第一章電力系統基本知識主要內容一、電力系統及電力生產二、電力網負荷組成及負荷的分類三、變電所主接線及一次設備四、供電質量五、電力系統接地型式第一章電力系統基本知識1.1電力系統、電力網的構成1.2電力負荷1.3變電所1.4供電質量1.5供電系統的接地電力系統的構成

一個完整的電力系統由分布各地的各種類型的發電廠、升壓和降壓變電所、輸電線路及電力用戶組成，它們分別完成電能的生產、電壓變換、電能的輸配及使用。§1—1電力系統、電力網構成通常把在地理上分散的各種能源發電廠中的發電機和用戶的用電設備，用升壓和降壓變壓器、輸電線路、配電線路等聯系起來的統一整體稱為電力系統。電力系統——由生產、輸送、分配和消費電能的各種電氣設備連接在一起而組成的整體。電力網：電力系統中除去發電機及用電設備部分后的整體，稱之為電力網。電力網是組成電力系統的主要部分。電力網——把由輸電、變電、配電設備及相應的輔助系統組成的聯系發電與用電的統一整體稱為電力網。

§1—1電力系統、電力網構成通常把發電企業的動力設施、設備和發電、輸電、變電、配電、用電設備及相應的輔助系統組成的電能熱能生產、輸送、分配、使用的統一整體稱為動力系統；

動力系統—發電機的原動機和原動機的力能部分稱為動力系統。火力發電廠生產過程示意圖

火力發電廠(以燃煤發電廠為例)主要生產過程是:

1、儲存在儲煤場(或儲煤罐)中的原煤由輸煤設備從儲煤場送到鍋爐的原煤斗中,再由給煤機送到磨煤機中磨成煤粉。

2、煤粉送至分離器進行分離,合格的煤粉送到煤粉倉儲存(倉儲式鍋爐)。

3、煤粉倉的煤粉由給粉機送到鍋爐本體的噴燃器,由噴燃器噴到爐膛內燃燒(直吹式鍋爐將煤粉分離后直接送入爐膛)。

4、燃燒的煤粉放出大量的熱能將爐膛四周水冷壁管內的水加熱成汽水混合物。

5、混合物被鍋爐汽包內的汽水分離器進行分離：分離出的水經下降管送到水冷壁管繼續加熱；分離出的蒸汽送到過熱器,加熱成符合規定溫度和壓力的過熱蒸汽,經管道送到汽輪機作功。

6、過熱蒸汽在汽輪機內作功推動汽輪機旋轉,汽輪機帶動發電機發電。

7、發電機發出的三相交流電通過發電機端部的引線經變壓器升壓后引出送到電網。

8、在汽輪機內作完功的過熱蒸汽被凝汽器冷卻成凝結水,凝結水經凝結泵送到低壓加熱器加熱,然后送到除氧器除氧,再經給水泵送到高壓加熱器加熱后,送到鍋爐繼續進行熱力循環。再熱式機組采用中間再熱過程,即把在汽輪機高壓缸做功之后的蒸汽,送到鍋爐的再熱器重新加熱,使汽溫提高到一定(或初蒸汽)溫度后,送到汽輪機中壓缸繼續做功。§1—1電力系統、電力網構成輸電網——是以高壓甚至超高壓將發電廠、變電所或變電所之間連接起來的送電網絡。配電網——直接將電能送到用電用戶的網絡。高壓配電網——110KV及以上電壓中壓配電網——35KV、10KV、6KV、3KV電壓。低壓配電網——380V、220V電壓§1—1電力系統、電力網構成用戶(負荷)：使用電能的單位。負荷中心：大量用戶集中的區域發電：把其它形式的能量轉換成電能的過程

§1—1電力系統、電力網構成輸電：把電能從發電廠送到負荷中心，功率大，電壓高，距離遠。配電：把電能從負荷中心送到用戶變電：變換電壓等級變電所：安裝變壓器及其保護控制設備的地方送電過程

動力系統與電力系統、電力網的關系示意圖圖1－1動力系統及電力網示意圖圖1－2§1—1電力系統、電力網構成一、大型電力系統優點：1、提高了供電可靠性;2、減少了系統備用容量；3、合理分配負荷；4、提高了供電質量；5、便于利用大型動力資源。§1—1電力系統、電力網構成2、現代電網的特點：（1）由較強的超高壓系統構成主網架。（2）各電網之間聯系較強,電壓等級相對簡化。（3）具有足夠的調峰、調頻、調壓容量,能夠實現自動發電控制,有較高的供電可靠性。（4）具有相應的安全穩定控制系統,高度自動化的監控系統和高度現代化的通信系統。（5）具有適應電力市場運營的技術支持系統,有利于合理利用能源。

§1—1電力系統、電力網構成

區域電網互聯的意義與作用：

1、可以合理利用能源，加強環境保護，有利于電力工業的可持續發展。

2、可安裝大容量、高效能火電機組、水電機組和核電機組，有利于降低造價，節約能源，加快電力建設速度。

3、可以利用時差、溫差，錯開用電高峰，利用各地區用電的非同時性進行負荷調整，減少備用容量和裝機容量。

4、可以在各地區之間互供電力、互通有無、互為備用，可減少事故備用容量，增強抵御事故能力，提高電網安全水平和供電可靠性。

5、能承受較大的沖擊負荷，有利于改善電能質量。

6、可以跨流域調節水電，并在更大范圍內進行水、火電經濟調度，取得更大的經濟效益。

§1—1電力系統、電力網構成二、電力生產的特點：(1)電能的生產、輸送、分配以及轉換為其他形態能量的過程，是同時進行的。(2)電力生產是高度集中的、統一的。(3)電能使用最方便，適用性最廣泛。(4)過渡過程相當迅速。(5)電力生產在國民經濟發展中具有先行性。

§1—1電力系統、電力網構成電力生產的特點:(1)電力生產的同時性。發電、輸電、供電和用電是同時完成的，既不能中斷，又不能儲存，必須是用多少，發多少，是典型的連續生產、連續消費的過程。電能的傳輸速度與光速相同，達到30萬千米/秒(萬km/s)。即使發電端與用電端相距千萬里，發、供、用電都是在同一瞬間進行和完成的。

(2)電力生產的整體性(集中性）。電力系統是由發電、供電和用電三者緊密連接起來的一個系統，任何一個環節配合不好，都會影響電力系統的安全、穩定、可靠和經濟運行。電網中，發電機、變壓器、高壓輸電線路、配電線路和用電設備形成一個不可分割的整體，缺少那一環節，電力生產都不可能完成。同樣，任何設備脫離電網都將失去意義。

(3)電力生產的隨機性（適應性）。負荷變化、設備異常情況、電能質量的變化以及事故的發生，隨時都在變化著，而且發展迅速，波及面大。因此，在電力生產過程中，需要適時調度，要求適時安全監控，隨時跟蹤隨機事件動態，以保證電能質量及電網安全運行。

（4）電力生產的先行性。電力工業的生產建設必須先于國民經濟各部門、各行業的發展,通常,電能消費增長系數以1.2為宜,只有尋找到最佳狀態的和用電的安全可靠的電能消費增長系數,實現了電力先行,才能保證國民經濟其他部門投入產出的配比和用電的安全可靠。

§1—2電力負荷

電力負荷—電力負荷是指發電廠或電力系統中，在某一時刻所承擔的各類用電設備消費電功率的總和，叫電力負荷。單位：“KW”。

§1—2電力負荷

電力負荷的分類：

（1）用電負荷：用戶的用電設備在某一時刻實際取用的功率的總和。

即:用戶在某一時刻對電力系統所要求的功率。從電力系統來講，則是指該時刻為了滿足用戶用電所須具備的發電出力。

§1—2電力負荷（2）線路損失負荷：電能在輸送過程中發生的功率和能量損失叫線路損失負荷。

（3）供電負荷：用電負荷加上同一時刻的線路損失負荷稱為供電負荷。

§1—2電力負荷（4）廠用負荷：發電廠廠用設備所消耗的功率稱廠用負荷。（5）發電負荷：供電負荷加上同一時刻各發電廠的廠用負荷，構成電網的全部生產負荷，稱為電網發電負荷。

§1—2電力負荷按電力系統中負荷發生的時間對負荷分類

（1）高峰負荷：是指電網或用戶在一天時間內所發生的最大負荷值。通常選一天24小時中最高的一個小時的平均負荷為最高負荷。

§1—2電力負荷（2）最低負荷：是指電網或用戶在一天24小時內發生的用電量最小的一點的小時平均電量。

（3）平均負荷：是指電網或用戶在某一段確定時間階段內的平均小時用電量。

§1—2電力負荷根據突然中斷供電所造成的損失程度分類

一級負荷：是指突然中斷供電將會造成人身傷亡或會引起周圍環境嚴重污染的；將會造成經濟上的巨大損失的；將會造成社會秩序嚴重混亂或在政治上產生嚴重影響的。

§1—2電力負荷二級負荷：是指突然中斷供電會造成經濟上較大損失的；將會造成社會秩序混亂或政治上產生較大影響的。

§1—2電力負荷三級負荷：是指不屬于上述一類和二類負荷的其他負荷。

用電負荷的這種分類方法，其主要目的是為確定供電工程設計和建設標準，保證使建成投入運行的供電工程的供電可靠性能滿足生產或安全、社會安定的需要。

§1—2電力負荷按負荷預測期的時間長短，劃分為近期負荷、中期負荷和長期負荷。電力規劃中的負荷預測一般是指對年最大負荷的預測.5年以內為近期，稱為短期負荷10—15年為中期，稱為中期負荷15—30年為長期，稱為長期負荷

§1—2電力負荷電力負荷按所屬行業分類可以分為城鄉居民生活用電和國民經濟行業用電。國民經濟行業用電分7大類：1.農、林、牧、漁、水利業；2.工業；3.地質普查和勘探業；4.建筑業；5.交通運輸業；6.商業、公共飲食業、賓館、廣告、物資供銷和倉儲業的用電；7.其他事業。

§1—2電力負荷按使用電力的目的劃分：可分為動力用電、照明用電、電熱用電、各種電氣設備儀器的操作控制用電及通訊用電等。

§1—2電力負荷按用電的部門屬性來劃分：

1、工業用電。

特點是用電量大，用電穩定，冶煉工業的用電量大，負荷穩定，負荷率高，；機械制造行業和食品加工業的用電量較小，且負荷率也較低。

§1—2電力負荷2、農業用電。

農業用電在全部電力消耗中的比重較小。

農業用電突出的特點，是季節性很強，在季度內和年度內，負荷變化很大，呈現出不均衡的特點。

§1—2電力負荷3、交通運輸用電。

交通運輸用電比重較小，電氣化鐵路的負荷比較穩定。隨著電氣化鐵路運輸及其它運輸事業的發展，交通運輸用電量也會有較大的增長。

§1—2電力負荷4、市政生活用電。

我國市政生活用電較低，遠遠低于工業化國家。但隨著國民經濟的日益發展，生活設施的日益現代化及居民生活水平的提高，市政生活用電的比重會有所上升§1—3變電所

發電廠發出的電能需送給遠方的電力用戶。為了減小輸電線路上電能損耗及線路壓降，需要將低電壓升高；為了滿足電力用戶安全的需要，又要將電壓降低，并分配給各個用戶。這就需要能升高和降低電壓，并能分配電能的變電所。所以變電所是電力系統中通過其變換電壓、接受和分配電能的電氣裝置，它是聯系發電廠和電力用戶的中間環節，同時通過變電所將各電壓等級的電網聯系起來，變電所的作用是變換電壓，傳輸和分配電能。

一、變電所的分類變電所——電力系統中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所。按用途可分為：電力變電所和牽引變電所（電氣鐵路和電車用）。一、變電所的分類電力變電所分為：輸電變電所、配電變電所等。電力變電所按電壓等級可分為：中壓變電所（60千伏及以下）；高壓變電所（110～220千伏）；超高壓變電所（330～750千伏）；特高壓變電所（1000千伏及以上）。

一、變電所的分類1、樞紐變電所。位于電力系統的樞紐點，連接電力系統中的高壓和中壓的幾個部分，匯集多個電源，稱為樞紐變電所。樞紐變電所電壓等級高，供電范圍廣，在系統中處于舉足輕重的地位，全所停電后，將引起系統解列，造成大區域停電，甚至造成電力系統瓦解，使社會的運行處于癱瘓狀態。

一、變電所的分類2、中間變電所。該變電所起系統功率交換的作用，同時降壓給當地用戶供電，這樣的變電所全所停電后，將引起區域網絡的解列，造成大面積停電。

一、變電所的分類3、地區變電所。高壓側一般為220~110干伏，它是對地區用戶供電為主的變電所，全所停電后，將使地區中斷電源。

一、變電所的分類4、終端變電所。處于輸電線路的終端，接近負荷點，高壓側一般為110~35干伏，經降壓后直接給用戶供電。終端變電所全所停電后，將使用戶中斷電源。。

一、變電所的分類

按變電所的用途不同，可分為升壓和降壓變電所。

按變電所控制操作方式的不同，可分為有人值班和無人值班變電所。

按變電所的結構形式不同，可分為室外變電所、室內變電所、箱式變電所箱式變電所的優點（打印）(1)變電所投資較少，占地面積小：①箱式變電所不需建設控制室和相應的輔助廠房，10kV設備無架構，占地面積小，現場只需按廠家提供的箱變基礎的尺寸，制作一個鋼筋混凝土基礎，即可。②箱式變在出廠時已調試好，只須將箱外主變，35kV設備及10kV線路經少數母線和幾根電纜與箱變連接。因此電纜使用量較少，比常規所可節約投資1/4～1/3。(2)設計施工周期短：設計時，只要設計人員根據變電所的實際要求，作出一次主接線圖和箱外設備的設計，就可以選擇由廠家提供的箱變規格和型號，真正做到變電所建設的工廠化，以縮短設計制造周期。施工時只要將出廠時已調試好的箱變固定安裝在鋼筋混凝土基礎上，進行箱外主變、35kV設備等必要的一、二次連接，即完成了安裝，施工期可縮短一半以上。(3)提高變電所運行的可靠性：由于箱式變電所采用控溫，防塵、防潮、防腐等一系列措施，使安裝在箱體內的二次保護，遠動裝置及開關設備等處于良好的工作環境中，再加上設備布置緊湊，一、二次設備的集成化程度高，減少了不必要的連線和節點，降低了電氣回路中的故障率，從而使變電所運行的可靠性大大提高。(4)采用先進技術，綜合自動化程度高，配置靈活，實現了無人值守。①高集成化、單元化和積木式的組合，使用和配置一、二次設備十分靈活：如：主變容量增大后需要增加保護或在運行中插件有故障，只要更換插件板，即可解決；加之，現在許多廠家在二次回路中設置的短路環均具有帶電插拔的功能，從而節省了不必要的停電時間；又如，增設后備機監控，只要用一根雙絞線與備用的485接口連接，即可完成。②計算機在電力工業中的應用相當普遍，由于箱式變電所無人值守的要求，綜合自動化程度相當高，如35kV箱變的上級所需要某電量數值，只要點點鼠標即可獲得。(5)設備的軟件更換容易：由于箱變的底層文件用匯編語言編寫(變化非常小)，即使改變硬件，此文件也只是修改幾個地址和中斷值即可使用，軟件的升級，也只是操作平臺的更新。當然，在實施時，還必須由制造廠家指導和測試系統的穩定性。(6)箱式變具有可移動性，使用較靈活：箱式變電所用于35kV線路未端，當原地負荷消失或大變時，可以拆除箱變，將其運到需要的地點，并能迅速組成一個新的變電所。2缺點(1)箱式變電所雖然有控溫設備的預警，但對突發的火災就顯得無能為力，如實現真正意義的無人值守，則應考慮相應的自動滅火系統，(這樣會加大箱變的制造成本)。雖然，箱變大量使用無油化設備，但無功補償裝置也還有發生爆炸的危險。(2)檢修空間較小，這是箱變先天的缺陷，無法克服。(3)出線間隔的擴展裕度小，如想在原出線中增加1～2個出線間隔是比較困難的，必須再增加箱體才能做到。3選用箱變時應注意的問題

(1)箱變的使用必須注意以下幾點：①使用地點不允許有強烈的震動和沖擊，不允許有較大的外磁感應強度。②使用地點不得有有爆炸危險的物質，周圍介質中不能含有腐蝕金屬與破壞絕緣的氣體及導電介質，不應有嚴重的霉菌發生。③箱體安裝垂直傾斜角不應超過5°，戶外風速不得超過35m/s，空氣相對濕度不應超過90%(+25℃時)。④對于容量小于5000kVA，主變35kV側可采用高壓熔絲保護，熔絲前端可用35kV隔離開關作為檢修時的隔離斷口。⑤吊裝應根據標準重量及有關安全規程選用適當的起重設備，起吊鋼絲繩之夾角應小于60°，起吊時應用繩索對角拉住箱變。以保其平穩就位。⑥箱體及主變周圍應設置避雷針，并保證設備在其安全保護范圍之內。在預制地基前應首先預埋好接地網，其接地電阻應小于4Ω，箱體就位后，應將箱體接地端子與之接牢。⑦由于新疆地區鹽漬重，箱變基礎高度應大于或等于500mm，鋼筋混凝土基礎必須防腐。(2)由于箱式變電所已達到了無人值守的技術要求，可不設后臺設備，不需要人員值守，運行時，只考慮防盜問題。(3)使用箱式變電所時，應盡可能使每條出線的負荷在1500kW左右，因為只有這樣，箱變的投資效益才能顯現出來，筆者算了一筆賬，主變容量3150kVA單位造價476元/kVA。主變容量為6300kVA則單位造價降低一半，即238元/kVA。特別是農網改造實行“兩改一同價”以后，高供高計的模式已不存在，給集中負荷帶來了實現的可能，為了防止大面積甩負荷，在10kV線路的分支上，加裝分段開關或柱上開關，以阻斷故障的上傳，減少變電所饋線的停電次數。(4)在保護配置上，可根據一次設備的選型，有三種不同選擇：①當主變高壓側采用斷路器保護時，可選用微機綜合自動化系統。②資金有限，可選用集成電路的保護裝置(如許繼的PND-2000)，要實現“四遙”，還需附加RTU設備。③當主變高壓側采用熔斷器保護時，低壓側宜采用反時限保護裝置。二、變電所的設備變電所的組成：由主接線，主變壓器，高、低壓配電裝置，繼電保護和控制系統，所用電和直流系統，遠動和通信系統，必要的無功功率補償裝置和主控制室等組成。二、變電所的設備一次系統：主接線、主變壓器、高低壓配電裝置等屬于一次系統；二次系統：繼電保護和控制系統、直流系統、遠動和通信系統等屬二次系統。二、變電所的設備變電所由電力變壓器、配電裝置、二次系統等設備組成。主接線：將電氣一次設備按一定順序接起來的電路，表示電能生產流程的電路。

二、變電所的設備1、變壓器：是變電所的中心設備，它利用電磁感應原理，將一個電壓等級的電壓和電流變換成同頻率的另一種電壓和電流，進行電功率傳輸。

二、變電所的設備2、配電裝置：

其作用是接受和分配電能。配電裝置主要由母線、高壓斷路器、隔離開關、電抗器、消弧線圈、互感器、電力電容器、避雷器、高壓熔斷器、二次設備等設備組成。二、變電所的設備一次設備是指直接生產、變換、傳輸電能的設備，如發電機、變壓器、母線、斷路器、輸配電裝置等。一次回路：由這些設備構成的回路叫一次回略，總稱一次系統。二、變電所的設備3、二次設備：是指對一次系統的狀態進行測量、控制、檢查和保護的設備。4、二次系統：由這些設備構成的回路叫二次回路，總稱二次系統。包含測量裝置、控制裝置、信號裝置、繼電保護裝置、自動控制裝置、直流系統、電纜等。

變電所由主接線，主變壓器，高、低壓配電裝置，繼電保護和控制系統，所用電和直流系統，遠動和通信系統，必要的無功功率補償裝置和主控制室等組成。其中，主接線、主變壓器、高低壓配電裝置等屬于一次系統；繼電保護和控制系統、直流系統、遠動和通信系統等屬二次系統。主接線是變電所的最重要組成部分。它決定著變電所的功能、建設投資、運行質量、維護條件和供電可靠性。一般分為單母線、雙母線、一個半斷路器接線和環形接線等幾種基本形式。主變壓器是變電所最重要的設備，它的性能與配置直接影響到變電所的先進性、經濟性和可靠性。一般變電所需裝2～3臺主變壓器；330千伏及以下時，主變壓器通常采用三相變壓器，其容量按投入5～10年的預期負荷選擇。此外，對變電所其他設備選擇和所址選擇以及總體布置也都有具體要求。變電所繼電保護分系統保護（包括輸電線路和母線保護）和元件保護（包括變壓器、電抗器及無功補償裝置保護）兩類。變電所的控制方式一般分為直接控制和選控兩大類。前者指一對一的按紐控制。對于控制對較多的變電所，如采用直接控制方式，則控制盤數量太多，控制監視面太大，不能滿足運行要求，此時需采用選控方式。選控方式具有控制容量大、控制集中、控制屏占地面積較小等優點；缺點是直觀性較差，中間轉換環節多。便使用。一、變電所主接線變電站電氣主接線——是指高壓電氣設備通過連線組成的接受或者分配電能的電路。1、電氣主接線基本要求（1）保證必要的供電可靠性和電能質量。（2）具有一定的靈活性和方便性。（3）具有經濟性。（4）具有發展和擴建的可能性

一、變電所主接線變電所主接線形式應根據變電所在電力系統中的地位、作用、回路數、設備特點及負荷性質等條件確定，并且應滿足運行可靠、簡單靈活、操作方便和節約投資等要求。變電所主接線基本要求：1保證必要的供電可靠性和電能質量。

保證供電可靠性和電能質量是對主接線設計的最基本要求，當系統發生故障時,要求停電范圍小,恢復供電快，電壓、頻率和供電連續可靠是表征電能質量的基本指標,主接線應在各種運行方式下都能滿足這方面的要求。

2

具有一定的靈活性和方便性。

主接線應能適應各種運行狀態,靈活地進行運行方式切換，能適應一定時期內沒有預計到的負荷水平變化，在改變運行方式時操作方便,便于變電所的擴建。

3

具有經濟性。

在確保供電可靠、滿足電能質量的前提下,應盡量節省建設投資和運行費用,減少用地面積。

4具有發展和擴建的可能性。

變電站電氣主接線應根據發展的需要具有一定的擴展性。

5簡化主接線。

配網自動化、變電所無人化是現代電網發展的必然趨勢,簡化主接線為這一技術的全面實施創造了更為有利的條件。6設計標準化。

同類型變電所采用相同的主接線形式,可使主接線規范化、標準化,有利于系統運行和設備檢修。一、變電所主接線電氣主接線——將電氣一次設備按一定順序接起來的電路，可表示電能生產流程的電路。電氣主接線圖——由各種電氣設備的圖形符號和聯接線所組成的表示電能生產流程的電路圖，電氣主接線方式（1）單母線-----只有一條母線，且每一支路均有QF主接線的基本構成：電源——母線——出線一般用于只有一回進線的情況。（2）單母線分段制 在兩回電源進線的情況下，宜采用單母線分段制。（3）單母線分段帶旁路接線——在單母線分段基礎上增加旁路母線和旁路閘刀。變電所常用主接線形式(1)單母線接線：單母線是母線制中最原始、最簡單的主接線方式(見圖3)，其特點是整個配電裝置只有一組母線，所有進出線都接在同一母線上。其優點是接線簡單、清晰，采用設備少，操作方便，便于擴建。其缺點是運行不夠靈活、可靠，任一元件故障、檢修都要使整個配電裝置停電。變電所常用主接線形式(2)單母線分段接線：當一段母線故障時,其分段斷路器在繼電保護作用下,自動將故障點切除,

而保證了另一段母線的正常運行,確保重要用戶的正常用電。

當進出線回路數增加為3至4回時，單母線供電不可靠，而需要用斷路器將母線分段，成為單母線分段。單母線分段接線具有接線簡單、操作方便、運行經濟等優點，在一定程度上克服了單母線的缺點，提高了系統供電可靠性。是目前中間變電所最常用的主接線方式。變電所常用主接線形式可選用35元的《進網》12—5圖和內容(3)單母線分段帶旁路接線：是在單母線分段基礎上增加旁路母線和旁路閘刀。其主要作用是減少母線故障或斷路器檢修時停電范圍，提高系統供電可靠性。

在正常運行方式下，旁路母線不帶電，類似于單母線分段運行方式。

當需要檢修斷路器時，可合上旁路斷路器和相應的旁路閘刀，然后斷開需要檢修的斷路器和二側閘刀。其操作方式簡單，也不影響相應電氣設備正常運行。

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單母線接線

單母線是母線制中最原始、最簡單的主接線方式(見圖3),特點是整個配電裝置只有一組母線,所有進出線都接在同一母線上。其優點是接線簡單、清晰,采用設備少,操作方便,便于擴建。其缺點是運行不夠靈活、可靠,

當母線或母線隔離開關發生故障或檢修時都要使整個配電裝置停電。因此,單母線接線方式只適用于2回進出線回路、供電可靠性要求不十分高的中間農村變電所。

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單母線分段接線

當進出線回路數增加為3至4回時,單母線供電不可靠,需要用斷路器將母線分段,成為單母線分段(見圖4)。單母線分段接線具有接線簡單、操作方便、運行經濟等優點,不僅利于分段檢修母線,還可減小母線故障的影響范圍,對主要用戶可以從不同分段母線上引接,在一定程度上克服了單母線的缺點,提高了系統供電可靠性,是目前中間變電所最常用的主接線方式。在正常運行方式下,分段斷路器合上,相當于單母線運行方式,系統接線簡單、清晰,有利于繼電保護配置。當一段母線故障時,其分段斷路器在繼電保護作用下,自動將故障點切除,

而保證了另一段母線的正常運行,確保重要用戶的正常用電。因此,在地方電網110kV中間變電所中,如電氣設備采用GIS組合電器、SF6斷路器等供電可靠性較高的開關設備時,一般優先選用單母線分段主接線方式。

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單母線分段帶旁路接線

單母線分段帶旁路接線,是在單母線分段基礎上增加旁路母線和旁路閘刀,主要作用是減少在母線故障或斷路器檢修時的停電范圍,提高系統供電可靠性，在正常運行方式下,旁路母線不帶電,類似于單母線分段運行方式。當需要檢修斷路器時,可合上旁路斷路器和相應的旁路閘刀,斷開需要檢修的斷路器和二側閘刀即可,其操作方式簡單,也不影響相應電氣設備的正常運行。為了節省投資,減少斷路器及配電裝置間隔,一般不設專用母聯斷路器,以旁路斷路器兼母聯斷路器(如圖5)。在地方電網110kV中間變電所中,如高壓側進出線回路數較多或高壓設備配置少油開關設備,一般采用單母線分段帶旁路接線方式較為合理。由于工程建設的多樣性、復雜性,各變電站的建設根據其功能和所處的環境作用的不同,其主接線型式是多種多樣的,不僅限于以上幾個方案,如還有一個半斷路器接線、角型接線等。我們要具體問題具體分析,綜合比較,選擇具有自己特色的110kv變電站電氣主接線。

二、變電所一次電氣設備1、主變壓器

主變壓器——變壓器的作用：變壓器是一種用于電能轉換的電器設備，它可以把一種電壓、電流的交流電能轉換成相同頻率的另一種電壓、電流的交流電能。為什么需要變壓器？——電力系統中，變壓器是一個重要的設備。發電廠的發電機輸出電壓在向遠方傳輸電力時，為了減少線路上的電能損失和增加輸送容量，需要升高電壓；為了滿足用戶用電的要求，又需要降低電壓，這就需要能改變電壓的變壓器。變壓器的意義

發電廠欲將P=3UIcosφ的電功率輸送到用電的區域，在P、cosφ為一定值時，若采用的電壓愈高，則輸電線路中的電流愈小，因而可以減少輸電線路上的損耗，節約導電材料。所以遠距離輸電采用高電壓是最為經濟的。

目前，我國交流輸電的電壓最高已達500kV。這樣高的電壓，無論從發電機的安全運行方面或是從制造成本方面考慮，都不允許由發電機直接生產。發電機的輸出電壓一般有3.15kV、6.3kV、10.5kV、15.75kV等幾種，因此必須用升壓變壓器將電壓升高才能遠距離輸送。

電能輸送到用電區域后，為了適應用電設備的電壓要求，還需通過各級變電站（所）利用變壓器將電壓降低為各類電器所需要的電壓值。

在用電方面，多數用電器所需電壓是380V、220V或36V，少數電機也采用3kV、6kV等。

1、主變壓器一般電力變壓器的一，二次電壓是相鄰電壓等級，3，6，10，20，35，63，110，220，330（僅西北地區），500，750KV，站用變可跨越幾個電壓級。既：電力變壓器一般500KV/220KV，220/110KV，110/35KV，35/10KV等。變電所安全工作中存在哪些危險因素：

變電所的安全工作是項系統工程，一般存在以下危險因素：(1)在進行設備的巡視檢查中，由于運行人員穿行于帶電設備之間，因違規行為人體與帶電部位小于規定的安全距離時、雷雨天氣大氣絕緣降低時(避雷裝置動作)以及意外情況發生(如帶電導線脫落、瓷柱外力作用下斷裂等)時等，都是極其危險的。(2)正常及事故下的倒閘操作時，因用力不均、誤操作(如帶負荷拉合隔離斷路器、帶電裝設接地線等)、設備質量問題以及意外的外力破壞等因素形成的危險。(3)電力電纜絕緣損壞、二次系統竄入高電壓以及各種短路等情況下，勢必對值班人員的生命安全形成威脅。(4)對《安規》不夠熟悉，安全意識不高，僥幸心理嚴重，習慣性違章嚴重等，都將對人與設備的安全形成威脅如何控制變電所安全工作中的危險因素：

在變電所的安全工作中，危險因素來自方方面面，但只要控制得當，就一定能夠避免：(1)嚴格執行各種安全管理制度，在工作過程中必須集中注意力，依照《安規》進行巡視檢查、運行維護等工作，不斷提高自身的業務能力和反事故能力。(2)強化專業技術培訓和規范化倒閘操作演練，嚴格執行兩票規定，做到操作準備到位、接令到位、監護到位、操作到位、檢查操作質量到位、接令到位、監護到位、操作到位、檢查操作質量到位等，杜絕誤操作事故的發生。(3)加強安全教育，嚴格安全考核機制，使職工建立安全防護意識，摒除馬虎大意、丟三落四的工作作風，大力開展反習慣性違章行為活動，杜絕違章行為。(4)深刻吸取各種事故教訓進行反思，針對存在的問題積極整改，消除一切不安全因素，防患于未然2、高壓斷路器2、高壓斷路器——高壓斷路器（或稱高壓開關）是變電所主要的電力控制設備。SN10-10型少油斷路器

斷路器的作用：(1)能切斷或閉合高壓線路的空載電流。

(2)能切斷與閉合高壓線路的負荷電流。

(3)能切斷與閉合高壓線路的故障電流。

(4)與繼電保護配合，可快速切除故障，保證系統安全運行。斷路器一般用于需要經常斷開的地方。2、高壓斷路器1、斷路器的作用：

當系統正常運行時，它能切斷和接通線路及各種電氣設備的空載和負載電流；當系統發生故障時，它和繼電保護配合，能迅速切斷故障電流，以防止擴大事故范圍，保證系統的安全運行。

高壓斷路器一般可以開斷正常電流達到10,000次左右，而且開斷短路電流也有幾十次（一般20～50次).但是高壓斷路器價格比較貴。

3、隔離開關

隔離開關——隔離開關的作用是在線路上基本沒有電流時，將電氣設備和高壓電源隔開或接通。

高壓隔離開關

隔離開關雖然是高壓開關的較簡單的一種，但它的用量很大，約為斷路器用量的3一4倍。由于有明顯的斷開點，比較容易判斷電路是否已經切斷電源。如檢修時就常用隔離開關把電源斷開，檢修好后再接通，以保證工作上的安全。

3、隔離開關

不允許帶負荷拉隔離開關：

從隔離開關的作用上來講，是用于斷開和閉合線路的連接，并在開關處在分閘的狀態下有明顯的斷開點；隔離開關上一般不設滅弧裝置，所以，如果在帶負荷狀態下操作隔離開關，會由于動、靜刀頭的開閉速度較慢而引起較大的拉弧現象，使刀頭接觸處燒蝕。特別是在大電流狀態下更嚴重，甚至會引起隔離開關相間拉弧短路而引發供電事故。所以隔離開關是不允許帶負荷操作的。

3、隔離開關其主要功能是：保證高壓電器及裝置在檢修工作時的安全，起隔離電壓的作用，不能用與切斷、投入負荷電流和開斷短路電流，僅可用于不產生強大電弧的某些切換操作，就是說它不具有滅弧功能。按安裝地點不同分為，屋內式和屋外式，按絕緣支柱數目分為，單柱式，雙柱式和三柱式，各電壓等級都有可選設備。高壓隔離開關是發電廠和變電站電氣系統中重要的開關電器，需與斷路器配套使用。

在高壓斷路器的進、出線側為什么還要裝設隔離開關？

斷路器的觸頭安裝在密封的外殼內，其斷開與否，雖然殼外有指示裝置，但易被忽視，對于操作和施工人員心理上來說，仍然沒有“眼見為實”的感覺。若斷路器發生意外故障：個別觸頭粘連并未分離；機械結構變形造成觸頭分離不足，未達安全距離；

觸頭分離不同步等。這時線路上仍然會帶電，給檢修、操作人員帶來危險。在斷路器的進、出線側加上隔離開關，則可在斷路器的電源側和負荷側拉開后有兩個明顯的斷開點，由于前后兩個隔離開關和斷路器的分、合閘邏輯互鎖關系，不容易出現將斷路器誤合而造成事故。

高壓側停止運行，中性點接地隔離開關為什么必須投入？

答案1：應該是110kv側（及110kv以上電壓等級）開關處于熱備用狀態時，該側中性點接地刀閘應合上，是為了對該側充電時防止操作過電壓對設備的損壞。

感覺這種規定是針對高等級電壓網絡的，像縣級調度機構，一般都是以110kv三圈變壓器居多，比較常見的一種運行方式是110kv進線失電，從35kv側電源供主變低壓側。此時將110kv側開關轉為熱備用后，完全沒有必要再合110kv中性點地刀，出于優化操作流程考慮，在主變正常由35kv側供電后，再合上110kv中性點地刀即可。答案2：變壓器單側空載運行,其中性點必須合上.由于電磁感應,會在空載側產生感應過電壓,危及空載側變壓器的絕緣答案3：為了防止操作過電壓對變壓器的損壞4、互感器

電流互感器和電壓互感器在電路中的作用就是“檢測元件”。

我們對大電流和高電壓直接測量起來不方便，也不安全，就開發了這二種電器當做人們的“眼睛”，可以隨時監測著電路的電流和電壓。

電流互感器就是將大電流或高電壓下的電流變換成低電壓標準電流（5A或1A）的電器；

通過檢測電流互感器二次變換出來的電流，就可以知道電路中有無電流流過，電流大小是多少，是否在正常情況下運行。

電壓互感器就是將高電壓變換成標準電壓（100V）的電器；

通過檢測電壓互感器二次變換出來的電壓，就能夠知道電路中是否有電壓，電壓是否正常，