城鄉(xiāng)電網(wǎng)配電裝置

按照安裝位置的不同，配電裝置可分為屋內(nèi)式配電裝置和屋外式配電裝置兩種，另外還有裝配式配電裝置和成套開關(guān)式配電裝置。裝配式配電裝置是指配電裝置中的電氣設(shè)備在現(xiàn)場(chǎng)組裝，而成套開關(guān)式配電裝置是指制造廠家先按照電氣接線要求把開關(guān)電器、互感器等安裝在柜中，然后成套運(yùn)至安裝地點(diǎn)。成套裝置的特點(diǎn)是：①結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小；②可減少現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量、縮短建設(shè)周期；③運(yùn)行可靠、維護(hù)方便、便于建設(shè)和搬遷；④消耗鋼材較多，造價(jià)較高。成套開關(guān)柜式配電裝置分為低壓配電屏、高壓開關(guān)柜、箱式變電站和SF₆全封閉組合電器(GIS)等。

究竟采用何種配電裝置要根據(jù)電壓等級(jí)、設(shè)備類型、地理位置、周圍環(huán)境條件等各種因素，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。

配電裝置屋外配電裝置

屋外配電裝置通常適用于35kV及以上的電壓等級(jí)，其結(jié)構(gòu)形式與電氣主接線的形式、電壓等級(jí)、主變?nèi)萘?、重要程度、母線和構(gòu)架的型式、斷路器和隔離開關(guān)型式等有著密切關(guān)系。根據(jù)電氣設(shè)備和母線布置的高度，屋外配電裝置通?？煞譃槠胀ㄖ行?、分相中型、半高型和高型等類型。

普通中型布置配電裝置是最普遍的一種布置方式，具有較成熟的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。普通中型布置配電裝置是將所有的開關(guān)電氣設(shè)備安裝在同一水平面內(nèi)，并安裝在一定高度的基礎(chǔ)支架上，使帶電部分對(duì)地保持必要的高度，讓工作人員能安全地在地面上進(jìn)行操作和維護(hù)。中型配電裝置的匯流母線所在的水平面都稍高于開關(guān)電器所在的水平面。這種配電裝置布置清晰明了、運(yùn)行可靠、不易誤操作、運(yùn)行維護(hù)方便、架構(gòu)高度較低、消耗鋼材較少、造價(jià)低，它的最大缺點(diǎn)是占地面積過大。

普通中型布置配電裝置的斷路器布置有單列、雙列之分。單列布置是將進(jìn)出線斷路器排成一列，它縮短了縱向(與母線垂直方向)尺寸，便于進(jìn)線參加旁路，但引線跨數(shù)較多，給施工和檢修帶來不便；雙列布置是將進(jìn)出線斷路器分成兩列，分別布置在母線兩側(cè)，它減少了跨越，縮短了橫向(沿母線方向)尺寸。單列布置和雙列布置各有其特點(diǎn)和適用條件，要結(jié)合具體工程實(shí)際情況綜合比較確定。圖16-6所示為220kV雙母線帶旁路單列布置的中型布置配電裝置斷面圖。

分相中型配電裝置是將母線隔離開關(guān)直接布置在各相母線的下方，有的僅一組母線隔離開關(guān)采用分相布置，有的所有母線隔離開關(guān)均采用分相布置。隔離開關(guān)選用單柱式隔離開關(guān)，母線引線直接自分相隔離開關(guān)支持和棒式絕緣子引至斷路器，這樣避免了普通中型復(fù)雜的雙層構(gòu)架。分相中型可采用軟母線或硬管型母線。圖16-7所示為110kV普通分相中型配電裝置斷面圖。

分相中型配電裝置較普通中型配電裝置的占地面積約減少20%～30%，尤其采用鋁管母線配合單柱式隔離開關(guān)的布置方案，布置清晰、美觀，可省去大量構(gòu)架。在220500kV配電裝置中，分相中型布置被廣泛應(yīng)用。

高型和半高型布置配電裝置的母線和電器分別重疊布置在幾個(gè)不同高度的水平面上。凡是將一組母線與另一組母線重疊布置的就稱為高型布置。如果僅將母線與其他電氣設(shè)備重疊布置的就稱為半高型布置。高型布置的配電裝置最大優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省占地面積，一般為普通中型布置配電裝置的一半，相應(yīng)還減少了絕緣子串和導(dǎo)線，布置顯得緊湊。如圖16-8，圖16-9所示。

高型和半高型布置的最主要缺點(diǎn)是消耗鋼材多，尤其是高型布置，其鋼材耗量為中型布置的1～2倍。另外，采用高型和半高型布置時(shí)，設(shè)備的維護(hù)、操作和檢修都沒有中型布置時(shí)方便。

110～500kV配電裝置若采用空氣絕緣一般都是中型布置，如果為了節(jié)省占地或建于污穢嚴(yán)重的地區(qū)，一般都采用GIS或全戶內(nèi)站的型式。

配電裝置屋內(nèi)配電裝置

屋內(nèi)配電裝置通常運(yùn)用于35kV及以下的電壓等級(jí)，但若在繁華城市或污穢嚴(yán)重地區(qū)，也有用于110kV和220kV電壓等級(jí)以上的，如上海世博變壓器是500kV的地下式全屋內(nèi)配電裝置。

屋內(nèi)配電裝置的結(jié)構(gòu)型式與電氣設(shè)備的類型和電氣主接線的形式、出線回路數(shù)多少及有無電抗器等因素有著密切關(guān)系，同時(shí)還與施工、檢修、運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)和生活習(xí)慣等因素有關(guān)。

變電站10kV配電裝置因多采用少油斷路器或真空斷路器，體積較小，又多為屋內(nèi)型，因此，配電裝置結(jié)構(gòu)形式主要與有無電抗器有關(guān)。當(dāng)出線不帶電抗器時(shí)，一般采用單層布置的成套開關(guān)柜，即將各種標(biāo)準(zhǔn)的開關(guān)柜按照電氣接線要求在單層屋內(nèi)進(jìn)行配置組合。當(dāng)出線帶電抗器時(shí)，一般采用裝配式的兩層布置，即將較輕的母線和隔離開關(guān)布置在最上層，斷路器、電抗器和出線隔離開關(guān)布置在最下層。

圖16-10所示為二層二通道雙母線帶電抗器的6～10kV屋內(nèi)配電裝置的斷面圖。由該圖可看出第一層中間部分為操作維護(hù)走廊，兩邊分別為布置電抗器和斷路器等笨重設(shè)備的小間，出線采用電纜隧道引出，小間下邊有通風(fēng)道以改善冷卻條件。第二層布置母線和母線隔離開關(guān)。兩組匯流母線用墻隔開便于一組母線工作、另一組母線檢修，三相母線垂直布置。第二層有兩個(gè)維護(hù)通道，為便于巡視和操作，母線隔離開關(guān)靠走廊一側(cè)設(shè)有網(wǎng)狀遮欄。這種配電裝置層數(shù)和走廊較少，巡視線路短，斷路器又集中布置在第一層，操作運(yùn)行維護(hù)方便，因此應(yīng)用較廣。

配電裝置成套配電裝置

成套配電裝置是由制造廠按照電氣主接線設(shè)計(jì)要求將同一電路的開關(guān)電器、測(cè)量?jī)x表、保護(hù)電器和輔助設(shè)備裝在封閉或半封閉柜中，在工廠組裝好成套供應(yīng)。成套配電裝置按用途可分為低壓配電屏、高壓開關(guān)柜和SF₆全封閉組合電器。按照開關(guān)是否可以移動(dòng)，高壓開關(guān)柜又分為固定式和手車式，變電站10kV配電裝置多采用固定式開關(guān)柜，發(fā)電廠廠用電多采用手車式開關(guān)柜。

SF₆全封閉組合電器GIS是根據(jù)電氣主接線要求將斷路器、隔離開關(guān)、快速或慢速接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線、電纜終端等元件依次連接組成一整體，并且全部封閉于接地的金屬外殼中的配電裝置，殼內(nèi)充以高抗電性能的SF₆氣體作為良好的絕緣介質(zhì)和滅弧介質(zhì)。圖16-11所示為GIS總體結(jié)構(gòu)示意圖。

為了便于支撐和檢修，匯流母線布置在下部，斷路器(雙斷口)水平布置在上部(也有采用立式布置以減小占地面積的)，出線用電纜，整個(gè)回路按照電路順序成Ⅱ形布置，使裝置結(jié)構(gòu)緊湊；兩組匯流母線分別采用三相共體的結(jié)構(gòu)，置于底部的圓筒內(nèi)，三相母線分別用支持絕緣子固定在殼體上。這種母線結(jié)構(gòu)與分相式母線結(jié)構(gòu)相比，可以縮小安裝場(chǎng)地，但它的電場(chǎng)分布沒有分相式均勻，且相間電動(dòng)力大，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。其余元件采用分箱式。盆式絕緣子用于支撐帶電導(dǎo)體和將裝置分隔成不漏氣的隔離室；隔離室具有便于監(jiān)視、易于發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)、限制故障范圍以及檢修或擴(kuò)建時(shí)減少停電范圍的作用；在兩組匯流母線匯合處設(shè)有伸縮節(jié)，以減少由溫差和安裝誤差引起的附加應(yīng)力。此外，裝置外殼上還設(shè)有檢查孔、窺視孔和防爆盤等設(shè)備。

配電裝置是發(fā)電廠與變電所的重要組成部分，是發(fā)電廠與變電所電氣主接線的具體實(shí)現(xiàn)。配電裝置是根據(jù)電氣主接線的連接方式，由開關(guān)設(shè)備、保護(hù)設(shè)備、測(cè)量設(shè)備、母線以及必要的輔助設(shè)備組成，輔助設(shè)備包括安裝布置電氣設(shè)備的構(gòu)架、基礎(chǔ)、房屋和通道等。

帶地區(qū)負(fù)荷的發(fā)電廠，有發(fā)電機(jī)電壓配電裝置、經(jīng)升高電壓后的高電壓配電裝置及發(fā)電廠廠用電配電裝置。區(qū)域性火力發(fā)電廠有升高電壓配電裝置和廠用電配電裝置。變電所有兩個(gè)或三個(gè)電壓等級(jí)的配電裝置。

配電裝置電壓等級(jí)有0.38～10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV等幾種。

電壓為0.38～10kV的配電裝置建在屋內(nèi)，稱為屋內(nèi)配電裝置。電壓為35～220kV的配電裝置一般建于屋外，稱為屋外配電裝置。但當(dāng)周圍有化工廠、水泥廠、鹽湖及在海岸附近產(chǎn)生的含有酸、堿、鹽的氣體和粉塵等時(shí)，也可以將35～220kV電壓等級(jí)的配電裝置建于屋內(nèi)。330～500kV電壓等級(jí)的配電裝置則建于屋外。

廠用配電裝置一般用高壓、低壓開關(guān)柜組成成套配電配電裝置是發(fā)電廠或變電所的重要組成部分，它的設(shè)計(jì)和選型是否合理，直接影響到整個(gè)發(fā)電廠、變電所的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，對(duì)配電裝置必須滿足以下基本要求：①確保工作人員人身安全；②工作可靠并符合防爆要求；③便于操作、維護(hù)和檢修；④盡量節(jié)省占地面積；⑤便于施工、便于擴(kuò)建。

整個(gè)配電裝置的結(jié)構(gòu)及其設(shè)備的布置和安裝情況，通常采用平面圖、斷面圖和配置圖來說明，并作為施工圖紙。

所謂平面圖，是按比例繪出的配電裝置電氣問隔、房屋、走廊、出口等處的布置俯視圖。所謂斷面圖，是按比例表示出的配電裝置所取斷面間隔中，各設(shè)備相互連接及其具體布置的結(jié)構(gòu)圖。所謂配置圖是根據(jù)電氣設(shè)備布置的實(shí)際情況，把進(jìn)出線、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、避雷器等設(shè)備合理地分配在各層間隔中，并且用代表圖形表示出導(dǎo)線和電氣設(shè)備在各間隔中布置輪廓的示意圖。

配電裝置型式的選擇，應(yīng)考慮所在地區(qū)的地理情況及環(huán)境條件，因地制宜，節(jié)約用地，并結(jié)合運(yùn)行及檢修要求，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。一般情況下，在大中型發(fā)電廠和變電站中，110kV及以上電壓等級(jí)一般多采用戶外配電裝置。35kV及以下電壓等級(jí)的配電裝置多采用戶內(nèi)配電裝置。但110kV裝置有特殊要求(如變電站深入城市中心)或處于嚴(yán)重污穢地區(qū)(如海邊或化工區(qū))時(shí)，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，也可以采用戶內(nèi)配電裝置。 2100433B