配电装置基础讲解.ppt
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1、华中科技大学电气学院第十章第十章 配电装置配电装置 配电装置是根据电气主接线的要求,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,用于接受和分配电能的装置,它是发电厂和变电所重要的组成部份。按电器设备装设地点不同,可分为屋内和屋外配电装置。按其组装方式,分为装配式和成套式。电气设备在现场组装的称为装配式配电装置;在制造厂预先将开关电器、互感器等安装成套,然后运至安装地点,这样的配电装置称为成套配电装置。华中科技大学电气学院安全净距安全净距:对于敞露在空气中的配电装置,最基本的是确定带电部分与接地部分之间(A1)和不同相带电部分之间(A2)的空间最小安全净距,即所谓A、B、C、D、E
2、值,其含义见图101。在这一距离下,无论是在正常最高工作电压还是在出现内、外过电压时,都不致使空气间隙击穿。A值可根据交流电气装置的过电压保护和绝缘配合(DLT 6201997)确定。一般来说,影响A值的因素:35220kV电压级的配电装置,大气过电压起主要作用;330kV及以上电压级的配电装置,内过电压起主要作用。采用残压较低的避雷器时,A1和A2值可减小。华中科技大学电气学院在设计配电装置确定带电导体之间和导体对接地构架的距离时,还要考虑减少相间短路的可能性及减少电动力。例如:软绞线在短路电动力、风摆、温度等因素作用下,使相间及对地距离的减小;隔离开关开断允许电流时,不致发生相间和接地故障
3、;减少大电流导体附近的铁磁物质的发热。对于1lOkV以上电压级的配电装置,还要考虑减少电晕损失、带电检修等因素。华中科技大学电气学院华中科技大学电气学院华中科技大学电气学院符号适 用 范 围额定电压(kV)361015203560110J110220JA11.带电部分至接地部分之间2.网状和板状遮栏向上延伸距地2.3m处与遮栏上方带电部分之间75 1001251501803005508509501800A21.不同相的带电部分之间2.断路器和隔离开关的断口两侧带电部分之间75100125150180300550900100020001.带电部分至栅状遮栏825850 8759009301050
4、13001600170025502.带电部分至网状遮栏17520022525028040065095010501900无遮栏裸导体至地(楼)板2375240024252450248026002850315032504100不同时停电检修的无遮栏导体间水平净距1875190019251950198021002350265027503600E屋内架空出线套管至屋外地面4000400040004000400040004500500050005500屋内配电装置的安全净距(mm)华中科技大学电气学院在发电厂和变电所中,一、屋内配电装置按其布置的型式,一般可分为三层式,二层和单层式。二、屋外配电装置类型
5、屋外配电装置对具有汇流母线的接线形式,根据电器和母线布置的高度,可分为中型,半高型和高型。中型布置的配电装置,是把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,以便工作人员能在地面安全地活动。而母线所在的水平面,稍高于电器所在的水平面,这种布置是我国屋外配电装置普遍采用的一种方式。华中科技大学电气学院高型和半高型布置的配电装置,其母线和电器分别装在几个不同高度的水平面上,并重叠布置。凡是将一组母线与另一组母线重叠布置的,称为高型配电装置。如果仅将母线与断路器、电流互感器等重叠布置,则称为半高型配电装置。由于高型与半高型配电装置可大量节省占地面积,因此,近年来110kV和220kV配电装
6、置高型和半高型布置得到广泛的应用,但亦因其检修和维护比较麻烦而并不受到运行维护人员的欢迎。华中科技大学电气学院三、超高压配电装置特殊问题 超高压配电装置系指330kV及以上电压的配电装置。超高压配电装置与高压配电装置相比,由于设备高大、笨重,因而没有半高型及高型布置,常采用各种中型布置。超高压配电装置,由于其电压高、设备容量大,与220kV及以下电压级的配电装置比,有以下几个特点。1内过电压在绝缘配合中起决定作用 220kV及以下电网的绝缘配合主要由大气过电压决定,大气过电压可以采用避雷器限制。而超高压电网的内过电压(包括工频过电压及操作过电压)很高,设备的绝缘水平和配电装置的空气间隙主要由内
7、过电压决定,因此要采取措施限制操作过电压不超过规定水平(330kV系统不超过最高工作电压的275倍,500kV系统不超过最高工作电压的2023倍)。华中科技大学电气学院2必须考虑静电感应对人体危害的防护措施 在高压输电线路下或配电装置的母线下和电气设备附近有对地绝缘的导电物体或人时,由于电容耦合而产生感应电压。当人站在地上而与地绝缘不好时,就会有感应电流流过,如感应电流较大,人就有麻电感觉。我国220kV及以下电压级的高压配电装置的最小安全净距都是按绝缘配合的要求决定的。但从运行经验来看,自220kV电压级开始,静电感应的影响逐步增大,例如当汽车进入220kV配电装置区时,人碰汽车有麻电感觉等
8、。因此,在设计330kV及以上超高压配电装置时,除了要满足绝缘配合的要求外,还应作静电感应的测定及考虑防护措施。华中科技大学电气学院限制配电装置的静电感应可以采取两方面措施:(1)人体的防护措施。如在登高检修时,在感应电压较高的部位,可以考虑穿导电鞋及屏蔽服,以防止检修人员受到静电感应的影响而引起事故;在检修设备时,可考虑设置活动的金属网将高场强处隔开;在变电所内应划定安全的巡视及检修攀登路径;亦可参考国外办法,规定各种电场强度下允许的停留时间。(2)配电装置布置上的措施。如尽量避免电气设备上方出现软导线,以防止在检修设备时受静电感应的影响,在电场强度大于10kVm的设备旁可设置简单的屏蔽措施
9、,使场强降低;为了限制地面场强值,导线对地面的安全净距C值除满足过电压要求外,尚需满足静电感应的要求,故C值应适当提高。华中科技大学电气学院3要满足电晕和无线电干扰允许标准的要求 超高压电力系统由于电压高、导线表面场强比较大(场强随导线外径不同而变化),故在导线周围空间产生电晕放电。在每一个电晕放电点将不断地发射出不同频率的无线电干扰电磁波,这些干扰波大到一定程度,将会影响近旁的无线电广播、通信、电视及发生噪声。因此,在超高压配电装置中所用导线除应满足大载流量要求外,还需要满足电晕无线电干扰允许标准的要求。从限制无线电干扰出发,变电所应尽量避免出现可见电晕,以可见电晕作为验算导线截面的条件。华
10、中科技大学电气学院各国都规定了变电所综合干扰允许标准值及电气设备电晕无线电干扰允许值。对配电装置产生的无线电于扰允许值,我国暂定为:离配电装置围墙外(距出线边相导线投影的横向距离20m外)20m处的1MHz无线电干扰不大于50dB。为了防止超高压电气设备产生的电晕干扰影响无线电通信装置和接收装置的工作,要求在11倍最高工作电压下的晴天夜晚电气设备上应没有可见电晕,1MHz时的无线电干扰电压不大于2500V。4超高压配电装置中的导线和母线 由于载流量大和防止电晕对无线电的干扰,超高压配电装置中的导线和母线,需要采用扩径空芯导线、多分裂导线、大直径或组合铝管。华中科技大学电气学院5,要限制噪声 由
11、于变压器等电气设备的容量加大和电压级的提高,使噪声问题日益突出,需考虑防噪声措施。配电装置中的主要噪声源是主变压器、电抗器及电晕放电。如果在变电所和发电厂设计中合理地选择设备和布置总平面,就能使变电所和发电厂的噪声得到限制。采取限制噪声的措施后,噪声水平不应超过规定数值。根据规定,在控制室、通信室的最高连续噪声级不大于65dB,一般应低于55dB对职工宿舍在睡眠时的噪声理想值是35dB,极大值为50dB。华中科技大学电气学院对500kV电气设备距外壳2m外的噪声水平,宜不超过下列数值:断路器:连续性噪声水平85dB非连续性噪声水平,屋内90dB,屋外110dB。(2)电抗器:80dB。(3)变
12、压器等其他设备:85dB。华中科技大学电气学院华中科技大学电气学院华中科技大学电气学院华中科技大学电气学院华中科技大学电气学院第四节第四节 发电厂升压变电所污秽发电厂升压变电所污秽三、污秽闪络及其防治 发电厂的升压站或变电所周围各种污染源排放出的污秽物沉降在电气设备瓷件和绝缘子的表面上,当它吸收了潮湿空气中的水分后,使外绝缘强度急剧下降,承受不住工作电压而发生绝缘闪络,俗称污闪,后果十分严重。1造成污闪的主要外部条件 (1)污源。污源种类很多,主要有化工厂、化肥厂、冶金厂、水泥厂、石灰窑、发电厂的冷水塔、燃煤工厂烟囱的煤烟,砂石公路的沙尘、盐碱地区沿海地区的盐雾等。华中科技大学电气学院(2)气
13、象条件。在各种气象条件中,雾和毛毛雨是造成污秽闪络的主要原因,所以大家常把污闪”叫作“雾闪”,雨和雪也常引起污秽闪络。(3)设备条件。发电厂的升压站或变电所中,发生污闪的主要原因是因为选用设备的爬距未能达到当地环境所要求的值,或是设备在运行过程中,环境条件逐步恶化所致。华中科技大学电气学院2防治污闪的主要措施 (1)选址尽量远离各种污源,无法避免时,所址要选在各种污源主导风向的上风侧。(2)根据污源性质和严重程度正确地确定污秽等级,并选择相应的绝缘子和电气设备外绝缘的爬电比距。(3)根据电气设备和绝缘子的绝缘水平和运行条件,在雾季到来之前进行停电清扫或带电水 冲洗。(4)定期涂刷防污涂料。(5
14、)必要时,更新为防污型瓷件,增大爬距。(6)在严重污秽地区,可以考虑采用屋内配电装置或气体绝缘变电站(GIS)。华中科技大学电气学院第五节 高压开关设备闭锁装置 一、安全闭锁装置 为了防止高压开关设备的误操作,在隔离开关与其相应的断路器之间,或者在同一组或不同组隔离开关的主刀闸与接地开关之间,设置了安全闭锁装置。高压开关设备的闭锁装置有电磁锁和机械锁两种。按实现闭锁的方式不同,分为电气闭锁、电磁闭锁和机械闭锁三种。利用微机技术的逻辑性强、结构严密、能简化外部接线等特征来实现联闭锁,是近年来开发的一 种趋向。华中科技大学电气学院1电气闭锁 当隔离开关操动机构由电动机或压缩空气驱动时,在其操作回路
15、中串人各相应隔离开关及断路器的辅助触点,只有在所串人的辅助触点皆处于闭合状态时,才能接通操作回路,启动电动机的电源开关或空气阀门的电磁线圈去操动隔离开关。当隔离开关或断路器的辅助触点数量不够时,可先将辅助触点通过中间继电器的转换以增加触点,再将继电器的触点串人闭锁回路。华中科技大学电气学院2电磁闭锁 凡用手力操动的隔离开关,其闭锁装置一般都采用电磁锁(见图10-5),按其闭锁要求,在电磁锁的线圈回路中,串入各相应隔离开关及断路器的辅助触点,只有在所串入的辅助触点皆闭合时,电磁锁的线圈才能接通电源,吸出可动铁销闩3,实现手动操作隔离开关。华中科技大学电气学院 3机械闭锁 利用挡板等机械结构来直接
16、实现对隔离开关操作手柄的闭锁。机械闭锁大多用于简单的开关设备,如装在成套开关柜上的具有手力操动机构的6l0kV隔离开关和断路器。此外,在同一组隔离开关的主刀闸与接地开关之间,也多采用机械闭锁。华中科技大学电气学院二、开关柜“五防”功能即:(1)防止带负荷拉隔离开关。(2)防止带负荷合隔离开关。(3)防止带地线合闸。(4)防止带电合接地开关。(5)防止人员误入带电间隔。失去了这“五防”中的任何一项,都可能酿成严重的系统事故或人身事故。对于屋外式配电装置可以按照不同的电气主接线所要求的闭锁条件,对隔离开关实现电气闭锁或电磁闭锁,对栅栏的门亦可用电磁锁来实现闭锁。华中科技大学电气学院对于屋内式的成套
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