火电厂配电装置的设计

第7章火电厂配电装置的设计
7.1概述
配电装置是发电厂的重要组成部分。

它是按电气主接线的要求，由开关设备，保护和测量电器，母线装置和必要的辅助设备构成，用来接受和分配电能。

配电装置按电气设备装置地点不同，可分为屋内和屋外配电装置。

按其组装方式，又可分为：由电气设备在现场组装的配电装置，称为配式配电装置和成套配电装置。

(1) 屋内配电装置的特点：
1) 由于允许安全净距小可以分层布置，故占地面积较小；
2) 维修、巡视和操作在室内进行，不受气侯影响；
3) 外界污秽空气对电气设备影响较小，可减少维护工作量；
4) 房屋建筑投资大。

(2) 屋外配电装置的特点：
1) 土建工程量和费用较小，建设周期短；
2) 扩建比较方便；
3) 相邻设备之间距离较大，便于带电作业；
4) 占地面积大；
5) 受外界空气影响，设备运行条件较差，顺加绝缘；
6) 外界气象变化对设备维修和操作有影响。

(3) 成套配电装置的特点：
1) 电气设备布置在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小；
2) 所有电器元件已在工厂组装成一整体，大大减小现场安装工作量，有利于缩短建设周期，也便于扩建和搬运；
3) 运行可靠性高，维护方便；
4) 耗用钢材较多，造价较高。

(4) 配电装置应满足以下基本要求：
1) 配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策；
2) 保证运行可靠，按照系统自然条件，合理选择设备，在布置上力求整齐、清晰，保证具有足够的安全距离；
3) 便于检修、巡视和操作；
4) 在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价；
5) 安装和扩建方便。

(5) 配电装置的设计原则：
1) 节约用地；
2) 运行安全和操作巡视方便；
3) 考虑检修和安装条件；
4) 保证导体和电器在污秽、地震和高海拔地区的安全运行；
5) 节约三材，降低造价；
6) 安装和扩建方便。

7.2 电气总平面布置
(1) 电气总平面布置的要求
1) 分利用地形，方便运输、运行、监视和巡视等；
2) 出线布局合理、布置力求紧凑，尽量缩短设备之间的连线；
3) 符合外部条件，安全距离要符合要求。

(2) 电气总平面布置
电气总平面图主要由屋外配电装置，主变压器、主控制室及10KV屋内配电装置和辅助设施构成，电气总平面图如图7.1所示。

1-锅炉间；2-汽机间；3-发电机电压配电装置；4-主控制室；5-天桥；
6-除氧间；7-生产办公楼；8-主变压器；9-高压厂用变压器
图7.1 电气总平面布置图
7.3高压配电装置设计
(1) 中型配电装置:中型配电装置的所有电器都安装在同一水平面内，并装在一定高度的基础上，使带电部分对地保持必要的高度，以便工作人员能在地面安全地活动，中型配电装置母线所在的水平面稍高于电器所在的水平面。

这种布置特点是：布置比较清晰，不易误操作，运行可靠，施工和维修都比较方便，构架高度较低，抗震性能较好，所用钢材较少，造价低，但占地面积大，这种布置是我国屋外配电装置普遍采用的一种方式，而且运行方面和安装枪修方面积累了比较丰富的经验，广泛应用于110—500KV电压等级。

(2) 半高型配电装置:它是特母线及母线隔离开关抬高将断路器，电压互感
器等电气设备布置在母线下面，具有布置紧凑、清晰、占地少等特点，其钢材消耗与普通中型相近，优点有：
1) 占地面积约在中型布置减少30%；
2) 节省了用地，减少高层检修工作量；
3) 旁路母线与主母线采用不等高布置实理进出线均带旁路很方便。

(3) 高型配电装置:它是将母线和隔离开关上下布置，母线下面没有电气设备。

该型配电装置的断路器为双列布置，两个回路合用一个间隔，因此可大大缩小占地面积，约为普通中型的5%，但其耗钢多，安装检修及运行纵条件均较差，一般适用下列情况：
1) 配电装置设在高产农田或地少人多的地区；
2) 原有配电装置需要扩速，而场地受到限制；
3) 场地狭窄或需要大量开挖。

由高压配电装置的特点和应用范围可得，本发电厂110KV , 220KV配电装置用普通中型配电装置。

(1)110KV配电装置如图7.2
1、2、9-母线Ⅰ、Ⅱ和旁路母线；3、4、7、8-隔离开关；5-少油断路器；6-电流互感器；
10-阻波器；11-耦合电容器；12-避雷器；13-中央门型架；14-出线门型架；
15-支持绝缘子；16-悬式绝缘子串；17-母线构架；18- 架空地线
图7.2 110KV双母线带旁母配电装置断面图
(2) 220KV配电装置如图7.3
1-母线；2、4、7-隔离开关；3、5-断路器；6-电流互感器； 8-耦合电容器；
9-支持绝缘子；10-中央门型架；11-悬式绝缘子串
图7.3 220KV单母线配电装置断面图
7.4防雷保护
雷电所引起的大气过电压将会对电气设备和发电厂的建筑物产生严重的危害，因此，在变电所和高压输电线中必须采取有效的防雷措施，以保证电气设备的安全。

避雷器是用来防止雷电产生的过电压波沿线路侵入变电所或其它建筑物内，以免危及被保护设备的绝缘。

避雷器主要有阀式避雷器排气式避雷器角型避雷器等几种。

(1) 直击雷防护
直击雷防御主要是设法把直击雷迅速散到大地中去。

防御直击雷的方法有：
1) 装设独立的避雷针。

2) 在建筑物上装设避雷针或避雷线。

3) 在建筑物屋面铺设避雷带或避雷网。

(2) 感应雷的防御
防御感应雷的方法有：
1) 在建筑物屋面沿周边装设避雷带，每隔20m左右引出接地线一根，须正确合理的选择接地电阻。

2) 建筑物内所有金属物如设备外壳、管道、构架等均应接地，混凝土内的钢筋应绑扎或焊成闭合回路。

3) 将突出屋面的金属物接地。

4) 对净距离小于100mm的平行敷设的长金属管道，每隔20～30m用金属线跨接，避免因感应过电压而产生火花。