工廠供電與安全用電

工廠變配電技術(shù)及安全用電

一、導(dǎo)線截面積計(jì)算；二、電力元件三、工廠供電系統(tǒng)電氣接線圖分析；導(dǎo)線截面選擇過大，雖能降低電能損耗，但有色金屬的消耗量增加，初始投資顯著增加；選擇過小，運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生過大的電壓損耗和電能損耗，難以保證供電質(zhì)量和增加運(yùn)行費(fèi)用，甚至可能會(huì)因接頭處溫度過高而引起事故一、導(dǎo)線截面計(jì)算按允許載流量選擇導(dǎo)線和電纜的截面（發(fā)熱條件）按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜截面按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面按機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線和電纜截面為了保證供配電系統(tǒng)安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行，選擇導(dǎo)線和電纜截面時(shí)必須滿足下列條件：1．發(fā)熱條件

導(dǎo)線和電纜（包括母線）在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度，不應(yīng)超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。2．電壓損耗條件

導(dǎo)線和電纜在通過正常最大負(fù)荷電流即線路計(jì)算電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損耗，不應(yīng)超過正常運(yùn)行時(shí)允許的電壓損耗。（對(duì)于工廠內(nèi)較短的高壓線路，可不進(jìn)行電壓損耗校驗(yàn)。）3．經(jīng)濟(jì)電流密度

35KV及以上的高壓線路及電壓在35KV以下但長(zhǎng)距離、大電流的線路，其導(dǎo)線和電纜截面宜按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇，以使線路的年費(fèi)用支出最小。所選截面，稱為“經(jīng)濟(jì)截面”。此種選擇原則，稱為“年費(fèi)用支出最小”原則。一般工廠和高層建筑內(nèi)的10KV及以下線路，選擇“經(jīng)濟(jì)截面”的意義并不大，因此通常不考慮此項(xiàng)條件。4．機(jī)械強(qiáng)度

導(dǎo)線（包括裸線和絕緣導(dǎo)線）截面不應(yīng)小于其最小允許截面，見表5-4。電力線路的類型允許載流量允許電壓損失經(jīng)濟(jì)電流密度機(jī)械強(qiáng)度35kV及以上電源進(jìn)線△△★△無調(diào)壓設(shè)備的6～10kV較長(zhǎng)線路△★△6～10kV較短線路★△△低壓線路照明線路△★△動(dòng)力線路★△△電力線路截面的選擇和校驗(yàn)項(xiàng)目

△——校驗(yàn)的項(xiàng)目，★——選擇的依據(jù)導(dǎo)線的最大允許電流Ia1（允許載流量），就是在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，導(dǎo)線能夠連續(xù)承受而不至使其穩(wěn)定溫度超過允許值的最大電流。查各類導(dǎo)線載流量表得導(dǎo)線牌號(hào)。（一）按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線的截面

1.三相系統(tǒng)相線截面的選擇按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面時(shí)，應(yīng)使其最大允許電流Ia1不小于通過相線的計(jì)算電流I30，即Ia1≥

I30導(dǎo)線的計(jì)算電流I30，是根據(jù)線路設(shè)備負(fù)荷情況計(jì)算得出，有系統(tǒng)的計(jì)算方法，簡(jiǎn)單計(jì)算過程如下：Pe:設(shè)備容量P30:有功計(jì)算負(fù)荷Q30:無功計(jì)算負(fù)荷S30:視在計(jì)算負(fù)荷I30:計(jì)算電流注意：導(dǎo)體的允許載流量，不僅和導(dǎo)體的截面、散熱條件有關(guān)，還與周圍的環(huán)境溫度有關(guān)。在資料中所查得的導(dǎo)體允許載流量是對(duì)應(yīng)于周圍環(huán)境溫度為θo=25℃的允許載流量，如果環(huán)境溫度不等于25℃，允許載流量應(yīng)乘以溫度修正系數(shù)Kt。 這里所說的“環(huán)境溫度”，是按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜所采用的特定溫度。在室外，環(huán)境溫度一般取當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁?。在室?nèi)，則取當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄罡邭鉁丶?℃。對(duì)土中直埋的電纜，取當(dāng)?shù)刈顭嵩碌叵?.8～1m的土壤平均溫度，亦可近似地采用當(dāng)?shù)刈顭嵩缕骄鶜鉁亍?按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線所用的計(jì)算電流I30時(shí)，對(duì)降壓變壓器高壓側(cè)的導(dǎo)線，應(yīng)取為變壓器額定一次電流I1N,T。對(duì)電容器的引入線，由于電容器放電時(shí)有較大的涌流，因此I30應(yīng)取為電容器額定電流IN,C的1.35倍。2.中性線和保護(hù)線截面的選擇（1）中性線（N線）截面的選擇三相四線制系統(tǒng)中的中性線，要通過系統(tǒng)的三相不平衡電流和零序電流，因此中性線的允許載流量應(yīng)不小于三相系統(tǒng)的最大不平衡電流，同時(shí)應(yīng)考慮諧波電流的影響。Ao≥0.5Aφ由三相線路引出的兩相三線線路和單相線路，由于其中性線電流與相線電流相等，因?yàn)樗鼈兊闹行跃€截面Ao應(yīng)與相線截面Aφ相同，即Ao＝Aφ對(duì)于三次諧波電流較大的三相四線制線路及三相負(fù)荷很不平衡的線路，使得中性線上通過的電流可能接近甚至超過相電流。因此在這種情況下，中性線截面Ao宜等于或大于相線截面Aφ，即：Ao≥Aφ

（2）保護(hù)線（PE線）截面的選擇

保護(hù)線要考慮三相系統(tǒng)發(fā)生單相短路故障時(shí)單相短路電流通過時(shí)的短路熱穩(wěn)定度。

根據(jù)短路熱穩(wěn)定度的要求，保護(hù)線（PE線）的截面APE，按GB50054－1995《低壓配電設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定：1）當(dāng)Aφ≤16mm2時(shí)AＰＥ≥Aφ

2）當(dāng)16mm2＜A≤35mm2時(shí)AＰＥ≥16mm2

3）當(dāng)A＞35mm2時(shí)AＰＥ≥0.5Aφ注：對(duì)于電力變壓器低壓側(cè)截面較大的PE線，亦可按滿足熱穩(wěn)定度的條件，進(jìn)行選擇或校驗(yàn)。（3）保護(hù)中性線（PEN線）截面的選擇

保護(hù)中性線兼有保護(hù)線和中性線的雙重功能，因此其截面選擇應(yīng)同時(shí)滿足上述保護(hù)線和中性線的要求，并取其中的最大值。（二）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線和電纜截面曲線1：線路年折舊費(fèi)（線路投資除以折舊年限）和線路的年維修管理費(fèi)之和與導(dǎo)線截面的關(guān)系曲線曲線2：線路的年電能損耗費(fèi)與導(dǎo)線截面的關(guān)系曲線曲線3：曲線1和曲線2的疊加，表示線路的年運(yùn)行費(fèi)用與導(dǎo)線截面的關(guān)系曲線線路的年費(fèi)用和導(dǎo)線截面的關(guān)系

經(jīng)濟(jì)電流密度Jec與年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)有關(guān)，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)越大，負(fù)荷越平穩(wěn)，損耗越大，經(jīng)濟(jì)截面因而也就越大，經(jīng)濟(jì)電流密度就會(huì)變小。所謂經(jīng)濟(jì)電流密度是指與經(jīng)濟(jì)截面對(duì)應(yīng)的導(dǎo)線電流密度。按經(jīng)濟(jì)電流密度計(jì)算經(jīng)濟(jì)截面的公式為:根據(jù)上式計(jì)算出截面后，從手冊(cè)或附錄表中選取一種與該值最接近（可稍小）的標(biāo)準(zhǔn)截面，再校驗(yàn)其他條件即可。（三）按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜截面1.線路電壓損失的計(jì)算

電壓損耗，是指線路首端線電壓和末端線電壓的代數(shù)差。 為保證供電質(zhì)量，按規(guī)定，高壓配電線路（6～10kV）的允許電壓損耗不得超過線路額定電壓的5％；從配電變壓器一次側(cè)出口到用電設(shè)備受電端的低壓輸配電線路的電壓損耗，一般不超過設(shè)備額定電壓（220V、380V）的5%；對(duì)視覺要求較高的照明線路，則不得超過其額定電壓的2%～3%。 如果線路的電壓損耗超過了允許值，則應(yīng)適當(dāng)加大導(dǎo)線或電纜的截面，使之滿足允許電壓損耗的要求。1.接有一個(gè)集中負(fù)載時(shí)線路的電壓損失計(jì)算注意：上式中的單位是kV，的單位是V，功率單位為kW和kvar帶有兩個(gè)集中負(fù)荷的三相線路2.有多個(gè)集中負(fù)荷的三相線路電壓損失計(jì)算 在圖中，P1、Q1、P2、Q2表示各段線路的有功功率和無功功率，p1、q1、p2、q2表示各個(gè)負(fù)荷的有功功率和無功功率，l1、r1、x1、l2、r2、x2表示各段線路的長(zhǎng)度、電阻和電抗；L1、R1、X1、L2、R2、X2為線路首端至各負(fù)荷點(diǎn)的長(zhǎng)度、電阻和電抗。線路總的電壓損耗為：2．按允許電壓損耗選擇、校驗(yàn)導(dǎo)線截面由電壓損耗計(jì)算式可知線路上的電壓損失是由導(dǎo)線和電阻和電抗決定的。導(dǎo)線的電阻與截面成反比，而電抗與截面關(guān)系較復(fù)雜，當(dāng)導(dǎo)線截面增大時(shí)，其電阻減小很快，而電抗減小的很少。因此，在計(jì)算電壓損耗時(shí)，通常是假定導(dǎo)線的電抗和導(dǎo)線截面無關(guān)，即采用線路的千米電抗，導(dǎo)線截面的計(jì)算，可根據(jù)電阻中的電壓損耗進(jìn)行2．按允許電壓損耗選擇、校驗(yàn)導(dǎo)線截面選擇導(dǎo)線截面的步驟如下：根據(jù)線路類型選擇千米電抗值

10kV架空線路x0=0.38Ω/km；

35kV架空線路x0=0.42Ω/km；

低壓架空線路x0=0.35Ω/km）求出電抗中的電壓損耗△Ux。2．按允許電壓損耗選擇、校驗(yàn)導(dǎo)線截面由線路總的允許電壓損耗值△Ua1，求出電阻中的電壓損耗△Ur。計(jì)算導(dǎo)線的截面，查導(dǎo)線牌號(hào)表并選出最接近的標(biāo)稱截面，一般使標(biāo)稱截面略大于計(jì)算截面。按求得的導(dǎo)線標(biāo)稱截面，校驗(yàn)線路的實(shí)際電壓損失，如果實(shí)際損失小于等于允許電壓損耗，則所選截面可用。（四）按機(jī)械強(qiáng)度選擇導(dǎo)線和電纜截面對(duì)于工廠的電力線路，只需按其最小截面（見下表）校驗(yàn)即可。線路類型導(dǎo)線最小截面/mm2

鋁及鋁合金線鋼芯鋁線銅絞線35kV及以上線路3535353~10kV線路居民區(qū)352525非居民區(qū)251616低壓線路一般161616與鐵路交叉跨域檔351616架空裸導(dǎo)線的最小截面變配電所中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路稱為一次電路(primarycircuit)或稱主電路(主接線)。一次電路中所有的電氣設(shè)備稱為一次設(shè)備(primaryequipment)或一次元件。二、變配電所高低壓一次設(shè)備一次設(shè)備按其功能分為以下幾類：（1）變換設(shè)備，其功能是按電力系統(tǒng)工作的要求來改變電壓或電流，例如電力變壓器、電流互感器、電壓互感器等。（2）控制設(shè)備，其功能是按電力系統(tǒng)工作的要求來控制一次電路的通、斷，例如各種高低壓開關(guān)。（3）保護(hù)設(shè)備，其功能是用來對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行過電流和過電壓等的保護(hù)，例如熔斷器和避雷器等。（4）成套設(shè)備，它是按一次電路接線方案的要求，將有關(guān)一次設(shè)備及二次設(shè)備組合為一體的電氣裝置，例如高壓開關(guān)柜、低壓配電屏、動(dòng)力和照明配電箱等。1.高壓斷路器QF1)高壓斷路器的功能高壓斷路器(highvoltagecircuitbreaker)是高壓電器中最重要的設(shè)備，是電力系統(tǒng)一次設(shè)備中起控制和保護(hù)作用的關(guān)鍵電器。 高壓斷路器在電網(wǎng)中起兩方面的作用：一是控制作用，即根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行的需要，將部分電氣設(shè)備或線路投入或退出運(yùn)行；二是保護(hù)作用，即在電氣設(shè)備或電力線路發(fā)生故障時(shí)，繼電保護(hù)自動(dòng)裝置發(fā)出跳閘信號(hào)，起動(dòng)斷路器，將故障部分設(shè)備或線路從電網(wǎng)中迅速切除，確保電網(wǎng)中無故障部分電路的正常運(yùn)行。

（一）高壓一次設(shè)備2)高壓斷路器的分類高壓斷路器一般按滅弧介質(zhì)的不同分為：(1)油斷路器，指采用變壓器油作為滅弧介質(zhì)的斷路器。它又分為多油斷路器和少油斷路器。多油斷路器的油除了作滅弧介質(zhì)和觸頭開斷后的絕緣外，還作為帶電部分對(duì)地的絕緣。少油斷路器的油只作為滅弧介質(zhì)和觸頭斷開后的絕緣，而帶電部分對(duì)地絕緣采用瓷件或其他介質(zhì)。和多油斷路器相比，少油斷路器具有用油量少，體積小，重量輕，運(yùn)輸安裝方便，有利于防火等優(yōu)點(diǎn)。在6~10kV戶內(nèi)配電裝置中常用的有SN10—10型少油斷路器。

(2)真空斷路器，指采用真空的高絕緣強(qiáng)度來滅弧的斷路器。這種斷路器的動(dòng)靜觸頭密封在真空泡內(nèi)，利用真空作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)。它的特點(diǎn)是體積小，壽命長(zhǎng)，維修工作量小，主要用于頻繁操作的場(chǎng)所。常用的真空斷路器有ZN12—12、ZN28A—12型戶內(nèi)高壓真空斷路器，其外形如圖11.4.1所示。

圖11.4.1ZN12—12型戶內(nèi)高壓真空斷路器

(3)六氟化硫(SF6)斷路器，指利用具有優(yōu)異的絕緣性能和滅弧性能的SF6氣體作為滅弧介質(zhì)和絕緣介質(zhì)的斷路器。SF6氣體是無色、無臭、不燃燒、無毒的惰性氣體，它的絕緣能力約高于空氣2.5倍，而滅弧能力則高達(dá)百倍。SF6斷路器比少油斷路器串聯(lián)斷口要少，可使制造、安裝、調(diào)試和運(yùn)行比較方便和經(jīng)濟(jì)。它的特點(diǎn)是滅弧能力強(qiáng)，絕緣強(qiáng)度高，開斷電流大，燃弧時(shí)間短，檢修周期長(zhǎng)，斷開電容電流或電感電流時(shí)無重燃，過電壓低等。SF6斷路器主要用于需頻繁操作及有易燃、易爆危險(xiǎn)的場(chǎng)所，特別用于全封閉組合電器中。常用的SF6斷路器為L(zhǎng)N2型。真空斷路器、六氟化硫斷路器是現(xiàn)在和未來重點(diǎn)發(fā)展與使用的斷路器。

2.隔離開關(guān)QS1)隔離開關(guān)的功能隔離開關(guān)(highvoltagedisconnector)的作用主要有以下三方面：(1)隔離電源，保證安全。利用隔離開關(guān)將高壓電氣裝置中需要檢修的部分與其他帶電部分可靠隔離，

隔離開關(guān)斷開后有明顯可見的斷開間隙，

能充分保證人身和設(shè)備的安全。

(2)倒閘操作。隔離開關(guān)經(jīng)常用來進(jìn)行電力系統(tǒng)運(yùn)行方式改變時(shí)的倒閘操作。例如，當(dāng)主接線為雙母線時(shí)，利用隔離開關(guān)將設(shè)備或線路從一組母線切換到另一組母線。

特別強(qiáng)調(diào)，隔離開關(guān)沒有專門的滅弧裝置，在任何情況下，均不能接通或切斷負(fù)荷電流和短路電流，并應(yīng)設(shè)法避免可能發(fā)生的誤操作。當(dāng)隔離開關(guān)與斷路器配合操作時(shí)，其順序應(yīng)為：斷電時(shí)，先拉開斷路器，再拉開隔離開關(guān)；送電時(shí)，先合隔離開關(guān)，再合斷路器?？傊綦x開關(guān)與斷路器配合操作時(shí)，隔離開關(guān)必須在斷路器處于斷開（分閘）位置時(shí)才能進(jìn)行操作。

2)隔離開關(guān)的分類按裝設(shè)地點(diǎn)的不同，隔離開關(guān)分為戶內(nèi)和戶外兩種。戶內(nèi)隔離開關(guān)（型號(hào)為GN）的額定電壓一般在35kV以下。工廠供配電系統(tǒng)常用的高壓戶內(nèi)隔離開關(guān)為GN19、GN22和GN24型等，

其外形如圖11.4.2所示。

圖11.4.2GN22—12戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)

戶外隔離開關(guān)（型號(hào)為GW）由于觸頭暴露在大氣中，工作條件比較惡劣，因而一般要求有較高的絕緣等級(jí)和機(jī)械強(qiáng)度。戶外隔離開關(guān)的額定電壓一般在35kV以上，常用的有GW4—35G（D）和GW4—110D型。

3.高壓負(fù)荷開關(guān)QL1)高壓負(fù)荷開關(guān)的功能高壓負(fù)荷開關(guān)(highvoltageloadswitch)具有簡(jiǎn)單的滅弧裝置，因此能通斷一定的負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流。但它不能斷開短路電流，負(fù)荷開關(guān)斷開后，與隔離開關(guān)一樣，具有明顯可見的斷開間隙，因此，它也具有隔離電源、保證安全檢修的功能。

2)高壓負(fù)荷開關(guān)的分類高壓負(fù)荷開關(guān)按安裝地點(diǎn)的不同分為戶內(nèi)式和戶外式；按滅弧方式的不同分為產(chǎn)氣式、壓氣式、油浸式、真空式和SF6式。高壓負(fù)荷開關(guān)目前主要用于10kV及以下配電系統(tǒng)中，常用的型號(hào)有戶內(nèi)壓氣式FN2—10(R)型、FN3—10(R)型（R表示帶有熔斷器）和戶外產(chǎn)氣式的FW5—10型等。戶內(nèi)高壓真空負(fù)荷開關(guān)ZFN21－10的外形如圖11.4.3所示。

圖11.4.3高壓真空負(fù)荷開關(guān)

4.高壓熔斷器1)熔斷器的功能熔斷器FU是最簡(jiǎn)單和最早使用的一種保護(hù)電器，它串聯(lián)在電路中使用，當(dāng)所在電路短路或過載時(shí)，熔斷器自動(dòng)斷開電路，

使其它電氣設(shè)備得到保護(hù)。

2)熔斷器的分類熔斷器按安裝地點(diǎn)不同，分為戶內(nèi)式和戶外式；按電壓的高低，分為高壓熔斷器(highvoltagefuse)和低壓熔斷器；按滅弧方式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的不同，分為瓷插式、封閉填料式和產(chǎn)氣縱吹式等。目前常見的戶內(nèi)高壓熔斷器有RN1、RN2、RN3、RN5和RN6等管式熔斷器，用于6～35kV的戶內(nèi)配電裝置中，其外形見圖11.4.4。

它們均為填充石英砂的限流式熔斷器。

圖11.4.4高壓限流式熔斷器

5.高壓開關(guān)柜高壓開關(guān)柜(highvoltageswitchgear)是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝在一起而形成的一種高壓成套配電裝置，在發(fā)電廠和變配電所中用于控制和保護(hù)發(fā)電機(jī)、變壓器和高壓線路，也可用于大型高壓交流電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和保護(hù)，其中安裝有高壓開關(guān)設(shè)備、保護(hù)電器、監(jiān)測(cè)儀表和母線、絕緣子等。高壓開關(guān)柜內(nèi)配用的主開關(guān)為真空斷路器、SF6斷路器和少油斷路器。目前少油斷路器已逐漸被真空斷路器和SF6斷路器所取代。

1.低壓熔斷器低壓熔斷器(lowvoltagefuse)的功能主要是實(shí)現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)的短路保護(hù)，

有的熔斷器也能實(shí)現(xiàn)過負(fù)荷保護(hù)。

（二）低壓一次設(shè)備

2.低壓刀開關(guān)QK低壓刀開關(guān)(lowvoltageknifeswitch)的分類方式很多。低壓刀開關(guān)按其操作方式分，有單投和雙投兩種；按其極數(shù)分，有單極、雙極和三極三種；按其滅弧結(jié)構(gòu)分，有不帶滅弧罩和帶滅弧罩兩種。不帶滅弧罩的刀開關(guān)一般只能在無負(fù)荷下操作，

作隔離開關(guān)使用。

3.低壓負(fù)荷開關(guān)QL低壓負(fù)荷開關(guān)(lowvoltageloadswitch)是由帶滅弧裝置的刀開關(guān)與熔斷器串聯(lián)組合而成、外裝封閉式鐵殼或開啟式膠蓋的開關(guān)電器。低壓負(fù)荷開關(guān)具有帶滅弧罩刀開關(guān)和熔斷器的雙重功能，既可帶負(fù)荷操作，又能進(jìn)行短路保護(hù)。

4.低壓斷路器QF低壓斷路器(lowvoltagecircuitbreaker)又稱低壓自動(dòng)開關(guān)。它既能帶負(fù)荷通斷電路，又能在短路、過負(fù)荷和低電壓(或失壓)時(shí)自動(dòng)跳閘，其功能與高壓斷路器類似。配電用低壓斷路器按保護(hù)性能分，有非選擇型和選擇型兩類。非選擇型斷路器一般為瞬時(shí)動(dòng)作，只作短路保護(hù)用；也有的為長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作，只作過負(fù)荷保護(hù)用。選擇型斷路器分為兩段保護(hù)、三段保護(hù)和智能化保護(hù)。兩段保護(hù)分為瞬時(shí)（或短延時(shí)）與長(zhǎng)延時(shí)特性兩段。三段保護(hù)分為瞬時(shí)、短延時(shí)與長(zhǎng)延時(shí)特性三段。其中瞬時(shí)和短延時(shí)特性適于短路保護(hù)，而長(zhǎng)延時(shí)特性適于過負(fù)荷保護(hù)。智能化保護(hù)斷路器的脫扣器的微機(jī)控制，其保護(hù)功能更多，選擇性更好。

4.低壓斷路器QF低壓斷路器(lowvoltagecircuitbreaker)又稱低壓自動(dòng)開關(guān)。它既能帶負(fù)荷通斷電路，又能在短路、過負(fù)荷和低電壓(或失壓)時(shí)自動(dòng)跳閘，其功能與高壓斷路器類似。配電用低壓斷路器按保護(hù)性能分，有非選擇型和選擇型兩類。非選擇型斷路器一般為瞬時(shí)動(dòng)作，只作短路保護(hù)用；也有的為長(zhǎng)延時(shí)動(dòng)作，只作過負(fù)荷保護(hù)用。選擇型斷路器分為兩段保護(hù)、三段保護(hù)和智能化保護(hù)。兩段保護(hù)分為瞬時(shí)（或短延時(shí)）與長(zhǎng)延時(shí)特性兩段。三段保護(hù)分為瞬時(shí)、短延時(shí)與長(zhǎng)延時(shí)特性三段。其中瞬時(shí)和短延時(shí)特性適于短路保護(hù)，而長(zhǎng)延時(shí)特性適于過負(fù)荷保護(hù)。智能化保護(hù)斷路器的脫扣器的微機(jī)控制，其保護(hù)功能更多，選擇性更好。

配電用低壓斷路器按結(jié)構(gòu)形式分，有塑料外殼式和萬能式兩大類。塑料外殼式斷路器的外形如圖11.4.5所示。萬能式斷路器的外形如圖11.4.6所示。

圖11.4.5塑料外殼式斷路器

圖11.4.6DW45系列智能型萬能斷路器

5.低壓配電屏低壓配電屏(lowvoltagepanel)是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝在一起而形成的一種低壓成套配電裝置，在低壓配電系統(tǒng)中作動(dòng)力和照明配電之用。低電配電屏的每個(gè)柜中分別裝有自動(dòng)空氣開關(guān)、刀開關(guān)、接觸器、熔斷器、儀用互感器、母線以及信號(hào)和測(cè)量裝置等設(shè)備。

表1常用一次設(shè)備的圖形符號(hào)和文字符號(hào)

表1(續(xù))常用一次設(shè)備的圖形符號(hào)和文字符號(hào)

主電路圖是指變電所中一次設(shè)備按照設(shè)計(jì)要求連接起來，表示供配電系統(tǒng)中電能輸送和分配路線的電路圖，亦稱為主接線圖或一次電路圖。主電路圖一般繪成單線圖，圖中設(shè)備用標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示。主電路圖的形式將影響配電裝置的布局、供電的可靠性、運(yùn)行的靈活性以及二次接線、繼電保護(hù)等問題。典型的電氣主電路圖可分為有母線和無母線兩種形式。有母線主電路圖主要包括單母線接線和雙母線接線方式；無母線主要有橋形接線等方式。三、工廠變配電所的主電路圖1.單母線接線如圖3.1所示，單母線接線的結(jié)構(gòu)是整個(gè)配電裝置只有一組母線，所有電源進(jìn)線和出線都接在同一組母線上。每一回路均裝有斷路器QF和隔離開關(guān)QS。斷路器用于在正?；蚬收锨闆r下接通與斷開電路，隔離開關(guān)當(dāng)停電檢查斷路器時(shí)作為隔離電器隔離電壓。（一）電氣主電路圖的基本形式圖3.1單母線接線

單母線接線的特點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單，操作方便，投資少，便于擴(kuò)建；但可靠性和靈活性較差，當(dāng)母線和母線隔離開關(guān)檢修或故障時(shí)，各支路都必須停止工作，當(dāng)引出線的斷路器檢修時(shí)，該支路要停止供電。因此，單母線接線不能滿足不允許停電的重要用戶的供電要求，只適用于不重要負(fù)荷的中、小容量的變電所。

（一）電氣主電路圖的基本形式2.單母線分段接線如圖3.2所示，當(dāng)引出線數(shù)目較多時(shí)，為提高供電可靠性，可用斷路器將母線分段，即采用單母線分段接線方式。（一）電氣主電路圖的基本形式圖3.2單母線分段接線

正常工作時(shí)，分段斷路器可以接通也可以斷開。如果正常工作時(shí)分段斷路器QF是接通的，則當(dāng)任意段母線故障時(shí)，母線繼電保護(hù)動(dòng)作跳開分段斷路器和接至該母線段上的電源斷路器，這樣非故障母線段仍能工作。當(dāng)一個(gè)分段母線的電源斷開時(shí)，連接在該母線上的出線可通過分段斷路器QF從另一段母線上得到供電。（一）電氣主電路圖的基本形式如果正常工作時(shí)分段斷路器QF是斷開的，則當(dāng)一段母線故障時(shí)，連在故障母線段上的電源斷路器在繼電保護(hù)的作用下跳開，非故障母線段仍能照常工作；但當(dāng)一分段母線的電源斷開時(shí)，連接在該母線上的出線會(huì)全部停電。

圖3.2單母線分段接線

（一）電氣主電路圖的基本形式3.雙母線接線如圖3.3所示，雙母線接線有兩組母線(母線Ⅰ和母線Ⅱ)，兩組母線之間通過母線聯(lián)絡(luò)斷路器QF(以下簡(jiǎn)稱母聯(lián)斷路器)連接；每一條引出線和電源支路都經(jīng)一臺(tái)斷路器與兩組母線隔離開關(guān)分別接至兩組母線上。

（一）電氣主電路圖的基本形式圖3.3雙母線接線（一）電氣主電路圖的基本形式雙母線接線的特點(diǎn)為：(1)可輪流檢修母線而不影響正常供電。(2)檢修任一母線側(cè)隔離開關(guān)時(shí)，只影響該回路供電。(3)工作母線發(fā)生故障后，所有回路短時(shí)停電并能迅速恢復(fù)供電。(4)出線回路斷路器檢修時(shí)，該回路要停止工作。雙母線接線有較高的可靠性，廣泛用于出線帶電抗器的6～10kV配電裝置中，當(dāng)35～60kV配電裝置的出線數(shù)超過8回和110kV配電裝置的出線數(shù)為5回及以上時(shí)，也采用雙母線接線。

（一）電氣主電路圖的基本形式4.橋形接線如圖3.4所示，橋形接線適用于僅有兩臺(tái)變壓器和兩條出線的裝置中。橋形接線僅用三臺(tái)斷路器，根據(jù)橋回路(QF3)的位置不同，可分為內(nèi)橋和外橋兩種接線方式。橋形接線正常運(yùn)行時(shí)，

三臺(tái)斷路器均閉合工作。

（一）電氣主電路圖的基本形式內(nèi)橋接線；

(b)外橋接線

圖3.4橋形接線1)內(nèi)橋接線內(nèi)橋接線如圖3.4（a）所示，橋回路置于線路斷路器內(nèi)側(cè)(靠變壓器側(cè))，此時(shí)線路經(jīng)斷路器和隔離開關(guān)接至橋接點(diǎn)，構(gòu)成獨(dú)立單元。而變壓器支路只經(jīng)隔離開關(guān)與橋接點(diǎn)相連，是非獨(dú)立單元。

（一）電氣主電路圖的基本形式內(nèi)橋接線的特點(diǎn)為：(1)線路操作方便。如線路發(fā)生故障，僅故障線路的斷路器跳閘，其余三回路可繼續(xù)工作，并保持相互的聯(lián)系。(2)正常運(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜。如變壓器T1檢修或發(fā)生故障，則需斷開斷路器QF1、QF3，使未故障線路L1供電受到影響，需經(jīng)倒閘操作，拉開隔離開關(guān)QS1后，再閉合QF1、QF3才能恢復(fù)線路L1工作，這將造成該側(cè)線路的短時(shí)停電。（一）電氣主電路圖的基本形式(3)橋回路故障或檢修時(shí)全廠分列為兩部分，使兩個(gè)單元之間失去聯(lián)系；同時(shí)，出線斷路器故障或檢修時(shí)，造成該回路停電。內(nèi)橋接線適用于兩回路進(jìn)線兩回路出線且線路較長(zhǎng)、故障可能性較大和變壓器不需要經(jīng)常切換運(yùn)行的變電所。

（一）電氣主電路圖的基本形式2)外橋接線如圖3.4（b）所示，橋回路置于線路斷路器外側(cè)(遠(yuǎn)離變壓器側(cè))，此時(shí)變壓器經(jīng)斷路器和隔離開關(guān)接至橋接點(diǎn)，構(gòu)成獨(dú)立單元；而線路支路只經(jīng)隔離開關(guān)與橋接點(diǎn)相連，是非獨(dú)立單元?！?.1電氣主電路圖的基本形式外橋接線的特點(diǎn)為：(1)變壓器操作方便。當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，僅故障變壓器回路的斷路器自動(dòng)跳閘，其余三回路可繼續(xù)工作，并保持相互的聯(lián)系。(2)線路投入與切除時(shí)，操作復(fù)雜。當(dāng)線路檢修或發(fā)生故障時(shí)，需斷開兩臺(tái)斷路器，并使該側(cè)變壓器停止運(yùn)行，需經(jīng)倒閘操作恢復(fù)變壓器工作，這會(huì)造成變壓器短時(shí)停電。（一）電氣主電路圖的基本形式(3)當(dāng)橋回路發(fā)生故障或檢修時(shí)全廠分列為兩部分，使兩個(gè)單元之間失去聯(lián)系。當(dāng)出線側(cè)斷路器發(fā)生故障或檢修時(shí)，造成該側(cè)變壓器停電。外橋接線適用于兩回進(jìn)線兩回出線且線路較短、故障可能性小和變壓器需要經(jīng)常切換的變電所。

（一）電氣主電路圖的基本形式1.只裝有一臺(tái)主變壓器的小型變電所主電路圖只有一臺(tái)主變壓器的小型變電所，其高壓側(cè)一般采用無母線接線。高壓側(cè)采用隔離開關(guān)－斷路器的變電所主電路如圖3.5所示。這種主電路由于采用了高壓斷路器，因而變電所的停、送電操作十分靈活方便。同時(shí)，高壓斷路器都配有繼電保護(hù)裝置，在變電所發(fā)生短路和過負(fù)荷時(shí)均能自動(dòng)跳閘。由于只有一路電源進(jìn)線，因而此種接線一般只用于三級(jí)負(fù)荷；如果變電所低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)線與其它變電所相連，則可用于二級(jí)負(fù)荷。

（二）

車間（或小型工廠）變電所的主電路圖圖3.5高壓側(cè)采用隔離開關(guān)－斷路器的變電所主電路

2.裝有兩臺(tái)主變壓器的小型變電所主電路圖高壓側(cè)無母線、低壓側(cè)單母線分段的變電所主電路如圖3.6所示。這種主電路的供電可靠性較高。當(dāng)任一主變壓器或任一電源線停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，該變電所通過閉合低壓母線分段開關(guān)，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。這種主電路可供一、二級(jí)負(fù)荷。（二）

車間（或小型工廠）變電所的主電路圖圖3.6高壓側(cè)無母線、低壓側(cè)單母線分段的變電所主電路

2.裝有兩臺(tái)主變壓器的小型變電所主電路圖高壓側(cè)單母線、低壓側(cè)單母線分段的變電所主電路如圖3.7所示。這種主電路適用于裝有兩臺(tái)及以上主變壓器或具有多路高壓出線的變電所，其供電可靠性也較高。當(dāng)任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過切換操作，可很快恢復(fù)整個(gè)變電所的供電，此電路可供二、三級(jí)負(fù)荷；有聯(lián)絡(luò)線時(shí)，可供一、

二級(jí)負(fù)荷。

（二）

車間（或小型工廠）變電所的主電路圖圖3.7高壓側(cè)單母線、低壓側(cè)單母線分段的變電所主電路

對(duì)于電源進(jìn)線電壓為35kV及以上的大、中型工廠，通常先經(jīng)工廠總降壓變電所將電壓降為6～10kV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所降為一般用電設(shè)備所需的電壓(如220V/380V)。工廠總降壓變電所一般設(shè)變壓器1～2臺(tái)，電源進(jìn)線1～2回，電壓為35～110kV/6～10kV。

（三）

總降壓變電所主電路圖1.一次側(cè)采用橋形接線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路一次側(cè)采用橋形接線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路如圖3.8所示。在這種主電路中，一次側(cè)的高壓斷路器QF10跨接在兩路電源進(jìn)線之間，內(nèi)橋形接線斷路器處在線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器；外橋形接線斷路器處在線路斷路器QF11和QF12的外側(cè)，靠近電源方向。這種主電路的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二