變配電所基礎(chǔ)知識

第五章變配電所5.1變配電所型式和位置變配電所具體可以分為變電所和配電所，也可以是二者的集合。其中，變電所內(nèi)設(shè)有變壓器、高壓進(jìn)電設(shè)備和配電設(shè)備，起接受電能、變換電壓等級及分配電能的作用；配電所沒有變壓器，只有配電設(shè)備的起接受及分配電能的作用。根據(jù)變壓器的功能，變配電所分為升壓變電所和降壓變電所。根據(jù)變電所在系統(tǒng)中所處的地位，分為樞紐變電所、中間變電所、終端變電所。根據(jù)變電所所在電力網(wǎng)的位置，分為區(qū)域變電所和地方變電所。變配電所形式根據(jù)變配電所與其供電建筑的位置關(guān)系，可分為獨(dú)立式、附設(shè)式（內(nèi)附式及外附式）、露天式、戶內(nèi)式、地下變電所、桿上式或高臺式變電所等形式。變配電所的形式應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷的狀況和周圍環(huán)境情況綜合確定。高層或大型民用建筑內(nèi)，宜設(shè)室內(nèi)變電所或戶內(nèi)成套變電所。大中城市的居民區(qū)，宜設(shè)獨(dú)立變電所或附設(shè)變電所，有條件時也可設(shè)戶外成套變電所。環(huán)境允許的中小城鎮(zhèn)居民區(qū)和工廠的生活區(qū)，其變壓器容量在315kV·A以下時，宜設(shè)桿上式或高臺式變壓器。大、中城市除居住小區(qū)的桿上變電所外，民用建筑中不宜采用露天或半露天的變配電所，如確需要設(shè)置時，宜選用帶防護(hù)外殼的戶外成套變配電所。根據(jù)變配電所對安裝的要求，分為需要現(xiàn)場分別安裝變壓器、電柜的裝配式變配電所和工廠整體出廠不需現(xiàn)場分別安裝的組裝式成套變配電所。

變配電所所址的選擇

所址的選擇原則：1、盡量靠近負(fù)荷中心，以便減少電壓損耗、電能損耗和有色金屬消耗量2、進(jìn)出線方便，特別是采用架空進(jìn)出線時應(yīng)著重考慮進(jìn)出線條件3、盡量靠近電源側(cè)，以盡量避免倒送功率，對總降壓變、配電所要特別注意4、盡量不設(shè)在多塵和有腐蝕性氣體的場所，若無法遠(yuǎn)離時則應(yīng)設(shè)在污染源的上風(fēng)側(cè)5、不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動的場所6、不應(yīng)設(shè)在洗手間、浴室或其他可能經(jīng)常積水場所的正下方7、交通運(yùn)輸方便，以便于運(yùn)送變壓器、開關(guān)柜等較重、較大的設(shè)備8、不宜設(shè)在易燃、易爆場所或與之保持規(guī)定的安全距離9、高壓配電所應(yīng)盡量與車間變電所或有大量高壓用電設(shè)備的廠房合建10、高層建筑地下層變配電所的位置，宜選擇在通風(fēng)、散熱條件較好的場所具體要求①裝有可燃性油浸變壓器的變電所，建筑物耐火等級應(yīng)高于三級。②獨(dú)立配變電所，不宜設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所③在無特殊防火要求的多層建筑中，裝有可燃油的電氣設(shè)備的變配電所，可設(shè)置在底層靠外墻部位，但不應(yīng)設(shè)在人員密集場所的上下方、貼鄰或疏散出口兩旁。④高層建筑的配變電所，宜設(shè)置在地下層或首層；當(dāng)建筑物高度超過100m時，也可在高層區(qū)的避難層或上技術(shù)層內(nèi)設(shè)置變電所。⑤一類高、低層主體建筑內(nèi)，嚴(yán)禁設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的變配電所。二類高、低層主體建筑內(nèi)不宜設(shè)置裝有可燃性油的電氣設(shè)備的變配電所。如受條件限制，可采用難燃性油的變壓器，并應(yīng)設(shè)在首層靠外墻部位或地下室，且不應(yīng)設(shè)在人員密集場所的上下方、貼鄰或出口的兩旁。⑥高層建筑地下層變配電所的位置，宜選擇在通風(fēng)、散熱條件較好的場所。變配電所位于高層建筑（或其他地下建筑）的地下室時，不宜設(shè)在最底層。當(dāng)?shù)叵聝H有一層時，應(yīng)采取適當(dāng)抬高該所地面、設(shè)置排水系統(tǒng)等防水措施。并應(yīng)防止洪水或積水從其他渠道灌入變配電所的可能性。⑦露天或半露天變電所，不應(yīng)設(shè)置在下列場所：a.有腐蝕性氣體的場所；b.挑檐為燃燒體或難燃燒體和耐火等級為四級的建筑物旁；c.附近有棉，糧及其他易燃，易爆物品集中的露天堆場；d.容易沉積可燃粉塵、可燃纖維，灰塵或?qū)щ妷m埃且嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場所。5.2變配電所布置變配電所主要由高壓配電室、變壓器室、低壓配電室、電容器室、值班室等組成的。具體布置應(yīng)結(jié)合建筑物或建筑群的條件和需要，靈活安排。高壓配電室中設(shè)置高壓進(jìn)電柜或進(jìn)電開關(guān)；變壓器室設(shè)置變壓器；低壓配電室設(shè)置低壓配電柜、電容器室設(shè)置補(bǔ)償電容器柜；值班室供人員值班及設(shè)置變配電室監(jiān)控儀表和監(jiān)控臺。其余可根據(jù)條件和需要加設(shè)衛(wèi)生間、修理間等輔助房間。獨(dú)立變配電所附設(shè)式式變配配電所所5.3變配電電所設(shè)設(shè)備變配電電所高高壓開開關(guān)設(shè)設(shè)備主主要有有：變壓器器高壓斷斷路器器隔離開開關(guān)負(fù)荷開開關(guān)熔斷器器高壓開開關(guān)柜柜新S9系列三三相油油浸式式變壓壓器新S9系列三三相油油浸式式變壓壓器采采用了了新型型絕緣緣結(jié)構(gòu)構(gòu)和提提高抗抗短路路能力力結(jié)構(gòu)構(gòu)等多多項(xiàng)科科研成成果。。其性性能達(dá)達(dá)到國國際先先進(jìn)水水平。。與S7系列相相比較較，空空載損損耗平平均降降低10.25%，，空載載電流流降低低37.9%，，負(fù)載載損耗耗平均均降低低22.4%，，是節(jié)節(jié)能型型產(chǎn)品品的更更新?lián)Q換代產(chǎn)產(chǎn)品。。主主要要功能能和特特點(diǎn)●●損損耗低低，節(jié)節(jié)能顯顯著；；●●鐵芯芯為圓圓形多多級、、全斜斜三級級接縫縫疊片片結(jié)構(gòu)構(gòu)；●●高高低壓壓繞組組均用用無氧氧銅線線繞制制，高高壓繞繞組一一律采采用多多層圓圓筒式式結(jié)構(gòu)構(gòu)；●●器器身結(jié)結(jié)構(gòu)合合理；；●●采用用新型型組件件

型號

容量(KVA)S9-/1030506380100125160200250315400

500630800100012501600SC(B)10-30～2500/10系列F級

樹脂澆注干式式配電變壓器

SC系列環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器

SC系列環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器，其高低壓繞組均采用樹脂絕緣包封繞組，具有損耗低、無污染、耐高溫、抗裂、防潮、機(jī)械強(qiáng)度高、維護(hù)簡便等優(yōu)點(diǎn)。特別適用于高層建筑、商貿(mào)中心、地鐵、機(jī)場、車站等重要場所的輸變電系統(tǒng)。主要功能和特點(diǎn)

●阻燃能力強(qiáng)、無污染、防爆，可安裝在負(fù)荷中心；

●防潮性能好，可在100%濕度下安全運(yùn)行；

●局部放電量小，電氣強(qiáng)度高；●絕緣性能好安匝分分布均勻，抗短路路能力強(qiáng)，耐雷電電沖擊水平高；●●抗裂、耐高高溫、機(jī)械強(qiáng)度高高、壽命長；●●繞組設(shè)溫度自動動監(jiān)測與保護(hù)，可可保證長期安全可可靠運(yùn)行；

●損損耗低，過載能力力強(qiáng)，強(qiáng)迫風(fēng)冷時時可使額定容量提提高40~50%；

●體積小，，重量輕、噪音低低，安裝簡單方便便、免維護(hù)；1、高壓隔離開關(guān)關(guān)作用：隔離高壓電源，保保證其他設(shè)備和線線路的安全檢修結(jié)構(gòu)：沒有專門的滅弧裝裝置，因此不許帶帶負(fù)荷操作類型：戶內(nèi)式GN、戶外式GW注意：一般與高壓斷路器器串聯(lián)使用GW5-110系列GW13型中性點(diǎn)隔離開關(guān)關(guān)GW4-110W戶外交流高壓隔離開關(guān)關(guān)GN2戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)關(guān)DGN-12戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)關(guān)

型號DGN-12額定電壓10額定電流630A.1250A短時耐受電流2031.5峰值耐受電流50802、高壓負(fù)荷開關(guān)關(guān)作用：能通斷一定的負(fù)荷荷電流和過載電流流，但不能斷開短短路電流。結(jié)構(gòu)：有滅弧裝置類型：戶內(nèi)式FN、戶外式FW注意：一般與高壓熔斷器器串聯(lián)使用FN11負(fù)荷開關(guān)YFN18FN7高壓負(fù)荷開關(guān)3、高壓斷路器作用：正常運(yùn)行行時接通通或切斷斷負(fù)荷電電流，當(dāng)當(dāng)發(fā)生短短路故障障時，借借助繼電電保護(hù)使使它自動動、迅速速地切斷斷故障電電流。結(jié)構(gòu)：有完善的的滅弧裝裝置類型：油油斷路器器、空氣氣斷路器器、六氟氟化硫斷路路器、真真空斷路路器ZW7-40.5型戶外交交流高壓壓真空斷斷路器ZN28-12、ZN25A-12系列戶內(nèi)高壓壓真空斷斷路器戶外SF6高壓斷路器LW41-126ZW□-40.5系列戶外高壓真空斷路器空氣斷路路器空氣斷路路器（KN型）采采用壓壓縮空氣氣作為滅滅弧介質(zhì)質(zhì)，斷路路器中的的空氣具具有強(qiáng)烈烈地滅弧弧作用，，使電弧弧冷卻而而熄滅，，并作為為動、靜靜觸頭間間的絕緣緣介質(zhì)和和接通、、切斷操操作時的的動力。。該斷路路器動作作快、斷斷流容量量大，但但構(gòu)造復(fù)復(fù)雜、價價格高，，因而使使用在電電壓等級級為1O～35kV的電力系系統(tǒng)中。。六氟化硫硫斷路器器六氟化硫硫斷路器器（LN型）六六氟化化硫（SF6）分子能能在電弧弧間隙的的游離氣氣體中吸吸附自由由電子。。因此，，SF6氣體有優(yōu)優(yōu)異的絕絕緣能力力和滅弧弧能力，，比普通通空氣絕絕緣能力力高2.5～3倍，滅弧弧能力則則高5～10倍，電弧弧在SF6中燃燒時時，電弧弧電壓特特別低，，燃燒時時間短，，在SF6斷路器開開斷中觸觸頭燒損損輕微，，適用于于頻繁操操作，延延長了檢檢修周期期。目前前，它的的發(fā)展速速度很快快，電壓壓等級也也在不斷斷地提高高。真空斷路路器真空斷路路器（ZN型）指指觸頭頭在高度度真空滅滅弧室中中切斷電電路的斷斷路器。。真空斷斷路器采采用的絕絕緣介質(zhì)質(zhì)和滅弧弧介質(zhì)是是高真空空度的空空氣。真真空斷路路器具有有觸頭開開距小、、動作快快、燃弧弧時間短短、滅弧弧快、體體積小、、重量輕輕、防火火防爆、、操作噪噪聲小、、適于頻頻繁操作作的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)。4、高壓壓熔斷器器作用：過載與短短路保護(hù)護(hù)類型：戶內(nèi)固定定式RN戶外跌落落式RW戶外高壓壓跌落式式熔斷器器RW10-10F、、RW10-10FM型熔斷斷器XRNP-12戶內(nèi)高高壓限限流熔熔斷器器5、電電流和和電壓壓互感感器TVTA互感器器就是是特殊殊變壓壓器，，其功功能有有以下下三點(diǎn)點(diǎn)：1、安安全絕絕緣2、擴(kuò)擴(kuò)大范范圍3、可可獲得得多種種形式式的接接線方方案來來滿足足各種測測量和和保護(hù)護(hù)電路路的要要求。。6、避雷器F防過電壓侵入7、電容器C作無功補(bǔ)償8、高壓開關(guān)柜柜作用：作電能接受、分分配的通、斷和和監(jiān)視保護(hù)。由制造廠按一定定接線方式將同同一回路的開關(guān)關(guān)電器、母線、、測量儀表、保保護(hù)電器和輔助助設(shè)備等裝配在在封閉的金屬柜柜中成套供應(yīng)。。類型：固定式GG手車式JYN

KYN18A-10（相當(dāng)西門子公司88K20）系鎧裝移開式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備，適用于3-10KV交流三相50HZ單相電力系統(tǒng)中，做為接受和分配電能之用。KYN18A-10型高壓開關(guān)柜GGN-40.5型固定式高壓開關(guān)柜KYN61-40.5高壓鎧裝式開關(guān)柜KYN10-40.5型戶內(nèi)交流金屬鎧裝移開式開關(guān)高壓開關(guān)柜GGD交流低壓開關(guān)柜柜GCS型低壓抽出式開關(guān)柜成套配電裝置的的“五防”措施施：1、防止誤分、、合高壓斷路器器2、防止帶負(fù)荷荷拉、合隔離開開3、防止帶電掛掛接地線4、防止帶接地地線和隔離開關(guān)關(guān)5、防止人員誤誤入帶電間隔各設(shè)備的文字與與圖形符號如下下：變壓器斷路路器負(fù)荷開開關(guān)隔離開關(guān)關(guān)熔斷器5.4變、配電站主結(jié)結(jié)線主結(jié)線指由各種種開關(guān)電器、變變壓器、母線、、電纜或?qū)Ь€、、電容器、避雷雷器等電氣設(shè)備備按一定順序連連接的接受和分分配電能的電路路。對主結(jié)線方案的的基本要求：安全性可靠性性靈活性經(jīng)經(jīng)濟(jì)性單母線不分段結(jié)結(jié)線單母線分段結(jié)線線雙母線結(jié)線雙母線兩組母線線可同時工作，，并通過母線聯(lián)聯(lián)絡(luò)斷路器(母聯(lián)開關(guān))并聯(lián)運(yùn)行，電源源與負(fù)荷平均分分配在兩組母線線上。對母線繼繼電保護(hù)要求將將某一回路固定定與某一組母線線聯(lián)結(jié)，以固定定方式運(yùn)行。內(nèi)橋式結(jié)線內(nèi)橋式結(jié)線中內(nèi)內(nèi)橋開關(guān)QF1安裝在線路開關(guān)關(guān)QF11和QF21之內(nèi)。內(nèi)橋式結(jié)結(jié)線供電的持續(xù)續(xù)性較好，適用用于一、二級負(fù)負(fù)荷用電系統(tǒng)外橋式結(jié)線橋開關(guān)QF1安裝在線路開關(guān)關(guān)QF11和QF21之外，稱為外橋橋式。在進(jìn)線回回路也只安裝隔隔離開關(guān)，不必必安裝熔斷器。。外橋式結(jié)線對對變壓器回路的的操作方便，但但是對電源進(jìn)線線一側(cè)的操作不不便。主接線中開關(guān)電電器的組合方式式及操作順序組合方式：斷路器QF+隔離開關(guān)QS負(fù)荷開關(guān)QL+熔斷器FU操作順序：斷路器QF+隔離開關(guān)QS通電時先閉合合隔離開關(guān)再閉合斷路器斷電時先斷開開斷路器再再斷開隔離開關(guān)關(guān)5.5變壓器的選擇--變壓器的負(fù)載率率—變壓器的負(fù)載損損耗kW，隨負(fù)載變化而變變化，一般按額額定電流時的短短路損耗考慮，，即額定電流時時的變壓器銅損損。--變壓器的空空載損耗，kW(變壓器的鐵芯芯損失)單臺變壓器時，，建議負(fù)載率取70%～80%一、容量選擇《住宅建筑電氣設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)范》JGJ242-2011中變壓器選擇的的規(guī)定：4.3.1住宅建筑應(yīng)選用用節(jié)能型變壓器器。變壓器的結(jié)結(jié)線宜采用D，yn11，變壓器的負(fù)載載率不宜大于85%。4.3.2設(shè)置在住宅建筑筑內(nèi)的變壓器，，應(yīng)選擇干式、、氣體絕緣或非非可燃性液體絕絕緣的變壓器。。4.3.3當(dāng)變壓器低壓側(cè)側(cè)電壓為O.4kV時，配變電所中中單臺變壓器容容量不宜大于1600kVA，預(yù)裝式變電站站中單臺變壓器器容量不宜大于于800kVA。變壓器容量的的選擇變壓器容量的的選擇根據(jù)計(jì)計(jì)算負(fù)荷要求求選取，先計(jì)計(jì)算變壓器二二次側(cè)的S30，并考慮無功補(bǔ)補(bǔ)償容量，最最大負(fù)荷的同同時系數(shù)（Kd計(jì)算時），以以及線路及變變壓器的損耗耗，從而求得得變壓器一次次側(cè)的計(jì)算負(fù)負(fù)荷，并作為為選擇變壓器器容量的重要要依據(jù)。對于于無特殊要求求的用電部門門應(yīng)考慮近期期發(fā)展，單臺臺變壓器的額額定容量按總總S30再加大15%—25%來來確定，以提提高變壓器運(yùn)運(yùn)行效率，但但單臺容量應(yīng)應(yīng)不超過1000KVA。如果用電負(fù)荷荷大或負(fù)荷集集中，若運(yùn)行行合理，經(jīng)校校驗(yàn)所選低壓壓開關(guān)的分段段能力大于變變壓器低壓側(cè)側(cè)短路容量時時，也可選較較大容量變壓壓器，但單臺臺容量最大應(yīng)應(yīng)不超過1800KVA，以免低壓側(cè)短短路電流過大大。1、電力變壓壓器的容量應(yīng)應(yīng)能滿足電動動機(jī)直接起動動及其它沖擊擊負(fù)荷的用電電要求ST≥1.25Sd2、單臺變壓器ST≥S303、裝有兩臺變壓器的的變電所ST應(yīng)同時滿足：a、任一臺單獨(dú)運(yùn)行時時，ST=（0.6-0.7）S30b、任一臺單獨(dú)運(yùn)行時時應(yīng)滿足全部一、、二級負(fù)荷S30（Ⅰ+Ⅱ）的需要。二、變壓器臺數(shù)的的選取變壓器臺數(shù)的選取取應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷荷特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行行條件、節(jié)能和降降低工程造價等因因素綜合確定。對一般車間、居民民住宅、機(jī)關(guān)學(xué)校校，如果一臺變壓壓器能滿足需要時時，宜選用一臺，，其容量大小由S30確定，且單臺容量量在1000KVA及以下。對高層建筑，一級級和二級負(fù)荷較大大，空調(diào)制冷負(fù)荷荷的季節(jié)性變化較較大，而且高層建建筑總用電量比較較大。因此，宜設(shè)設(shè)置兩臺及以上的的變壓器。臺數(shù)選用原則帶有一、二級負(fù)荷荷的變電所1、一、二級負(fù)荷荷較多時，應(yīng)設(shè)兩兩臺或兩臺以上的的變壓器2、只有少量一、、二級負(fù)荷，并能能從鄰近變電所取取的得低壓備用電電源時，可采用一一臺變壓器。帶有三級負(fù)荷的變變電所1、負(fù)荷較小時，，采用一臺變壓器器2、負(fù)荷較大時，，一臺變壓器不能能滿足要求時，采采用兩臺及以上的的變壓器。3、晝夜負(fù)荷或季季節(jié)性負(fù)荷變化大大，選用一臺在技技術(shù)經(jīng)濟(jì)上不合理理時，宜選二臺。。三、專用變壓器的的設(shè)置一般情況下，動力力和照明宜共用變變壓器。當(dāng)屬下列列情況之一時，可可設(shè)專用變壓器。。1、當(dāng)照明負(fù)荷較較大或動力和照明明采用共用變壓器嚴(yán)重影響照明質(zhì)質(zhì)量及燈泡壽命時時，可設(shè)照明專用變壓器；2、單臺單相負(fù)荷荷較大時，宜設(shè)單單相變壓器；3、沖擊性負(fù)荷較較大，嚴(yán)重影響電電能質(zhì)量時,可設(shè)沖擊負(fù)荷專用變變壓器；4、在電源系統(tǒng)不接地地或經(jīng)阻抗接地（（IT系統(tǒng)）的低壓電網(wǎng)中，照照明負(fù)荷應(yīng)設(shè)專用用變壓器。四、變壓器的運(yùn)行行方式1、明備用：正常常運(yùn)行時，有1臺臺或數(shù)臺變壓器作作為備用，工作變變壓器故障或檢修修時，備用變壓器器投入運(yùn)行，并要要求滿足全部負(fù)荷荷。每臺變壓器的容量量按100%的計(jì)計(jì)算負(fù)荷確定，即即2、暗備用正常運(yùn)行時，所有有變壓器均工作，，但每臺變壓器的的負(fù)荷率均小于100％。例如：2臺變壓器同時工作作，每臺變壓器各各承擔(dān)負(fù)荷量的1/2，每臺變壓器的負(fù)負(fù)荷率均小于80％；當(dāng)變壓器故障障或檢修時，由另另一臺變壓器盡量量帶全部負(fù)荷，此此時變壓器會暫時時出現(xiàn)過負(fù)荷現(xiàn)象象。暗備用運(yùn)行方式的的變壓器每臺容量量按總計(jì)算負(fù)荷的的70%選擇，即：5.6變配電所對建筑的的要求一、變配電所對層層高的要求高壓配電室的層高高架空進(jìn)線時5m電纜進(jìn)線時不不小于4m低壓配電室的層高高不低于3.5m二、高壓配電室內(nèi)各種種通道最小寬度（mm）通道分類柜后維護(hù)通道柜前操作通道固定式手車式單列布置8001500單車長+1200雙列面對面布置

8002000雙車長+900雙列背靠背布置

10001500單車長+1200配電裝置長度大于于6m時，其柜后維護(hù)通道應(yīng)有兩個出口口低壓配電室內(nèi)各種種通道最小寬度（mm）布置方式柜前操作通道柜后操作通道

柜后維護(hù)通道

固定式柜單列布置150012001000固定式柜雙列面對面布置200012001000固定式柜雙列背靠背布置

150015001000抽屜式柜單列布置18001000抽屜式柜雙列面對面布置

2300

1000抽屜式柜雙列背靠背布置

1800

1000長度大于8m的低壓配電室應(yīng)有兩個出出口，并設(shè)置在配配電室的兩端成排布置的低壓配電屏