电所倒闸操作票格式(据2009年《安规》)(二)变配电所的送电操作第二节供配电系统的运行维护(三)变配电所的停电操作

三、电力变压器的运行维护

(一)一般要求

(二)巡视检查项目

1)油浸式变压器的油温是否正常。

2)变压器的声响是否正常。

3)变压器油枕和瓦斯继电器的油位和油色如何。

4)变压器瓷套管是否清洁，有无破损裂纹和放电痕迹；高低压接头的螺栓是否紧固，有无接触不良和发热现象。

5)变压器防爆膜是否完好；吸湿器是否畅通，其硅胶是否吸湿饱和。

6)变压器的冷却、通风装置是否正常。第二节供配电系统的运行维护7)变压器的接地装置是否完好。

8)变压器上及其周围有无影响其安全运行的异物(如易燃易爆和腐蚀性物品等)和异常现象。

四、配电装置的运行维护

(一)一般要求

(二)巡视检查项目

1)由母线及其接头的外观或其温度指示装置(如变色漆、示温蜡或变色示温贴片等)的指示，判断母线及其接头的发热温度是否超出允许值。

2)开关电器中所装的绝缘油的油色和油位是否正常，有无漏油现象，油位指示器有无破损。

3)绝缘子是否脏污、破损，有无放电痕迹。第二节供配电系统的运行维护4)电缆及其接头有无漏油及其他异常现象。

5)熔断器的熔体是否熔断，熔管有无破损和放电痕迹。

6)二次设备如仪表、继电器的工作状态是否正常。

7)接地装置及PE线或PEN线的连接处有无松脱、断线的情况。

8)整个配电装置的运行状态是否符合当时的运行要求。

9)高低压配电室、电容器室的照明、通风及安全防火装置是否正常。

10)配电装置本身及其周围有无影响其安全运行的异物(如易燃易爆和腐蚀性物品等)和异常现象。

五、架空线路的运行维护

(一)一般要求

(二)巡视检查项目第二节供配电系统的运行维护1)电杆有无倾斜、变形、腐朽、损坏及基础下沉等现象。

2)沿线路的地面有无堆放易燃、易爆和强腐蚀性物体。

3)沿线路周围，有无危险建、构筑物。

4)线路上有无树枝、风筝等杂物悬挂。

5)拉线和扳桩是否完好，绑扎线是否紧固可靠。

6)导线的接头是否接触良好，有无过热发红、严重氧化、腐蚀或断脱现象，绝缘子有无破损和放电痕迹。

7)避雷装置的接地是否良好，接地线有无锈断损坏情况。

8)其他危及线路安全运行的异常情况。

六、电缆线路的运行维护

(一)一般要求

(二)巡视检查项目第二节供配电系统的运行维护1)电缆头及瓷套管有无破损和放电痕迹。

2)对明敷电缆，应检查电缆外皮有无锈蚀、损伤，沿线挂钩或支架有无脱落，线路上及线路附近有无堆放易燃易爆及强腐蚀性物体。

3)对暗敷及埋地电缆，应检查沿线的盖板及其他覆盖物是否完好，有无挖掘痕迹，沿线标桩是否完整无缺。

4)电缆沟内有无积水或渗水现象，是否堆有杂物及易燃、易爆等危险物品。

5)线路上各种接地是否良好，有无松脱、锈蚀和断线现象。

6)其他危及电缆安全运行的异常情况。

七、车间配电线路的运行维护

(一)一般要求第二节供配电系统的运行维护(二)巡视检查项目

1)线路的负荷情况，可用钳形电流表来卡测线路的负荷电流。

2)导线的发热情况，是否超过正常允许发热温度，特别要检查导线接头处有无过热现象。

3)配电箱、分线盒、开关、熔断器、母线槽及接地装置等的运行是否正常，有无接头松脱、放电等异常情况。

4)线路上及其周围有无影响线路安全运行的异常情况。

5)对敷设在潮湿、有腐蚀性物质场所的线路和设备，要定期进行绝缘检查，绝缘电阻一般不得低于0.5ＭΩ。第二节供配电系统的运行维护图１０-１放射式配电系统“分路

合闸检查”故障的说明图第二节供配电系统的运行维护八、线路运行中突然故障停电的处理

电力线路在运行中，如果突然发生事故停电时，可按不同情况分别处理。

(１)进线没有电压时的处理进线没有电压，表明电力系统方面暂时停电。

(２)双电源进线之一停电时的处理当一路电源进线停电时，应立即进行倒闸操作，将负荷特别是重要负荷转移给另一路电源进线供电。

(３)架空线路首端开关突然跳闸的处理开关突然跳闸一般是线路上发生了短路故障。第二节供配电系统的运行维护(４)放射式系统中故障线路的“分路合闸检查”法以图１０-１所示配电系统为例，假设短路故障发生在线路WL8上，由于保护装置失灵或选择配合不当，致使线路WL1的开关越级跳闸。

①将出线WL2～WL6的开关全部拉开，然后合上WL1的开关。由于母线WB1正常，因此WL1的开关合闸成功。

②依次试合WL2～WL6的开关，结果除WL5的开关因其分支线路WL8存在故障又跳闸外，其余出线开关均试合成功，恢复供电。

③将线路WL7～WL9的开关全部断开，然后合上WL5的开关。由于母线WB2正常，因此WL5的开关合闸成功。

④依次试合WL7～WL9的开关，结果除WL8的开关因线路上存在故障又跳闸外，其余出线开关均试合成功，恢复供电。由此确定故障线路为WL8。第三节变配电所主要电气设备的检修试验一、电力变压器的检修试验

(一)电力变压器的检修

1.变压器的大修表１０-4变压器绝缘老化的分级2.变压器的小修

(二)电力变压器的试验

1.变压器绕组连同套管的绝缘电阻测量第三节变配电所主要电气设备的检修试验表１０-5油浸式电力变压器绝缘电阻的温度换算系数(据GB50150—2006)2.测量温度以变压器上层油温为准。

2.铁心螺杆绝缘电阻的测量

3.变压器油的试验

(１)全分析试验对每批新到的油及运行中发生故障后认为有必要检验的油应作此类试验，以全面检验油的质量。

(２)简化试验其目的在于按绝缘油的主要的、特征性的参数来检查其老化过程。第三节变配电所主要电气设备的检修试验表１０-6绝缘油的试验项目及标准(据GB50150—2006)第三节变配电所主要电气设备的检修试验表１０-6绝缘油的试验项目及标准(据GB50150—2006)第三节变配电所主要电气设备的检修试验(３)电气强度试验其目的在于对运行中的绝缘油进行日常检查。图１０-２绝缘油电气强度试验电路

1—试验油杯2—电极T1—调压器T2—试验变压器(升压０～５０ｋＶ)

R—保护电阻(水阻，5～10ＭΩ)第三节变配电所主要电气设备的检修试验图１０-３绝缘油电气强度试验用

油杯及电极结构尺寸第三节变配电所主要电气设备的检修试验4.变压器绕组连同套管的直流电阻测量

5.变压器联结组别的检查图１０-４用直流感应法判别三相变压器的联结组别(Ｙｙ０)第三节变配电所主要电气设备的检修试验表１０-7用直流感应法判别三相变压器联结组别6.变压器电压比的测量第三节变配电所主要电气设备的检修试验图１０-５用双电压表法测量变压器的电压比7.变压器交流耐压试验第三节变配电所主要电气设备的检修试验图１０-6变压器交流耐压试验电路图

T—被试变压器T1—调压器T2—试验变压器R—保护电阻表１０-8变压器交接时的工频耐压试验电压值(据GB50150—2006)第三节变配电所主要电气设备的检修试验二、配电装置的检修试验

(一)配电装置的检修

1)高压断路器及其操动机构，每3年至少一次；低压断路器及其操作机构，每2年至少一次。

2)高压隔离开关的操动机构，每3年至少一次。

3)配电装置其他设备的大修期限，按预防性试验和检查结果而定。

1.油箱的检修

2.灭弧室的检修

3.触头的检修

4.断路器的整体调整第三节变配电所主要电气设备的检修试验图１０-７断路器三相合闸同时性试验电路(二)配电装置的试验第三节变配电所主要电气设备的检修试验1)检查开关设备的各相触头接触的严密性、分合闸的同时性以及操动机构的灵活性和可靠性，测量分合闸所需时间及二次回路的绝缘电阻。

2)检查和测量互感器的变比和极性等。

3)检查母线接头接触的严密性。

4)充油设备绝缘油的简化试验(参看前表1０-6及相关说明)；油量不多的可仅作耐压试验。

5)绝缘子的绝缘电阻、介质损耗角及多元件绝缘子的电压分布测量；对35ｋＶ及以下的绝缘子，可仅作耐压试验。

6)检查接地装置，必要时测量接地电阻。

7)检查和试验继电保护装置和过电压保护装置。

8)检查熔断器及其防护设施。第三节变配电所主要电气设备的检修试验1.绝缘拉杆绝缘电阻的测量

2.分、合闸线圈和合闸接触器线圈绝缘电阻的测量

3.交流耐压试验

４.触头接触电阻的测量表１０-9３～１０ｋＶ油断路器触头接触电阻的要求５.分、合闸时间的测量第三节变配电所主要电气设备的检修试验图１０-９断路器固有分闸时间的测量电路第三节变配电所主要电气设备的检修试验图１０-９断路器固有分闸时间的测量电路

ＱＦ—被测断路器及其联锁触头ＹＲ—断路器跳闸线圈

ＷＣ—控制小母线ＳＡ—控制开关ＱＫ—双极刀开关第三节变配电所主要电气设备的检修试验图１０-１０断路器合闸时间的测量电路

ＫＯ—合闸接触器(其余符号含义同图１０-９)第三节变配电所主要电气设备的检修试验６.绝缘油的试验

三、避雷器的试验

(一)阀式避雷器的试验

1.绝缘电阻的测量

２.泄漏电流(电导电流)的测量图１０-１１避雷器泄漏电流的测量电路

ＦV—被测阀式避雷器Ｔ１—调压器Ｔ２—试验变压器ＶＤ—高压二极管

Ｒ１—保护电阻Ｒ２—被测并联电阻Ｃ—稳压电容器(０.１μＦ)

ＰＶ１、ＰＶ２—电压表ＰＡ１～ＰＡ３—微安表第三节变配电所主要电气设备的检修试验表１０-10避雷器泄漏电流测量的直流试验电压值(据GB５０１５０—１９９１)3.工频放电电压的测量第三节变配电所主要电气设备的检修试验图１０-１２FS型避雷器工频放电电压测量电路

ＦＶ—被试避雷器T1—调压器T2—试验变压器

R—保护电阻PV1、PV2—电压表第三节变配电所主要电气设备的检修试验表１０-１1FS型避雷器的工频放电电压范围(据GB５０１５０—１９９１)(二)排气式避雷器的试验

1)用兆欧表测量绝缘电阻，主要检查灭弧管是否受潮。

2)抽出棒形电极，检查灭弧管内部有无堵塞。

3)检查灭弧管内径，不得大于产品标准值的１４０％。

4)检查内部火花间隙，３～１０ｋＶ避雷器的内部间隙与产品标准相差不得大于３ｍｍ。

5)检查棒形电极端部有无烧伤。第三节变配电所主要电气设备的检修试验6)检查灭弧管内外管壁有无破损，表面漆层有无脱落，棒形电极是否碰到管壁。

7)检查外部火花间隙是否符合要求。

8)检查连接部分有无松动情况。

9)检查其排气范围内有无导体及其他物体。

(三)金属氧化物避雷器的试验

1.金属氧化物避雷器的试验项目

1)测量避雷器及基座的绝缘电阻。

2)测量避雷器的工频参考电压和持续电流。

3)测量避雷器的直流参考电压和0.75倍直流参考电压下的泄漏电流。

4)检查放电计数器动作情况及监视电流表指示。第三节变配电所主要电气设备的检修试验5)工频放电电压试验。

2.金属氧化物避雷器绝缘电阻的测量

四、接地装置的试验

这里主要介绍接地装置接地电阻的测量。

1.间接法测量接地电阻图１０-１３间接法测量接地电阻的电路

1—被测接地体2—电压极3—电流极

T—试验变压器PV—电压表

PA—电流表PW—功率表第三节变配电所主要电气设备的检修试验(1)直线布置(见图１０-１４ａ)取ｓ１３≥(２～３)Ｄ，这里Ｄ为被测接地网的对角线长度；而取ｓ１２≈０.６ｓ１３(理论上ｓ１２＝０.６１８ｓ１３)。

(2)等腰三角形布置(见图１０-１４ｂ)取ｓ１２＝ｓ１３≥２Ｄ，夹角α≈３０°。

2.直接法测量接地电阻图１０-１５直接法测量接地电阻的电路第三节变配电所主要电气设备的检修试验图１０-１５直接法测量接地电阻的电路

1—被测接地体2—电压极3—电流极第四节供配电线路的检修试验一、供配电线路的检修

供配电线路的检修，分停电检修和不停电（即带电）检修两种。

(一)架空线路的检修表１０-１2导线缺陷的检修要求(二)电缆线路的检修第四节供配电线路的检修试验图１０-１６电缆内部故障示例第四节供配电线路的检修试验表１０-１3图１０-１６所示故障电缆的绝缘电阻测量