第五章-变配电所

5变配电所5.1变配电所的形式和位置变配电所具体可以分为变电所和配电所，也可以是二者的结合。其中，变电所内设有变压器、高压进电设备和配电设备，起接受电能、变换电压等级及分配电能的作用；配电所没有变压器，只有配电设备，起接受及分配电能的作用。根据变压器的功能，变配电所分为升压变配电所和降压变配电所。根据变配电所在系统中所处的地位，分为枢纽变配电所、中间变配电所、终端变配电所。根据变配电所所在电力网的位置，分为区域变配电所和地方变配电所。5.1.1变配电所的形式①根据变配电所与其供电建筑的位置关系，变配电所可分为独立式、附设式(内附式及外附式)、露天式、户内式、地下式、杆上式或高台式等。②根据变配电所的安装不同，分为需要现场分别安装变压器、电柜的装配式变配电所和工厂整体出厂不需现场分别安装的组装式成套变配电所。5.1.2变配电所的位置1)变配电所选址考虑的因素2)具体要求①装有可燃性油浸变压器的变配电所，建筑物耐火等级应高于三级。②独立变配电所，不宜设在地势低洼和可能积水的场所。③在无特殊防火要求的多层建筑中，装有可燃油的电气设备的变配电所，可设置在底层靠外墙部位，但不应设在人员密集场所的上下方、贴邻或疏散出口的两旁。④高层建筑的变配电所，宜设置在地下层或首层。⑤一类高、低层主体建筑内，严禁设置装有可燃性油的电气设备的变配电所。⑥高层建筑地下层变配电所的位置，宜选择在通风、散热条件较好的场所。⑦露天或半露天变配电所，不应设置在下列场所：a.有腐蚀性气体的场所；b.挑檐为易燃体或耐火等级为四级及其以下的建筑物旁；c.附近有棉，粮及其他易燃，易爆物品集中的露天堆场；d.容易沉积可燃粉尘、可燃纤维、灰尘或导电尘埃，严重影响变压器安全运行的场所。5.2变配电所的布置变配电所主要由高压配电室、变压器室、低压配电室、电容器室、值班室等组成。5.2.1变配电所中维修空间、通道及遮栏1)变压器室①露天或半露天变电所的变压器四周应设不低于1.7m高的固定围栏(墙)。②当露天或半露天变压器供给一级负荷用电时，相邻的可燃油油浸变压器的防火净距不应小于5m,若小于5m时，应设置防火墙。③变压器室的最小尺寸应根据变压器的外廓与变压器室墙壁和门的最小允许净距来决定。④设置于变电所内的非封闭式干式变压器，应装设高度不低于1.7m的固定金属网状遮栏。⑤当采用油浸式变压器时，变压器下方应设放油池。⑥变配电所外墙通风口应设防鼠、防虫铁丝网。2)电容器室5.2.2变配电室的建筑类型根据与建筑物的结构关系，变配电室的建筑分为独立式和附设式。5.2.3变配电所的线路布置1)电源进线电源进线可分为地下进线和地上进线。2)电缆沟图5.1独立变配电所图5.1独立变配电所1—变压器室；2—高压配电室；3—低压配电室；4—电容器室；5—控制室或值班室；6—辅助房间；7—厕所1—变压器室；2—高压配电室；3—低压配电室；4—电容器室；5—控制室或值班室；6—辅助房间；7—厕所图5.2附设式变配电所1—变压器室；2—高压配电室；3—低压配电室；4—电容器室5.3变配电所的主接线和设备配置5.3.1变配电所的主接线1)主接线的设计原则变配电所分为总变配电所和分区变配电所。2)对主接线的技术要求(1)工作的可靠性可靠性的评价标准主要有4个方面：①在线路、母线、断路器进行检修或出现故障时，停运线路的回路数及停运时间的长短。②能否保证重要负荷的继续工作。③变电所全面停电的可能性。④用每年用户不停电天数的百分比表示供电的可靠性。先进的指标是在99．9％以上。(2)运行的安全性(3)使用的灵活性评价灵活性的标准主要有以下几个方面的要求：①调度要求：变压器及供电线路应能灵活地投入或切除，以保证系统在事故运行、检修、特殊运行等情况下仍能满足调度要求。②检修要求：能方便地对断路器、母线及其继电保护设备进行安全检修，且不影响用户供电。③扩建要求：能满足整个建筑物的供电需要，并为可能的发展提供备用容量和接线余地，使一、二次设备的改动量最小。④投资的经济性：在满足上述技术要求下，占地少、能耗低，尽量减小投资。3)变配电所母线的主接线方式(1)单母线不分段接线(2)单母线分段接线(3)带有旁路母线的单母线(4)双母线接线双母线接线的运行方式有2种。①一组母线工作图5.3单母线不分段接线图5.4单母线分段接线图5.5带有旁路母线的单母线接线图5.6双母线接线②2组母线同时工作(5)变压器—线路单元接线(6)桥式接线①内桥接线②外桥接线5.3.2变配电所的设备配置1)变配电所的主要设备变配电所的设备主要有高压隔离开关、变压器、高压配电柜、低压配电柜、动力配图5.7电柜。大型配电柜采用小车拉出式组件，中型采用抽屉式组件，小型采用整体框架固定式组件。2)变配电所内导线选用和布置3)配电柜布置4)配电室灯具布置5)变配电所内接地设置5.4高压开关与变压器的选择5.4.1高压开关图5.8内桥式接线图5.9外桥式接线图5.10抽出式低压配电柜图5.10抽出式低压配电柜图5.11动力配电柜图5.12框架式动力配电柜图5.12框架式动力配电柜根据用途，高压开关可分为断路器、高压负荷开关、隔离开关3种。1)高压断路器高压断路器是配电设备中最重要的控制和保护装置，用以接通和切断负荷电流。断路器按其所采用的灭弧介质不同，可分为下列几种：①多油断路器(DW型)②少油断路器(SN型)③空气断路器(KN型)④六氟化硫断路器(LN型)⑤磁吹式断路器(CN型)⑥真空断路器(ZN型)图5.13真空断路器图5.13真空断路器1—上支架;2—上接线端子;3—静触头;4—动触头;5—外壳;6—伸缩软管;7—绝缘杆;8—下接线端子;9—下支架;10—导向杆;11—角杆;12—绝缘耦合器;13—触点弹力压簧;14—闭合位置;15—释放棘爪;16—断路位置2)高压负荷开关负荷开关是专门用于接通和切断负荷电路的设备，它仅有简单的灭弧装置，没有继电保护，不能切断短路电路，只能通断一定的负荷电流和过负荷电流。3)高压隔离开关隔离开关的功能主要用来隔离电源，将需要检修的设备与电源可靠地断开。隔离开关按安装地点，分为户内型和户外型2大类。图5.14高压负荷开关图5.14高压负荷开关图5.15闸刀垂直转动式隔离开关1—导电闸刀；2—操作瓷绝缘子；3—静触头；4—支柱瓷绝缘子；5—底座；6—转轴•4)高压熔断器•(1)户内高压管式熔断器图5.16高压管式熔断器图5.16高压管式熔断器1—瓷熔管；2—金属管帽；3—弹性触座；4—熔断指示器；5—接线端子；6—瓷绝缘子；7—底座；8—管帽；9—瓷熔管；10—镀银铜熔丝；11—指示熔体；12—锡球；13—石英砂填料；14—熔断指示器(2)户外跌落式熔断器5.4.2变压器1)变压器的种类与原理(1)变压器的种类变压器按相数分，有单相、三相或多相变压器；按作用分，有升压变压器、降压变压器、接地变压器；图5.17跌落式熔断器外形图1—上接线端子；2—上静触头；3—上动触头；4—管帽(带薄)；5—操作环；6—熔管；7—铜熔丝；8—下动触头；9—下静触头；10—下接线端子；11—绝缘子；12—固定卡夹按用途分，有用于电力系统的电力变压器、用于局部动力和照明的小容量变压器以及用于传递信号的藕合和控制变压器；根据绕组数量分，有自耦变压器、两绕组变压器、三绕组变压器；根据冷却方式分，有自冷干式变压器、风冷干式变压器(为防止过温烧坏，干式变压器还设有线圈温度巡测及轴流风扇通风装置等)、自冷油浸式变压器、风冷油浸式变压器、水冷油浸式变压器。(2)变压器的原理2)变压器的作用(1)电压变换图5.18变压器的构造图5.19变压器的原理图(2)电流变换(3)阻抗匹配3)三相变压器图5.20三相变压器及联接法举例4)变压器型号及参数(1)额定电压(2)额定电流(3)额定容量(4)阻抗电压(5)变压器的效率(6)变压器的型号5)变压器容量选择6)变压器的损失比7)变压器在额定电流时的效率8)变压器选用时的注意事项9)变压器的安装数量10)专用变压器的设置11)变压器容量的确定12)变压器的运行方式(1)明备用运行方式(2)暗备用表5.4变压器短时过载运行数据13)变压器的接线方式变压器的接线方式称为连接组，三相变压器常用的有,yn11或Y,yn0。yn0接线的变压器具有以下优点表5.5顺特SC10系列干式变压器参数表①有利于抑制高次谐波电流②有利于单相接地短路故障的切除。③能充分利用变压器的设备能力。14)变压器画法图5.21变压器画法15)组合式变电所(1)型号与结构①型号②结构型式(2)组成表5.6ZB组合式变电站的技术参数(3)技术参数5.5变配电所对有关专业的要求5.5.1变配电所对建筑的要求1)总体要求2)变配电所各房间对建筑的要求3)变电所楼(地)板的计算荷载5.5.2变配电所对采暖、通风、给排水、电气的要求1)总体要求表5.7变配电所各房间对建筑的要求表5.8变电所楼(地)板的计算荷载2)变配电所各房间的采暖、通风、给排水要求5.5.3变配电所对消防的要求1)总体要求表5.9变配电所各房间的采暖、通风、给排水要求2)最低耐火等级、最小防火间距3)有关规定表5.11建筑物、构筑物及设备的最小防火净距单位：m