供配電技術(shù) 第3章 工廠供配電系統(tǒng)電氣主接線

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1、 電 氣 主 接 線 是 由 多 種 電 氣 設(shè) 備 通 過 連 接 線 ， 按 其 功 能要 求 組 成 的 接 受 和 分 配 電 能 的 電 路 ， 也 稱 為 電 氣 一 次 接線 或 電 氣 主 系 統(tǒng) 。 電 氣 主 接 線 是 工 廠 供 配 電 系 統(tǒng) 的 重 要 組 成 部 分 ， 表 明了 供 配 電 系 統(tǒng) 中 電 力 變 壓 器 、 各 電 壓 等 級 的 線 路 、 無 功補 償 設(shè) 備 以 最 優(yōu) 化 的 接 線 方 式 與 電 力 系 統(tǒng) 的 連 接 及 各 種電 氣 設(shè) 備 之 間 的 連 接 方 式 。 電 氣 主 接 線 的 形 式 ， 影 響 著企 業(yè) 內(nèi)

2、 部 配 電 裝 置 的 布 置 、 供 電 的 可 靠 性 、 運 行 靈 活 性和 二 次 接 線 、 繼 電 保 護 等 問 題 ， 對 變 配 電 所 以 及 電 力 系統(tǒng) 的 安 全 、 可 靠 、 優(yōu) 質(zhì) 和 經(jīng) 濟 運 行 指 標 起 著 決 定 性 作 用 ，也 是 電 氣 運 行 人 員 進 行 各 種 操 作 和 事 故 處 理 的 重 要 依 據(jù) 。學 習 目 標 只 有 了 解 、 熟 悉 和 掌 握 變 配 電 所 的 電 氣 主 接 線 ， 才 能 進一 步 了 解 電 路 中 各 種 設(shè) 備 的 用 途 、 性 能 及 維 護 檢 查 項 目 以 及 運 行 操

3、作 的 步 驟 等 。 因 此 ， 學 習 和 掌 握 供 配 電 系 統(tǒng) 電 氣主 接 線 的 相 關(guān) 知 識 和 技 能 ， 對 供 配 電 技 術(shù) 人 員 至 關(guān) 重 要 。了 解 供 配 電 系 統(tǒng) 電 氣 主 接 線 設(shè) 計 的 基 本 要 求熟 悉 工 廠 供 配 電 系 統(tǒng) 的 基 本 類 型掌 握 對 供 配 電 線 路 導 線 和 電 纜 的 選 擇要 求 ：學 習 目 標 3.1.1 變 配 電 所 對 電 氣 主 接 線 的 評 價 和 基 本 要 求 評 價 指 標 ：1. 保 證 必 要 的 供 電 可 靠 性 和 電 能 的 質(zhì) 量 ；可 靠 性 經(jīng) 濟 性 靈 活

4、 性 基 本 要 求 ：2. 具 有 一 定 的 運 行 靈 活 性 ；3. 操 作 應 盡 可 能 簡 單 、 方 便 ； 4. 應 具 有 擴 建 的 可 能 性 ； 5. 技 術(shù) 上 先 進 ， 經(jīng) 濟 上 合 理 。 3.1.2 變 配 電 所 對 電 氣 主 接 線 的 選 擇 原 則 和 主 要 配 置 選 擇 原 則 ：1. 保 證 必 要 的 供 電 可 靠 性 和 電 能 的 質(zhì) 量 ；可 靠 性 經(jīng) 濟 性 靈 活 性 主 要 配 置 ：2. 具 有 一 定 的 運 行 靈 活 性 ；3. 操 作 應 盡 可 能 簡 單 、 方 便 ； 4. 應 具 有 擴 建 的 可 能

5、 性 ； 5. 技 術(shù) 上 先 進 ， 經(jīng) 濟 上 合 理 。 3.1.2 變 配 電 所 對 電 氣 主 接 線 的 選 擇 原 則 和 主 要 配 置 選 擇 主 要 原 則 ：（ 1） 變 電 所 主 接 線 要 與 變 電 所 在 系 統(tǒng) 中 的 地 位 、 作 用 相 適應 。 即 根 據(jù) 變 電 所 在 系 統(tǒng) 中 的 地 位 、 作 用 確 定 對 主 接 線的 可 靠 性 、 靈 活 性 和 經(jīng) 濟 性 的 要 求 。（ 2） 變 電 所 主 接 線 的 選 擇 應 考 慮 電 網(wǎng) 安 全 穩(wěn) 定 運 行 的 要 求 ，還 應 滿 足 電 網(wǎng) 出 現(xiàn) 故 障 應 急 處 理 的

6、 要 求 。（ 3） 各 種 配 電 裝 置 接 線 的 選 擇 ， 要 考 慮 該 配 電 裝 置 所 在 的變 電 所 性 質(zhì) 、 電 壓 等 級 、 進 出 線 回 路 數(shù) 、 采 用 的 設(shè) 備 情況 、 供 電 負 荷 的 重 要 性 和 本 地 區(qū) 的 運 行 習 慣 等 因 素 。（ 4） 近 期 接 線 與 遠 景 接 線 相 結(jié) 合 ， 方 便 接 線 的 過 渡 。（ 5） 在 確 定 變 電 所 主 接 線 時 要 進 行 技 術(shù) 經(jīng) 濟 比 較 。 主 要 配 置 ：（ 1） 隔 離 開 關(guān) 的 配 置 ： 原 則 上 ， 各 種 接 線 方 式 的 斷 路 器 兩側(cè)

7、應 配 置 隔 離 開 關(guān) ， 作 為 斷 路 器 檢 修 時 的 隔 離 電 源 設(shè) 備 ；各 種 接 線 的 送 電 線 路 側(cè) 也 應 配 置 隔 離 開 關(guān) ， 作 為 線 路 停電 時 隔 離 電 源 之 用 。 此 外 ， 多 角 形 接 線 中 的 進 出 線 、 接在 母 線 上 的 避 雷 器 和 電 壓 互 感 器 等 也 要 配 置 隔 離 開 關(guān) 。（ 2） 接 地 開 關(guān) 和 接 地 器 的 配 置 ： 為 保 障 電 氣 設(shè) 備 、 母 線 、線 路 停 電 檢 修 時 對 人 身 和 設(shè) 備 的 安 全 ， 在 主 接 線 設(shè) 計 中要 配 置 足 夠 數(shù) 量 的

8、 接 地 開 關(guān) 或 接 地 器 。（ 3） 避 雷 器 、 阻 波 器 、 耦 合 電 容 器 的 配 置 ： 為 保 持 主 接 線設(shè) 計 的 完 整 性 ， 按 常 規(guī) 要 在 主 接 線 圖 上 標 明 避 雷 器 的 配置 。 在 610kV配 電 裝 置 的 母 線 和 架 空 線 進 線 處 一 般 都 要裝 設(shè) 避 雷 器 。 各 級 電 壓 配 電 裝 置 的 阻 波 器 、 耦 合 電 容 均要 根 據(jù) 系 統(tǒng) 通 信 的 要 求 配 置 。 主 要 配 置 ：（ 4） 電 流 、 電 壓 互 感 器 的 配 置 ： 首 先 應 使 變 電 所 內(nèi) 各主 保 護 的 保 護

9、 區(qū) 與 后 備 保 護 的 保 護 之 間 互 相 覆 蓋 或 銜接 ， 以 消 除 保 護 死 區(qū) 。 小 接 地 短 路 電 流 系 統(tǒng) 一 般 按 兩相 式 配 置 電 流 互 感 器 ， 220kV變 電 所 的 10kV出 線 、 所用 變 壓 器 和 無 功 補 償 設(shè) 備 通 常 要 在 主 變 壓 器 回 路 配 置兩 組 電 流 互 感 器 。 電 壓 互 感 器 的 配 置 方 案 ， 與 電 氣 主接 線 有 關(guān) ， 目 前 國 內(nèi) 500kV和 220kV變 電 所 ， 采 用 雙母 線 接 線 時 通 常 要 在 每 段 母 線 上 裝 設(shè) 公 用 的 三 相 電

10、壓互 感 器 ， 為 線 路 保 護 、 變 壓 器 保 護 、 母 差 保 護 、 測 量表 計 、 同 期 提 供 母 線 二 次 電 壓 。（ 5） 在 確 定 變 電 所 主 接 線 時 要 進 行 技 術(shù) 經(jīng) 濟 比 較 。 3.1.3 電 氣 主 接 線 有 關(guān) 基 本 概 念 圖 示 配 電 所 共有 兩 路 10kV電 源進 線 ， 架 空 線WL1， 電 纜 線WL2。 最 常 見 的進 線 方 案 是 一 路電 源 來 自 發(fā) 電 廠或 電 力 系 統(tǒng) 變 電站 ， 作 為 正 常 工作 電 源 ， 另 一 路取 自 鄰 近 單 位 的高 壓 聯(lián) 絡 線 ， 作為 備 用

11、電 源 ， 也可 兩 路 電 源 同 時供 電 。 母 線 是 配 電 裝 置 中用 來 匯 集 和 分 配 電能 的 導 體 。 因 為 該配 電 所 只 采 用 一 路電 源 工 作 ， 一 路 電源 備 用 ， 因 此 母 線分 段 開 關(guān) 通 常 是 閉合 的 ， 高 壓 并 聯(lián) 電容 器 對 整 個 配 電 所進 行 無 功 補 償 。 一旦 工 作 電 源 發(fā) 生 故障 或 母 線 檢 修 時 ，可 切 除 該 路 進 線 后 ，投 入 備 用 電 源 即 可恢 復 對 整 個 配 電 所 的 供 電 。 每 段 母 線 的 進線 和 出 線 上 都 接有 電 流 互 感 器 ，且

12、 電 流 互 感 器 均有 兩 個 二 次 繞 組 ，其 中 一 個 接 測 量儀 表 ， 另 一 個 接繼 電 保 護 裝 置 。 每 段 母 線 上 都安 裝 有 電 壓 互 感器 ， 各 段 母 線 上都 裝 設(shè) 了 避 雷 器 。避 雷 器 和 電 壓 互感 器 同 裝 設(shè) 在 一個 高 壓 柜 內(nèi) ， 且共 用 一 組 高 壓 隔離 開 關(guān) 。 此 高 壓 配 電 所 共 有 6路 高 壓 配 電 出 線 ， 分別 由 左 段 母 線 WB1經(jīng)隔 離 開 關(guān) -斷 路 器 供 車間 變 電 所 和 供 無 功 補償 用 的 高 壓 并 聯(lián) 電 容器 組 ； 由 右 段 母 線WB2經(jīng)

13、 隔 離 開 關(guān) -斷 路器 供 高 壓 電 動 機 用 電和 供 車 間 變 電 所 。 由于 高 壓 配 電 線 路 都 是由 高 壓 母 線 分 配 ， 因此 其 出 線 斷 路 器 需 在母 線 側(cè) 加 裝 隔 離 開 關(guān) ，以 保 證 斷 路 器 和 出 線的 安 全 檢 修 。 變 電 站 的 主 接 線 模 擬 圖 何 謂 母 線 ？ 母 線在 供 配 電 系 統(tǒng) 中 起什 么 作 用 ？ 供 配 電 系 統(tǒng) 中 的 電 氣 主接 線 中 ， 通 常 配 置 哪 些 電 氣設(shè) 備 ？ 變 配 電 所 對 電氣 主 接 線 的 設(shè) 計 一般 從 哪 些 方 面 進 行評 價 ？ 變

14、 配 電 所 對電 氣 主 接 線 的 基 本要 求 有 哪 些 ？ 3.2.1 單 母 線 接 線 和 單 母 線 分 段 接 線1、 單 母 線 接 線 各 電 源 和 出 線 都 接 在 同 一 公 共 母 線 上 ，其 電 源 在 發(fā) 電 廠 是 發(fā) 電 機 或 變 壓 器 ， 在 變電 所 是 變 壓 器 或 高 壓 進 線 回 路 。接 線 簡 單 、 清 晰 ， 采 用 設(shè) 備少 、 造 價 低 、 操 作 方 便 、 擴建 容 易 。 可 靠 性 不 高 ， 發(fā) 生 任 一 連 接元 件 故 障 或 斷 路 器 拒 動 及 母線 故 障 時 ， 都 將 造 成 整 個 供電 系

15、 統(tǒng) 停 電 。 2、 單 母 線 分 段 接 線 用 斷 路 器 將 母 線 分 段 ，分 段 后 母 線 和 母 線 隔 離 開關(guān) 可 分 段 輪 流 檢 修 。 對 重要 用 戶 ， 可 從 不 同 母 線 段引 雙 回 路 供 電 。 當 一 段 母線 發(fā) 生 故 障 、 任 一 連 接 元件 故 障 和 斷 路 器 拒 動 時 ，由 繼 電 保 護 動 作 斷 開 分 段斷 路 器 ， 將 故 障 限 制 在 故障 母 線 范 圍 內(nèi) ， 非 故 障 母線 繼 續(xù) 運 行 ， 整 個 配 電 裝置 不 會 全 停 。 當 一 段 母 線 或 母 線 隔 離 開 關(guān) 故 障 或 檢 修

16、 時 ， 必須 斷 開 接 在 該 分 段 上 的 全 部 電 源 和 出 線 ， 這 樣 就 減 少 了系 統(tǒng) 的 發(fā) 電 量 ， 并 使 該 段 單 回 路 供 電 的 用 戶 停 電 ； 任 一出 線 斷 路 器 檢 修 時 ， 該 回 路 必 須 停 止 工 作 。2、 單 母 線 分 段 接 線 接 線 簡 單 、 操 作 方 便 、 投 資 少 ， 當 一 段 母 線 發(fā)生 故 障 時 ， 分 段 斷 路 器 或 隔 離 開 關(guān) 將 故 障 切 除 ， 保 證 正常 母 線 不 間 斷 供 電 ， 不 致 使 重 要 的 用 戶 停 電 ， 提 高 了 供電 的 可 靠 性 。一

17、般 認 為 單 母 線 分 段 接 線 應 用 在 6 10kV， 出 線 在 6回 及6回 以 上 時 ， 每 段 所 接 容 量 不 宜 超 過 25MW。 3.2.2 雙 母 線 接 線1、 普 通 雙 母 線 接 線 雙 母 線 接 線 方 式 適 用 于 35kV出 線 回 路 為 8回 ， 110 220kV出 線 為 4回 及 以 上 的 220kV母 線 。 當 母 線 1檢 修 時當 母 線 檢 修 時提 高 了 供 電 的 可 靠 性 ！ 2、 雙 母 線 帶 旁 母 接 線 增 設(shè) 旁 路 母 線 ， 特 點是 具 有 雙 母 線 接 線 的 優(yōu)點 ， 當 線 路 側(cè) 或

18、 主 變 側(cè)的 斷 路 器 檢 修 時 ， 仍 能繼 續(xù) 向 負 荷 供 電 。 但 旁 路 的 倒 換 操 作 比較 復 雜 ， 增 加 了 誤 操 作的 機 會 ， 也 使 保 護 及 自動 化 系 統(tǒng) 復 雜 化 ， 投 資費 用 較 大 。當 主 變 側(cè) 斷 路 器 檢 修 時進 一 步 提 高 了 供 電 的 可 靠 性 ！當 線 路 側(cè) 斷 路 器 檢 修 時 2、 雙 母 線 帶 旁 母 接 線 加 旁 路 母 線 雖 然 解 決 了 斷 路 器 和 保 護 裝 置 檢 修 不 停 電 問題 ， 但 旁 路 母 線 也 帶 來 了 投 資 費 用 較 大 ， 占 用 設(shè) 備 間

19、隔 較多 等 諸 多 不 利 因 素 。 近 年 來 ， 隨 著 供 配 電 技 術(shù) 的 飛 速 發(fā) 展 ， 系 統(tǒng) 可 靠 性 進 一步 提 高 ， 新 技 術(shù) 、 新 設(shè) 備 大 量 投 入 ， 繼 電 保 護 裝 置 實 現(xiàn) 微機 自 動 化 ， 設(shè) 備 維 護 工 作 量 大 幅 度 減 少 ， 母 線 連 續(xù) 不 檢 修運 行 的 時 間 不 斷 增 長 。 特 別 是 雙 重 化 配 置 的 保 護 ， 可 以 一套 保 護 運 行 ， 另 一 套 保 護 停 用 更 換 插 件 ， 不 需 要 旁 路 保 護代 替 。 目 前 220kV及 以 下 新 設(shè) 計 的 變 電 站 ，

20、 一 般 都 按 無 人值 守 方 式 設(shè) 計 。 因 此 ， 旁 路 母 線 的 作 用 已 逐 漸 減 弱 ， 作 為電 氣 主 接 線 的 一 個 重 要 方 案 ， 帶 旁 路 母 線 的 接 線 已 經(jīng) 完 成了 它 的 歷 史 作 用 ， 新 建 工 程 中 基 本 上 不 再 采 用 帶 旁 路 母 線的 接 線 方 式 ， 這 種 接 線 方 式 很 快 將 成 為 一 種 過 去 式 。 3.2.3 橋 式 接 線 當 電 站 只 有兩 臺 主 變 和 兩條 輸 電 線 路 時 ，為 增 加 供 電 的可 靠 性 ， 在 兩個 單 元 之 間 接一 條 橋 支 路 ，即 構(gòu)

21、成 橋 形 接線 。 橋 形 接 線 有 兩 種 連 接 方 式 ： 將 橋 支 路 接 在 變 壓 器 側(cè) 稱 為內(nèi) 橋 接 線 ； 將 橋 支 路 接 在 線 路 側(cè) 稱 為 外 橋 接 線 。 當 電 站 在 系 統(tǒng)中 擔 任 基 荷 ， 主 變很 少 切 除 或 輸 電 線較 長 且 兩 線 路 同 供相 同 用 戶 時 ， 多 采用 內(nèi) 橋 接 線 ； 若 電 站 在 系 統(tǒng) 中 擔 任 峰 荷 ， 發(fā) 電 機 組 經(jīng) 常 開 機 停 機 ， 為減 少 主 變 運 行 中 的 損 耗 ， 有 必 要 經(jīng) 常 投 入 和 切 除 變 壓 器 ，或 者 輸 電 線 路 不 長 ， 用 兩

22、 線 路 送 電 給 不 同 的 地 區(qū) ， 則 常 采用 外 橋 接 線 。 橋 形 接 線 廣 泛 應 用 于110KV的 中 型 水 電 站 。 3.2.4 10kV/0.4kV變 電 站 的 電 氣 主 接 線 中 型 工 廠 的 車 間 變 電 站 和 小 型 工 廠 變 電 所 以 及 常 在 馬 路邊 看 到 的 箱 式 新 型 變 電 所 ， 通 常 都 是 將 610kV的 高 壓 降 為一 般 用 電 設(shè) 備 或 用 戶 所 需 的 低 壓 380/220V的 終 端 變 電 站 ，其 變 壓 器 容 量 通 常 不 超 過 1000kVA， 電 氣 主 接 線 方 案 比

23、 較簡 單 。1.只 裝 有 一 臺 主 變 壓 器 的 小 型 變 電 所 主 接 線 圖 對 于 戶 外 變 電 所 、 箱 式 變 電 站 或 桿 上 變 壓器 ， 高 壓 側(cè) 可 以 用 戶 外 高 壓 跌 落 式 熔 斷 器 ， 主 接 線 受 跌 落 式 熔 斷 器 切 斷 空 載 變 壓 器 容量 的 限 制 ， 一 般 只 適 用 于 630kVA及 以 下 容 量的 變 電 所 中 。 1.只 裝 有 一 臺 主 變 壓 器 的 小 型 變 電 所 主 接 線 圖 對 戶 內(nèi) 結(jié) 構(gòu) 的 變 電 所 ， 高 壓 側(cè) 可 選 用 隔離 開 關(guān) 和 戶 內(nèi) 式 高 壓 熔 斷 器

24、 ， 隔 離 開 關(guān) 在 檢 修 變 壓 器 時 切 斷 變 壓 器 與高 壓 電 源 的 聯(lián) 系 ， 但 僅 能 切 斷 320kVA及 以下 變 壓 器 的 空 載 電 流 ， 因 此 停 電 時 要 先 切除 變 壓 器 低 壓 側(cè) 的 負 荷 ， 然 后 才 可 拉 開 隔離 開 關(guān) 。 為 加 強 變 壓 器 低 壓 側(cè) 保 護 ， 變 壓 器 低 壓側(cè) 出 口 總 開 關(guān) 盡 量 采 用 低 壓 斷 路 器 。 這 種電 氣 主 接 線 仍 然 存 在 著 在 排 除 短 路 故 障 時恢 復 供 電 的 時 間 較 長 缺 點 ， 供 電 可 靠 性 也不 高 ， 只 適 用 于

25、 三 級 負 荷 的 變 電 所 。 1.只 裝 有 一 臺 主 變 壓 器 的 小 型 變 電 所 主 接 線 圖 變 壓 器 容 量 在 5601000kVA時 的 變電 所 變 壓 器 高 壓 側(cè) 選 用 負 荷 開 關(guān) 和 高壓 熔 斷 器 時 ， 負 荷 開 關(guān) 可 在 正 常 運 行時 操 作 變 壓 器 ， 熔 斷 器 可 在 短 路 時 保護 變 壓 器 。 當 熔 斷 器 不 能 滿 足 斷 電 保 護 條 件 時 ，高 壓 側(cè) 應 選 用 高 壓 斷 路 器 。 這 種 接 線 方式 由 于 負 荷 開 關(guān) 和 熔 斷 器 能 帶 負 荷 操 作 ，從 而 使 得 變 電

26、所 的 停 、 送 電 操 作 更 加 簡便 靈 活 。 1.只 裝 有 一 臺 主 變 壓 器 的 小 型 變 電 所 主 接 線 圖 變 壓 器 容 量 在 1000kVA以 下 的 變 電所 的 變 壓 器 ， 高 壓 側(cè) 可 選 用 隔 離 開 關(guān)和 高 壓 斷 路 器 的 接 線 方 案 ， 其 中 隔 離開 關(guān) 作 為 變 壓 器 、 斷 路 器 檢 修 時 隔 離電 源 用 ， 需 要 裝 設(shè) 在 斷 路 器 之 前 ， 而高 壓 斷 路 器 則 作 為 正 常 運 行 時 接 通 或斷 開 變 壓 器 并 在 變 壓 器 故 障 時 切 斷 電源 用 。 這 種 接 線 方 案

27、 一 般 也 只 適 用 于 三 級負 荷 ； 但 如 果 變 電 所 低 壓 側(cè) 有 聯(lián) 絡 線與 其 他 變 電 所 相 連 時 ， 或 另 有 備 用 電源 時 ， 則 可 用 于 二 級 負 荷 。 2.裝 有 兩 臺 主 變 壓 器 的 變 電 所 主 接 線 圖 裝 有 兩 臺 主 變 壓 器 的 變 電 所 的 電 氣 主 接 線 有 三 種 方 案 ： 圖 示 第 1種 電 氣 主 接 線 的 供 電 可靠 性 較 高 ， 當 任 一 主 變 或 任 一 電源 進 線 停 電 檢 修 或 故 障 時 ， 該 變電 所 通 過 閉 合 低 壓 母 線 分 段 開 關(guān) ，即 可 迅

28、 速 恢 復 對 整 個 變 電 所 的 供電 。 如 果 兩 臺 主 變 高 壓 側(cè) 斷 路 器裝 設(shè) 互 為 備 用 ， 則 任 一 主 變 高 壓側(cè) 斷 路 器 因 電 源 斷 電 或 失 壓 而 跳閘 時 ， 另 一 臺 主 變 高 壓 側(cè) 的 斷 路器 將 自 動 合 閘 ， 恢 復 整 個 變 電 所的 供 電 。 這 時 該 變 電 所 可 供 一 、二 級 負 荷 。 2.裝 有 兩 臺 主 變 壓 器 的 變 電 所 主 接 線 圖 圖 示 第 2種 接 線 中 ， 任 一 主變 壓 器 檢 修 或 發(fā) 生 故 障 時 ， 通過 切 換 操 作 ， 即 可 迅 速 恢 復 對

29、整 個 變 電 所 的 供 電 。 但 在 高 壓母 線 或 電 源 進 線 進 行 檢 修 或 發(fā)生 故 障 時 ， 整 個 變 電 所 仍 要 停電 。 這 時 只 能 供 電 給 三 級 負 荷 。 如 果 有 與 其 他 變 電 所 相 連 的高 壓 或 低 壓 聯(lián) 絡 線 時 ， 則 可 供一 、 二 級 負 荷 。 2.裝 有 兩 臺 主 變 壓 器 的 變 電 所 主 接 線 圖 圖 示 第 3種 接 線 中 ， 高 低 壓側(cè) 均 為 單 母 線 分 段 的 主 接 線 ，其 兩 段 高 壓 母 線 在 正 常 時 可以 接 通 運 行 ， 也 可 以 分 段 運行 。 任 一

30、臺 主 變 壓 器 或 任 一路 電 源 進 線 停 電 檢 修 或 發(fā) 生故 障 時 ， 通 過 切 換 操 作 ， 均可 迅 速 恢 復 整 個 變 電 所 的 供電 ， 因 此 供 電 可 靠 性 相 當 高 ，通 常 用 來 供 一 、 二 級 負 荷 。 與 單 母 線 接 線 相 比 ， 雙 母 線 接線 有 何 優(yōu) 點 ？ 雙 母 線 帶 旁 母 的接 線 方 式 是 否 很 普 遍 ？ 10kV/0.4kV變電 所 的 電 氣 主 接線 有 哪 些 形 式 ？各 適 用 于 什 么 場合 ？ 常 見 的 典 型 電氣 主 接 線 方 式包 括 哪 些 ？ 單母 線 分 段 接

31、線有 何 特 點 ？ 內(nèi) 橋 式 接 線 和 外橋 式 接 線 各 適 用于 哪 些 電 壓 等 級及 場 合 ？ 3.3 低 壓 配 電 網(wǎng) 的 基 本 接 線 方 式 低 壓 配 電 網(wǎng) 通 常 是 系 統(tǒng) 末 端 的 終 端 變 電 所 ， 其 高 壓 側(cè) 有 電力 轉(zhuǎn) 送 ， 一 般 采 用 以 下 幾 種 較 為 簡 單 的 電 氣 接 線 方 案 。 3.3.1 放 射 式 接 線 低 壓 放 射 式 接 線 的 特 點 是 每 個 負 荷由 一 單 獨 線 路 供 電 ， 放 射 式 線 路 之 間互 不 影 響 ， 因 此 發(fā) 生 故 障 時 影 響 范 圍小 ， 可 靠 性

32、高 ， 控 制 靈 活 ， 易 于 實 現(xiàn)集 中 控 制 ， 但 缺 點 是 線 路 多 ， 所 用 開關(guān) 設(shè) 備 多 ， 投 資 大 ， 因 此 這 種 接 線 多用 于 供 電 可 靠 性 要 求 較 高 的 設(shè) 備 。 3.3.2 樹 干 式 接 線 樹 干 式 接 線 的 特 點 是 多 個負 荷 由 一 條 干 線 供 電 ， 采 用的 開 關(guān) 設(shè) 備 較 少 ， 但 干 線 發(fā)生 故 障 時 ， 影 響 范 圍 較 大 ，所 以 供 電 可 靠 性 較 低 ， 且 在實 現(xiàn) 自 動 化 方 面 適 應 性 較 差 。 樹 干 式 接 線 方 式 比 較 適 用于 供 電 容 量 較

33、 小 ， 而 分 布 較均 勻 的 用 電 設(shè) 備 組 ， 如 機 械加 工 車 間 、 小 型 加 熱 爐 等 。 3.3.3 變 壓 器 干 線 式 接 線 變 壓 器 -干 線 式 接 線 是 一 種 比 較 特 殊 的 接 線 形 式 ， 在 變 壓器 低 壓 側(cè) 不 設(shè) 低 壓 配 電 屏 ， 只 在 車 間 墻 上 裝 設(shè) 低 壓 斷 路 器 。 樹 干 式 接 線 方 式 中 總 干 線 采 用 載 流 量 很 大 的 母 線 ， 貫 穿 整個 車 間 ， 再 從 干 線 經(jīng) 熔 斷 器 引 至 各 分 支 線 ， 因 此 ， 非 常 靈 活的 適 應 設(shè) 備 位 置 的 調(diào) 整

34、 ， 主 要 應 用 于 設(shè) 備 位 置 經(jīng) 常 調(diào) 整 的 機械 加 工 車 間 。 3.3.4 環(huán) 形 接 線 低 壓 環(huán) 形 接 線 供 電 的 可 靠 性 高 ， 任 一 線 路 發(fā) 生 故 障 或 檢修 時 ， 都 不 致 造 成 供 電 中 斷 或 暫 時 中 斷 供 電 ， 只 要 完 成 切換 電 源 的 操 作 ， 就 能 恢 復 供 電 。 環(huán) 形 接 線 可 使 電 能 損 耗 或電 壓 損 失 減 少 ， 既 能 節(jié) 約 電 能 又 容 易 保 證 電 壓 質(zhì) 量 。 但 它的 保 護 裝 置 及 其 整 定 配 合 相 當 復 雜 ， 如 果 配 合 不 當 ， 容

35、易 發(fā) 生 誤 動 作 而 擴 大 故 障 停 電 范 圍 。 3.3.5 鏈 式 接 線 鏈 式 接 線 是 后 面 設(shè) 備 的 電 源 引 自 前 面 設(shè) 備 的 端 子 。 特點 是 線 路 上 無 分 支 點 ， 適 用 于 距 配 電 屏 較 遠 又 彼 此 相 距較 近 的 不 重 要 小 容 量 用 電 設(shè) 備 。 鏈 式 相 連 的 設(shè) 備 一般 不 宜 超 過 5臺 ， 總 容量 不 宜 超 過 10kW。 比 較 放 射 式 與 樹 干 式 供配 電 接 線 的 優(yōu) 缺 點 ， 并說 明 其 適 用 范 圍 。 車 間 的 低 壓 電 力線 路 主 要 有 哪 些接 線 方

36、 式 ？ 通 常哪 種 方 式 應 用 最普 遍 ？ 為 什 么 ？ 3.4 供 配 電 線 路 母 線 、 導 線 和 電 纜 的 選 擇母 線 、 導 線 和 電 纜 都 是 用 來 輸 送 和 分 配 電 能 的 導 體 。 在供 配 電 系 統(tǒng) 中 ， 它 們 選 擇 的 是 否 恰 當 ， 關(guān) 系 到 供 配 電 系統(tǒng) 能 否 安 全 、 可 靠 、 優(yōu) 質(zhì) 、 經(jīng) 濟 地 運 行 。3.4.1 母 線 、 導 線 和 電 纜 形 式 的 選 擇1.硬 母 線 工 廠 變 電 所 中 ， 硬 母 線 通 常 用來 匯 集 和 分 配 電 流 ， 因 此 也 被 稱為 匯 流 排 ，

37、簡 稱 母 線 。 硬 母 線 按 所 使 用 的 材 料 不 同 分 為硬 銅 母 線 和 硬 鋁 母 線 、 鋁 合 金 母 線等 ； 按 截 面 形 狀 不 同 硬 母 線 又 分 為矩 形 、 圓 形 和 槽 形 、 管 形 等 結(jié) 構(gòu) 。 3.4.1 母 線 、 導 線 和 電 纜 形 式 的 選 擇1.硬 母 線 硬 銅 母 線 的 電 阻 率 較 低 、 機 械強 度 較 大 、 抗 腐 蝕 能 力 較 強 ， 因此 在 硬 母 線 材 料 中 屬 于 最 好 的 。因 其 價 格 較 貴 ， 所 以 實 用 中 僅 用于 空 氣 中 含 有 腐 蝕 性 氣 體 的 屋 外配 電

38、 裝 置 中 。 硬 鋁 母 線 電 阻 率 略 高 于 銅 ， 但 鋁 輕 且 相 對 銅 母 線 價 格 低 ，因 此 廣 泛 應 用 于 工 廠 企 業(yè) 的 變 電 所 。 硬 鋼 母 線 的 電 阻 率 大 ，交 流 電 路 使 用 會 產(chǎn) 生 鐵 損 耗 ， 電 壓 損 失 也 較 大 ， 但 機 械 強 度高 且 最 便 宜 ， 所 以 在 工 作 電 流 不 大 于 200300A的 電 路 中 ， 尤其 在 接 地 裝 置 中 ， 采 用 鋼 母 線 作 為 接 地 母 線 仍 較 普 遍 。 3.4.1 母 線 、 導 線 和 電 纜 形 式 的 選 擇1.硬 母 線 母 線

39、 的 排 列 方 式 應 考 慮 散 熱條 件 好 、 且 短 路 電 流 通 過 時 具有 一 定 的 熱 、 動 穩(wěn) 定 性 。 常 用的 排 列 方 式 有 水 平 布 置 和 垂 直布 置 兩 種 。 對 于 容 量 不 大 的 工 廠 變 電 所 多 采 用 矩 形 截 面 的 母 線 。 另 外 ，母 線 表 面 涂 漆 可 以 增 加 熱 輻 射 能 力 ， 而 且 有 利 于 散 熱 和 防 腐 。因 此 ， 電 力 系 統(tǒng) 統(tǒng) 一 規(guī) 定 ： 交 流 母 線 A、 B、 C三 相 按 黃 、 綠 、紅 標 示 ， 接 地 的 中 性 線 用 紫 色 ， 不 接 地 的 中 性

40、 線 用 藍 色 ， 十分 方 便 識 別 各 相 的 母 線 。 母 線 瑾 型 號 表 達 說 明 3.4.1 母 線 、 導 線 和 電 纜 形 式 的 選 擇2.架 空 母 線 架 空 導 線 是 構(gòu) 成 工 廠 供 配 電網(wǎng) 絡 的 主 要 元 件 ， 在 屋 外 配 置中 也 常 采 用 架 空 導 線 作 母 線 ，又 稱 為 軟 母 線 。 高 壓 架 空 線 路 ，一 般 采 用 鋁 絞 線 ， 當 擋 距 較 大 、電 桿 較 高 時 ， 宜 采 用 鋼 芯 鋁 絞線 。 通 常 架 空 導 線 選 用 裸 導 線 ， 按 其 結(jié) 構(gòu) 不 同 可 分 為 單 股 線 和 多

41、股 絞 線 。 絞 線 又 有 銅 絞 線 、 鋁 絞 線 和 鋼 芯 鋁 絞 線 之 分 。 在 工廠 中 最 常 用 的 是 鋁 絞 線 ； 在 機 械 強 度 要 求 較 高 的 35kV及 以 上架 空 線 路 多 采 用 鋼 芯 鋁 絞 線 。 3.電 力 電 纜電 力 電 纜 廣 泛 應 用 于 工 廠 配 電 網(wǎng) 絡 ， 其 結(jié) 構(gòu) 主 要 由 導 體 、 絕緣 層 和 保 護 層 三 部 分 組 成 。 其 中 導 體 一 般 由 多 股 銅 線 鋁 線 絞合 而 成 ， 以 便 于 彎 曲 。 線 芯 成 扇 形 ， 以 減 小 電 纜 的 外 徑 。 絕緣 層 用 于 將

42、導 體 線 芯 之 間 及 線 芯 與 大 地 之 間 良 好 地 絕 緣 。 保護 層 用 來 保 護 絕 緣 層 ， 使 其 密 封 并 具 有 一 定 的 強 度 ， 以 承 受電 纜 在 運 輸 和 敷 設(shè) 時 所 受 的 機 械 力 ， 也 可 防 止 潮 氣 侵 入 。 3.4.1 母 線 、 導 線 和 電 纜 形 式 的 選 擇3.電 力 電 纜 電 纜 的 主 要 優(yōu) 點 是 供 電 可 靠 性 高 ， 不 受 雷擊 、 風 害 等 外 力 破 壞 ； 可 埋 于 地 下 或 電 纜 溝內(nèi) ， 使 環(huán) 境 整 齊 美 觀 ； 線 路 電 抗 小 ， 可 提 高電 網(wǎng) 功 率

43、因 數(shù) 。 缺 點 是 投 資 大 ， 約 為 同 級 電壓 架 空 線 路 投 資 的 10倍 ； 而 且 電 纜 線 路 一 旦發(fā) 生 事 故 難 于 查 尋 和 檢 修 。 低 壓 穿 管 線 路 ， 一 般 采 用 鋁 芯 絕 緣線 ； 但 特 別 重 要 的 或 有 特 殊 要 求 的 線路 ， 可 采 用 銅 芯 絕 緣 線 。 3.4.2 母 線 、 導 線 和 電 纜 截 面 的 選 擇1. 選 擇 條 件 為 保 證 供 配 電 線 路 安 全 、 可 靠 、 優(yōu) 質(zhì) 、 經(jīng) 濟 地 運 行 ， 供 配 電 線 路的 母 線 、 導 線 和 電 纜 截 面 的 選 擇 必 須

44、 滿 足 以 下 幾 個 條 件 ：（ 1） 通 過 正 常 最 大 負 荷 電 流 時 產(chǎn) 生 的 溫 度 不 應 超 過 其 正 常 運 行 時的 最 高 允 許 溫 度 。（ 2） 通 過 正 常 最 大 負 荷 電 流 時 產(chǎn) 生 的 電 壓 損 耗 ， 不 應 超 過 正 常 運行 時 允 許 的 電 壓 損 耗 。 對 于 廠 內(nèi) 較 短 的 高 壓 線 路 ， 可 不 進 行 電 壓 損耗 校 驗 。（ 3） 35kV及 以 上 高 壓 線 路 及 電 壓 35kV以 下 但 距 離 長 、 電 流 大 的 線路 ， 其 導 線 和 電 纜 截 面 宜 按 經(jīng) 濟 電 流 密 度

45、 選 擇 ， 以 使 線 路 的 年 費 用支 出 最 小 ， 企 業(yè) 內(nèi) 的 10kV及 以 下 線 路 可 不 按 此 原 則 選 擇 。（ 4） 裸 導 線 和 絕 緣 導 線 截 面 不 應 小 于 其 最 小 允 許 截 面 。 對 于 電 纜 ，由 于 有 內(nèi) 外 護 套 ， 機 械 強 度 一 般 滿 足 要 求 ， 不 需 校 驗 ， 但 需 校 驗 短路 熱 穩(wěn) 定 度 。 除 此 之 外 ， 絕 緣 導 線 和 電 纜 截 面 的 選 擇 還 要 滿 足 工 作 電 壓 的 要 求 。 3.4.2 母 線 、 導 線 和 電 纜 截 面 的 選 擇2. 按 發(fā) 熱 條 件

46、選 擇 截 面 電 流 通 過 導 線 時 ， 要 產(chǎn) 生 能 耗 ， 使 導 線 發(fā) 熱 。 裸 導 線 溫 度 過高 還 會 使 接 頭 處 氧 化 加 劇 ， 增 大 接 觸 電 阻 ， 使 之 進 一 步 氧 化最 后 可 發(fā) 展 到 斷 線 。 而 絕 緣 導 線 和 電 纜 的 溫 度 過 高 時 ， 又 可使 絕 緣 加 速 老 化 甚 至 燒 毀 。 因 此 ， 母 線 、 導 線 和 電 纜 的 截 面還 應 按 發(fā) 熱 條 件 來 選 擇 。 使 其 允 許 載 流 量 Ial不 小 于 通 過 相 線 的計 算 電 流 I30。 即 ： IalI30 在 規(guī) 定 的 環(huán)

47、境 溫 度 條 件 下 ， 導 線 能 夠 連 續(xù) 承 受 而 不 致 使 其穩(wěn) 態(tài) 溫 度 超 過 允 許 值 的 最 大 電 流 稱 為 導 線 的 允 許 載 流 量 。 導線 和 電 纜 的 允 許 載 流 量 可 查 閱 有 關(guān) 設(shè) 計 手 冊 。 當 給 出 鋁 線 的載 流 量 時 ， 銅 線 的 載 流 量 可 按 相 同 截 面 的 鋁 線 載 流 量 乘 以1.29即 可 得 出 。 3.4.2 母 線 、 導 線 和 電 纜 截 面 的 選 擇2. 按 發(fā) 熱 條 件 選 擇 截 面 為 了 滿 足 機 械 強 度 的 要 求 ， 對 于 室 內(nèi) 明 敷 的 絕 緣 導

48、線 ， 其最 小 截 面 不 得 小 于 4mm2； 對 于 低 壓 架 空 導 線 ， 其 最 小 截 面 不得 小 于 16mm2。 架 空 裸 導 線 的 最 小 允 許 截 面 見 表 3-1 表 3-1 架 空 裸 導 線 的 最 小 允 許 截 面 單 位 ： mm2導 線 種 類 備 注35kV 310kV 低 壓鋁 及 鋁 合 金 線 35 35 16 * *與 鐵 路 交 叉 跨 越 時 應 為35mm2鋼 芯 鋁 絞 線 35 25 16 3. 按 經(jīng) 濟 電 流 密 度 選 擇 導 線 和 電 纜 的 截 面 導 線 截 面 大 小 ， 直 接 影 響 線 路 投 資 和

49、 年 計 算 費 用 。 根 據(jù) 經(jīng)濟 條 件 選 擇 導 線 和 電 纜 的 截 面 ， 應 從 兩 個 方 面 來 考 慮 : 1. 選 擇 大 截 面 電 能 損 耗 降 低 ， 投 資 及 維 修 管 理 費 用 高 ； 2. 選 擇 小 截 面 電 能 損 耗 增 加 ， 投 資 及 維 修 管 理 費 用 降 低 ； 綜 合 上 述 兩 方 面 因 素 ， 制 定 出 比 較 合 理 的 經(jīng) 濟 效 益 最 好 的截 面 ， 稱 為 經(jīng) 濟 截 面 。 對 應 于 經(jīng) 濟 截 面 的 電 流 密 度 稱 為 經(jīng) 濟電 流 密 度 。 我 國 規(guī) 定 的 導 線 和 電 纜 經(jīng) 濟

50、電 流 密 度 見 下 表 3-2 線 路 類 別 導 線 材 料 年 最 大 負 荷 利 用 小 時 數(shù) （ h）3000以 下 30005000 5000以 上架 空 線 路 銅 3.00 2.25 1.75鋁 1.65 1.15 0.90 電 纜 線 路 銅 2.50 2.25 2.00鋁 1.92 1.73 1.54 （ 1） 選 擇 經(jīng) 濟 截 面有 一 條 長 度 為 5km的 10kV LJ型 鋁 絞 線 架 空 線 路 ， 已 知計 算 負 荷 為 1380kW， cos=0.7， Tmax=4800h， 試 選 擇其 經(jīng) 濟 截 面 ， 并 檢 驗 其 發(fā) 熱 條 件 和 機

51、 械 強 度 。 114A0.7101.7321380cos3 N3030 UPI 2ec A/mm15.1j 2ec30ec mm1.9915.1114A jI查 手 冊 后 ， 初 選 標 準 截 面 為 95mm2的 LJ-95型 鋁 絞 線 。 相 線 計 算 電 流 由 表 3 2查 得 根 據(jù) 式 （ 3.2） 可 得 導 線 經(jīng) 濟 截 面 為 （ 2） 校 驗 發(fā) 熱 條 件有 一 條 長 度 為 5km的 10kV LJ型 鋁 絞 線 架 空 線 路 ， 已 知計 算 負 荷 為 1380kW， cos=0.7， Tmax=4800h， 試 選 擇其 經(jīng) 濟 截 面 ， 并

52、檢 驗 其 發(fā) 熱 條 件 和 機 械 強 度 。 從 手 冊 中 可 查 到 LJ-95型 鋁 絞 線 的 載 流 量 在 室 外 25 時等 于 325A， 此 值 大 于 相 線 計 算 電 流 114A， 顯 然 滿 足 發(fā) 熱條 件 。 （ 3） 校 驗 機 械 強 度 查 表 3-1得 10kV架 空 鋁 絞 線 的 最 小 截 面 為 35mm2， 小 于截 面 ， 因 此 所 選 鋁 絞 線 滿 足 機 械 強 度 。 （ 4） 按 允 許 線 路 電 壓 損 耗 選 擇 導 體 截 面 有 一 條 長 度 為 5km的 10kV LJ型 鋁 絞 線 架 空 線 路 ， 已 知

53、計 算 負 荷 為 1380kW， cos=0.7， Tmax=4800h， 試 選 擇其 經(jīng) 濟 截 面 ， 并 檢 驗 其 發(fā) 熱 條 件 和 機 械 強 度 。 由 于 線 路 阻 抗 的 存 在 ， 所 以 線 路 通 過 電 流 時 會 產(chǎn) 生 電 壓損 耗 。 按 規(guī) 定 ， 高 壓 配 電 線 路 的 電 壓 損 耗 一 般 不 超 過 線路 額 定 電 壓 的 5%； 從 變 壓 器 低 壓 側(cè) 母 線 到 用 電 設(shè) 備 受 電端 的 低 壓 配 電 線 路 的 電 壓 損 耗 ， 一 般 不 超 過 用 電 設(shè) 備 額定 電 壓 的 5%； 對 視 覺 要 求 較 高 的

54、照 明 線 路 ， 則 為2%3%。 如 線 路 的 電 壓 損 耗 值 超 過 了 允 許 值 ， 則 應 適 當加 大 導 線 截 面 。 IT線 路 都 是 三 相 三 線 制 ， 選 擇 相 線 截 面 即 可 。 有 一 條 采 用 BLV-500型 鋁 芯 塑 料 線 室 內(nèi) 明 敷 的 220/380V的 IT線 路 ， 計 算 電 流 為 50A， 當 地 最 熱 月 的 日 最 高 氣 溫均 值 為 30 。 試 按 發(fā) 熱 條 件 選 擇 此 線 路 的 導 線 截 面 。 室 內(nèi) 環(huán) 境 溫 度 應 為 30 5=35 ； 35 時 明 敷 的 BLV-500型 鋁 芯

55、塑 料 線 截 面 為 10mm2時 ， 查 閱 課 本 表 3-3可 得 絕 緣 導線 明 敷 現(xiàn) 時 的 允 許 載 流 量 為 Ial=51A， 此 值 大 于 計 算 電 流50A， 滿 足 發(fā) 熱 條 件 。 因 此 ， 相 線 截 面 選 10mm2、 規(guī) 格 為BLV-500-3 10。 3.4.3 熱 穩(wěn) 定 與 動 穩(wěn) 定 校 驗1. 熱 穩(wěn) 定 校 驗 CtI ima)3(minA 常 用 最 小 允 許 截 面 校 驗 其 熱 穩(wěn) 定 度 ， 計 算 公 式 為 ： )3( I上 式 中 是 三 相 短 路 穩(wěn) 態(tài) 電 流 ， 單 位 ： A imat 是 假 想 時 間

56、 ， 單 位 ： S C是 導 體 的 熱 穩(wěn) 定 系 數(shù) ， 單 位 ： As0.5/mm2， 鋁 母 線C=87 As0.5/mm2； 銅 母 線 C=171 As0.5/mm2。 母 線 實 際 截 面 大 于 最 小 允 許 截 面 時 可 滿 足 熱 穩(wěn) 定 要 求 。 3.4.3 熱 穩(wěn) 定 與 動 穩(wěn) 定 校 驗1. 動 穩(wěn) 定 校 驗 Ca1 C是 母 線 短 路 時 三 相 短 路 沖 擊 電 流 所 產(chǎn) 生 的 最 大 計 算應 力 。 上 式 中 是 母 線 材 料 的 最 大 允 許 應 力 ， 單 位 ： Pa a1硬 鋁 母 線 的 MPa70a1 硬 銅 母 線 的 MPa140a1 在 機 械 強 度 要 求 較 高 的35kV及 以 上 架 空 線 路 多采 用 哪 種 絞 線 ？ 通 常 架 空 導 線 選用 什 么 類 型 的 導 線？ 這 種 類 型 的 導 線按 其 結(jié) 構(gòu) 不 同 可 分為 哪 兩 種 形 式 ？ 工廠 中 最 常 用 的 是 哪一 種 ？ 何 謂 硬 母 線 ？ 何謂 軟 母 線 ？ 銅 母線 、 鋁 母 線 和 鋼母 線 各 有 何 特 點？ 它 們 分 別 適 應于 什 么 場 合 ？