第七章 配電裝置

“十一五”國家級規(guī)劃教材第一節(jié)概

述一、對配電裝置的基本要求配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關電器、保護和測量電器、母線和必要的輔助設備組建而成的總體裝置。

作用：在正常運行情況下，用來接受和分配電能，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時，迅速切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運行。第七章

配電裝置“十一五”國家級規(guī)劃教材配電裝置應滿足下述基本要求：

運行可靠便于操作、巡視和檢修保證工作人員的安全力求提高經(jīng)濟性具有擴建的可能二、配電裝置的最小安全凈距最小安全凈距是指在這一距離下，無論在正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)、外部過電壓時，都不致使空氣間隙被擊穿。“十一五”國家級規(guī)劃教材圖7-1層內(nèi)配電裝置安全凈距校驗圖圖7-1、圖7-2分別為屋內(nèi)、屋外配電裝置安全凈距校驗圖，圖中有關尺寸說明如下：（1）配電裝置中，電氣設備的柵狀遮欄高度不應低于1200mm，柵狀遮欄至地面的凈距以及柵條間的凈距應不大于200mm。（2）配電裝置中，電氣設備的網(wǎng)狀遮欄高度不應低于1700mm，網(wǎng)狀遮欄網(wǎng)孔不應大于40mm×40mm?！笆晃濉眹壹壱?guī)劃教材圖7-2屋外配電裝置安全凈距校驗圖（3）位于地面（或樓面）上面的裸導體導電部分，如其尺寸受空間限制不能保證C值時，應采用網(wǎng)狀遮欄隔離。網(wǎng)狀遮欄下通行部分的高度不應小于1900mm。“十一五”國家級規(guī)劃教材A，B，C，D，E的含義分別敘述如下。1）A值：A值是各種間隔距離中最基本的最小安全凈距，分為兩項，A1和A2。A1為帶電部分至接地部分之間的最小電氣凈距；A2為不同相的帶電導體之間的最小電氣凈距。

A值與電極的形狀、沖擊電壓波形、過電壓及其保護水平、環(huán)境條件以及絕緣配合等因素有關。一般地說，220kV及以下的配電裝置，大氣過電壓起主要作用；330kV及以上，內(nèi)過電壓起主要作用。當采用殘壓較低的避雷器（如氧化鋅避雷器）時，A1和A2值可減小。當海拔超過1000m時，按每升高100m，絕緣強度增加1%來增加A值?！笆晃濉眹壹壱?guī)劃教材A，B，C，D，E的含義分別敘述如下。1）A值：A值是各種間隔距離中最基本的最小安全凈距，分為兩項，A1和A2。A1為帶電部分至接地部分之間的最小電氣凈距；A2為不同相的帶電導體之間的最小電氣凈距。

2）B值：B值分為兩項，B1和B2。B1為帶電部分至柵狀遮欄間的距離和可移動設備的外廓在移動中至帶電裸導體間的距離，即B1=A1+750（mm）

750為考慮運行人員手臂誤入柵欄時手臂的長度(mm)。“十一五”國家級規(guī)劃教材B2為帶電部分至網(wǎng)狀遮欄間的電氣凈距，即B2=A1+30+70（mm）

30為考慮在水平方向的施工誤差（mm）；70為指運行人員手指誤入網(wǎng)狀遮欄時，手指長度不大于此值（mm）。3）C值：C值為無遮欄裸導體至地面的垂直凈距。保證人舉手后，手與帶電裸體間的距離不小于A1值，即C=A1+2300+200（mm）

2300為指運行人員舉手后的總高度（mm）；200為屋外配電裝置在垂直方向上的施工誤差，在積雪嚴重地區(qū)，此距離還應適當加大（mm）?！笆晃濉眹壹壱?guī)劃教材對屋內(nèi)配電裝置，可不考慮施工誤差，即C=A1+2300（mm）

4）D值：D值為不同時停電檢修的平行無遮欄裸導體之間的水平凈距，即D=A1+1800+200（mm）

1800mm為考慮檢修人員和工具的允許活動范圍（mm）；200為考慮屋外條件較差而取的裕度（mm）。對屋內(nèi)配電裝置不考慮此裕度，即D=A1+1800（mm）

“十一五”國家級規(guī)劃教材5）E值：E值為屋內(nèi)配電裝置通向屋外的出線套管中心線至屋外通道路面的距離。35kV及以下取E=4000mm；60kV及以上，E=A1+3500（mm），并取整數(shù)值，其中3500為人站在載重汽車車廂中舉手的高度，mm。配電裝置按電器裝設地點不同，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置。

按其組裝方式，又可分為裝配式和成套式。在現(xiàn)場將電器組裝而成的稱為裝配配電裝置；在制造廠按要求預先將開關電器、互感器等組成各種電路成套后運至現(xiàn)場安裝使用的稱為成套配電裝置。三、配電裝置的類型及應用(一）配電裝置的類型“十一五”國家級規(guī)劃教材（1）屋內(nèi)配電裝置的特點：①由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較小；②維修、巡視和操作在室內(nèi)進行，可減輕維護工作量，不受氣候影響；③外界污穢空氣對電器影響較小，可以減少維護工作量；④房屋建筑投資較大，建設周期長。但可采用價格較低的戶內(nèi)型設備。（2）屋外配電裝置的特點：①土建工作量和費用較小，建設周期短；②與屋內(nèi)配電裝置相比，擴建比較方便；③相鄰設備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；④與屋內(nèi)配電裝置相比，占地面積大；⑤受外界環(huán)境影響，設備運行條件較差，須加強絕緣；⑥不良氣候?qū)υO備維修和操作有影響?！笆晃濉眹壹壱?guī)劃教材（3）成套配電裝置的特點：①電器布置在封閉或半封閉的金屬（外殼或金屬框架）中，相間和對地距離可以縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積??；②所有電器元件已在工廠組裝成一體，如SF6全封閉組合電器、開關柜等，大大減少現(xiàn)場安裝工作量，有利于縮短建設周期，也便于擴建和搬遷；③運行可靠性高，維護方便；④耗用鋼材較多，造價較高。

35kV及以下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置，其中3~10kV的配電裝置大多采用成套配電裝置，110kV及以上大多采用屋外配電裝置。對110~220kV配電裝置有特殊要求時，也可以采用屋內(nèi)配電裝置。(二）配電裝置的應用“十一五”國家級規(guī)劃教材成套配電裝置一般布置在屋內(nèi)，3~35kV的各種成套配電裝置，已被廣泛采用。110~1000kV的SF6全封閉組合電器也已得到應用。配電裝置的設計必須認真貫徹國家的技術經(jīng)濟政策，遵循有關規(guī)程、規(guī)范及技術規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)、自然環(huán)境特點和運行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設備，積極慎重地采用新布置、新設備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設計不斷創(chuàng)新，做到技術先進、經(jīng)濟合理、運行可靠和維護方便。四、配電裝置的設計原則及步驟(一）配電裝置的設計原則“十一五”國家級規(guī)劃教材（1）滿足安全凈距的要求。（2）施工、運行和檢修的要求。（3）噪聲的允許標準及限制措施。（4）靜電感應的場強水平和限制措施。（5）電暈無線電干擾和控制。絕緣強度增加1%來增加A值。(二）配電裝置的設計要求(三）配電裝置設計的基本步驟（1）選擇配電裝置的型式（2）配電裝置的型式確定后，接著擬定配電裝置的配置圖。（3）按照所選電氣設備的外形尺寸、運輸方法、檢修及巡視的安全和方便等要求，遵照配電裝置設計有關技術規(guī)程的規(guī)定，并參考各種配電裝置的典型設計和手冊，設計繪制配電裝置平面圖和斷面圖。“十一五”國家級規(guī)劃教材一、屋內(nèi)配電裝置概述發(fā)電廠和變電站的屋內(nèi)配電裝置，按其布置型式，一般可以分為三層式、二層式和單層式。三層式是將所有電器依其輕重分別布置在各層中，它具有安全、可靠性高，占地面積少等特點，但其結(jié)構(gòu)復雜，施工時間長，造價較高，檢修和運行維護不大方便，目前已較少采用。二層式是將斷路器和電抗器布置在第一層，將母線、母線隔離開關等較輕設備布置在第二層。單層式占地面積較大，通常采用成套開關柜，以減少占地面積。(一）分類及有關術語第二節(jié)屋內(nèi)配電裝置“十一五”國家級規(guī)劃教材電氣工程中常用配電裝置配置圖（也稱布置圖）、平面圖和斷面圖來描述配電裝置的結(jié)構(gòu)、設備布置和安裝情況。配置圖是一種示意圖，按選定的主接線方式，用來表示進線（如發(fā)電機、變壓器）、出線（如線路）、斷路器、互感器、避雷器等合理分配于各層、各間隔中的情況，并表示出導線和電器在各間隔的輪廓外形，但不要求按比例尺寸繪出。平面圖是在平面上按比例畫出房屋及其間隔、通道和出口等處的平面布置輪廓，平面上的間隔只是為了確定間隔數(shù)及排列，故可不表示所裝電器。斷面圖是用來表明所取斷面的間隔中各種設備的具體空間位置、安裝和相互連接的結(jié)構(gòu)圖，斷面圖也應按比例繪制。(二）屋內(nèi)配電裝置圖“十一五”國家級規(guī)劃教材二、屋內(nèi)配電裝置的布置原則（1）盡量將電源布置在每段母線的中部，使母線截面通過較小的電流，但有時為了連接的方便，根據(jù)主廠房或變電站的布置而將發(fā)電機或變壓器間隔設在每段母線的端部。（2）同一回路的電器和導體應布置在一個間隔內(nèi)，以保證檢修和限制故障范圍。（3）較重的設備（如電抗器）布置在下層，以減輕樓板的荷重并便于安裝。（4）充分利用間隔的位置。（5）設備對應布置，便于操作。（6）有利于擴建?！笆晃濉眹壹壱?guī)劃教材圖7-6所示為二層、二通道、單母線分段帶旁路母線110kV屋內(nèi)配電裝置斷面圖。三、屋內(nèi)配電裝置實例圖7-6二層二通道單母線分段帶旁路母線“十一五”國家級規(guī)劃教材一、屋外配電裝置概述根據(jù)電氣設備和母線布置的高度，屋外配電裝置可分為中型配電裝置、高型配電裝置和半高型配電裝置。（1）中型配電裝置。

中型配電裝置是將所有電氣設備都安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度的基礎上，使帶電部分對地保持必要的高度，以便工作人員能在地面上安全活動；中型配電裝置母線所在的水平面稍高于電氣設備所在的水平面，母線和電氣設備均不能上、下重疊布置。(一）屋外配電裝置的分類及特點第三節(jié)屋外配電裝置“十一五”國家級規(guī)劃教材中型配電裝置優(yōu)缺點：布置比較清晰，不易誤操作，運行可靠，施工和維護方便，造價較省，并有多年的運行經(jīng)驗；其缺點是占地面積過大。中型配電裝置分類：按照隔離開關的布置方式，可分為普通中型配電裝置和分相中型配電裝置。所謂分相中型配電裝置系指隔離開關是分相直接布置在母線的正下方，其余的均與普通中型配電裝置相同。（2）高型配電裝置。高型配電裝置是將一組母線及隔離開關與另一組母線及隔離開關上下重疊布置的配電裝置，可以節(jié)省占地面積50%左右，但耗用鋼材較多，造價較高，操作和維護條件較差。

高型配電裝置按其結(jié)構(gòu)的不同，可分為單框架雙列式、雙框架單列式和三框架雙列式三種類型?！笆晃濉眹壹壱?guī)劃教材（3）半高型配電裝置。

半高型配電裝置是將母線置于高一層的水平面上，與斷路器、電流互感器、隔離開關上下重疊布置，其占地面積比普通中型減少30%。

半高型配電裝置介于高型和中型之間，具有兩者的優(yōu)點，除母線隔離開關外，其余部分與中型布置基本相同，運行維護仍較方便。屋外配電裝置的型式除與主接線有關外，還與場地位置、面積、地質(zhì)、地形條件及總體布置有關，并受到設備材料的供應、施工、運行和檢修要求等因素的影響和限制，故應通過技術經(jīng)濟比較來選擇最佳方案。(二）屋外配電裝置的選型“十一五”國家級規(guī)劃教材應綜合工程實際、設備類型、占地面積、運行價格等因素確定母線及構(gòu)架、電力變壓器、高壓斷路器、避雷器、隔離開關和互感器、電纜溝、道路等的布置方案。二、屋外配電裝置的布置原則三、屋外配電裝置的布置實例屋外配電裝置的結(jié)構(gòu)型式與主接線、電壓等級、容量、重要性以及母線、構(gòu)架、斷路器和隔離開關的類型有密切關系，與屋內(nèi)配電裝置一樣，必須注意合理布置，并保證電氣安全凈距，同時還應考慮帶電檢修的可能性。圖7-7、圖7-8、圖7-9、圖7-10分別為普通中型、分相中型、高型及半高型配電裝置的布置實例?！笆晃濉眹壹壱?guī)劃教材圖7-7220kV雙母線進出線帶旁路、合并母線架、斷路器單列布置的配電裝置（普通中型）“十一五”國家級規(guī)劃教材圖7-8500kV一臺半斷路器接線、斷路器三列布置的進出線斷面圖（分相高型）“十一五”國家級規(guī)劃教材圖7-9220kV雙母線進出線帶旁路、三框架、斷路器雙列布置的進出線斷面圖（高型）“十一五”國家級規(guī)劃教材圖7-10110kV單母線、進出線帶旁路、半高型“十一五”國家級規(guī)劃教材一、成套配電裝置概述按照電氣主接線的標準配置或用戶的具體要求，將同一功能回路的開關電器、測量儀表、保護電器和輔助設備都組裝在全封閉或半封閉的金屬殼（柜）體內(nèi)，形成標準模塊，由制造廠按主接線成套供應，各模塊在現(xiàn)場裝配而成的配電裝置稱為成套配電裝置。成套配電裝置分為低壓配電屏（或開關柜）、高壓開關柜和SF6全封閉組合電器三類。按安裝地點不同，又分為屋內(nèi)和屋外型。低壓配電屏只做成屋內(nèi)型；高壓開關柜有屋內(nèi)和屋外兩種，由于屋外有防水、銹蝕問題，故目前大量使用的是屋內(nèi)型；SF6全封閉組合電器也因屋外氣候條件較差，大多布置在屋內(nèi)。第四節(jié)成套配電裝置“十一五”國家級規(guī)劃教材二、低壓配電屏圖7-11所示為PGL系列低壓配電屏結(jié)構(gòu)示意圖，其框架用角鋼和薄鋼板焊成，屏面有門，維護方便。在上部屏門上裝有測量儀表，中部面板上設有閘刀開關的操作手柄和控制按鈕等，下部屏門內(nèi)有繼電器、二次端子和電能表。母線布置在屏頂，并設有防護罩。其他電器元件都裝在屏后。屏間裝有隔板，可限制故障范圍。

低壓配電屏結(jié)構(gòu)簡單、價廉，并可雙面維護，檢修方便，在發(fā)電廠（或變電站）中，作為廠（站）用低壓配電裝置。一般幾回低壓線路共用一塊低壓配電屏。“十一五”國家級規(guī)劃教材圖7-11PGL-1低壓配電屏結(jié)構(gòu)示意圖“十一五”國家級規(guī)劃教材三、高壓開關柜(一）手車式高壓開關柜

JYN系列手車式高壓開關柜，如圖7-12所示。圖7-12JYN2—10/01~05高壓開關柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖“十一五”國家級規(guī)劃教材這種系列的開關柜，為單母線接線，一般由下述幾部分組成。（1）手車室。（2）繼電器儀表室。（3）母線室。（4）出線室。（5）小母線室。(二）固定式高壓開關柜圖7-13所示為XGN2—10型固定式高壓開關柜，由斷路器室、母線室、電纜室和儀表室等組成?！笆晃濉眹壹壱?guī)劃教材圖7-13XGN2—10型高壓開關框“十一五”國家級規(guī)劃教材四、箱式變電站(一）箱式變電站的提出國家在城鄉(xiāng)供電網(wǎng)絡建設中，要求高壓直接進入負荷中心。有資料顯示，將供電電壓從400V提高到10kV，可以減少線路損耗60％，減少總投資和用銅量52％，其經(jīng)濟效益相當可觀。要實現(xiàn)高壓深入負荷中心，箱式變電站是最經(jīng)濟、方便、有效的配電設備，因此，箱式變電站是和諧社會經(jīng)濟發(fā)展的必然產(chǎn)物。

箱式變電站是一種將高壓開關設備、變壓器和低壓配電裝置按一定接線方式組成一體，在制造廠預制的緊湊型中壓配電裝置，即將高壓受電、變壓器降壓和低壓配電等功能有機組合在一起?！笆晃濉眹壹壱?guī)劃教材箱式變電站的分類按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可分為組合式變電站和預裝式變電站；按安裝場所分為戶內(nèi)和戶外；按高壓接線方式分為終端接線、雙電源接線和環(huán)網(wǎng)接線；按箱體結(jié)構(gòu)分為整體和分體。組合式變電站是將高壓開關設備為一室稱為高壓室，變壓器為一室稱為變壓器室，低壓配電裝置為一室稱為低壓室，這三個室組成的變電站可有兩種布置，即“目”字型布置和“品”字型布置，直接裝于箱內(nèi)，使之成為一個整體。(二）箱式變電站的分類“十一五”國家級規(guī)劃教材箱式變電站按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分為組合式變電站和預裝式變電站，如ZBW型為組合式變電站，YB27型為預裝式變電站。

圖7-14所示為ZBW型組合式變電站的電氣一次接線。圖7-15為ZBW型組合式變電站的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。(三）箱式變電站的接線和特點圖7-14ZBW型組合式變電站的電氣一次接線“十一五”國家級規(guī)劃教材圖7-15ZBW型組合式變電站的結(jié)構(gòu)示意圖“十一五”國家級規(guī)劃教材箱式變電站具有以下特點：（1）組合式變電站箱體材料采用非金屬玻纖增強特種水泥制成，它具有易成形、隔熱效果好、機械強度高、阻燃特性好以及外形美觀、易與周圍建筑群體形成一體化的環(huán)境。（2）箱體內(nèi)部用金屬鋼板分為高壓開關室、變壓器室和低壓開關室，各室間嚴格隔離。（3）高壓室采用完善可靠的緊湊型設計，具有全面的防誤操作聯(lián)鎖功能，性能可靠，操作方便，檢修靈活。