变电所的电气主接线.pptx

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1、一、电气主接线及其要求电气主接线表示电能从电源分配给用电设备的主要电路，主接线图应表示出所有的电气设备及其连接关系。由于三相交流电力装置中三相连接方法相同，为清晰起见，主接线图通常只表示电气装置的一相连接，因而主接线图也称为单线图。安全、可靠、灵活、经济是对变电所主接线的基本要求。安全包括设备安全和人身安全。因此，电气设计必须遵照国家标准和电气设计规范，正确设计电气回路，合理选择电气设备，严格配置正常监视系统和故障保护系统，全面考虑各种保障人身安全的技术措施。可靠就是变电所的主接线应能满足各级负荷对供电可靠性的要求。提高供电可靠性的途径很多，例如，设置备用电源并采用备用电源自动投入装置、多路并

2、联供电等。电气设备是供电系统中最薄弱的元件，为了使供电系统工作可靠，接线方式应力求简单清晰，减少电气设备的数目。第1页/共102页灵活就是在保障安全可靠的前提下，主接线能够适应不同的运行方式。例如负荷较轻时，能方便地切除不必要的变压器，而在负荷增大时，又能方便地投入，以利于经济运行。检修时操作简单，不致中断供电等。经济是在满足以上要求的前提下，尽量降低建设投资和年运行费用。但是，在投资增加不多或经济许可的情况下，应尽量提高供电可靠性，减少停电损失。二、母线制母线是从配电变压器或电源进线到各条馈出线路之间的电气主干线，它起着从电源接收电能和给各馈出线分配电能的作用。母线制是指电源进线与各馈出线之

3、间的连接方式。常用母线制主要有三种：单母线制、单母线分段制和双母线制。第2页/共102页1单母线制图2-12单母线制单母线制的可靠性和灵活性都较低，母线或直接连接于母线上的任一开关发生故障或检修时，全部负荷都将中断供电适用于一回进线的情况第3页/共102页2单母线分段制 单母线分段制在可靠性和灵活性方面较单母线制有所提高，可满足二类负荷和部分一类负荷的供电要求。当双回路同时供电时，母线分段开关正常是打开的，一条回路故障或一段母线故障将不影响另一段母线的正常供电。此外，检修亦可采用分段检修方式，不致使全部负荷供电中断。单母线分段的缺点是，某分段上的母线或母线隔离开关发生故障或检修时，该段母线上的

4、负荷将中断供电，而且电源只能通过一回进线供电，供电功率较低。图2-13单母线分段制a)用隔离开关分段b)用断路器分段第4页/共102页3双母线制图2-14双母线制 双母线制的优点有：轮流检修母线或母线隔离开关，不致引起供电中断；在工作母线发生故障时，通过备用母线能迅速恢复供电。双母线制的缺点：开关数目增多，联锁机构复杂，切换操作繁琐，造价高。对用户供电系统不推荐采用双母线制。第5页/共102页三、总降压变电所的主接线用户供电系统中，总降压变电所的常用电气主接线可概括为两类：线路变压器组方式和桥形接线方式。1.线路变压器组接线图2-15线路变压器组接线方式线路变压器组接线方式的共同特点：一回电源

5、进线经过一台主降压变压器供电到厂内配电母线上。第6页/共102页图2-16双回线路变压器组接线方式当用户有两回电源进线时，可采用双回线路一变压器组接线配以单母线分段制，用于对一、二级负荷供电，如图2-16所示。如继电保护和自动装置无要求，母线分段开关可仅设隔离开关。第7页/共102页2桥形接线图2-17桥形接线方式a)内桥接线b)外桥接线桥形接线可用于给一、二级负荷供电。内桥接线适用于线路较长或不需经常切换变压器的情况外桥接线适用于供电线路较短或需要经常切换变压器的情况。桥形接线线路复杂，高压设备多，操作不便，投资大，在用户供电系统中应用很少。第8页/共102页外桥接线外桥接线跨接桥在变压器断

6、路器跨接桥在变压器断路器QF1和和QF2的的外外线路侧线路侧，进线回路只有隔离开关。，进线回路只有隔离开关。对变压器的切换操作方便，对电源进线对变压器的切换操作方便，对电源进线操作不便。操作不便。适用变电所适用变电所：A.供电线路短、切换线路少；供电线路短、切换线路少；B.要经常切换变压器的；要经常切换变压器的；C.有稳定的穿越功率的；有稳定的穿越功率的；D.处于环网中；处于环网中；E.向一、二级负荷供电的。向一、二级负荷供电的。第9页/共102页外桥接线外桥接线操作操作倒闸倒闸：为进行送电、断电而为进行送电、断电而按顺序按顺序对开关对开关进行闭合和断开。进行闭合和断开。原来线路原来线路WL1

7、通过变压器通过变压器T1对负载供电对负载供电(此此时时WL2、T2退出运行退出运行)，假设现在需要：，假设现在需要：切换变压器切换变压器：切除负载切除负载-断断QF1,QS5,QS3 -合合QS4,QS6，再合，再合 QF2 -合合QS7,QS8，再合，再合 QF3,-向负载向负载供电供电切换线路切换线路：切除负载切除负载-断断QF1,QS5,QS3 -等待上级变电所断等待上级变电所断WL1-断断QS1、合合QS2 -等待上级送电等待上级送电-合合QS7,QS8，QF3 -合合QS3,QS5，QF1-向负载供电向负载供电第10页/共102页 桥式接线桥式接线-内桥内桥跨接桥在变压器断路器跨接桥

8、在变压器断路器QF1和和QF2的的靠变压器侧靠变压器侧，变压器电源端只有隔离，变压器电源端只有隔离开关。开关。提高对电源线路运行的可靠性和倒闸提高对电源线路运行的可靠性和倒闸操作的灵活方便性。操作的灵活方便性。适用变电所适用变电所：A.供电线路长（线路故障几率大）；供电线路长（线路故障几率大）；B.不需要经常切换变压器的且负荷稳不需要经常切换变压器的且负荷稳定；定；C.没有稳定的穿越功率的；没有稳定的穿越功率的；D.处于电网终端；处于电网终端；E.向一、二级负荷供电的。向一、二级负荷供电的。第11页/共102页内桥结线内桥结线操作操作原来线路原来线路WL1通过变压器通过变压器T1对负载供电，对

9、负载供电，(此时假设此时假设WL2、T2退出运行退出运行)假设现假设现在需要：在需要：切换变压器切换变压器：切除负载切除负载-断断QF1,QS1,QS3-断开断开QS5 -闭合闭合QS6 -合合QS1,QS3，再合，再合QF1 -合合QS7,QS8，再合，再合QF3-向负载向负载供电供电切换线路切换线路：切除负载切除负载-断断QF1,QS3,QS1 -合合QS2,QS4，再合，再合QF2 -合合QS8,QS7，再合，再合QF3-向负载向负载供电供电第12页/共102页桥式结线桥式结线-全桥全桥全桥结线克服了外桥和内桥结线的不全桥结线克服了外桥和内桥结线的不足，操作方便、运行灵活，但其相应足，操

10、作方便、运行灵活，但其相应占地面积大，投资增加。占地面积大，投资增加。全桥结线适应性强，对线路、变压器全桥结线适应性强，对线路、变压器的操作均方便，运行灵活，且易于扩的操作均方便，运行灵活，且易于扩展成单母线分段式的中间变电所（高展成单母线分段式的中间变电所（高压穿越负荷时）。压穿越负荷时）。缺点是设备多、投资大，变电所占地缺点是设备多、投资大，变电所占地面积大。面积大。对于电压在对于电压在35kV、容量在、容量在7500kVA以上，或电压为以上，或电压为110kV、容量在、容量在31500kVA以上的变压器，当隔离开以上的变压器，当隔离开关切断空载电流能力不足时采用。关切断空载电流能力不足时

11、采用。第13页/共102页四、10(6)kV配电所的主接线配电所是用户电能的中转站。10(6)kV配电所(或总降压变电所的配电部分)接收来自电源或总降压变压器的电能并分配给各馈出线的用户，每个配电所的馈出线路一般不少于45回。此外，在配电母线上常设有电压互感器、避雷器、静电电容器、所用变压器等。配电所的配电母线可以是单母线或单母线分段制。第14页/共102页(1)10(6)kV电源进线 图2-18 配电所10(6)kV电源进线的接线方式(2)10(6)kV馈出线 图2-19 配电所10(6)kV馈出线的接线方式第15页/共102页五、10(6)kV10(6)kV变电所的主接线10(6)kV变电

12、所供电线路往往较短，并考虑环境美化因素，常采用电缆配电。图2-20由电缆供电的10(6)kV变电所典型主接线第16页/共102页当10(6)kV变电所由架空线供电时图2-21由架空线供电的10(6)kV变电所典型主接线第17页/共102页图2-22变电所低压馈出线的典型接线方式第18页/共102页六、变电所主接线的绘制变电所主接线图应说明：电源电压、电源进线回路数和线路结构；变电所的接线方式和运行方式；高压开关柜和低压配电屏的类型和电路方案；高低压电气设备的型号及规格；各条馈出线的回路编号、名称及容量等。第19页/共102页图2-23 某35kV变电所高压配电系统图第20页/共102页图2-2

13、4 某10kV变电所低压配电系统图第21页/共102页第五节第五节 变电所的二次接线变电所的二次接线二次接线图电气测量仪表及测量回路断路器的操作控制与信号回路信号装置操作电源继电保护和自动装置（第4章）第22页/共102页一、一、二次接线的基本概念二次接线的基本概念 一次设备是指直接生产、输送和分配电能的设备，主电路中的变压器、高压断路器、隔离开关、电抗器、并联补偿电力电容器、电力电缆、送电线路以及母线等设备都属于一次设备。第23页/共102页p 对对一一次次设设备备的的工工作作状状态态进进行行监监视视、测测量量、控控制和保护的辅助电气设备称为制和保护的辅助电气设备称为二次设备二次设备。p 变

14、变电电所所的的二二次次设设备备包包括括测测量量仪仪表表、控控制制与与信信号号回回路路、继继电电保保护护装装置置以以及及远远动动装装置置等等。它它们们相相互互间间所所连连接接的的电电路路称称为为二二次次回回路路或或二二次次接线接线。p按照电源性质分为按照电源性质分为直流回路、交流回路直流回路、交流回路。p按按照照功功用用可可分分为为操操作作电电源源回回路路、测测量量表表计计回回路路、断断路路器器控控制制回回路路和和信信号号回回路路、中中央央信信号号回路、回路、继电保护和自动装置回路继电保护和自动装置回路等；等；一、一、二次接线的基本概念二次接线的基本概念第24页/共102页图2-25变电所二次系

15、统与一次系统的关系第25页/共102页二次接线图反映二次接线间关系的图称为二次接线图 二次回路图二次接线图按用途可分为原理接线图展开接线图安装接线图第26页/共102页原原理理接接线线图图用用来来表表示示继继电电保保护护、监监视视测测量量和和自自动动装装置置等等二二次次设设备备或或系系统统的的工工作原理，它以元件的整体形式表示各二次设备间的电气连接关系。作原理，它以元件的整体形式表示各二次设备间的电气连接关系。通通常常在在二二次次回回路路的的接接线线原原理理图图上上还还将将相相应应的的一一次次设设备备画画出出，构构成成整整个个回回路路，便于了解各设备间的相互工作关系和工作原理。便于了解各设备间

16、的相互工作关系和工作原理。610kV高压线路高压线路电气测量仪表电气测量仪表原理接线图原理接线图原理接线图第27页/共102页 展展开开图图按按二二次次接接线线使使用用的的电电源源分分别别画画出出各各自自的的交交流流电电流流回回路路、交交流流电电压压回路、操作电源回路中各元件的线圈和触点。回路、操作电源回路中各元件的线圈和触点。属属于于同同一一个个设设备备或或元元件件的的电电流流线线圈圈、电电压压线线圈圈、控控制制触触点点分分别别画画在在不不同同的的回回路路里里。为为了了避避免免混混淆淆，对对同同一一设设备备的的不不同同线线圈圈和和触触点点应应用用相相同同的的文文字字标标号号，但各支路需要标上

17、不同的数字回路标号，如图所示。但各支路需要标上不同的数字回路标号，如图所示。二二次次接接线线展展开开图图中中所所有有开开关关电电器器和和继继电电器器触触头头都都是是按按开开关关断断开开时时的的位位置置和继电器线圈中无电流时的状态绘制的。和继电器线圈中无电流时的状态绘制的。610kV高压线路电气测量仪高压线路电气测量仪表原理接线图和展开接线图表原理接线图和展开接线图 TA1、TA2电流互感器；电流互感器；TV电压互感器；电压互感器；PA电流电流表；表；PJ1三相有功电度表；三相有功电度表；PJ2三相无功电度表；三相无功电度表；WV电压电压小母线小母线展开接线图第28页/共102页 安安装装接接线

18、线图图是是制制作作和和向向厂厂家家加加工工订订货货的的依依据据。它它反反映映的的是是二二次次回回路路中各电气元件的安装位置、内部接线及元件间的线路关系。中各电气元件的安装位置、内部接线及元件间的线路关系。安安装装接接线线图图包包括括屏屏面面元元件件布布置置图图、屏屏背背面面接接线线图图和和端端子子板板接接线线图图等等几几个部分。个部分。屏屏面面元元件件布布置置图图是是按按照照一一定定的的比比例例尺尺寸寸将将屏屏面面上上各各个个元元件件和和仪仪表表的的排排列位置及其相互间距离尺寸表示在图样上。列位置及其相互间距离尺寸表示在图样上。外外形形尺尺寸寸应应尽尽量量参参照照国国家家标标准准屏屏柜柜尺尺寸

19、寸，以以便便和和其其他他控控制制屏屏并并列列时时美美观整齐。观整齐。安装接线图第29页/共102页（1）展开图中回路编号）展开图中回路编号 回回路路的的编编号号由由3个个或或3个个以以内内的的数数字字构构成成。对对交交流流回回路路要要加加注注A、B、C、N符符号号区区分分相相别别，对对不不同同用用途途的的回回路路都都规规定定了了编编号号的的数数字字范范围围，各各回回路路的编号要在相应数字范围内。的编号要在相应数字范围内。二二次次回回路路的的编编号号应应根根据据等等电电位位原原则则进进行行。即即在在电电气气回回路路中中，连连接接在在一一起起的的导导线线属属于于同同一一电电位位，应应采采用用同同一

20、一编编号号。如如果果回回路路经经继继电电器器线线圈圈或或开开关关触点等隔离开，应视为两端不再是等电位，要进行不同的编号。触点等隔离开，应视为两端不再是等电位，要进行不同的编号。展开图中小母线用粗线条表示，并按规定标注文字符号或数字编号。展开图中小母线用粗线条表示，并按规定标注文字符号或数字编号。二次接线图中的标志方法第30页/共102页（2）接线端子的标志方法）接线端子的标志方法端子排标志图例端子排标志图例 端端子子排排是是由由专专门门的的接接线线端端子子板板组组合合而而成成的的，是是连连接接配配电电柜柜之之间间或或配配电电柜柜与与外外部部设设备备的的。接接线线端端子子分分为为普普通通端端子子

21、、连连接接端子、试验端子和终端端子等形式。端子、试验端子和终端端子等形式。在在接接线线图图中中，端端子子排排中中各各种种类类型型端端子子板板的符号如图所示。的符号如图所示。端端子子板板的的文文字字代代号号为为X，端端子子的的前前缀缀符符号号为为“：”。按按规规定定，接接线线图图上上端端子子的的代号应与设备上端子标记一致。代号应与设备上端子标记一致。二次接线图中的标志方法第31页/共102页（4）连接导线的表示方法）连接导线的表示方法安安装装接接线线图图既既要要表表示示各各设设备备的的安安装装位位置置，又又要要表表示示各各设设备备间间的的连连接接，一一般般在在安安装装图上表示导线的连接关系时，只

22、在各设备的端子处标明导线的去向。图上表示导线的连接关系时，只在各设备的端子处标明导线的去向。标标志志的的方方法法是是在在两两个个设设备备连连接接的的端端子子出出线线处处互互相相标标以以对对方方的的端端子子号号，这这种种标标注注方方法称为法称为“相对标号法相对标号法”。如如P1、P2两两台台设设备备，现现P1设设备备的的3号号端端子子要要与与P2设设备备的的1号号端端子子相相连连，标标志志方方法法所所图所示。图所示。二次接线图中的标志方法 连接导线的表示方法连接导线的表示方法 第32页/共102页一、电气测量仪表及测量回路1)测量精度应满足测量要求，并不受环境温度、湿度和外磁场等外界条件的影响。

23、2)仪表本身消耗的功率应越小越好。3)仪表应有足够的绝缘强度、耐压和短时过载能力，以保证安全运行。4)应有良好的读数装置。图2-26610kV高压线路电气测量仪表接线原理图第33页/共102页图2-27610kV母线的电压测量及绝缘监视接线原理图TV电压互感器S联锁开关Q电压切换开关KV电压继电器KS信号继电器第34页/共102页二、断路器的操作控制与信号回路p断路器的控制与信号回路一般分为控制保护回路、合闸回路、事故信号回路和预告信号回路等。p控制回路：断路器的合闸和跳闸回路是按短时通电来设计的，因此接入断路器的辅助触点。p可以进行手动或自动的合闸和跳闸。p控制回路应有反映断路器位置状态的信

24、号。p具有“防跳”装置。p监视电源是否完好。p在变电所内对断路器的控制，按控制地点可分为集中控制与就地控制。集中控制就是集中在控制室内进行控制；就地控制就是在断路器安装地点进行控制。第35页/共102页图2-28灯光监视的断路器的控制与信号回路合闸小母线WCL控制小母线WC信号小母线WS闪光小母线WF事故音响小母线WFS预告音响小母线WPS电压小母线WV事故照明小母线WELM声信号HA光信号HS指示灯HL红色灯HR绿色灯HG黄色灯HY蓝色灯HB白色灯HW第36页/共102页图2-29LW2-Z型控制开关触点表第37页/共102页（1）手动合闸）手动合闸合闸前，断路器处于合闸前，断路器处于“跳闸

25、后跳闸后”的位置，断路器的辅助触点的位置，断路器的辅助触点QF2闭合。闭合。由由控控制制开开关关触触点点表表知知SA10-11闭闭合合，绿绿灯灯GN回回路路接接通通发发亮亮。但但由由于于限限流流电电阻阻R1限限流流，不不足足以以使使合合闸闸接接触触器器KO动动作作，绿绿灯灯亮亮表表示示断断路路器器处处于于跳跳闸闸位置，而且控制电源和合闸回路完好。位置，而且控制电源和合闸回路完好。当当控控制制开开关关扳扳到到“预预备备合合闸闸”位位置置时时，触触点点SA9-10闭闭合合，绿绿灯灯GN改改接接在在WF母线上，发出绿闪光，说明情况正常，可以合闸。母线上，发出绿闪光，说明情况正常，可以合闸。当当开开关

26、关再再旋旋至至“合合闸闸”位位置置时时，触触点点SA5-8接接通通，合合闸闸接接触触器器KO动动作作使使合合闸闸线线圈圈YO通通电电，断断路路器器合合闸闸。合合闸闸完完成成后后，辅辅助助触触点点QF2断断开开，切切断断合合闸电源，同时闸电源，同时QF1闭合。闭合。当当操操作作人人员员将将手手柄柄放放开开后后，在在弹弹簧簧的的作作用用下下，开开关关回回到到“合合闸闸后后”位位置置，触点触点SA13-16闭合，红灯闭合，红灯RD电路接通。红灯亮表示断路器在合闸状态。电路接通。红灯亮表示断路器在合闸状态。第38页/共102页（2）自动合闸）自动合闸控控制制开开关关在在“跳跳闸闸后后”位位置置，若若自

27、自动动装装置置的的中中间间继继电电器器接点接点KM闭合，将使合闸接触器闭合，将使合闸接触器KO动作合闸。动作合闸。自自动动合合闸闸后后，信信号号回回路路控控制制开开关关中中SA14-15、红红灯灯RD、辅辅助助触触点点QF1与与闪闪光光母母线线接接通通，RD发发出出红红色色闪闪光光，表表示示断断路路器器是是自自动动合合闸闸的的，只只有有当当运运行行人人员员将将手手柄柄扳扳到到“合合闸闸后后”位置，位置，RD才发出平光。才发出平光。第39页/共102页（3）手动跳闸）手动跳闸首先将开关扳到首先将开关扳到“预备跳闸预备跳闸”位置，位置，SA13-14接通，接通，RD发出闪光。发出闪光。再将手柄扳到

28、再将手柄扳到“跳闸跳闸”位置。位置。SA6-7接通，使断路器跳闸。接通，使断路器跳闸。松手后，开关又自动弹回到松手后，开关又自动弹回到“跳闸后跳闸后”位置。位置。跳跳闸闸完完成成后后，辅辅助助触触点点QF1断断开开，红红灯灯熄熄灭灭，QF2闭闭合合，通通过过触触点点SA10-11使绿灯发出闪光。使绿灯发出闪光。第40页/共102页（4）自动跳闸）自动跳闸如果由于故障，继电保护装置动作，使触点如果由于故障，继电保护装置动作，使触点K闭合，引起断路器合闸。闭合，引起断路器合闸。由于由于“合闸后合闸后”位置位置SA9-10已接通，于是绿灯发出闪光。已接通，于是绿灯发出闪光。在事故情况下，除用闪光信号

29、显示外，控制电路还备有音响信号。在事故情况下，除用闪光信号显示外，控制电路还备有音响信号。开开关关触触点点SA1-3和和SA19-17与与触触点点QF串串联联，接接在在事事故故音音响响母母线线WPS上上，当当断断路路器器因因事事故故跳跳闸闸而而出出现现“不不对对应应”（即即手手柄柄处处于于合合闸闸位位置置，而而断断路路器器处处于于跳跳闸闸位位置置）关系时，音响信号回路的触点全部接通而发出声响。关系时，音响信号回路的触点全部接通而发出声响。第41页/共102页（5）闪光电源装置）闪光电源装置当当断断路路器器发发生生事事故故跳跳闸闸后后，断断路路器器处处于于跳跳闸闸状状态态，而而控控制制开开关关仍

30、仍留留在在“合合闸闸后后”位位置，这种情况称为置，这种情况称为“不对应不对应”关系。关系。在在此此情情况况下下，触触点点SA9-10与与断断路路器器辅辅助助触触点点QF2仍仍接接通通，电电容容器器C开开始始充充电电，电电压压升升高高，当当电电压压升升高高到到闪闪光光继继电电器器K1的的动动作作值值时时，继继电电器器动动作作，从从而而断断开开通通电电回回路路，上上述述循循环环不不断断重重复复，继继电电器器K1的的触触点点也也不不断断地地开开闭闭，闪闪光光母母线线(+)WF上上便便出出现现断断续正电压，使绿灯闪光。续正电压，使绿灯闪光。“预预备备合合闸闸”、“预预备备跳跳闸闸”和和自自动动投投入入

31、时时，也也同同样样能能启启动动闪闪光光继继电电器器，使使相相应应的指示灯发出闪光。的指示灯发出闪光。SB为试验按钮，按下时白信号灯为试验按钮，按下时白信号灯WH亮，表示本装置电源正常。亮，表示本装置电源正常。第42页/共102页（6）防跳装置）防跳装置“跳跳跃跃”是是指指运运行行人人员员在在故故障障时时手手动动合合闸闸断断路路器器，断断路路器器又又被被继继电电保保护护动动作作跳跳闸闸，又又由于控制开关位于由于控制开关位于“合闸合闸”位置，则会引起断路器重新合闸。位置，则会引起断路器重新合闸。解决方法：设置防止跳跃的电气连锁装置。解决方法：设置防止跳跃的电气连锁装置。KL为为防防跳跳闭闭锁锁继继

32、电电器器，它它具具有有电电流流和和电电压压两两个个线线圈圈，电电流流线线圈圈接接在在跳跳闸闸线线圈圈YR之之前前，电压线圈则经过其本身的常开触点电压线圈则经过其本身的常开触点KL1与合闸接触器线圈与合闸接触器线圈KO并联。并联。当当继继电电器器保保护护装装置置动动作作，即即触触点点K闭闭合合使使断断路路器器跳跳闸闸线线圈圈YR接接通通时时，同同时时也也接接通通了了KL的的电电流流线线圈圈并并使使之之启启动动，于于是是，防防跳跳继继电电器器的的常常闭闭触触点点KL2断断开开，将将KO回回路路断断开开，避避免免了了断断路路器器再再次次合合闸闸，同同时时常常开开触触点点KL1闭闭合合，通通过过SA5

33、-8或或自自动动装装置置触触点点KM使使KL的电压线圈接通并自锁，从而防止了断路器的的电压线圈接通并自锁，从而防止了断路器的“跳跃跳跃”。触点触点KL3与继电器触点与继电器触点K并联，用来保护后者。并联，用来保护后者。第43页/共102页三、信号装置p在变电所运行的各种电气设备，随时都可能发生不正常的工作状态。在变电所装设的中央信号装置（因为信号都在中央控制室中反映出来，所以通常称为中央信号），主要用来示警和显示电气设备的工作状态，以便运行人员及时了解、采取措施。p中央信号装置按形式分为灯光信号和音响信号。p由全所共用的音响信号，称为中央音响信号装置。p中央信号装置按用途分为事故信号、预告信号

34、和位置信号。p事故信号表示供电系统在运行中发生了某种故障而使继电保护动作。如高压断路器因线路发生短路而自动跳闸后给出的信号即为事故信号。p预告信号表示供电系统运行中发生了某种异常情况，但并不要求系统中断运行，只要求给出指示信号，通知值班人员及时处理即可。p位置信号用以指示电气设备的工作状态，如断路器的合闸指示灯、跳闸指示灯均为位置信号。信号回路演示第44页/共102页四、操作电源操作电源应满足如下基本要求：1)正常情况下，提供信号、保护、自动装置、断路器跳合闸以及其他二次设备的操作控制电源。2)在事故状态下，当电网电压下降甚至消失时，应能提供继电保护跳闸和应急照明电源，避免事故扩大。p操作电源

35、是指变电所的控制、信号、保护和自动装置操作电源是指变电所的控制、信号、保护和自动装置及其他及其他二次回路的工作电源二次回路的工作电源。p操作电源有操作电源有直流直流和和交流交流两种。重要用户或变压器总容两种。重要用户或变压器总容量超过量超过5MVA的变电所，宜选用直流电源；小型配电的变电所，宜选用直流电源；小型配电所中断路器采用弹簧储能合闸和去分流跳闸的全交流所中断路器采用弹簧储能合闸和去分流跳闸的全交流操作方式时，宜选用交流操作电源。操作方式时，宜选用交流操作电源。第45页/共102页图2-30单母线直流系统接线图1.直流操作电源单母线接线有储能蓄电池整流设备的交流电源来自所用变。第46页/

36、共102页图2-31所用变压器的接线方式第47页/共102页小型一体柜小型一体柜 目前在较重要的中、大型变配电所选用的直流操作电源大多为带免维护铅酸蓄电池高频开关电源成套装置。充电模块监控模块直流馈电柜交流配电单元电池室绝缘监测模块小型分屏柜小型分屏柜第48页/共102页2.2.交流操作电源p比直流操作电源简单。比直流操作电源简单。p保护跳闸保护跳闸可采用直接动作式继电器或跳闸线圈去分流的方式，即靠可采用直接动作式继电器或跳闸线圈去分流的方式，即靠断路器弹簧操作机构中的过电流脱扣器直接跳闸，跳闸能源来自电断路器弹簧操作机构中的过电流脱扣器直接跳闸，跳闸能源来自电流互感器。流互感器。p来自于所变

37、和电压互感器的交流电压型操作电源主要供给信号、控来自于所变和电压互感器的交流电压型操作电源主要供给信号、控制、断路器合闸回路和断路器分励脱扣器线圈跳闸回路。制、断路器合闸回路和断路器分励脱扣器线圈跳闸回路。p可靠性较低。要提高可靠性需要采用可靠性较低。要提高可靠性需要采用UPS。图2-32交流操作电源下断路器保护跳闸原理接线图第49页/共102页第六节第六节 高低压配电网高低压配电网第50页/共102页一、配电网的接线方式用户供电系统的配电网主要是10(6)kV高压配电网和380V低压配电网。配电网常用的典型配电方式分为放射式、树干式和环式三种。1放射式p放射式的优点是：供电可靠性高，故障发生

38、后影响范围小；继电保护装置简单且易于整定；便于实现自动化；运行简单，切换操作方便。p放射式的缺点是：配电线路和高压开关柜数量多，投资大。第51页/共102页图2-34 放射式接线图a)单回路放射式 b)双回路放射式 c)带有公共备用线路的放射式第52页/共102页2树干式图2-35单树干式接线图a)架空线b)电缆p树干式的优点是变配电所的馈出线回路数少、投资小、结构简单。p缺点是可靠性差、线路故障影响范围大。为减小干线故障时的停电范围，每条线路连接的变压器台数不宜超过5台，总容量不超过3000kVA。贯穿联络式直接联络式第53页/共102页图2-36双回路树干式接线图为满足二级负荷供电的要求，

39、也可采用双回路干线式。第54页/共102页3环式图2-37环式接线图环式接线的供电可靠性较高，运行方式灵活，可用于对二、三级负荷供电。当环中任一点发生故障时，只要查明故障点，经过短时停电“倒闸操作”，拉开故障点两侧隔离开关，即可全部恢复供电。其保护装置和整定配合困难其保护装置和整定配合困难 采用开环运行采用开环运行第55页/共102页图2-38低压配电系统的接线方式a)放射式配电系统b)树干式配电系统c)链式配电系统放射式：容量较大、负荷性放射式：容量较大、负荷性质重要或环境恶劣的车间用质重要或环境恶劣的车间用电设备电设备树干式：大部分用电设备容树干式：大部分用电设备容量较小而又没有特殊要求。

40、量较小而又没有特殊要求。链式：距供电点较远、彼此链式：距供电点较远、彼此相距又很近、容量很小的次相距又很近、容量很小的次要用电设备。要用电设备。第56页/共102页二、配电网的结构p工厂高低压配电网最普通的两种户外结构是架空线和电缆。p架空线的主要优点有：设备简单，造价低。架空线与电缆比较，电缆的造价约为架空线的4倍。露置空中，依靠定期巡线便能及时发现缺陷，有故障时易于检修和维护，电缆线路埋设在地下，不易发现缺陷，有故障时较难寻找，修复工作量也大。利用空气绝缘，建造比较容易，这一优点在超高压线路上尤为明显。p架空线路也存在以下问题：p需占一定的空间，导线距地高度及距邻近建筑物的距离根据电压高低

41、都有明确的规定，往往因为厂区生产厂房密集，人员较多，运输频繁，加之负荷分散，采用架空线时线路纵横交错，占地较大。p架空线影响厂区美化。第57页/共102页 架空线路的基本结构架空线路的基本结构1导线；导线；2绝缘子；绝缘子；3横担；横担；4金具；金具；5拉线；拉线；6电杆电杆架空线路的结构工厂架空电力线路是由电杆、导线、金具、绝缘子、横担构成为了平衡电杆各方向的拉力，增强电杆稳定性，有的电杆上还装有拉线。为防雷击，有的架空线路上还架有避雷线。第58页/共102页电杆木杆水泥杆金属杆钢管杆型钢杆铁塔电杆电杆机械强度大，维修工作量小，使用年限长，但价格较贵且材料来源比较紧张，主要应用于高压架空线路

42、。使用年限长，维修工作量小，能节省大量的钢材和木材，质量大，运输与施工不方便。被淘汰 第59页/共102页导线导线导导线线有有裸裸导导线线和和绝绝缘缘导导线线两两种种。架架空空线线路路一一般采用裸导线。般采用裸导线。导线的材料有铝和铜两种。导线的材料有铝和铜两种。型号：铝绞线型号：铝绞线LJ钢芯铝绞线钢芯铝绞线LGJ铜绞线铜绞线TJ第60页/共102页横担横担p电电杆杆与与横横担担组组装装在在一一起起，其其作作用用是是支支持持绝绝缘缘子子架架设设导导线线，保保证证导导线线对对地地及及导导线线与与导导线线之之间间有有足足够够的距离。的距离。p常用的横担有角铁横担、木横担以及低压瓷横担。常用的横担

43、有角铁横担、木横担以及低压瓷横担。铁横担的机械强度高，应用广泛。铁横担的机械强度高，应用广泛。瓷瓷横横担担兼兼有有横横担担和和绝绝缘缘子子的的作作用用，但但机机械械强强度度低低，一一般仅用于较小截面导线的架空线路。般仅用于较小截面导线的架空线路。第61页/共102页绝缘子绝缘子p绝绝缘缘子子用用来来支支承承架架空空导导线线，使使导导线线与与大大地地保保持持足足够够的的绝绝缘缘，同同时时还还承承受受着着导导线线的的质质量量与与其其他他作用力。作用力。第62页/共102页金具金具金金具具是是架架空空线线路路上上用用来来连连接接导导线线、安安装装横横担担和和绝绝缘缘子子等等所所用用到到的的金金属属部

44、件。部件。第63页/共102页电缆线路电缆线路电缆的种类电缆的种类按按电电压压可可分分为为高高压压电电缆缆和和低低压压电缆。电缆。按按线线芯芯数数可可分分为为单单芯芯、双双芯芯、三芯和四芯等。三芯和四芯等。按按绝绝缘缘材材料料可可分分为为油油浸浸纸纸绝绝缘缘电电缆缆、塑塑料料绝绝缘缘电电缆缆和和橡橡胶胶绝绝缘缘电电缆缆及及交交联联聚聚乙乙烯烯绝绝缘缘电电缆缆等。等。电缆线路与架空线路相比p优点：运行可靠，不易受外界影响，不占地面，p缺点：投资大，敷设维修困难，难于发现和排除故障。第64页/共102页电缆的结构电缆主要由导体、绝缘层、护套层和铠装层组成。第65页/共102页电缆的结构电缆的结构

45、p绝绝缘缘层层的的作作用用是是将将线线芯芯导导体体间间及及保保护护层层相相隔隔离离，因因此此必必须须具具有有良良好好的的绝绝缘缘性性能能、耐耐热热性性能能。油油浸浸纸纸绝绝缘缘电电缆缆以以油油浸浸纸纸作作为为绝绝缘缘层层，塑塑料料电电缆缆以以聚聚氯氯乙乙烯烯或或交交联联聚聚乙乙烯烯作为绝缘层。作为绝缘层。p保保护护层层又又可可分分为为内内护护层层和和外外护护层层两两部部分分，内内护护层层直直接接用用来来保保护护绝绝缘缘层层，常常用用的的材材料料有有铅铅、铝铝和和塑塑料料等等。外外护护层层用用以以防防止止内内护护层层免免受受机机械械损损伤伤和和腐腐蚀蚀，通通常常为为钢钢丝丝或或钢钢带构成的钢铠，

46、外覆沥青、麻被或塑料护套。带构成的钢铠，外覆沥青、麻被或塑料护套。p电电缆缆头头指指的的是是两两条条电电缆缆的的中中间间接接头头和和电电缆缆终终端端的的封封端端头头。电电缆缆头头是是电电缆缆线线路路的的薄薄弱弱环环节节，在在施施工工和和运运行行中中要要由由专专业人员进行操作。业人员进行操作。第66页/共102页电缆的型号电缆的型号 电缆型号中的字母排列一般按照下列次序：电缆型号中的字母排列一般按照下列次序：特征绝缘种类特征绝缘种类导体导体内护层内护层其他结构特点其他结构特点外被层外被层 特性特性绝缘种类绝缘种类导体导体内护层内护层特征特征外护层外护层十位十位个位个位ZR:阻燃阻燃TZR:特特种

47、阻燃种阻燃NH:耐火耐火DL:低卤低卤WL:无卤无卤Z:纸纸X:橡皮橡皮V:聚氯乙聚氯乙烯烯Y:聚乙烯聚乙烯YJ:交联交联聚乙烯聚乙烯L:铝铝铜芯铜芯不标不标注注V:聚氯乙聚氯乙烯内护套烯内护套Y:聚乙烯内护聚乙烯内护套套H:普通橡套普通橡套F:氯丁橡套氯丁橡套L:铝包铝包Q:铅包铅包统包型不统包型不用表示用表示 D:不滴流不滴流F:分相护分相护套套P:屏蔽屏蔽Z:直流直流CY:充油充油0:无铠无铠2:双钢带双钢带3:细纲丝细纲丝4:粗钢丝粗钢丝0:无外被套无外被套1:纤维外被纤维外被套套2:聚氯乙烯聚氯乙烯外护套外护套3:聚乙烯外聚乙烯外护套护套第67页/共102页电缆型号举例电缆型号举例

48、YJV22：铜芯(缺省)、交联聚乙烯绝缘(YJ)、聚氯乙烯内护套(V)、统包型(缺省)、双钢带铠装(2)、聚氯乙烯外护套(2)电力电缆。第68页/共102页 电缆，它的导电部分和绝缘部分都在一个整体中，所以电缆线路的结构问题实际上就是电缆的敷设方法。电缆户外敷设有三种类型：1)直接埋地2)敷设在混凝土管中3)敷设在电缆沟中图2-39 电缆直接埋地电缆的敷设电缆的敷设 第69页/共102页图2-40 电缆敷设在混凝土管中第70页/共102页图2-41 电缆沟a)户内 b)户外 c)厂内1盖板 2电缆支架 3预埋铁件第71页/共102页三、供电线路的电阻和电抗1电阻2电抗电抗的大小与导线的几何尺寸

49、、三相导线的排列方式及相间距离等有关。对于系统频率为50Hz的电网，且导线为有色金属，其单位长度电抗表示如下：Dav三相导线的几何均距；Di三相导线间的距离；r导线的外半径第72页/共102页当导线排列不对称时，则三相中各相导线电抗实际值不等，导致各相电压降不等。为消除此现象，架空线的各相需要换位。图2-43导线的换位电缆三相相间距离小，其电抗值远比架空线小。实际计算中：架空线x0=(0.35-0.4)/km；电缆x0=0.08/km；或查相关手册第73页/共102页v从从满满足足正正常常发发热热条条件件看看，要要求求通通过过导导线线或或电电缆缆的的电电流流不不应应大大于它的允许载流量。于它的

50、允许载流量。v从从满满足足机机械械强强度度条条件件看看，要要求求架架空空导导线线的的截截面面不不应应小小于于它它的的最小截面。最小截面。v从从保保证证电电压压质质量量看看，线线路路电电压压损损失失不不应应大大于于正正常常运运行行时时允允许许的电压损耗。的电压损耗。v满足经济要求。满足经济要求。对于35kV及110kV高压供电线路，其截面主要按照经济电流密度来选择，但应按允许载流量来校验。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗的校验。车间内动力线路一般按照允许载流量来选择截面。照明线路一般按照电压损耗来选择。四、导线截面的选择第74页/共102页1 1按经济电流密度选择导线、电缆截面按经济电