第二章配電網(wǎng)及一次設(shè)備

1、第第 2 2 章章 配電網(wǎng)及一次設(shè)備配電網(wǎng)及一次設(shè)備 2.1 配電網(wǎng)接線配電網(wǎng)接線 配電網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)一次接線的要求 1.配電自動(dòng)化實(shí)施區(qū)域的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)應(yīng)布局合理、成熟穩(wěn) 定，其接線方式應(yīng)滿足Q/GDW 156城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo) 則和Q/GDW 370城市配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則等標(biāo)準(zhǔn)要求。 2.一次設(shè)備應(yīng)滿足遙測(cè)和（或）遙信要求，需要實(shí)現(xiàn)遙 控功能的還應(yīng)具備電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。 3.實(shí)施饋線自動(dòng)化的線路應(yīng)滿足故障情況下負(fù)荷轉(zhuǎn)移的 要求， 具備負(fù)荷轉(zhuǎn)供路徑和足夠的備用容量。 4.配電自動(dòng)化實(shí)施區(qū)域的站、所應(yīng)提供適用的配電終端 工作電源，進(jìn)行配電網(wǎng)電纜通道建設(shè)時(shí)，應(yīng)考慮同步建設(shè)通 信通道。 常用的配電網(wǎng)絡(luò)接線模式常

2、用的配電網(wǎng)絡(luò)接線模式 2.1.1 放射式接線放射式接線 圖2-2 單回路放射式接線 圖2-3 雙回路放射式接線 圖2-4 樹枝式接線 每個(gè)電桿上都架有兩 回線路，每個(gè)客戶都 能由兩路供電，即常 說(shuō)的雙“T”接線 網(wǎng)格接線目前在歐美大城市負(fù)荷密集區(qū)的低壓配網(wǎng)格接線目前在歐美大城市負(fù)荷密集區(qū)的低壓配 電網(wǎng)用得比較多。電網(wǎng)用得比較多。 2.1.2 網(wǎng)格式接線網(wǎng)格式接線 所有0.4kV低壓配電 線路沿街布置，在街 口連接起來(lái)，構(gòu)成一 個(gè)個(gè)的格子。 根據(jù)負(fù)荷情況， 在網(wǎng)格中的適當(dāng) 位置引入一定數(shù) 量電源，每個(gè)用 戶都可以從多個(gè) 方向獲得電源。 2.1.3 環(huán)式接線環(huán)式接線 1. “N1”接線接線 N1”

3、接線一般都是有N條線工作，有一條線備用， 所有線路的末端通過(guò)聯(lián)絡(luò)開關(guān)連接，線路的平均 負(fù)載率是（N-1）/N 。 N越大，負(fù)載率越高，但運(yùn)行操作復(fù)雜，一般N最 大取5。 (1). “2-1”手拉手接線 (2). “3-1”接線 圖2-7 有備用線的“31”環(huán)網(wǎng)接線 圖2-6 手拉手接線 有備用線的環(huán)網(wǎng)接線 當(dāng)有一個(gè)電源故障時(shí)，與故障電源 相連的分段開關(guān)打開，聯(lián)絡(luò)開關(guān)閉 合，負(fù)荷轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)電源上。 2條線路的設(shè)備滿負(fù) 荷運(yùn)行，備用線路的 設(shè)備又要求空載運(yùn)行， 并不是一種合理的運(yùn) 行方式 。 首端環(huán)網(wǎng)接線 末端環(huán)網(wǎng)接線 在不同電源線路間進(jìn)行末端環(huán) 網(wǎng)，相對(duì)首端環(huán)網(wǎng)接線減少了 各分片環(huán)網(wǎng)的環(huán)網(wǎng)電

4、纜長(zhǎng)度。 (3). “41”接線 電源切換柜將三個(gè)回路的末端接入， 并引一條線路接至附近變電站作三 個(gè)回路的備用電源T4實(shí)現(xiàn)環(huán)網(wǎng)。 一般情況下，各同方向環(huán)網(wǎng)末端用 戶間的距離遠(yuǎn)小于到變電站的距離 。 2. 多分段多聯(lián)絡(luò)接線多分段多聯(lián)絡(luò)接線 架空線路兩分段兩聯(lián)絡(luò) 分段的數(shù)目大于聯(lián)絡(luò)的數(shù)目，分段數(shù)目越多，故 障停電和檢修停電的時(shí)間越少，則網(wǎng)絡(luò)的可靠性 越高，所以分段數(shù)影響供電可靠性。而聯(lián)絡(luò)線的 數(shù)目不僅影響可靠性，還影響線路的負(fù)載率。 電纜線路三分段兩聯(lián)絡(luò) 架空線路三分段三聯(lián)絡(luò) 3. “46”接線方式接線方式 該接線有4個(gè)電源點(diǎn)， 6條手拉手線路組成， 任何兩個(gè)電源點(diǎn)間都 存在聯(lián)絡(luò)或可轉(zhuǎn)供通 道。

5、當(dāng)任意兩個(gè)元件 發(fā)生故障仍能保證正 常供電 。 配電網(wǎng)接線實(shí)例 2.2 配電網(wǎng)一次設(shè)備配電網(wǎng)一次設(shè)備 變壓器、斷路器、負(fù)荷開關(guān)、隔離開關(guān)、熔斷器、電壓互感 器、電流互感器等。 配電網(wǎng)自動(dòng)化對(duì)一次設(shè)備的要求： 1. 需要實(shí)現(xiàn)遙信功能的開關(guān)設(shè)備，應(yīng)至少具備一組輔助觸點(diǎn)； 需要實(shí)現(xiàn)遙測(cè)功能的一次設(shè)備，應(yīng)至少具備電流互感器；需 要實(shí)現(xiàn)遙控功能的開關(guān)設(shè)備，應(yīng)具備電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)。 2. 一次設(shè)備的建設(shè)與改造應(yīng)考慮預(yù)留安裝配電終端所需要的位 置、空間、工作電源、端子及接口等。 3. 需獲取配電終端的供電電源時(shí)，應(yīng)配置電壓互感器或電流互 感器，容量滿足配電終端運(yùn)行和開關(guān)操作等需求。 4. 配電網(wǎng)站所內(nèi)應(yīng)配置配電

6、終端用后備電源，保證在主電源失 電的情況下能夠維持配電終端運(yùn)行一定時(shí)間和開關(guān)分合閘一 次。 2.2.1 配電變壓器配電變壓器 配電變壓器通常是指電壓為35kV及以下、容量為 2500kVA以下、直接向終端用戶供電的電力變壓 器 。 按照應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)分，配電變壓器分成公用變壓器公用變壓器 (簡(jiǎn)稱“公變公變”)和專用變壓器專用變壓器(簡(jiǎn)稱“專變專變”)。 1. 公變由電力部門投資、管理，比如安裝在居民小區(qū)的 變壓器、市政工程用變壓器等； 2.專變一般是業(yè)主投資，電力部門代管，只給投資的業(yè)主 自己使用，比如安裝在大中型企業(yè)的變壓器等。 2.2.2 斷路器斷路器 斷路器具有可靠的滅弧裝置，它不僅能通斷正

7、 常的負(fù)荷電流，而且能接通和承擔(dān)一定時(shí)間的短路 電流，并能在保護(hù)裝置作用下自動(dòng)跳閘，切除短路 故障。 圖2-15 真空斷路器外形圖 圖2-16 真空斷路器的滅弧結(jié)構(gòu)圖 2.2.3 負(fù)荷開關(guān)負(fù)荷開關(guān) 負(fù)荷開關(guān)在1035kV供電系統(tǒng)中應(yīng)用，可作為 獨(dú)立的設(shè)備使用，也可安裝于環(huán)網(wǎng)柜等設(shè)備中。可 手動(dòng)或電動(dòng)操作，用于開斷負(fù)荷電流，關(guān)合、承載 額定短路電流。 圖2-18 真空式負(fù)荷開關(guān) 2.2.4 隔離開關(guān)隔離開關(guān) 隔離開關(guān)無(wú)滅弧能力，不允許帶負(fù)荷拉閘或合 閘，但其斷開時(shí)可以形成可見的明顯開斷點(diǎn)和安全 距離，保證停電檢修工作的人身安全。 主要安裝在高壓配電 線路的出線桿、聯(lián)絡(luò) 點(diǎn)、分段處，以及不 同單位

8、維護(hù)的線路的 分界點(diǎn)處。 2.2.5 熔斷器熔斷器 熔斷器依靠熔體或熔絲的特性，在電路出現(xiàn)短 路電流或不被允許的大電流時(shí)，由電流流過(guò)熔體或 熔絲產(chǎn)生的熱量將熔體或熔絲熔斷，使電路開斷， 保護(hù)電氣設(shè)備。 圖2-19 戶外式跌落式熔斷器 限流式熔斷器具有安裝使 用方便，價(jià)格低，限流性 能好等優(yōu)點(diǎn)。在環(huán)網(wǎng)柜和 箱式變中被廣泛采用。 限流式熔斷器可在10ms內(nèi) 開斷電路，較斷路器動(dòng)作 時(shí)間60ms（內(nèi)含繼電器保 護(hù)動(dòng)作時(shí)間）更快。 2.3 開閉所開閉所 圖2-20 開閉所常見接線方式 a）單母線接線b）單母線分段接線c）雙母線接線 開閉所是變電站10kV母線的延伸，是母線和開關(guān) 的組合體。 當(dāng)負(fù)荷離變

9、電站較遠(yuǎn)，采用直供方式需要比較長(zhǎng) 的線路時(shí)，可在這些負(fù)荷附近建設(shè)一個(gè)開閉所， 然后由開閉所出線來(lái)保證這些負(fù)荷的正常供電。 開閉所承擔(dān)著接受和重新分配10kV出線，減少了 高壓變電所的10kV出線間隔和出線走廊，從而使 發(fā)生故障的概率相對(duì)較低， 可用作配電線路間的聯(lián)絡(luò)樞紐，還可為重要用戶 提供雙電源。 2.4 環(huán)網(wǎng)柜和電纜分支箱環(huán)網(wǎng)柜和電纜分支箱 2.4.1 環(huán)網(wǎng)柜環(huán)網(wǎng)柜 環(huán)網(wǎng)柜是環(huán)網(wǎng)運(yùn)行方式的重要設(shè)備，是將一組 高壓開關(guān)設(shè)備安裝于鎧裝結(jié)構(gòu)柜體內(nèi)或做成拼裝間 隔式環(huán)網(wǎng)供電單元的電氣設(shè)備。 圖2-21 雙側(cè)電源環(huán)網(wǎng)供電圖 1. 環(huán)網(wǎng)柜的基本組成單元環(huán)網(wǎng)柜的基本組成單元 柜（殼）體 母線 負(fù)荷開關(guān)

10、熔斷器（或負(fù)荷開關(guān)熔斷器組合電器） 斷路器 隔離開關(guān) 電纜插接件 二次控制部件等 2. 環(huán)網(wǎng)柜配電單元組成結(jié)構(gòu)環(huán)網(wǎng)柜配電單元組成結(jié)構(gòu) 一般由3個(gè)間隔組成，包括兩個(gè)進(jìn)出線間隔和變 壓器間隔，進(jìn)出線間隔主要用于故障線路的隔離， 以及通過(guò)調(diào)整電源方向來(lái)恢復(fù)正常供電；變壓器間 隔則通過(guò)組合電器來(lái)對(duì)變壓器內(nèi)部短路故障進(jìn)行快 速切除。 在1989年國(guó)際配電網(wǎng)會(huì)議 上，從理論上闡述了負(fù)荷 開關(guān)限流熔斷器組合電 器對(duì)小型變壓器的有效保 護(hù)作用，歐洲一些電力公 司還從實(shí)踐說(shuō)明了這點(diǎn)， 認(rèn)為其比斷路器更有效。 3. 實(shí)例應(yīng)用實(shí)例應(yīng)用 圖2-23 環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線圖a）正常運(yùn)行 圖2-23 環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線

11、圖b）故障隔離后 2.4.2 電纜分支箱電纜分支箱 電纜分支箱（又稱“電纜分接箱”）是完成配 電系統(tǒng)中電纜線路的匯集和分接功能的專用電氣連 接設(shè)備。 圖2-24 10kV環(huán)網(wǎng)柜電纜分支箱組成的電纜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖 可以和環(huán)網(wǎng)柜配 合使用，構(gòu)成電 纜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu) 10kV電纜分支箱主要由箱體外殼、套管（母 線）、帶電指示器和硅橡膠預(yù)制式電纜接頭組成 。 1. 組成結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu) 2. 主要分類主要分類 (1) 普通分支箱普通分支箱 單蓋式 所有進(jìn)線盒出線電纜都分 相地連接到內(nèi)部電氣并聯(lián) 的母排板上 三芯電纜的分相跨接比較 困難 雙蓋式 中間隔板裝有三相的雙向 穿壁套管，兩端均可連接 電纜附件 其優(yōu)點(diǎn)是三相器件相距小， 分相跨接容易。 高級(jí)分支箱內(nèi)含有開關(guān)設(shè)備，既可起普通分支 箱的分接、分支作用，又可起供電電路的控制、轉(zhuǎn) 換以及改變運(yùn)行方式的作用。 圖2-28 門箱式電纜分支箱 箱殼上有若干個(gè)活動(dòng)的 門，有的門為開關(guān)設(shè)備 的操作而設(shè)，有的門是 為電纜連接器件的安裝 施工或維護(hù)檢修而設(shè)的。 (2) 高級(jí)分支箱高級(jí)分支箱 配電站應(yīng)用實(shí)例配電站應(yīng)用實(shí)例 圖2-29 某工廠配電站一次電氣接線圖 2.5.2 箱式變壓器箱式變壓器 箱式變壓器（又稱“箱式變電站”、“預(yù)裝式 變電站”）是一種將變壓器、高低壓開關(guān)按照