03-短路电流计算.pptx

第一节 变电所主要设备变电所主要设备生产和变换电能的设备：发电机、变压器等接通和断开电路的开关设备：断路器、隔离开关等限制电流或过电压的设备：电抗器、避雷器等输配电能的设备：电力电缆等线路参数检测设备：电流互感器、电压互感器等二次设备：还包含对上述设备进行监测、控制、保护的辅助设备本节主要讨论直接生产和输配电能的设备第三章 变电所第1页/共96页第三章 变电所 一、高压电气设备高压电气设备工作电压在交流电压1000伏、直流电压1200伏以上的电气设备低压电气设备交流电压1000伏、直流电压1200伏以下的电气设备电力变压器功能 实现电网的电压等级变换，是变电所主要设备 1、电力变压器电力变压器功能 实现电网的电压等级变换，是变电所主要设备一、二次绕组的电压之比决定于一、二次绕组的匝数比 变压器类型 电力变压器绕组的绝缘和冷却方式是影响变压器使用的主要因素第2页/共96页第三章 变电所一般按变压器绕组的绝缘和冷却方式进行分类油浸式变压器 以油为变压器绕组的绝缘和冷却方式，散热较好，性价比较适中，但防火、防爆性能较差干式变压器以环氧树脂为变压器绕组的绝缘和冷却方式（用环氧树脂浇注变压器绕组）散热稍差，价格高，但防火、防爆性能好，在现代建筑中的应用日益增多SF6变压器：以六氟化硫气体为变压器绕组的绝缘和冷却方式硅油变压器：以硅油为变压器绕组的绝缘和冷却方式第3页/共96页变压器变压器图例变压器的连接组别对于三相电力变压器，其一、二次侧均有三个绕组，三个绕组既可连接为三角形，也可连接为星形，而且三个绕组的始端和终端的连接方式也会影响三相电力变压器的一、二次侧电压的相位关系在供配电设计中，需要明确表示变压器一次绕组和二次绕组的连接方式和连接关系，这些信息称为变压器的连接组别 YY第4页/共96页变压器变压器连接组别标注方法一次侧联结方式用大写字母标注二次侧联结方式用小写字母标注一、二次侧字母之间用“，”分隔星形连接用字母“Y、y”表示，三角形联结用字母“D、d”表示中性点用字母“N、n”表示一次侧线电压矢量和二次侧线电压矢量的相位关系用时钟的时针与分针关系描述一次侧线电压矢量为长针。二次侧为短针例如：连接组别Y，yn0（对应旧国标Y/Y0-12）变压器一次侧、二次侧为星形连接，中性点由二次侧引出变压器一、二次侧线电压矢量相位差为0（时钟的12点钟的位置）第5页/共96页 5）变压器的一般表示方法表示内容型号：一般按国家标准表示，有型号和序列号等S表示油浸式变压器，SC表示干式变压器，数字表示序列号容量：视在功率（kVA）按IEC的推荐采用R10系列，即容量按R10=倍数递增，例如100、125、160、200 kVA等一、二次侧额定电压：（kV）连接组别：Y，yn0(Y/Y0-12)D，yn11(/Y0-11)例：S91250，D，yn11变压器第6页/共96页变压器6）D，yn11特点有利于抑制高次谐波电流，3n次谐波电流，不会流人公共的高压电网中去，更符合环保要求有利于低压单相接地短路故障的保护动作和切除，D，yn11连接方式的阻抗要比Y，yn0 连接变压器的小得多，单相接地故障时的短路电流比Y，yn0连接要大，保护装置灵敏度更高，更易于动作有利于承受单相不平衡负荷，现代供电系统中，单相负荷明显增加，导致三相不平衡电流增加，即零序电流增加，而感应到一次绕组中的零序电流在一次绕组中形成环流，减少了高压电网中不平衡电流按规定，D，yn11连接的变压器，其中性线的电流允许达到相电流的75%以上，而Y，yn0连接的变压器的中性线的电流不得超过二次侧额定电流的25%，二者相差甚远第7页/共96页高压断路器2、高压断路器断路器定义（国际电工词汇定义）断路器是能接通、承裁以及分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路条件（例如短路）下承裁一定时间和分断电流的开关电器断路器作用控制作用：接通、承裁以及分断正常电路条件下的电流保护作用：在规定的时间内承裁和分断非正常电路条件(例如短路)电流安全作用：切断设备电源，保证设备和人员安全高压断路器作为高压电路中闭合和开断电路的设备，是最重要的、也是最常用的高压开关电气设备。高压断路器的性能直接影响供配电系统的安全。高压断路器的图例第8页/共96页高压断路器 3）高压断路器的类型作为闭合和开断电路的高压断路器，必须有完善有效的措施迅速灭弧高压断路器类型：按灭弧介质和灭弧方式进行分类少油断路器（少油、多油）以油作为灭弧介质，多油断路器已趋于淘汰，少油断路器由于价格适中，在早期的建筑供配电系统中较常用，但有火灾危险空气断路器以压缩空气作为灭弧介质，断路器分断电流能力强，但造价高、维护要求高，一般只在大型变电站采用第9页/共96页高压断路器六氟化硫（SF6）断路器采用具有良好的灭弧和绝缘性能的SF6气体作为灭弧介质，灭弧性能好，无火灾危险，断流容量大、速度快，可靠性高，发展较快，在封闭式组合开关柜中采用较多，但价格较高真空断路器采用稀薄的空气作为灭弧介质，具有分断电流能力强，结构简单，重量轻，体积小，维护要求低、无爆炸危险等优点，近年来发展较快，在建筑供配电系统中使用越来越多不足之处是价格较贵，同时分断电感性负载的性能稍差，通常需要配置专用的阻容吸收装置第10页/共96页高压断路器按安装地点进行分类户外；户内温度、湿度对断路器性能有影响按自动合闸方式分类能够自动重合闸，不能自动重合闸现代高层建筑的变配电室设在主楼地下层，按规定不宜采用油开关用于高层建筑的开关有三种类型可供选用高压空气断路器：技术较陈旧SF6断路器：尺寸较大，SF6气体具有毒性真空断路器：目前10kV真空断路器应用的较为普遍第11页/共96页高压断路器 4）高压断路器的操作机构高压断路器在发生故障时，能够在继电保护装置的控制下，自动切断故障电流，因此高压断路器还应配有相应的操作机构以实现自动动作操作机构和控制回路的电压是选择高压断路器应考虑的因素操作机构形式手动式：以人工手动方式进行分、断操作，简单，但不能提供自动分、断操作电动式：以电磁力作为断路器分、断操作的动力，以CD表示弹簧式：以弹簧力作为断路器分、断操作的动力，建筑配电系统常用，以CT表示液压式：用液压机构提供断路器分、断操作的动力气动式：用压缩空气提供断路器分、断操作的动力，如空气断路器第12页/共96页高压隔离开关 3、高压隔离开关开关定义（电工术语定义）在正常条件（包括规定的过载工作条件）下，能够接通、承载和分断电流；并在规定的非正常条件（例如短路）下，能在规定时间内承载电流的电器开关可以接通、但不能分断短路电流隔离器在断开状态下能符合规定的隔离功能要求的开关电器断开指由于电器断开而使电路内的电流中断的操作过程隔离开关在断开状态下能符合隔离器要求的开关第13页/共96页高压隔离开关高压隔离开关特点高压隔离开关不具备分断电流的作用，一般与高压断路器配合使用隔离开关在断开后有明显的断开点，以确保“隔离”作用高压隔离开关的功能检修隔离：在对高压电气设备检修时，用隔离开关将检修的设备与其它带电体可靠地分隔，以保证检修人员的安全倒闸操作：利用隔离开关将设备或供电线路从一组母线切换到另一组母线高压隔离开关的图例高压断路器与高压隔离开关配合第14页/共96页高压隔离开关 3）高压隔离开关的类型高压隔离开关没有熄弧的机构，其分类按安装地点分为户外（GW）、户内（GN）两种温度、湿度对断路器性能有影响4）高压隔离开关的操作高压隔离开关一般采用手动操作方式高压隔离开关没有熄弧的机构，不允许带负荷操作，只能与高压断路器配合使用高压隔离开关在操作时有严格的次序要求分闸：先拉断高压断路器，后拉断隔离开关合闸：先合上隔离开关，后接通高压断路器为防止误操作，除了严格的操作规程外，高压隔离开关还应有与高压断路器互锁的装置第15页/共96页高压负荷开关的图例高压负荷开关 3、高压负荷开关高压负荷开关的功能、特点在正常运行时接通或切断负荷电流在允许的过载情况下，在继电保护装置的控制下自动切断过载回路由于高压负荷开关的灭弧装置比高压断路器简单，因此高压负荷开关不能切断短路电流在通常情况下高压负荷开关应与高压熔断器组合使用，借助高压熔断器切断短路电流目前，已有将高压负荷开关与高压熔断器组合在一起的装置高压负荷开关的分类一般高压负荷开关按安装地点分为户外（FW）、户内（FN）两种高压负荷开关也须配用操作机构，一般负荷开关用手动操作机构操作外型高压负荷开关与熔断器配合使用第16页/共96页高压开关设备 高压断路器、高压负荷开关和高压隔离开关的特点高压断路器高压断路器灭弧性能最好，分断电流能力强，保护功能较全，因此应用最多。一般对电源进线开关、操作频繁的供配电回路、配电所引出线等应采用高压断路器高压负荷开关高压负荷开关能分断正常工作的电流，但不能分断短路电流，需要与高压熔断器配合使用，而且熔断器应设置在电源侧高压负荷开关的分断能力比高压断路器小，主要是成本低，主要应用在负荷小，不需要继电保护和自动装置要求的场所 高压隔离开关高压隔离开关不具备分断电流的功能，一般与高压断路器配合使用一般对固定的配电设备应设置高压隔离开关，高压隔离开关应设置在有带电设备的一侧对接在母线上的避雷器、电力电容器等应设置隔离开关第17页/共96页高压负荷开关 4、高压熔断器高压熔断器的功能、特点功能：高压熔断器串联接入线路中，在过载或短路时切断负荷电流基本结构：一般由熔体、支持金属导体的触头和保护外壳三大部分组成保护方式在流过熔体的电流大于其开断电流时，熔体熔断，切断电流，达到保护目的RW系列熔断器在熔体熔断后熔管自动脱落，形成明显的断点，可兼起隔离开关的作用，广泛用于室外场所第18页/共96页一般图例跌落式熔断器高压熔断器高压熔断器的分类按安装地点分为户外（RW）、户内（RN）两种近年在一般跌开式熔断器的基础上增加了灭弧装置和灭弧触头，构成负荷型跌开式熔断器，可带负荷操作，如RW10（F）型跌开式熔断器，这种负荷型跌开式熔断器有推广应用的趋势高压熔断器的基本图例第19页/共96页避雷器避雷器避雷器是一种具有压敏特性（非线性电阻）的电气设备避雷器类型避雷器有保护间隙、管型避雷器、阀式避雷器、金属氧化物（氧化锌）避雷器等主要类型保护间隙和管型避雷器主要用于配电系统、线路和变电所进线的大气过电压保护阀式避雷器和金属氧化物避雷器主要用于变电所和电厂的大气过电压保护金属氧化物避雷器的非线性电阻伏安特性较好，在正常工作电压下，流过避雷器的电流非常小，仅有微安级，在线路发生雷击过电压时，避雷器电阻急剧下降，流过避雷器的电流瞬间增大到数千安，雷击过电压的能量快速经避雷器释放到大地，进而使线路电压快速下降，有效地限制了雷击过电压的危害第20页/共96页避雷器避雷器工作原理在线路电压低于避雷器保护电压时，避雷器表现为“高阻抗”，不影响供配电系统正常工作；在线路电压大于避雷器的保护电压时，避雷器电阻急剧下降，表现为“低阻抗”，线路经避雷器、接地装置构成回路，使线路电压快速下降，从而实现过电压保护；在线路电压恢复到低于避雷器保护电压后，避雷器又自动回复到“高阻抗”状态，供配电系统又可正常工作 线路RUUP高阻第21页/共96页电流互感器变流比二次侧电流N2 N1 铁心一次绕组二次绕组电流互感器 5、电流互感器电流互感器的功能检测一次回路的电流，并将其变换成二次回路的小电流(通常为)变换的目的是为了降低监视、检测、计量系统的电流，以提高安全性能和降低二次回路的成本电流互感器的工作原理：电磁感应原理第22页/共96页电流互感器基本图例使用电流互感器的注意事项二次回路应连接可靠，不能安装熔断器或开关因为电流互感器二次绕组侧匝数较多，一旦开路，将会在二次侧感应出高压，危及人身和设备安全二次回路应可靠接地因为电流互感器一次侧为高电压，要求二次回路应可靠接地，以防一、二次绕组间的绝缘击穿，造成人身伤害和设备毁坏“同名端”连接正确要求电流互感器一、二次绕组的“极性”要对应，例如上图中L1和K1，L2和K2为同名端电流互感器的串联使用在电流互感器的容量不能满足要求时，可以将两个同型号、同变比的电流互感器串联使用，要注意两个电流互感器“同名端”要一致电流互感器第23页/共96页电压互感器变压比二次侧电压N1 N2 铁心一次绕组二次绕组电流互感器5、电压互感器电压互感器的功能检测一次回路的电压，并将其变换成二次回路的低电压（通常为100V）变换的目的是为了降低监视、检测、计量系统的电压，以提高安全性能和降低二次回路的成本电压互感器的工作原理：电磁感应原理第24页/共96页电压互感器基本图例使用电压互感器的注意事项一、二次回路都应安装熔断器以防止短路电压互感器二次绕组侧匝数较少，一旦短路，将会在二次侧感应出大电流，烧毁电压互感器和危及人身和设备安全电压互感器一次绕组并联于主回路中，一旦短路也将使主回路跳闸，影响供电二次回路应可靠接地因为电压互感器一次侧为高电压，要求二次回路应可靠接地，以防一、二次绕组间的绝缘击穿，造成人身伤害和设备毁坏“同名端”连接正确要求电压互感器一、二次绕组的“极性”要对应电压互感器第25页/共96页 6、高压开关柜高压开关柜是一种成套的配电设备，按设计要求的配电线路结线方案，把一次回路的开关电器和二次回路的电器设备组装成一体一般高压开关柜中除装有高压断路器、高压隔离开关、互感器等一次设备，还装有用于线路保护、检测与计量的二次设备和仪表等由于高压开关柜一般由专业化的厂家生产，结构紧凑，可靠性高。是建筑配电系统中常用的配电设备高压开关柜高压开关柜的五防要求：防止误合、误分断路器；防止带负荷合、分隔离开关；防止带电挂接地线；防止挂接地线时合闸；防止人员误入带电间隔。第26页/共96页高压开关柜 高压开关柜的结构固定式高压断路器等设备固定于开关柜中，经济但不够灵活手车式高压断路器等设备安装在可从开关柜中拉出和推入的小车上，需要检修时将小车拉出，检修完毕后，又将小车推入，灵活安全，但稍贵厢式变电站把一次回路的开关电器、二次回路的电器设备和变压器组装合在一个厢体内第27页/共96页电力电容器 7、电力电容器功能：实现静止无功功率补偿，提高线路功率因素图例：与电工学中的符号相同应用在建筑配电系统中一般采用三角形连接建筑配电系统中一般采用集中补偿方式，即将无功补偿电容集中装设在低压侧母线，与配电屏放在一起，进行集中补偿，以降低变压器容量，但对功率较大、功率因数较低的用电负荷，有采用就地补偿的趋势。就地补偿效果好，可以降低低压线路损耗集中补偿低压母线分组就地补偿MMM现场配电箱来自低压母线第28页/共96页电力电容器为了使并联电容器装置满足安全运行的要求，按国家并联电容器装置设计规范要求，建筑供配电系统的并联电容器装置应注意以下内容：电容器的投切控制可采用总回路刀开关和分回路交流接触器或功能相近的其它元件防止操作过电压应采用避雷器短路保护应采用熔断器防止电容器过载应采用热继电器防止电容器投入时产生合闸涌流，一般应串联接入限流线圈（电抗器）第29页/共96页电力电容器为防止检修时电容器上存储的电荷产生电击，应装设放电电阻。应装设谐波含量超限保护、自动投切控制器、保护元件、信号和测量表等配套器件等在采用的交流接触器具有限制合闸涌流功能和电容器柜有谐波含量超限保护时，可不装设相应的限流线圈和热继电器在供配电设计和施工中，应按上述要求设计和检验相应的配套元件 母线熔断器(1.52)IC 接触器 1.5IC电抗器热继电器1.3IC放电电阻电容器第30页/共96页母线 8、电力母线母线用高导电率的铜质或铝质材料制作的导线，用来实现大电流的传输，具有汇集和分配电能的功能母线类型硬母线、软母线、金属封闭母线、母线槽、滑触线硬母线用铜质或铝质材料制作的导线，有矩形、管形、槽形等多种形状，一般无绝缘，用绝缘子支持敷设软母线铜绞线、铝绞线、钢芯铝绞线等，一般用于架空线路敷设第31页/共96页低压断路器 二、低压电气设备低压电气设备电压等级低，低压一次回路的保护无需电压互感器，使低压电气的设备的结构更紧凑，产品也更丰富低压开关设备与高压开关设备不同，不需要二次回路的继电保护装置支持即可实现多种保护功能 1、低压断路器 功能：分断电流低压断路器又称自动开关或空气开关（空开），低压断路器型号繁多，是建筑配电系统中应用最广泛、也是最重要的一种控制设备空气开关具有很好的灭弧能力，除了能在带负荷时分断电流外，还具有短路保护、过载保护和失电压或低电压保护等多种保护功能，而且这些保护装置与断路器制作为一体，应用更方便第32页/共96页低压断路器低压断路器的基本工作原理正常工作时，各保护机构是“紧扣”住的在出现故障时，比如过电流，在过流线圈产生的电磁力使过流脱扣器“脱扣”，在弹簧的拉力下，主接头断开，实现保护低压断路器的原理结构和接线主接头跳钩锁扣分励脱扣器过电流脱扣器热脱扣器加热电阻脱扣按钮(常闭)脱扣按钮(常开)失压脱扣器第33页/共96页低压断路器低压断路器的保护内容低压断路器的保护内容与断路器的脱扣形式相关过热脱扣器过热保护，实质是过载保护过流脱扣器过载保护，一般延时动作，对瞬时过电流不动作电磁脱扣器短路保护，瞬时动作失压脱扣器欠压保护，电压低与设定值时动作，一般延时动作分励脱扣器远动保护复式脱扣器电磁脱扣热脱扣 第34页/共96页带漏电保护的低压断路器表示低压断路器低压断路器过流保护的“三段式”保护“三段式”保护：瞬时、短延时、长延时三种保护模式瞬时保护模式提供短路保护，达到设定值时立刻动作长延时保护模式提供过载保护，达到设定值时延时动作，延时时间较长短延时保护模式提供介于短路与过载之间保护，延时时间较短低压断路器还具有漏电保护，一般可在断路器上组合一个漏电保护模块，例如C45N低压断路器可加装Vigi型组合式附件实现漏电保护功能，可靠性很高第35页/共96页低压断路器低压断路器的分类按使用类型：A类（非选择型）、B类（选择型）按设计形式：框架式（ACB）、开启式（模压外壳式或塑壳式MCCB）按操作机构：手动式、电动式、储能式按安装方式：固定式、插入式、抽屉式按低压断路器的极数和电流回路分类单极两线两极：两极两线、两极三线三极：三极四线四极第36页/共96页低压断路器低压断路器的容量指低压断路器正常工作允许的分断电流，一般由几安培到数百安培。断路器的主要技术参数额定工作电压、额定工作电流额定短路通断能力和一次极限通断能力保护持性和动作时间电寿命和机械寿命热稳定性和动稳定性壳架等级额定电流指塑壳或框架所允许的最大过电流脱扣器的额定电流第37页/共96页低压刀开关低压刀开关在断开后有明显的断点，常用的有HD（单投）和HS（双投）系列，额定电流从数十安到1500安。低压负荷开关 2、低压负荷开关功能：类似于高压负荷开关，有简单的灭弧措施可在额定工作条件下分断电流，但不能切断短路电流，需要配合熔断器实现短路保护上接线端子灭弧栅(灭弧罩)闸刀底座下接线端子主轴静触头连杆操作手柄HDl3型低压刀开关第38页/共96页交流接触器 3、交流接触器交流接触器也称为电磁开关功能用于需要频繁接通和断开的供电电路开关控制结构利用电磁铁的吸力来控制触头动作，具有用于通断控制的辅助线圈和辅助触头以及用于通断电流的主触头交流接触器的通断由辅助线圈控制，当辅助线圈没有电流时，接触器主触头断开（常开），主回路断开；当辅助线圈通电后，产生电磁力将衔铁吸合，带动拉杆将接触器主触头闭合，主回路接通。实物外形图例第39页/共96页交流接触器交流接触器特点由低电压、小功率的辅助线圈控制高电压、大电流主回路的通断，特别适合需要自动控制和频繁起停的场合，在必要时还可用工作电压为36 V的辅助线圈为实现控制，安全性更好交流接触器有一定的过载保护能力和低电压保护功能，但不能切断短路电流，需要配合熔断器实现短路保护第40页/共96页低压成套设备 4、低压成套设备低压配电屏是将按设计要求的配电线路结线方案，把低压开关设备和计量、配电、功率因素补偿等电器设备组装成一体的低压配电设备形式：低压配电屏和低压配电箱结构：固定式、抽屉式、手车式固定式：趋于淘汰手车式：只用于大容量的配电线路抽屉式：可以将低压开关设备由配电柜中抽出，检修方便，安全可靠，是建筑配电系统中使用广泛的结构形式在建筑配电系统中使用广泛特点：结构紧凑，组合方便，安全可靠第41页/共96页低压成套设备5、动力配电箱和照明配电箱将低压断路器等设备安装在特定的箱体内，为动力、照明设备配电，广泛用于工厂车间、建筑物的楼层的配电系统的控制保护和直接向用电设备配电配电箱按其体积可以采用挂壁式、靠墙式、嵌入式等安装方式配电箱一般安放在建筑的楼层配电间和用电设备的附近，广泛用于工厂车间、建筑物楼层配电系统的控制保护和直接向用电设备配电。第42页/共96页备用电源 三、备用电源备用电源：指在交流电网提供的电源故障时为一、二级负荷供电的电源电源种类发电机组、EPS（集中供电式应急电源）、UPS一般动力负荷采用采用自备发电机组通信、计算机网络等负荷采用EPS或UPS备用电源切换时间一般要求与主电源切换时间不应超过15S第43页/共96页备用电源EPS（集中供电式应急电源）原理市电正常时，由市电向负荷供电，同时由充电器向蓄电池组充电市电断电后，蓄电池组电能经逆变器得到交流电能，由中央处理器控制互投装置，切换到蓄电池向负荷供电充电器蓄电池组逆变器互投装置电池监测系统中央处理器通信接口输出市电第44页/共96页备用电源柴油发电机组包括柴油机、发电机、起动和控制装置、底座等，一般还应有储油室柴油发电机组利用柴油燃烧提供发电机动力，运行时有噪音、排烟、冷却、振动等影响，还要考虑燃油的消防问题，设计时应考虑这些影响柴油发电机组体积大，要考虑建筑结构承重要求单台发电机组的容量不应超过1500kW建筑内应急柴油发电机组的数量一般不宜超过两台第45页/共96页备用电源 备用电源的容量计算备用电源容量的选择原则备用电源应满足一级负荷和部分二级负荷的供电，特别是消防负荷的供电要求备用电源容量计算考虑因素考虑稳定负荷考虑尖峰负荷：即考虑设备起动时的影响，规范有相应的计算方法考虑备用电源母线的允许电压降：规范有相应计算方法容量确定：取上述三者中的最大负荷为备用电源容量第46页/共96页备用电源备用电源容量的经济性备用电源只在主电源中断后才投入使用，备用电源容量还要考虑尖峰负荷的影响从系统经济的角度，降低应急电源容量，可以减少投资，经济性好在满足稳定的一级负荷和部分二级负荷的供电要求的前提下，为减小备用电源的容量，应尽可能降低尖峰负荷 第47页/共96页变电所建筑变电所建筑变电所包含35kV变电所和10kV变电所，35kV变电所包括35/10（6）kV变电所和变电所3510（6）变电所一般称为“总降压变电所或总变电所”35变电所则称为“直降变电所”10kV变电所指变电所，是最主要、最广泛的建筑变电所类型 根据建筑变电所的设置场所，通常将变电所分为室内变电所和室外变电所两大类第48页/共96页一、工业和企业变电所类型室内变电所室外变电所：露天变电所、半露天变电所、杆上变电所总降压变电所35110kV6 10kV独立变电所610kV0.4kV外附式变电所室内变电所内附式变电所变电所第49页/共96页变电所室内变电所室内变电所的一次设备设置在室内环境，环境因素对设备的影响小，运行维护方便，但对防燃、防爆的要求高室内变电所的形式有总降压变电所、独立变电所、车间变电所、附设式变电所等室外变电所指电力变压器设置在露天环境的变电所，环境因素对设备的影响大，运行维护不方便，但对防燃、防爆的要求和安全防护性比室内变电所低，室外变电所结构简单，变电所投资省。室外变电所的形式有露天变电所、半露天变电所、杆上变电所和室外厢式变电站第50页/共96页变电所所址选择变电所所址选择变电所所址选择要考虑安全可靠、运行节能、安装运输、环境影响等基本因素安全可靠变电所所址的安全可靠要求主要指变电所所址不应影响建筑安全确定变电所所址时，要满足国家标准和规范规范要求对装有可燃性油浸变压器的变电所，不应设在三、四级耐火等级的建筑内；当设在二级耐火等级的建筑内时，要采取局部防火措施多层建筑中的装有可燃性油的电气设备的变电所应设置在底层靠外墙部位，且不应设在人员密集场所的正上方、正下方、贴邻和疏散出口的旁边装有可燃性油的电气设备的变电所不宜设在高层主体建筑内，在受条件限制必须设在高层主体建筑内时，不应设在人员密集场所的正上方、正下方、贴邻和疏散出口的旁边，并要满足高层民用建筑防火设计规范的有关规定 第51页/共96页变电所所址选择运行节能 供配电系统的变电所要长期运行，节能是一个重要的指标，线路损耗不可小视，变电所设在负荷中心，可以有效降低运行过程中的线路损耗安装运输要求安装要求：靠近电源，进出线路的方便运输要求：考虑变电所设备的运输方便合理的布置可减少变电所安装的周期和费用 第52页/共96页变电所所址选择环境影响考虑环境因素对变电所设备的影响，以避免因环境因素导致变电所出现故障，造成中断供电的事故变电所所址要考虑防洪防灾要求变电所不应设在有剧烈振动或高温的场所，不应设在地势低洼和可能积水的场所，不应设在厕所、浴室或其它经常积水的场所的正上方、正下方和贴邻，不应设在有爆炸危险环境的正上方、正下方，不宜设在有腐蚀性气体的场所等留有余地对35kV变电所，在所址选择时，除考虑上述要求外，要留有扩容扩建的余地，避免因用电负荷增加时，没有相应的设备空间 第53页/共96页变电所类型高层建筑变电所位置高层建筑特点：负荷种类多，负荷分散，配电线路长在可能情况下，考虑运行节能要求主要类型：设置在楼内的变电所设置在楼外的独立变电所（辅助变电所）一般来说，辅助变电所距负荷中心较远，配电电缆敷设较复杂，现代建筑中，高层建筑的变电所通常设在主楼内第54页/共96页变电所类型 变电所设置在楼内的基本形式(根据变电所在建筑内位置)变电所设置在建筑地下层或底层优点：设计和安装简单，不占建筑有效面积，民用建筑中采用最多缺点：变电所不在负荷中心国外一般建筑高度在30层左右的，大都集中在底层高层建筑内的变电所设在建筑地下层时，规范要求变电所不宜设在最底层。第55页/共96页B C D变电所类型变电所设置在建筑中间层(B)变电所设置在建筑底层与顶层(C)变电所设置在建筑底层、中间层与顶层(D)优点：变电所在负荷中心缺点：对建筑结构的承重有要求，安装困难占用建筑有效面积，对周围用户有影响一般在供电质量不能满足要求时采用一般建筑中间层的变压器容量不宜超过630kVA变电所的数量及其位置的分布，应通过技术经济比较决定国外60层左右的建筑，B、C、D三种方式都有采用第56页/共96页变电所所址选择建筑变电所形式选择变电所形式指变电所的类型，例如室内还是室外等变电所形式应根据用电负荷的状况、周围环境情况和工程性质等因素决定高层建筑或大型民用建筑，宜设置室内变电所或组合式成套变电站城市住宅小区视负荷情况可采用独立变电所，住宅楼可采用220380V电压供电用电负荷小、且负荷分散的工业企业和大中城市的居民区，宜设置独立变电所，有条件时，可设附设变电所或户外厢式变电站在环境允许的中小城镇居民区和工厂的生活区，当变压器容量在315kVA以下时，宜设杆上式或高台式室外变电所一类建筑的建筑主体内，严禁采用装有可燃性油的变压器和其它电气设备的变电所第57页/共96页变电所布置建筑变电所布置变电所布置指变电所内的各种电气设备的安放位置建筑变电所主要空间变压器室、高压配电室、低压配电室、发电机室或备用电源室、值班室或控制室等相对独立的空间建筑变电所中的各空间摆放的设备不同，对安全的要求等也不同变电所布置便是要确定这些空间在变电所内的空间位置关系和各部分的空间要求变电所布置要满足国家标准和规范的要求，按现行10kV及以下变电所设计规范的要求，变电所布置要考虑安全可靠、检修维护、防止灾害等基本因素 第58页/共96页变电所布置安全可靠指变电所空间布置对建筑安全的影响考虑变电所的设备是否需要有独立的空间，考虑各空间之间的通道等有消防的要求等等无可燃性油的高、低压配电设备和非油浸变压器可设置在同一个空间内在有人值班的变电所，应设置专门的值班室；高压配电室应与值班室直通或经过通道连通，值班室应有直接通向户外或通向走道的门变电所宜单层布置，在采用双层布置时，变压器应设在底层变电所配电柜、变压器等设备的布置应满足规范要求的安全和消防距离等对于设置在高层建筑物地下室内的变电所，严禁选用可燃性油浸变压器，不宜采用带可燃性油的断路器第59页/共96页变电所布置检修维护空间布置要考虑进出线方便，设备搬运和检修方便例如要求变电所的各部分的空间尽量靠近，留有满足规范要求的通道，留有满足规范要求操作维护空间距离，值班室位置应便于运行人员工作和管理等防止灾害变电所布置的防止灾害要求指变电所空间布置要考虑防地震、防尘、防潮、防爆、防污染、防鼠害虫害等例如不允许水管、煤气管道等穿越变电所；不允许采用可燃性装修材料要考虑通风、排烟、消防和散热；还要考虑建筑结构承载能力满足要求等对于设置在高层建筑物地下室内的变电所，应采取防潮措施，应有解决变压器、电容器等设备散热的措施 第60页/共96页变电所布置电力变压器室布置考虑一定的安全防护距离，以保证运行和人员安全考虑搬运安装和操作要求。例如要按变压器外形尺寸考虑搬运通道与门尺寸，要将变压器保护装置的操作机构设置在靠近门口的位置等考虑变压器室的环境要求，设置通风、防火、防水、防潮、防虫等措施考虑建筑结构的承载能力满足承载变压器要求考虑变电所安全接地的要求，留有变压器低压侧“地线”连接端等电力变压器室的尺寸主要取决于变压器的容量、外形结构尺寸、进出线方式和通风散热方式 第61页/共96页变电所布置室内变压器布置的基本要求室内变电所的每台油量为100kg及以上的三相变压器，应设在单独的变压器室内可燃油油浸变压器外廓与变压器室墙壁和门的最小净距与变压器容量ST有关，应符合下表的规定 变压器容量变压器容量STST1000 kVA ST1250 kVA 变压器外廓与变压器室变压器外廓与变压器室后壁、侧壁的距离后壁、侧壁的距离600 800变压器外廓与变压器室门的变压器外廓与变压器室门的距离距离8001000第62页/共96页变电所布置室内变压器布置的基本要求设置于变电所内的非封闭式干式变压器，应装设高度不低于1.7 m的固定遮栏，且遮栏网孔不应大于40mm40mm，变压器外廊与固定遮栏的净距不宜小于，变压器之间的净距不应小于室内安装的干式变压器，变压器外廓与四周墙壁的净距不应小于，干式变压器之间的距离不应小于，并应满足巡视、维修的要求变压器室内可安装与变压器有关的负荷开关、隔离开关和熔断器。在考虑变压器布置及高、低压进出线位置时，应尽量使负荷开关或隔离开关的操动机构装在近门处第63页/共96页变电所结构与布置在确定变压器室面积时，应考虑变电所所带负荷发展的可能性，一般按能装设大一级容量的变压器考虑变压器室的大门一般按变压器外形尺寸加。当一扇门的宽度为及以上时，应在大门上开一小门，小门宽，高对于需要就地检修的变压器屋内高度可按吊芯所需的最小高度再加700mm屋内宽度与变压器容量有关变压器容量1000 kVA 时，按变压器两侧各加800mm考虑变压器容量1250 kVA 时，按变压器两侧各加1000 mm考虑第64页/共96页变电所布置高压配电室布置高压配电室是放置变电所高压主接线的开关和保护设备（包括二次回路设备）的场所，这些设备在组合连接后安装在高压开关柜中，电源进入变电所后，在高压配电室完成电能分配，输出到变压器的一次侧或者其它高压输出配电回路按变电所布置基本原则，高压配电室布置要考虑最小电气安全净距要求，此部分内容和要求较多，可查阅有关规范；高压配电室布置要考虑检修和维护要求，考虑消防要求等第65页/共96页变电所布置高压配电室布置的一般要求带可燃油的高压配电装置，宜装设在单独的高压配电室内。当高压开关柜的数量为6台及以下时，可与低压配电屏设置在同一房间内在同一配电室内单列布置高、低压配电装置时，当高压开关柜或低压配电屏顶面有裸露带电导体时，两者之间的净距不应小于2m；当高压开关柜和低压配电屏顶面的封闭外壳防护等级符合IP2X级时，两者可靠近布置高压配电室内，宜留有适当数量配电装置的备用位置高压配电装置的柜顶为裸母线分段时，两段母线分段处宜装设绝缘隔板，其高度不应小于高压配电装置尽量采用成套设备，其型号、规格应一致 第66页/共96页变电所布置高压配电室布置的一般要求由同一配电所供给一级负荷用电时，母线分段处应设防火隔板或有门洞的隔墙。供给一级负荷用电的两路电缆不应通过同一电缆沟，当无法分开时，该电缆沟内的两路电缆应采用阻燃性电缆，且应分别敷设在电缆沟两侧的支架上高压配电室内各种通道的最小宽度，应符合下表规定 高压开关柜布置方式高压开关柜布置方式 柜后维护通道柜后维护通道 柜前操作通道柜前操作通道 固定固定 手车手车式式 单排布置单排布置8001500单车长度单车长度1200 双排面对面布置双排面对面布置8002000双车长度双车长度900 双排背对背布置双排背对背布置10001500单车长度单车长度1200 第67页/共96页变电所布置低压配电室布置低压配电室布置必须遵循安全可靠、实用经济原则，并应考虑便于低压配电设备的安装、操作、搬运、检修、试验和监测等要求低压配电室设备的工作电压为，对绝缘和安全距离的要求比高压配电室低，但低压配电室设备多，配电范围内的用户负荷都需要由低压母线经开关设备引出配电回路提供电能，通常情况下，低压配电回路较多，要考虑出线的方便低压配电屏一般采用离墙安装，成排布置，屏前操作，屏后维护低压配电室布置主要考虑低压开关柜操作、检修空间和安全通道第68页/共96页变电所布置低压配电室布置一般要求成排布置的低压开关柜的长度不超过6m时，应在屏后一侧设置通道出口；长度超过6m但低于15m时，应在屏后两侧设置通道出口；长度超过15m时，还应在屏后增设一个通道出口（相当于分为两部分）低压配电室一般宜采用屏下电缆沟出线，沟深600mm，要考虑防水，采用盖板封面。由同一低压配电室供给一级负荷的两路电缆不应通过同一电缆通道，在无法分开时，两路电缆应采用阻燃电缆，并应分别敷设在电缆通道的两侧支架上低压配电室长度超过7m时，应设两个出口，并宜将两个出口布置在配电室两端，配电室的门应向外开启，但通向高压配电室的门应为双向开启门，低压配电室的搬运门宽度应大于1m 第69页/共96页变电所布置低压配电室布置一般要求低压配电屏的屏前应留有操作通道，屏后应留有维护通道，屏前、屏后的通道最小宽度应符合下表的规定在受到建筑空间限制，通道内有柱等局部凸出物体限制时，凸出部位的屏前、屏后通道最小宽度可减少200mm 配电屏配电屏形式形式 单排布置单排布置 双排双排面对面布置面对面布置双排双排背对背布置背对背布置 多排同向布置多排同向布置 屏前屏前 屏后屏后屏前屏前 屏后屏后屏前屏前 屏后屏后屏间屏间前屏距墙前屏距墙 后屏距墙后屏距墙固定式固定式 150010002000100015001500200015001000抽屉式抽屉式 180010002300100018001000230018001000第70页/共96页变电所结构与布置 备用电源室布置基本原则：靠近低压保证负荷母线，考虑设备对环境的影响注意要点蓄电池式备用电源环境要求：通风、防火、防水、防潮；防止电池液溢出结构承载：建筑结构的承载能力满足承载蓄电池要求发电机环境要求：通风、防火、防水、防潮；降噪、排烟、隔振，冷却水防冻燃料储备室：防火、防爆搬运安装要求：按发电机外形尺寸考虑搬运通道与门的尺寸第71页/共96页变电所布置控制室与值班室布置设置要求在负荷较大或负荷重要时，可设置控制室，将继电保护、信号、控制、操作电源等集中设置在独立的区间，并设专人值班控制、信号、继电保护等设备采用“开关柜”形式安装一般采用电缆沟或电缆桥架方式敷设基本原则：操作和维护方便注意要点各种开关柜可并列设置，屏后距墙的净距一般大于，并应在屏两端设置通道出口，出口宽度应大于1m控制室两端应设置通道出口第72页/共96页供配电网络敷设方式供