第七章 配電裝置

“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材第一節(jié)概

述一、對(duì)配電裝置的基本要求配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)電器、保護(hù)和測量電器、母線和必要的輔助設(shè)備組建而成的總體裝置。

作用：在正常運(yùn)行情況下，用來接受和分配電能，而在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，迅速切斷故障部分，維持系統(tǒng)正常運(yùn)行。第七章

配電裝置“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材配電裝置應(yīng)滿足下述基本要求：

運(yùn)行可靠便于操作、巡視和檢修保證工作人員的安全力求提高經(jīng)濟(jì)性具有擴(kuò)建的可能二、配電裝置的最小安全凈距最小安全凈距是指在這一距離下，無論在正常最高工作電壓或出現(xiàn)內(nèi)、外部過電壓時(shí)，都不致使空氣間隙被擊穿?！笆晃濉眹壹?jí)規(guī)劃教材圖7-1層內(nèi)配電裝置安全凈距校驗(yàn)圖圖7-1、圖7-2分別為屋內(nèi)、屋外配電裝置安全凈距校驗(yàn)圖，圖中有關(guān)尺寸說明如下：（1）配電裝置中，電氣設(shè)備的柵狀遮欄高度不應(yīng)低于1200mm，柵狀遮欄至地面的凈距以及柵條間的凈距應(yīng)不大于200mm。（2）配電裝置中，電氣設(shè)備的網(wǎng)狀遮欄高度不應(yīng)低于1700mm，網(wǎng)狀遮欄網(wǎng)孔不應(yīng)大于40mm×40mm?！笆晃濉眹壹?jí)規(guī)劃教材圖7-2屋外配電裝置安全凈距校驗(yàn)圖（3）位于地面（或樓面）上面的裸導(dǎo)體導(dǎo)電部分，如其尺寸受空間限制不能保證C值時(shí)，應(yīng)采用網(wǎng)狀遮欄隔離。網(wǎng)狀遮欄下通行部分的高度不應(yīng)小于1900mm?！笆晃濉眹壹?jí)規(guī)劃教材A，B，C，D，E的含義分別敘述如下。1）A值：A值是各種間隔距離中最基本的最小安全凈距，分為兩項(xiàng)，A1和A2。A1為帶電部分至接地部分之間的最小電氣凈距；A2為不同相的帶電導(dǎo)體之間的最小電氣凈距。

A值與電極的形狀、沖擊電壓波形、過電壓及其保護(hù)水平、環(huán)境條件以及絕緣配合等因素有關(guān)。一般地說，220kV及以下的配電裝置，大氣過電壓起主要作用；330kV及以上，內(nèi)過電壓起主要作用。當(dāng)采用殘壓較低的避雷器（如氧化鋅避雷器）時(shí)，A1和A2值可減小。當(dāng)海拔超過1000m時(shí)，按每升高100m，絕緣強(qiáng)度增加1%來增加A值。“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材A，B，C，D，E的含義分別敘述如下。1）A值：A值是各種間隔距離中最基本的最小安全凈距，分為兩項(xiàng)，A1和A2。A1為帶電部分至接地部分之間的最小電氣凈距；A2為不同相的帶電導(dǎo)體之間的最小電氣凈距。

2）B值：B值分為兩項(xiàng)，B1和B2。B1為帶電部分至柵狀遮欄間的距離和可移動(dòng)設(shè)備的外廓在移動(dòng)中至帶電裸導(dǎo)體間的距離，即B1=A1+750（mm）

750為考慮運(yùn)行人員手臂誤入柵欄時(shí)手臂的長度(mm)?！笆晃濉眹壹?jí)規(guī)劃教材B2為帶電部分至網(wǎng)狀遮欄間的電氣凈距，即B2=A1+30+70（mm）

30為考慮在水平方向的施工誤差（mm）；70為指運(yùn)行人員手指誤入網(wǎng)狀遮欄時(shí)，手指長度不大于此值（mm）。3）C值：C值為無遮欄裸導(dǎo)體至地面的垂直凈距。保證人舉手后，手與帶電裸體間的距離不小于A1值，即C=A1+2300+200（mm）

2300為指運(yùn)行人員舉手后的總高度（mm）；200為屋外配電裝置在垂直方向上的施工誤差，在積雪嚴(yán)重地區(qū)，此距離還應(yīng)適當(dāng)加大（mm）。“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材對(duì)屋內(nèi)配電裝置，可不考慮施工誤差，即C=A1+2300（mm）

4）D值：D值為不同時(shí)停電檢修的平行無遮欄裸導(dǎo)體之間的水平凈距，即D=A1+1800+200（mm）

1800mm為考慮檢修人員和工具的允許活動(dòng)范圍（mm）；200為考慮屋外條件較差而取的裕度（mm）。對(duì)屋內(nèi)配電裝置不考慮此裕度，即D=A1+1800（mm）

“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材5）E值：E值為屋內(nèi)配電裝置通向屋外的出線套管中心線至屋外通道路面的距離。35kV及以下取E=4000mm；60kV及以上，E=A1+3500（mm），并取整數(shù)值，其中3500為人站在載重汽車車廂中舉手的高度，mm。配電裝置按電器裝設(shè)地點(diǎn)不同，可分為屋內(nèi)配電裝置和屋外配電裝置。

按其組裝方式，又可分為裝配式和成套式。在現(xiàn)場將電器組裝而成的稱為裝配配電裝置；在制造廠按要求預(yù)先將開關(guān)電器、互感器等組成各種電路成套后運(yùn)至現(xiàn)場安裝使用的稱為成套配電裝置。三、配電裝置的類型及應(yīng)用(一）配電裝置的類型“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材（1）屋內(nèi)配電裝置的特點(diǎn)：①由于允許安全凈距小和可以分層布置而使占地面積較小；②維修、巡視和操作在室內(nèi)進(jìn)行，可減輕維護(hù)工作量，不受氣候影響；③外界污穢空氣對(duì)電器影響較小，可以減少維護(hù)工作量；④房屋建筑投資較大，建設(shè)周期長。但可采用價(jià)格較低的戶內(nèi)型設(shè)備。（2）屋外配電裝置的特點(diǎn)：①土建工作量和費(fèi)用較小，建設(shè)周期短；②與屋內(nèi)配電裝置相比，擴(kuò)建比較方便；③相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；④與屋內(nèi)配電裝置相比，占地面積大；⑤受外界環(huán)境影響，設(shè)備運(yùn)行條件較差，須加強(qiáng)絕緣；⑥不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響?！笆晃濉眹壹?jí)規(guī)劃教材（3）成套配電裝置的特點(diǎn)：①電器布置在封閉或半封閉的金屬（外殼或金屬框架）中，相間和對(duì)地距離可以縮小，結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小；②所有電器元件已在工廠組裝成一體，如SF6全封閉組合電器、開關(guān)柜等，大大減少現(xiàn)場安裝工作量，有利于縮短建設(shè)周期，也便于擴(kuò)建和搬遷；③運(yùn)行可靠性高，維護(hù)方便；④耗用鋼材較多，造價(jià)較高。

35kV及以下的配電裝置多采用屋內(nèi)配電裝置，其中3~10kV的配電裝置大多采用成套配電裝置，110kV及以上大多采用屋外配電裝置。對(duì)110~220kV配電裝置有特殊要求時(shí)，也可以采用屋內(nèi)配電裝置。(二）配電裝置的應(yīng)用“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材成套配電裝置一般布置在屋內(nèi)，3~35kV的各種成套配電裝置，已被廣泛采用。110~1000kV的SF6全封閉組合電器也已得到應(yīng)用。配電裝置的設(shè)計(jì)必須認(rèn)真貫徹國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，遵循有關(guān)規(guī)程、規(guī)范及技術(shù)規(guī)定，并根據(jù)電力系統(tǒng)、自然環(huán)境特點(diǎn)和運(yùn)行、檢修、施工方面的要求，合理制定布置方案和選用設(shè)備，積極慎重地采用新布置、新設(shè)備、新材料、新結(jié)構(gòu)，使配電裝置設(shè)計(jì)不斷創(chuàng)新，做到技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠和維護(hù)方便。四、配電裝置的設(shè)計(jì)原則及步驟(一）配電裝置的設(shè)計(jì)原則“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材（1）滿足安全凈距的要求。（2）施工、運(yùn)行和檢修的要求。（3）噪聲的允許標(biāo)準(zhǔn)及限制措施。（4）靜電感應(yīng)的場強(qiáng)水平和限制措施。（5）電暈無線電干擾和控制。絕緣強(qiáng)度增加1%來增加A值。(二）配電裝置的設(shè)計(jì)要求(三）配電裝置設(shè)計(jì)的基本步驟（1）選擇配電裝置的型式（2）配電裝置的型式確定后，接著擬定配電裝置的配置圖。（3）按照所選電氣設(shè)備的外形尺寸、運(yùn)輸方法、檢修及巡視的安全和方便等要求，遵照配電裝置設(shè)計(jì)有關(guān)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定，并參考各種配電裝置的典型設(shè)計(jì)和手冊，設(shè)計(jì)繪制配電裝置平面圖和斷面圖?！笆晃濉眹壹?jí)規(guī)劃教材一、屋內(nèi)配電裝置概述發(fā)電廠和變電站的屋內(nèi)配電裝置，按其布置型式，一般可以分為三層式、二層式和單層式。三層式是將所有電器依其輕重分別布置在各層中，它具有安全、可靠性高，占地面積少等特點(diǎn)，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，施工時(shí)間長，造價(jià)較高，檢修和運(yùn)行維護(hù)不大方便，目前已較少采用。二層式是將斷路器和電抗器布置在第一層，將母線、母線隔離開關(guān)等較輕設(shè)備布置在第二層。單層式占地面積較大，通常采用成套開關(guān)柜，以減少占地面積。(一）分類及有關(guān)術(shù)語第二節(jié)屋內(nèi)配電裝置“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材電氣工程中常用配電裝置配置圖（也稱布置圖）、平面圖和斷面圖來描述配電裝置的結(jié)構(gòu)、設(shè)備布置和安裝情況。配置圖是一種示意圖，按選定的主接線方式，用來表示進(jìn)線（如發(fā)電機(jī)、變壓器）、出線（如線路）、斷路器、互感器、避雷器等合理分配于各層、各間隔中的情況，并表示出導(dǎo)線和電器在各間隔的輪廓外形，但不要求按比例尺寸繪出。平面圖是在平面上按比例畫出房屋及其間隔、通道和出口等處的平面布置輪廓，平面上的間隔只是為了確定間隔數(shù)及排列，故可不表示所裝電器。斷面圖是用來表明所取斷面的間隔中各種設(shè)備的具體空間位置、安裝和相互連接的結(jié)構(gòu)圖，斷面圖也應(yīng)按比例繪制。(二）屋內(nèi)配電裝置圖“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材二、屋內(nèi)配電裝置的布置原則（1）盡量將電源布置在每段母線的中部，使母線截面通過較小的電流，但有時(shí)為了連接的方便，根據(jù)主廠房或變電站的布置而將發(fā)電機(jī)或變壓器間隔設(shè)在每段母線的端部。（2）同一回路的電器和導(dǎo)體應(yīng)布置在一個(gè)間隔內(nèi)，以保證檢修和限制故障范圍。（3）較重的設(shè)備（如電抗器）布置在下層，以減輕樓板的荷重并便于安裝。（4）充分利用間隔的位置。（5）設(shè)備對(duì)應(yīng)布置，便于操作。（6）有利于擴(kuò)建。“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材圖7-6所示為二層、二通道、單母線分段帶旁路母線110kV屋內(nèi)配電裝置斷面圖。三、屋內(nèi)配電裝置實(shí)例圖7-6二層二通道單母線分段帶旁路母線“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材一、屋外配電裝置概述根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置可分為中型配電裝置、高型配電裝置和半高型配電裝置。（1）中型配電裝置。

中型配電裝置是將所有電氣設(shè)備都安裝在同一水平面內(nèi)，并裝在一定高度的基礎(chǔ)上，使帶電部分對(duì)地保持必要的高度，以便工作人員能在地面上安全活動(dòng)；中型配電裝置母線所在的水平面稍高于電氣設(shè)備所在的水平面，母線和電氣設(shè)備均不能上、下重疊布置。(一）屋外配電裝置的分類及特點(diǎn)第三節(jié)屋外配電裝置“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材中型配電裝置優(yōu)缺點(diǎn)：布置比較清晰，不易誤操作，運(yùn)行可靠，施工和維護(hù)方便，造價(jià)較省，并有多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)；其缺點(diǎn)是占地面積過大。中型配電裝置分類：按照隔離開關(guān)的布置方式，可分為普通中型配電裝置和分相中型配電裝置。所謂分相中型配電裝置系指隔離開關(guān)是分相直接布置在母線的正下方，其余的均與普通中型配電裝置相同。（2）高型配電裝置。高型配電裝置是將一組母線及隔離開關(guān)與另一組母線及隔離開關(guān)上下重疊布置的配電裝置，可以節(jié)省占地面積50%左右，但耗用鋼材較多，造價(jià)較高，操作和維護(hù)條件較差。

高型配電裝置按其結(jié)構(gòu)的不同，可分為單框架雙列式、雙框架單列式和三框架雙列式三種類型?！笆晃濉眹壹?jí)規(guī)劃教材（3）半高型配電裝置。

半高型配電裝置是將母線置于高一層的水平面上，與斷路器、電流互感器、隔離開關(guān)上下重疊布置，其占地面積比普通中型減少30%。

半高型配電裝置介于高型和中型之間，具有兩者的優(yōu)點(diǎn)，除母線隔離開關(guān)外，其余部分與中型布置基本相同，運(yùn)行維護(hù)仍較方便。屋外配電裝置的型式除與主接線有關(guān)外，還與場地位置、面積、地質(zhì)、地形條件及總體布置有關(guān)，并受到設(shè)備材料的供應(yīng)、施工、運(yùn)行和檢修要求等因素的影響和限制，故應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較來選擇最佳方案。(二）屋外配電裝置的選型“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材應(yīng)綜合工程實(shí)際、設(shè)備類型、占地面積、運(yùn)行價(jià)格等因素確定母線及構(gòu)架、電力變壓器、高壓斷路器、避雷器、隔離開關(guān)和互感器、電纜溝、道路等的布置方案。二、屋外配電裝置的布置原則三、屋外配電裝置的布置實(shí)例屋外配電裝置的結(jié)構(gòu)型式與主接線、電壓等級(jí)、容量、重要性以及母線、構(gòu)架、斷路器和隔離開關(guān)的類型有密切關(guān)系，與屋內(nèi)配電裝置一樣，必須注意合理布置，并保證電氣安全凈距，同時(shí)還應(yīng)考慮帶電檢修的可能性。圖7-7、圖7-8、圖7-9、圖7-10分別為普通中型、分相中型、高型及半高型配電裝置的布置實(shí)例。“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材圖7-7220kV雙母線進(jìn)出線帶旁路、合并母線架、斷路器單列布置的配電裝置（普通中型）“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材圖7-8500kV一臺(tái)半斷路器接線、斷路器三列布置的進(jìn)出線斷面圖（分相高型）“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材圖7-9220kV雙母線進(jìn)出線帶旁路、三框架、斷路器雙列布置的進(jìn)出線斷面圖（高型）“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材圖7-10110kV單母線、進(jìn)出線帶旁路、半高型“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材一、成套配電裝置概述按照電氣主接線的標(biāo)準(zhǔn)配置或用戶的具體要求，將同一功能回路的開關(guān)電器、測量儀表、保護(hù)電器和輔助設(shè)備都組裝在全封閉或半封閉的金屬殼（柜）體內(nèi)，形成標(biāo)準(zhǔn)模塊，由制造廠按主接線成套供應(yīng)，各模塊在現(xiàn)場裝配而成的配電裝置稱為成套配電裝置。成套配電裝置分為低壓配電屏（或開關(guān)柜）、高壓開關(guān)柜和SF6全封閉組合電器三類。按安裝地點(diǎn)不同，又分為屋內(nèi)和屋外型。低壓配電屏只做成屋內(nèi)型；高壓開關(guān)柜有屋內(nèi)和屋外兩種，由于屋外有防水、銹蝕問題，故目前大量使用的是屋內(nèi)型；SF6全封閉組合電器也因屋外氣候條件較差，大多布置在屋內(nèi)。第四節(jié)成套配電裝置“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材二、低壓配電屏圖7-11所示為PGL系列低壓配電屏結(jié)構(gòu)示意圖，其框架用角鋼和薄鋼板焊成，屏面有門，維護(hù)方便。在上部屏門上裝有測量儀表，中部面板上設(shè)有閘刀開關(guān)的操作手柄和控制按鈕等，下部屏門內(nèi)有繼電器、二次端子和電能表。母線布置在屏頂，并設(shè)有防護(hù)罩。其他電器元件都裝在屏后。屏間裝有隔板，可限制故障范圍。

低壓配電屏結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)廉，并可雙面維護(hù)，檢修方便，在發(fā)電廠（或變電站）中，作為廠（站）用低壓配電裝置。一般幾回低壓線路共用一塊低壓配電屏。“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材圖7-11PGL-1低壓配電屏結(jié)構(gòu)示意圖“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材三、高壓開關(guān)柜(一）手車式高壓開關(guān)柜

JYN系列手車式高壓開關(guān)柜，如圖7-12所示。圖7-12JYN2—10/01~05高壓開關(guān)柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材這種系列的開關(guān)柜，為單母線接線，一般由下述幾部分組成。（1）手車室。（2）繼電器儀表室。（3）母線室。（4）出線室。（5）小母線室。(二）固定式高壓開關(guān)柜圖7-13所示為XGN2—10型固定式高壓開關(guān)柜，由斷路器室、母線室、電纜室和儀表室等組成?！笆晃濉眹壹?jí)規(guī)劃教材圖7-13XGN2—10型高壓開關(guān)框“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材四、箱式變電站(一）箱式變電站的提出國家在城鄉(xiāng)供電網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中，要求高壓直接進(jìn)入負(fù)荷中心。有資料顯示，將供電電壓從400V提高到10kV，可以減少線路損耗60％，減少總投資和用銅量52％，其經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。要實(shí)現(xiàn)高壓深入負(fù)荷中心，箱式變電站是最經(jīng)濟(jì)、方便、有效的配電設(shè)備，因此，箱式變電站是和諧社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然產(chǎn)物。

箱式變電站是一種將高壓開關(guān)設(shè)備、變壓器和低壓配電裝置按一定接線方式組成一體，在制造廠預(yù)制的緊湊型中壓配電裝置，即將高壓受電、變壓器降壓和低壓配電等功能有機(jī)組合在一起?！笆晃濉眹壹?jí)規(guī)劃教材箱式變電站的分類按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可分為組合式變電站和預(yù)裝式變電站；按安裝場所分為戶內(nèi)和戶外；按高壓接線方式分為終端接線、雙電源接線和環(huán)網(wǎng)接線；按箱體結(jié)構(gòu)分為整體和分體。組合式變電站是將高壓開關(guān)設(shè)備為一室稱為高壓室，變壓器為一室稱為變壓器室，低壓配電裝置為一室稱為低壓室，這三個(gè)室組成的變電站可有兩種布置，即“目”字型布置和“品”字型布置，直接裝于箱內(nèi)，使之成為一個(gè)整體。(二）箱式變電站的分類“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材箱式變電站按產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分為組合式變電站和預(yù)裝式變電站，如ZBW型為組合式變電站，YB27型為預(yù)裝式變電站。

圖7-14所示為ZBW型組合式變電站的電氣一次接線。圖7-15為ZBW型組合式變電站的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。(三）箱式變電站的接線和特點(diǎn)圖7-14ZBW型組合式變電站的電氣一次接線“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材圖7-15ZBW型組合式變電站的結(jié)構(gòu)示意圖“十一五”國家級(jí)規(guī)劃教材箱式變電站具有以下特點(diǎn)：（1）組合式變電站箱體材料采用非金屬玻纖增強(qiáng)特種水泥制成，它具有易成形、隔熱效果好、機(jī)械強(qiáng)度高、阻燃特性好以及外形美觀、易與周圍建筑群體形成一體化的環(huán)境。（2）箱體內(nèi)部用金屬鋼板分為高壓開關(guān)室、變壓器室和低壓開關(guān)室，各室間嚴(yán)格隔離。（3）高壓室采用完善可靠的緊湊型設(shè)計(jì)，具有全面的防誤操作聯(lián)鎖功能，性能可靠，操作方便，檢修靈活。