电气设备运行与维护-配电装置

内容提要：配电装置是发电厂与变电所的重要组成部分，是发电厂与变电所电气主接线的具体实现。配电装置是根据电气主接线的连接方式，由开关设备、保护设备、测量设备、母线以及必要的辅助设备组成，辅助设备包括安装布置电气设备的构架、基础、房屋和通道等。项目名称配电装置配电装置配电装置第一节概述第二节配电装置的安全净距第三节高压屋内配电装置第四节高压屋外配电装置第五节高压成套配电装置思考题与习题第一节配电装置概述一、对配电装置的基本要求二、配电装置的类型及其特点

▉配电装置类型和屋内配电装置

▉屋外和装配式配电装置

▉成套配电装置三、配电装置型式的选择四、各种配电装置的实例图形▉对配电装置的基本要求

配电装置是用来接受、分配和控制电能的装置。配电装置是发电厂和变电站中的重要组成部分，它是按主接线的要求，由母线、开关设备、保护电器、测量电器和必要的辅助设备组成的电工建筑物。对配电装置的基本要求是：（1）符合国家技术经济政策，满足有关规程要求。（2）保证运行可靠。设备选择合理，布置整齐、清晰，保证有足够的安全距离。（3）节约用地。（4）运行安全和操作巡视、检修方便。（5）便于安装和扩建。（6）节约用材，降低造价。

▉配电装置的类型及屋内配电装置

1.配电装置的分类配电装置按电压等级的不同，可分为高压配电装置和低压配电装置；按安装地点的不同，可分为屋内配电装置、屋外配电装置；按其结构形式，又可分为装配式配电装置和成套配电装置。

2.屋内配电装置特点（1）由于允许安全净距小和可以分层布置。（2）维修、操作、巡视比较方便，不受气候影响。（3）外界污秽不会影响电气设备，减轻了维护工作量。（4）房屋建筑投资较大，但又可采用价格较低的户内型电器设备，以减少总投资。

▉屋外和装配式配电装置

1.屋外配电装置的特点是：（1）土建工程量较少，建设周期短。（2）扩建比较方便。（3）占地面积大。（4）相邻设备之间的距离较大，便于带电作业。（5）受外界污秽影响较大，设备运行条件较差。（6）外界气象变化使对设备维护和操作不便。

2.装配式配电装置在现场将电气组装而成的称为装配式配电装置。装配式配电装置的特点是：（1）建造安装灵活。（2）投资较少。（3）金属消耗量少。（4）安装工作量大，工期较长。

▉成套配电装置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。成套配电装置的特点是：（1）电气设备布置在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小。（2）所有电器元件已在工厂组装成一个整体(开关柜)，大大减少了现场安装工作量，有利于缩短建设工期，也便于扩建和搬迁。（3）运行可靠性高，维护方便。（4）耗用钢材较多，造价较高。

▉配电装置型式的选择

配电装置型式的选择，应根据所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行及检修要求，通过经济技术比较确定。一般情况下，在大、中型发电厂和变电站中，110kV及以上电压等级一般多采用屋外配电装置。35kV及以下电压等级的配电装置多采用层内配电装置。遇特殊情况，110kV装置也可以采用屋内配电装置。如城市中心等空间狭小的场所或处于严重污秽的海边或化工区等区域。

▉各种配电装置的实例图形

▉各种配电装置的实例图形

▉各种配电装置的实例图形

▉各种配电装置的实例图形

▉各种配电装置的实例图形

▉各种配电装置的实例图形

▉各种配电装置的实例图形

▉各种配电装置的实例图形

▉各种配电装置的实例图形

▉各种配电装置的实例图形

▉各种配电装置的实例图形

▉各种配电装置的实例图形

▉各种配电装置的实例图形

▉各种配电装置的实例图形

▉各种配电装置的实例图形

▉各种配电装置的实例图形第二节配电装置的安全净距一、配电装置安全净距的概念二、屋内配电装置安全净距校验图三、屋内配电装置的安全净距表四、屋外配电装置安全净距校验图▉配电装置安全净距的概念

配电装置的整个结构尺寸，是由多种因素决定的。在配电装置的各种间隔距离中，最基本的是带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，即所谓的A1和A2值。最小安全净距，是指在此距离下，无论是处于最高工作电压之下，或处于内外过电压下，空气间隙均不致被击穿。一、屋内外配电装置的最小安全净距1.最小安全净距的含义是：在此距离下，无论是处于最高工作电压之下，还是处于内外过电压之下，空气间隙均不致被击穿。2.敞露在空气中的屋内和外配电装置的各种间距中，最基本是：A1值：带电部分对接地之间的空间最小安全净距。A2值：不同相带电部分之间的空间最小安全净距。3.B、C、D、E等值均系在A1值基础上再考虑一些其他实际因素得出的。(1)B1值：指带电部分至栅状遮栏(高1.2m,栅条间距不大200mm)的距离和可移动设备在移动中至带电部分的净距。

B1=A1+750mm一般人员手臂误入栅栏时手臂的长度不大于750mm，设备运输或移动时的摇摆也不会大于此值。(2)B2值：指带电部分对网状遮栏(高1.7m，网孔不大于40mm×40mm)的净距。

B2=A1+70+30mm，一般人员手指误入网状遮栏时手指的长度不大于70mm，另外考虑了30mm的施工误差。(3)C值：是保证人举手时，手与带电裸导体之间的净距不小于A1值。

C=A1+2300+200mm一般人员举手后的总高度不超过2300mm，另外考虑了屋外配电装置200mm的施工误差。规定遮栏向上延伸线距地2.5m处与遮栏上方带电部分的净距，不应小于A1值。(4)D值：是保证检修时，人和裸导体之间净距不小于A1值。

D=A1+1800+200mm一般检修人员和工具的活动范围不超过1800mm，屋外另外考虑200mm的裕度。(5)E值：是指由出线套管中心线至屋外通道路面的净距，考虑人站在载重汽车车厢中举手高度不超过3500mm，35kV及以下为E=4000mm，

60kV及以上，E=A1+3500mm，并向上靠为整数。

考虑到减少相间短路的可能性；

软导线在短路电动力、风摆、温度、覆冰及弧垂摆动下相间与相对地间距离的减小；

降低大电流导体周围钢构的发热与电动力；

减少电晕损失以及带电检修等因素。在工程上，实际采用的安全距离均大于表中所列数值，原因：▉屋内配电装置的安全净距表

▉屋外配电装置的安全净距校验图网状遮栏高1.7m栅状遮栏高1.2m第三节屋内配电装置一、屋内配电装置的分类及其特点

▉屋内配电装置的分类

▉平面图和间隔、断面图和配置图的概念二、屋内配电装置的基本布置

▉屋内配电装置布置的基本原则

总体布置母线及隔离开关布置断路器及其操动机构布置互感器和避雷器布置电抗器布置配电装置的通道和出口电缆隧道及电缆沟布置

▉屋内配电装置布置实例

10kV、35kV、110kV屋内配电装置▉屋内配电装置的分类

发电厂和变电站的屋内配电装置，按其布置形式不同，一般可分为单层式、二层式和三层式。（1）单层式是将所有电气设备布置在一层建筑中，适用于线路无电抗器的情况。单层式占地面积较大，如容量不太大，通常采用成套开关柜，以减少占地面积。（2）二层式是将母线、母线隔离开关等较轻设备放在第二层，将电抗器、断路器等较重设备布置在底层，与单层式相比占地面积小，造价较高。（3）三层式是将所有电气设备依其轻重分别布置在三层建筑物中，具有安全可靠性高、占地面积小等特点，但结构复杂，施工时间长，造价较高，检修和运行不大方便。

▉平面图和间隔的概念

1.平面图平面图是按比例画出房屋及其间隔、走廊和出口等处的平面布置轮廓，平面图上的间隔只是为了确定间隔数及排列，故可不表示所装电器。

2.间隔所谓间隔，是指为了将设备故障的影响限制在最小的范围内，以免波及相邻的电气回路以及在检修中的电器时，避免检修人员与邻近回路的电器接触，而用砖或用石棉板等做成的墙体。▉断面图和配置图的概念1.断面图断面图是表明所取断面间隔中各设备之间的连接及其具体布置的结构图，断面图也按比例绘制。

2.配置图通常用一种示意图来分析配电装置的布置方案和统计所用的主要设备，将这种示意图称为配置图。配置图中把进出线、断路器、互感器、避雷器等合理分配于各层间隔中，并表示出导线和电器在各间隔中的轮廓。屋内配电装置间隔，按回路用途为：发电机、变压器、线路、母联(或分段)断路器、电压互感器和避雷器等间隔。▉屋内配电装置的总体布置

屋内配电装置的总体布置（1）同一回路的电器和导体应布置在一个间隔内，间隔之间及两段母线之间应分隔开，以保证检修安全和限制故障范围。（2）尽量将电源布置在一段的中部，使母线截面通过较小的电流，但有时为了连接的方便，根据主厂房或变电站的布置而将发电机或变压器间隔设在一段母线的两端。（3）较重的设备布置在下层，以减轻荷重并便于装。（4）充分利用间隔的位置。（5）布置对称，便于操作。（6）有利于扩建。▉屋内配电装置中母线及隔离开关的布置

母线通常装在配电装置的上部，一般呈水平、垂直和直角三角形布置。母线相间距离决定于相间电压。在10kV小容量装置中，母线水平布置时，约为250~350mm；垂直布置时，约为700~800mm；35kV母线水平布置时，约为500mm。母线隔离开关，通常设在母线的下方。在双母线布置的屋内配电装置中，母线与母线隔离开关之间宜装设耐火隔板。两层以上的配电装置中，母线隔离开关宜单独布置在一个小室内。为确保设备及工作人员的安全，屋内外配电装置应设置闭锁装置，以防止带负荷误拉隔离开关、带接地线合闸、误入带电间隔等电气误操作事故。▉断路器及其操动机构的布置

断路器通常设在单独的小室内。断路器小室的形式，按照油量多少及防爆的要求，可分为敞开式、封闭式及防爆式。屋内的单台断路器、电压互感器、电流互感器，总油量超600kg时，应装在单独的防爆小室内；总油量为60~600kg时，应装在有防爆隔墙的小室内；总油量在60kg以下时，一般可装在两侧有隔板的敞开小室内，并应设置贮油或挡油设施。断路器的操动机构设在操动通道内。手动操动机构和轻型远距离控制操动机构均装在壁上，重型远距离控制操动机构(如CD3型等)则落地装在混凝土基础上。▉互感器和避雷器的布置

电流互感器无论是干式或油浸式，都可以和断路器放在同一个小室内。穿墙式电流互感器应尽可能作为穿墙套管使用。电压互感器经隔离开关和熔断器（60kV及以下采用熔断器）接到母线上，它需占用专门的间隔，但在同一间隔内，可以装设几个不同用途的电压互感器。当母线上接有架空线路时，母线上应装设阀型避雷器，由于其体积不大，通常与电压互感器共用一个间隔，但应以隔层隔开。▉电抗器的布置

电抗器比较重，多布置在第一层的封闭小室内。电抗器按其容量不同有三种不同的布置方式：三相垂直布置、品字形布置和三相水平布置，如图9-3所示。通常线路电抗器采用垂直或"品"字形布置。当电抗器的额定电流超过1000A、电抗值超过5%~6%时，宜采用"品"字形布置；额定电流超过1500A的母线分段电抗器或变压器低压侧的电抗器，则采取水平布置。

安装电抗器必须注意：垂直布置时，V相应放在上下两相的中间，品字形布置时，不应将U、W相重叠在一起。▉配电装置的通道和出口

配电装置的布置应便于设备操作、检修和搬运，故须设置必要的通道（走廊）。凡用来维护和搬运配电装置中各种电气设备的通道，称为维护通道；如通道内设有断路器（或隔离开关）的操动机构、就地控制屏等，称为操作通道；仅和防爆小室相通的通道，称为防爆通道。配电装置室内各种通道的最小宽度，不应小于表9-3所示的数值。▉电缆隧道与电缆沟的布置

电缆隧道及电缆沟是用来放置电缆的。电缆隧道为封闭狭长的构筑物，高1.8m以上，两侧设有数层敷设电缆的支架，可容纳较多的电缆，人在隧道内能方便的进行敷设和维修电缆工作。电缆隧道造价较高，一般用于大型电厂。电缆沟为有盖板的沟道，沟深与宽不足1米，敷设和维修电缆不方便。沟内容易积灰，可容纳的电缆数量也较少；工程简单，造价较低，常为变电站和中、小型电厂所采用。为确保电缆运行的安全，电缆隧道（沟）在进入建筑物处，应设带门的耐火隔墙（电缆沟只设隔墙），以防发生火灾时，烟火向室内蔓延扩大事故；一般将电力电缆与控制电缆分开排列在过道两侧。▉10kV屋内配电装置布置实例

当出线不带电抗器时，10kV屋内配电装置多采用高压开关柜。图9-4所示为采用GG-1A型高压开关柜单母线单层式屋内配电装置的出线间隔断面图。

GG-1A型高压开关柜其出线柜由钢板分成上、中、下三个部分。上部为母线及隔离开关，中部和下部之间的隔板上安装电流互感器和穿墙套管。开关柜在配电装置室内，可以靠墙呈单排或双排对面布置，也可不靠墙呈单排或双排背靠背布置。开关柜布置在中间，两面有走廊的叫独立式的配电装置。图9-5所示为采用GG-1A型高压开关柜独立式间隔单列布置的配电装置配图。▉屋内配电装置10kV布置实例图7-710kV屋内单层单列配电装置主变进线间隔断面图1—进线开关柜(KYN28A-12型)2—穿墙套管3—进线母线桥▉屋内配电装置10kV布置实例▉屋内配电装置35kV布置实例

图9-6所示为单层二通道、单母线分段、35KV屋内配电装置布置断面图。母线采用垂直布置，挠度小，散热条件好。母线、母线隔离开关与断路器分别设在前后间隔内。间隔前后设有操作和维护通道，隔离开关、断路器均集中在操作通道内操作，操作比较方便。在隔离开关和断路器之间，设有机械闭锁装置，可防止带负荷误拉隔离开关，提高了供电可靠性。缺点是出线回路的引出线要跨越母线(指架空出线)，需设网状遮栏，单列布置通道长，巡视不如双列布置方便，对母线隔离开关的开闭状态监视不便。▉屋内配电装置35kV布置实例

图7-835kV单层单列屋内配电装置主变进线间隔断面图1—开关柜(JYN1-35型)2—穿墙套管3—耐张绝缘子串4—钢芯铝绞线▉屋内配电装置110kV布置实例

图9-7为二层二通道单母线分段带旁路母线110kV屋内配电装置断面图。它的主母线和旁路母线平行布置在上层，主母线居中，旁路母线靠近出线侧。母线层的隔离开关均为竖装。底层每个间隔分前后两个小室，分别布置断路器及出线隔离开关。所有隔离开关均采用V形，并都在现场用手动机构操作。母线引下线均采用钢芯铝线。上下两层各设有两条操作维护走廊。楼层的母线隔离开关间隔采用轻钢丝网隔开，以减轻土建结构。间隔宽度为7m，跨度为15m。▉屋内配电装置110kV布置实例10kV高压开关柜110kVGIS第四节屋外配电装置一、隔屋外配电装置的分类和作用二、屋外配电装置布置的基本原则

▉母线及架构、电力变压器

▉断路器、隔离开关、互感器和避雷器

▉电缆沟和道路三、屋外配电装置布置实例

▉中型配电装置布置实例

▉高型配电装置布置实例

▉半高型配电装置布置实例

▉屋外配电装置的分类及特点

屋外配电装置是将所有电气设备和母线都装设在露天的基础、支架或构架上。

1.屋外配电装置分类根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可分为中型、半高型和高型等三类。

2.屋外配电装置的特点中型配电装置是将所有电器都安装在同一水平面内，布置比较清晰，不易误操作，运行可靠，施工和维护方便，占地面积过大。高型和半高型均是将两组母线及母线隔离开关上下重叠布置的配电装置。与中型相比能够节省土地约30%～50%，但维修不方便，投资较大。▉母线及架构的布置

1.母线屋外配电装置的母线有软母线和硬母线两种。软母线为钢芯铝绞线、扩径软管母线和分裂导线，三相呈水平布置，用悬式绝缘子悬挂在母线构架上。硬母线有矩形和管型两种，矩形用于35kV及以下配电装置中，管形用于110kV及以上配电装置中。管型硬母线一般采用柱式绝缘子安装在支柱上。

2.架构屋外配电装置的构架，可由型钢或钢筋混凝土制成。钢构架经久耐用，机械强度大，便于固定设备，抗震能力强，运输方便。但钢结构金属消耗量大，且为了防锈需要经常维护。钢筋混凝土构架经久耐用，维护简单。

▉电力变压器的布置

电力变压器外壳不带电，采用落地布置，安装在铺有铁轨的双梁形钢筋混凝土基础上，轨距中心等于变压器的滚轮中心。在电力变压器下面设置储油池或挡油墙，其尺寸应比变压器的外廓大1m，储油池内一般铺设厚度不小于0.25m卵石层。主变压器与建筑物的距离，不应小于1.25m，且距变压器5m以内的建筑物，在变压器总高度以下及外廓两侧各3m范围内，不应有门窗和通风孔。当变压器油重超过2500kg以上时，两台变压器之间的防火净距，不应小于10m。

▉断路器的布置

断路器有低式和高式两种布置方式。低式布置的断路器放在0.5~1m的混凝土基础上。低式布置检修比较方便，抗震性能较好，但必须设置围栏，影响通道的畅通。一般中型配电装置的断路器采用高式布置，即把断路器安装在约高2m的混凝土基础上。断路器的操动机构须装在相应的基础上。按照断路器在配电装置中所占据的位置，可分为单列布置和双列布置。当断路器布置在主母线两侧时，称为双列布置；将断路器集中布置在主母线的一侧，则称为单列布置。▉隔离开关、互感器和避雷器的布置1.隔离开关和电流、电压互感器隔离开关、电流互感器和电压互感器均采用高式布置，其要求与断路器相同。隔离开关的手动操动机构装在其靠边一相基础的一定高度上。

2.避雷器避雷器有高式和低式两种布置。110kV及以上的阀型避雷器由于本身细长，多采用落地布置，安装在0.4m的基础上，四周加围栏。磁吹避雷器及35kV的阀型避雷器形体矮小，稳定度较好，一般采用高式布置。

▉电缆沟和道路的布置1.电缆沟屋外配电装置中电缆沟的布置，应使电缆所走的路径最短。电缆沟可分为纵向和横向电缆沟。一般横向电缆沟布置在断路器和隔离开关之间。大型变电站的纵向电缆沟应采用辐射形布置，减少控制电缆沟与高压母线平行的长度，减小电磁和静电耦合。

2.道路为了运输设备和消防需要，应在主要设备近旁铺设行车道路。还应设置宽0.8~1m的巡视小道，以便运行人员巡视电气设备，电缆沟盖板可作为部分巡视小道。110kV以上屋外配电装置应设置3m的环型道路。▉中型配电装置布置实例

按照隔离开关的布置方式，中型配电装置可分为普通中型配电装置和分相中型配电装置。分相中型配电装置的主要特征是采用硬质（铝）管母线，隔离开关分相直接布置在母线正下方。缺点是：两组主母线隔离开关串联连接，检修时将出现同时停两组隔离开关的情况。图9-8（a）、图9-8（b）为双列布置110kV中型配电装置平面图及配置图，由图9-8（b）可见，该配电装置是单母线分段、出线带旁路、分段断路器兼作旁路断路器的接线。▉中型配电装置布置实例

图9-8（c）、图9-8（d）为双列布置的110kV中型配电装置变压器间隔断面图及出线间隔断面图。由图9-8（c）和（d）可见，母线采用钢芯铝绞线，用悬式绝缘子串悬挂在由环形断面钢筋混凝土杆和钢材焊成的三角形断面横梁上。间隔宽度为8m。所有电气设备都安装在地面的支架上，出线回路由旁路母线的上方引出，各净距数值如图9-8（a）所示。变压器回路的断路器布置在母线的另一侧，距离旁路母线较远，变压器回路利用旁路母线较困难，所以，这种配电装置只有出线回路带旁路母线。▉中型配电装置布置实例▉中型配电装置布置实例▉中型配电装置布置实例▉中型配电装置布置实例▉高型配电装置布置实例

图9-9为220kV双母线进出线带旁路、三框架、断路器双列式布置的进出线断面图。这种布置方式除将两组主母线及其隔离开关上下重叠布置外，而且把两个旁路母线架提高，并列设在主母线两侧，并与双列布置的断路器和电流互感器重叠布置，使其在同一间隔内可设置两个回路。该布置方式紧凑，占地面积一般只有普通中型的50%。

缺点：①耗用钢材比中型多15%~60%左右；

②操作条件比中型差；

③上层设备检修不方便，作业时还要特别仔细，若上层设备瓷件损坏或检修工具跌落，可能打坏下层设备。▉高型配电装置布置实例▉半高型配电装置布置实例

图9-10为110kV、单母线，进出线带旁路母线，半高型布置的进出线断面图。其布置特点是抬高母线，在母线下方布置断路器，电流互感器和隔离开关等设备。单母线分段带旁路线配电装置，采用半高型布置为宜。

优点是：①占地面积比普通中型布置约减少30%；②主母线及其他电器和普通中型相同，旁路母线及隔离开关位置均不很高，且不经常带电运行，故检修运行都比较方便。③由于旁路母线与主母线采用不等高布置，实现进出线均带旁路的接线就很方便。此方案的缺点是：隔离开关下方未设置检修平台，检修不方便。▉半高型配电装置布置实例第四节屋外配电装置分｛中型配电装置高型配电装置｛普通中型配电装置分相中型配电装置半高型配电装置一、中型配电装置1．普通中型配电装置结构特征：所有电器设备均安装在有一定高度的同一水平面上，而母线稍高于电器设备所在水平面。

优点:中型配电装置因设备安装位置较低，便于施工、安装、检修与维护操作；构架高度低，抗震性能好；布置清晰，不易发生误操作，运行可靠；所用的钢材比较少，造价低。

主要缺点:占地面积大。

普通中型配电装置有丰富的设计和运行经验，广泛应用于220kV及以下的屋外配电装置中。屋外GIS配电装置根据母线和电器设备布置的高度与类型

图7-17110kV屋外普通中型单母线分段接线出线间隔断面图1--断路器2--带接地刀闸的隔离开关(GW4-110DW)3--隔离开关(GW4-110W)4--电流互感器5--阻波器6--耦合电容器7—绝缘子串8—绝缘子串9—母线10—电缆沟11—端子箱12—线路13—架空地线（避雷线）110kV普通中型配电装置2．分相中型配电装置结构特征：隔离开关分相布置在母线正下方的中型配电装置。

优点：它除具有普通中型的优点外，还具有接线简单清晰，可以缩小母线相间距离，降低架构高度，较普通中型布置节省占地面积约1/3左右。

缺点：施工复杂，使用的支柱绝缘子防污和抗震能力差。分相中型布置适合用于污染不严重、地震烈度不高的地区。

图7-21采用管形母线的220kV双母线分相中型配电装置进线间隔断面图二、高型配电装置结构特征：一组母线与另一组母线重叠布置。

优点：与普通中型配电装置相比，可节省占地面积50%左右。

缺点：对上层设备的操作与维修工作条件较差；耗用钢材比普通中型多15%~60%；抗震能力差。图7-26所示为220kV双母线、进出线带旁路、纵向三框架结构、断路器双列布置的高型配电装置进出线间隔断面图

三、半高型配电装置结构特征：母线的高度不同，将旁路母线或一组主母线置于高一层的水平面上，且母线与断路器、电流互感器重叠布置。

优点：占地面积比普通中型布置减少30%；除旁路母线（或主母线）和旁路隔离开关（母线隔离开关）布置在上层外，其余部分与中型布置基本相同，运行维护较方便，易被运行人员所接受。

缺点：检修上层母线和隔离开关不方便。四、屋外GIS配电装置

特点：SF6全封闭组合电器的所有电器都被密闭在充满SF6气体的金属壳体内，且金属外壳接地，不存在触电的危险，安全性高，且受外界环境条件的影响小，运行的可靠性高，维护方便，检修周期长，占地面积小，因此屋外GIS也得到广泛应用。

SF6全封闭组合电器分三相共箱式和分箱(单相)式两类。110kV电压级为三相共箱式，220kV及以上电压级为分箱式。图7-28所示为采用屋外GIS的220kV双母线接线进出线间隔断面图，它的母线是三相共箱式。

屋外GIS配电装置与中型配电装置相比大量节省了占地面积，一般屋外GIS配电装置占地面积比普通中型布置节省90%左右。另外，屋外GIS配电装置占有的空间也小，抗震能力比中型配电装置强。屋外GIS配电装置与屋内GIS配电装置相比节省了建筑造价，但GIS本身造价较高。屋外GIS配电装置可用于110~1000kV各电压级配电装置。

图7-28

采用屋外GIS的220kV双母线接线进出线间隔断面图QF—SF6断路器QS—隔离开关TA—电流互感器LA—避雷器Q—接地开关QE—快速接地开关LCP—控制柜BSG—绝缘套管OMB—SF6气室750kV屋外GIS配电装置SF6封闭组合电器分为全封闭(GIS)和部分封闭(简称HGIS，是英文HybridGasInsulatedSwitchgear的缩写)两类，所谓部分六氟化硫气体绝缘型封闭组合电器是混合技术开关设备(简称MTS，是英文MixedTechnologiesSwitchgear的缩写。MTS有两种，一种为复合式GIS，另一种为敞开式组合电器。）的一种，我国标准称为六氟化硫复合电器。是一种将断路器、隔离开关、接地开关和电流互感器封闭在充有SF6气体的金属壳体内的单相电器设备。与GIS不同的是这种封闭式组合电器不包括母线、电压互感器和避雷器。除具有GIS固有的一些特点外，HGIS其自身的一些特点是：与传统变电站相比节约了40～60%的土地，而价格只增加了约50%。而且由于HGIS的免维护，使运营成本降低，可靠性得到显著提升。与GIS相比，虽然占地面积增大了约一倍，但节省费用约30%，550kV以上可达到50%。且运行可靠性得到提高，在土地资源不是十分紧张的地区，优势比较明显。500kV屋外HGIS配电装置第五节发电机、变压器与配电装置的连接发电机、变压器与配电装置之间的电气连接有电缆、母线桥、组合导线及封闭母线等方式。电缆：由于电缆价格昂贵，而且电缆头运行可靠性不高，因此这种连接方式只在机组容量不大（一般在25MW以下），且厂房和设备的布置无法采用敞露母线时采用。一、母线桥母线桥：连接导体固定于支柱绝缘子上，支柱绝缘子安装在钢筋混凝土支柱和型钢构成的支架上，以便使导体跨越通道及其他设备，故称为母线桥。导体：根据载流量的不同，连接导体可以是一条或多条矩形导体，也可以是槽形导体。图7-29所示的是用于连接发电机与主变压器或连接屋内配电装置与主变压器的屋外单层母线桥。由于母线桥需要使用的支柱绝缘子较多，导体截面较大，为减少投资，设计时应尽量缩短母线桥的长度。图7-29屋外母线桥10kV屋外母线桥二、组合导线组合导线是由多根软绞线固定在套环上组合而成，如图7-30所示，套环每隔0.5~1m设置一个，套环的作用是使各铝绞线之间保持均匀的距离，有利于散热。套环的左右两侧导线采用钢芯铝绞线作为悬挂线，用以承受组合导线的机械荷载，其余绞线采用铝绞线或铜绞线，用于载流。组合导线用悬式绝缘子悬挂在主厂房、屋内配电装置的墙上或专用的门型架上，其跨距由组合导线的机械载荷决定，通常不大于40m。

优点：散热好、集肤效应小，有色金属消耗量小、支柱绝缘子和构架需要量小、投资省、可靠性高、维护工作量小等。

它适用于跨距较大、载流量也较大的连接。三、封闭母线对于200MW及以上的发电机与变压器间的连接母线、厂用分支母线及电压互感器分支母线等，为避免因气候、污秽气体和落下外界物体造成短路故障，要求有更高的运行可靠性，一般采用全连式分相封闭母线。图7-31所示为200MW发电机一变压器组全连式分相封闭母线结构布置图。特点：

仍用空气和瓷作绝缘，自然冷却（大容量用强冷）；

从发电机出线端到主变压器接线端之间的导体和各分支导体均用封闭母线分相封闭起来；

主变压器和厂用变压器（分裂低压绕组变压器）采用前后布置（也可采用并列布置）方式，由于它们之间的距离较近，故在它们之间设置防火墙；

为便于分相装设，发电机出口电压互感器回路的电压互感器采用单相式。

图7-31200MW发电机全连式分相封闭母线1—主封闭母线2—分支封闭母线3—主变压器4—厂用变压器5—6kV厂用电共箱母线6—发电机出口电压互感器柜7—电压互感器低压引出线8—避雷器柜9—检查孔10—中性点电压互感器柜11—阻火墙200MW发电机全连式分相封闭母线(屋外部分)第五节成套配电装置一、成套配电装置的分类二、低压成套配电装置

▉GGD型低压配电屏

▉GCS抽屉式低压开关柜三、高压开关柜

▉

高压开关柜具有“五防”功能

▉固定式高压开关柜、移动式高压开关柜四、SF6全封闭组合电器（GIS）

▉高压成套配电装置的分类

成套配电装置可分成三类：

①低压成套配电装置；

②高压成套配电装置(也称高压开关柜)；

③SF6全封闭式组合电器。成套配电装置按安装地点可分为：

①屋内式；

②屋外式。低压成套配电装置只做成屋内式，高压开关柜有屋内式和屋外式。由于屋外式有防水、防锈等问题，故目前大量使用的是屋内式。SF6全封闭式组合电器也因屋外气候条件较差，大部分都布置在屋内。▉低压成套配电装置—GGD型低压配电屏

低压成套配电装置是指电压为1000V及以下的成套配电装置。有固定式低压配电屏和抽屉式低压开关柜两种。

1.GGD型低压配电屏

图9-11所示为GGD型固定式低压配电屏外形尺寸图。配电屏的构架为拼装式结合局部焊接。正面上部装有测量仪表，双面开门。三相母线布置在屏顶，闸刀开关、熔断器、空气自动开关、互感器和电缆端头依次布置在屏内，继电器、二次端子排也装设在屏内。主母线排列在柜的上部后方，柜体的下部、后上部和顶部均有通风、散热装置。固定式低压配电屏结构简单、价格低，维护、操作方便，广泛应用于发电厂、变电所、工矿企业等电力用户。▉低压成套配电装置—GGD型低压配电屏▉低压成套配电装置—GCS型低压配电屏

图9-12所示为GCS抽屉式低压开关柜外形及安装尺寸图，GCS为密封式结构，分为功能单元室、母线室和电缆室。电缆室内为二次线和端子排。功能室由抽屉组成，主要低压设备均安装在抽屉内。若回路发生故障时，可立即换上备用的抽屉，迅速恢复供电，开关柜前面门上装有仪表、控制按钮和空气自动开关操作手柄。抽屉有联锁机构，可防止误操作。这种配电屏的特点是：密封性能好，可靠性高，占地面积小；但钢材消耗较多，价格较高。它将逐步取代固定式低压配电屏。▉低压成套配电装置—GCS型低压配电屏▉高压开关柜—高压开关柜的“五防”功能

1.高压开关柜的分类高压开关柜是指3~35KV的成套配电装置。发电厂和变电站中常用的高压开关柜有移开式和固定式两种。

2.高压开关柜具有的“五防”功能高压开关柜应具有“五防”功能，即：

1）防止误分误合断路器；

2）防止带负荷分、合隔离开关；

3）防止误入带电间隔；

4）防止带电挂接地线；

5）防止带接地线送电。▉高压开关柜—固定式高压开关柜

固定式高压开关柜体积大，封闭性能差（GG系列）、检修不够方便，但制造工艺简单、钢材消耗少、价廉。较广泛用作中、小型变电所的6~35kV屋内配电装置。我国生产的固定式高压开关柜主要有GG-1A、GG-10、XGN2-10、GBC-35等型式，GG-1A和GG-10开关柜为敞开式，GG-10型开关柜与GG-1A型开关柜相比，结构型式基本相同，而整体尺寸较小。下面再介绍一种常见的固定式高压开关柜。图9-13为XGN2-10Z型固定式开关柜外形结构图，其型号的含义为：X-箱式开关设备；G-固定式；N-户内装置；2-设计序号；10-额定电压（kV）；Z-真空断路器。▉高压开关柜—固定式高压开关柜

开关柜为断路器室、母线室和继电器室。断路器室位于柜体下部，设有压力释放通道。母线室位于柜体后上部，为减小柜体高度，母线成品字形排列，母线与上隔离开关接线端子相连接。电缆室位于柜体的后下部，电缆室内支持绝缘子可设有监视装置，电缆固定在支架上。继电器室位于柜体的前上部，室内安装板可安装各种继电器等，室内有端子排支架，安装指示仪表、信号元件等二次元件，顶部还可布置二次小母线。断路器操动机构装在正面左边位置，其上方为隔离开关的操动及联锁机构。开关柜为双面维护，前门的下方设有与柜宽方向平行的接地铜母线。▉高压开关柜—固定式高压开关柜

开关柜采用机械联锁实现“五防”功能，其动作原理如下：

（1）停电操作（运行→检修）开关柜处于工作位置，即上、下隔离开关与断路器处于合闸状态，前后门己锁好，线路处于带电运行中，这时的小手柄处于工作位置。先将断路器分断，再将小手柄扳到“分断闭锁”位置，这时断路器不能合闸；将操作手柄插入下隔离的操作孔内，从上往下拉，拉到下隔离分闸位置；将操作手柄拿下，再插入上隔离操作