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1、供配电网络及设备一、供配电网络的接线方式二、供配电网络的故障、短路电流计算三、电气设备的选择及运行维护一、供配电网络的接线方式供配电网络的接线方式又称为电气主接线（一次接线），是传送电能的通路，工厂供配 电所的电气主接线是用来接受、汇集和分配电能的电路。它由开关电器、电力变压器、避雷 器、母线、互感器、电力电缆、并联电容器等，按一定顺序连接而成。它与工厂供配电所运 行的可靠性、灵活性和经济性密切相关，并对设备的选择、配电装置的布置、继电保护的配 置都有较大的影响。是运行人员进行各种倒闸操作和事故处理的重要依据。电气主接线是以电气主接线图的形式来表示的，用规定的电气图形和文字符号，按实际 连接顺
2、序绘制而成的接线图就是电气主接线图。考虑到三项系统对称，通常以单线图（即用 单相接线表示三相系统）来表示。但在三相接线不完全相同时，局部（如各相中电流互感器的 配备情况不同） 局部可用三线图表示。电气主接线图表明了各种一次设备的数量、作用和相 互间的连接方式，以及与电力系统的连接情况。本任务重点就是了解供配电所电气主接线基 本形式及各接线形式特点。（一）对主接线的基本要求（1）应保证供电的可靠性和安全性 应满足电力负荷特别是一、二级负荷对供电可靠性的要求，且保证在进行各种操作切换时工 作人员的安全和设备安全，以及在安全条件下进行维护检修工作。（2）应具有一定的灵活性 主接线不但在正常运行情况下
3、，能根据运行方式的需要，灵活地改变运行方式，而 且在各种事故或设备检修时，能尽快退出设备，切除故障，停电时间最短，影响范围最小。（3）操作应尽可能的简单、方便主接线应简单清晰，操作方便，尽可能使操作步骤简单，便于运行人员掌握。复杂的接 线，不仅不便于操作，还往往会造成运行人员误操作而发生事故。但接线过于简单，不能满 足运行方式的需要，也会给运行造成不便，或造成不必要的停电。（4）经济上应合理主接线在保证安全可靠，操作灵活方便的基础上，还应使投资和年运行费用最小，占地 面积最小，使变电所尽快地发挥经济效益。（5）有发展和扩建的可能 除满足以上技术经济条件的要求外，还应有发展和扩建的可能，以适应电
4、力工业的不断 发展。（二）电气主接线的基本形式 电力系统主接线的形式多种多样，其基本形式可划分如下：（简/单旳辭单段的（单母线分段带旁路母线接线/有母线类接线I简单 双#段濟 双母线分段带旁路母线接线 1;台断路器接线（单磁线 无母线烽线 桥帳线 （多角工厂供配电所的接线形式，常用的有： 1简单的单母线接线单母线接线电源回路和出线回路都经过断路器和隔离开关接到一组公共的母线上，正常运行时，任 何回路的投切，只需操作断路器，而不需要操作隔离开关。电路的操作顺序：接通电路时，先合QS,再合QF；断开电路时，先断QF,再断QS。特点：单母线接线具有简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便且有利于扩建等
5、优点，但可靠性和灵活性较差。当母线或母线隔离开关发生故障或检修时，必须断开母线的全部电 源。它只适用于容量较小和对供电可靠性要求不高的场所。2单母线分段接线为了改善单母线接线的工作性能，可利用分段断路器QFd将母线适当分段，如图所示。当对靠性要求不高时，也可利用分段隔离开关进行分段。段n段ITIIIII单母线分段接线特点：（1）母线分段的数目，决定于电源的数目、容量、出线回数、运行要求等，一般分为23 段。应尽量将电源与负荷均衡地分配于各母线段上，以减少各分段间的功率交换。（ 2）单母线分段接线可以提供单母线运行、各段并列运行、各段分列运行等运行方式， 母线发生故障时，仅故障段停止工作，非故障
6、段仍可继续工作，缩小了母线故障的影响范围。 显暑提高了运行灵活性与供电可靠性。（3）若分段断路器平时断开，则当任一段母线失去电源时，可由备用电源自动投入装 置使分段断路器合闸，继续保持该母线段的运行。（4）对双回路供电的重要用户，可将双回路分别接于不同母线分段上，保证对重要用 户供电。（5）当一段母线故障或检修时，必须断开接在该分段上的全部电源和引出线，并使该 段单回线路供电的用户停电。（6）任一出线的断路器检修时，该回路必须停止供电。 这种接线形式，广泛应用于出现回路大于等于4回的一、二级负荷。3单母线分段带旁路母线接线 如欲在检修任一出线断路器时不中断对该线路的供电，可以采用如图所示的单母
7、线分段 带旁路母线接线。WL1单母线分段带旁路母线接线图中增设了一组旁路母线WP及各出线回路中相应的旁路隔离开关QSp,旁路断路器 QFp,旁路隔离开关QS11和QS12。平时旁路母线不带电,主接线系统按单母线分段方式运行。当需要检修某一出线断路器 （如QF1）时，可通过倒闸操作，由旁路断路器代替出线断路器，操作步骤如下：（1）合上 QFp 两侧的隔离开关（2）合上 QFp（3）合上出线WL1的旁路隔离开关QSp（4）断开出线WL1的出线断路器QF1（5）断开 QF1 两侧的隔离开关此时，线路WL1经过QSp、旁路母线、QFp而接于I段母线上，继续正常供电。并且在 整个操作过程中，该回路都没有
8、停电。4双母线接线如图所示为双母线接线，它有两组母线，I母线和II母线，每一回路都经过一台断路器 和两组隔离开分别与两组母线相连，两组母线之间通过母线联络断路器QFc连接，有两组 母线以后，运行的可靠性、灵活性大为提高。其优点是：（1）运行方式灵活。可以采用将电源和出线均衡地分配在两组母线上，母联断路器合 闸的双母线同时运行方式；也可以采用任意一组母线工作，另一组母线备用，母联断路器分 闸的单母线运行方式，所有回路均不中断工作。（2）检修母线时不中断供电。只需将欲检修母线上的所有回路通过倒闸操作均换接至 另一组母线上，即可不中断供电地进行检修。当任一组母线故障时，也只需将接于该母线上 的所有会
9、路均换接至另一组母线，便可迅速地全面恢复供电。（3）检修任一回路母线隔离开关时，只中断该回路。这时，可将其它回路均换至另一 组母线继续运行，然后停电检修该母线隔离开关。如果允许对隔离开关带电检修，则该回路 也可不停电。（4）检修任一线路断路器时，可用母联断路器代替其工作。双母线接线的主要缺点如下：（1）变更运行方式时，需利用母线隔离开关进行倒闸操作，操作步骤较为复杂，容易 出现误操作，从而导致设备或人身事故。（2）检修任一回路断路器时，该回路仍需停电或短时停电。（3）增加了大量的母线隔离开关及母线的长度，配电装置结构较为复杂，占地面积与 投资都增多。这种接线形式适用于容量大，对供电可靠性及灵活
10、性要求高，出线回数多的工厂总降压 变电所35110kV母线系统。5供配电所实例3 丹1一倚更個匝腐唱施的一，二袈负荷！电电容需1. 4一企啦一*二锻负荷担；5*8-血他扑乙逊负荷：所内低1动力蔭圧番：EQ-H炮三樂负荷；】H“ M备用啦錢柜某一工厂的电气主接线图。上图为某大型企业 35/610KV 总降压变电所的主接线图，适用于一二级负荷占相当的比重，负荷总容量也比较大的情况。受电于两回35KV架空线或者电缆线，T3和T4为主变 压器，35KV母线由断路器QF7分段，TV1、TV2为电压互感器，TA为电流互感器。主变 压器的二次测6-10KV采用单母线分段，用成套配电装置配电，T5为所内低压动
11、力变压器， F1F4为避雷器，C1C2为补偿电容。6. 供配电所的变压器 变压器是供配电所的主要电器，其作用就是把电力系统供给的高压电能经过降压后，变成各种用电设备所需要的较低电压的电能。低电压电能经过配电装置和线路将电能传递到各 用电设备。7. 母线 母线是构成电气主接线的主要设备。在电力系统中，将大型电气设备（如发电机、变压 器等）与各种电器之间连接的导线称为母线。母线起着汇集和分配电能的作用。分类：（1）按所使用的材料可分为铜母线、铝母线和钢母线。不同材料制作的母线具有各自 不同的特点和适用范围。（2）按截面形状可分为矩形、圆形、槽形和管形等。母线的截面形状应保证集肤效应 系数尽可能小，
12、同时散热条件好，机械强度高，安装简单和连接方便。（3）母线还可分为软母线和硬母线，软母线指多股铜绞线或钢芯铝绞线，应用于较高 （35kV以上）的户外配电装置。过去硬母线主要应用于电压较低35kV及以下）的户内配电装置，现在较高电压、尤其是超高压也多用硬母线。（4）母线的着色 对室内放置母线进行着色有其实际意义，它可以增强热辐射能力，有利于母线的散热，母线着色后允许负荷电流提高1215%。钢母线着色还可防止生锈。同时，为了使工作人 员便于识别直流的极性及交流的相别，母线可涂以不同的颜色标志。直流装置：正极红色；负极兰色。交流装置：U相黄色；V相-绿色；W相红色。中性线： 不接地中性线白色；接地中
13、性线紫色。二、供配电网络的故障、短路电流计算短路故障是电力系统中常见的、并且对系统正常运行产生严重影响的故障。短路 将使系统的电压急剧下降，短路回路中的电流大大增加，可能使电力系统的稳定运行遭到破 坏和电气设备损坏。（一）短路的的概念和基本类型 所谓短路是指电力系统中带电部分与大地（包括设备的外壳、变压器的铁芯、低压线路 的中线等）之间，以及不同相的带电部分之间的不正常连接。这种不正常的连接可能是通过 小阻抗回路形成的，也可能是以电弧的形式形成的。三相系统中短路的基本类型及代表符号为：三相短路一KG）、两相短路一KQ）、单相接地 短路一K（D、两相接地短路一 K（1-1）。下图为各种短路的示意
14、图，图中X表示电路的电抗，R 为电阻。为区别各种短路的电流、电压、功率等，图中表示这些量的文字符号的右上角也同 时注明了相应形式的短路符号。(b) (d)短路的基本类型(a)三相短路(b)两相短路(c)单相接地短路(d)两相接地短路 三相短路时,由于短路回路中各相的阻抗相等,尽管三相的短路电流比正常时的电流大 幅度增大,电压也比正常时急剧降低,但三相系统仍然保持对称,故称之为对称短路。除三相 短路外,其他几种形式的短路，短路时各相电流、电压的数值并不相等,相位角也不相同，三 相系统的对称性遭到破坏，所以，这些类型的短路也就称为不对称短路。运行经验表明，在中性点直接接地系统中，以单相接地短路故障
15、为最多。根据电力系统 有关资料统计，不同短路故障发生的概率大约为：单相接地短路83%，两相短路 4%，两相 接地短路 8%，三相短路 5%。虽然各种相间短路所占比例较小，但并不能因此而轻视相间 短路，特别是三相短路。这是因为三相短路所造成的后果最严重。(二) 短路的原因和危害 短路的主要原因是电气设备载流部分间的绝缘被损坏。引起绝缘损坏的原因有：过电压、 绝缘的自然老化和污秽、运行人员维护不周及机械损伤。电力系统其他一些故障也可能导致 短路，如输电线路断线和倒杆、运行人员违章操作、鸟或小动物等跨接裸导体等，都可能造 成短路。短路对电力系统的危害主要有以下几方面：(1) 电力系统发生短路时，短路回路的电流急剧增大，这个急剧增大的电流称为短路电 流。短路电流可能达到正常负荷电流的十几倍甚至几十倍，数值可能达到几十千安甚至几百 千安。巨大的短路电流通过导体时，一方面会使导体严重发热，造成导体过热甚至熔化，进 一步损坏设备绝缘；另一方面，巨大的短路电流还会产生很大的电动力作用于导体，使导体 遭到机械方面的损坏，包括变形。(2) 短路时往往伴随有电弧的产生，能量极大、温度极高的电弧不仅可能烧坏故障元件 本身，还可能烧坏周围设备或危及人身安全
