變電所設(shè)計(jì)和原理

1、變電所設(shè)計(jì)和原理一 概述（一） 配電所 不經(jīng)電力變壓器變換，直接以同級電壓分配。（二）變電所 經(jīng)電力變壓器變換，并進(jìn)行分配。 變配電所是各級電壓的變電所和配電所的總稱。（三 ）變電所類型1.獨(dú)立式變電所 為獨(dú)立建筑，適用于用電負(fù)荷比較分散，或有防火、防爆、防塵和安全管理方面要求。（如小區(qū)2.獨(dú)立式露天變電所 設(shè)置在室外桿塔上?，F(xiàn)在很少用。3.外附式變電所 適用于沒有地下室，而一層面積比較貴重的建筑。4.樓內(nèi)變電所 高層建筑內(nèi)，可分為：地下室或中間層地下室和高層地下室、中間層和高層二、變電所的布置與結(jié)構(gòu)（一）變電所選址 一般原則接近負(fù)荷中心進(jìn)出線方便接近電源側(cè)設(shè)備運(yùn)輸方便不應(yīng)設(shè)在有劇烈振動的場所

2、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所。不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室附近及地勢低洼和可能積水的場所。不應(yīng)設(shè)在有爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。高層建筑地下室等變電所宜選擇通風(fēng)散熱好的場所，并靠近電氣豎井及負(fù)荷中心。適當(dāng)考慮將來擴(kuò)建的可能。（二） 變電所的布置1.布置要求便于運(yùn)行維護(hù)保證運(yùn)行安全便于進(jìn)出線節(jié)約土地和建設(shè)費(fèi)留有發(fā)展余地2.布置方案 應(yīng)設(shè)計(jì)合理，因地制宜，并經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。 (1)單元分體式變電所高壓配電室電力變壓器室低壓配電室高壓電容器室控制室(2)組合式變電所 將成套變配電裝置布置在一房間內(nèi)。高壓開關(guān)柜變壓器柜低壓開關(guān)柜(3)柴油發(fā)電機(jī)室 一般布置要求防噪聲防有害尾氣 宜設(shè)在高層建筑

3、主體的地下室或輔助建筑內(nèi)?？紤]主、輔油箱的容積和位置 應(yīng)滿足防火防爆的要求。建筑面積一般為2030m2。工廠電力線路的結(jié)構(gòu)的敷設(shè) 一、架空線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 組成：導(dǎo)線、電桿、絕緣子、線路、金具等。 架空線路的結(jié)構(gòu) 1低壓導(dǎo)線，2針式絕緣子，3橫擔(dān)，4低壓電桿，5橫擔(dān)，6高壓懸式絕緣子串，7線夾，8高壓導(dǎo)線， 9高壓電桿，10避雷線 1、架空線路的導(dǎo)線裸導(dǎo)線：單股、多股 如鋼芯鋁絞線 2、電桿、橫擔(dān)和拉線 3、線路絕緣和金具 4、架空線的敷設(shè) 敷設(shè)要求、路徑選擇 導(dǎo)線在電桿上的排列方式 架空線的檔距、弧垂、及其它距離 裸導(dǎo)線：單股、多股 如鋼芯鋁絞線 導(dǎo)線結(jié)構(gòu)：單股線、多股絞線（如圖為LGJ）（

4、一）導(dǎo)線的種類及選用 導(dǎo)線的種類 常用的架空導(dǎo)線有鋼芯鋁絞線、鋁絞線、銅絞線和鋼絞線等，有時(shí)也采用絕緣導(dǎo)線。 導(dǎo)線的選用 在選用架空線路的導(dǎo)線時(shí)，必須首先進(jìn)行外觀檢查，檢查導(dǎo)線有無松股、交叉、折疊、硬彎、斷裂及破損等，然后再檢查有無嚴(yán)重腐蝕現(xiàn)象。對鋼絞線還要檢查其表面鍍鋅是否完好，有否斷股現(xiàn)象。 （二）電桿的種類及選用 電桿是架空線路的重要組成部分，是架空導(dǎo)線的支柱。電桿應(yīng)具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，造價(jià)要低、使用壽命要長。 電桿的種類 電桿按其材質(zhì)可分為木桿、金屬桿和水泥桿。 電桿的結(jié)構(gòu)型式 電桿按其在線路中的作用和地位，可分為六種結(jié)構(gòu)型式。 直線桿(又叫中間桿)。 耐張桿(又叫承力桿)。 轉(zhuǎn)角桿。

5、終端桿。 跨越桿。 分支桿。 各種桿型在線路中的特征及應(yīng)用示例如圖所示。 各種桿型在低壓架空線路上的應(yīng)用1、5、11、14終端桿，2、9分支桿，3轉(zhuǎn)角桿，4、6、7、10直線桿(中間桿)，8分段桿(耐張桿)，12、13跨越桿高壓線路絕緣子 a)針式b)蝴蝶式c)懸式d)瓷橫擔(dān) 架空線路的檔距和弧垂 a)平地上 b)坡地上 （三）絕緣子的種類及選用 絕緣子用來固定導(dǎo)線，并使導(dǎo)線對地絕緣。此外絕緣子還要承受導(dǎo)線的垂直荷重和水平拉力，所以它應(yīng)有良好的電氣絕緣性能和足夠的機(jī)械強(qiáng)度。 低壓架空線路常用的絕緣子有針式絕緣子、蝶式絕緣子和拉緊絕緣子。 高壓架空線路常用的絕緣子有針式絕緣子、蝶式絕緣子和懸式絕

6、緣子。 （四）線路金具的種類及選用在敷設(shè)架空線路中，橫擔(dān)的組裝、絕緣子的安裝、導(dǎo)線的架設(shè)及電桿拉線的制作等都需要一些金屬附件，這些金屬附件統(tǒng)稱為線路金具。 1.常用線路金具 線路金具主要用于架空電力線路，可將絕緣子和導(dǎo)線懸掛或拉緊在桿塔上，或用于導(dǎo)線、地線的連接、防震及拉線桿中拉線的緊固與調(diào)整等。線路常用的金具大致有以下幾種： 針式絕緣子的直腳和彎腳。蝶式絕緣子的穿心螺釘。懸式絕緣子的掛環(huán)、掛板、線夾。橫擔(dān)固定在電桿上用的U形抱箍。調(diào)節(jié)拉線松緊的花籃螺栓、拉線心形環(huán)。線路用的其他螺栓、墊鐵、支撐、線夾、夾板、鉗接管等。 2.線路金具的選用 線路金具要和其他部件配套使用。線路金具在使用前均應(yīng)進(jìn)行

7、外觀檢查。 （五）拉線的種類及選用架空線路的電桿在架線以后，會發(fā)生受力不平衡現(xiàn)象，因此必須用拉線穩(wěn)固電桿。此外，當(dāng)電桿的埋設(shè)基礎(chǔ)不牢固時(shí)，也常使用拉線來補(bǔ)強(qiáng)；當(dāng)負(fù)荷超過電桿的安全強(qiáng)度時(shí)，也常用拉線來減少其彎曲力矩。 拉線按用途和結(jié)構(gòu)可分以下幾種： (1)普通拉線(又叫盡頭拉線)，用于線路的耐張終端桿、轉(zhuǎn)角桿和分支桿，主要起拉力平衡的作用。(2)轉(zhuǎn)角拉線，用于轉(zhuǎn)角桿，主要起拉力平衡作用。(3)人字拉線(又叫兩側(cè)拉線) ，用于基礎(chǔ)不堅(jiān)固和交叉跨越加高桿或較長的耐張段(兩根耐張桿之間)中間的直線桿上，主要作用是在狂風(fēng)暴雨時(shí)保持電桿平衡，以免倒桿、斷桿。 (4)高樁拉線(又叫水平拉線)，用于跨越道路、

8、渠道和交通要道處，高樁拉線應(yīng)保持一定高度，以免妨礙交通。(5)自身拉線(又叫弓形拉線) ，為了防止電桿受力不平衡或防止電桿彎曲，因地形限制不能安裝普通拉線時(shí)，可采用自身拉線。 （六）橫擔(dān)的組裝 橫擔(dān)的主要作用是用以安裝絕緣子。橫擔(dān)按材料分為鐵橫擔(dān)、木橫擔(dān)和瓷橫擔(dān)三種。鐵橫擔(dān)是用角鋼制成的，堅(jiān)固耐用，但易生銹，為防生銹，應(yīng)鍍鋅或涂漆。木橫擔(dān)有圓形和方形兩種：一般用杉木制成的橫擔(dān)是圓形的；用硬木制成的橫擔(dān)是長方形的。瓷橫擔(dān)具有良好的絕緣性能，可以代替絕緣子及鐵橫擔(dān)、木橫擔(dān)，其機(jī)械強(qiáng)度較差，在施工和運(yùn)行中容易碎裂。 常用的低壓鐵橫擔(dān)安裝形式可分為正橫擔(dān)、側(cè)橫擔(dān)、和合橫擔(dān)、交叉橫擔(dān)等 。三、拉線的制作

9、 在架空電力線路中，凡承受不平衡荷載比較顯著的電桿都應(yīng)安裝拉線，以保證電桿的穩(wěn)定。拉線是由上把、中把和下把三部分組成的，如圖所示。 架空線路的敷設(shè)架空線路；架空線路的敷設(shè)原則為： 架空線路須合理選擇路徑，確定桿型。電桿尺寸應(yīng)滿足下面4個(gè)要求：（1） 不同電壓等級線路的擋距不同。（2） 同桿導(dǎo)線的線距與線路電壓等級及擋距等因素有關(guān)。（3） 弧垂要根據(jù)擋距、導(dǎo)線型號與截面積、導(dǎo)線所受拉力及氣溫條件等決定。（4） 限距需遵循有關(guān)手冊規(guī)定。 （一）電力電纜（傳輸分配電能的一種特殊電線，防腐蝕、 防潮、防損傷，價(jià) 貴、敷設(shè)維護(hù)檢修復(fù)雜）1.組成：線芯（銅或鋁絞線）；絕緣層（相對地絕緣，油浸紙、塑料、橡皮

10、）；保護(hù)層（聚乙烯護(hù)套、內(nèi)外護(hù)層等）。2.分類：油浸紙絕緣電纜、橡皮絕緣電纜、聚氯乙烯絕緣電纜、交聯(lián)聚氯乙烯電纜、高壓充油電力電纜二、電纜油浸紙絕緣電力電纜的結(jié)構(gòu)： 交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜的結(jié)構(gòu) ：銅心(鋁心)油浸紙絕緣層麻筋油浸紙鋁包紙帶麻包鋼鎧麻包銅心(鋁心)交聯(lián)聚乙烯絕緣層聚氯乙烯護(hù)套鋼鎧聚氯乙烯外殼一、電力電纜的型號與結(jié)構(gòu) 電力電纜是專門用于輸送和分配電能的傳輸介質(zhì)。按結(jié)構(gòu)的不同，電力電纜有油浸紙絕緣鉛(鋁)包電力電纜、全塑電纜、油浸紙干絕緣電力電纜、不滴流電力電纜等多種類型。按纜芯數(shù)的不同，電力電纜有單芯、雙芯、三芯、四芯之分。按電纜芯線的材料不同，電力電纜又有銅心和鋁心之分。電纜線

11、路的主要優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行可靠、不易受外界的影響、不占地面空間。主要缺點(diǎn)是成本高、敷設(shè)和維修困難、不易發(fā)現(xiàn)和排除故障等。 ABCDEFG電力電纜的型號表示一般由7個(gè)部分組成，表示形式如下： 絕緣代號 導(dǎo)體代號 內(nèi)護(hù)層代號 外護(hù)層代號 額定電壓 芯線數(shù) 芯線截面 a）三芯統(tǒng)包電纜 b）單芯充油電纜 c)三芯鋼帶鎧裝電纜1導(dǎo)體；2芯絕緣；3黃麻填料；4帶絕緣；5包皮；6紙帶； 7黃麻保護(hù)層；8鋼鎧3.電纜的型號表達(dá)式 型號組成 絕緣代號 導(dǎo)體代號 內(nèi)護(hù)層代號 派生代號 外護(hù)層代號 代 號 含 義Z紙絕緣X橡皮絕緣V聚氯乙烯絕緣YZ交聯(lián)聚乙烯絕緣T銅心L鋁心H橡套Q鉛包L鋁包V聚氯乙烯護(hù)套P干絕緣D不滴流F

12、分相鉛包1麻被護(hù)層1鋼帶鎧裝麻被護(hù)層1細(xì)鋼絲鎧裝麻被護(hù)層5粗鋼絲鎧裝11防腐護(hù)層11鋼帶鎧裝有防腐層20裸鋼帶鎧裝30裸細(xì)鋼絲鎧裝120裸鋼帶鎧裝有防腐層電力電纜型號的組成和含義： （一）電纜的類型和結(jié)構(gòu)（1）電纜的類型1) 按電壓可分為高壓電纜和低壓電纜。2) 按線芯數(shù)可分為單芯、雙芯、三芯、四芯和五芯等。3) 按線芯材料可分為銅芯和鋁芯兩類。 4) 按絕緣材料可分為油浸紙絕緣電纜、塑料絕緣電纜和橡膠絕緣電纜等，還有正在發(fā)展的低溫電纜和超導(dǎo)電纜。高壓電纜的認(rèn)識與選擇（一）電纜的類型和結(jié)構(gòu)（2）電纜的基本結(jié)構(gòu)電纜主要由導(dǎo)體、絕緣層、護(hù)套層和鎧裝層組成。情景五：高壓電纜的認(rèn)識與選擇（二）電纜的型

13、號 每一個(gè)電纜的型號表示這種電纜的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也表明這種電纜的使用場合、絕緣種類和某些特征。電纜型號的表示順序如下：情景五：高壓電纜的認(rèn)識與選擇電纜敷設(shè)電纜的敷設(shè)電纜溝、電纜隧道、電纜橋架、電纜保護(hù)管鐵路上要安裝電纜管電纜隧道二、電纜的敷設(shè)方式 1、直埋敷設(shè)。 2、遂道敷設(shè)。 電纜直敷施工容易，造價(jià)小，散熱好，但易受腐蝕和機(jī)械損傷，檢修不方便，一般用于根數(shù)不多的地方。 遂道敷設(shè)檢修維護(hù)方便，能容納較多的電纜，但造價(jià)高，用料多，一般用于多電纜的配電裝置中。 （三）電纜的敷設(shè) 電纜的敷設(shè)路徑要求盡量最短，轉(zhuǎn)彎最少，盡量避免與各種地下管道交叉，散熱要好。 常用的電纜敷設(shè)方式有： 1、直接埋地敷設(shè)3、纜

14、溝敷設(shè)。 電纜溝有室內(nèi)電纜溝、室外電纜溝和廠區(qū)電纜溝之分。纜溝敷設(shè)造價(jià)小，占地少，能容納較多的電纜，但檢修維護(hù)不方便，一般用于電纜更換少的地方。 4、架空敷設(shè)。 架空敷設(shè)是指沿墻、梁或柱用支架或吊架架空敷設(shè)電纜。架空敷設(shè)的結(jié)構(gòu)簡單，易于處理電纜和其他管線的交叉問題，但容易受熱力管道的影響。 5、管道敷設(shè)。 穿過墻壁、樓板、道路、鐵路、引出建筑物的電纜應(yīng)加管道敷設(shè)，從電纜溝道引出至電桿或墻面的電纜，距地面2m以下的一段應(yīng)加管保護(hù)，室內(nèi)各種電纜有可能受到機(jī)械損傷或操作人員容易觸及的部位應(yīng)加保護(hù)管。 電纜敷設(shè)時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 電纜應(yīng)埋設(shè)在建筑物的散水以外。電纜和道路、鐵路交叉處應(yīng)加管保護(hù)，保護(hù)管應(yīng)

15、伸出路基兩側(cè)各1m。非鎧裝電纜不準(zhǔn)直接埋設(shè)。穿電纜用的缸瓦管、水泥管、陶瓷管的最小內(nèi)徑不應(yīng)小于100mm。每根電纜應(yīng)單獨(dú)穿入一根管內(nèi)，但是交流單芯電力電纜不得單獨(dú)穿入鋼管內(nèi)。凡有金屬外皮的電纜，其金屬外皮和鎧甲應(yīng)可靠接地或接零。直埋地下的電力電纜，其地面上應(yīng)設(shè)置明顯的方位標(biāo)志。電纜埋地時(shí)應(yīng)呈蛇形，防止地面變形使電纜受到拉伸。 3、電纜橋架另外還有電纜隧道、電纜排管等方式，但較少使用。 三、電纜的敷設(shè)方法敷設(shè)電纜有人工敷設(shè)和機(jī)械牽引敷設(shè)兩種方法。1.人工敷設(shè)。人工敷設(shè)適用于規(guī)格較小和線路較短的電纜敷設(shè)。 2.機(jī)械牽引敷設(shè)。機(jī)械牽引敷設(shè)是將電纜線盤固定在電纜溝的一端，在電纜溝的溝底每隔2 m放一副

16、滾輪，在電纜溝的另一端加放牽引設(shè)備。 5.電纜連接兩條電纜互連，用中間接頭盒（1KV以下鑄鐵盒、高電壓鉛盒）；電纜與設(shè)備連用終端接頭盒（俗語稱電纜頭）有6KV干包電纜頭、10KV及以上環(huán)氧樹脂電纜頭。（二）控制電纜（用于交流500KV及以下、直流1000KV及以下二次回路中）線芯有銅或制成；絕緣形式有油浸紙、塑料、橡皮絕緣插拔式電纜連接方式電纜施工電纜是如何進(jìn)行檢查的？電纜是如何進(jìn)行埋地敷設(shè)的？電纜溝敷設(shè)是什么回事？電纜的連接如何進(jìn)行？終端頭和中間頭1、剝線2、做接地線3、插入專用套頭4、壓線5、灌油。硬母線（水平布置平放）軟母線母線：在變電所中各級電壓配電裝置的連接，以及變壓器等電氣設(shè)備和相

17、應(yīng)配電裝置的連接，大都采用的裸導(dǎo)線。母線的作用：匯集、分配和傳送電能。裝設(shè)母線的必要性：在變電所中，進(jìn)出線之間需要一定的電氣安全間隔，所以無法從一處同時(shí)引出多個(gè)回路；而采用母線裝置才能保證電路接線的安全性和靈活性，所以在復(fù)雜的系統(tǒng)中母線很有必要。母線按結(jié)構(gòu)分為硬母線和軟母線。 一、母線母線的安裝和調(diào)試 一、母線的結(jié)構(gòu)、分類、安裝要求 1、母線的分類（1）硬母線：用于20KV及以下的戶內(nèi)、外配電裝置。由支柱絕緣子將不同截面、形狀的鋁（銅）型材支持固定在構(gòu)架上。硬母線可分為矩形母線、槽形母線和管形母線。（2）軟母線：用于35KV及以上的戶外配電裝置。由懸式絕緣子降銅絞線或鋼芯鋁絞線懸掛在構(gòu)架上。軟

18、母線可分為鋁絞線、銅絞線或鋼芯鋁絞線。（3）封閉母線：將母線用非磁性金屬材料制成的外殼保護(hù)起來的一種母線結(jié)構(gòu)。母線的種類1、銅母線2、鋁母線3、裸母線4、母線槽5、封閉式母線-適用于干燥和無腐蝕性氣體的室內(nèi)場所。6.封閉母線（用外殼將母線封閉起來，敞露式母線運(yùn)行不可靠時(shí)用）分類：按材料分為塑料外殼、金屬外殼按結(jié)構(gòu)分為不隔相、隔相式和分相封閉式；200MW及以上機(jī)組用全連式分相封閉母線連接：沿母線全長度方向的外殼在同一相內(nèi)（包括分支），在封閉母線各終端通過短路板將各相外殼連成通路，起屏蔽作用。母線的固定安裝1、支架安裝-水平敷設(shè)時(shí)，支架架設(shè)間距不超過3m，垂直敷設(shè)時(shí)，不超過2m。成排的支架安裝應(yīng)

19、排列整齊，間距應(yīng)均勻一致。2、吊桿安裝3、鋼索吊裝4、穿墻套管和穿墻板母線的制作與安裝1、母線一般用什么材料來制作？2、母線的排列涂色有什么規(guī)定？3、母線安裝時(shí)要注意什么？母線的連接1、銅與銅-在有高溫潮濕有腐蝕性氣體的室內(nèi)必須搪錫，在干燥的室內(nèi)可直接連接。2、鋁與鋁：直接連接3、鋼與鋼：必須搪錫或鍍鋅，不得直接連接。4、鋼與銅或鋁：鋼搭接面應(yīng)搪錫。5、封閉母線螺栓固定搭按面應(yīng)鍍銀。連接方法1、貫穿螺栓連接貫穿時(shí)應(yīng)由下往上穿。2、夾板及夾持螺栓搭接3、焊接母線的排列上下排列時(shí)：由上而下為L1、L2、L3相。直流時(shí)：正極在上，負(fù)極在下。水平布置時(shí)：由后至前排列為L1、L2、L3相。直流時(shí)：正極在

20、左，負(fù)極在右。母線涂色三相交流母線：L1相為黃色、L2相為綠色、L3相為紅色。直流母線顏色：正極：紅色；負(fù)極：藍(lán)色。中性匯流母線：不接地：紫色；接地：紫色帶黑色條紋。2、母線安裝的一般規(guī)定（1）母線在運(yùn)輸和保管中應(yīng)采用防止腐蝕性氣體及機(jī)械損傷的安裝（2）母線安裝前，首先固定母線構(gòu)架。（3）裝好絕緣子后，根據(jù)母線的形式和固結(jié)方式將母線固結(jié)在絕緣子上。再將母線連接起來。（4）支柱絕緣子底座等金屬構(gòu)件應(yīng)安規(guī)定接地。（5）母線的相序排列應(yīng)按設(shè)計(jì)要求。否則應(yīng)按以下規(guī)定： 1）上、下布置的交流母線，由上到下排列為A、B、C相；直流母線正極在上、負(fù)極在下。 2）水平布置的交流母線，由盤后向盤面排列為A、B、

21、C三相；直流母線正極在后，負(fù)極在前。 3）引下線的交流母線由左至右排列為A、B、C三相；直流母線正極在左、負(fù)極在右。（6）母線涂漆得顏色規(guī)定1）三相交流母線：A相為黃色，B相為綠色，C相為紅色。2）直流母線：正極為褐色，負(fù)極為藍(lán)色。（7）母線安裝時(shí)，室內(nèi)、室外配電裝置安全距離符合規(guī)定。（8）母線安裝和檢修時(shí)經(jīng)常使用各種金具1）懸垂線夾2）耐張線夾3）連接金具4）連續(xù)金具5）T形線夾6）設(shè)備線夾1、硬母線的安裝（1）在支柱絕緣子上安裝母線固定金具（2）母線敷設(shè)應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定裝設(shè)補(bǔ)償器。（3）母線長度超過300-400m需換位，換位段內(nèi)各母線的彎曲程度應(yīng)一致。（4）母線與母線或母線與電器接線端子的螺栓搭接面的安裝。（5）母線安裝應(yīng)符合各種技術(shù)規(guī)定2、母線安裝后的調(diào)試（1）工頻耐壓試驗(yàn)（2）抽測母線焊接頭的直流電阻。3.母線型號表達(dá)式4.母線布置方式5.母線在絕緣子上的固結(jié)與著色母線一般通過金具安置在瓷瓶上；硬母線A、B、C三相分別漆上黃色、綠色、紅色，當(dāng)長度超過20米時(shí)加裝伸縮補(bǔ)償器。絕緣子的安裝和調(diào)試一、 作用和要求 1、作用：用來支持和固定帶電導(dǎo)體，并與地絕緣， 或作為帶電導(dǎo)體之間的絕緣。 支持支持及固定帶電導(dǎo)體。 絕緣帶電導(dǎo)體之間的絕緣，并使之與地絕緣。 2、要求：具有足夠