城市軌道交通供電系統(tǒng)（高職）全套教學課件

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近年來，我國城市軌道交通建設(shè)快速、穩(wěn)定發(fā)展。截至2017年12月31日，中國大陸包括北京、上海、廣州等35座城市開通運營軌道交通線路共171條，總里程高達5083.45km，車站3269座。城市軌道交通供電系統(tǒng)（以下簡稱供電系統(tǒng)）擔負著城市軌道交通運行所需的一切電力供應(yīng)，通過電能的變換與傳輸，滿足城市軌道交通系統(tǒng)所有用電設(shè)備的用電需求，是城市軌道交通安全、可靠、便捷、舒適運行的重要保證。項目目標掌握供電系統(tǒng)的主要功能和基本要求了解供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)了解供電系統(tǒng)的主要設(shè)備掌握供電制式的概念及其選擇原則了解供電制式的主要特點掌握供電負荷的等級項目一城市軌道交通供電系統(tǒng)概述任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)任務(wù)二

認識供電制式及供電負荷任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)任務(wù)設(shè)計

城市軌道交通供電系統(tǒng)的設(shè)置需嚴格遵循行業(yè)標準和國家相關(guān)規(guī)定。在學習供電系統(tǒng)專業(yè)知識前，應(yīng)對供電系統(tǒng)的總體布置和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)進行初步了解。本任務(wù)通過介紹基礎(chǔ)知識，配合沙盤模型將所學知識加以應(yīng)用和鞏固，并結(jié)合在現(xiàn)實環(huán)境中對所在城市軌道交通供電系統(tǒng)的調(diào)查，全局認識供電系統(tǒng)，為后續(xù)的學習奠定基礎(chǔ)。知識儲備城市軌道交通供電系統(tǒng)主要由外部供電系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)、動力照明供電系統(tǒng)、電氣安全與防護系統(tǒng)及電力監(jiān)控系統(tǒng)等部分組成。供電系統(tǒng)的電源由發(fā)電廠經(jīng)國家電網(wǎng)提供，屬于高壓供電網(wǎng)絡(luò)。通常將發(fā)電廠至主變電所部分稱為外部供電系統(tǒng)，也稱作一次供電系統(tǒng)，而將主變電所至牽引變電所、降壓變電所部分稱為中壓供電網(wǎng)絡(luò)。城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成如圖1-1所示。一、供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖1-1城市軌道交通供電系統(tǒng)的組成任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

外部供電系統(tǒng)：包括外部電源和主變電所，一般從城市電網(wǎng)10kV，110kV，220kV系統(tǒng)接口接入。知識加油站我國規(guī)定的電網(wǎng)標稱電壓有3kV，6kV，10kV，20kV，35kV，110kV，220kV，330kV，500kV，750kV，1000kV，其中3～220kV為高壓，330～750kV為超高壓，1000kV為特高壓。城市電網(wǎng)主要由10kV，110kV，220kV，500kV供電網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

牽引供電系統(tǒng)：中壓網(wǎng)絡(luò)輸送的電能經(jīng)牽引變電所降壓、整流后，通過牽引網(wǎng)為機車提供直流電源的系統(tǒng)。在區(qū)段內(nèi)為機車供給牽引電能的變電所稱為牽引變電所；牽引網(wǎng)包括架空接觸網(wǎng)和接觸軌（也稱第三軌）等形式，主要由接觸網(wǎng)、饋電線、走行軌（又稱鋼軌）和回流線等部件構(gòu)成，機車通過受流器與接觸網(wǎng)的直接接觸來獲得電能，再通過走行軌和回流線將電能引回牽引變電所。架空接觸網(wǎng)、接觸軌分別如圖1-2和圖1-3所示。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

圖1-2架空接觸網(wǎng)

圖1-3接觸軌任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)讀一讀城市軌道交通供電系統(tǒng)是嫁接在城市電網(wǎng)上的一個相對獨立的子系統(tǒng)，主變電所將城市電網(wǎng)的高壓電轉(zhuǎn)換為城市軌道交通所需的中壓電，通過中壓電纜，在縱向上與下級牽引變電所、降壓變電所連接，并在橫向上將全線各牽引變電所、降壓變電所連接起來，便形成了中壓網(wǎng)絡(luò)。

動力照明供電系統(tǒng)：中壓網(wǎng)絡(luò)輸送的電能經(jīng)降壓變電所降壓后，通過低壓配電系統(tǒng)為場站和區(qū)間各類照明設(shè)備，扶梯、風機、水泵等動力機械設(shè)備，以及通信、信號、自動化等設(shè)備提供低壓電源。部分工程動力照明供電與牽引供電共用一個中壓供電網(wǎng)絡(luò)，歸屬牽引供電系統(tǒng)，而低壓配電系統(tǒng)則與動力照明供電系統(tǒng)相對獨立。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

電氣安全與防護系統(tǒng)：主要指電氣安全、雜散電流防護、防雷等系統(tǒng)。電力監(jiān)控系統(tǒng)：在控制中心通過調(diào)度端、通道、執(zhí)行端對整個城市軌道交通系統(tǒng)的主要設(shè)備進行控制、監(jiān)視和測量。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)城市軌道交通供電系統(tǒng)從城市電網(wǎng)引入中高壓電源，并將引入的電源進行變壓、整流或直接分配至各牽引變電所和降壓變電所，為機車和輔助設(shè)備提供電能，是城市軌道交通系統(tǒng)的重要組成部分。城市軌道交通供電系統(tǒng)示意圖如圖1-4所示。二、供電系統(tǒng)的功能和特點圖1-4城市軌道交通供電系統(tǒng)示意圖1供電系統(tǒng)的概況圖1-4中的發(fā)電廠F1與F2，升壓變電所B1與B2，以及區(qū)域變電所B3與B4均屬于城市電網(wǎng)中的一次供電系統(tǒng)，由國家電力部門統(tǒng)一建造和管理。發(fā)電廠一般可分為火電廠、水電廠和核電廠等，發(fā)電廠的發(fā)電機產(chǎn)生的電能需先經(jīng)過升壓變壓器升壓至110kV，220kV甚至更高的電壓后，通過三相傳輸線輸送至主變電所B5與B6。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)主變電所將接收到的高壓電降壓至35kV或10kV后，經(jīng)過三相傳輸線輸送至本區(qū)域內(nèi)的牽引變電所B7與B8及降壓變電所B9，通過牽引變電所或降壓變電所降壓至各供電負荷所需的電壓等級（1500V或380V等）。在地鐵供電系統(tǒng)中，可根據(jù)實際需要設(shè)立專門的高壓主變電所，以通過不同的電壓等級對牽引變電所和降壓變電所供電。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)注意我國各大城市的軌道交通供電系統(tǒng)中，主變電所的電源電壓以110kV電壓級為主，原有35kV電壓級已逐漸被取代，而63kV電壓級則為東北電網(wǎng)所特有。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)城市軌道交通供電系統(tǒng)主要具有以下功能。2供電系統(tǒng)的主要功能

（1）全方位的供電服務(wù)功能：供電系統(tǒng)應(yīng)能滿足城市軌道交通系統(tǒng)所有用電設(shè)備的用電需求。

（2）高效便捷的調(diào)度功能：供電系統(tǒng)應(yīng)能在控制中心進行遠程控制、監(jiān)視和測量，并在運行時可根據(jù)實際需要進行方便快捷的調(diào)度操作。

（3）完善的控制、顯示和計算功能：供電系統(tǒng)應(yīng)具有完善的控制功能，并能明確顯示系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的運行狀態(tài)，對電量的測量和電能的計算應(yīng)高效、準確。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

（4）電磁兼容功能：供電系統(tǒng)中的各種電氣、電子設(shè)備應(yīng)做到良好的兼容。

（5）自我保護功能：供電系統(tǒng)應(yīng)具備完善的保護措施，在發(fā)生故障時可自動切除故障設(shè)備、線路，以確保其他非故障部分的正常運行，最大限度地縮小故障范圍。

（6）防止誤操作功能：對供電系統(tǒng)中各個環(huán)節(jié)的操作都應(yīng)設(shè)置相應(yīng)的連鎖條件，避免因誤操作引發(fā)供電系統(tǒng)故障。

（7）故障自救功能：供電系統(tǒng)應(yīng)具有備用應(yīng)急措施（接觸網(wǎng)除外），在系統(tǒng)發(fā)生故障時能夠保證城市軌道交通的正常運行。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)城市軌道交通供電系統(tǒng)的設(shè)置與運行應(yīng)滿足以下條件。3供電系統(tǒng)的基本要求(1)安全性供電系統(tǒng)應(yīng)具備完善的電氣安全防護措施，以確保各用電設(shè)備、線路及操作人員的安全，亦不能對周邊環(huán)境和過往行人帶來安全隱患。(2)可靠性供電系統(tǒng)應(yīng)具備穩(wěn)定可靠的對機車和各用電設(shè)備的持續(xù)供電的能力。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(3)經(jīng)濟性供電系統(tǒng)的設(shè)置應(yīng)綜合考慮城市軌道交通項目全生命周期各種因素，全面、科學地核算施工、運營成本，確保經(jīng)濟實用。(4)適用性供電系統(tǒng)應(yīng)滿足城市軌道交通項目的建設(shè)目的和性能要求。(5)先進性供電系統(tǒng)應(yīng)在設(shè)計理念、系統(tǒng)方案設(shè)計、設(shè)備選型、工藝處理、管理運營等方面充分考慮社會發(fā)展形勢和科技發(fā)展趨勢，保證供電系統(tǒng)具備足夠的先進性和升級改造潛力。任務(wù)實施任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)教師將學生按5～7人為一組進行分組，通過城市軌道交通供電系統(tǒng)的沙盤模型（見圖1-5）或綜合實驗室完成以下任務(wù)。圖1-5城市軌道交通供電系統(tǒng)沙盤模型任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)一、認識供電系統(tǒng)的主要設(shè)備在沙盤模型中分別找出以下設(shè)備。（1）主變電所或區(qū)域變電所。（2）牽引變電所或牽引降壓混合變電所。（3）降壓變電所。（4）接觸網(wǎng)。（5）電力控制室及相關(guān)控制設(shè)備。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)二、認識供電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點觀察主變電所、牽引變電所、降壓變電所的分布和線路連接，并繪制線路連接示意圖。任務(wù)自測任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)查詢你所在城市的城市軌道交通系統(tǒng)的運營情況，調(diào)查城市軌道交通系統(tǒng)的供電網(wǎng)絡(luò)和牽引方式，并回答以下問題。（1）城市人口分布和交通形式有什么特點，交通狀況是否良好？（2）城市軌道交通是否發(fā)生過系統(tǒng)故障？如發(fā)生過系統(tǒng)故障，故障的原因是什么？（3）主變電所、牽引變電所和降壓變電所是如何分布的？項目一城市軌道交通供電系統(tǒng)概述任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)任務(wù)二

認識供電制式及供電負荷任務(wù)二認識供電制式及供電負荷任務(wù)設(shè)計供電制式的選擇是供電方案設(shè)計的重要環(huán)節(jié)，不同的供電制式?jīng)Q定了不同的系統(tǒng)設(shè)備和運行方案，對項目施工安裝和后期運營管理都會有影響，應(yīng)根據(jù)實際情況綜合多種因素做出科學合理的選擇。本任務(wù)通過對供電制式的學習，結(jié)合對全國各大城市軌道交通系統(tǒng)供電制式的調(diào)查分析，全面掌握供電制式的選擇方法。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷知識儲備城市軌道交通供電系統(tǒng)通過牽引網(wǎng)向電力機車或電動車組供電時所選用的電流制式、電壓等級和饋電方式統(tǒng)稱為供電系統(tǒng)的供電制式。一、供電制式的選擇1供電制式的概念

電流制式：分為直流和交流兩種制式。直流供電相對于交流供電在調(diào)速范圍、可控性、啟制動平穩(wěn)性、成本和電壓質(zhì)量等方面均有優(yōu)勢。目前，無論是由直流牽引電動機、交流牽引電動機還是由線性電動機來驅(qū)動的機車（電動車組），基本上都采用直流供電制式。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

電壓等級：國際上城市軌道交通直流牽引供電有600V，700V，750V，900V，1000V，1500V等多種電壓等級，我國國家標準規(guī)定為750V，1500V兩種。

饋電方式：有架空接觸網(wǎng)和接觸軌兩種，架空接觸網(wǎng)適用于直流和交流制式，接觸軌僅適用于直流制式。在我國，供電系統(tǒng)的饋電方式結(jié)合不同的電壓等級，可組成直流1500V架空接觸網(wǎng)、直流1500V接觸軌、直流750V架空接觸網(wǎng)、直流750V接觸軌，共4種形式。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷供電制式的選擇應(yīng)遵循以下原則。2供電制式的選擇原則

（1）供電制式與客流量相適應(yīng)：在軌道交通項目設(shè)計時應(yīng)科學預(yù)測線路客流量的大小，據(jù)此選擇合適的機車類型和列車編組數(shù)量，而機車類型決定了供電系統(tǒng)的供電制式。知識加油站大運量項目一般采用DC1500V架空接觸網(wǎng)饋電，而中運量項目通常采用750V接觸軌或架空接觸網(wǎng)的形式。我國目前的接觸軌以750V供電制式為主，但有逐漸向DC1500V供電制式發(fā)展的趨勢。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

（2）供電安全可靠：供電系統(tǒng)正常供電是城市軌道交通順利運行的先決條件，一旦供電系統(tǒng)發(fā)生供電故障，將會造成列車停運、線路癱瘓，容易引發(fā)城市交通混亂，嚴重影響市民出行。因此安全可靠是供電系統(tǒng)選擇供電制式最重要的條件。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

（3）便于安裝、維護和事故搶修：不同的供電制式?jīng)Q定了供電系統(tǒng)不同的施工方式和維護、維修方式。因此，應(yīng)優(yōu)先選擇方便施工、維護的供電制式，在發(fā)生供電故障時應(yīng)便于搶修，保證交通線路能夠快速恢復(fù)運營。

（4）牽引網(wǎng)使用壽命長、維修工作量?。阂越档统鞘熊壍澜煌ǖ倪\營成本。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

（5）注重城市環(huán)境和景觀效果：城市軌道交通系統(tǒng)作為城市基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，在設(shè)計、建造時應(yīng)盡可能地融合當?shù)氐某鞘协h(huán)境，優(yōu)化城市景觀。近年來，處于對工程造價和運營成本的綜合考量，各國的城市軌道有向地面線和高架線發(fā)展的趨勢，憑借城市環(huán)境保護和景觀效果方面的優(yōu)勢，接觸軌式饋電方式越來越多地被采用。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷二、供電制式的比較分析根據(jù)饋電方式不同，供電制式主要有架空接觸網(wǎng)供電制式和接觸軌供電制式兩種。部分國家城市軌道交通供電系統(tǒng)架空接觸網(wǎng)、接觸軌供電制式分別如表1-1和表1-2所示。在我國，北京、天津等城市采用DC750V的接觸軌饋電方式，上海、南京等城市采用DC1500V的架空接觸網(wǎng)饋電方式，廣州、武漢、長沙、無錫等城市則采用DC1500V的接觸軌饋電方式。隨著饋電技術(shù)的發(fā)展，DC1500V的接觸軌饋電已成為供電制式的發(fā)展趨勢，而從柔性接觸網(wǎng)發(fā)展而來的剛性接觸網(wǎng)也得到了實際應(yīng)用。表1-1部分國家城市軌道交通供電系統(tǒng)架空接觸網(wǎng)供電制式電流

制式電壓等級（V）國家電流

制式電壓等級（V）國家電流

制式電壓等級（V）國家DC250美國DC2400德國、法國50Hz6600德國500多數(shù)國家3500英國25Hz8k德國525瑞士16.7Hz5500德國10k新西蘭550英國DC6000俄羅斯16.7Hz11k瑞士900瑞士50Hz6000德國50Hz法國1000匈牙利6250英國16.7Hz12k法國1100阿根廷25Hz6300德國25Hz，

60Hz12.5k美國1200西班牙、古巴、德國6500澳大利亞50Hz，

60Hz20k德國、法國、日本1350意大利、

瑞士6600挪威50k南非、

美國、

加拿大任務(wù)二認識供電制式及供電負荷表1-2部分國家城市軌道交通供電系統(tǒng)接觸軌供電制式接觸方式電壓等級（V）國家接觸

方式電壓等級（V）國家接觸

方式電壓等級（V）國家走行軌50英國接觸軌上部440英國接觸軌下部850德國接觸軌

上部110550阿根廷接觸軌上部1000德國160660英國接觸軌側(cè)面1200新西蘭走行軌180德國接觸軌下部700美國1500法國接觸軌

上部200瑞士800德國摩根架250美國825英國

架空接觸網(wǎng)供電制式和接觸軌供電制式在各方面的對比分析如下。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷架空接觸網(wǎng)需懸掛于走行軌軌面上方，主要由承力索、滑觸線、饋電線、支架、絕緣子、支柱、電纜及下錨裝置等組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜且零部件較多，在安裝施工時作業(yè)面較高，作業(yè)不便，安裝調(diào)整較為困難，在施工時需要使用專業(yè)的架線車和大型機具，施工安裝費用較高。如圖1-6所示為接觸網(wǎng)架線車。1設(shè)備安裝施工便利性圖1-6接觸網(wǎng)架線車任務(wù)二認識供電制式及供電負荷接觸軌安裝在走行軌的外側(cè)，與走行軌并行，主要由導(dǎo)電接觸軌、絕緣子、支架、防護罩、電纜和隔離開關(guān)組成，結(jié)構(gòu)較為簡單且零部件少，安裝施工均為地面作業(yè)，施工機具較為簡單，施工相對便利，施工安裝費用相對較低。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷以重慶地鐵為例，重慶地鐵1號線朝沙段工程全長約16.5km，全部為地下線，共設(shè)14座車站、1座停車場，采用以110/35kV兩級電壓集中供電。除去兩種供電制式的相同設(shè)備部分的投資（2座主變電所、車輛段的1座牽引降壓混合變電所和2座降壓變電所、電纜等），兩種制式的可比部分的設(shè)備造價如下。2設(shè)備造價任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

DC1500V架空接觸網(wǎng)方案：重慶地鐵1號線工程采用的是剛性接觸網(wǎng)，在正線上設(shè)牽引降壓混合變電所6座，降壓變電所8座。按照牽引降壓混合變電所每座造價1100萬元、降壓變電所每座400萬元、剛性接觸網(wǎng)每公里185萬元計算，系統(tǒng)中可比部分的造價為15905萬元。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

DC750V接觸軌方案：重慶地鐵1號線工程若采用接觸軌方案，在正線上需設(shè)牽引降壓混合變電所9座，降壓變電所5座，其單價均與接觸網(wǎng)方案相同，接觸軌按每公里116萬元計算，則系統(tǒng)中可比部分的造價為15728萬元。從以上分析可以看出，架空接觸網(wǎng)方案與接觸軌方案設(shè)備造價基本持平。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷軌道交通的土建費用與工程地質(zhì)條件和施工方法有關(guān)，地下車站的明挖施工、區(qū)間隧道斷面的盾構(gòu)法施工等情況下，架空接觸網(wǎng)和接觸軌兩種制式的費用均無差別。在區(qū)間隧道明挖施工時，由于兩種供電制式所需的凈空高度不同，其各自所需費用也不相同。3土建費用任務(wù)二認識供電制式及供電負荷我國地下鐵道限界標準規(guī)定，DC1500V架空接觸網(wǎng)所需的隧道凈空高度為4.5m，而DC750V接觸軌所需的隧道凈空高度為4.2m，兩者相差0.3m。因此，采用接觸軌的區(qū)間隧道（雙線）施工每延米可節(jié)約鋼筋混凝土0.42m3，每公里可節(jié)約46萬余元。采用礦山法施工的直墻拱形隧道，兩種制式所需的隧道高度相差0.25m，采用接觸軌的隧道每公里開挖量將比采用架空接觸網(wǎng)減少2350m3，可節(jié)約成本約70萬元。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷以地鐵為例，地鐵每天需運營18h，期間必須保證不間斷供電，因此，供電的可靠性是供電制式選擇的重要依據(jù)。架空接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且零部件較多，零部件發(fā)生故障引發(fā)滑觸線脫落等供電事故的隱患較大；架空接觸網(wǎng)依靠其導(dǎo)線張力來維持正常工作，經(jīng)長期磨損及電弧燒傷等因素影響，導(dǎo)線的截面變小，強度也隨之降低，容易發(fā)生滑觸線斷線事故，而一旦發(fā)生斷線事故，架空接觸網(wǎng)的凌空作業(yè)也為事故搶修帶來困難。4供電可靠性任務(wù)二認識供電制式及供電負荷接觸軌的零部件較少且堅固耐用，不易發(fā)生斷線、刮碰受流器等事故隱患，北京、天津等城市的地鐵接觸軌使用30余年，從未發(fā)生過因接觸軌故障造成的列車停運事故。由此看出，接觸軌的供電可靠性較高，且發(fā)生事故后搶修也較為便捷。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷在列車功率相同的情況下，DC1500V架空接觸網(wǎng)與DC750V接觸軌的實際饋線電流之比約為1∶1.5，而兩者的線路電阻之比約為3∶1，因此，接觸軌的電能損耗要比接觸網(wǎng)略小。5牽引網(wǎng)能量損耗任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

架空接觸網(wǎng)在實際運營過程中維修調(diào)整的工作量較大，通常需要組建專門的接觸網(wǎng)維修工區(qū)。一個維修工區(qū)定員需25人，配備專用的接觸網(wǎng)檢查車，承擔約10km左右的線路接觸網(wǎng)維修工作。而一條20km左右的地鐵則需要兩個維修工區(qū)，定員需50人左右。由此產(chǎn)生的維修車輛、機具、設(shè)備等費用以及人員工資、福利等開支增加了系統(tǒng)運營成本。接觸軌由于其結(jié)構(gòu)簡單且堅固耐用，維護、管理相對簡單，不需要大型機具設(shè)備，在日常運營中幾乎無需專人維護，因此，維修費用較少。如采用接觸軌供電的北京地鐵系統(tǒng)并未設(shè)置專職的接觸軌維修人員，而是由線路維修人員兼任。6維修、管理費用任務(wù)二認識供電制式及供電負荷接觸網(wǎng)在長期使用后，磨耗到限的滑觸導(dǎo)線必須及時更換。國產(chǎn)架空接觸網(wǎng)導(dǎo)線的使用壽命約為15年，進口導(dǎo)線的使用壽命可達20年。接觸軌使用壽命則更長久，北京地鐵對低碳鋼接觸軌磨耗狀況的檢測顯示，經(jīng)過20多年的運營，其磨耗量不足5%；而在倫敦，地鐵接觸軌的使用期限甚至已達100余年。因此，接觸軌在使用壽命方面擁有較大的優(yōu)勢。7使用壽命任務(wù)二認識供電制式及供電負荷DC1500V架空接觸網(wǎng)滑觸線懸掛于軌面上方4m高處，不會對過往人員帶來安全危害。而DC750V接觸軌則安裝在軌面走行軌一側(cè)，高度較低，在接觸軌帶電情況下人員進出隧道容易引發(fā)觸電危險，故接觸軌通常需要安裝絕緣防護罩，這也限制了其在部分多雨、積水多發(fā)地區(qū)的使用。8人身安全架空接觸網(wǎng)對城市景觀影響較大，部分城市為城市景觀效果考慮，已逐步采用接觸軌饋電。但接觸軌在運營時受流靴與接觸軌摩擦會產(chǎn)生較大的噪音，摩擦產(chǎn)生的金屬粉塵也會對周邊環(huán)境產(chǎn)生影響。9城市環(huán)境與景觀效果任務(wù)二認識供電制式及供電負荷綜上所述，通過對兩種供電制式多方面的比較可以看出，架空接觸網(wǎng)供電方案的一次投資、維修管理、后期改造等相關(guān)費用較高，但安全性較好，且DC1500V架空接觸網(wǎng)技術(shù)已十分成熟，相對于DC750V接觸軌而言，前者更適合客流量較大的線路；接觸軌供電方案在安裝施工與運營維護成本、供電可靠性和使用壽命方面具有優(yōu)勢，城市景觀效果較好。架空接觸網(wǎng)與接觸軌景觀效果對比如圖1-7所示。圖1-7架空接觸網(wǎng)與接觸軌景觀效果對比任務(wù)二認識供電制式及供電負荷供電系統(tǒng)根據(jù)供電對象的重要性不同，可將負荷分為以下3級。三、供電負荷

一級負荷：電動列車、通信及信號設(shè)備、消防設(shè)備等用戶，通常采用兩路電源供電，當任何一路電源發(fā)生故障時系統(tǒng)能自動、迅速地切換電源，以確保對該類用戶進行不間斷供電。

二級負荷：車站照明、自動扶梯等用戶，停電后會影響系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，但不會影響列車的安全運行，通常采用二路進線電源，進行分片、分區(qū)供給。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

三級負荷：商業(yè)用電、廣告照明等用戶，此類用戶并不直接影響客運服務(wù)質(zhì)量，應(yīng)確保正常供電，并能根據(jù)電網(wǎng)負荷情況進行調(diào)整。供電系統(tǒng)必須根據(jù)不同的用電需求將供電負荷加以區(qū)分，對于重要的用戶采用一級負荷、兩路電源供電，并輔以自動切換電源功能。車站電梯、自動扶梯、照明、售檢票系統(tǒng)、消防設(shè)備、給排水系統(tǒng)、通信與信號系統(tǒng)等用戶全天用電變化較大，應(yīng)全力保證高峰期時段的安全供電，在供電緊張時可停止三級負荷供電，以保障重要用戶的用電需求。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷任務(wù)實施教師將學生按5～7人為一組進行分組，通過城市軌道交通供電系統(tǒng)沙盤模型或軌道交通綜合實驗室完成以下任務(wù)。一、認識各供電制式的特點

（1）通過互聯(lián)網(wǎng)、圖書資料等方式調(diào)查、匯總?cè)珖鞔蟪鞘腥丝诜植继攸c和軌道交通系統(tǒng)的供電制式選擇情況。（2）根據(jù)匯總資料分析供電制式選擇的主要依據(jù)。（3）總結(jié)架空接觸網(wǎng)與接觸軌兩種供電制式各自的優(yōu)缺點。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷二、區(qū)分供電負荷等級（1）認識城市軌道交通系統(tǒng)中的主要供電負荷。（2）將供電負荷根據(jù)負荷等級進行分類。（3）分析、總結(jié)各類負荷的用電特點。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷任務(wù)自測調(diào)查你所在城市的軌道交通場站用電設(shè)備，請回答以下問題。1．城市軌道交通場站內(nèi)部都有哪些用電設(shè)備？2．這些用電設(shè)備分別屬于幾級負荷？3．調(diào)查場站各用電設(shè)備的用電高峰和用電低谷時段。項目導(dǎo)入2018年1月25日，武漢地鐵1號線因外部電源無法供電，而將全線運行區(qū)間改為漢口北至東吳大道小交路運行。武漢地鐵1號線是武漢市的第一條地鐵線路，也是武漢市目前唯一一條全高架的快速軌道交通線路，由武漢地鐵集團有限公司負責運營，習慣上被誤稱為輕軌。1號線位于武漢市長江及漢江以北的漢口地區(qū)，全長34.57km，共設(shè)29座車站。城市軌道交通系統(tǒng)是城市電網(wǎng)重要的用電大戶，通過城市電網(wǎng)一次電力系統(tǒng)和軌道交通供電系統(tǒng)共同實現(xiàn)電力的輸送和變換。外部電源的供電方式和主變電所的設(shè)置形式對供電系統(tǒng)的建設(shè)和后期運行、維護具有深遠的影響。項目目標掌握外部電源供電方案的設(shè)計原則了解外部電源的供電方式了解主變電所的功能掌握主變電所的設(shè)置原則和依據(jù)了解主變電所主要的電氣設(shè)備掌握主變電所主要電氣設(shè)備的選擇方法掌握主變壓器的安裝、檢查與維護方法項目二外部電源與主變電所任務(wù)一

設(shè)計外部電源供電方案任務(wù)二布置與安裝主變電所設(shè)備項目實訓(xùn)

主變電所設(shè)備維護任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)任務(wù)設(shè)計

外部電源供電方案的選擇是供電系統(tǒng)設(shè)置的前置工作，選擇合適的供電方式，有利于提升城市軌道交通系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，提升服務(wù)質(zhì)量。本任務(wù)通過對外部電源供電方式的學習，總結(jié)外部電源方案的設(shè)計原則，借助仿真實驗室鞏固所學知識，并在工程現(xiàn)場加以實踐運用，以達到對供電系統(tǒng)外部電源相關(guān)知識的全面掌握。知識儲備交通運輸在國民經(jīng)濟中占有重要地位，故所有軌道交通的牽引供電都屬于國家電力系統(tǒng)的一級負荷，牽引變電所均由兩個獨立的電源供電。由于軌道交通線路分布范圍較廣，軌道沿線通常需要設(shè)置多個牽引變電所，而且各地電網(wǎng)的分布情況也不盡相同，由此造成了外部電源供電方式的多樣化和復(fù)雜化。外部電源的供電方式根據(jù)不同的標準可分為不同的形式。一、外部電源的供電方式任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)外部電源的供電方式根據(jù)變電所接線方式的不同可分為環(huán)網(wǎng)供電、單邊供電、雙邊供電、輻射型供電等。1根據(jù)變電所接線方式圖2-1環(huán)網(wǎng)供電方式任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)1）環(huán)網(wǎng)供電

環(huán)網(wǎng)供電方式如圖2-1所示，由兩個或兩個以上的主變電所與沿線所有的牽引變電所和降壓變電所用輸電線連成一個環(huán)網(wǎng)。同時，為了增加供電可靠性，采用雙回路輸電線路，當一個主變電所或一路線路出現(xiàn)故障時，供電區(qū)域內(nèi)的牽引變電所和降壓變電所仍可由其他主變電所供電而繼續(xù)工作。目前，我國城市軌道交通供電系統(tǒng)多采用環(huán)網(wǎng)供電方式，以保證供電系統(tǒng)的可靠性，但這種方式建設(shè)成本偏高。圖2-2單邊供電方式任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)2）單邊供電單邊供電方式如圖2-2所示，當軌道沿線只有一側(cè)可接入電源時，采用這種方式供電。單邊供電所需設(shè)備較少，線路簡單，建設(shè)成本較小，但這種方式可靠性較差，應(yīng)采用雙回路輸電線路。圖2-3雙邊供電方式任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3）雙邊供電雙邊供電方式如圖2-3所示，由兩個主變電所向沿線牽引變電所供電，并將其母線與所有牽引供電所的輸電線連接，亦采用雙回路輸電線路保證供電的可靠性。這種方式供電可靠性稍遜于環(huán)網(wǎng)供電，但要高于單邊供電，建設(shè)成本也在兩者之間。圖2-4輻射型供電方式任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)4）輻射型供電輻射型供電方式如圖2-4所示，每個牽引變電所都用兩路獨立的輸電線與主變電所連接。這種供電方式適用于弧形軌道線路、各牽引變電所與主變電所的距離相差不多的情況下，其結(jié)構(gòu)相對簡單，建設(shè)成本較低，但當主變電所停電時，全線所有的牽引變電所都將停止工作。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由于城市軌道交通線路距離較長，供電系統(tǒng)在從城市電網(wǎng)引入110kV或220kV電源后通常采取供電分區(qū)的形式通過中壓環(huán)網(wǎng)為下一級負荷供電，中壓環(huán)網(wǎng)的電壓等級有10kV和35kV兩種，分別對應(yīng)降壓變電所（動力照明供電系統(tǒng)）和牽引變電所（牽引供電系統(tǒng)）。通常，降壓變電所和牽引變電所是相互獨立的，而有時可根據(jù)實際情況把降壓變電所和牽引變電所融合為一個變電所，形成牽引降壓混合變電所。供電所的結(jié)構(gòu)形式不同，供電系統(tǒng)的供電方式也不相同，根據(jù)變電所的架構(gòu)形式，供電系統(tǒng)的供電方式可分為獨立供電和聯(lián)合供電兩種。2根據(jù)變電所的架構(gòu)形式圖2-5獨立供電方式任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)1）獨立供電供電系統(tǒng)獨立供電方式如圖2-5所示。圖中，降壓變電所和牽引變電所獨立設(shè)置，由主變電所分別進行供電，這種方式低壓配電系統(tǒng)和牽引供電系統(tǒng)相互獨立，互不影響，供電可靠性較高。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)知識加油站圖2-5中，主變電所向降壓變電所輸送的10kV線路通常采用雙T型結(jié)構(gòu)，在供電系統(tǒng)的末端采用單邊供電；主變電所向牽引變電所輸出的35kV線路可采用雙邊供電或單邊供電。圖2-6聯(lián)合供電方式任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)2）聯(lián)合供電采用了牽引降壓混合變電所的供電系統(tǒng)中，取消了10kV的供電線路，直接由牽引降壓混合變電所將35kV電壓降至380V為動力照明系統(tǒng)供電，這種供電方式稱為聯(lián)合供電，如圖2-6所示，目前采用這類供電方式的較多。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用中，可根據(jù)車站的具體用電情況，增設(shè)相應(yīng)的降壓變電所，也可以在混合變電所的基礎(chǔ)上增設(shè)跟隨所，即在原來的基礎(chǔ)上再增加兩臺動力變壓器，以滿足車站的實際用電需求。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)

根據(jù)中壓環(huán)網(wǎng)的受電方式，可將外部電源的供電方式分為集中式、分散式和混合式等。3根據(jù)中壓環(huán)網(wǎng)的受電方式1）集中式供電在城市軌道交通沿線集中設(shè)置若干座主變電所，每座主變電所由城市電網(wǎng)提供兩路獨立可靠的電源，經(jīng)主變電所降壓后為牽引變電所、降壓變電所供電，并通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)實現(xiàn)電源備用，這類供電方式稱為集中式供電，如圖2-7所示。圖2-7集中式供電任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)對于電力供應(yīng)比較緊張或電力接口相對較少的城市，集中式供電方式可保證城市軌道交通供電系統(tǒng)的可靠性，同時使供電系統(tǒng)成為統(tǒng)一的整體，便于運營管理和維護。上海、廣州、南京、香港、西安等城市地鐵均采用這類供電方式。圖2-8分散式供電任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)2）分散式供電城市軌道交通沿線分散引入城市中壓電源，直接或通過電源開閉所間接為牽引變電所和降壓變電所供電，這類供電方式稱為分散式供電，如圖2-8所示。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)由于目前城市電網(wǎng)35kV系統(tǒng)已趨于淘汰，供電系統(tǒng)通常從城市電網(wǎng)10kV系統(tǒng)接口引入電源。目前，北京地鐵1，2，4，5，9，10號線以及長春輕軌和大連快軌等均采用分散式供電方式。分散式供電所需的電網(wǎng)接口較多、電壓等級低，因此造成供電系統(tǒng)獨立性差、運營管理也更加復(fù)雜。但隨著城市一體化的發(fā)展，資源共享已成一種趨勢，加上分散式供電建設(shè)成本和運營成本較低、經(jīng)濟效益高等特點，分散式供電的應(yīng)用也會越來越廣泛。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)3）混合式供電混合式供電是兼具集中式和分散式兩種供電方式，同時具備分散式供電的經(jīng)濟效益和集中式供電的可靠性，在資源充足的路段采用分散式供電以降低成本，而在資源緊張的路段采用集中式供電保證供電的可靠性。但在實際應(yīng)用中，實現(xiàn)真正的混合式供電尚需時日。二、外部電源方案的設(shè)計原則任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)（1）外部電源應(yīng)就近從城市電網(wǎng)系統(tǒng)接口引入主變電所。（3）對于分散式供電方案，引至同一電源開閉所的兩回電源線路應(yīng)從城市電網(wǎng)變電所不同的饋電母線直接引入。（2）對于集中式供電方案，引至同一主變電所的兩回路電源線路至少有一回路直接從城市電網(wǎng)變電所饋電母線專用回路引入。（4）對于電纜線路，引至同一電源變電所的兩回路電源線路應(yīng)敷設(shè)在不同的電纜通路或同一通路的不同支架和管道內(nèi)。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)諧波的防治城市軌道交通供電系統(tǒng)中，存在大量非線性負載，如整流機組、熒光燈、UPS電源、變頻器等，這些非線性負載在工作工程中會產(chǎn)生大量的諧波，從而使供電電壓產(chǎn)生波形畸變，降低供電質(zhì)量。同時，諧波會干擾通信和信號系統(tǒng)、機車驅(qū)動電機等，使走行軌（鋼軌）電位升高，嚴重影響機車的正常運行；諧波在輸電線路上產(chǎn)生的電壓降會使電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變，影響各種電氣設(shè)備的正常運行；供電系統(tǒng)檢測儀表因諧波造成測量誤差，會降低測量精度，對輸配電系統(tǒng)也會產(chǎn)生影響。供電系統(tǒng)抑制諧波主要采取以下措施。（1）供電系統(tǒng)采用3級供電可減小諧波對電網(wǎng)的影響。（2）增加整流裝置的脈動數(shù)，采用24脈波整流裝置代替12脈波整流裝置，以減少低次諧波。（3）在諧波源處安裝濾波器，對諧波進行吸收過濾。（4）在降壓變電所0.4kV兩端母線處設(shè)置電容器組進行集中補償。知識拓展任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)任務(wù)實施教師將學生按5～7人為一組進行分組，通過城市軌道交通供電系統(tǒng)沙盤模型、仿真實驗室（見圖2-9）結(jié)合實訓(xùn)現(xiàn)場完成以下任務(wù)。圖2-9供電系統(tǒng)仿真實驗室任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)一、認識各供電制式的特點（1）在沙盤中找出主變電所、牽引變電所和降壓變電所，觀察各變電所之間的接線方式。（2）分析外部電源供電的基本特點與設(shè)計要求。1．認識外部電源的供電方式任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)假設(shè)某城市規(guī)劃建設(shè)一條長約32km的地鐵線路，全線共設(shè)30個車站，線路上通段（共15個車站）通過城市中心區(qū)，城市電網(wǎng)供電充足，下通段（共15個車站）延至城郊結(jié)合區(qū)，具體如圖2-10所示。2．設(shè)計外部電源的供電方案圖2-10某城市地鐵線路規(guī)劃任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)線路全段共設(shè)8座牽引降壓混合變電所，沿線路均勻分布；另設(shè)22座降壓變電所。各牽引降壓混合變電所、降壓變電所均與車站合建，每站一座牽引降壓混合變電所或降壓變電所。線路上通段取電較為方便，故采用分散式供電方案；下通段末端車站附近設(shè)一座主變電所，采用集中式單邊供電方案。請據(jù)此設(shè)計該地鐵線路外部電源供電方案（示意圖）。任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)二、工程現(xiàn)場實訓(xùn)——認識外部電源（1）查看主變電所的選址情況。（2）估測主變電所與下級牽引變電所、降壓變電所的距離。（3）查看主變電所、牽引變電所、降壓變電所的分布情況。1．認識外部電源的基本機構(gòu)任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)根據(jù)變電所分布情況及相互之間的連接形式，分析外部電源供電方式，總結(jié)外部電源供電的基本特點。2．分析外部電源供電的基本特點（1）根據(jù)工程現(xiàn)場的實際情況，分析若外部電源采用其他供電方式將會有什么影響。（2）分析總結(jié)外部電源不同供電方式的適用條件。3．總結(jié)外部電源不同供電方式的適用條件任務(wù)一

認識供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)任務(wù)自測根據(jù)任務(wù)實施中設(shè)計的外部電源供電方案，結(jié)合工程現(xiàn)場實地考察情況，推演該方案的可行性及在實際施工建設(shè)和運營管理過程中可能會出現(xiàn)的問題。若在全線設(shè)置兩座主變電所，請設(shè)計采用雙邊供電方式的外部供電方案。項目二外部電源與主變電所任務(wù)一

設(shè)計外部電源供電方案任務(wù)二

布置與安裝主變電所設(shè)備項目實訓(xùn)

主變電所設(shè)備維護任務(wù)二認識供電制式及供電負荷任務(wù)設(shè)計主變電所是供電系統(tǒng)的重要組成部分，本任務(wù)通過介紹主變電所的功能、主變電所的設(shè)置及主變電所的主要電氣設(shè)備，并通過供電系統(tǒng)仿真實驗室中的模擬操作及工程現(xiàn)場實訓(xùn)，使學生具備設(shè)置主變電所和安裝、使用主變電所主要電氣設(shè)備的能力。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷知識儲備主變電所的功能主要是從城市電網(wǎng)引入高壓電源，經(jīng)降壓、整流后，為下級牽引變電所和降壓變電所提供中壓電源。集中式或混合式供電方案中，均需要根據(jù)實際情況設(shè)置相應(yīng)數(shù)量的主變電所。一、主變電所的功能及設(shè)置1主變電所的功能任務(wù)二認識供電制式及供電負荷主變電所選址時應(yīng)遵循以下原則。

（1）應(yīng)靠近負荷中心，鄰近城市軌道交通線路布置。（2）應(yīng)滿足中壓網(wǎng)絡(luò)的壓降要求，主變電所兩側(cè)的負荷應(yīng)大致平衡。（3）應(yīng)滿足供電系統(tǒng)規(guī)劃中主變電所資源共享的要求。（4）應(yīng)與城市市政規(guī)劃和城市電網(wǎng)規(guī)劃相協(xié)調(diào)。（5）應(yīng)便于電纜線路的引入和引出。（6）應(yīng)具備一定的交通條件，便于設(shè)備、施工材料的運輸。（7）周圍環(huán)境不能有明顯污穢。（8）地址、地形條件和周邊地貌條件適宜，應(yīng)避開斷層、塌陷區(qū)等地質(zhì)事故高發(fā)區(qū)。（9）應(yīng)充分考慮主變電所與周邊環(huán)境和鄰近大型設(shè)施之間的相互影響。2主變電所的設(shè)置1）主變電所的選址原則任務(wù)二認識供電制式及供電負荷主變電所的設(shè)置主要依據(jù)以下幾方面。（1）根據(jù)電壓損失確定主變電所的數(shù)量。一條城市軌道交通線路所設(shè)置的主變電所的數(shù)量取決于沿線負荷的分布及大小，即中壓網(wǎng)絡(luò)的壓降應(yīng)滿足相關(guān)設(shè)計要求。如國家標準GB50157－2013《地鐵設(shè)計規(guī)范》中規(guī)定，供電系統(tǒng)的中壓網(wǎng)絡(luò)應(yīng)按列車運行的遠期通過能力設(shè)計，對互為備用的備用線路，其中一路推出運行后，另一路應(yīng)能承擔其一、二級負荷的供電，線路末端電壓損失不宜超過5%。2）主變電所的設(shè)置依據(jù)任務(wù)二認識供電制式及供電負荷（2）根據(jù)負荷特點確定軌道沿線主變電所的布置。負荷沿軌道交通線路呈線狀分布，主變電所的位置也應(yīng)靠近軌道交通線路，一般設(shè)置在沿線幾百米范圍之內(nèi)。（3）根據(jù)城市規(guī)劃要求確定主變電所的位置。為了便于外部電源的引入，在設(shè)置主變電所位置時應(yīng)結(jié)合城市規(guī)劃和城市電網(wǎng)分布特點選擇適當?shù)奈恢?。?）根據(jù)在城市中的位置確定主變電所的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)在城郊、縣區(qū)的主變電所，多采用布置緊湊、占地較小的半戶外式結(jié)構(gòu)；設(shè)在市區(qū)內(nèi)或中心區(qū)的主變電所，多采用戶內(nèi)式結(jié)構(gòu)。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷變電所內(nèi)的電氣設(shè)備根據(jù)其所屬電路的性質(zhì)不同可分為一次設(shè)備和二次設(shè)備。其中，一次設(shè)備指一次高壓電路中所有的電氣設(shè)備；二次設(shè)備指二次控制、信號和測量電路中的所有電氣設(shè)備。一次設(shè)備按其在一次電路中的功能可分為變換設(shè)備、控制設(shè)備、保護設(shè)備、補償設(shè)備和成套設(shè)備。二、主要電氣設(shè)備

變換設(shè)備：用來變換電壓或電流的設(shè)備，如電力變壓器、整流器、電壓互感器和電流互感器等?？刂圃O(shè)備：用來控制電路通斷的設(shè)備，如各種高、低壓開關(guān)設(shè)備。保護設(shè)備：用來防止電路過電流或過電壓的設(shè)備，如高、低壓熔斷器和避雷器等。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

補償設(shè)備：用來補償電路的無功功率，以提高系統(tǒng)功率因數(shù)的設(shè)備，如高、低壓電容器和靜止無功補償裝置等。成套設(shè)備：按照一定的線路方案，將有關(guān)一次、二次設(shè)備組裝成套的設(shè)備組合，如高壓開關(guān)柜、低壓配電屏、成套變電站等。一座主變電所通常包含至少兩臺變壓器、高壓斷路器、各種相關(guān)的電路開關(guān)、匯集電流的母線、為保護電路設(shè)置的各種熔斷器、用于計算和控制的互感器、防雷裝置和其他成套設(shè)備等。下面進行簡單介紹。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷變壓器按相數(shù)不同可分為單相、三相、多相變壓器；按繞組結(jié)構(gòu)不同可分為雙繞組、自耦、三繞組和多繞組變壓器；按鐵芯類型不同可分為芯式、非晶合金式、殼式變壓器；按冷卻方式可分為干式、油浸式變壓器。1主變壓器1）變壓器的分類變壓器是變電所最主要的設(shè)備之一，是用來傳遞和變換交流電能的靜止變換裝置，主要用來將交流電電壓進行增壓或降壓。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷知識加油站干式變壓器一般將繞組置于空氣或六氟化硫氣體中，或是澆注環(huán)氧樹脂來絕緣，其中澆注環(huán)氧樹脂絕緣的變壓器在城市軌道交通供電系統(tǒng)中應(yīng)用較多。油浸式變壓器通常又分為自然冷卻、風冷卻、強迫油循環(huán)風冷卻和強迫油循環(huán)水冷卻。大型變壓器通常采用強迫油循環(huán)風冷卻或強迫油循環(huán)水冷卻等形式。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷如圖2-11所示，最簡單的鐵芯變壓器主要由一個鐵芯（或磁芯）和兩個（或兩個以上）繞組組成，其中接電源的繞組稱為原線圈（或初級線圈），接負載的繞組稱為副線圈（或次級線圈）。鐵芯的作用是加強兩個繞組間的磁耦合。兩個繞組之間沒有電的聯(lián)系，線圈由絕緣銅線（或鋁線）繞成。2）變壓器的工作原理圖2-11鐵芯變壓器原理圖任務(wù)二認識供電制式及供電負荷根據(jù)電磁感應(yīng)原理，當變壓器的原線圈接在交流電源上時，鐵芯中便產(chǎn)生交變磁通，用

Ф表示。原、副線圈中的

Ф是相同的。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，原、副線圈中的感應(yīng)電動勢分別為

式中，N1，N2為原、副線圈的匝數(shù)。由圖可知，任務(wù)二認識供電制式及供電負荷即變壓器原、副線圈電壓有效值之比等于其匝數(shù)比，且原、副線圈電壓的相位差為

π。在空載電流可以忽略的情況下，有

即原、副線圈電流有效值大小與其匝數(shù)成反比，且相位差為

π。由此可知，理想變壓器原、副線圈的功率相等，即

P1

=P2，說明理想變壓器本身無功率損耗。實際變壓器總存在損耗，其效率為

電力變壓器的效率很高，通常可達90%以上。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

變壓器的容量、電壓等級、線圈匝數(shù)等指標不同，其外形和附件也不完全相同。主變電所常用的油浸式主變壓器的結(jié)構(gòu)主要包括油箱、油枕、防爆裝置、絕緣套管、瓦斯繼電器、調(diào)壓裝置等部件，如圖2-12所示。3）變壓器的基本結(jié)構(gòu)圖2-12變壓器的基本結(jié)構(gòu)1—銘牌；2—信號溫度計；3—吸濕器；4—油位計；5—油枕；6—安全氣道；7—瓦斯繼電器；8—高壓套管；9—低壓套管；10—分接開關(guān)；11—油箱；12—放油閥門；13—變壓器身；14—接地板；15—小車任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

油箱

變壓器的外殼，內(nèi)部充滿變壓器油，鐵芯和繞組均安裝于油箱內(nèi)，浸沒于變壓器油中。變壓器油具有絕緣特性，在起絕緣作用的同時還具有散熱調(diào)溫的作用。

油枕也稱儲油柜，變壓器油因溫度變化會發(fā)生熱脹冷縮現(xiàn)象，由此造成油面上升或下降，油枕具有儲油和補油的作用，可使變壓器油箱內(nèi)始終保持滿油狀態(tài)，同時縮小了油面與空氣的接觸面積，減少了變壓器油的老化速度。油枕側(cè)面的油位計負責監(jiān)測和顯示油量的變化。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

防爆裝置安裝于變壓器頂蓋上（圖中未標出），可分為防爆管和壓力釋放裝置兩種形式。當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障導(dǎo)致變壓器油劇烈分解并產(chǎn)生大量氣體，使油箱內(nèi)壓力急劇增加時，防爆裝置將油及氣體排出，防止油箱發(fā)生爆炸或變形。

絕緣套管用于變壓器繞組的引出線上，以保證與箱體絕緣，如高壓套管和低壓套管等。絕緣套管有純瓷式、充油式和電容式等多種形式。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

瓦斯繼電器也稱氣體繼電器，是變壓器內(nèi)部主要的保護裝置，通常裝在油箱和油枕的連接管上。當變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障時，瓦斯繼電器接通斷路器跳閘回路；當變壓器內(nèi)部發(fā)生一般性故障時，瓦斯繼電器接通故障信號回路。

調(diào)壓裝置當電源電壓變動時，用來調(diào)節(jié)變壓器的二次電壓（圖中未標出）。調(diào)壓裝置可分為有載調(diào)壓和無載調(diào)壓兩種形式，有載調(diào)壓裝置可在變壓器帶負載的情況下調(diào)節(jié)電壓，無載調(diào)壓裝置必須在變壓器不帶負載時才能進行電壓調(diào)節(jié)。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷2斷路器斷路器是既能實現(xiàn)手動開關(guān)的關(guān)合作用，又能自動進行失壓、欠壓、過載和短路保護的電氣開關(guān)，是變電所的重要設(shè)備之一。高壓斷路器是控制高壓電路斷開、閉合的具有保護作用的高壓電氣開關(guān)，可用來切斷負載電流和短路電流。當其所處系統(tǒng)發(fā)生故障時，高壓斷路器和繼電保護裝置配合可迅速切斷故障短路電流，以減小停電范圍，防止事故擴大，以保證系統(tǒng)非事故部分的正常運行。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷按照絕緣方式和滅弧介質(zhì)的不同，斷路器可分為油斷路器、六氟化硫氣體斷路器、真空斷路器、空氣斷路器、磁吹斷路器、固體產(chǎn)氣斷路器等。

油斷路器：通常將滅弧室和觸頭都安裝在瓷套中，利用瓷套中的油作為滅弧介質(zhì)。油斷路器具有體積小、重量輕、爆炸和危險性小等特點，可分為少油斷路器和多油斷路器。高壓少油斷路器如圖2-13所示。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，油斷路器已逐漸被其他斷路器所取代。1）斷路器的分類圖2-13高壓少油斷路器任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

六氟化硫氣體斷路器：六氟化硫是一種無色、無嗅、無毒、不可燃的惰性氣體，能在電弧間隙的游離氣體中吸附自由電子，且分子直徑大，不易碰撞游離，因此具有良好的滅弧和絕緣性能。六氟化硫氣體斷路器如圖2-14所示。以六氟化硫作為滅弧和絕緣介質(zhì)的氣體斷路器得到了廣泛應(yīng)用。圖2-14六氟化硫氣體斷路器任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

真空斷路器：觸頭在真空中開斷，利用真空作為絕緣和滅弧介質(zhì)的斷路器，具有安全可靠、壽命長、可頻繁操作等特點，核心部件為真空滅弧室。真空斷路器如圖2-15所示。圖2-15真空斷路器

空氣斷路器：以空氣作為絕緣介質(zhì)，采用手動或電動合閘，用鎖扣保持合閘位置，由脫扣機構(gòu)作用于跳閘并具有滅弧裝置的低壓開關(guān)，被廣泛用于500V以下的交、直流裝置中在電路中，用于接通、斷開和承載額定工作電流和短路、過載等故障電流?？諝鈹嗦菲魅鐖D2-16所示。圖2-16空氣斷路器任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

磁吹斷路器：利用磁吹原理滅弧的斷路器。磁吹斷路器利用磁場對弧柱的電磁力，驅(qū)使電弧進入由柵片形成的滅弧室，使電弧與柵片壁接觸，加速電弧的冷卻，使磁吹斷路器的去游離作用加強，電弧快速熄滅。

固體產(chǎn)氣斷路器：在電弧作用下，由固體產(chǎn)氣材料產(chǎn)生的氣體作為滅弧介質(zhì)的斷路器。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷根據(jù)我國相關(guān)行業(yè)標準，斷路器的型號一般采用圖2-17所示的編碼規(guī)則。2）斷路器的編碼圖2-17斷路器的編碼規(guī)則示意圖任務(wù)二認識供電制式及供電負荷

產(chǎn)品名稱部分：通常用字母表示，其中C表示磁吹斷路器，D表示多油斷路器，K表示空氣斷路器，L表示六氟化硫斷路器，Q表示產(chǎn)氣斷路器，S表示少油斷路器，Z表示真空斷路器。

安裝場所部分：用字母表示，其中N表示戶內(nèi)式，W表示戶外式。

設(shè)計序號部分：用數(shù)字表示。

額定電壓部分：用數(shù)字表示，高壓斷路器額定電壓單位為kV。

工作特性部分：補充部分，用字母表示，其中C表示手車式，G表示改進型，Q表示防震型，W表示防污型。此部分有時可以省略。

額定電流部分：用數(shù)字表示，單位為A。

額定開斷電流部分：用數(shù)字表示，單位為A。例如，某斷路器型號為SW2－66/1600－30，表示該斷路器為少油斷路器，適用于戶外，工作額定電壓為66kV，額定電流為1600A，額定開斷電流為30A。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷不同的斷開負載和不同的周邊環(huán)境所適用的斷路器也不相同，通常，選擇斷路器主要參照以下技術(shù)參數(shù)。（1）額定電壓。斷路器正常工作所需的線電壓稱為斷路器的額定電壓。斷路器在出廠前必須通過國家標定的工頻耐壓、雷電沖擊波耐壓、操作沖擊波耐壓等絕緣實驗測試。應(yīng)根據(jù)變壓器最高分接頭的電壓，加上電壓變動因素的影響，綜合選定斷路器的額定電壓，一般為線路傳輸電壓的120%。如在35kV供電系統(tǒng)中，一般選擇額定電壓為42kV的斷路器。（2）額定電流。斷路器在閉合狀態(tài)下長期工作所能允許的最大工作電流稱為斷路器的額定電流。斷路器在出廠前必須通過溫升實驗測試。3）斷路器的技術(shù)參數(shù)任務(wù)二認識供電制式及供電負荷（3）額定開斷電流。斷路器所能開斷故障電路的最大電流稱為額定開斷電流，即在最低運轉(zhuǎn)電壓下斷路器所能開斷的電流，用來表明斷路器開斷能力的大小。（4）額定關(guān)合電流。在正常工作環(huán)境下，斷路器所能承受的最大投入電流稱為額定關(guān)合電流，通常約為額定電流的2.5倍。在額定電流下，斷路器能關(guān)合短路電流而不發(fā)生觸頭熔焊或其他損傷現(xiàn)象。提示我國采用的額定電流有200A，400A，630A，1000A，1250A，1600A，2000A，2500A，3150A，4000A，5000A，6300A，8000A，12500A，16000A，20000A等。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷（5）斷流容量。在斷路器所處線路的負載端發(fā)生短路時，斷路器會通過較大的故障電流，斷路器能安全打開其觸頭的最大容量稱為斷流容量。（6）分、合閘時間。斷路器從接到分閘命令瞬間起至各相電弧完全熄滅時止，所用的時間稱為全開斷分閘時間，包括斷路器的分閘時間和燃弧時間。合閘時間是指斷路器操動機構(gòu)接到合閘命令瞬間起至斷路器接通時止所用的時間，用來表明斷路器操動機構(gòu)及中間傳動機構(gòu)的靈敏性。通常，合閘時間大于全開斷分閘時間。（7）自動重合閘。為使架空線路的臨時性短路故障（如雷電、蟲鳥等引發(fā)的短路）不至引發(fā)電力系統(tǒng)不穩(wěn)定，通常會設(shè)置自動重合閘，以提高供電的可靠性。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷斷路器的操動機構(gòu)

操動機構(gòu)是斷路器的重要組成部分，主要用來使斷路器準確的合閘、分閘，并具有復(fù)位、防調(diào)、自動重合閘等性能。不同類型的斷路器應(yīng)配合使用相應(yīng)形式的操動機構(gòu)，操動機構(gòu)通常與斷路器本體分離而單獨設(shè)置。斷路器通過操動機構(gòu)的傳動部件，改變力的方向和作用點，以實現(xiàn)斷路器的各種功能。根據(jù)動力來源不同可將操動機構(gòu)分為人力式和電力式兩種類型，除人力機構(gòu)外，其他如電磁機構(gòu)、啟動機構(gòu)、彈簧機構(gòu)和液壓機構(gòu)等形式均需依靠電力來做功。操動機構(gòu)主要由能量轉(zhuǎn)換裝置、傳動機構(gòu)、保持與脫扣機構(gòu)、控制系統(tǒng)、緩沖裝置和閉鎖裝置等部件構(gòu)成，其中液壓彈簧操動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖2-18所示。知識拓展任務(wù)二認識供電制式及供電負荷圖2-18液壓彈簧操動機構(gòu)的結(jié)構(gòu)1—碟型彈簧圓柱；2—拉緊螺軸；3—儲能活塞；4—儲能缸；5—高壓儲油箱；6—工作活塞；7—斷路器連接軸；8—機械閉鎖；9—電動機；10—帶過濾器的低壓儲油箱；11—低壓儲油箱；12—液壓泵；13—放油閥；14—溢流閥/壓力釋放閥；15—控制連桿；16—彈簧行程開關(guān)；17—分閘電磁閥；18—合閘電磁閥；19—轉(zhuǎn)換閥任務(wù)二認識供電制式及供電負荷3隔離開關(guān)與負荷開關(guān)沒有滅弧裝置的開關(guān)電器稱為隔離開關(guān)，也稱刀閘，在分閘狀態(tài)下有明顯的斷口。隔離開關(guān)不具備滅弧裝置，不能切斷負載電流和短路電流，但可在無負荷狀態(tài)下接通和斷開電路。在斷開狀態(tài)，隔離開關(guān)可隔離電壓，為運行、檢修等操作提供便利和安全保障。隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)如圖2-19所示。圖2-19隔離開關(guān)的結(jié)構(gòu)1—上接線端子；2—靜觸頭；3—閘刀；4—操作瓷瓶；5—下接線端子；6—底座；7—轉(zhuǎn)軸；8—拐臂；9—升降絕緣子；10—支柱瓷瓶任務(wù)二認識供電制式及供電負荷按順時針或逆時針轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸帶動閘刀轉(zhuǎn)動，可分別實現(xiàn)隔離開關(guān)的分閘或合閘操作。隔離開關(guān)根據(jù)安裝場所不同可分為戶內(nèi)型和戶外型兩種；按觸頭運動方式不同可分為水平回轉(zhuǎn)式、垂直回轉(zhuǎn)式、伸縮式和直線移動式等類型；按隔離開關(guān)的極數(shù)可分為單極隔離開關(guān)和三極隔離開關(guān)；按隔離開關(guān)的操動機構(gòu)不同可分為手動式和電動式兩種；按有無接地閘刀可分為有接地閘刀式和無接地閘刀式兩種。負荷開關(guān)是在高壓隔離開關(guān)的基礎(chǔ)上加入滅弧裝置而構(gòu)成的，用來斷、合負荷電流，但不能用來切斷短路電流。負荷開關(guān)通常必須與高壓熔斷器配合使用。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷4母線在電力系統(tǒng)中，母線將配電裝置中的各個載流分支回路連接在一起，用來匯合和分配電能，是變電所中各級電壓配電裝置之間，以及變壓器等電氣設(shè)備和相應(yīng)配電裝置之間的連接線。母線（見圖2-20）常用不同的顏色標記來識別，在三相交流電中，黃線為A相，綠線為B相，紅線為C相；在直流電中，紅色為正極，藍色為負極，黑色為零線或接地線。圖2-20銅管母線任務(wù)二認識供電制式及供電負荷發(fā)電廠、變電所母線失電是指母線本身無故障而失去電源，判定母線失電的依據(jù)是該母線同時出現(xiàn)以下現(xiàn)象。（1）母線的電壓表指示消失。（2）母線的電流表、功率表指示為零。（3）母線所供廠（所）用電失去電源。1）母線失電的判定依據(jù)任務(wù)二認識供電制式及供電負荷對于多電源變電所的母線失電情況，在確認母線失電原因不是本變電所母線故障引起時，為防止各電源突然來電引起非同期，應(yīng)按下述要求自行處理。（1）單母線應(yīng)保留一個電源開關(guān)，其他所有開關(guān)（包括主變開關(guān)和饋線開關(guān)）全部拉開。（2）雙母線應(yīng)首先拉開母聯(lián)開關(guān)，然后在每一組母線上只保留一個主電源開關(guān)，其他所有開關(guān)（包括主變開關(guān)和饋線開關(guān)）全部拉開。（3）如停電母線上的電源開關(guān)僅有一臺開關(guān)可以并列操作，則該開關(guān)一般不作為保留的主電源開關(guān)。（4）變電所母線失電后，保留的主電源開關(guān)按《電力系統(tǒng)調(diào)度規(guī)程》有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。2）母線失電的處理提示兩個系統(tǒng)之間的電壓、頻率、相序、相角均相等時稱為同期。系統(tǒng)發(fā)電機要并列運行時，必須要求要同期，否則會產(chǎn)生很大的沖擊電流和電磁力矩。就整個電力系統(tǒng)來講，如果一臺大型機組發(fā)生非同期并列，則有可能使這臺發(fā)電機與系統(tǒng)間產(chǎn)生功率振蕩，將嚴重擾亂整個系統(tǒng)的正常運行，甚至造成系統(tǒng)崩潰。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷5熔斷器熔斷器是電力系統(tǒng)中常用的保護裝置，在通過的電流超過規(guī)定值時，電流產(chǎn)生的熱量使熔斷器內(nèi)的熔體熔化，從而切斷電路以保護供電線路及線路中的各種電氣設(shè)備。熔斷器通常由金屬熔體、支持熔體的觸頭裝置和外殼等部件組成。注意當電路出現(xiàn)過載或短路時，熔斷器應(yīng)能迅速切斷電路。當熔斷器內(nèi)的電流超過其最小熔斷電流時，熔體的熔斷時間與電流的大小有關(guān)，電流越大，熔體的熔斷時間越小。熔斷器的熔體熔化后需更換新的熔斷器。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷高壓線路所采用的熔斷器與低壓線路不同，高壓熔斷器有管式熔斷器和跌落式熔斷器等類型，如圖2-21所示，其中跌落式熔斷器多用于露天變電所。（a）管式熔斷器

（b）跌落式熔斷器圖2-21高壓管式熔斷器和跌落式熔斷器任務(wù)二認識供電制式及供電負荷6互感器

互感器可分為電壓互感器和電流互感器，是將高電壓或大電流按比例變換成標準低電壓或標準小電流，以便實現(xiàn)測量儀表、保護設(shè)備及自動控制設(shè)備的標準化、小型化。電壓互感器如圖2-22所示，又稱壓變，用于電氣測量、控制和保護回路，把高電壓按一定的比例關(guān)系轉(zhuǎn)換成100V或更低等級的標準二次電壓，以供保護、計量、儀表等裝置使用；同時，電壓互感器還可使高壓線路與工作人員隔離，避免人員直接與高壓線路接觸。1）電壓互感器圖2-22電壓互感器任務(wù)二認識供電制式及供電負荷電壓互感器的一次繞組與一次電路并聯(lián)連接，二次繞組則與儀表、繼電器的電壓線圈并聯(lián)連接。由于儀表、繼電器的電壓線圈阻抗很大，所以電壓互感器工作時二次回路接近于空載狀態(tài)，應(yīng)避免二次回路發(fā)生短路，一旦短路將會造成二次回路中通過的電流增大、回路中的熔斷絲（熔斷器）熔斷而引發(fā)儀表表針指示異常及保護誤動作。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷電流互感器如圖2-23所示，又稱流比，是用于電氣測量、控制和保護回路的變流器。電流互感器的一次繞組串聯(lián)連接在一次回路中，二次繞組與儀表、繼電器等裝置的電流線圈串聯(lián)連接，形成閉合回路。電流互感器根據(jù)其線圈結(jié)構(gòu)不同可分為單匝式和多匝式兩種類型，根據(jù)其自身結(jié)構(gòu)不同可分為干式、油浸式和澆注式3種類型，根據(jù)使用場所不同可分為室內(nèi)用和室外用兩種類型。2）電流互感器圖2-23電流互感器任務(wù)二認識供電制式及供電負荷在運行時，電流互感器的二次側(cè)不能出現(xiàn)開路，如若發(fā)生開路，電流互感器一次側(cè)的電流將完全變成減磁電流，會在二次側(cè)形成很高的電動勢，有時可達數(shù)千伏，嚴重威脅工作人員的人身安全，容易造成儀表、保護裝置、電流互感器等部件的損壞，還會使鐵芯過熱造成損壞。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷7防雷設(shè)備防雷設(shè)備也稱避雷設(shè)備，用來防止電氣設(shè)備的雷電過電壓。由于電力設(shè)備或建筑物在遭受直接雷擊或雷電波時會產(chǎn)生雷電過電壓，又稱為大氣過電壓或外部過電壓，并形成雷電沖擊波，其電壓幅值可高達上百兆伏，電流幅值可達數(shù)百千安，對電氣設(shè)備造成極大的危害，因此，必須采取相應(yīng)的防護措施。一套完整的防雷設(shè)備一般由接閃器、避雷器、引下線和接地裝置等組成。接閃器是用來接受雷電的金屬裝置，如避雷針、避雷帶（網(wǎng)）、架空地線等。接閃器與引下線和接地裝置相連，將雷電引入大地。1）接閃器任務(wù)二認識供電制式及供電負荷避雷器根據(jù)結(jié)構(gòu)不同可分為跌落式、脫離式等形式，如圖2-24所示，是用來保護電氣設(shè)備免受高瞬態(tài)過電壓危害并限制續(xù)流時間（也常限制續(xù)流幅值）的一種保護設(shè)備。2）避雷器圖2-24跌落式避雷器和脫離式避雷器任務(wù)二認識供電制式及供電負荷在變電所，避雷器與被保護設(shè)備并聯(lián)，主要用來防止雷電所產(chǎn)生的大氣過電壓沿架空線路侵入變電所或其他建筑物內(nèi)，以免危及被保護設(shè)備；避雷器也可用來限制內(nèi)部過電壓。避雷器根據(jù)其使用場所的不同可分為配電型（S型）、電站型（Z型）、電機型（D型）、電容器型（R型）4種。配電型避雷器：用來保護相應(yīng)電壓等級的開關(guān)柜、變壓器、箱式變壓器、電纜頭等相關(guān)配電設(shè)備。常用于10kV配電線路（出線）。

電站型避雷器：用來保護發(fā)電站、變電所中的交流電氣設(shè)備。常用于母線設(shè)備（如PT柜）和主變電所10kV側(cè)線路（進線）。

電機型避雷器：限制真空斷路器或少油斷路器投入、切斷時旋轉(zhuǎn)電機產(chǎn)生的過電壓，保護旋轉(zhuǎn)電機。

電容器型避雷器：抑制真空斷路器或少油斷路器投入、切斷時電容器組產(chǎn)生的過電壓，保護電容器。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷8成套設(shè)備制造廠成套供應(yīng)的設(shè)備統(tǒng)稱為成套設(shè)備，是按照電氣主接線的要求，把開關(guān)設(shè)備、保護測量電氣設(shè)備、母線和必要的輔助設(shè)備組合在一起，裝配在一個或多個全封閉或半封閉的金屬柜中組成一個整體裝置，用來接收、分配和控制電能。任務(wù)二認識供電制式及供電負荷（1）根據(jù)安裝場所的不同，成套設(shè)備可分為室內(nèi)成套設(shè)備和室外成套設(shè)備。通常，35kV及以下的成套設(shè)備多采用室內(nèi)式，以節(jié)約用地。（2）根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，成套設(shè)備可分為固定式成套設(shè)備和移開式（也稱手車式或抽屜式）成套設(shè)備。（3）根據(jù)開關(guān)柜隔離構(gòu)成形式不同，成套設(shè)備可分為間隔式、鎧裝式、箱式和環(huán)網(wǎng)柜式等類型。（4）根據(jù)一次線路連接的主要元器件和用途不同，成套設(shè)備可分為油斷路器柜、負荷開關(guān)柜、熔斷器柜、電壓互感器柜、隔離開關(guān)柜和避雷器柜等類型。（5）根據(jù)成套設(shè)備工作的電壓等級不同，成套設(shè)備可分為高壓成套設(shè)備和低壓成套設(shè)備。本任務(wù)