現(xiàn)代配電系統(tǒng)運(yùn)行與分析02（配電設(shè)備及設(shè)施）

現(xiàn)代配電系統(tǒng)運(yùn)行與分析

ModernDistributionSystemOperation&Analysis012-1配電設(shè)備和設(shè)施分類(lèi)

2-2配電開(kāi)關(guān)設(shè)備2-3預(yù)裝式高壓成套配電設(shè)備2-4低壓配電設(shè)備2-5典型配電設(shè)施專題2配電系統(tǒng)的基本設(shè)備和設(shè)施31一次系統(tǒng)：由一次設(shè)備相互連接，構(gòu)成發(fā)電、輸電、配電或直接用于生產(chǎn)的電氣主回路，又稱為一次回路或一次接線系統(tǒng)。二次系統(tǒng)：由二次設(shè)備相互連接，構(gòu)成對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)的電氣回路稱為二次回路或二次接線系統(tǒng)。常用專業(yè)術(shù)語(yǔ)回顧41一次設(shè)備：直接用于生產(chǎn)和使用電能的高壓電氣設(shè)備。二次設(shè)備：對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)察、測(cè)量、控制、保護(hù)和調(diào)節(jié)的輔助設(shè)備，稱為二次設(shè)備，即不直接和電能產(chǎn)生聯(lián)系的設(shè)備。常用專業(yè)術(shù)語(yǔ)回顧5162-1配電設(shè)備和設(shè)施分類(lèi)

配電設(shè)備分類(lèi)配電設(shè)施分類(lèi)7一、配電設(shè)備分類(lèi)1.按電壓等級(jí)高壓配電系統(tǒng):35kV\66kV\110kV\220kV中壓配電系統(tǒng):6.3kV\10kV\20kV低壓配電系:0.4kV(380/220V)高壓配電設(shè)備低壓配電設(shè)備2.按功能8一、配電設(shè)備分類(lèi)2.按功能一次設(shè)備：線路、變壓器、母線、開(kāi)關(guān)等二次設(shè)備電壓互感器電流互感器變壓器終端單元（TTU）饋線終端單元（FTU）桿上FTU柱上FTU環(huán)網(wǎng)柜FTU開(kāi)閉所FTU9二、配電設(shè)施分類(lèi)特點(diǎn)：有幾種配電基本元件組成。配電變電站饋線開(kāi)關(guān)站環(huán)網(wǎng)柜分類(lèi)：102-2配電開(kāi)關(guān)設(shè)備柱上斷路器柱上負(fù)荷開(kāi)關(guān)柱上隔離開(kāi)關(guān)跌落式熔斷器重合器和分段器一、斷路器斷路器具有可靠的滅弧裝置，它能通斷正常的負(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2-15ZW32型柱上真空斷路器圖2-16真空斷路器的滅弧結(jié)構(gòu)圖負(fù)荷開(kāi)關(guān)在10~35kV供電系統(tǒng)中應(yīng)用，用來(lái)關(guān)合或開(kāi)斷額定電流或規(guī)定過(guò)載電流。但是，不能開(kāi)斷短路電流，其斷口絕緣性能比較高，適合于頻繁操作的場(chǎng)合。柱上負(fù)荷開(kāi)關(guān)二、負(fù)荷開(kāi)關(guān)VSP5型真空自動(dòng)負(fù)荷開(kāi)關(guān)二、負(fù)荷開(kāi)關(guān)隔離開(kāi)關(guān)無(wú)滅弧能力，不允許帶負(fù)荷拉閘或合閘，但其斷開(kāi)時(shí)可以形成可見(jiàn)的明顯開(kāi)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，以及不同單位維護(hù)的線路的分界點(diǎn)處。三、隔離開(kāi)關(guān)熔斷器依靠熔體的特性，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)熔體產(chǎn)生的熱量將熔體熔斷，使電路開(kāi)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限流性能好的優(yōu)點(diǎn)，可在10ms內(nèi)開(kāi)斷電路，在環(huán)網(wǎng)柜和箱式變中被廣泛采用。限流式熔斷器不宜應(yīng)用在低于熔斷器額定電壓的電網(wǎng)中。四、熔斷器16高壓配電網(wǎng)采用斷路器控制開(kāi)斷電路；中壓配電網(wǎng)在電源側(cè)采用斷路器，其余常采用負(fù)荷開(kāi)關(guān)控制開(kāi)斷電路；低壓配電網(wǎng)一般采用熔斷器保護(hù)電路。五、重合器重合器是一種以配網(wǎng)自動(dòng)化就地保護(hù)為主的智能化開(kāi)關(guān)設(shè)備，具有控制及保護(hù)功能：能夠檢測(cè)故障電流并能在給定時(shí)間內(nèi)切除故障電流；1.功能五、重合器能夠按照預(yù)定的開(kāi)斷和重合順序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)開(kāi)斷和重合操作，并在其后進(jìn)行自動(dòng)復(fù)位和閉鎖，有效實(shí)現(xiàn)故障隔離。若重合成功則自動(dòng)終止后序動(dòng)作，并經(jīng)一段延時(shí)后恢復(fù)到預(yù)先整定狀態(tài)，為下一次故障做好準(zhǔn)備。若經(jīng)若干次合、分的循環(huán)操作后重合失敗則閉鎖在分閘狀態(tài)，只有通過(guò)手動(dòng)復(fù)位才能解除閉鎖。1.功能五、重合器重合器的作用強(qiáng)調(diào)短路電流開(kāi)斷、重合閘操作、保護(hù)特性時(shí)序、系統(tǒng)復(fù)位。斷路器只強(qiáng)調(diào)開(kāi)斷和關(guān)合，由外部機(jī)構(gòu)對(duì)斷路器進(jìn)行控制。重合器具有斷路器的全部功能。重合器本體包含控制系統(tǒng)，而斷路器本體不含有繼電保護(hù)控制系統(tǒng)。重合器適用于戶外柱上安裝，即可用在變電站內(nèi)，也可用在配電線路上。2.和斷路器相比的工作特點(diǎn)五、重合器重合器可以根據(jù)運(yùn)行中的需要調(diào)整重合次數(shù)及其間隔時(shí)間，而斷路器具有固定操作順序。重合器的相間故障開(kāi)斷采用反時(shí)限特性，以便與熔斷器安/秒特性相配合。在開(kāi)斷能力方面，重合器的短路開(kāi)斷試驗(yàn)的程序和試驗(yàn)條件比斷路器嚴(yán)格得多。2.和斷路器相比的工作特點(diǎn)五、重合器相別：?jiǎn)蜗唷⑷嗍褂媒橘|(zhì)：SF6、真空控制方式：液壓控制、電子控制檢測(cè)和控制原理：電壓型、電流型。電壓型：檢測(cè)到線路失壓后跳閘，來(lái)電后延時(shí)重合。電流型：檢測(cè)到短路故障電流后跳閘，再自動(dòng)重合。3.分類(lèi)六、分段器分段器是一種帶智能裝置的負(fù)荷開(kāi)關(guān)，關(guān)鍵部件是故障檢測(cè)裝置(FaultDetectingDevice，F(xiàn)DD)。它能記錄故障電流次數(shù)并當(dāng)次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)值后自動(dòng)分閘（在失壓或無(wú)電流時(shí)）并閉鎖。它可以開(kāi)斷負(fù)荷、關(guān)合短路，但不能開(kāi)斷短路電流。1.功能六、分段器相別：?jiǎn)蜗?、三相使用介質(zhì)：SF6、真空控制方式：液壓控制、電子控制故障判斷方式：電壓-時(shí)間型分段器、和過(guò)流/脈沖計(jì)數(shù)型。2.分類(lèi)3.工作特點(diǎn)1）電壓-時(shí)間型分段器電壓-時(shí)間型分段器是憑借加壓、失壓的時(shí)間長(zhǎng)短來(lái)控制其動(dòng)作的，失壓后分閘或閉鎖，加壓后合閘，一般由帶微處理器的分段器故障檢測(cè)裝置根據(jù)饋線運(yùn)行狀態(tài)控制其分閘、合閘及閉鎖。電壓-時(shí)間型分段器有兩個(gè)重要參數(shù)：X時(shí)限和Y時(shí)限需整定。X時(shí)限，從分段器電源側(cè)加壓至該分段器合閘的時(shí)延；Y時(shí)限，又稱為故障檢測(cè)時(shí)間。若分段器合閘后在未超過(guò)Y時(shí)限的時(shí)間內(nèi)又失壓，則該分段器分閘并閉鎖在分閘狀態(tài)，待下一次再得電時(shí)也不再自動(dòng)重合。分段器故障檢測(cè)裝置一般有兩套功能。第一套是應(yīng)用于常閉狀態(tài)的分段開(kāi)關(guān)；第二套是應(yīng)用于處于常開(kāi)狀態(tài)的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。可通過(guò)參數(shù)配置實(shí)現(xiàn)兩套功能的切換。1）電壓-時(shí)間型分段器對(duì)于輻射狀饋線，將分段器的故障檢測(cè)裝置設(shè)置為第一套功能。當(dāng)分段器的故障檢測(cè)裝置監(jiān)測(cè)到分段器電源側(cè)得電后起動(dòng)X計(jì)時(shí)器，在經(jīng)過(guò)X時(shí)限規(guī)定的時(shí)間后，令分段器合閘；同時(shí)起動(dòng)Y計(jì)時(shí)器，若在計(jì)滿Y時(shí)限規(guī)定的時(shí)間以內(nèi)，該分段器又失壓，則該分段器分閘并閉鎖在分閘狀態(tài)，待下一次再得電也不再自動(dòng)重合。1）電壓-時(shí)間型分段器安裝于處于常開(kāi)狀態(tài)的聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)處的分段器故障檢測(cè)裝置要設(shè)置在第二套功能。安裝于聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)處的分段器故障檢測(cè)裝置要對(duì)兩側(cè)的電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)監(jiān)測(cè)到任一側(cè)失壓時(shí)起動(dòng)XL計(jì)數(shù)器，規(guī)定時(shí)間XL時(shí)限后，使分段開(kāi)關(guān)合閘。同時(shí)起動(dòng)Y計(jì)時(shí)器，若在計(jì)滿Y時(shí)限規(guī)定的時(shí)間以內(nèi)，該分段器同一側(cè)又失壓，則該分段器分閘并閉鎖在分閘狀態(tài)，待下一次再得電也不再自動(dòng)重合。1）電壓-時(shí)間型分段器2）過(guò)電流/脈沖計(jì)數(shù)型分段器過(guò)電流脈沖計(jì)數(shù)型分段器通常與前級(jí)的重合器或斷路器配合使用，它不能開(kāi)斷短路故障電流。但在一段時(shí)間內(nèi)，能記憶前級(jí)開(kāi)關(guān)設(shè)備開(kāi)斷故障電流動(dòng)作次數(shù)。1）當(dāng)線路出線永久性故障電流時(shí)，首先由位于線路出口的重合器或斷路器切除故障，分段器完成一次故障的計(jì)數(shù)；2）根據(jù)分段器所處的線路位置預(yù)先設(shè)定有一定的計(jì)數(shù)次數(shù)，當(dāng)分段器動(dòng)作達(dá)到了規(guī)定的計(jì)數(shù)次數(shù)后，在無(wú)電流下自動(dòng)分?jǐn)?，將故障區(qū)域隔離出來(lái)，非故障區(qū)段的供電由重合器或斷路器恢復(fù)供電；3）當(dāng)線路出線瞬時(shí)性故障電流時(shí)，分段器計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)次數(shù)可以在一定時(shí)間后自動(dòng)復(fù)位，將計(jì)數(shù)清除復(fù)位。工作過(guò)程4、重合器與過(guò)流脈沖計(jì)數(shù)型分段器配合302-3預(yù)裝式高壓成套配電設(shè)備環(huán)網(wǎng)柜電纜分支箱高壓開(kāi)關(guān)柜預(yù)裝式變電站（箱式變電站）SF6全封閉組合電器一、環(huán)網(wǎng)柜一、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(kāi)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.功能2.環(huán)網(wǎng)柜的基本組成單元柜（殼）體母線負(fù)荷開(kāi)關(guān)（斷路器）熔斷器隔離開(kāi)關(guān)電纜插接件二次控制部件等(1)進(jìn)出線絕緣套管；(2)電纜夾；(3)底架；(4)箱體；(5)負(fù)荷開(kāi)關(guān)；(6)分、合操作孔；(7)起吊孔；(8)壓力表；(9)觀察窗；(10)分、合按鈕；(11)掛鎖板；(12)接地操作孔；(13)位置指示器；(14)電纜室門(mén)；(15)熔管；(16)熔斷器室門(mén)；(17)帶電及故障指示器3.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2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(kāi)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。4.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)一次接線圖b）故障隔離后4.實(shí)例應(yīng)用電纜分支箱（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2-2410kV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)二、電纜分支箱1.功能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。2.組成結(jié)構(gòu)3.主要分類(lèi)1）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(kāi)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(mén)箱式電纜分支箱箱殼上有若干個(gè)活動(dòng)的門(mén)，有的門(mén)為開(kāi)關(guān)設(shè)備的操作而設(shè)，有的門(mén)是為電纜連接器件的安裝施工或維護(hù)檢修而設(shè)的。

3.主要分類(lèi)2）高級(jí)分支箱高壓開(kāi)關(guān)柜通常指3.6~40.5kV交流金屬封閉開(kāi)關(guān)設(shè)備。設(shè)備內(nèi)部空間以空氣或復(fù)合絕緣材料作為介質(zhì)，用作接受和分配電網(wǎng)的電能。

三、高壓開(kāi)關(guān)柜1.功能三、高壓開(kāi)關(guān)柜2.分類(lèi)按柜內(nèi)整體結(jié)構(gòu)：鎧裝式、間隔式、箱式鎧裝式：主要元件分設(shè)于由接地的金屬隔板相互隔開(kāi)的小室中，隔室間電路連接通過(guò)套管完成。三、高壓開(kāi)關(guān)柜2.分類(lèi)間隔式：主要元件安裝在絕緣板相互隔開(kāi)的小室中。箱式：隔室數(shù)量少于鎧裝式或間隔式，甚至不分隔室，一般只有金屬封閉。三、高壓開(kāi)關(guān)柜2.分類(lèi)按柜內(nèi)主要電器元件固定特點(diǎn)：固定式、移開(kāi)式（手車(chē)式）固定式：柜內(nèi)所有電器元件都是固定安裝。手車(chē)式：柜內(nèi)主要電器元件（如斷路器、PT、避雷器）安裝在可移開(kāi)的小車(chē)上，小車(chē)中的電器與柜內(nèi)電路通過(guò)插入式觸頭連接。三、箱式變電站箱式變電站是一種將配電變壓器、高低壓開(kāi)關(guān)按照一定的結(jié)構(gòu)和接線方式組合起來(lái)的一種預(yù)裝式配電裝置。四、箱式變電站變壓器、高壓開(kāi)關(guān)、鎧裝母線、進(jìn)出線、避雷器、電流互感器等電氣單元。1.功能四、箱式變電站2.分類(lèi)按整體結(jié)構(gòu)：歐式、美式按安裝場(chǎng)所：戶內(nèi)、戶外按高壓接線方式：終端接線、雙電源接線、環(huán)網(wǎng)接線按箱體結(jié)構(gòu)：整體、分體四、箱式變電站3.結(jié)構(gòu)總體結(jié)構(gòu)：高壓室（高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備）、變壓器室、低壓室（低壓配電裝置）四、箱式變電站3.結(jié)構(gòu)四、箱式變電站3.結(jié)構(gòu)四、箱式變電站3.結(jié)構(gòu)高壓側(cè)額定電壓：7.2~40.5kV；高壓開(kāi)關(guān)可選斷路器、負(fù)荷開(kāi)關(guān)或負(fù)荷開(kāi)關(guān)加熔斷器，可加裝計(jì)量裝置；變壓器最大容量為1600kVA，一般選用油浸式或干式變壓器；低壓側(cè)額定電壓不超過(guò)1kV，一般安裝總開(kāi)關(guān)和分路開(kāi)關(guān)，可裝補(bǔ)償電容器、計(jì)量裝置。四、箱式變電站3.應(yīng)用環(huán)網(wǎng)供電中的應(yīng)用：高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備采用環(huán)網(wǎng)供電單元，作為一個(gè)設(shè)備節(jié)點(diǎn)；終端供電中的應(yīng)用：高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備采用單路組合電器作為進(jìn)線開(kāi)關(guān)532-4低壓配電設(shè)備低壓配電開(kāi)關(guān)設(shè)備低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備54一、低壓配電開(kāi)關(guān)設(shè)備低壓刀開(kāi)關(guān)（閘刀開(kāi)關(guān)）低壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)低壓熔斷器刀開(kāi)關(guān)熔斷器熱繼電器低壓接觸器低壓斷路器1.閘刀開(kāi)關(guān)閘刀開(kāi)關(guān)是一種最簡(jiǎn)單的低壓開(kāi)關(guān)，只能用于手動(dòng)操作接通或開(kāi)斷低壓電路的正常工作電流。閘刀開(kāi)關(guān)是利用拉長(zhǎng)電弧的原理使電弧在空氣中熄滅。2.接觸器接觸器是用來(lái)遠(yuǎn)距離接通或開(kāi)斷負(fù)荷電流、并適用于頻繁起動(dòng)及控制電動(dòng)機(jī)的低壓開(kāi)關(guān)。按控制電路的電源種類(lèi)，接觸器可分為交流接觸器和直流接觸器。3.自動(dòng)空氣開(kāi)關(guān)自動(dòng)開(kāi)關(guān)可以切斷負(fù)荷電流和短路電流，常用在低壓大功率電路中作為主控電器。自動(dòng)開(kāi)關(guān)不適用于頻繁操作。按電源種類(lèi)，可分為交流和直流自動(dòng)開(kāi)關(guān)；按結(jié)構(gòu)可分為萬(wàn)能式和裝置式。58二、低壓成套開(kāi)關(guān)設(shè)備低壓開(kāi)關(guān)柜（配電屏）動(dòng)力配電柜電動(dòng)機(jī)控制中心照明配電箱動(dòng)力配電箱592-5典型配電設(shè)施配電變電站（變電所）饋線開(kāi)關(guān)站（開(kāi)閉所）60一、配電變電站（變電所）高壓中壓（10kV）箱式變電站配電站（配電室）配電變壓器臺(tái)（變臺(tái)）110kV變電站35kV變電站1.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（簡(jiǎn)稱“公變