1、第七章 配电装置,电力工程系 焦在滨,发电厂电气部分 XJTU,7-1 概述,发电厂电气部分 XJTU,引言,配电装置的定义： 根据电气主接线的连接方式，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备组建而成的总体装置。 配电装置的作用： 在正常运行情况下，用来接受和分配电能； 在系统发生故障时，迅速切断故障部分，维持系统正常运行。,发电厂电气部分 XJTU,一、对配电装置的基本要求,保证运行可靠 便于操作、巡视和检修 保证工作人员的人身安全 力求提高经济性 节约用地、具有扩建的可能,发电厂电气部分 XJTU,二、配电装置的最小安全净距,安全净距： 配电装置各部分之间，为确保人身和设备的安全
2、所必须的最小电气距离。 SDJ5-1985高压配电装置设计技术规程中，规定了敞露在空气中的屋内、外配电装置各有关部分之间的最小安全净距。,发电厂电气部分 XJTU,二、配电装置的最小安全净距,最小安全净距 最小安全净距分为A、B、C、D、E五类。 最基本的最小安全净距是带电部分至接地部分之间以及不同相的带电部分之间的最小安全净距，即A值。 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，都不致使空气间隙被击穿。,发电厂电气部分 XJTU,二、配电装置的最小安全净距,最小安全净距 220kV及以下的配电装置主要考虑外部过电压的影响 330kV及以上的配电装置主要考虑内部过电压的影响,发
3、电厂电气部分 XJTU,二、配电装置的最小安全净距,最小安全净距 其他最小安全净距B、C、D、E是在 A值的基础上在考虑运行维护、设备移动、检修工具活动范围、施工误差等具体情况而确定的。,发电厂电气部分 XJTU,二、配电装置的最小安全净距,A值 A值分为两项，A1和A2。 A1值：带电部分至接地部分之间的空间最小安全净距。 A2值：不同相导体带电部分之间的空间最小安全净距。,发电厂电气部分 XJTU,二、配电装置的最小安全净距,B值 B值分为三项，B1、B2和B3。 B1值：指带电部分至栅状遮栏的距离和可移动设备在移动中至带电部分的净距。,高1.2m，栅条间距不大于200mm,B1=A1+7
4、50mm,一般人员手臂误入栅栏时手臂的长度不大于750mm，设备运输或移动时的摇摆也不会大于此值。,发电厂电气部分 XJTU,二、配电装置的最小安全净距,B值 B值分为三项，B1、B2和B3。 B2值：指带电部分对网状遮栏的净距。,高1.7m，网孔不大于40mm40mm,B2=A1+70+30mm,一般人员手指误入网状遮栏时手指的长度不大于70mm,施工误差,发电厂电气部分 XJTU,二、配电装置的最小安全净距,B值 B值分为三项，B1、B2和B3。 B3值：指带电部分对板状遮栏的净距。,B3=A1+30mm,发电厂电气部分 XJTU,二、配电装置的最小安全净距,C值 C值：无遮栏裸导体至地面
5、的垂直距离 保证人举手后，手与带电裸导体间的距离不小于A1值,C=A1+2300+200mm,一般人员举手后的总高度不超过2300mm,考虑屋外配电装置200mm的施工误差，此项屋内配电装置可以不考虑,发电厂电气部分 XJTU,二、配电装置的最小安全净距,D值 D值：保证检修时，人和裸导体之间净距不小于A1值,D=A1+1800+200mm,检修人员和工具的活动范围不超过1800mm,考虑屋外配电装置200mm的施工误差，此项屋内配电装置可以不考虑,发电厂电气部分 XJTU,二、配电装置的最小安全净距,E值 E值：是指由出线套管中心线至屋外通道路面的净距，35kV及以下为E=4000mm， 6
6、0kV及以上，E= A1+3500mm，并向上靠为整数。 （考虑人站在载重汽车车厢中举手高度不超过3500mm）,发电厂电气部分 XJTU,二、配电装置的最小安全净距,发电厂电气部分 XJTU,二、配电装置的最小安全净距,网状遮栏高1.7m,栅状遮栏高1.2m,发电厂电气部分 XJTU,配电装置的类型 按装设地点的不同，可分为： 屋内配电装置 屋外配电装置 按组装方式的不同，可分为： 装配式在现场组装 成套式制造厂家预先做好,三、配电装置的类型及应用,发电厂电气部分 XJTU,配电装置的应用 35kV及以下： 多采用屋内配电装置，其中：310kV 大多采用成套配电装置； 110kV及以上： 多
7、采用屋外配电装置,三、配电装置的类型及应用,发电厂电气部分 XJTU,配电装置的应用 特殊情况： 农村或山区的35kV（甚至10kV）也采用屋外； 城市中心或处于严重污秽地区（如沿海边或化工厂区）的 110220kV也采用屋内。,三、配电装置的类型及应用,7-2 屋内配电装置,发电厂电气部分 XJTU,一、屋内配电装置的类型,三层式： 布置：将所有电器依其轻重分别布置在各层中。 优点：安全、可靠性高，占地面积少。 缺点：结构复杂，施工时间长，造价高，检修维护不方便。,发电厂电气部分 XJTU,一、屋内配电装置的类型,二层式： 布置：将重设备-第一层、轻设备-第二层。 优点：造价较低，运行维护和
8、检修较方便。 缺点：占地面积有所增加。 单层式： 布置：所有电器均布置在一层。 优点：占地面积较大，通常采用成套开关柜。,发电厂电气部分 XJTU,二、屋内配电装置的布置原则,屋内配电装置图 配置图： 把发电机、变压器、引出线、母线分段、母联以及电压互感器等，按电气主接线的连接顺序，分别布置在各层的间隔中，并示出走廊、间隔以及母线和电器在各间隔中的轮廓和相对位置的图形。,发电厂电气部分 XJTU,二、屋内配电装置的布置原则,屋内配电装置图 平面图 在平面上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其排列，可不画出所装电器。 断面图 表明所取断面的间隔
9、中各种设备的具体空间位置、安装和互相连接的结构面、断面图也应按比例绘制。,发电厂电气部分 XJTU,二、屋内配电装置图,平面图,发电厂电气部分 XJTU,二、屋内配电装置图,断面图,发电厂电气部分 XJTU,二、屋内配电装置图,配置图,发电厂电气部分 XJTU,二、屋内配电装置图,发电厂电气部分 XJTU,二、屋内配电装置图,发电厂电气部分 XJTU,二、屋内配电装置图,7-3 屋外配电装置,发电厂电气部分 XJTU,一、屋外配电装置的类型,分类,中型配电装置,高型配电装置,普通中型配电装置,分相中型配电装置,半高型配电装置,屋外GIS配电装置,发电厂电气部分 XJTU,一、屋外配电装置的类型
10、,中型： 布置：所有电气设备均布置在同一水平面内，并装在一定高度的基础上。 优点：施工和维护方便，造价较省，运行经验丰富； 缺点：占地面积过大。,发电厂电气部分 XJTU,一、屋外配电装置的类型,半高型： 布置：母线与电气设备重叠，但母线之间不重叠。 优点：占地面积比普通中型减少30%； 缺点：造价有所增加。,发电厂电气部分 XJTU,一、屋外配电装置的类型,高型： 布置：母线与母线重叠布置。 优点：占地面积比普通中型节省50%左右； 缺点：耗用钢材较多，造价较高，操作和维护不便。,发电厂电气部分 XJTU,一、屋外配电装置的类型,发电厂电气部分 XJTU,二、屋外配电装置布置实例,普通中型配
11、电装置,发电厂电气部分 XJTU,二、屋外配电装置布置实例,普通中型配电装置,发电厂电气部分 XJTU,发电厂电气部分 XJTU,发电厂电气部分 XJTU,二、屋外配电装置布置实例,分相中型配电装置,发电厂电气部分 XJTU,二、屋外配电装置布置实例,分相中型配电装置,发电厂电气部分 XJTU,二、屋外配电装置布置实例,2.分相中型配电装置,发电厂电气部分 XJTU,二、屋外配电装置布置实例,发电厂电气部分 XJTU,二、屋外配电装置布置实例,发电厂电气部分 XJTU,二、屋外配电装置布置实例,高型配电装置,发电厂电气部分 XJTU,二、屋外配电装置布置实例,半高型配电装置,7-4 成套配电装
12、置,发电厂电气部分 XJTU,一、概述,概念： 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组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。,发电厂电气部分 XJTU,一、概述,分类： 低压配电屏（或开关柜） 高压开关柜（分为手车式和固定式） SF6全封闭组合电器,发电厂电气部分 XJTU,二、低压配电屏,发电厂电气部分 XJTU,二、低压配电屏,发电厂电气部分 XJTU,三、高压开关柜,手车式高压开关柜,发电厂电气部分 XJTU,三、高压开关柜,固定式高压开关柜 断路器室 母
13、线室 电缆室 仪表室,发电厂电气部分 XJTU,四、气体全封闭组合电器（GIS）,英文全称：Gas Insulted Switchgear 由断路器、隔离开关、快速或慢速接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线和出线套管等元件，按电气主接线的要求依次连接，组合成一个整体，并且全部封闭于接地的金属外壳中，壳体内充一定压力的SF6气体，作为绝缘和灭弧介质。 目前，通称为SF6全封闭组合电器。,发电厂电气部分 XJTU,四、气体全封闭组合电器（GIS）,发电厂电气部分 XJTU,四、气体全封闭组合电器（GIS）,发电厂电气部分 XJTU,采用GIS的220kV和110kV二层式屋内配电装置主变
14、进线断面图 1断路器 2电流互感器 3隔离开关 4避雷器 5母线 6控制柜 7行车 8断路器操作机构 9接地隔离开关,7-5 发电机引出线装置,发电机引出线装置是指发电机引出线端子至发电机电压屋内配电装置进线穿墙套管，或至发电机单元连接的主变压器低压侧套管和厂用分支套管之间所连接的电气设备和导体。,发电厂电气部分 XJTU,一、发电机与配电装置的连接,发电机与配电装置连接的形式： 电缆连接 价格昂贵、运行可靠性不高 仅适用于机组容量不大，且厂房限制无法布置敞露母线时采用 敞露母线连接 封闭母线连接,发电厂电气部分 XJTU,一、敞露母线连接,母线桥 由于连接导体需架空跨越设备、过道或马路，因此
15、导体需要安装在由钢筋混凝土支柱和型钢构成的支架上，并由绝缘子支撑。 屋外母线桥 屋内母线桥,发电厂电气部分 XJTU,一、敞露母线连接,组合导线,发电厂电气部分 XJTU,一、敞露母线连接,组合导线 优点： 散热好、集肤效应小，截面小，节省有色金属用量 节省支柱绝缘子和支架，投资省 运行可靠性高，维护工作量小 跨巨大，便于跨越厂区道路,发电厂电气部分 XJTU,二、封闭母线,封闭母线实例,200MW发电机全连式分相封闭母线 1主封闭母线 2分支封闭母线 3主变压器 4厂用变压器 5 6kV厂用电共箱母线 6发电机出口电压互感器柜 7电压互感器低压引出线 8避雷器柜 9检查孔 10中性点电压互感
16、器柜 11阻火墙,发电厂电气部分 XJTU,发电厂电气部分 XJTU,7-6 发电机和变电所的平面布置,发电厂电气部分 XJTU,发电厂电气设施的平面布置,火电厂布置图,发电厂电气部分 XJTU,发电厂电气设施的平面布置,水电厂布置图,7-7 接地装置简介,发电厂电气部分 XJTU,一、概述,接地的概念 电力系统或建筑物中电气装置、设施应该接地的部分，经接地装置与大地作良好的电气连接，成为接地 接地按用途分为4种 工作接地、保护接地、防雷接地、防静电接地,发电厂电气部分 XJTU,一、概述,接地装置 由接地体和接地线两部分组成 埋入地中并直接与大地接触的金属导体，成为接地体 接地体分为自然接地
17、体和人工接地体两类,发电厂电气部分 XJTU,一、概述,接地装置 接地线： 将电气装置、设施应该接地的部分与接地体连接的金属导体 接地网： 由垂直和水平接地体组成的供发电厂、变电所使用的兼有泄放电流和均压作用的较大型的水平网状接地装置,发电厂电气部分 XJTU,二、保护接地,含义： 将设备金属外壳、金属构件或互感器的二次侧等接地，防备由于绝缘损坏而使外壳带危险电压，以保护工作人员在接触时的安全,以下三类情况会发生触电：,与带电部分直接接触，包括感应电、静电以及绝缘损坏带电,发生接地故障时，人处于接触电压和跨步电压的危险区,与带电部分间隔在安全距离之内,发电厂电气部分 XJTU,二、保护接地,触
18、电对人体的危害： 触电对人体的损害，取决于电流和接触时间，并不是取决于电压，50mA以上的工频交流电，较长时间通过人体会引起呼吸麻痹，如不及时抢救即有生命危险。,发电厂电气部分 XJTU,二、保护接地,保护接地的作用,发电厂电气部分 XJTU,二、保护接地,接触电压和跨步电压,接触电压,跨步电压,发电厂电气部分 XJTU,二、保护接地,接触电压 人站在离设备水平距离0.8m处，手触到设备外壳、构架离地面垂直距离为1.8m处时，加于手和脚之间的电压,发电厂电气部分 XJTU,二、保护接地,接触电压 人在分布电位区域内沿地中电流的散流方向行走，步距为0.8m时，两脚之间所承受的电压,发电厂电气部分
19、 XJTU,二、保护接地,允许值 中性点有效接地系统,发电厂电气部分 XJTU,二、保护接地,允许值 中性点非有效接地系统,发电厂电气部分 XJTU,二、保护接地,保护接地范围 以下情况应当接地 电器设备的金属底座和外壳 电气设备传动装置 互感器的二次绕组 发电机中性点柜、出线柜和封闭母线外壳 GIS的接地端子,发电厂电气部分 XJTU,二、保护接地,保护接地范围 以下情况应当接地 屏、柜、箱及操作台等的金属框架 铠装控制电缆的金属外皮 屋内配电装置的金属或钢混架构以及靠近带电部分的金属围栏和金属门 电力电缆的接线盒等外壳,发电厂电气部分 XJTU,二、保护接地,保护接地范围 以下情况应当接地 装有避雷线的架空线路杆塔 无沥青地面的居民区内，非有效接地系统中无避雷线的架空线路的金属和钢混杆塔 装设在配电线路杆塔上的开关设备等电气设备 箱式变电站的金属箱体,
