交流高、低壓配電設(shè)備結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)

1、交流高、低壓配電設(shè)備結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)第三章 交流供電系統(tǒng)交流供電系統(tǒng) 第二節(jié) 高壓交流供電系統(tǒng) 第一節(jié) 交流供電系統(tǒng)概述 第三節(jié) 電力變壓器 第四節(jié) 低壓交流供電系統(tǒng) 第三章 交流供電系統(tǒng)交流供電系統(tǒng) 第二節(jié) 高壓交流供電系統(tǒng) 第一節(jié) 交流供電系統(tǒng)概述 第三節(jié) 電力變壓器 第四節(jié) 低壓交流供電系統(tǒng) 交流供電系統(tǒng)概述第一節(jié) 交流供電系統(tǒng)概述交流供電的種類和系統(tǒng)組成 1.1.1 交流供電的種類 通信局（站）電源的交流供電種類包括交流市電供電、備用發(fā)電機(jī)組（油機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)）供電、交流不間斷電源（UPS）設(shè)備供電、風(fēng)力發(fā)電供電。 其中交流市電、備用油機(jī)發(fā)電機(jī)組或燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)組是所有通信局（站）的必備電源，只

2、有在特殊的通信局站（市電引入困難、用電負(fù)荷小、適宜于風(fēng)力發(fā)電）可用風(fēng)力發(fā)電作為交流電源。 通信局（站）采用交流不間斷電源（UPS）設(shè)備供電的方式主要應(yīng)用于衛(wèi)星地球站、全球星關(guān)口站等。在一般通信局（站），UPS電源設(shè)備主要用于為數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、業(yè)務(wù)支撐系統(tǒng)、增值業(yè)務(wù)系統(tǒng)、網(wǎng)管系統(tǒng)等供電。交流供電系統(tǒng)概述1.1.2 交流供電系統(tǒng)的組成 交流供電系統(tǒng)是由市電交流供電系統(tǒng)、備用發(fā)電機(jī)組（油機(jī)或燃汽輪機(jī)）交流供電系統(tǒng)、電力機(jī)房交流供電系統(tǒng)（通信交流配電及UPS供電系統(tǒng)）及變、配電設(shè)備的工作及保護(hù)接地系統(tǒng)組成。 市電為主用電源，發(fā)電機(jī)組作為備用電源。根據(jù)通信局（站）的建設(shè)規(guī)模、重要性及所建局址的位置不同，通

3、信局（站）的市電供電類別及市電的引入電壓等級（高壓或低壓）也有所不同。 交流供電系統(tǒng)概述1.2 市電交流供電系統(tǒng) 市電交流供電系統(tǒng)也稱外電供電系統(tǒng)。市電交流供電系統(tǒng)是由高壓配電設(shè)備、變電設(shè)備、低壓配電設(shè)備及電力線路所組成。市電類別劃分 電信設(shè)備所需的交流電源宜利用市電作為主用電源。根據(jù)通信局（站）所在地區(qū)的市電供電條件、線路引入方式及運(yùn)行狀態(tài)，將市電分為四類。交流供電系統(tǒng)概述 （1）一類市電供電為從兩個(gè)可靠的獨(dú)立電源各自引入一路供電線。該兩路電源不應(yīng)同時(shí)出現(xiàn)檢修停電，平均每月停電次數(shù)不應(yīng)大于1次，平均每次故障時(shí)間不應(yīng)大于。兩路供電線宜配置備用市電電源自動投入裝置。 （2）二類市電供電應(yīng)符合下列

4、條件之一的要求。 由兩個(gè)以上獨(dú)立電源構(gòu)成穩(wěn)定可靠的環(huán)形網(wǎng)上引入一路供電線。 由一個(gè)穩(wěn)定可靠的獨(dú)立電源或從穩(wěn)定可靠的輸電線上引入一路供電線。二類市電供電允許有計(jì)劃檢修停電，平均每月停電次數(shù)不應(yīng)大于次，平均每次故障時(shí)間不應(yīng)大于6h。交流供電系統(tǒng)概述 （3）三類市電供電為從一個(gè)電源引入一路供電線，供電線路長、用戶多、平均每月停電次數(shù)不應(yīng)大于次，平均每次故障時(shí)間不應(yīng)大于8h。 （4）四類市電供電應(yīng)符合下列條件之一的要求： 由一個(gè)電源引入一路供電線，經(jīng)常晝夜停電，供電無保證。 有季節(jié)性長時(shí)間停電或無市電可用。交流供電系統(tǒng)概述1.2.2 市電交流供電的質(zhì)量指標(biāo) 供電電壓及頻率 通信局（站）市電的供電電壓有

5、高低壓二種。 低壓供電：單相為 220V，三相為 380V； 高壓供電：10、35 ( 63）、110、220、500kV； 供電頻率：50Hz。交流供電系統(tǒng)概述 通信局（站）設(shè)備容量在 250 kW 或需用變壓器容量在160kVA 及以下者，應(yīng)以低壓方式供電，特殊情況也可以高壓方式供電。 目前我國公用電力系統(tǒng)現(xiàn)有的6kV供電系統(tǒng)將逐步由10kV取代。 供電電壓及頻率允許偏差 35kV及以上供電及對電壓質(zhì)量有特殊要求的用戶為額定電壓的5； 10kV及以下高壓供電和低壓電力用戶為額定電壓的7； 低壓照明用戶為額定電壓的510。 電網(wǎng)容量在 300萬千瓦及以上者，頻率允許偏差為0.2 Hz； 電網(wǎng)

6、容量在 300萬千瓦及以下者，頻率允許偏差為0.5 Hz。第三章 交流供電系統(tǒng)交流供電系統(tǒng) 第二節(jié) 高壓交流供電系統(tǒng) 第一節(jié) 交流供電系統(tǒng)概述 第三節(jié) 電力變壓器 第四節(jié) 低壓交流供電系統(tǒng) 高壓交流供電系統(tǒng)第二節(jié) 高壓交流供電系統(tǒng) 常用高壓電器 高壓電器是指額定工作電壓在3000V以上的電器，它在高壓線路中用來實(shí)現(xiàn)關(guān)合、開斷、保護(hù)、控制、調(diào)節(jié)和測量等功能。常用的高壓電器有高壓熔斷器、高壓斷路器、高壓隔離器、高壓負(fù)荷開關(guān)、避雷器和互感器等。高壓交流供電系統(tǒng)高壓熔斷器 高壓熔斷器是一種當(dāng)通過的電流超過規(guī)定值時(shí)使其熔體熔化而斷開電路的保護(hù)電路。其主要是對電路及電路中的設(shè)備進(jìn)行短路保護(hù)，但有的也具有過

7、負(fù)荷保護(hù)的功能。10kV高壓熔斷器室內(nèi)廣泛采用RN型管式熔斷器，室外則廣泛采用RW型跌落式熔斷器。高壓交流供電系統(tǒng)高壓交流供電系統(tǒng)高壓斷路器 高壓斷路器的功能是分?jǐn)嗪徒油ǜ邏赫Ｘ?fù)荷電流，并能承受一定時(shí)間的短路電流。高壓斷路器按其采用的滅弧介質(zhì)可分為真空、油、壓縮空氣等斷路器；依據(jù)滅弧過程的油量可分為少油和多油兩類斷路器，少油斷路器由于具有結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、材料消耗少、性能穩(wěn)定、運(yùn)行可靠、耐氣候性強(qiáng)、維修簡單、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，常用于固定安裝的開關(guān)柜，而手車式高壓開關(guān)柜的斷路器一般為真空斷路器。 高壓交流供電系統(tǒng)高壓交流供電系統(tǒng)高壓交流供電系統(tǒng)高壓隔離開關(guān) 高壓隔離開關(guān)沒有專門的滅弧裝置，因此

8、它的接通或切斷不允許在有負(fù)荷電流的情況下進(jìn)行，否則斷開隔離開關(guān)的電弧會燒毀設(shè)備，甚至造成短路故障。因此，需要接通或斷開隔離開關(guān)時(shí)，應(yīng)先將高壓電路中斷路器分?jǐn)嗪蟛拍苓M(jìn)行。但隔離開關(guān)具有分?jǐn)嘁欢ㄐ‰娏鞴δ?，如電容電流不超過5A的空載電路。 高壓隔離開關(guān)主要用于檢修與分?jǐn)喔綦x線路、倒換母線和分合空載電路。高壓交流供電系統(tǒng) 檢修與分?jǐn)喔綦x線路：利用隔離開關(guān)斷口閘的可靠絕緣，使需要檢修和分?jǐn)嗟木€路與帶電部分隔離。為確保檢修工作的安全，隔離開關(guān)斷口閘的絕緣均高于對地絕緣。隔離開關(guān)還可帶有接地裝置，當(dāng)隔離開關(guān)打開時(shí)，接地裝置便可靠地接地。 倒換母線：根據(jù)運(yùn)行需要換接線路，在斷口兩端接近等電位的條件下，可帶負(fù)

9、荷進(jìn)行分、合閘操作，變換母線接線方式。 分合空載電路：分合一定長度的母線、電纜、絕緣套管和架空線路的電容電流，以及分合小容量的變壓器的空載電流。 高壓交流供電系統(tǒng)高壓負(fù)荷開關(guān) 高壓負(fù)荷開關(guān)主要用于363kV高壓配電線路中，作為接通及開斷一次回路的負(fù)荷電流之用。它具有下列特點(diǎn)： 1.可直接帶負(fù)荷進(jìn)行操作，操作功率較小，并可進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制跳閘和近距離手工合閘，安全可靠； 2.帶有三工位結(jié)構(gòu)，開關(guān)可具有合、開斷、接地三個(gè)功能位置，以便于線路正常運(yùn)行及在故障情況下安全檢修； 3.與高壓熔斷器配合組成負(fù)荷開關(guān) 熔斷器組合電器，可執(zhí)行短路保護(hù)及過流保護(hù)的功能，其動作時(shí)間或靈敏性低于斷路器加繼電保護(hù)的傳統(tǒng)保

10、護(hù)動作時(shí)間。 4.與其他類型的保護(hù)方式相比較，具有投資少、占地面積小、可節(jié)省資金等優(yōu)點(diǎn)。 5.可設(shè)計(jì)成無油化開關(guān)系統(tǒng)，在防爆、防火等方面有優(yōu)越的運(yùn)行條件。高壓交流供電系統(tǒng) 高壓負(fù)荷開關(guān)按滅弧方式有產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān)、壓氣式負(fù)荷開關(guān)和真空負(fù)荷開關(guān)。產(chǎn)氣式負(fù)荷開關(guān)在分?jǐn)嘭?fù)荷電流的過程中，能通過快速分、合閘，使產(chǎn)氣管通過電弧發(fā)熱產(chǎn)生SF6壓縮氣體，將電弧迅速熄滅；壓氣式負(fù)荷開關(guān)通過氣缸、噴口與弧觸頭之間的相對運(yùn)動，產(chǎn)生較強(qiáng)的壓縮空氣，將電弧迅速熄滅；真空負(fù)荷開關(guān)既有接通和分?jǐn)嘭?fù)荷電流的功能，在分閘后又有可見的隔斷口，分、合負(fù)荷電流的作用依靠真空滅弧室來執(zhí)行，隔離功能依靠聯(lián)動機(jī)構(gòu)裝置來完成。高壓交流供電系

11、統(tǒng)互感器 互感器是一種特種變壓器，是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，用以分別向測量儀表、繼電器的電壓和電流線圈供電，正確反映電氣設(shè)備的正常運(yùn)行和故障情況?；ジ衅鞣譃殡妷夯ジ衅骱碗娏骰ジ衅鳌?電壓互感器是將電力系統(tǒng)的高電壓變成一定標(biāo)準(zhǔn)的低電壓（l00V或 ）的電氣設(shè)備。電壓互感器不輸送電能，僅作為測量高壓線路電壓或裝置過壓繼電器。電壓互感器二次繞組不能短路運(yùn)行。 電流互感器是將高壓系統(tǒng)中的電流或低壓系統(tǒng)中的大電流變成一定量標(biāo)準(zhǔn)的小電流(5A或1A)的電氣設(shè)備。電流互感器用于測量高壓電網(wǎng)中的電流、功率或安裝過電流繼電保護(hù)裝置，利用電流互感器二次線圈完成，以使高壓分隔。電流互感器在運(yùn)行過程中二次繞組

12、絕對不允許開路運(yùn)行。高壓交流供電系統(tǒng)避雷器 避雷器的作用是防止高壓（高于線路正常的供電電壓）侵入危害用電設(shè)備。過高的雷電壓在避雷器內(nèi)部通過間隙放電被短路通向大地，而線路正常電壓仍能維持供電。因此，在有雷電危害的地區(qū)，要按供電線路的額定電壓來配置避雷器，每組3只。 避雷器分為金屬氧化物（氧化鋅）避雷器、碳化硅閥式避雷器和管式等三種。金屬氧化物避雷器是一種比較新型的電器，性能優(yōu)良，正在逐步取代碳化硅閥式避雷器。高壓交流供電系統(tǒng)高壓配電設(shè)備高壓開關(guān)柜 高壓開關(guān)柜是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種高壓成套配電裝置。較大的通信局（站）一般都由市電高壓電網(wǎng)供電，通常采用成套高壓開關(guān)柜。高壓

13、開關(guān)柜及一次線路方案很多，可根據(jù)進(jìn)出線方案、電路容量、變壓器臺數(shù)和保護(hù)方式選用若干一次線路方案的高壓開關(guān)柜組成高壓供電系統(tǒng)。 高壓開關(guān)柜有固定式和手車式兩種類型。在中小型系統(tǒng)中一般都采用較為經(jīng)濟(jì)的固定式高壓開關(guān)柜。手車式高壓開關(guān)柜的高壓斷路器等主要電氣設(shè)備是裝在可以拉出和推入開關(guān)柜的手車上的，這些設(shè)備需檢修時(shí)可隨時(shí)拉出，再推入同類備用手車，即可恢復(fù)供電。因此手車式開關(guān)柜與固定式開關(guān)柜相比，具有檢修安全、并可大大縮短停電時(shí)間等顯著優(yōu)點(diǎn)。高壓交流供電系統(tǒng) 成套的高壓開關(guān)柜一般有高壓進(jìn)線柜、高壓計(jì)量柜、避雷器柜、聯(lián)絡(luò)柜、出線柜等。 高壓進(jìn)線柜：是引入的高壓線接向受電設(shè)備的第一道控制設(shè)備，主要裝有斷路

14、器（或兼有避雷器）。其中斷路器容量的選擇要略大于它所承擔(dān)的各個(gè)變壓器高壓側(cè)額定電流之和，并且根據(jù)短路電流的計(jì)算，使其開斷容量能斷開高壓進(jìn)線線路最大短路電流。當(dāng)加裝電流速斷保護(hù)時(shí)，必須征得當(dāng)?shù)毓╇姴块T的同意，使其保護(hù)時(shí)限與供電部門的要求一致。 高壓計(jì)量柜：是為高壓計(jì)量提供高壓互感器和計(jì)量儀表安裝的高壓柜。 避雷器柜：主要用來防止雷電波沿線路侵入，確保供電設(shè)備安全運(yùn)行的裝置。高壓交流供電系統(tǒng) 高壓聯(lián)絡(luò)柜：裝有聯(lián)絡(luò)開關(guān)（斷路器），用以實(shí)現(xiàn)兩路高壓線路之間的聯(lián)絡(luò)，當(dāng)有一路高壓線路停電時(shí)，將其閉合，則實(shí)現(xiàn)由另一路高壓給全部變壓器供電。高壓聯(lián)絡(luò)柜的斷路器安裝在兩段高壓母線之間，高壓聯(lián)絡(luò)柜斷路器的容量取決于

15、所承擔(dān)變壓器的總?cè)萘?，也就是說，斷路器的額定電流略大于流經(jīng)它的各個(gè)變壓器高壓側(cè)額定電流之和，并且在母線發(fā)生短路時(shí)，斷路器必須有能力斷開其短路電流。 高壓出線柜：是為變壓器供電的一級保護(hù)設(shè)備。高壓出線柜的斷路器容量取決于所控制變壓器的容量，也就是說斷路器的額定電流略大于變壓器高壓側(cè)額定電流，以便保護(hù)變壓器不過電流。在變壓器發(fā)生短路時(shí)，斷路器必須有能力斷開短路電流。并且，當(dāng)過電流保護(hù)時(shí)限大于時(shí)，在故障時(shí)不能迅速斷開，還應(yīng)當(dāng)加裝電流速斷保護(hù)。高壓出線柜的配置數(shù)量取決于變壓器臺數(shù)。高壓交流供電系統(tǒng)2.2.2 操作電源 高壓供電系統(tǒng)的操作電源是指供給高壓開關(guān)柜斷路器操動機(jī)構(gòu)的控制回路、繼電保護(hù)、自動裝置

16、、信號裝置的電源。為高壓供電系統(tǒng)的電氣設(shè)備能可靠地運(yùn)行，就需要可靠的操作電源。 操作電源可分為交流操作電源和直流操作電源兩大類。一般中、小型高壓供電系統(tǒng)多采用交流操作電源。交流操作電源一般取自電壓互感器、變壓器和電流互感器。在容量較大的高壓供電系統(tǒng)中，多采用直流操作電源。直流操作電源主要由整流器、固定蓄電池組等組成。高壓交流供電系統(tǒng)2.3 高壓交流供電系統(tǒng)分類 高壓交流供電系統(tǒng)由高壓供電線路、高壓配電設(shè)備及變壓器組成。根據(jù)通信局（站）的建設(shè)規(guī)模及用電負(fù)荷而建設(shè)不同類型的變電所。變電所從結(jié)構(gòu)上分為室外（小型獨(dú)立變電所）和室內(nèi)獨(dú)立變電所兩種。室內(nèi)獨(dú)立變電所包括小型獨(dú)立變電所和配有成套高壓開關(guān)柜的變

17、電所。高壓交流供電系統(tǒng)2.3.1 小型變電所的高壓交流供電系統(tǒng) 小型變電所一般包括桿上式、地面露天或半露天式、室內(nèi)安裝式，均為單母線接線方式，它是由高壓供電線路、操作開關(guān)、熔斷器、避雷器組和變壓器組成。高壓操作開關(guān)通常是采用熔斷器開關(guān)、帶熔斷器的負(fù)荷開關(guān)、油斷路器開關(guān)或由跌落式開關(guān)和負(fù)荷開關(guān)組合。變壓器的過負(fù)荷及短路保護(hù)是通過油斷路器開關(guān)、熔斷器或由跌落式熔斷器開關(guān)實(shí)現(xiàn)的。采用油斷路器開關(guān)或負(fù)荷開關(guān)操作的變壓器可帶負(fù)荷操作。采用跌落式熔斷器開關(guān)操作時(shí)，必須斷開低壓負(fù)荷后，才允許進(jìn)行開關(guān)的分合閘操作。這種接線方式結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低廉、散熱效果好、占地面積小、操作方式簡便，但變壓器的容量不應(yīng)大于40

18、0 kVA。高壓交流供電系統(tǒng)2.3.2 大、中型變電所的高壓交流供電系統(tǒng) 1高壓供電系統(tǒng)的接線方式。高壓供電系統(tǒng)的接線方式有單母線和雙母線兩種，具體接線分為環(huán)形、樹干式、放射式 3 種類型。通信局（站）無論是一路或兩路市電供電，其接線方式均采用單母線樹干式接線方式。 （1）采用樹干式供電系統(tǒng)（一路或兩路市電供電），由變電所的高壓母線供電給一臺或多臺變壓器，高壓的進(jìn)線與出線均裝有斷路器或負(fù)荷開關(guān)及熔斷器。當(dāng)采用多臺變壓器供電時(shí)，每臺變壓器各帶部分負(fù)荷，分段或并聯(lián)運(yùn)行。在變壓器的低壓側(cè)，變壓器間設(shè)有母聯(lián)開關(guān)，這種供電系統(tǒng)當(dāng)其中一臺變壓器出現(xiàn)故障時(shí)，由另外N-1臺變壓器供全局負(fù)荷用電。 （2）采用環(huán)

19、形供電系統(tǒng)（依靠母聯(lián)開關(guān)實(shí)現(xiàn)），該系統(tǒng)市電供電極為可靠。當(dāng)局內(nèi)有三路高壓市電引入時(shí)采用。高壓交流供電系統(tǒng) 2運(yùn)行方式 （1）兩路高壓市電供電的通信局（站），一路作為主用，另一路作為備用電源。主、備用電源的切換有如下三種方式： 備用電源自投，主用電源自復(fù)方式（同時(shí)兼有手動操作功能）。即當(dāng)主用電源停電時(shí)，備用電源自動投入運(yùn)行（備用電源正常時(shí)），當(dāng)主用電源恢復(fù)正常時(shí)，則自動切除備用電源轉(zhuǎn)由主用電源供電。 兩路電源互為主備用。當(dāng)主用電源停電后，備用電源采用自動或手動合閘方式；當(dāng)備用電源停電后，主用電源自動或手動投入運(yùn)行。 當(dāng)主用電源停電后，備用電源自動投入運(yùn)行。當(dāng)主用電源恢復(fù)正常時(shí)，手動切除備用電源，

20、主用電源再投入運(yùn)行；當(dāng)兩路市電電源為主、備用供電時(shí)，備用電源采用何種合閘方式，尚須取得地方供電部門的認(rèn)可。 高壓交流供電系統(tǒng) （2）兩路高壓市電采用分段供電的運(yùn)行方式，兩路市電正常運(yùn)行時(shí)，同時(shí)給負(fù)載供電。這種運(yùn)行方式主要是通信局用電需求容量較大，且受市電供電變電站或現(xiàn)有高壓供電線路容量的限制。采用這種運(yùn)行方式，電信局內(nèi)的一次高壓供電系統(tǒng)接線有如下兩種形式：高壓供電系統(tǒng)一次接線中兩路市電電源間不設(shè)母聯(lián)開關(guān)，兩路市電分供負(fù)荷（變壓器盡量考慮均衡配置）。采用這種運(yùn)行方式，為保證局內(nèi)的重要負(fù)荷的用電，需在低壓供電系統(tǒng)的兩路市電供電的變壓器間設(shè)有母聯(lián)開關(guān)。當(dāng)其中一路市電停電時(shí)，母聯(lián)開關(guān)動作合閘，由另一路

21、市電保證重要負(fù)荷的用電。高壓供電系統(tǒng)一次接線中兩路市電電源間設(shè)有母聯(lián)開關(guān)，當(dāng)其中一路市電停電時(shí)，母聯(lián)開關(guān)采用手動合閘（考慮首先進(jìn)行低壓限負(fù)荷的操作），由另一路市電保證重要負(fù)荷的用電。高壓交流供電系統(tǒng) （3）三路市電供電。該種供電方式中兩路主用，另一路作為備用。當(dāng)其中一路主用電源停電時(shí)，則第三路電源自動投入運(yùn)行。高壓交流供電系統(tǒng)2.4 高壓交流供電系統(tǒng)接線2.4.1 高壓供電系統(tǒng)的一次接線 高壓供電系統(tǒng)的一次接線取決于選用哪種形式的設(shè)備（固定式、手車式），斷路器是選用真空斷路器還是少油斷路器。不同廠家不同產(chǎn)品有不同的組合方案。對于交流供電系統(tǒng)應(yīng)滿足地方供電部門提出的技術(shù)要求。高壓交流供電系統(tǒng) 1

22、、小容量高壓供電系統(tǒng)的一次接線 1）一般小容量高壓供電系統(tǒng)一次接線。在負(fù)荷較?。ㄈ萘吭?50kVA以下）但有條件且有必要引接高壓市電的通信局（站），一般可引接一路10kV高壓市電（如無10kV市電，也可采用35kV的高壓市電），有可能時(shí)再引接一路380V的低壓市電。變電所的設(shè)置一般為露天式，也可以設(shè)置為室內(nèi)式。高壓設(shè)備一般分散安裝。這樣的高壓供電系統(tǒng)一般由高壓熔斷器、避雷器、電力變壓器及必要的操作、計(jì)費(fèi)裝置組成。高壓交流供電系統(tǒng)高壓交流供電系統(tǒng) 2）有高壓計(jì)費(fèi)要求的小容量高壓供電系統(tǒng)接線。有高壓計(jì)量的小容量一次高壓交流供電系統(tǒng)如圖所示，當(dāng)需要進(jìn)行高壓計(jì)量時(shí)，可在一般小容量高壓供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，

23、加裝高壓計(jì)費(fèi)裝置，如在一次電路中加裝高壓電壓互感器和電流互感器。高壓交流供電系統(tǒng)高壓交流供電系統(tǒng) 2、單路市電大容量高壓供電系統(tǒng)一次接線 單路市電大容量一次高壓交流供電系統(tǒng)如圖所示。高壓交流供電系統(tǒng) 3、雙路市電大容量高壓供電系統(tǒng)一次接線 在負(fù)荷較大（容量在800kVA以上）、重要的國際電信局、省會及以上長途通信樞紐，常引接兩路10kV高壓交流市電。 雙路市電大容量一次高壓交流供電系統(tǒng)如圖所示。高壓交流供電系統(tǒng)高壓供電系統(tǒng)的二次接線 高壓供電系統(tǒng)的二次接線內(nèi)容包括：高壓配電設(shè)備的繼電保護(hù)方式、斷路器分、合閘、儲能電路、電氣測量種類、控制電源、控制線路及必要的事故及預(yù)告警信號。 1高壓供電線路的

24、繼電保護(hù) 高壓配電設(shè)備安裝繼電保護(hù)裝置的目的是保證供電線路及設(shè)備的安全可靠運(yùn)行，這是保證供電質(zhì)量的必要措施。 大型通信局（站）高壓供電系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置，通常是采用多種繼電器（電流、電壓、時(shí)間、信號、中間繼電器等）組成，用以保護(hù)相間短路、過載、欠壓、接地故障。近年來，隨著電子科技的不斷發(fā)展，計(jì)算機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，目前高可靠、低能耗、微機(jī)綜合電力繼電保護(hù)裝置已在廣泛應(yīng)用。高壓交流供電系統(tǒng) 高壓繼電保護(hù)可分為兩大類：一種是純電流型，僅作為電流的測量及電流回路的過流、速斷及接地保護(hù)，分為有通信功能和無通信功能兩種；另一種是綜合保護(hù)型，可進(jìn)行電壓、電流、有功、無功電度、頻率、功率因數(shù)等測量；電流

25、回路的過流、速斷、接地保護(hù)；電壓過高、過低等保護(hù)及遙信功能。這種綜合保護(hù)型均帶有通信接口，實(shí)現(xiàn)遙測、遙信、遙控功能。 對于綜合保護(hù)型的保護(hù)裝置典型接線如圖和圖所示。 (注)圖見WORD文檔(理論部分第3章交流供電系統(tǒng))圖2.8 10kV變壓器微機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置二次接線（適用于斷路器控制）（左） 高壓交流供電系統(tǒng)對于綜合保護(hù)型的保護(hù)裝置典型接線如圖和圖所示。注: 1.圖參見本教材WORD文檔(理論部分第3章交流供電系統(tǒng))中 圖2.8 10kV變壓器微機(jī)保護(hù)監(jiān)控裝置二次接線（適用于斷路器控制）（左） 2. 圖參見本教材WORD文檔(理論部分第3章交流供電系統(tǒng))中 圖2.9 10kV變壓器微機(jī)保護(hù)監(jiān)控

26、裝置二次接線（適用于斷路器控制）（右） 高壓交流供電系統(tǒng) 2變壓器的繼電保護(hù)。通信局（站）常用的變壓器繼電保護(hù)裝置有熔斷器、過電流保護(hù)、電流速斷保護(hù)、零序保護(hù)、溫度保護(hù)和瓦斯保護(hù)（油浸變壓器）。 (1)變壓器的過電流及電流速斷保護(hù)。電壓10kV，容量在315kVA以下一般采用跌落式高壓熔斷器開關(guān)或熔斷器與高壓負(fù)荷開關(guān)聯(lián)合使用。這種保護(hù)方式操作簡單、費(fèi)用低廉。 對于容量大于315 kVA以上的變壓器需裝有過電流保護(hù)裝置。通常選用三種保護(hù)方式：其一是采用反時(shí)限的過電流保護(hù)（繼電器接點(diǎn)直接作用于跳閘）；其二是定時(shí)限的過電流保護(hù)；其三是定時(shí)限的過電流保護(hù)電流速斷保護(hù)裝置。 (2)變壓器的零序保護(hù)。變壓

27、器中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，應(yīng)裝設(shè)零序過電流保護(hù)（電纜線路或經(jīng)電纜引出的架空線路），用以提高在單相接地時(shí)保護(hù)的靈敏性。高壓交流供電系統(tǒng) (3)變壓器的瓦斯保護(hù)。變壓器的瓦斯保護(hù)用于油浸變壓器。瓦斯保護(hù)比較靈敏、快捷、接線簡單，能有效地反應(yīng)內(nèi)部故障。輕瓦斯作用于信號，重瓦斯作用于跳閘。帶負(fù)荷調(diào)壓的油浸變壓器的調(diào)壓裝置亦應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護(hù)。 (4)變壓器的溫度保護(hù)。變壓器的溫度保護(hù)主要是防止變壓器的線圈繞組溫度過高及油浸變壓器的油溫過高。油浸變壓器的超溫告警通過溫度繼電器實(shí)現(xiàn)。干式變壓器只有溫度保護(hù)，是通過置放在變壓器繞組內(nèi)部的熱敏電阻（電阻溫度計(jì)）實(shí)現(xiàn)保護(hù)。 (5)干式變壓器的操作過電壓保護(hù)。操作過電壓保

28、護(hù)一般是由于切斷空載變壓器和空載線路過電壓引起的。高壓交流供電系統(tǒng)2.5 高壓配電設(shè)備技術(shù)指標(biāo) (1)使用條件 環(huán)境溫度：-5+40 ；相對濕度：90 %；海拔高度：1000m以下。 (2)開關(guān)柜的技術(shù)指標(biāo) 額定電壓：12 kV； 額定頻率：50 Hz； 絕緣水平：1 min工頻耐壓（相間、對地）為40 kV，雷電沖擊耐壓（峰值）為75 kV； 主母線額定電流：630A、1250A、1600A , ； 防護(hù)等級：外殼 IP3X IP4X（斷路器室門打開時(shí) IP2X)； 柜體型式：手車式，固定式。 (3)真空斷路器技術(shù)指標(biāo) 額定電壓：12kV； 額定頻率：50Hz； 絕緣水平：1 min 工頻耐

29、壓（相間、對地）為 40 kV ，雷電沖擊耐壓（峰值）為75kV； 額定電流：630A 、 1250A 、 1600A 額定短路開斷電流（有效值）：25 kA； 3s熱穩(wěn)定電流（有效值）：25 kA； 額定動穩(wěn)定電流（峰值）：63kA ; 合閘時(shí)間75ms ; 分閘時(shí)間：45 ms ; 操作機(jī)構(gòu)額定電壓：直流 220V。 高壓交流供電系統(tǒng)高壓交流供電系統(tǒng) （4）避雷器（氧化鋅）技術(shù)指標(biāo) 額定工作電壓：12kV； 額定泄流：40kA ; 雷電沖擊電流：5kA； 雷電沖擊電流殘壓（峰值）：35 kA； 工頻放電電壓： 35kV。 （5）電壓互感器技術(shù)指標(biāo) 額定電壓：12kV；工頻耐壓（1 min）

30、: 42kV； 雷電沖擊耐壓（峰值）: 75kV； 額定二次電壓：100 / 3； 精度級別：測量精度為級，計(jì)量精度為級。高壓交流供電系統(tǒng) （6）電流互感器技術(shù)指標(biāo) 額定電壓：12kV； 工頻耐壓（l min）: 42kV； 雷電沖擊耐壓（峰值）: 75kV ； 額定一次電流：5 4000A （根據(jù)需要選?。?; 額定二次電流：5A； 精度級別測量精度為 級，繼保精度為 0.5 級，計(jì)量精度為0. 2 或 級（根據(jù)供電部門要求）。 （7）接地開關(guān)技術(shù)指標(biāo) 額定電壓：12kV； 額定短時(shí)耐受電流： 31.5 kA； 額定短時(shí)耐受時(shí)間： 3s； 額定短路關(guān)合能力： 80 kA； 閉鎖電磁鐵電源：

31、DC 48，110，220；AC 110，220V。高壓交流供電系統(tǒng)2.6 高壓系統(tǒng)的配置參考 通信局（站）高壓設(shè)備的選擇包括高壓開關(guān)柜的柜型（固定式還是手車式）、高壓開關(guān)柜的系列選擇（其中包括選用少油斷路器還是真空斷路器）、高壓電器的選擇。2.6.1 高壓開關(guān)柜的選擇 通信局（站）高壓開關(guān)柜的選擇要求設(shè)備技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠、運(yùn)行安全、便于維護(hù)、體積小。 具有五防功能：即防止誤跳、誤合斷路器；防止帶負(fù)荷拉、合隔離開關(guān)；防止帶電掛接地線；防止帶接地線閉合隔離開關(guān)；防止人員誤入帶電間隔。 柜體的防護(hù)等級標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)滿足：目前高壓開關(guān)柜柜體的防護(hù)等級IP3X或IP4X兩種。IP3X ：防止直徑大于2.5

32、mm 的固體異物進(jìn)入柜內(nèi)。IP4X：防止直徑大于1mm的固體異物進(jìn)入柜內(nèi)。高壓交流供電系統(tǒng)2.6.2 高壓電器的選擇 高壓電器選擇的基本要求是保證電氣設(shè)備不論在正常運(yùn)行和故障情況下，能夠保證設(shè)備的運(yùn)行安全，電器的額定電壓和額定電流必須滿足供電的要求。 1、高壓斷路器的選擇 高壓斷路器的主要參數(shù)是額定電壓和額定電流，要求斷路器的額定電壓不應(yīng)小于裝置的工作電壓，而最重要的參數(shù)是額定短路開斷電流Idmax及額定短路關(guān)合電流。高壓交流供電系統(tǒng) 額定短路開斷電流Idmax。當(dāng)裝置的工作電壓與斷路器的額定電壓相同時(shí)，當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，即在斷路器的額定電壓下，斷路器能可靠地切斷最大短路電流。對于斷路器的短路

33、開斷電流Idmax，地方供電部門均有明確的要求。 若裝置的工作電壓低于斷路器的額定電壓時(shí)，當(dāng)發(fā)生短路故障時(shí)，其短路開斷電流不應(yīng)大于斷路器的額定短路開斷電流。高壓交流供電系統(tǒng) 額定短路關(guān)合電流。對斷路器的額定短路關(guān)合電流（峰值）的要求：在額定電壓下所能閉合的最大短路電流。一旦斷路器在處于短路狀態(tài)下進(jìn)行合閘時(shí)（采用自動重合閘裝置時(shí)的幾率較大），斷路器的觸頭應(yīng)完好無損。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)多選用真空斷路器。高壓交流供電系統(tǒng) 2、高壓隔離開關(guān)的選擇 高壓隔離開關(guān)的選擇應(yīng)按額定電壓、額定電流、裝置的種類和短路時(shí)額定動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定電流來選擇。隔離開關(guān)不帶滅弧裝置，故不能帶負(fù)荷操作。選用隔離開關(guān)必須同斷路器配合使用

34、。 3、高壓負(fù)荷開關(guān)的選擇 高壓負(fù)荷開關(guān)因帶滅弧裝置，故可帶負(fù)荷操作。選擇的基本要求除同隔離開關(guān)外，對于不配置熔斷器的負(fù)荷開關(guān)應(yīng)對其切斷能力進(jìn)行校驗(yàn)（同斷路器）。國內(nèi)目前生產(chǎn)的負(fù)荷開關(guān)種類較多（帶滅弧裝置、真空式、產(chǎn)氣式、壓氣式），對于后二種需定期進(jìn)行充氣（SF6）。額定電流等級125A、200A、63OA 。高壓交流供電系統(tǒng) 4、互感器的選擇 互感器分為電流互感器和電壓互感器二種。它是作為高壓電氣計(jì)量、繼電保護(hù)不可缺少的電器設(shè)備。互感器的準(zhǔn)確度等級分為、10級。對于互感器準(zhǔn)確度等級的選擇需根據(jù)負(fù)荷的要求來選用。電度計(jì)量儀表一般選用或級（需根據(jù)地方供電部門的要求），繼電保護(hù)則選用3級。 電流互

35、感器選擇：其額定電壓必須和供電系統(tǒng)電壓相符，一次額定電流的選擇應(yīng)使運(yùn)行電流經(jīng)常在20100%In的范圍內(nèi)。10kV繼電保護(hù)用的電流互感器一次額定電流的選用一般不大于設(shè)備額定電流的倍。高壓交流供電系統(tǒng) 電壓互感器選擇：10kV及以下的電壓互感器按結(jié)構(gòu)分為干式和油浸二大類。油浸電壓互感器有體積大、重量重且互感器的絕緣油在事故情況下易燃易爆的缺點(diǎn)；干式電壓互感器依靠空氣自然冷卻，具有體積小、重量輕、利于減小高壓柜的體積、防火阻燃及防爆等優(yōu)點(diǎn)。環(huán)氧樹脂澆注絕緣的干式電壓互感器目前已在廣泛采用。 選擇電壓互感器時(shí)應(yīng)按額定電壓、裝置類型、結(jié)構(gòu)、準(zhǔn)確度等級及副邊負(fù)荷確定。在供電系統(tǒng)容量較大的情況下，接于電壓

36、互感器副邊的各相負(fù)載并不相同，應(yīng)按其三相中最大的一相負(fù)荷來選取相應(yīng)準(zhǔn)確度等級的電壓互感器額定容量。選取的電壓互感器額定容量應(yīng)大于副邊負(fù)荷。第三章 交流供電系統(tǒng)交流供電系統(tǒng) 第二節(jié) 高壓交流供電系統(tǒng) 第一節(jié) 交流供電系統(tǒng)概述 第三節(jié) 電力變壓器 第四節(jié) 低壓交流供電系統(tǒng) 電力變壓器第三節(jié) 電力變壓器 變壓器是用來變換交流電壓、電流而傳輸交流電能的一種靜止電器設(shè)備。它是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理實(shí)現(xiàn)電能傳遞的。 變壓器就其用途分為電力變壓器、試驗(yàn)變壓器、儀用變壓器及特殊用途的變壓器。其中電力變壓器是電力輸配電、電力用戶配電的必要的設(shè)備，本節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)介紹。電力變壓器3.1 電力變壓器的分類及型號3.1.1

37、電力變壓器分類 電力變壓器按用途分類：升壓（發(fā)電廠或等）、聯(lián)絡(luò)（變電站間用220kV/110kV或）、降壓（配電用或）。 電力變壓器按相數(shù)分類：單相、三相。 電力變壓器按調(diào)壓方式分：無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，目前，通信局站大多采用無載調(diào)壓變壓器。電力變壓器 電力變壓器按繞組分類：雙繞組（每相裝在同一鐵芯上，原、副繞組分開繞制、相互絕緣）、三繞組（每相有三個(gè)繞組原、副繞組分開繞制、相互絕緣）、自藕變壓器（一套繞組中間抽頭作為一次或二次輸出）。一般通信局（站）多采用雙繞組變壓器。 電力變壓器按絕緣介質(zhì)分類：油浸變壓器（阻燃型、非阻燃型）、干式變壓器和充氣式三種；油浸變壓器又分油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式、

38、油浸水冷式和油強(qiáng)制循環(huán)冷卻式四種。電力變壓器3.1.2 電力變壓器型號 例：SL7800 / 10，為三相鋁繞組油浸式電力變壓器，設(shè)計(jì)序號為7，額定容量為 800kVA，高壓繞組電壓等級為10kV。電力變壓器3.2 變壓器的結(jié)構(gòu)組成 變壓器的主體部件是由鐵芯及鐵扼（構(gòu)成閉環(huán)磁路）、線圈（原、副邊）、絕緣套管、引線四部分組成。對于油浸變壓器還有油箱、油枕，對于干式變壓器還帶有溫控器及冷卻風(fēng)機(jī)。電力變壓器3.2.1 油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu) 圖為油浸式電力變壓器外形結(jié)構(gòu)示圖。電力變壓器3.2.2 干式電力變壓器的結(jié)構(gòu) 干式電力變壓器是指鐵芯和線圈不浸在任何絕緣液中，直接敞開于空氣中，以空氣為冷卻介質(zhì)

39、的變壓器。 與油浸式電力變壓器相比，其最大特點(diǎn)是沒有油箱和油箱上繁雜的外部裝置，不用冷卻液（油）。 干式變壓器由鐵芯、線圈及風(fēng)機(jī)、溫控器和保護(hù)外殼構(gòu)成。電力變壓器 1干式變壓器的絕緣類型 空氣絕緣：與油浸變壓器相比，空氣絕緣干式變壓器絕緣性和散熱性較差。其絕緣材料一般采用E級或B級絕緣。 環(huán)氧樹脂澆注式：采用 F級絕緣環(huán)氧樹脂將高壓線圈、低壓線圈分別澆注成一個(gè)整體，具有機(jī)械性能高、電氣性能好、散熱性能好等特點(diǎn)。目前，這種干式變壓器較為常見。 環(huán)氧樹脂繞包式：繞組采用 F級絕緣環(huán)氧樹脂及玻璃纖維，對變壓器線圈分別繞包后固化制成。電力變壓器 圖為干式電力變壓器外形結(jié)構(gòu)示意圖。 電力變壓器 2、干式

40、變壓器的結(jié)構(gòu) (1)線圈 (2)鐵芯 (3)金屬防護(hù)外殼 (4)溫控系統(tǒng) (5)風(fēng)冷系統(tǒng) 電力變壓器 3、環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器的特點(diǎn) 具有很高的機(jī)械強(qiáng)度、空載損耗小、抗短路及過載能力強(qiáng)、抗雷電沖擊性能好、局部放電量小、抗干裂性能好（采用玻璃纖維加強(qiáng)的薄絕緣結(jié)構(gòu)）、熱熔性好、變壓器使用壽命長、噪聲低、具有防潮、抗?jié)駸?、阻燃和自熄的特性，并具有溫度自動監(jiān)測與保護(hù)，為變壓器的運(yùn)行提供安全可靠的保障。屬于一種免維型的變壓器。目前干式變壓器除具有干接點(diǎn)輸出外，并已具有計(jì)算機(jī)通信接口的功能。 干式變壓器的保護(hù)等級共分為三級： IP00不帶罩殼。 IP20帶罩殼（戶內(nèi)型），外殼可防止大于12mm的物體進(jìn)入

41、殼內(nèi)。 IP23帶罩殼（戶外型）。電力變壓器3.3 電力變壓器的連接與運(yùn)行3.3.1 電力變壓器的連接 1星形連接（或稱 Y 形） 變壓器原繞組接成 Y 形接法時(shí)，一般是將三個(gè)繞組的末端接在一起，構(gòu)成公共中性點(diǎn)，而三個(gè)首端則接通三相電源。副繞組接成星形時(shí)，末端接成中性點(diǎn)，首端獲得對稱的三相感應(yīng)電動勢。首端與首端之間的電壓（流）稱為線電壓（流）。首端與中性點(diǎn)之間的電壓（流）叫作相電壓（流）。在對稱的三相交流電系統(tǒng)中，繞組接成 Y 形時(shí)，線電壓等于 倍的相電壓，線電流等于相電流。電力變壓器 2三角形（）連接 三角形接法是將三相繞組的首端和末端相互連接成閉合回路，再從三個(gè)連接點(diǎn)引出三根線，接電源（原

42、繞組）或負(fù)載（副繞組），如圖3.3 所示。電力變壓器 副繞組按形法接線時(shí)，三根引出線接負(fù)載，三個(gè)相電勢是對稱的，輸出電壓相等。三個(gè)繞組中電勢之和等于零。如果有一相接反，則三個(gè)電勢之和就等于相電勢的兩倍，會燒毀負(fù)載。使用接法，要求三相的負(fù)荷應(yīng)相等，以保證三相繞組的電壓、電流平衡。電力變壓器 3、雙繞組電力變壓器的接線組別 電力變壓器在高壓側(cè)分別用Y、D、Z符號表示，在低壓側(cè)分別用y、d、z符號表示，有中性點(diǎn)引出時(shí)高壓用YN、ZN符號表示，低壓用yn、zn符號表示。 根據(jù)三相繞組的不同接線組合，可有12種接線組別。我國原規(guī)定了5種接線組別：Y，Yn0(Y/Y0-12)；Y，Yn(Y/Y-12)；Y

43、N，Yn(Y0/Y-12)；Y，d11(Y/-11)；YN，d11(Y0/-11)。 Y，Yn0(Y/Y0-12)用于配電變壓器，Y，Yn0：一、二次繞組均為星形接法，二次繞組為中性點(diǎn)接地方式。電力變壓器3.3.2 電力變壓器的運(yùn)行 變壓器的運(yùn)行方式有允許、過載（在允許條件下）、并聯(lián)運(yùn)行等方式。 允許運(yùn)行方式 變壓器允許運(yùn)行方式即額定運(yùn)行方式，是指變壓器在額定條件下連續(xù)輸出銘牌容量的運(yùn)行方式。額定條件包括規(guī)定的環(huán)境溫度、允許溫升、額定電壓、使用壽命。變壓器額定容量（銘牌容量）就是指它在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，室外安裝時(shí)，在額定的使用年限（一般規(guī)定為20年）內(nèi)所能連續(xù)輸出的最大視在功率。電力變壓器

44、 變壓器的過載運(yùn)行 （1）變壓器的正常過負(fù)載。是指在不影響變壓器繞組的絕緣和不減少變壓器正常使用壽命的條件下，變壓器的高峰時(shí)間和冬季時(shí)間的過負(fù)載使用。變壓器在正常運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷一般不應(yīng)超過其額定容量。但在滿足要求的情況下，變壓器也允許在數(shù)值不大或時(shí)間不長的情況下作過載運(yùn)行。油浸式變壓器的過載能力相對較強(qiáng)，一般室內(nèi)變壓器允許不超過額定容量的20%運(yùn)行；室外變壓器允許不超過額定容量的30%運(yùn)行。油浸式變壓器過載運(yùn)行時(shí)，要注意變壓器的上層油的溫升不得超過50。干式變壓器的過載能力較差，一般不允許過負(fù)荷運(yùn)行。電力變壓器 （2）變壓器的事故過負(fù)載。所謂變壓器的事故過負(fù)載，并非指變壓器發(fā)生事故情況下的過負(fù)載

45、運(yùn)行，而是指當(dāng)兩臺變壓器并列運(yùn)行時(shí)，其中有一臺變壓器發(fā)生故障，而又不能停電時(shí)，由未發(fā)生故障的一臺變壓器承擔(dān)兩臺變壓器所供的負(fù)載，這種過負(fù)載稱為事故過負(fù)載。當(dāng)電力系統(tǒng)或用戶變電站發(fā)生事故時(shí)，為保證對重要設(shè)備的連續(xù)供電，變壓器允許短時(shí)間過負(fù)載的能力，稱為變壓器的事故過負(fù)載能力。 事故過負(fù)載會引起變壓器繞組絕緣溫度超過允許值，使絕緣老化速度比正常條件下快很多，因而會縮短變壓器的使用年限。但考慮到事故發(fā)生的機(jī)會少，而且變壓器平時(shí)往往欠負(fù)載運(yùn)行，因此短時(shí)間的過負(fù)載不會引起絕緣的顯著損壞。電力變壓器 變壓器事故過負(fù)載的倍數(shù)和允許持續(xù)時(shí)間，應(yīng)按制造廠的規(guī)定執(zhí)行。如無制造廠規(guī)定的資料時(shí)，對于油浸式及干式變壓器

46、可參照表和表所示的數(shù)值。表 3.1 油浸式電力變壓器允許事故過負(fù)載的倍數(shù)和時(shí)間 表 3.2 干式電力變壓器允許事故過負(fù)載的倍數(shù)和時(shí)間電力變壓器 1、變壓器的并聯(lián)運(yùn)行。 將兩臺或多臺變壓器的一次繞組并列到同一電網(wǎng)母線上，二次繞組也都并接到公共的二次母線上，這種運(yùn)行方式叫變壓器的并列運(yùn)行，其單線系統(tǒng)如圖 3.4 所示。電力變壓器 2.變壓器并列運(yùn)行的條件 變壓器在并列運(yùn)行時(shí)，理想的運(yùn)行情況是變壓器已經(jīng)并聯(lián)上而還沒有帶負(fù)載時(shí)，各變壓器仍與單獨(dú)空載運(yùn)行時(shí)一樣，只有空載電流，而各變壓器之間沒有環(huán)流存在。當(dāng)加上負(fù)載后，各變壓器能夠按容量的大小成比例地分配負(fù)載，即容量大的變壓器多分擔(dān)負(fù)載，小容量的變壓器少分

47、擔(dān)負(fù)載。為達(dá)到上述理想的運(yùn)行情況，必須滿足下列條件： 1 變壓器繞組的聯(lián)結(jié)組別必須相同 在變壓器并列運(yùn)行中，如果聯(lián)結(jié)組別不相同的變壓器并列后，即便電壓的有效值相等，同樣在兩臺變壓器同相的二次側(cè)，也會出現(xiàn)很大的電壓差，（電位差）由于變壓器二次阻抗很小，將會產(chǎn)生很大的環(huán)流而燒毀變壓器。因此，不同接線組別的變壓器絕對不允許并聯(lián)。電力變壓器 2 變壓器的一、二次側(cè)的額定電壓分別相等（電壓比相同，允許差值不得超過士5 % ) 并列運(yùn)行的變壓器如果電壓比不同，則并列變壓器二次側(cè)電壓不相等，相差大于允許值，會在繞組內(nèi)產(chǎn)生較大循環(huán)電流，降低變壓器的輸出容量，嚴(yán)重時(shí)還會燒毀變壓器。 3 變壓器的容量比不能超過3

48、: 1 如果容量相差過多時(shí)，阻抗電壓也相差較大，容易使負(fù)載分配不合理，造成一臺變壓器過負(fù)載，另一臺變壓器不能滿負(fù)載，并列運(yùn)行還是不經(jīng)濟(jì)的。電力變壓器 4 變壓器的短路電壓百分比應(yīng)相等變壓器的阻抗電壓與變壓器額定電壓和額定容量有關(guān)，所以不同容量的變壓器短路阻抗各不相同。變壓器并列運(yùn)行時(shí)，負(fù)載分配與短路電壓的數(shù)值大小成反比，即短路電壓大的變壓器分配的負(fù)載電流小，而短路電壓小的變壓器分配的負(fù)載電流大。如果并列運(yùn)行的變壓器短路電壓百分比不相等時(shí)，不能按變壓器容量成比例地分配負(fù)載，會造成短路電壓百分比小的變壓器過負(fù)載，短路電壓百分比大的不能滿負(fù)載。為了避免阻抗電壓差值過大，可能導(dǎo)致阻抗電壓小的變壓器發(fā)生

49、過負(fù)載現(xiàn)象，并列運(yùn)行變壓器的阻抗電壓允許差值不得超過10。電力變壓器 3.特殊情況下變壓器并列運(yùn)行的要求 在特殊情況下，變壓器不能完全滿足上述條件時(shí)，則要求： 1 每臺變壓器承擔(dān)的負(fù)載不應(yīng)超過本身額定容量的5%，如額定容量為100kVA變壓器，負(fù)載不可超過105kVA； 2 任何一臺變壓器在空載時(shí)，二次繞組產(chǎn)生的循環(huán)電流不應(yīng)超過任何一臺變壓器額定電流的10 %； 3 并列運(yùn)行的變壓器承擔(dān)的總負(fù)載不能長時(shí)間超過本身額定容量的110%； 4 并列運(yùn)行變壓器的短路電壓差值應(yīng)不超過其中一臺變壓器短路電壓值的10 % ; 5 并列運(yùn)行的變壓器的電壓比間允許相差不超過士0.5%（電壓比3時(shí)）或土1% （電

50、壓比3時(shí)）。電力變壓器3.4 變壓器的調(diào)壓方式 所謂變壓器的變壓比就是原副線圈的匝數(shù)比。對于油浸和干式變壓器副邊電壓的調(diào)整均分是通過改變高壓線圈的匝數(shù)進(jìn)行的，調(diào)壓方式均分有無載和有載兩種： （1）無載調(diào)壓（無勵磁調(diào)壓），該種調(diào)壓方式是在變壓器不帶電的條件下進(jìn)行操作。必須先停電，切斷負(fù)載后，改變分接頭調(diào)壓（手動操作）。 油浸變壓器調(diào)壓范圍：額定電壓的5%，無載調(diào)壓分接開關(guān)每相線圈均有三個(gè)分接位置。干式變壓器調(diào)壓范圍：額定電壓的5 % ( 80 kVA以下）和二種。干式變壓器的調(diào)壓方式是通過改變變壓器高壓線圈抽頭端子（在器身外面）間的接線來實(shí)現(xiàn)（在每臺變壓器產(chǎn)品上均有詳細(xì)的接線方式示意圖）。電力變

51、壓器 （2）有載調(diào)壓（有勵磁調(diào)壓），該種調(diào)壓方式是帶負(fù)載進(jìn)行操作，通過驅(qū)動有載調(diào)壓開關(guān)（自動并兼有手動操作）的接點(diǎn)位置實(shí)現(xiàn)，調(diào)壓精度較高，速度快，且范圍較寬。 油浸及干式變壓器調(diào)壓范圍均為額定電壓的二種。對于有特殊要求需增大高限或低限調(diào)壓范圍，可由生產(chǎn)廠家進(jìn)行定制。目前國內(nèi)應(yīng)用的10kV有載調(diào)壓分接開關(guān)僅有 9 檔位置，調(diào)壓范圍為額定電壓的42.5 % ，有載調(diào)壓范圍設(shè)定可通過改變繞組接頭的位置實(shí)現(xiàn)。電力變壓器3.5 變壓器的技術(shù)性能指標(biāo) 1、變壓器相關(guān)術(shù)語 (1)額定容量：變壓器在額定運(yùn)行條件下，變壓器輸出能力的保證值。即： 式中UL低壓側(cè)線電壓（V）；IL低壓側(cè)線電流（A）。 (2)額定電

52、壓：變壓器在額定運(yùn)行條件下，根據(jù)變壓器絕緣強(qiáng)度、允許溫升所規(guī)定的原、副邊電壓值。 (3)線圈溫升：變壓器溫度與周圍介質(zhì)溫度的差值。 油浸變壓器： 線圈溫升：65 （周圍介質(zhì)最高溫度40）； 油溫溫升：55 （最高頂層油溫95，周圍介質(zhì)最高溫度40）。干式變壓器：線圈溫升：100（F 級絕緣），80 (B 級絕緣），環(huán)境溫度不大40 。 電力變壓器 (4)阻抗電壓：也稱為短路電壓。即當(dāng)一個(gè)線圈短路，在另一線圈達(dá)到額定電流時(shí)，所施加的電壓。一般以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。短路電壓值的大小在變壓器運(yùn)行中有其重要的意義，它是考慮短路電流及繼電保護(hù)特性及變壓器并聯(lián)的依據(jù)。 (5)短路損耗：一個(gè)線圈通過額定電

53、流，另一個(gè)線圈短路時(shí)，所產(chǎn)生的損耗（用W或 kW 表示），短路損耗是電流通過電阻產(chǎn)生的損耗，即銅損。 (6)空載損耗：變壓器在空載狀態(tài)下的損耗（因空載電流即一次繞組電阻很小，銅損可忽略，基本等于鐵損）。 (7)空載電流：當(dāng)變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率的額定電壓時(shí)，其中所通過的電流。變壓器容量越大，其空載電流越小。 電力變壓器 2、變壓器技術(shù)性能參數(shù)（以國標(biāo)，干式變壓器為例） (1)使用條件：環(huán)境溫度：25+ 40 海拔高度：1000m以下 (2)產(chǎn)品參數(shù) 額定容量：302 500kVA （產(chǎn)品系列容量） 額定電壓：10 / 0 . 4 kV 額定電流：（不同容量有不同對應(yīng)值） 額定

54、頻率：50Hz 相數(shù)：3相 絕緣水平：有 B、 F、 H 級 連接組標(biāo)號：D，ynll ，y ，yn0 冷卻方式：強(qiáng)迫風(fēng)冷 外殼保護(hù)等級：無罩殼、IP20、IP23 繞組材料：銅或鋁 電力變壓器3.6 變壓器配置參考3.6.1 變壓器臺數(shù)的配置 一般負(fù)荷較小的端局、干線光纜郊外站等一般配置一臺變壓器。對于負(fù)荷較大的端局、省會級通信樞紐樓可配置二臺或多臺變壓器。 對于配置有載調(diào)壓變壓器的變電所，有載調(diào)壓變壓器臺數(shù)的選擇應(yīng)考慮有一臺的備用，因有載調(diào)壓變壓器一旦出現(xiàn)故障檢修周期較長（一般故障出在有載調(diào)壓開關(guān)）。電力變壓器3.6.2 變壓器容量的配置 1、選擇變壓器的容量首先應(yīng)滿足用電設(shè)備正常運(yùn)行時(shí)的

55、需要，同時(shí)考慮其過負(fù)荷能力，力求達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的運(yùn)行方式。當(dāng)配置二臺或多臺變壓器時(shí)，若有一臺出現(xiàn)故障，則其余的變壓器應(yīng)保證全局負(fù)荷供電。電力變壓器 變壓器用電負(fù)荷的計(jì)算方法有多種：需要系數(shù)法、換算系數(shù)法（適于設(shè)備組負(fù)荷計(jì)算）、二項(xiàng)式計(jì)算法、利用系數(shù)法、利用概率理論計(jì)算法等。需要系數(shù)法及換算系數(shù)法是目前廣泛應(yīng)用的計(jì)算方法。換算系數(shù)法的計(jì)算公式為：式中：S計(jì)算負(fù)荷（kVA）； K換算系數(shù)。其中： Kt 為回路的同時(shí)系數(shù)； Kf 為回路的負(fù)荷系數(shù)； 為回路的效率； cos回路的功率因數(shù)； P 用電設(shè)備的計(jì)算功率（kW）。用電設(shè)備的計(jì)算功率是根據(jù)不同用電設(shè)備運(yùn)行方式及負(fù)荷特點(diǎn)而確定。 電力變壓器 2、通

56、信局（站）變壓器容量的選擇應(yīng)考慮如下因素： （1）分別確定全局各種用電設(shè)備的需要系數(shù)及功率因數(shù)； （2）對于不同季節(jié)使用的動力設(shè)備（如空調(diào)和采暖設(shè)備），按其中最大的設(shè)備負(fù)荷計(jì)算； （3）用于純備用動力設(shè)備、消防動力設(shè)備、節(jié)日照明不列入變壓器容量計(jì)算之內(nèi)。 （4）負(fù)荷匯總后應(yīng)考慮同時(shí)系數(shù)（主要是考慮最大負(fù)荷間的偏差及對計(jì)算值的修正），通信局（站）需根據(jù)用電負(fù)荷的大小合理取定（一般?。?。電力變壓器 (5）在計(jì)算負(fù)荷時(shí)，首先應(yīng)將單項(xiàng)負(fù)荷換算為三相負(fù)載，若單相負(fù)荷設(shè)備的數(shù)量不多，且容量不大，則可按三相負(fù)荷計(jì)算。若單相負(fù)荷的設(shè)備較多，則需將單相負(fù)荷換算為三相負(fù)載。換算方法是，將單相負(fù)荷在三相中均衡分配，

57、使不對稱程度減到最小。單相負(fù)荷換算為三相的計(jì)算負(fù)荷應(yīng)按其中最大一相功率3 倍計(jì)算，即： 式中： 3PP1,maxc最大負(fù)載相的計(jì)算負(fù)載。電力變壓器 （6）選擇變壓器容量應(yīng)考慮低壓電器的短路工作條件。對于小容量的局（站）供電局一般不要求功率因數(shù)補(bǔ)償，如需補(bǔ)償時(shí)，變壓器的視在功率應(yīng)計(jì)算補(bǔ)償后的功率。其計(jì)算公式如下：式中：P總的最大有功功率（kW） P總的最大無功功率（kVar） K同時(shí)系數(shù)，一般取，視規(guī)模容量而定 QKI需補(bǔ)償?shù)碾娙萜魅萘浚╧Var）電力變壓器3.7 提高變壓器的利用率 1、變壓器的損耗及效率 因變壓器只能實(shí)現(xiàn)電能的傳遞而不產(chǎn)生電能，因此它的輸出功率近于輸入功率，所損耗的功率包所損

58、耗的功率包括二部分：銅損（原、副線圈電阻在電流通過時(shí)的產(chǎn)生的損耗）及鐵損（基本等于變壓器空載損耗）。變壓器正常工作效率是很高的，一般在 95以上。電力變壓器 圖中的曲線表明變壓器的效率同負(fù)載的關(guān)系，當(dāng)變壓器輸出為零時(shí)，效率為零，輸出增大時(shí)，效率開始很快提高。直到最大值，當(dāng)負(fù)載繼續(xù)增大，則效率有所降低，因鐵損不隨負(fù)載變換，而銅損隨負(fù)載增加而增大的緣故（銅損同電流平方成正比）。變壓器效率最高是在銅損與鐵損相等時(shí)。變壓器效率：式中： P1變壓器的輸入功率； P2變壓器的輸出功率； 變壓器的效率。電力變壓器電力變壓器 2、提高變壓器利用率的措施 1)、改善變壓器的冷卻效果。改善變壓器室通風(fēng)，降低變壓器

59、室的溫度，可減少變壓器的繞組銅（鋁）損耗（變壓器繞組的電阻隨溫度的增高而增大）。從而提高變壓器的效率并延長使用壽命。 對于大容量的油浸變壓器采用抬高方式安裝，在其下面設(shè)進(jìn)風(fēng)道。在變壓器室的門或墻上設(shè)出風(fēng)百葉窗，有利于變壓器的通風(fēng)散熱，達(dá)到有效降溫的效果。而干式變壓器本身配有溫度可控的冷卻風(fēng)機(jī)。電力變壓器 2)、變壓器的低壓配電力求簡單，在保證安全供電的前提下盡量減少中間環(huán)節(jié)。開關(guān)與電源饋線的連接應(yīng)牢固，銅、鋁電源線的連接應(yīng)采用銅鋁過渡接頭連接，以減少接頭處的電阻損耗。 3)、變壓器低壓側(cè)進(jìn)行無功功率補(bǔ)償，提供功率因數(shù)，以充分利用變壓器的容量。 4)、合理配置變壓器容量。變壓器的最佳負(fù)荷率基本在

60、60%左右，即此時(shí)變壓器的效率最高（變壓器鐵損、銅損相等），但實(shí)際運(yùn)行中并不經(jīng)濟(jì)。第三章 交流供電系統(tǒng)交流供電系統(tǒng) 第二節(jié) 高壓交流供電系統(tǒng) 第一節(jié) 交流供電系統(tǒng)概述 第三節(jié) 電力變壓器 第四節(jié) 低壓交流供電系統(tǒng) 低壓交流供電系統(tǒng)第四節(jié) 低壓交流供電系統(tǒng)4.1 常用低壓電器4.1.1 刀開關(guān) 1.刀開關(guān)的結(jié)構(gòu) 刀開關(guān)由瓷質(zhì)底座、靜觸點(diǎn)座二接裝熔絲的觸頭、上膠蓋、下膠蓋和帶瓷質(zhì)手柄的閘刀等組成。因?yàn)橛心z蓋罩著，所以不僅當(dāng)開關(guān)處于合閘位置時(shí)，操作人員不可能觸及帶電部分，而且當(dāng)開關(guān)分?jǐn)嚯娐窌r(shí)，所產(chǎn)生的電弧一般也不會飛出傷人。此外，膠殼還能起到防止因金屬零件掉落于刀面形成極間短路的作用。并且因?qū)⑵涓鳂O