发电厂电气部分第七章 配电装置
第七章 7-4发电厂变电所的电气主接线举例
3.某220KV变电所，装设两台120MVA的双绕组主 变压器。220KV侧有四回线路，110KV侧有10回 出线。因均采用了性能好的SF6断路器， 220KV 和 110KV分别采用双母线和双母线单分段接线， 试画出完整的电气主接线，并写出不停电检修 220KV 母线（Ⅰ）的操作步骤。（设正常时Ⅰ母 工作， Ⅱ母备用）
⑵举ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：
接线形式特点：讨论 1）100MW与125MW热电机组接线形式，
优点 2）110kV高压系统接线形式，优点 3）35kV系统接线形式，优点
（二）水力发电厂电气主接线
1.水力发电厂电气主接线的特点： ⑴水力发电厂建在水力资源丰富的江河上，一 般距负荷中心较远，很少有机端负荷。除去厂用 电外，电能几乎以较高电压输送到远方。因此， 主接线中可不设发电机电压母线，多采用发电 机—变压器单元接线或扩大单元接线。单元接线 能减少配电装置占地面积，也便于水电厂自动化 调节。
各类发电厂的电气主接线形式，主要取决于 发电厂装机容量的大小、在电力系统中的地位、 作用以及发电厂对运行可靠性、灵活性的要求。
（一）火力发电厂电气主接线
1.大型区域性火力发电厂的电气主接线 ⑴区域性火力发电厂的特点:
①单机容量为200MW及以上、总装机容量为 1000MW及以上的火电厂。
②建在大型煤炭基地（有时称为“坑口电厂”） 或运煤方便的地点（如沿海或内河港口），而与负 荷中心（城市）距离较远。担负着系统的基本负荷， 供电范围很广，在电力系统中的地位极其重要。
⑵水电厂多建在地形狭窄的山区，主接线应力求 简单，主变台数和高压断路器数量应尽量减少， 高压配电装置应布置紧凑、占地少，以减少在狭 窄山谷中的土石方开挖量和回填量。
⑶水力发电厂的装机台数和容量大都一次确定， 高压配电装置也一次建成，不考虑扩建问题。这 样，除可采用单母线分段、双母线、双母线带旁 路及3/2断路器接线外，桥形和多角形接线也应用 较多。
发电厂电气部分(7)
尖峰负荷时， 6．抑制尖峰负荷 即：尖峰负荷时，自动切除部分 次要负荷。 次要负荷。 7．实时计算和打印线损。 实时计算和打印线损。 8．具有综合分析事故能力。 具有综合分析事故能力。 9．自动测算故障点。 自动测算故障点。 10．显示和打印非直接接地系统接地短路故障的线路。 10．显示和打印非直接接地系统接地短路故障的线路。
7 发电厂和变电站的控制与信号 7-1发电厂的控制方式 发电厂的控制方式 地点： 地点： 方式： 方式： 1、就地控制 、 2、集中控制 、
1、主控制的控制方式 、
2、单元控制的控制方式 、 一、主控制的控制方式 1、适用： 100MW以下 、适用： 以下 2、控制对象：主要电气设备 、控制对象： 3、控制说明：正中，两侧，后面 、控制说明：正中，两侧， 4、位置：小型（主厂房固定端） 、位置：小型（主厂房固定端） 中型（常与6-10KV配电装置相连） 配电装置相连） 大、中型（常与 配电装置相连
三．“跳跃”闭锁装置 跳跃” 1．QF的“跳跃”现象： QF的 跳跃”现象： 若外部线路出现永久性故障时，合闸过程中, 若外部线路出现永久性故障时，合闸过程中,合 闸按钮接触时间过长， 闸按钮接触时间过长，或其触头被卡住而不能 复归，这时QF出现频繁跳闸和合闸现象。 QF出现频繁跳闸和合闸现象 复归，这时QF出现频繁跳闸和合闸现象。 2．防“跳跃”现象的措施 跳跃” 设置防跳继电器K2： 设置防跳继电器K2：其常闭触点与合闸接触器 K2 K1串联 常开触点实现自保持。 串联， K1串联，常开触点实现自保持。
逻辑功能： 逻辑功能：
A = 1* F 0 = F 0
C = A* B = F 0
B=1
D = C = F0
H1以F0频率发闪光 H1以F0频率发闪光 复位： 复位： Q=0 →B=0 C==1 D=0 转为平光
发电厂电气部分第七章习题解答
第7章配电装置7-1 对配电装置的基本要求是什么？答：对配电装置的基本要求是：1）保证运行可靠；2)便于操作、巡视和检修；3）保证工作人员的安全；4）力求提高经济性；5）具有扩建的可能。
7-2 试述最小安全净距的定义及其分类。
答：最小安全净距是指在这一距离下，无论在正常最高工作电压或出现内、外过电压时，都不使空气气隙被击穿，对于敞露在空气中的屋内、外配电装置中有关部分之间的最小安全净距分为A、B、C、D、E五类。
7-3 试述配电装置的类型及其特点。
答：配电装置按电气设备装设地点不同，可分为屋内配电装置和屋个配电装置；按其组装方式，可分为装配式和成套式。
屋内配电装置的特点：1）由于允许安全净距小和可以分层布置而使占地面积较小；2）维修、巡视和操作在室内进行，可减少维护工作量，不受气候影响；3）外界污秽空气对电气设备影响较小，可减少维护工作量；房屋建设投资较大，建设周期长，但可采用价格较低的户内设备。
屋外配电装置的特点：1）土建工作量和费用较小，建设周期短；2）与屋内配电装置相比，扩建比较方便；3）想念设备之间距离较大，便于带电作业；4）与屋内配电装置相比，占地面积积大；5）受外界环境影响，设备运行条件较差，需加强绝缘；6）不良气候对设备维修和操作影响大。
成套配电装置的特点：1）电气设备封闭可半封闭的金属中，相间和对地距离可缩小，结构紧凑，上地面积小；2）所有设备已在工厂组装成一体；3）运行可靠性高，维护方便；4）耗用钢材较多，造价较高。
7-4 简述配电装置的设计原则和设计要求。
答：配电装置的设计原则是配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循有关规程、规范及技术规定，并根据电力系统、自然环境特点和运行、检修、施工方面的要求，合理制定布置方案和选用设备，积极慎重地采用新布置、新设备、新材料和新结构，使配电装置设计不断创新，做到技术先进、经济合理、运行可靠和维护方便。
发电厂和变电站的配电装置形式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行、检修和安装要求，通过技术经济比较予以确定。
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本书与第三版相比，反映了现代电力工业的现状及特点，增加了1000kW大容量发电机组的电气主接线和特点，750kV超高压和1000kV特高压在电力系统中的作用，以及数字化发电厂和数字化变电站等内容。
本书可作为高等院校电气工程及其自动化专业及相关专业的本科教材，也可作为高职高专和函授教材，同时还可供从事发电厂和变电站电气设计、运行、管理工作的工程技术人员参考。
前言第三版前言第二版前言第一版前言绪论第一章能源和发电第一节能源和电能第二节火力发电厂第三节水力发电厂第四节核能发电厂小结思考题第二章发电、变电和输电的电气部分第一节概述第二节发电厂的电气部分第三节高压交流输变电第四节高压直流输电小结思考题第三章常用计算的基本理论和方法第一节正常运行时导体载流量计算第二节载流导体短路时发热计算第三节载流导体短路时电动力计算第四节电气设备及主接线的可靠性分析第五节技术经济分析小结思考题和习题第四章电气主接线及设计第一节电气主接线的基本要求和设计程序第二节主接线的基本接线形式第三节主变压器的选择第四节限制短路电流的方法第五节电气主接线设计举例小结思考题和习题第五章厂用电接线及设计第一节概述第二节厂用电接线的设计原则和接线形式第三节不同类型发电厂的厂用电接线第四节厂用变压器的选择第五节厂用电动机的选择和自启动校验第六节厂用电源的切换小结思考题和习题第六章导体和电气设备的原理与选择第一节电气设备选择的一般条件第二节高压断路器和隔离开关的原理与选择第三节互感器的原理及选择第四节限流电抗器的选择第五节高压熔断器的选择第六节裸导体的选择第七节电缆、绝缘子和套管的选择小结思考题和习题第七章配电装置第一节概述第二节屋内配电装置第三节屋外配电装置第四节成套配电装置第五节封闭母线第六节发电厂和变电站的电气设施平面布置小结……看过“发电厂电气部分第四版（熊信银著）”的人还看了：1.电力拖动自动控制系统第4版(阮毅陈著)课后答案下载2.复变函数与积分变换(刘建亚著)课后题答案下载。
7第七章 配电装置
屋内配电装置
1.由于允许安全净距小而且可以分层布置而使占地
面积小
维修.巡视和操作在室内进行,不受气候的影响
7.2.3 屋内配电装置实例
7.3屋外配电装置
屋外配电装置是将所有电气设备和载流导体均露天安装在基础、支架和杆塔上的配电装置。
屋外配电装置的结构形式不但与电气主接线、电压等级和电气设备的类型密切相关，还与发电厂、变电所的类型和地形地质条件等有关。
根据母线和电气设备布置的相对高度，屋外配电装置可分为中型、高型和半高型。
高型配电装置特点
各母线和电气设备分别安装在几个不同高度的水平面上，旁路母线和断路器、电流互感器等电气设备重叠布置，隔离开关之间重叠布置
一组主母线与另一组主母线重叠布置，主母线下没有电气设备
7.6.2 水力发电在大中型水电站中，发电机电压配电装置的位置通常直接
靠近机组，升压变压器装置在主厂房的上游或下游(尾水。
第七章 配电装置
B2 C
300 400 500 750 1000 1100 1900 2600 3900 2700 2800 2900 3100 340035004300 5000 6300
D
2200 2300 2400 2600 290030003800 4500 5800
发电厂电气部分
第七章 配电装置
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第七章 配电装置 三、配电装置的类型及应用 1、配电装置的类型 ， (1)屋内配电装置 (1)屋内配电装置 (2)屋外配电装置 (2)屋外配电装置 (3)成套配电装置 (3)成套配电装置 2、配电装置的应用 四、配电装置的设计原则及步骤 1、配电装置的设计原则 2、配电装置的设计要求 3、配电装置设计的基本步骤 (1)选择配电装置的型式 选择配电装置的型式 (2)配电装置型式确定后，拟定配电装置的配置图 配电装置型式确定后， 配电装置型式确定后 ， (3) 设计绘制配电装置平面图和断面图
发电厂电气部分
第七章 配电装置 7-2 屋内配电装置 一、屋内配电装置概述 二、屋内配电装置的布置原则 1、总体布置 、 2、屋内配电装置的设备布置 、 (1)母线及隔离开关 母线及隔离开关 (2)断路器及其操动机构 断路器及其操动机构 (3)互感器和避雷器 互感器和避雷器 (4)电抗器 电抗器 (5)电缆隧道及电缆沟 电缆隧道及电缆沟 (6)配电装置室的通道和出口 配电装置室的通道和出口 (7)配电装置室的采光和通风 配电装置室的采光和通风
第七章 配电装置
第七章 配电装置 配电装置 7-1 概述 一、对配电装置的基本要求 二、配电装置的最小安全净距 ①A值 值 A1－带电部分至接地部分之间的最小电气净距； －带电部分至接地部分之间的最小电气净距； A2－不同相的带电导体之间的最小电气净距。 －不同相的带电导体之间的最小电气净距。 ②B值 值 B1－带电部分至栅状遮栏间的距离和可移动设备在移动 － 中至带电裸导体间的距离。 中至带电裸导体间的距离。 B1=A1+750(mm) B2－带电部分至网状遮栏间的电气净距 － B2=A1+30+70(mm)
发电厂电气部分课后习题
19．运行中的电流互感器二次绕组严禁开路。（）
20．电流互感器二次绕组可以接熔断器。（）
21．电流互感器相当于短路状态下的变压器。（）
22．运行中的电压互感器二次绕组严禁短路。（）
23．电压互感器的一次及二次绕组均应安装熔断器。（）
24．电压互感器相当于空载状态下的变压器。（）
25．电压互感器的不完全接线可以用二台单相电压互感器构成。（）
2．带旁路断路器的单母线分段接线在检修各出线断路器时会造成出线停电。（）
3．带旁路断路器的单母线分段接线在检修各出线断路器时不会造成出线停电。（）
4．内桥接线适用于线路长变压器需经常切换的场所。（）
5．外桥接线适用于线路较长、变压器不需要经常进行切换操作的场合。（）
6．将并联变压器分开运行的目的是限制短路电流。（）
8．试画出二台变压器和二回输电线路的两种可行的接线方案。
9．某220kV系统的重要变电站，装置2台120MVA的变压器，220kV侧有4回进线，110kV侧有10回进线且均为I ,II类负荷，不允许停电检修出现断路器，应采用何种接线方式为好？
（1）画出接线图？
（2）以其中某一回出线为例，写出不停电检修出线断路器的操作步骤。
6．信号灯和控制电缆都是二次设备。（）
7．电流互感器和电流表都是属于一次设备。（）
8．二次设备是指接在变压器二次侧的电气设备。（）
二、选择题
1．下列设备中，属一次设备的有____________。
A电压表B断路器C发电机D熔断器
2．当前的核电站是利用___________来进行发电的。
A.核聚变B.核裂变
4．发电厂的保安负荷根据对电源的要求不同，如何区分？
5．厂用变压器备用电源通常有哪几种引接方式？
发电厂电气部分第7章 配电装置1
中型配电装置 实物图
旁路母 线9
隔离开 关4 隔离开 关3
A B C
A
B
C
A
B C
隔离开 关7
断路器5
中央门型架
悬式绝缘子
☞分相中型配电装置：
所谓分相布置系指隔离开关是分相直接布置在母线的正下方。
采用硬圆管母线及伸缩式隔离开关，可减小母线相间距离，降 低构架高度，节约占地面积；断路器采用三列布置。 分相中型配电装置具有接线简单，清晰，占地面积小的特点。
2、屋内配电装置图
平面图 是按比例画出房屋及其间隔、通道和出口等处的 平面布置轮廓，平面上的间隔只是为了确定间隔数
及排列，故可不表示所装电气设备。
断面图 是用来表明所取断面的间隔中各种设备的具体空 间位置、安装和相互连接的结构图。 也应按比例绘制。
断面图举例
进线
旁路 母线
主母线
进 线
二、屋内配电装置的布置原则
线、母线隔离开关等较轻设备布置在第二层。
优点：与三层式相比，它的造价较低，运行维护和
检修较方便。 缺点：占地面积有所增加。 适用于出线有电抗器的情况。
☞单层式占地面积较大，通常采用成套开关柜，以
减少占地面积。
间隔的概念
在屋内配电装置中，通常将同一回路的电气设备和导
体布置在一个间隔内。 所谓间隔是指为了将电气设备故障的影响限制在最小 的范围内，以免波及相邻的电气回路，以及在检修电 气设备时，避免检修人员与邻近回路的电气设备接触， 而用砖或用石棉板等制成的墙体隔离的空间。
TM3
380/220V配电装置
4、对配电装置的基本要求 （1）运行可靠。
（2）便于操作、检修、和巡视。
（3）保证工作人员的安全。
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第七章配电装置第一节概述一、对配电装置的基本要求1.保证运行可靠2.便于操作、巡视和检修3.保证工作人员安全4.力求提高经济性5.具有扩建的可能二、配电装置的最小安全净距最小安全净距是指在这一距离下，无论在正常最高工作电压或出现内、外部过电压时，都不致使空气间隙被击穿。
敞露在空气中的屋内、屋外配电装置中各有关部分之间的最小安全净距分为A、B、C、D、E五类。
最基本的是带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，即A1和A2值，其它各值在A1的基础上再考虑其他实际因素决定的。
（1）A 值A 1——带电部分至接地部分之间的最小电气净距A 2——不同相的带电部分之间的最小电气净距（2）B 值B1——栅状遮栏至带电部分之间，交叉不同时停电检修的无遮栏的带电部分之间B 1＝A 1+750 （mm ）B 2——网状遮栏至带电部分之间的电气净距B 2＝A 1＋30＋70（mm ）（3）C 值无遮栏裸导体至地面或建筑物、构筑物顶部之间的电气距离C ＝A1＋2300＋200（mm ）（4）D 值平行的不同时停电检修的无遮栏带电部分之间的电气距离D ＝A1＋1800＋200（mm ）（5）E 值屋内配电装置通向屋外的出线套管中心线至屋外通道路面的距离35k 及以下:E ＝4000mm60kV 及以上:E ＝A1＋3500(mm)三、配电装置的类型及应用1. 配电装置的类型屋内配电装置：①占地面积小；②减轻维护量，不受气候的影响；③房屋建筑投资较大，建设周期长屋外配电装置：①土建工作量和费用较小，建设周期短；②扩建方便；③安全净距大，便于带电作业；④占地面积大，受外界环境的影响，设备运行条件差，且对设备的维护和操作也有影响。
成套配电装置：①结构紧凑，占地面积小；②运行可靠性高，维护方便；③安装工作量小，建设周期短；④造价较高2. 配电装置的应用在发电厂和变电站中，35kV及以下的配电装置多采用屋内配电装置，其中3－10kV的大多采用成套配电装置；110kV及以上的配电装置大多采用屋外配电装置；对110kV-220kV配电装置有特殊要求时，也可采用屋内配电装置。
成套配电装置一般布置在屋内，目前3－35k各种成套配电装置已得到广泛的应用，110－500kV的SF6全封闭组合电器已得到应用。
四、配电装置的原则和步骤设计要求：（1）满足安全净距（2）满足施工运行和检修的要求（3）噪音的允许标准及限制措施（4）静电感应的场强水平和限制措施（5）电晕无线电干扰和控制设计步骤：（1）选择配电装置的型式。
根据配电装置的电压等级、电器的型式、出线的多少和方式、有无电抗器、地形、环境条件等因素选择配电装置的型式（2）拟定配电装置的配置图（3）设计绘制配电装置的平、断面图第二节屋内配电装置一、屋内配电装置布置形式及配置图1.布置型式（1）三层式：适用于6－10kV出线带电抗器的情况（2）二层式：6-10kV出线带电抗器及35-220kV的情况（3）单层式：6-10kV出线带电抗器及35-220kV的情况6－10kV屋内配电装置有三层式、两层式和单层式，而35－220kV屋内配电装置只有两层式和单层式2. 配置图配置图：用来表示进、出线、断路器、互感器、避雷器等分配于各层、各间隔中的情况，并表示出导线和电气设备在各间隔中轮廓，不要求按比例绘制。
平面图：表示配电装置各间隔、电器、通道、出口等的平面布置轮廓断面图：是沿配电装置纵向（进出线方向）的断面侧视图，它表示配电装置电路中各设备的相互连接及具体布置平面图和断面图均要求按比例绘制，并标明尺寸。
二层二通道双母线分段、出线带电抗器的6-10kV 配电装置配置图二、屋内配电装置的布置原则（1）同一回路的电器和导体应布置在一个间隔内，以保证检修的限制故障范围（2）尽量将电源布置在相应段母线的中部，使母线截面通过的电流较小（3）较重的设备布置在下层，以减轻楼板的负重和便于安装（4）充分利用间隔的位置，以节省投资（5）布置对称，便于操作（6）有利于扩建第三节屋外配电装置一、屋外配电装置概述中型配电装置：所有电气设备都安装在同一水平面上，并装在一定高度的基础上，母线所在水平面稍高于电器所在水平面高型配电装置：母线和电器分别装在几个不同高度的水平面上，一组母线及隔离开关与另一组母线及隔离开关上下重叠布置半高型配电装置：将母线置于高一层的水平面上，与断路器、电流互感器、隔离开关等重叠布置二、屋外配电装置的布置原则（1）母线及构架母线：软母线和硬母线，布置方式：悬挂式和支持式构架：型钢、钢筋混凝土、钢筋混凝土环形杆和镀锌钢梁（2）电力变压器（3）电器的布置低式布置：安装在0.5-1m的混凝土基础上，设置围栏高式布置：安装在约高2m混凝土基础①断路器：单列布置、双列布置和三列布置；高式和低式布置②隔离开关、互感器：一般采用高式布置③避雷器：高式和低式布置（4）电缆沟和通道图7-7图7-8中型配电装置普遍应用于110-500kV电压级图7-94. 半高型布置第四节成套配电装置一、成套配电装置概述成套配电装置：按照电气主接线的标准配置或用户的具体要求，将同一功能回路的开关电器、测量仪表、保护电器和辅助设备都装在全封闭或半封闭的金属壳（柜）体内，形成标准模块，由制造厂按主接线成套供应，各模块在现场装配而成的配电装置成套配电装置：低压配电屏、高压开关柜和SF6全封闭组合电器三类二、低压配电屏用于厂、变电所和工矿企业380/220V低压配电系统，作为动力、照明配电之用1. 母线及绝缘框2. 刀开关3. 低压断路器4. TA5. 电缆头6. 继电器型交流低压配电屏PGL系列：主接线41个方案P—低压、开启式配电屏（380V）G—固定接线L—动力用PGL系统，作接受、分配电能及控制之用）1、手车式高压开关柜断路器的三种工作调试2、固定式高压开关柜构成：（1）手车室：手车在手车室，手车装断路器及操作结构。
（2）继电器仪表室：测量仪表、继电器、端子排、熔断器、电能表。
（3）主母线室：装设母线和隔离开关。
（4）出线室：装设出线侧隔离开关、电流互感器、引出电缆。
其外型尺寸：宽×深×高——840×1500×2200mm其主接线：共44个方案。
型号说明：JYN2—10/01～05J——金属封闭间隔式开关设备Y——移动式（手车式）N——户内2——设计序号10——电压等级，10KV01-05——一次接线方案号四、气体全封闭组合电器（GIS）Gas Insulted Switchgear (GIS)Geography Information System (GIS)地理信息系统优点：（1）占地面积小，占用空间少（2）运行可靠性高（3）维护工作量小，检修周期长（4）环境保护好（5）适应性强（6）土建和安装调试工作量小，建设速度快缺点：（1）对材料性能、加工精度和装配工艺要求极高（2）需要专门的SF6气体系统和压力监视装置（3）金属耗量大（4）造价较高应用于110~500kV配电装置SF6全封闭组合电器以SF6气体作为绝缘和灭弧介质，以优质的环氧树脂绝缘子作支撑。
标准元件有：母线、隔离开关、负荷开关、断路器、接地开关、快速接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器和电缆终端等。
220KV双母线SF6全封闭组合电器的三相母线封闭在公共的外壳内，并布置在下部，以便支撑和检修。
五、成套变电站组合式、箱式和可移动式变电站的统称，又称预装式变电站成套变电站是由高压开关设备、电力变压器和低压开关设备三部分组合构成的配电装置。
有关元件在工厂被预先组装在一个或几个箱壳内，具有成套性强、结构紧凑、体积小，占地少、造价低、施工周期短、可靠性高、操作维护简便、美观、适用等优点。
我国规定的成套变电站的交流额定电压，高压侧为7.2~40.5kV，低压侧不超过1kV；变压器最大容量为1600kVA第五节发电机引出线装置发电机引出线端子至发电机电压配电装置或至发电机单元制连接的主变压器低压侧套管和厂用变压器高压侧套管等之间所连接的电气设备和导体一、发电机引出线小室二、组合导线及母线桥1. 组合导线可用作6~125MW机组的连接母线2、母线桥三、封闭母线四、封闭母线连接实例1. 发电机；2. 发电机出线箱；3. 发电机出线套管处的强制风冷装置；4. 分相封闭母线主回路；5. 分相封闭母线上的强制风冷装置；6. TV柜分支回路；7. 高压开关柜；8. 与断路器、负荷开关或隔离开关外壳相连的伸缩装置；9. 穿墙段；10. 外壳伸缩接头；11. 支持绝缘子观察窗；12. 封闭母线外壳；13. 厂用变压器分支回路；14. 厂用变压器；15. 防火墙；16. 主变压器连接装置；17. 主变压器第六节发电厂和变电站的电气设施平面布置1、火力发电厂2、水电厂主要考虑发电机房、主变压器、主控室、厂用配电装置、升压配电装置各部分的布置及其相对位置。
小结：1、安全净距2、配电装置的分类：屋内配电装置、屋外配电装置、成套配电装置。
3、发电机与配电装置（或变压器）的连接接地装置接地按用途分为：（1）工作（或系统）接地（2）保护接地（3）防雷接地（4）防静电接地接地装置由接地体和接地线两部分组成。