供配电系统第二章.doc

1、第 二 章 供 配 电 系 统 的 构 成 本 章 学 习 目 标从 电 压 层 次 、 设 施 结 构 、 电 气 结 构 等 方 面 多 角 度 全 面 理 解 供 配 电 系 统 的 构成 。 本 章 教 学 内 容1、 供 配 电 系 统 的 电 压 层 次 。2、 变 配 电 所 电 气 主 结 线 。3、 供 配 电 系 统 网 络 结 线 。4、 供 配 电 设 施 之 变 配 电 所 。5、 供 配 电 设 施 之 电 力 线 路 。 本 章 重 点1、 变 配 电 所 电 气 主 结 线 。2、 供 配 电 系 统 网 络 结 线 （ 即 配 电 方 式 ） 。 本 章 难

2、点常 用 主 结 线 结 构 特 征 与 运 行 分 析 。 本 章 学 习 方 法 建 议 及 参 考 资 料学 习 方 法 ：1、 将 学 习 对 象 供 配 电 系 统 分 解 为 两 个 构 成 环 节 ： 变 配 电 所 内 部 ，变 配 电 所 与 用 电 设 备 之 间 。 不 要 混 淆 这 两 个 环 节 各 自 的 内 容 ， 同 时 应 领 会 这 两个 环 节 是 如 何 联 系 起 来 的 。2、 学 会 从 不 同 视 角 、 不 同 层 面 观 察 同 一 对 象 ， 重 要 的 是 不 要 混 淆 观 察 所得 的 各 组 成 部 分 。 例 如 ， 从 设 施

3、 层 面 观 察 ， 供 配 电 系 统 由 变 配 电 所 、 自 备 电 站和 电 力 线 路 等 构 成 ； 而 从 设 备 与 装 置 层 面 观 察 ， 供 配 电 系 统 又 是 由 变 压 器 、 配电 装 置 、 电 力 线 缆 等 构 成 的 。 如 果 据 此 理 解 为 供 配 电 系 统 由 变 配 电 所 、 变 压 器 、配 电 装 置 、 电 力 线 路 等 构 成 ， 则 为 产 生 了 混 淆 。3、 最 好 能 实 地 参 观 变 配 电 所 、 架 空 线 路 、 电 缆 线 路 等 供 配 电 设 施 。参 考 资 料 ：1、 35 110kV 变 配

4、电 所 设 计 规 范 （ GB50059-92） 中 国 计 划出 版 社 1993 年 4 月2、 10V 及 以 下 变 配 电 所 设 计 规 范 （ GB50053-94） 中 国 计 划出 版 社 1994 年 10 月2.1.1 供 电 电 压 与 用 电 电 压一 、 供 配 电 系 统 的 电 源 与 负 荷负 荷 是 供 配 电 系 统 的 服 务 对 象 ， 电 源 是 服 务 得 以 实 施 所 依 赖 的 资 源 。 了 解负 荷 与 电 源 ， 是 构 造 一 个 供 配 电 系 统 的 前 提 。供 配 电 系 统 的 负 荷 就 是 用 电 设 备 。 用 电

5、设 备 额 定 电 压 （ 简 称 用 电 电 压 ） 主要 有 10kV 和 380/220V 两 类 ， 过 去 在 工 厂 中 大 量 使 用 的 6kV 电 动 机 ，现 已 逐 步 被 10kV 电 动 机 所 取 代 。供 配 电 系 统 的 电 源 ， 主 要 由 电 力 公 司 通 过 供 电 线 路 提 供 ， 通 常 称 为 市 电 电源 ， 也 有 部 分 供 配 电 系 统 设 置 有 自 备 电 源 。 市 电 电 源 可 以 由 架 空 线 或 电 力 电 缆引 入 ， 自 备 电 源 有 柴 油 发 电 机 、 蓄 电 池 逆 变 电 源 系 统 等 。 二 、

6、供 电 电 压 、 用 电 电 压 及 相 互 关 系供 电 企 业 向 电 力 用 户 提 供 的 电 源 的 标 称 电 压 ， 称 为 供 电 电 压 。 供电 电 压 量 值 主 要 与 系 统 规 模 有 关 ， 这 里 的 系 统 规 模 含 有 负 荷 量 值 与 分 布 区 域 两重 含 义 。 一 般 来 说 ， 系 统 规 模 越 大 ， 供 电 电 压 越 高 。 常 用 的 供 电 电 压 有 10kV和 380/220V。 另 外 ， 6kV、 35kV、 110kV 电 压 也 有 所 采 用 。用 电 设 备 的 额 定 电 压 ， 称 为 用 电 电 压 。供

7、电 电 压 通 常 高 于 或 等 于 用 电 电 压 ， 供 配 电 系 统 的 电 压 层 次 中 ， 必 须 包 含与 用 电 电 压 相 对 应 的 电 压 等 级 。2.1.2 三 种 不 同 电 压 层 次 的 供 配 电 系 统当 供 电 电 压 高 于 用 电 电 压 时 ， 因 供 配 电 系 统 必 须 具 有 与 用 电 电 压 相 对 应 的电 压 等 级 ， 因 此 需 要 进 行 电 压 等 级 变 换 ； 而 当 供 电 电 压 等 于 用 电 电 压 时 ， 不 需要 进 行 电 压 等 级 变 换 。 根 据 供 电 电 压 与 用 电 电 压 的 差 异 ，

8、 以 及 负 荷 的 规 模 等 因素 ， 产 生 了 供 配 电 系 统 不 同 的 电 压 层 次 结 构 。一 、 二 次 降 压 的 供 配 电 系 统对 于 一 些 大 型 工 业 企 业 或 特 大 型 建 筑 群 ， 一 般 采 用 二 次 降 压 的 供 配 电 系 统 。二 次 降 压 供 配 电 系 统 供 电 电 压 一 般 为 110kV（ 老 系 统 多 为 35kV） ， 经总 降 压 变 电 所 降 为 10kV（ 老 系 统 多 为 6kV） 后 送 至 各 次 级 变 配 电 所 ，再 由 各 次 级 变 配 电 所 降 为 380/220V 向 低 压 用

9、电 设 备 配 电 ， 次 级 变 配 电 所也 直 接 向 10kV 用 电 设 备 配 电 。 这 种 系 统 中 ， 供 电 电 压 经 过 了 两 次 电 压 等 级 变 换 ， 因 此 叫 做 二 次 降 压 的 供配 电 系 统 。二 、 一 次 降 压 的 供 配 电 系 统对 中 型 企 业 、 单 体 高 层 建 筑 或 一 般 规 模 的 建 筑 小 区 ， 大 多 采 用 一 次 降 压 的供 配 电 系 统 。 这 种 系 统 供 电 电 压 一 般 为 10kV， 经 变 配 电 所 降 为380/220V 后 向 低 压 用 电 设 备 供 电 。一 次 降 压 的

10、 供 配 电 系 统 并 不 一 定 只 有 一 个 变 配 电 所 ， 如 高 层 住 宅 小 区 常 设置 一 个 10kV 公 用 变 配 电 所 ， 它 除 了 接 受 电 力 系 统 电 能 、 将 电 压 降 为380/220V 向 小 区 公 用 设 施 配 电 外 ， 还 将 10kV 电 能 分 配 至 各 建 筑 组 团 ，再 由 各 建 筑 组 团 的 专 用 变 配 电 所 将 电 压 降 为 380/220V， 供 住 户 使 用 。三 、 低 压 直 供 的 供 配 电 系 统这 种 系 统 主 要 对 商 业 店 面 、 小 型 工 厂 或 作 坊 、 零 散 住

11、 户 供 电 ， 供 电 电 压 为380/220V， 无 变 电 环 节 。出 于 安 全 上 的 原 因 ， 有 的 供 配 电 系 统 中 还 使 用 220V 以 下 的 电 压 ，其 中 主 要 为 50V 以 下 的 电 压 ， 称 为 特 低 电 压 （ ELV） 。 特 低 电 压 的 应 用属 于 用 电 技 术 的 范 畴 ， 可 参 阅 电 气 安 全 的 相 关 书 籍 。2.2.1 主 结 线 所 要 表 达 的 信 息一 、 问 题 的 由 来变 配 电 所 是 供 配 电 系 统 的 重 要 设 施 ， 它 除 了 具 有 变 换 电 压 等 级 、 接 受 与

12、分配 电 能 的 功 能 以 外 ， 还 承 担 着 对 系 统 的 运 行 状 态 进 行 监 视 与 控 制 等 任 务 ， 在 供配 电 系 统 中 起 着 枢 纽 的 作 用 。 变 配 电 所 的 电 气 系 统 分 为 一 次 与 二 次 系 统 两 部 分 ，电 气 主 结 线 主 要 表 达 的 是 一 次 系 统 的 结 构 特 征 。从 负 荷 的 角 度 看 ， 变 配 电 所 是 一 个 处 于 电 源 地 位 的 供 电 设 施 ， 但 这 个 电 源自 身 并 不 生 产 电 能 ， 而 是 接 受 电 力 系 统 的 电 能 ， 并 转 供 给 负 荷 。 因 此

13、 ， 变 配 电所 除 了 变 换 电 压 等 级 外 ， 还 承 担 了 接 受 电 能 （ 简 称 受 电 ） 与 供 给 电 能 （ 简 称 馈电 ） 的 双 重 任 务 。 针 对 不 同 的 电 源 与 负 荷 情 况 ， 以 及 系 统 对 可 靠 性 、 经 济 性 、运 行 灵 活 性 等 的 不 同 要 求 ， 变 配 电 所 应 具 有 不 同 的 电 气 结 构 来 与 之 相 适 应 ， 这就 是 变 配 电 所 电 气 主 结 线 问 题 的 由 来 。二 、 变 配 电 所 电 气 主 结 线 的 含 义简 单 地 说 ， 反 映 变 配 电 所 受 、 馈 电 方

14、 式 的 一 次 系 统 电 气 连 接 ， 就 是 变 配 电所 的 电 气 主 结 线 ， 它 主 要 包 括 拓 扑 结 构 和 设 备 设 置 两 方 面 内 容 。所 谓 拓 扑 结 构 ， 是 指 如 何 构 建 受 、 馈 电 的 通 道 ； 而 设 备 设 置 ， 则 是 指 需 要在 这 些 通 道 上 装 设 什 么 电 气 设 备 ， 才 能 满 足 运 行 控 制 、 检 修 维 护 等 的 要 求 。2.2.2 主 结 线 常 用 设 备 简 介此 处 主 要 了 解 一 次 系 统 常 用 的 设 备 名 称 、 图 形 符 号 、 文 字 符 号 及 主 要 功

15、能 ，这 些 设 备 的 性 能 及 其 他 详 细 情 况 将 在 第 7 章 中 介 绍 。 当 我 们 将 这 些 设 备看 成 是 电 力 网 络 的 一 个 组 成 部 分 时 ， 又 可 将 这 些 设 备 称 为 网 络 元 件 。一 、 母 线母 线 一 般 由 矩 形 截 面 的 铜 排 或 铝 排 构 成 ， 电 气 上 相 当 于 一 个 节 点（ node） ， 但 有 充 分 的 长 度 提 供 足 够 的 接 线 位 置 ， 是 受 、 馈 电 转 换 的 枢 纽 。母 线 符 号 如 图 2.2.2-1 所 示 。二 、 断 路 器断 路 器 是 一 种 开 关

16、电 路 的 电 器 ， 有 很 强 的 灭 弧 能 力 ， 除 了 能 投 、 切 正 常 负荷 电 流 外 ， 还 能 开 断 量 值 很 大 的 短 路 电 流 。 因 为 主 触 头 位 于 灭 弧 装 置 内 ， 不 能直 接 观 察 到 其 通 、 断 状 态 ， 因 此 检 修 时 不 能 以 已 操 作 开 断 断 路 器 来 确 认 断 电 。断 路 器 中 可 装 设 若 干 对 与 主 触 头 状 态 一 一 对 应 的 辅 助 触 点 ， 供 控 制 、 保 护 等 使用 。 断 路 器 符 号 如 图 2.2.2-2 所 示 。三 、 隔 离 开 关隔 离 开 关 是

17、一 种 隔 离 电 路 带 电 与 非 带 电 部 分 的 电 器 ， 断 开 时 有 明 显 可 见 的断 开 点 ， 足 以 确 保 证 检 修 安 全 。 隔 离 开 关 没 有 专 门 的 灭 弧 装 置 ， 除 投 、 切 很 小的 电 流 外 ， 不 能 投 、 切 负 荷 电 流 ， 更 不 能 断 开 短 路 电 流 。 隔 离 开 关 符 号 如 图2.2.2-3 所 示 。四 、 负 荷 开 关负 荷 开 关 也 是 一 种 开 关 电 路 的 电 器 ， 但 灭 弧 能 力 不 及 断 路 器 ， 只 能 投 、 切正 常 负 荷 电 流 和 一 定 程 度 的 过 负

18、荷 电 流 ， 不 能 开 断 短 路 电 流 。 因 为 灭 弧 装 置 相对 简 单 ， 负 荷 开 关 在 断 开 状 态 时 一 般 有 明 显 可 见 的 断 开 点 ， 只 要 断 开 点 间 距 等条 件 符 合 隔 离 要 求 ， 就 可 具 有 隔 离 开 关 的 功 能 ， 这 种 负 荷 开 关 又 称 为 负 荷 隔 离开 关 。 负 荷 开 关 符 号 如 图 2.2.2-4 所 示 。五 、 熔 断 器熔 断 器 是 一 种 过 电 流 保 护 电 器 ， 用 于 自 动 切 断 电 流 超 过 正 常 值 的 电 路 ， 切断 电 路 的 时 间 与 电 流 大

19、小 呈 反 相 关 性 ， 切 断 电 路 后 不 能 自 行 恢 复 ， 必 须 更 换 熔体 。 熔 断 器 一 般 具 有 很 强 的 灭 弧 能 力 ， 可 开 断 短 路 电 流 。 熔 断 器 符 号 如 图2.2.2-5 所 示 。六 、 电 流 （ 电 压 ） 互 感 器电 流 （ 电 压 ） 互 感 器 是 一 种 测 量 电 器 ， 将 一 次 系 统 的 大 电 流 （ 高 电 压 ） 转换 成 标 准 的 小 电 流 （ 低 电 压 ） ， 供 二 次 系 统 使 用 ， 并 在 电 气 上 隔 离 一 、 二 次 系统 。 电 流 互 感 器 符 号 如 图 2.2.

20、2-6 所 示 ， 电 压 互 感 器 符 号 如 图 2.2.2-7所 示 。七 、 避 雷 器避 雷 器 是 一 种 过 电 压 保 护 电 器 ， 在 供 配 电 系 统 中 用 于 防 止 雷 电 过 电 压 对 系统 的 危 害 。 避 雷 器 符 号 如 图 2.2.2-8 所 示 。2.2.3 构 成 主 结 线 的 基 本 要 素主 结 线 的 形 式 虽 然 繁 多 ， 但 深 入 分 析 发 现 ， 各 种 主 结 线 实 际 上 是 通 过 一 些简 单 的 要 素 构 成 的 ， 掌 握 了 这 些 要 素 ， 就 可 以 化 繁 为 简 、 化 难 为 易 。一 、

21、要 素 的 一 般 性 解 释（ 1） 构 成 事 物 必 不 可 少 的 条 件 。 如 ： 时 间 、 地 点 、 人 物 、 事 件 是 叙 述 文的 四 大 要 素 。（ 2） 构 成 事 物 的 基 本 单 元 。 具 有 层 次 性 ， 一 要 素 相 对 它 所 在 的 系 统 是 要素 ， 相 对 于 组 成 它 的 要 素 则 是 系 统 。（ 3） 构 成 事 物 的 基 本 方 法 。 也 具 有 层 次 性 ， 一 般 指 具 有 普 遍 意 义 的 方 法 。此 处 所 谓 的 要 素 ， 主 要 指 上 述 第 （ 3） 种 情 况 。二 、 要 素 1受 电 与

22、馈 电 的 转 换主 结 线 的 最 基 本 功 能 就 是 将 一 路 电 源 进 线 转 换 成 多 路 馈 出 线 ， 这 一 转 换 一般 是 通 过 母 线 实 现 的 ， 如 图 2.2.3-1 所 示 。三 、 要 素 2配 电 电 器 组 合开 关 电 器 是 对 电 路 进 行 控 制 的 配 电 设 备 ， 是 主 结 线 中 最 重 要 的 设 备 之 一 。开 关 电 器 的 设 置 ， 既 要 考 虑 到 负 荷 投 切 、 故 障 开 断 等 运 行 问 题 ， 又 要 考 虑 到 检修 维 护 的 安 全 问 题 ， 因 此 常 采 用 以 下 两 种 组 合 方

23、 式 。1、 隔 离 开 关 断 路 器 组 合该 组 合 如 图 2.2.3-2（ a） 所 示 ， 其 目 的 是 用 断 路 器 投 、 切 正 常 的 负 荷 电流 ， 并 开 断 短 路 故 障 电 流 ， 满 足 运 行 要 求 ； 检 修 时 通 过 隔 离 开 关 将 被 检 修 部 分与 电 源 隔 离 ， 保 证 检 修 安 全 。 隔 离 开 关 应 设 置 在 断 路 器 的 电 源 侧 ， 若 断 路 器 两侧 都 有 送 电 的 可 能 ， 则 两 侧 都 应 设 置 隔 离 开 关 。这 种 组 合 的 操 作 顺 序 为 ： 断 开 电 路 时 ， 先 断 开

24、断 路 器 ， 再 断 开 隔 离 开 关 ；闭 合 电 路 时 ， 先 闭 合 隔 离 开 关 ， 再 闭 合 断 路 器 。 这 种 操 作 顺 序 就 是 要 避 免 隔 离开 关 投 、 切 负 荷 电 流 ， 必 须 严 格 遵 守 ， 否 则 可 能 会 烧 坏 隔 离 开 关 ， 或 发 生 电 弧短 路 等 严 重 事 故 。现 在 的 中 压 系 统 广 泛 使 用 移 开 式 开 关 柜 ， 断 路 器 装 在 小 车 上 ， 两 端 有 插 接头 ， 开 关 柜 中 有 与 插 接 头 对 应 的 固 定 式 插 接 座 。 检 修 断 路 器 时 必 须 将 小 车 拉

25、 出柜 体 ， 这 时 插 接 头 和 插 接 座 之 间 脱 离 了 电 接 触 ， 整 个 小 车 明 显 脱 离 电 路 ， 柜 体中 两 组 固 定 式 插 接 座 之 间 肯 定 断 开 。 在 这 种 情 况 下 ， 因 插 接 头 和 插 接 座 已 具 有了 隔 离 电 源 的 功 能 ， 就 不 用 再 设 置 隔 离 开 关 ， 如 图 2.2.3-2（ b） 所 示 。开 关 柜 还 具 有 闭 锁 功 能 ， 在 断 路 器 未 开 断 的 情 况 下 ， 小 车 不 可 能 被 拉 出 ， 可 杜绝 带 负 荷 断 开 插 头 插 座 的 误 操 作 。2、 负 荷

26、开 关 熔 断 器 组 合该 组 合 通 常 选 用 带 隔 离 功 能 的 负 荷 开 关 ， 其 目 的 是 用 负 荷 开 关 投 、 切 正 常负 荷 电 流 ， 并 在 检 修 时 隔 离 电 源 ； 发 生 短 路 时 ， 由 熔 断 器 开 断 短 路 电 流 ， 如图 2.2.3-2（ c） 所 示 。 为 了 避 免 系 统 缺 相 运 行 ， 一 般 要 求 只 要 有 一 相 熔 断 器熔 断 ， 就 必 须 联 动 断 开 负 荷 开 关 。四 、 要 素 3设 置 备 用对 主 结 线 中 的 设 备 设 置 备 用 ， 主 要 是 为 了 提 高 系 统 可 靠 性

27、 和 增 强 系 统 灵 活性 。 设 置 备 用 是 一 种 普 遍 的 工 程 技 术 ， 属 于 冗 余 设 计 的 范 畴 ， 应 兼 顾 可 靠 性 、灵 活 性 和 经 济 性 ， 并 避 免 复 杂 的 切 换 操 作 。就 变 配 电 所 电 气 主 结 线 而 言 ， 电 源 进 线 、 断 路 器 和 母 线 都 可 以 设 置 备 用 ，隔 离 开 关 故 障 率 较 低 ， 一 般 不 设 置 备 用 。 可 以 说 ， 大 多 数 主 结 线 都 是 在 图2.2.3-1 所 示 网 络 拓 扑 的 基 础 上 ， 通 过 配 置 电 器 组 合 并 设 置 备 用

28、演 变 而 来 的 。2.2.4 常 用 主 结 线一 、 单 母 线 与 单 母 线 分 段 结 线1、 单 母 线 结 线（ 1） 单 电 源 单 母 线 。 最 简 单 的 单 母 线 结 线 见 图 2.2.4-1， 这 种 主 结线 将 一 路 电 源 进 线 转 换 为 若 干 路 馈 出 线 ， 实 现 了 电 能 分 配 的 功 能 。 图 中 QF0 称为 受 电 断 路 器 或 电 源 进 线 断 路 器 ， QF1 QF3 称 为 馈 线 或 出 线 断 路 器 。 当馈 电 线 路 只 有 一 路 时 ， 也 可 以 不 采 用 母 线 ， 称 为 无 母 线 结 线

29、， 这 时 可 根 据 情 况将 受 、 馈 电 断 路 器 合 并 。实 际 上 ， 该 结 线 正 是 由 受 馈 电 转 换 （ 图 2.2.3-1） 和 开 关 电 器 组 合（ 图 2.2.3-2） 两 个 要 素 组 合 而 成 的 。（ 2） 双 电 源 单 母 线 。 单 母 线 结 线 还 可 以 有 两 路 电 源 进 线 的 形 式 ， 如 图2.2.4-2 所 示 ， 这 种 结 线 实 际 上 是 对 电 源 进 线 实 施 了 备 用 。 一 般 情 况 下 ， 一 路电 源 （ 如 #1 电 源 ） 为 工 作 电 源 ， 其 容 量 足 以 负 担 所 有 负

30、荷 ； 另 一 路 电 源 （ 如#2 电 源 ） 为 备 用 电 源 ， 其 容 量 可 以 与 工 作 电 源 相 同 ， 也 可 以 只 负 担 一 级 或 一 、二 级 负 荷 。 这 种 结 线 在 母 线 故 障 时 还 是 会 导 致 负 荷 全 部 停 电 。在 运 行 中 ， 应 特 别 谨 慎 处 理 两 路 电 源 进 线 的 关 系 。 若 不 能 确 保 两 路 电 源 电压 在 量 值 和 相 位 上 相 同 ， 则 一 定 不 能 将 两 路 电 源 进 线 同 时 投 入 到 母 线 上 ， 否 则将 出 现 类 似 短 路 的 情 况 。 图 2.2.4-3

31、就 是 两 路 电 源 电 压 大 小 相 等 、 相 序 一致 但 相 位 不 同 的 情 况 ， 这 时 两 个 电 源 间 会 产 生 一 个 电 压 差 ， 其 量 值 与 相 位 差 值大 小 有 关 。 这 个 电 压 差 作 用 于 很 小 的 母 线 阻 抗 上 ， 可 能 产 生 远 高 于 正 常 负 荷 电流 值 的 过 电 流 ， 这 一 过 电 流 或 者 烧 坏 线 路 ， 或 者 使 保 护 动 作 ， 造 成 停 电 。为 了 避 免 将 两 路 电 源 同 时 投 入 到 母 线 上 ， 需 要 对 两 路 电 源 进 线 断 路 器QF01、 QF02 进

32、行 互 锁 ， 即 两 台 断 路 器 在 任 何 时 候 都 不 能 同 时 闭 合 ， 这 意 味着 即 使 #1 电 源 已 停 电 ， 也 一 定 要 在 QF01 已 经 断 开 的 情 况 下 ， 才 能 闭 合QF02， 否 则 ， 若 #1 电 源 又 突 然 来 电 ， 就 会 出 现 两 路 电 源 同 时 投 在 母 线 上 的情 况 。 这 种 闭 锁 关 系 应 通 过 技 术 手 段 （ 而 非 仅 用 管 理 手 段 ） 实 施 ， 这 样 可 以 避免 人 为 差 错 所 造 成 的 事 故 。备 用 电 源 可 以 手 动 投 入 ， 也 可 以 自 动 投

33、入 ， 这 取 决 于 所 允 许 的 停 电 时 间 。2、 单 母 线 分 段 结 线图 2.2.4-4 为 单 母 线 分 段 的 主 结 线 。 将 图 2.2.4-3 所 示 双 电 源 单 母 线结 线 中 的 母 线 用 断 路 器 QF 分 成 两 段 ， 便 成 了 单 母 线 分 段 结 线 ， QF 因此 被 称 为 分 段 断 路 器 。 单 母 线 分 段 结 线 也 可 以 看 成 是 两 个 独 立 的 单 电 源 单 母 线结 线 通 过 QF 联 结 而 成 的 ， 因 此 QF 又 可 称 为 联 络 断 路 器 。 单 母 线 分 段 结线 的 运 行 方

34、 式 主 要 有 以 下 两 种 。（ 1） 两 路 电 源 同 时 工 作 、 互 为 备 用 。 正 常 工 作 时 QF 断 开 ， #1 和#2 电 源 分 别 通 过 I、 II 段 母 线 向 各 自 的 负 荷 供 电 。 当 其 中 一 路 电 源 （ 如 #1 电源 ， 称 为 故 障 电 源 ） 停 电 时 ， 断 开 QF01， 闭 合 QF， 由 另 一 路 电 源 （ 如#2 电 源 ， 称 为 正 常 电 源 ） 向 两 段 母 线 上 的 负 荷 供 电 。 应 注 意 正 常 电 源 的 供 电 容量 问 题 ， 若 其 容 量 不 足 以 供 给 两 段 母

35、线 上 的 所 有 负 荷 ， 则 应 在 闭 合QF 前 先 切 除 一 些 不 重 要 的 负 荷 ， 以 保 证 重 要 负 荷 的 供 电 连 续 性 。（ 2） 两 路 电 源 一 路 工 作 、 一 路 备 用 。 设 #1 为 工 作 电 源 ， #2 为 备 用电 源 。 正 常 工 作 时 QF01 和 QF 闭 合 ， QF02 断 开 ， 由 工 作 电 源 向 所 有 负荷 供 电 ； 当 #1 电 源 停 电 时 ， 由 #2 电 源 向 所 有 负 荷 或 重 要 负 荷 供 电 。与 双 电 源 单 母 线 结 线 相 比 ， 单 母 线 分 段 结 线 当 发

36、生 一 段 母 线 故 障 时 ， 仍 可由 另 一 段 母 线 向 一 部 分 负 荷 供 电 ， 提 高 了 供 电 可 靠 性 ， 但 多 用 了 一 台 分 段 断 路器 和 与 之 配 套 的 隔 离 开 关 。单 母 线 分 段 结 线 也 存 在 着 两 个 电 源 的 关 系 问 题 。 若 两 个 电 源 不 满 足 并 列 运行 要 求 ， 则 QF01、 QF02 和 QF 三 台 断 路 器 在 任 何 时 候 都 最 多 只 能 有 两 台同 时 闭 合 。 备 用 电 源 的 投 入 也 是 既 可 手 动 ， 也 可 自 动 。二 、 双 母 线 结 线这 是 一

37、 种 对 母 线 设 置 备 用 的 主 结 线 形 式 ， 如 图 2.2.4-5 所 示 。 通 过有 选 择 性 地 闭 合 QS01 或 QS02， 可 以 确 定 由 哪 一 段 母 线 来 受 电 ， 馈 线 也 可通 过 隔 离 开 关 来 选 择 所 要 联 结 的 母 线 。 采 用 这 种 结 线 方 式 时 ， 若 一 段 母 线 发 生故 障 ， 可 由 另 一 段 母 线 承 担 其 所 有 任 务 。三 、 旁 路 母 线 的 应 用在 正 常 通 路 旁 再 加 设 一 个 通 路 ， 称 为 旁 路 （ By-pass） 。 图 2.2.4-6（ a） 是 一

38、个 对 馈 出 线 断 路 器 加 设 旁 路 的 例 子 ， 当 正 常 断 路 器 故 障 或 检 修 时 ，可 由 旁 路 断 路 器 替 代 其 工 作 ， 这 实 际 上 就 是 为 每 个 正 常 断 路 器 都 设 置 了 一 个 备用 。 这 种 做 法 提 高 了 结 线 的 可 靠 性 ， 但 断 路 器 数 量 增 加 太 多 。考 虑 到 两 台 及 以 上 断 路 器 同 时 故 障 的 概 率 极 低 ， 能 否 给 所 有 馈 出 线 断 路 器设 置 一 个 公 共 的 备 用 断 路 器 呢 ？ 图 2.2.4-6（ b） 就 是 实 现 这 种 想 法 的

39、一个 例 子 。 图 中 ， 若 QF10（ 称 为 旁 路 断 路 器 ） 及 其 两 侧 的 隔 离 开 关 闭 合 ， 则旁 路 母 线 带 电 ， 每 一 出 线 回 路 均 可 通 过 旁 路 隔 离 开 关（ QS110、 QS120、 QS130） 从 旁 路 母 线 上 取 得 电 能 。以 #2 馈 出 线 为 例 ， 检 修 QF12 时 ， 断 开 QF12 和 QS121、 QS122，使 QF12 退 出 运 行 并 隔 离 电 源 ， 然 后 闭 合 QS101、 QS102 和 QS120，再 闭 合 旁 路 断 路 器 QF10， 则 出 线 2 仍 可 继 续

40、 供 电 ， 此 时 QF10 取 代 了QF12 的 地 位 ， 成 为 #2 馈 出 线 的 馈 线 断 路 器 。 由 于 旁 路 母 线 的 存 在 ， 使 得 任何 一 个 出 线 回 路 都 可 以 利 用 旁 路 断 路 器 作 为 其 馈 电 断 路 器 ， QF10 于 是成 为 了 各 馈 出 线 断 路 器 的 公 共 备 用 断 路 器 。 从 广 义 的 冗 余 设 计 技 术 来 看 ， 这 种做 法 属 于 （ n+1） 备 用 ， 而 图 2.2.4-6（ a） 属 于 2n 备 用 。四 、 无 母 线 简 化 结 线当 馈 线 只 有 一 路 时 ， 可 采

41、 用 无 母 线 的 主 结 线 方 式 ， 最 常 见 的 无 母 线 结 线 有单 元 式 结 线 和 桥 形 结 线 。1、 单 元 式 结 线单 元 式 结 线 是 单 母 线 结 线 的 简 化 。 当 单 母 线 结 线 中 只 有 一 路 馈 出 线 时 ， 可取 消 母 线 ， 并 将 电 源 进 线 断 路 器 和 馈 出 线 断 路 器 合 并 为 一 台 断 路 器 。 工 程 中 最常 用 的 单 元 式 结 线 是 线 路 变 压 器 组 结 线 ， 如 图 2.2.4-7 所 示 。2、 桥 型 结 线桥 形 结 线 是 单 母 线 分 段 结 线 的 一 种 简

42、化 。（ 1） 全 桥 结 线 。 当 单 母 线 分 段 结 线 中 每 段 母 线 上 的 馈 出 线 只 有 一 路 时 ，可 取 消 母 线 ， 如 图 2.2.4-8 所 示 ， 这 种 桥 形 结 线 称 为 全 桥 。工 程 上 一 般 不 采 用 全 桥 结 线 。 正 常 运 行 时 ， 全 桥 结 线 中 每 一 路 电 源 进 线 只对 应 一 路 馈 出 线 ， 在 这 种 情 况 下 ， 就 没 必 要 一 定 要 在 进 、 出 线 上 分 别 设 置 进 线和 馈 线 断 路 器 ， 因 此 考 虑 每 路 可 取 消 一 台 断 路 器 ， 这 就 形 成 了

43、所 谓 的 外 桥 和 内桥 两 种 简 化 结 线 。（ 2） 外 桥 结 线 。 若 将 全 桥 结 线 中 的 电 源 进 线 断 路 器 取 消 ， 如 图2.2.4-9 所 示 ， 则 成 为 所 谓 的 “外 桥 ”结 线 。（ 3） 内 桥 结 线 。 若 将 全 桥 结 线 中 的 馈 线 断 路 器 取 消 ， 如 图 2.2.4-10 所 示 ， 则 成 为 所 谓 的 “内 桥 ”结 线 。（ 4） 内 桥 结 线 与 外 桥 结 线 的 比 较 。 所 谓 “内 ”、 “外 ”， 是 指 桥 接 断路 器 是 位 于 变 电 站 侧 （ 即 负 荷 侧 ） 还 是 位

44、于 线 路 进 线 侧 （ 即 电 源 侧 ） 。 对 于 发电 厂 的 升 压 变 电 站 来 说 ， 虽 然 变 电 站 成 了 电 源 侧 ， 线 路 进 线 为 负 荷 侧 ， 但 以 变电 站 作 为 基 点 命 名 “内 ”、 “外 ”同 样 成 立 。外 桥 和 内 桥 结 线 的 优 、 缺 点 见 表 2.2.4。表 2.2.4 桥 形 结 线 的 特 点 及 适 用 范 围内桥结线 外桥结线 优点 （1）断路器数量少，四个回路只需要三台断路器，占地少。（2）检修电源进线断路器时，变压器可不中断工作。（1）断路器数量少，四个回路只需要三台断路器，占地少。（2）检修变压器侧断路

45、器时，电源进线可不中断工作。缺点 （1）变压器的投、切较复杂，需动作两台断路器，并有一回电源进线暂时停运。（2）检修电源进线断路器时，只有一路电源工作。（1）线路的投、切较复杂，需动作两台断路器，并有一台变压器暂时停运。（2）检修变压器侧断路器时，只有一台变压器工作。适用范围 电源进线较长、故障率高，负荷平稳、不需要经常切换变压器的小容量变电所，对一、二级负荷供电。电源进线故障率低，负荷波动大、需要经常切换变压器的小容量变电所，或有穿越功率的小容量变电所，对一、二级负荷供电。2.3.1 网 络 结 线 所 要 表 达 的 信 息一 、 问 题 的 由 来从 空 间 分 布 的 角 度 来 看

46、供 配 电 系 统 ， 作 为 电 源 的 变 配 电 所 、 自 备 发 电 站 等总 是 集 中 在 一 个 或 少 数 几 个 点 ， 而 负 荷 一 般 总 是 散 布 在 不 同 的 地 点 。 负 荷 的 位置 是 由 其 工 作 任 务 决 定 的 ， 不 可 能 为 了 配 电 的 方 便 而 随 意 改 变 负 荷 的 位 置 。因 此 ， 如 何 将 集 中 的 电 能 配 送 给 到 各 给 定 位 置 处 的 负 荷 ， 就 形 成 了 配 电 方式 问 题 。二 、 供 配 电 系 统 网 络 结 线 的 含 义工 程 上 ， 电 源 与 负 荷 之 间 是 靠 电

47、力 线 路 及 相 应 的 配 电 设 备 进 行 电 气 联 系 的 ，配 电 方 式 问 题 实 际 上 就 是 一 个 网 络 结 线 问 题 ， 在 这 个 网 络 中 ， 电 源 与 负 荷 为 网络 的 结 点 ， 电 力 线 路 为 网 络 的 边 ， 网 络 拓 扑 构 成 了 配 电 方 式 。网 络 结 线 的 基 本 要 求 为 ： 任 一 个 负 荷 与 电 源 之 间 都 至 少 有 一 个 由 电 力 线 缆所 构 成 的 通 道 。三 、 供 配 电 系 统 网 络 结 线 与 变 配 电 所 电 气 主 结 线 的 区 别变 配 电 所 电 气 主 结 线 涉

48、及 的 范 围 局 限 于 变 配 电 所 内 部 ， 表 明 变 配 电 所 进 、出 线 之 间 的 电 气 结 构 ； 供 配 电 系 统 网 络 结 线 的 范 围 从 变 配 电 所 馈 出 线 开 始 ， 到负 荷 为 止 ， 表 明 的 是 变 配 电 所 与 负 荷 之 间 的 电 气 结 构 ， 在 这 个 结 构 中 ， 变 配 电所 是 被 作 为 一 个 整 体 来 看 待 的 。2.3.2 典 型 网 络 结 线 方 式一 、 放 射 式 配 电图 2.3.2-1（ a） 为 放 射 式 配 电 的 网 络 拓 扑 ， 图 2.3.2-1（ b） 为 相 应的 电 气

49、 结 线 示 例 。 这 种 配 电 方 式 的 特 点 为 ： 一 回 线 路 只 服 务 于 一 个 负 荷 。 放 射式 配 电 的 优 缺 点 如 下 。1、 优 点（ 1） 配 电 回 路 故 障 只 影 响 单 一 负 荷 ， 可 靠 性 较 高 。（ 2） 控 制 方 便 。（ 3） 负 荷 间 的 相 互 影 响 小 ， 电 能 质 量 较 高 。（ 4） 保 护 和 自 动 化 易 于 实 现 。2、 缺 点（ 1） 需 要 的 回 路 数 多 ， 配 电 设 备 投 资 大 ， 占 用 空 间 大 。（ 2） 有 色 金 属 消 耗 量 较 大 。基 于 以 上 优 缺 点 ， 放 射 式 配 电 多 用 于 向 重 要 负 荷 配 电 ， 或 向 单 台 功 率 较 大的 设 备 配 电 。二 、 树 干 式 配 电图 2.3.2-2（ a） 、 （ b） 分 别 为 树 干 式 配 电 的 网 络 拓 扑 和 电 气 结 线 示 例 。这 种 配 电 方 式 的 特 点 为 ： 一 回 线 路 顺 次 向 若 干 负 荷 配 电 ， 其 优 、 缺 点 与 放 射 式配 电 正 好 相 反 ， 适 用 于 向 不 重 要 的 负 荷 或 小 功 率 用 电 设 备 配 电 。树 干