變配電所基礎知識課件

第五章變配電所1第五章變配電所15.1變配電所型式和位置變配電所具體可以分為變電所和配電所，也可以是二者的集合。其中，變電所內設有變壓器、高壓進電設備和配電設備，起接受電能、變換電壓等級及分配電能的作用；配電所沒有變壓器，只有配電設備的起接受及分配電能的作用。根據(jù)變壓器的功能，變配電所分為升壓變電所和降壓變電所。根據(jù)變電所在系統(tǒng)中所處的地位，分為樞紐變電所、中間變電所、終端變電所。根據(jù)變電所所在電力網(wǎng)的位置，分為區(qū)域變電所和地方變電所。25.1變配電所型式和位置變配電所具體可以分為變電所和配電變配電所形式根據(jù)變配電所與其供電建筑的位置關系，可分為獨立式、附設式（內附式及外附式）、露天式、戶內式、地下變電所、桿上式或高臺式變電所等形式。變配電所的形式應根據(jù)用電負荷的狀況和周圍環(huán)境情況綜合確定。高層或大型民用建筑內，宜設室內變電所或戶內成套變電所。大中城市的居民區(qū)，宜設獨立變電所或附設變電所，有條件時也可設戶外成套變電所。環(huán)境允許的中小城鎮(zhèn)居民區(qū)和工廠的生活區(qū)，其變壓器容量在315kV·A以下時，宜設桿上式或高臺式變壓器。大、中城市除居住小區(qū)的桿上變電所外，民用建筑中不宜采用露天或半露天的變配電所，如確需要設置時，宜選用帶防護外殼的戶外成套變配電所。根據(jù)變配電所對安裝的要求，分為需要現(xiàn)場分別安裝變壓器、電柜的裝配式變配電所和工廠整體出廠不需現(xiàn)場分別安裝的組裝式成套變配電所。3變配電所形式根據(jù)變配電所與其供電建筑的位置關系，可分為獨立式

變配電所所址的選擇

所址的選擇原則：1、盡量靠近負荷中心，以便減少電壓損耗、電能損耗和有色金屬消耗量2、進出線方便，特別是采用架空進出線時應著重考慮進出線條件3、盡量靠近電源側，以盡量避免倒送功率，對總降壓變、配電所要特別注意4、盡量不設在多塵和有腐蝕性氣體的場所，若無法遠離時則應設在污染源的上風側5、不應設在有劇烈震動的場所4變配電所所址的選擇所址的選擇原則：46、不應設在洗手間、浴室或其他可能經(jīng)常積水場所的正下方7、交通運輸方便，以便于運送變壓器、開關柜等較重、較大的設備8、不宜設在易燃、易爆場所或與之保持規(guī)定的安全距離9、高壓配電所應盡量與車間變電所或有大量高壓用電設備的廠房合建10、高層建筑地下層變配電所的位置，宜選擇在通風、散熱條件較好的場所56、不應設在洗手間、浴室或其他可能經(jīng)常積水5具體要求①裝有可燃性油浸變壓器的變電所，建筑物耐火等級應高于三級。②獨立配變電所，不宜設在地勢低洼和可能積水的場所③在無特殊防火要求的多層建筑中，裝有可燃油的電氣設備的變配電所，可設置在底層靠外墻部位，但不應設在人員密集場所的上下方、貼鄰或疏散出口兩旁。④高層建筑的配變電所，宜設置在地下層或首層；當建筑物高度超過100m時，也可在高層區(qū)的避難層或上技術層內設置變電所。6具體要求6⑤一類高、低層主體建筑內，嚴禁設置裝有可燃性油的電氣設備的變配電所。二類高、低層主體建筑內不宜設置裝有可燃性油的電氣設備的變配電所。如受條件限制，可采用難燃性油的變壓器，并應設在首層靠外墻部位或地下室，且不應設在人員密集場所的上下方、貼鄰或出口的兩旁。⑥高層建筑地下層變配電所的位置，宜選擇在通風、散熱條件較好的場所。變配電所位于高層建筑（或其他地下建筑）的地下室時，不宜設在最底層。當?shù)叵聝H有一層時，應采取適當抬高該所地面、設置排水系統(tǒng)等防水措施。并應防止洪水或積水從其他渠道灌入變配電所的可能性。7⑤一類高、低層主體建筑內，嚴禁設置裝有可燃性油的電氣設備的變⑦露天或半露天變電所，不應設置在下列場所：a.有腐蝕性氣體的場所；b.挑檐為燃燒體或難燃燒體和耐火等級為四級的建筑物旁；c.附近有棉，糧及其他易燃，易爆物品集中的露天堆場；d.容易沉積可燃粉塵、可燃纖維，灰塵或導電塵埃且嚴重影響變壓器安全運行的場所。8⑦露天或半露天變電所，不應設置在下列場所：85.2變配電所布置變配電所主要由高壓配電室、變壓器室、低壓配電室、電容器室、值班室等組成的。具體布置應結合建筑物或建筑群的條件和需要，靈活安排。高壓配電室中設置高壓進電柜或進電開關；變壓器室設置變壓器；低壓配電室設置低壓配電柜、電容器室設置補償電容器柜；值班室供人員值班及設置變配電室監(jiān)控儀表和監(jiān)控臺。其余可根據(jù)條件和需要加設衛(wèi)生間、修理間等輔助房間。95.2變配電所布置變配電所主要由高壓配電室、變壓器室、低壓獨立變配電所10獨立變配電所10附設式變配電所11附設式變配電所115.3變配電所設備變配電所高壓開關設備主要有：變壓器高壓斷路器隔離開關負荷開關熔斷器高壓開關柜125.3變配電所設備變配電所高壓開關設備主要有：12新S9系列三相油浸式變壓器

新S9系列三相油浸式變壓器采用了新型絕緣結構和提高抗短路能力結構等多項科研成果。其性能達到國際先進水平。與S7系列相比較，空載損耗平均降低10.25%，空載電流降低37.9%，負載損耗平均降低22.4%，是節(jié)能型產(chǎn)品的更新?lián)Q代產(chǎn)品。

主要功能和特點

●損耗低，節(jié)能顯著；

●鐵芯為圓形多級、全斜三級接縫疊片結構；

●高低壓繞組均用無氧銅線繞制，高壓繞組一律采用多層圓筒式結構；

●器身結構合理；

●采用新型組件

型號

容量(KVA)S9-/10

305063

80

100125160

200250315400

500

630

80010001250160013新S9系列三相油浸式變壓器

新S9系列三相油浸SC(B)10-30～2500/10系列F級

樹脂澆注干式配電變壓器14SC(B)10-30～2500/10系列F級

樹脂澆注干式配

SC系列環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器

SC系列環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器，其高低壓繞組均采用樹脂絕緣包封繞組，具有損耗低、無污染、耐高溫、抗裂、防潮、機械強度高、維護簡便等優(yōu)點。特別適用于高層建筑、商貿中心、地鐵、機場、車站等重要場所的輸變電系統(tǒng)。主要功能和特點

●阻燃能力強、無污染、防爆，可安裝在負荷中心；

●防潮性能好，可在100%濕度下安全運行；

●局部放電量小，電氣強度高；●絕緣性能好安匝分布均勻，抗短路能力強，耐雷電沖擊水平高；

●抗裂、耐高溫、機械強度高、壽命長；

●繞組設溫度自動監(jiān)測與保護，可保證長期安全可靠運行；

●損耗低，過載能力強，強迫風冷時可使額定容量提高40~50%；

●體積小，重量輕、噪音低，安裝簡單方便、免維護；15

1、高壓隔離開關

作用：隔離高壓電源，保證其他設備和線路的安全檢修結構：沒有專門的滅弧裝置，因此不許帶負荷操作類型：戶內式GN、戶外式GW注意：一般與高壓斷路器串聯(lián)使用161、高壓隔離開關作用：16GW5-110系列GW13型中性點隔離開關

GW4-110W戶外交流高壓隔離開關17GW5-110系列GW13型中性點隔離開關GW4-110WGN2戶內高壓隔離開關DGN-12戶內高壓隔離開關

型號DGN-12額定電壓10額定電流630A.1250A短時耐受電流2031.5峰值耐受電流508018GN2戶內高壓隔離開關DGN-12戶內高壓隔離開關型號2、高壓負荷開關

作用：能通斷一定的負荷電流和過載電流，但不能斷開短路電流。結構：有滅弧裝置類型：戶內式FN、戶外式FW注意：一般與高壓熔斷器串聯(lián)使用192、高壓負荷開關作用：19FN11負荷開關YFN18FN7

高壓負荷開關20FN11負荷開關YFN18FN7高壓負荷開關203、高壓斷路器

作用：正常運行時接通或切斷負荷電流，當發(fā)生短路故障時，借助繼電保護使它自動、迅速地切斷故障電流。結構：有完善的滅弧裝置類型：油斷路器、空氣斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器213、高壓斷路器作用：21

ZW7-40.5型戶外交流高壓真空斷路器

ZN28-12、ZN25A-12系列戶內高壓真空斷路器22

ZW7-40.5型戶外交流高壓真空斷路器

Z戶外SF6高壓斷路器LW41-126ZW□-40.5系列戶外高壓真空斷路器23戶外SF6高壓斷路器LW41-126ZW□-40.5系列戶外空氣斷路器空氣斷路器（KN型）采用壓縮空氣作為滅弧介質，斷路器中的空氣具有強烈地滅弧作用，使電弧冷卻而熄滅，并作為動、靜觸頭間的絕緣介質和接通、切斷操作時的動力。該斷路器動作快、斷流容量大，但構造復雜、價格高，因而使用在電壓等級為1O～35kV的電力系統(tǒng)中。24空氣斷路器空氣斷路器（KN型）采用壓縮空氣作為滅弧介質六氟化硫斷路器六氟化硫斷路器（LN型）六氟化硫（SF6）分子能在電弧間隙的游離氣體中吸附自由電子。因此，SF6氣體有優(yōu)異的絕緣能力和滅弧能力，比普通空氣絕緣能力高2.5～3倍，滅弧能力則高5～10倍，電弧在SF6中燃燒時，電弧電壓特別低，燃燒時間短，在SF6斷路器開斷中觸頭燒損輕微，適用于頻繁操作，延長了檢修周期。目前，它的發(fā)展速度很快，電壓等級也在不斷地提高。25六氟化硫斷路器六氟化硫斷路器（LN型）六氟化硫（SF6）真空斷路器

真空斷路器（ZN型）指觸頭在高度真空滅弧室中切斷電路的斷路器。真空斷路器采用的絕緣介質和滅弧介質是高真空度的空氣。真空斷路器具有觸頭開距小、動作快、燃弧時間短、滅弧快、體積小、重量輕、防火防爆、操作噪聲小、適于頻繁操作的優(yōu)點。26真空斷路器真空斷路器（ZN型）指觸頭在高度真空滅弧室中4、高壓熔斷器

作用：過載與短路保護類型：戶內固定式RN

戶外跌落式RW274、高壓熔斷器作用：27戶外高壓跌落式熔斷器RW10-10F、RW10-10FM型熔斷器XRNP-12戶內高壓限流熔斷器28戶外高壓跌落式熔斷器RW10-10F、RW10-10FM型熔5、電流和電壓互感器TVTA

互感器就是特殊變壓器，其功能有以下三點：1、安全絕緣2、擴大范圍3、可獲得多種形式的接線方案來滿足各種測量和保護電路的要求。6、避雷器F防過電壓侵入7、電容器C作無功補償295、電流和電壓互感器TVTA6、避雷器F8、高壓開關柜作用：作電能接受、分配的通、斷和監(jiān)視保護。由制造廠按一定接線方式將同一回路的開關電器、母線、測量儀表、保護電器和輔助設備等裝配在封閉的金屬柜中成套供應。類型：固定式GG手車式JYN308、高壓開關柜作用：30

KYN18A-10（相當西門子公司88K20）系鎧裝移開式交流金屬封閉開關設備，適用于3-10KV交流三相50HZ單相電力系統(tǒng)中，做為接受和分配電能之用。KYN18A-10型高壓開關柜31KYN18A-10（相當西門子公司88K20）系鎧GGN-40.5型固定式高壓開關柜KYN61-40.5高壓鎧裝式開關柜KYN10-40.5型戶內交流金屬鎧裝移開式開關高壓開關柜32GGN-40.5型KYN61-40.5KYN10-40.5型GGD交流低壓開關柜GCS型低壓抽出式開關柜33GGD交流低壓開關柜GCS型低壓抽出式開關柜33343435353636成套配電裝置的“五防”措施：1、防止誤分、合高壓斷路器2、防止帶負荷拉、合隔離開3、防止帶電掛接地線4、防止帶接地線和隔離開關5、防止人員誤入帶電間隔37成套配電裝置的“五防”措施：37各設備的文字與圖形符號如下：

變壓器斷路器負荷開關隔離開關熔斷器38各設備的文字與圖形符號如下：變壓器斷路器負荷開關5.4變、配電站主結線主結線指由各種開關電器、變壓器、母線、電纜或導線、電容器、避雷器等電氣設備按一定順序連接的接受和分配電能的電路。對主結線方案的基本要求：安全性可靠性靈活性經(jīng)濟性395.4變、配電站主結線主結線指由各種開關電器、變壓器、母單母線不分段結線

40單母線不分段結線40單母線分段結線41單母線分段結線41雙母線結線

雙母線兩組母線可同時工作，并通過母線聯(lián)絡斷路器(母聯(lián)開關)并聯(lián)運行，電源與負荷平均分配在兩組母線上。對母線繼電保護要求將某一回路固定與某一組母線聯(lián)結，以固定方式運行。42雙母線結線雙母線兩組母線可同時工作，并通過母內橋式結線內橋式結線中內橋開關QF1安裝在線路開關QF11和QF21之內。內橋式結線供電的持續(xù)性較好，適用于一、二級負荷用電系統(tǒng)43內橋式結線內橋式結線中內橋開關QF1安裝在線路開關Q外橋式結線橋開關QF1安裝在線路開關QF11和QF21之外，稱為外橋式。在進線回路也只安裝隔離開關，不必安裝熔斷器。外橋式結線對變壓器回路的操作方便，但是對電源進線一側的操作不便。

44外橋式結線橋開關QF1安裝在線路開關QF11和QF2主接線中開關電器的組合方式及操作順序組合方式：斷路器QF+隔離開關QS

負荷開關QL+熔斷器FU操作順序：斷路器QF+隔離開關QS通電時先閉合隔離開關

再閉合斷路器斷電時先斷開斷路器再斷開隔離開關45主接線中開關電器的組合方式及操作順序455.5變壓器的選擇--變壓器的負載率—變壓器的負載損耗kW，隨負載變化而變化，一般按額定電流時的短路損耗考慮，即額定電流時的變壓器銅損。--變壓器的空載損耗，kW(變壓器的鐵芯損失)單臺變壓器時，建議負載率取70%～80%一、容量選擇465.5變壓器的選擇--變壓器的負載率—變壓器的負載損耗《住宅建筑電氣設計規(guī)范》JGJ242-2011中變壓器選擇的規(guī)定：4.3.1住宅建筑應選用節(jié)能型變壓器。變壓器的結線宜采用D，yn11，變壓器的負載率不宜大于85%。4.3.2設置在住宅建筑內的變壓器，應選擇干式、氣體絕緣或非可燃性液體絕緣的變壓器。4.3.3當變壓器低壓側電壓為O.4kV時，配變電所中單臺變壓器容量不宜大于1600kVA，預裝式變電站中單臺變壓器容量不宜大于800kVA。47《住宅建筑電氣設計規(guī)范》JGJ242-2011中變壓器選擇變壓器容量的選擇

變壓器容量的選擇根據(jù)計算負荷要求選取，先計算變壓器二次側的S30，并考慮無功補償容量，最大負荷的同時系數(shù)（Kd計算時），以及線路及變壓器的損耗，從而求得變壓器一次側的計算負荷，并作為選擇變壓器容量的重要依據(jù)。對于無特殊要求的用電部門應考慮近期發(fā)展，單臺變壓器的額定容量按總S30再加大15%—25%來確定，以提高變壓器運行效率，但單臺容量應不超過1000KVA。如果用電負荷大或負荷集中，若運行合理，經(jīng)校驗所選低壓開關的分段能力大于變壓器低壓側短路容量時，也可選較大容量變壓器，但單臺容量最大應不超過1800KVA，以免低壓側短路電流過大。

48變壓器容量的選擇變壓器容量的選擇根據(jù)計算負荷要求選1、電力變壓器的容量應能滿足電動機直接起動及其它沖擊負荷的用電要求ST≥1.25Sd2、單臺變壓器ST≥S303、裝有兩臺變壓器的變電所ST應同時滿足：a、任一臺單獨運行時，ST=（0.6-0.7）S30b、任一臺單獨運行時應滿足全部一、二級負荷S30（Ⅰ+Ⅱ）的需要。491、電力變壓器的容量應能滿足電動機直接起動及其它沖擊負荷的用二、變壓器臺數(shù)的選取

變壓器臺數(shù)的選取應根據(jù)用電負荷特點及經(jīng)濟運行條件、節(jié)能和降低工程造價等因素綜合確定。對一般車間、居民住宅、機關學校，如果一臺變壓器能滿足需要時，宜選用一臺，其容量大小由S30確定，且單臺容量在1000KVA及以下。對高層建筑，一級和二級負荷較大，空調制冷負荷的季節(jié)性變化較大，而且高層建筑總用電量比較大。因此，宜設置兩臺及以上的變壓器。50二、變壓器臺數(shù)的選取變壓器臺數(shù)的選取應根據(jù)用電負臺數(shù)選用原則帶有一、二級負荷的變電所1、一、二級負荷較多時，應設兩臺或兩臺以上的變壓器2、只有少量一、二級負荷，并能從鄰近變電所取的得低壓備用電源時，可采用一臺變壓器。帶有三級負荷的變電所1、負荷較小時，采用一臺變壓器2、負荷較大時，一臺變壓器不能滿足要求時，采用兩臺及以上的變壓器。3、晝夜負荷或季節(jié)性負荷變化大，選用一臺在技術經(jīng)濟上不合理時，宜選二臺。51臺數(shù)選用原則帶有一、二級負荷的變電所51三、專用變壓器的設置

一般情況下，動力和照明宜共用變壓器。當屬下列情況之一時，可設專用變壓器。1、當照明負荷較大或動力和照明采用共用變壓器嚴重影響照明質量及燈泡壽命時，可設照明專用變壓器；2、單臺單相負荷較大時，宜設單相變壓器；3、沖擊性負荷較大，嚴重影響電能質量時,可設沖擊負荷專用變壓器；4、在電源系統(tǒng)不接地或經(jīng)阻抗接地（IT系統(tǒng)）的低壓電網(wǎng)中，照明負荷應設專用變壓器。52三、專用變壓器的設置一般情況下，動力和照明宜共用變壓四、變壓器的運行方式1、明備用：正常運行時，有1臺或數(shù)臺變壓器作為備用，工作變壓器故障或檢修時，備用變壓器投入運行，并要求滿足全部負荷。每臺變壓器的容量按100%的計算負荷確定，即53四、變壓器的運行方式1、明備用：正常運行時，有1臺或數(shù)臺變壓2、暗備用正常運行時，所有變壓器均工作，但每臺變壓器的負荷率均小于100％。例如：2臺變壓器同時工作，每臺變壓器各承擔負荷量的1/2，每臺變壓器的負荷率均小于80％；當變壓器故障或檢修時，由另一臺變壓器盡量帶全部負荷，此時變壓器會暫時出現(xiàn)過負荷現(xiàn)象。暗備用運行方式的變壓器每臺容量按總計算負荷的70%選擇，即：542、暗備用正常運行時，所有變壓器均工作，但每臺變壓器的負5.6變配電所對建筑的要求一、變配電所對層高的要求高壓配電室的層高架空進線時5m

電纜進線時不小于4m低壓配電室的層高不低于3.5m555.6變配電所對建筑的要求一、變配電所對層高的要求55二、高壓配電室內各種通道最小寬度（mm）通道分類柜后維護通道柜前操作通道固定式手車式單列布置8001500單車長+1200雙列面對面布置

8002000雙車長+900雙列背靠背布置

10001500單車長+1200配電裝置長度大于6m時，其柜后維護通道應有兩個出口56二、高壓配電室內各種通道最小寬度（mm）通道分類柜后柜前低壓配電室內各種通道最小寬度（mm）布置方式柜前操作通道柜后操作通道

柜后維護通道

固定式柜單列布置150012001000固定式柜雙列面對面布置200012001000固定式柜雙列背靠背布置

150015001000抽屜式柜單列布置18001000抽屜式柜雙列面對面布置

2300

1000抽屜式柜雙列背靠背布置

1800

1000長度大于8m的低壓配電室應有兩個出口，并設置在配