第三章配电

1.配电

电力系统电压等级与变电站种类

电力系统电压等级有220/380V（0.4kV），3kV、6kV、10kV、20kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV。随着电机制造工艺的提高，10kV电动机已批量生产，所以3kV、6kV已较少使用，20kV、66kV也很少使用。供电系统以10kV、35kV为主。输配电系统以110kV以上为主。发电厂发电机有6kV与10kV两种，现在以10kV为主，用户均为220/380V（0.4kV）低压系统。

根据《城市电力网规定设计规则》规定：输电网为500kV、330kV、220kV、110kV，高压配电网为110kV、66kV，中压配电网为20kV、10kV、6kV，低压配电网为0.4kV（220V/380V）。

发电厂发出6kV或10kV电，除发电厂自己用（厂用电）之外，也可以用10kV电压送给发电厂附近用户，10kV供电范围为10Km、35kV为20~50Km、66kV为30~100Km、110kV为50~150Km、220kV为100~300Km、330kV为200~600Km、500kV为150~850Km。

2.变配电站种类

电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换，电压升高为升压变压器（变电站为升压站），电压降低为降压变压器（变电站为降压站）。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈（绕组）的双圈变压器，一种电压变为两种电压的选用三个线圈（绕组）的三圈变压器。

变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽站，区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个（三圈变压器），550kV/220kV/110kV。区域站一般也有三个电压等级（三圈变压器），220kV/110kV/35kV或110kV/35kV/10kV。终端站一般直接接到用户，大多数为两个电压等级（两圈变压器）110kV/10kV或35kV/10kV。用户本身的变电站一般只有两个电压等级（双圈变压器）110kV/10kV、35kV/0.4kV、10kV/0.4kV，其中以10kV/0.4kV为最多。

变电站一次回路接线方案

1）一次接线种类

变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后，所有电力设备（变压器及进出线开关等）的相互连接方式。其接线方案有：线路变压器组，桥形接线，单母线，单母线分段，双母线，双母线分段，环网供电等。

2）线路变压器组

变电站只有一路进线与一台变压器，而且再无发展的情况下采用线路变压器组接线。

3）桥形接线

有两路进线、两台变压器，而且再没有发展的情况下，采用桥形接线。针对变压器，联络断路器在两个进线断路器之内为内桥接线，联络断路器在两个进线断路器之外为外桥接线。

4）单母线

变电站进出线较多时，采用单母线，有两路进线时，一般一路供电、一路备用（不同时供电），二者可设备用电源互自投，多路出线均由一段母线引出。

5）单母线分段

有两路以上进线，多路出线时，选用单母线分段，两路进线分别接到两段母线上，两段母线用母联开关连接起来。出线分别接到两段母线上。

单母线分段运行方式比较多。一般为一路主供，一路备用（不合闸），母联合上，当主供断电时，备用合上，主供、备用与母联互锁。备用电源容量较小时，备用电源合上后，要断开一些出线。这是比较常用的一种运行方式。

对于特别重要的负荷，两路进线均为主供，母联开关断开，当一路进线断电时，母联合上，来电后断开母联再合上进线开关。

单母线分段也有利于变电站内部检修，检修时可以停掉一段母线，如果是单母线不分段，检修时就要全站停电，利用旁路母线可以不停电，旁路母线只用于电力系统变电站。

6）双母线

双母线主要用于发电厂及大型变电站，每路线路都由一个断路器经过两个隔离开关分别接到两条母线上，这样在母线检修时，就可以利用隔离开关将线路倒在一条件母线上。双母线也有分段与不分段两种，双母线分段再加旁路断路器，接线方式复杂，但检修就非常方便了，停电范围可减少。

3.变配电站二次回路

1）二次回路种类

变配电站二次回路包括：测量、保护、控制与信号回路部分。测量回路包括：计量测量与保护测量。控制回路包括：就地手动合分闸、防跳联锁、试验、互投联锁、保护跳闸以及合分闸执行部分。信号回路包括开关运行状态信号、事故跳闸信号与事故预告信号。

2）测量回路

测量回路分为电流回路与电压回路。电流回路各种设备串联于电流互感器二次侧（5A），电流互感器是将原边负荷电流统一变为5A测量电流。计量与保护分别用各自的互感器（计量用互感器精度要求高），计量测量串接于电流表以及电度表，功率表与功率因数表电流端子。保护测量串接于保护继电器的电流端子。微机保护一般将计量及保护集中于一体，分别有计量电流端子与保护电流端子。

电压测量回路，220/380V低压系统直接接220V或380V，3KV以上高压系统全部经过电压互感器将各种等级的高电压变为统一的100V电压，电压表以及电度表、功率表与功率因数表的电压线圈经其端子并接在100V电压母线上。微机保护单元计量电压与保护电压统一为一种电压端子。

3）控制回路

（1）合分闸回路

合分闸通过合分闸转换开关进行操作，常规保护为提示操作人员及事故跳闸报警需要，转换开关选用预合-合闸-合后及预分-分闸-分后的多档转换开关。以使利用不对应接线进行合分闸提示与事故跳闸报警，国家已有标准图设计。采用微机保护以后，要进行远分合闸操作后，还要到就地进行转换开关对位操作，这就失去了远分操作的意义，所以应取消不对应接线，选用中间自复位的只有合闸与分闸的三档转换开关。

（2）防跳回路

当合闸回路出现故障时进行分闸，或短路事故未排除，又进行合闸（误操作），这时就会出现断路器反复合分闸，不仅容易引起或扩大事故，还会引起设备损坏或人身事故，所以高压开关控制回路应设计防跳。防跳一般选用电流启动，电压保持的双线圈继电器。电流线圈串接于分闸回路作为启动线圈。电压线圈接于合闸回路，作为保持线圈，当分闸时，电流线圈经分闸回路起动。如果合闸回路有故障，或处于手动合闸位置，电压线圈起启动并通过其常开接点自保持，其常闭接点马上断开合闸回路，保证断路器在分闸过程中不能马上再合闸。防跳继电器的电流回路还可以通过其常开接点将电流线圈自保持，这样可以减轻保护继电器的出口接点断开负荷，也减少了保护继电器的保持时间要求。

有些微机保护装置自己已具有防跳功能，这样就可以不再设计防跳回路。断路器操作机构选用弹簧储能时，如果选用储能后可以进行一次合闸与分闸的弹簧储能操作机构（也有用于重合闸的储能后可以进行二次合闸与分闸的弹簧储能操作机构），因为储能一般都要求10秒左右，当储能开关经常处于断开位置时，储一次能，合完之后，将储能开关再处于断开位置，可以跳一次闸；跳闸之后，要手动储能之后才能进行合闸，此时，也可以不再设计防跳回路。

4.站组成和安全要求

变配电站是接受、变换和分配电能的环节，是企、事业单位的动力枢纽。变配电站一旦发生事故必将带来重大损失。再者，变配电站装有大量高压设备和低压设备，而且密集度很高，安全问题比较特殊。因此，保证变配电站的安全运行是十分重要的。

1）配电站组成

变配电站种类很多。按照电压高低，变配电站分为高压变配电站、高压配电站和低压配电站；按照有无变压器，分为变配电站和配电站；按照主要配电装置的安装位置，分为室外变配电站和室内变配电站等。以前一般以35kV为分界线，35kV以上者，由于变配电设备的体积较大，安全间距也较大，为了节省投资，多建成室外变配电站。室外变配电站占地面积大、建筑面积小、土建费用低、受环境的影响比较严重。10kV及10kV以下者，由于变配电设备的体积和安全间距较小，为了便于管理，多建成室内变配电站。

由于科学技术的不断发展，人民生活水平的提高，城市用电量大幅度增长。因此在城市内的负荷中心建110KV高压变电站，应用元氟化硫组合电器。由于元氟化硫组合电器具有体积小、短路容量大、无污染、安全、可靠，且有免维护的特点，因此，广泛被采用于城内电网，使高压进城变为可能。因而110kV甚至220kV亦可建成室内变电站。室内变配电站占地面积小、建筑费用高，适用于市内居民密集的地区和周围空气受到污染的地区。一般变配电站由高压配电室、低压配电室、值班室、变压器室、电容器室等组成。

2）配电站一般安全要求

变配电站一般安全要求包括建筑设计、设备安装、运行管理等方面的要求。

变配电站位置选择

从供电经济性的角度考虑，变配电站应接近负荷中心。从生产角度考虑，变配电站不应妨碍生产和厂内运输；变配电站本身设备的运输也应当方便。从安全角度考虑，变配电站应避开易燃易爆场所；变配电站宜设在企业的上风侧，并不得设在容易沉积粉尘和纤维的场所；变配电站不应设在人员密集的场所。变配电站的选址和建筑还应考虑到灭火、防蚀、防污、防水、防雨、防雪、防振以及防止小动物钻入的要求。

建筑要求

高压配电室耐火等级不应低于二级；低压配电室耐火等级不应低于三级。油浸电力变压器室应为一级耐火建筑；对于不易取得钢材和水泥的地区，可以采用三级耐火等级的独立单层建筑。

变配电站各间隔的门应向外开启；门的两面都有配电装置时，门应向两个方向开启。门应为非燃烧体或难燃烧体材料制做的实体门。长度超过7m的高压配电室和长度超过10m的低压配电室至少应有两个门。

有充油设备的房间与爆炸危险环境或有腐蚀性气体存在的环境毗邻时，墙上、天花板上以及地板上的孔洞应予封堵。

室内变配电站单台设备油量达到600kg者应有贮油坑或挡油设施。贮油坑应能容纳100%的油；挡油设施应能容纳20%的油，并能将油排至安全处。室外变配电站单台设备油量达到1000kg者应有挡油设施。挡油设施也应能容纳20%的油。

间距合格

室外油量2500kg的两台变压器之产的净距不足10m时，中间应加防火墙。室外变压器距建筑物不足5m时，变压器投影以外3m以内的范围内不得有门窗或通风孔。

变配电站的围墙、变配电设备的围栏、变配电站各室的门窗、通风孔的小动物栏网、开关柜的门等屏护装置应保持完好，并应根据需要做上明显的标志（如“止步、高压危险！”等），并予上锁。

室内充油设备油量60kg以下者允许安装在两侧有隔板的间隔内；油量60~600kg者须装在有防爆隔墙的间隔内；600kg以上者应安装在单独的间隔内。

为了防止电弧烧伤和熔化金属溅出烫伤工作人员以及为了防止工作人员过分接近带电体，应在必要的位置设置隔板或遮栏。

通风良好

蓄电池室有可燃气体产生，必须有良好的通风；变压器室、电容器室等有较多热量排放，必须有良好的自然通风，必要时采取强迫通风。进风口均宜在下方，出风口均宜在上方。

保持电气设备正常运行

保持电气设备正常运行包括观察电流、电压、功率因数、油量、油色、温度指示、接点状态等是否正常，观察设备和线路有无损坏、是否严重脏污以及观察门窗、围栏等辅助设施是否完好；听声音是否正常，注意有无放电声等异常声响；闻有无焦糊味及其他异常气味。

断路器与隔离开关操动机构之间的联锁装置、电容器放电的联锁装置等安全装置和信号装置应保持在良好状态。

灭火器材齐全、完好。

变配电站应配备可用于带电灭火的灭火器材，如1211灭火器、二氧化碳灭火器、干粉灭火器等灭火器。

制度完善。

变配电站除应执行与停、送电作业、检修、值班、巡视相关联的各项制度外，还应建立防火责任制以及岗位责任制等规章制度。

厂房建筑耐火等级

一级：用钢筋混凝土或用砖墙与钢筋混凝土组成的混合结构；

二级：用钢结构、钢筋混凝土柱或砖墙组成的混合结构；

三级：木屋顶和砖墙组成的砖木结构；

四级：木屋顶、难燃烧体墙组成的可燃结构。