供配电系统的构成

供配电系统的构成本章主要介绍变、配电站主结线形式及成套配电装置；供配电系统的网络形式及线路的结构。要求掌握几种供配电系统常用的主结线形式和网络形式，了解变、配电站的布置形式、成套配电装置的结构、线路的结构与敷设方式。索引第一节供电可靠性与负荷等级第二节变、配电站主接线第三节变配电站结构与布置第四节供配电网络结构第一节供电可靠性与负荷等级一、供电可靠性供配电系统的供电质量主要由电能质量和供电可靠性两大指标来衡量。电能质量指标包括电压、波形和频率。供电可靠性是指供电企业对用户的供电连续性，一般用供电企业的实际供电小时数与全年时间内实际总小时数的百分比来衡量，也可以全年的停电次数和停电持续时间来衡量。二、负荷等级这里“负荷”的概念是指用电设备，“负荷的大小”是指用电设备功率的大小。不同的负荷，重要程度是不同的。重要的负荷对供电可靠性的要求高，反之则低。因此根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上造成的损失或影响的程度进行分级，并针对不同负荷等级确定其对供电电源的要求。我们通常将负荷分为三级：1．一级负荷2．二级负荷3．三级负荷负荷分级标准负荷分级标准：1．符合下列条件之一的，为一级负荷。1）中断供电，将造成人身伤亡的负荷。如：医院急诊室、监护病房、手术室等处的负荷。2）中断供电，将在政治、经济上造成重大损失的负荷。如：由于停电，使重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等的负荷。3）中断供电，将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作的负荷，如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。如：在工业生产中正常电源中断时处理安全停产所必须的应急照明、通信系统、保证安全停产的自动装置等；民用建筑中大型金融中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统、大型国际比赛场馆的记分系统及监控系统等。2．符合下列条件之一的，为二级负荷。l）中断供电，将在政治、经济上造成较大损失的负荷。如：由于停电，使主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等的负荷。2）中断供电，将影响重要用电单位的正常工作的负荷。如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱的负荷。3．不属于一、二级负荷者为三级负荷。在一个工业企业或民用建筑中，并不一定所有用电设备都属于同一等级的负荷，因此在进行系统设计时应根据其负荷级别分别考虑。三、不同等级负荷对电源的要求1．一级负荷对电源的要求一级负荷中有普通一级负荷和一级负荷中特别重要的一级负荷之分。（1）普通一级负荷应由两个电源供电，且当其中一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。在我国目前的经济、技术条件和供电情况下，符合下列条件之一的，即认为满足一级负荷电源的要求：2）一级负荷中特别重要的负荷，除由满足上述条件的两个电源供电外，尚应增设应急电源专门对此类负荷供电。应急电源可以是独立于正常电源的发电机组、供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路、蓄电池、干电池等。其中“供电网络中独立于正常电源的专用的馈电线路”是指能够保证两条供电线路不同时中断供电的线路。2．二级负荷对电源的要求一般应由两回线路供电，当电源来自于同一区域变电站的不同变压器时，即可认为满足要求。在负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回6kV及以上专用的架空线路或电缆线路供电。当采用架空线时，可为一回架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电缆组成的线路供电，且每根电缆应能承受100％的二级负荷。这主要是考虑架空线路的常见故障检修周期较短，而并非电缆的故障率高，相反，电缆的故障率较架空线低。3．三级负荷对电源的要求三级负荷对电源无特殊要求，一般单电源供电即可。第二节变、配电站主给线一、对主结线的基本要求和主要电气元件的功能（－）主结线的定义主结线是指由各种开关电器、电力变压器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备依一定次序相连接的接受和分配电能的电路。主结线只表达上述电气设备之间的电气联结关系，与其具体安装地点无关。主结线的实施场所是变电站或配电站。主结线可分为有母线结线和无母线结线两大类。有母线结统又可分为单母线结线和双母线结线；无母线结线可分为单元式结线、桥式结线和多角形结线。中、低压供配电系统中主要采用单母线结线、单元式结线和桥式结统。（二）对主结线的基本要求1．安全性必须保证在任何可能的运行方式及检修状态下运行人员及设备的安全。2．可靠性主结线的可靠性要求由用电负荷的等级确定。要保证主结线的可靠性可以采用多种措施。如系统中某一电气元件故障时，可以由保护装置自动把故障元件迅速切除，使之不影响系统其他部分的继续运行；也可以在系统中设置备用元件，当工作元件故障时，由自动装置立即投入备用元件来替代工作元件。因此，在主结线中就要考虑是否方便电气元件的投切操作。3．灵活性应能适应各种可能的运行方式的要求。主结线的电路关系是可以改变的，在系统运行中，这种主结线电路关系的改变叫运行方式的改变。运行方式的改变通常是通过对主结线中某些电气元件的投入和切除来实现的，因此，主结线应考虑是否方便电气元件的投切操作。从而适应各个时段能源供电能力与负荷变化的要求，适应元件检修的要求，保证各种不正常运行方式下系统仍能达到足够的供电质量。4.经济性应满足最少的投资与年运行费用的要求，使得总经济效益为最佳。如：简化结线、减少电压层次等。（三）主结线中主要电气元件的功能主结线图是一种电路图，以单线表示法绘图，用单线表示三相，其中各电气元件以IEC标准或国家标准统一规定的图形符号和文字符号表示，如表2－1所示，表中部分电气元件的主要功能如下：1．断路器是一种开关电器，能切除或投入正常负荷，并能切断故障回路。故障回路中故障电流通常很大（如短路电流），切断故障回路需专门强灭弧能力的灭弧装置，所以断路器主触头设于灭弧装置内，无法观察其通断状态，即断开时无可见断点。考虑使用安全，除小容量低压断路器外，一般断路器均不能单独使用，必须与能产生可见断点的隔离电器配合使用。2．负荷开关也是一种开关电器，能切除或投入正常负荷，具有一定的灭弧能力，断时有明显可见断点。3．隔离开关是一种隔离电器，只能切除或投入空载或很小（儿安）的负荷，断开时有明显可见的断点。往往与断路器配合使用。4．熔断器是一种保护电器，专门用于切断过负荷较大的回路或短路回路。当熔断器熔体上通过的电流超过一定值后，熔体发热熔断，切断电路。5．电流互感器是一种电流变换电器，隔离高电压，通常将大电流变成小电流，以取得测量和保护用电流信号。6．电压互感器是一种电压变换电器，隔离高电压，通常将高电压变成低电压，以取得测量和保护用电压信号。7．避雷器防过电压侵入。避雷器设于被保护设备的前端，当有过电压侵入时，将避雷器击穿，对地放电，以起到保护后面的电气设备的作用。8．移相电容器作无功功率补偿。供配电系统大多都是感性负荷，从系统汲取感性无功，致使系统中感性无功成分增加，功率因数下降；电容器向系统汲取容性无功，使系统容性无功成分增加，以抵消部分感性无功，提高功率因数。常见电气元件主要功能：（四）开关电器的组合方式及操作顺序1．开关电器的组合方式对电气设备或配电线路进行投入或切除，是由各种开关电器实施的。在确定开关元件时，要考虑到既能投、切正常负荷，又能在回路故障时切除故障回路，因此通常采用“断路器十隔离开关”（两台隔离开关分设于断路器两侧，可产生明显断点）或“负荷开关十熔断器”的开关组合方式来完成上述功能，如图2－2所示。当断路器的负荷侧无电流倒送可能时，则可省去断路器负荷侧的隔离开关。2.开关电器的操作顺序由“断路器十隔离开关”组成的开关组，因隔离开关不能切合负荷电流和短路电流，在进行回路投入和退出操作时，必须遵循的操作顺序是：接通回路时，先闭合隔离开关，后闭会断路器。断开回路时，先断开断路器，后断开隔离开关。由“负荷开关十熔断器”组成的开关组，当正常负荷投、切时，使用负荷开关操作；回路过负荷或短路时，由熔断器自动切断电路。不能用熔断器投、切正常负荷。正确执行开关操作操序，是避免发生事故，保证主结线安全运行的十分重要的措施。主结线中开关进行投、切操作，可以改变主结线的电路关系，即改变主结线的运行方式。二、单母线结线母线，实质上是主结线电路中接受和分配电能的一个电气联结点，形式上它将一个电气联结点延展成了一条线，以便于多个进出线回路的联结。在中、低压供配电系统中通常使用短形截面的铜导体（铜排）来作母线。单母线结城是有母线主结线中的一种，是中、低压供配电系统中最常用的一种主结线形式。顾名思义，这种结线形式中只有一条母线，单母线结线又可分为单母线不分段结线、单母线分段结线、单母线带旁路结线等。（一）单母线不分段结线其主结线形式如图2-3所示。WB为母线，母线上侧为电源进线回路，下侧为负荷的配出线回路。值得注意的是：每个回路上都有一组开关，包括一台断路器及其上下两侧的隔离开关。这是因为每条回路都有故障的可能，当征一回路故障时，应能可靠地从系统中切出，并出现可见的断点。这组开关也可为“负荷开关十熔断器”。单母线不分段结线通常有两种情况：1．单进线回路如图2－3a所示，此时只有一种运行方式，结线简单、清晰，使用设备少；但可靠性差，一旦电源或母线出现故障，则造成所有出线回路中断供电。只能向三级负荷供电。2．双进线回路如图2－3b所示，此时有三种运行方式，即双电源并列运行、双电源一用一备运行、电源一进一出运行。有两个电源的运行方式，可提高供电可靠性。若母线故障，仍会使所有的负荷都停电。但由于母线的故障率很低，所以这种主结线形式可用于向一、二级负荷供电。（1）双电源并列运行:两个电源同时向母线供电，两个电源互相备用，这种备用方式又叫暗备用或热备用。当一个电源故障时，可将故障电源切除，对负荷的供电不受影响。注意：须强调的是，双电源并列运行必须满足两个电源的同期要求（即电源电压幅值、相位、频率相同），否则可能会使系统造成严重事故。一般来讲，若两个电源不是来自于上一级变电站的同一段母线，它们满足同期要求的可能性很小。因此这种运行方式很少使用。（2）双电源一用一备运行：只有一个电源（工作电源）向母线供电，另一电源（备用电源）作为备用，这种备用方式叫明备用或冷备用。当工作电源故障时，先将故障电源切除，再投入备用电源向负荷供电。负荷会受到短时停电的影响，如果采用备用电源自动投入装置，可减小这种影响。（3）电源一进一出运行：电源功率从一条进线输入后，一部分供本变、配电站使用，其余部分由另一条进线输出到其他电能用户。这种运行方式的变电站也叫中间型变电站。这种运行方式在城市环网供电系统中应用很普遍，这时一般使用“负荷开关+熔断器”开关组合。（二）单母线分段结线母线用隔离开关或“断路器+隔离开关”分成两段或多段，通常用于有两回或多回进线线路的情况，如图2-4所示。单母线分段结线通常有双电源并列运行、双电源分列运行和双电源一用一备运行三种运行方式。当一段母线故障时，可保证部分负荷不中断供电。当一回电源故障时，若另一回电源有足够的容量，可保证所有负荷不中断供电。双电源并列运行此时母线分断开关闭合。1.若母线分段开关为断路器，当一段母线如WB1故障，由电源进线回路断路器QF1和母线分段断路器QF3断开故障母线，其上所带负荷停电，非故障母线段继续运行；当一回电源如S1故障时，由电源进线回路断路器QF1断开故障电源，负荷不停电。2.若母线分段开关为隔离开关，当一段母线如WB1故障时，由于隔离开关QS不能直接断开故障电流，必须先将两个电源回路的进线断路器QF1、QF2都断开，使母线上没有电流流过，再断开母线隔离开关QS，然后闭合非故障母线段上的电源进线断路器QF2，这样会造成故障母线段WB1上的负荷停电，并且非故障母线段WB2上的负荷也短时停电；当一回电源如S1故障时，由该电源进线回路断路器QF1断开故障电源，负荷不停电。由于双电源并列条件苛刻，这种运行方式很少采用。双电源并列运行：双电源分列运行：双电源分列运行就是母线分段断路器断开，两个电源分别向两段母线供电，两个电源互相备用，这种备用方式也叫暗备用或热备用。1.若母线分段开关为断路器，当一段母线如WBI故障时，由电源进线回路断路器QFI断开故障母线，其上所带负荷停电，不影响非故障母线段WBZ运行；当一回电源如SI故障时，由电源进线回路断路器QFI断开故障电源，然后闭合母线断路器QF3，使得故障电源所带负荷经短时停电后又恢复供电。2.若母线分段开关为隔离开关，当一段母线WBI故障时，同样由电源进线回路断路器如QFI断开故障母线，其上所带负荷停电，不影响非故障母线段WBZ的运行；当一回电源如引故障时，由电源进线回路断路器QFI断开故障电源，由于隔离开关QS不能合负荷电流，因此要将故障电源所带负荷投入到正常电源，必须先将正常电源进线断路器QFZ断开，再将母线分段隔离开关QS闭合，然后闭合正常电源进线断路器QFZ，这样会造成所有负荷都出现短时停电。双电源一用一备运行：双电源一用一备运行此时母线分段开关闭合。1.若母线分段开关为断路器，当工作电源如SI所供电的母线段WBI故障时，由电源进线回路断路器QFI和母线分段断路器QF3断开故障母线，所有负荷停电，闭合备用电源进线断路器QFZ，WBZ上所带负荷恢复供电；当备用电源供电的母线段WBZ故障时，由母线分段断路器QF3断开故障母线，WBZ上所带负荷停电，不影响非故障母线段WBI运行；当工作电源SI故障时，由工作电源进线回路断路器QFI断开故障电源，然后闭合备用电源进线断路器QFZ，使得所有负荷经短时停电后又恢复供电。2.若母线分段开关为隔离开关QS，当工作电源如SI所供电的母线段WBI故障时，由电源进线回路断路器QFI断开故障母线，再断开母线分段隔离开关QS，所有负荷停电，然后闭合备用电源进线断路器QFZ，工作母线段WBZ所带负荷恢复供电；当备用电源SZ所供电的母线段WBZ故障时，必须先断开工作电源进线断路器QFI，再由母线分段隔离开关QS断开故障母线WBZ，所有负荷停电，然后闭合工作电源进线断路器QFI，恢复对非故障母线段WBI负荷的供电；当工作电源SI故障时，由电源进线回路断路器QFI断开故障电源，然后闭合备用电源进线断路器QFZ，使得所有负荷经短时停电后又恢复供电。（三）单母线带旁路结线主结线中有两条母线，一条为主母线，一条为旁路母线。主要用于出线回路较重要，不允许停电检修断路器的场合，如图2－5所示。旁路母线WBZ与各出线回路由隔离开关相连，利用连接主母线WBI和旁路母线的联络断路器QFI替代需检修的出线断路器，可不中断该回路供电。正常运行时，联络断路器QFI及其隔离开关QSll、QS12均断开。当需检修某一出线回路断路器如QF3时，合上联络断路器QFI及其隔离开关，检查旁路母线WBZ是否完好；若完好，则合上连接分路母线和出线回路的隔离开关QS33；再断开出线回路断路器QF3及其相应的隔离开关。这样出线回路断路器QF3退出检修，由主母线WBI经联络断路器QFI，经分路母线WBZ向该出线回路供电。利用旁路母线每次只能不停电检修一条出线回路。三、无母线的主结线无母线的主结线常见的有单元式结线和桥式结线。（一）单元式结线——线路一变压器组单元式结线用于只有一回进线和一回出线的场合；只有一种运行方式。如图2－6所示。这是向三级负荷供电的系统常用的主结线形式。其中图2－6a中变压器的投切和保护由设于进线线路首端的开关电器完成，但进线线路必须很短。（二）桥式结线桥式结线用于有n回进线和n回出线的情况，通常是二进二出或三进三出。桥式结线实际是单母线分段结线中进出线回路数相同，且取消进线或出线断路器时的特殊情况。将此时的母线联络断路器称为桥断路器。桥式结线分为外桥式结线和内桥式结线。1．外桥式结线桥断路器在进线断路器的外侧（即进线侧），则称为外桥式结线，如图2－7所示。2．内桥式结线桥断路器在进线断路器的内侧（即出线侧），则称为外桥式结线，如图2－8所示。3．内、外桥式结线特点的比较4．运行方式桥式结线具有单母线分段结线类似的运行方式。四、供配电系统变电站的典型主结线形式1、向三级负荷供电的主结线多层住宅区、普通多层公共建筑、一般工厂车间等，当其负荷等级为三级负荷时，若需使用变压器降压，一般变压器一次测采用单元式结城，二次侧采用单母线结线。这种结线简单、经济，也能适合负荷对可靠性的要求，如图2－9所示。当负荷较大，一台变压器不能满足要求，需采用两台或更多台变压器时，一次侧采用单母线不分断结线，二次侧采用单母线分段不联络的结线，如图2-10所示。2．向一、二级负荷供电的主结线高层民用建筑、多层重要的公共建筑、有重要设备的工厂车间等，有一、二级负荷的场所，一般应有两回电源进线。如图2-11所示，此时变压器一、二次侧均采用单母线分段结线，在一次侧保证电源的备用，二次侧保证变压器的备用，这样当电源容量足够时，一回电源故障不影响对所有负荷的用电，而一台变压器故障时，通常只能保证所有一、二级负荷的供电，三级负荷的供电将受影响。有时一次倒也采用单母线分段不联络的结线方式，如图2-12所示，这样一回电源故障时，也只能保证所有一、二级负荷的供电，三级负荷的供电将受影响。当只有一回市电电源时，一般采用自备柴油发电机作备用电源，如图2－13所示，这时，一次测采用单母线结线，二次侧采用单母线分段结线。3．有特别重要负荷的主结线对于有特别重要负荷的供电对象，当有两回电源进线（互无直接影响）时，也应考虑独立于电网的应急电源作第三备用电源。一、二次侧仍采用单母线分段结线，但二次侧的母线分段方式可有多种，详见教材P22-23图2－14、图2－15、图2－16所示。值得注意的是，当两个进线回路不具备并列运行的条件时，各进线回路断路器和母线分段断路器之间必须考虑互锁关系。断路器间的互锁有两种实现方式，一种是电气互锁，利用断路器的辅助接点构成一定的逻辑关系置于其二次接线的合闸回路中，当逻辑关系不满足时，无法合闸；另一种是机械互锁，是利用机械装置实现的互锁。上述各图中虚线所连接的断路l器之间应有互锁关系。显然，各母线段之间联络关系越多，其互锁关系越复杂。４．变电站中压开关为“负荷开关十熔断器”的主结线目前，以“中压负荷开关十熔断。器”替代“断路器十隔离开关”，在变压器容量不大（一般不大于1250kVA）的系统中应用很广。其主要原因是：（1）断路器作继电保护执行元件时，为保证各级过电流保护动作时间的配合，保护动作时；间往往很难整定。（2）当严重故障（如短路）发生时，熔断器的动作时间往往比断路器快，可更好地起到保，护作用。（3）由于“中压负荷开关十熔断器”不需要专门的保护装置和复杂的操作控制回路，可简化供配电系统的二次结线。（4）便于城市环网供电网络的构成及运行。（5）“中压负荷开关十熔断器”在经济性上较断路器有明显的优势。如图2－17所示是一种典型的以“中压负荷开关十熔断器”替代断路器而形成的主结线。图中2－17a为两回电源进线、暗备用的情况。图中2－17b中进线部分为环网供电网络中的一个单元。第三节变、配电站结构与布置一、变、配电站分类及选址原则（一）变、配电站的分类1．按变、配电站用途分类大多数工业及民用用电设备所使用的电压等级是0．38kV和0．22kV，少数工业用电设备使用的电压等级为6kV或3kV。（1）在供配电系统中，一般将110kV／10(6)kV或35kV／10(6)kV的变电站称为区域变电站或总降压变电站，这是因为10(6)kV只能供少数用电设备使用，大多数用电设备（包括照明等常用电气设备）都需再次降压后才能使用。（2）10(6)kV／0．4kV的变、配电站称为用户变电站，在工业企业中也称为车间变电站。（3）10kV配电站又称开闭所，在城市电网中使用较为普遍。主要是因为城市用电负荷密集，110kV／10kV城市区域变电站出线回路及线路走廊均较紧张，所以往往将10kV出线回路以大容量配出至某一用电负荷密集区域，再用配电站（开闭所）分为若干回路向各单独用户供电。2．按变、配电站设置地点分类可分为室外变电站、室内变电站、杆上变电站、室外箱式变电站。（l）110kV以上的变电站通常为室外变电站。（2）35kV／6kV变电站一般为室内式。这种形式的变电站运行维护方便，占地面积少。（3）配电站（开闭所）可为独立建筑物，也可附设于大型工业或民用建筑物中。（4）10（6）kV／0·4kV变电站的型式由用电负荷的状况和周围环境情况综合考虑确定。1）负荷较大的车间和站房，一般设附设变电站或半露天变电站。2）负荷较大的多跨厂房，负荷中心在厂房中部且环境许可时，直没车间内变电站或组合式成套变电站。3）高层或大型民用建筑物内，一般设室内变电站或组合式成套变电站.4）负荷小而分散的工业企业和大中城市的居民区，一般设独立变电站，也可设附设式变电站或户外箱式变电站。5）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315k＊A以下时，可设杆上或高台式变压器。（二）变电站站址选择1．接近负荷中心接近负荷中心主要从节约一次投资和减少运行时电能损耗的角度2．进出线方便要有足够的进出线走廊，提供给架空进线、电缆沟或电缆隧道。3．靠近电源侧变电站应靠近电源进线侧布置，以免过大的功率倒送，产生不必要的能损耗和电压损失。4．满足供电半径的要求由于电压等级决定线路最大的输送功率和输送距离，供电半过大会导致线路上电压损失太大，使末端用电设备处的电压不能满足要求，因此变电站的置应保证所有用电负荷均处于该站的有效供电半径内。否则应增加变电站或采取其他措施5．运输设备方便因为变配电设备通常体积较大，不易拆卸，应考虑运输通道。6．避免有剧烈震动和高温的场所剧烈震动会使变配电设备导电部分的联接螺栓变】使得联接部位接触电阻变大，发热加剧直至设备损坏；高温的场所会使电气设备正常运行超过其允许温度或不能达到额定功率，影响电气设备使用且易造成设备损坏。7．避免多尘或有腐蚀性气体的场所电气元件在多尘或有腐蚀性气体的场所易受损】如无法远离，应避免设在污染源的主导风向的下风侧。8.避免设在潮湿或易积水场所因为潮湿易导致设备绝缘损坏。如：设在厕所、浴室经常积水场所的正下方楼层或与上述场所相贴邻；或设在地势低洼和可能积水的场所。9．避免设在有爆炸危险的区域内或设在有火灾危险区域的正上面或正下面。二、成套配电装置配电装置就是根据主结线的要求连接起来，用来接受和分配电能的若干电气设备的组合其目的是满足主结线的电气要求。构成配电装置的电气设备除了主结线图中所表达的一次回路电气设备之外，还包括为使主结线得以正常工作所必需的二次回路电气设备，如控制电器、保护电器和测量电器等。成套配电装置将配电装置按主结线要求，将一、二次回路中电气元件按顺序连接组装在由金属框架构成的柜体中。1．中压成套配电装置又常称为中压开关柜、中压配电柜或中压配电屏。它可分为固定式开关拒、手车式开关柜。2.中压成套配电装置的使用不同规格的开关柜内有不同的元件组合方案。如下图所示：3．低压成套配电装置又常称为低压开关拒、低压配电枢或低压配电屏。与中压开关柜一样，按断路器是否可以抽出，可分为固定式、抽屉式和抽出式开关柜等。4．低压成套配电装置的使用每种类型开关柜内有不同的元件组合。三、变电站的布置（介绍由成套配电装置构成的室内变电站的布置）（一）变电站的结构室内变电站一般由变压器室、高压配电室、低压配电室、电容器室、控制室和值班室等组成。1．变压器室的布置变压器室的布置应遵循如下原则：（1）油量为100kg及以上的三柏油浸式变压器，每台装设在一单独的变压器室内。党面推进的变压器低压倒向外；窄面推进的变压器油枕向外。（2）油浸变压器外廓与变压器室墙壁和门的净距不应小于表2－4所列数据。（3）室内安装的干式变压器，其外廓与四周墙壁的净距不应小于0．6m；干式变压器之间的间距不应小于Im，并应满足巡视、检修的要求。（4）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作机构装在近门处。（5）在确定变压器室面积时，应考虑变电站所带负荷发展的可能性，一般按装设大一级容量的变压器考虑。（6）变压器室应设通风窗，并满足通风面积的要求。（7）车间内变电站和民用主体建筑内的附设变电站的可燃性油浸变压器室，应设置容量为100％变压器油量的储油地。通常的做法是在变压器油坑内设置厚度大于250mm的卵石层，卵石层底下设置储油地，或者利用卵石之间的缝隙作为储油油。（8）变压器室内不应有与其无关的管道和明敷线路通过。（9）干式变压器可安装在中、低压配电室内。2.中压配电室的布置中压配电室的布置应满足如下要求：（1）配电装置尽可能采用成套设备，其型号规格应一致。配电装置应按主结线的要求装设闭锁及联锁装置，以防止误操作的发生。（2）带可燃油的电气元件的高压配电装置，一般装设在单独的中压配电室内；当10（6）kV中压开关柜的数量为6台及以下时，可和低压配电柜装设在同一房间内。（3）在同一配电室内单列布置的中、低压配电装置，当中压开关柜或低压开关拒须面有裸露带电导体时，两者之间的净距不应小于Zm；当中压开关柜和低压开关柜的项面外壳的防护等级符合IPZX时，两者可靠近布置。（4）应考虑留有适当数量开关柜的备用位置。（5）配电装置的布置应考虑便于设备的搬运、检修、试验和操作。 （6）各种通道的宽度不应小于相关数值。(7)配电装置的长度大于6M时，其柜后通道应有两个出口。（8）高压配电室宜设不能开启的自然采光窗。并应有防止雨、雪和小动物进入室内的措施。3．低压配电室布置低压配电室的典型布置如图2－26所示。它应满足如下要求：（1）低压配电室的布置应便于安装、操作、运输、检修、试验和监测。（2）长度大于8m的低压配电室应设两个出口，并直布置在配电室的两端。（3）成排布置的低压开关柜的长度超过6m时，其柜后通道应设两个通向本室或其他房间的出口。如果两个出口间的距离超过15m时尚应增加出口。（4）可没能开启的自然采光窗。但应有防止雨、雪和小动物进入室内的措施。（5）各种通道宽度不应小于表2－6所示的数值。4．电容器室变、配电站的电容器组是为无功补偿而设，按补偿所在电压等级分为中压电容器组和低压电容器组。它应满足如下要求：（1）室内中压电容器柜宜装设于单独房间内。当容量较小时，可装设在中压配电室内，但与中压开关柜的距离不应小于1.5M（2）低压电容器柜可装设在低压配电室内，当电容器组容量较大测量与保护屏时，考虑通风和安全运行，一般装设在单独的房间内。（3）成套电容器柜单列布置时，柜正面与墙面之间的距离不应小于1.5M；双列布置时，柜面之间的距离不应小于2M（4）长度大于7m的中压电容器室（低压电容器室为sin）应设两个出口，并直布置在两端。电容器室的门应向外开。5·控制室只有当变、配电站规模较大时才设置控制室。它应满足如下要求：（1）位于运输方便、电缆较短和朝向良好的地方。（2）一般与中压配电室相邻。典型布置（3）设置集中的事故信号和预告信号。室内安装的设备主要有控制屏、信号屏、所用电屏、电源屏（构成立屏），以及要求安装在控制室内的电能表屏和保护屏。（4）各屏间及通道宽度如表2－7所示。（5）屏的排列方式视屏的数量多少而定，主屏采用一字形、L形或11形布置。（6）主屏的正面布置控制屏、信号屏。电源屏和所用电屏一般布置在主环的侧面或正面的边上。（7）应有两个出口，出口应靠近主环（二）室内变电站的典型布置（l）当变压器、中压开关、电容器等均采用无油设备时，变压器室、中、低压配电室、电容器室和值班室可设于一个房间内。典型布置如图2－29所示。（2）当变压器、中压开关、电容器等采用含可燃油设备时，变压器室、中、低压配电室、电容器室和值班室应分开设置。典型布置如图2－30所示。（三）户外箱式变电站户外箱式变电站是将高低压配电装置、变压器等集中装设在一个柜体内。其内部将高、低压配电装置、变压器分别隔离安装，采用电缆进出线，箱体外形可按要求作成与使用环境协调的各种造型，直接装于户外，用于不便设室内变、配电站的场合，如用于向由多层建筑组成的居民区的供电，向道路照明、沿道路装饰照明等的供电。（四）柴油发电机室的布置有时为了满足供配电系统的供电可靠性，必须设置自备柴油发电机组。自备柴油发电机组设置在民用建筑内时，只能设在地面层或地下一层。除了安装机组的房间外，还应设置为机组供应燃油的储油间。柴油发电机室除了像变配电装置一样要满足基本的维护和操作通道外，还应考虑机组的起动用蓄电池、控制装置、排烟、排风、冷却等设施的位置，至于各种设施的大小，应根据具体设备生产厂家的要求和机组的冷却方式来确定。第四节供配电网络结构1．供配电网络是指由电源端（变、配电站）向负荷端（电能用户或用电设备）输送电能时采用的网络形式。2．供配电网络的分类供配电网络的主要的类别有放射式、树干式和环式以及由上述三种形式派生出来的其他形式。一、供配电网络及分类二、放射式网络结构1．单回路放射式如图2－34所示，由电源端采取一对一的方式直接向用户供电，每条线路只向一个用户点供电，中间不接任何其他的负荷，各用户之间也没有任何电气联系。这种供电方式的特点是供电可靠性较高，当任意一回线路故障时，不影响其他回路供电，且操作灵活方便，易于实现保护和自动化；但其有色金属耗量较大，一次投资较高。此种网络结构在中压和低压系统中均较常见。2．双回路放射式如图2－35所示，每个用户均由两回放射式回路供电。此种方式一般仅用于确需高可靠性的用户，并可将双回路的电源端接于不同的电源，以保证电源和线路同时得以备用，可向一、二级负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均常见。3．带公共备用线的放射式如图2－36所示，任何一条配电线路发生故障或停电检修时，都可以切换至公共备用线上，保证继续供电，提高可靠性。此种网络结构一般在中压系统中三、树干式网络结构1．单回路树干式如图2－37a、b所示，树干式网络结构就是由电源端向负荷端配出干线，在干线的沿线引出数条分支线向用户供电。这种网络结构的优点是，电源端出线回路数较放射式少，节省有色金属，节约一次投资；但其可靠性较差，配电干线检修或故障时，会使所有用户停电，并且当干线中某一用户的保护装置拒动时，也可能引起干线停电，因此只能向三级负荷供电，如图2－37a所示。为提高可靠性，可采用串联树干式结构，如图2所示，当干线上出现故障后，可将故障点以后的线路切除，缩小停电范围，此种结构通常用于中、高压系统。2·双回路树干式如图2－38所示，每个用户都由两条干线同时供电。对于要求高可靠性的用户，采用双回路干线，使线路有备用，同时可将双回线路弓不同的电源，实现电源和线路的两种备用，到向一、二级负荷供电的目的。这种结构在中、低压系统中均广泛采用。四、环式网络结构环式网络结构一般用于中压系统或高压系统，尤其在城市供配电网络中得到广泛应用。1．单环式网络结构如图2－39所示，电源可为两个或一个。正常运行时开环运行，以避免故障影响的范围扩大和便于实现保护动作的选择性一般在功率分点。这种网络结构清晰，可靠性较高，网络中任何一段线路检修时均不会造成用户停电，可向一、二级负荷供电。其缺点是环式网络中所有线路都必须能承担环网中全部负荷，因而线路投资较高。但对于负荷密度较大的区域，如城市电网，环网供电是较好的方式，可使电源端出线回路减少，特另是在环网中增加。自动装置后，故障后切除故障点、改变运行方式迅速，可靠性提高。2．双环式网络结构如图2－40所示，每个用户都可以从任意一个环网中取得电源，可靠性非常高，当然一次投资也相应增高。1．中压系统常见的网络结构形式图有环式结构、放射式结构和树干式结构。（1）对于城市非重要用户及郊区，可靠性要求不高，可采用树干式结构（2）对负荷密度大，且供电要求高的用户可采用双电源双回路树干式或放射式或环式结构。（3）对负荷密度大，且供电要求较高的用户可采用双电源单环式结构。（4）对于提供双电源有困难，用户的供电可靠性要求又较高的情况，可采用放射式结构。2．低压系统常见的网络结构形式有放射式结构和树干式结构。（1）对于单台设备容量较大或较重要场合，一般采用放射式结构。（2）对于非重要用电设备，用电性质相近，又便于线路敷设时，一般采用树干式结构。（3）对于重要用电设备，可采用双电源双回路树干式结构或双电源双回路放射式结构。五、各种网络结构的供电可靠性及适用对象六、城市供电网络及其特点1．城市供电网络城市电力网从枢纽变电站取得电能向城市用户供电，城市电网又可以分为城市送电网与城市配电网两部分。2．城市中压配电网城市中压电网有如下的特点和要求：（1）城市中压配电网应适应城市的发展，配电主干线和导线截面应按远期规划的负荷密度一次选定，争取在ZO年内保持不变。当负荷密度增加到一定程度时，可插入新的35～110KV变电站，使网络结构基本保持不变。电网中每条线路和配电所的供电范围应合理划分，不应交错重叠。（2）向市区供电的中压配电网应保证当任何一条20kV或10kV线路因检修停运时，保持向用户继续供电。事故停运时，通过改变运行方式保持继续对用户供电，且所有上述情况均应不会过负荷，不限电。（3）城市中压配电网应加强网络结构，以有效提高供电可靠性。城市电力网中市区的中压配电网的主干线路一般可沿城市道路布线，以环网方式从不同变电站或同一变电站的不同母线段上受电，并隔一定距离用开关分段，开环运行，以缩小线路检修、故障时的停电范围。如果中压配电网是放射式结构，则应有必要的备用。为提高线路的利用率，输送容量大的电缆网络一般采用多回路并行接线方式。（4）尽量采用配电网自动化设施以减少配电网中线路和变压器及开关电器的数量，减少用户停电的时间和范围，在正常运行时还可以灵活改变连接方式以降低网损。