【陕西远大电气】分享：变配电系统图的识读

变配电系统图的识读

1.变配电系统图简介

（1）变配电系统图概念 变配电系统图就是用单线将流过主电流或一次电流的某些设备（如发电机、变压器、母线、开关设备及导线等）按照**的顺序连成的电路图，也称为一次主接线路。

变配电系统图能清楚地反映电能输送、控制和分配的关系以及设备运行情况，它是作为供电规划与设计、进行有关电气数据计算、选择主要设备的依据。通过阅读变配电系统图，可以了解整个变配电工程的规模和电气工作量的大小，理解变配电工程系统各部分之间的关系，同时，变配电系统图也是日常操作维护及切换回路的主要依据。通常在变配电站和控制室内，将变配电系统图做成大模拟电路板挂在墙上，指导操作。

变配电系统图对变配电站电气设备选择、配电布置、运行的可靠性和经济性均有重要影响。对系统主接线的要求是具有良好的可靠性、灵活性、安全性、经济性。其中，安全可靠是首要的，决不允许在运行或检修时，由于设计的不合理而发生人身伤害和重要设备损坏事故，经济上要考虑投资和运行费用，使系统整体性价比**。

（2）变配电系统图的组成

① 供电电源。在常见的用户变配电站中，供电电源一般由不同等级的电压线路供给，如 380V、l0kV和35kV等。对于某些重要的建筑物，其供电系统中常自备发电机组，如柴油发电机、小型汽轮发电机及小型水轮机发电机等。作为备用电源或临时电源，这些发电机多为三相同步发电机。在某些特殊场合，使用直流电源，通常通过直流发电机获得，也可以通过硅整流器将交流电转换为直流电，对于小型直流电源也可以使用蓄电池等。

② 母线。在变配电系统图中，母线是电路中的一个节点，但在实际的电气系统中却是一组庞大的汇流排、它是电能汇集和分散的场所，即功率的汇总和分配点，电压水平的控制点。

在工程上，母线一般由铝排或铜排组成，当电压为35kV以上时，亦可采用钢管或合金铝管做成。

母线系统一般分为三种形式，具体如下。

a.单母线制。如图3-6所示，单母线制又分为单母线不分段接线、单母线分段接线、单母线带旁路母线接线，以及其他单母线派生的接线等形式。

单母线不分段接线方式灵活性较低，当母线发生故障时，母线功能**丧失，使供电系统遭到破坏，用户供电**中断。将母线分段后，其可靠性大为改善，当母线发生故障或线路检修时，可以保证系统具有 50%的供电能力。

b.双母线制。如图3-7 所示，双母线制又可分为双母线不分段接线、双母线分段接线、双断路器双母线接线以及其他双母线派生接线等形式。

为了克服单母线系统的缺点，提高电力系统运行可靠性和灵活性，解决母线定期检修的困难和检修时与该母线相连接用户的停电等问题，提出了双母线制连接方式。不分段双母线连线方式是在分段单母线连线的基础上发展起来的，将两段直线布置的母线改为两段平行布置，并对每个回路的断路器都安装两组母线隔离开关，分别接到两组母线上。

通过倒闸操作，解决转换回路问题。再加上双母线具有两种正常运行方式，即一组工作。另一组备用∶两组同时工作，互为备用，使得双母线接线系统具有较高的灵活性和适应性。另外，通过采用相应的电气联锁技术措施后，基本可以避免倒闸操作事故的发生。但是。当电源或工作母线出现故障时，还需要经过倒闸操作才能恢复供电。双回路、双母线线路是双母线系统中最为完善、可靠的接线方式，然而，这种接线方式的显著特点是系统价格昂贵、维护较为复杂。

c.无母线制。如图3-8所示，无母线制又可分为线路变压器接线、桥形接线（分为内桥接线和外桥接线两种方式，一般应用于35kV以上供电线路中）以及扩大单元接线等几种形式。

在相对简单的电力系统中，多采用无母线接线方式，因为这种方式既具有简单、经济的特点，又能满足**条件下的可靠性与灵活性要求。

③变压器。电力变压器是用来变换电压等级的电气设备。建筑供配电系统中的配电变压器一般为三相电力变压器。通常三相电力变压器有油浸式和干式两种，油浸式变压器型号多为S型或 SL. 型，而干式变压器的型号有 SC型。

目前，我国新型配电变压器按**电工委员会IEC标准推荐的容量序列，其额定容量等级有（单位为 kV·A）;10、20、30、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400,500、630、800、1000、1250、1600、2000等。变压器额定容量是指在额定工作条件下，变压器二次侧输出功率（视在功率）的保证值，单位为kV·A。一般来说，配电变压器单台容量不应超过1250kV·A，而建筑物内部的干式变压器不应超过 2000kV·A。电力变压器的型号编写如下。

在系统图中，除了要表示出变压器的额定容量外，还需要表示出额定电压（包括一次额定电压、二次额定电压）以及接线方式等。例如，在图3-9中，变压器标注型号 SCB9为三相环氧树脂浇注干式电力变压器，9型系列，变压器额定容量为1250kV·A，高压侧电压10kV·A，低压侧0.4kV/0.23kV，连接组标号为Dyn11，变压器阻抗电压为6%，外加IP20等级防护罩，制冷方式为以风机强迫空气冷却。

④ 高压开关设备。高压开关设备主要包括高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器、高压开关柜和高压熔断器等。

a.高压隔离开关（QS。高压隔离开关的主要功能是隔离高压电源，以保证其他电气设备（包括输电线路）的安全检修。在高压隔离开关断开后应有明显的断开间隙，而且断开间隙的绝缘及相间绝缘都必须是**可靠的，能够充分保证人身和设备的安全。另外，高压隔离开关没有专门的灭弧装置;所以不允许有载操作。高压隔离开关按其安装的地点，分为室内型和室外型两大类，其型号表示如下。

b.高压负荷开关（QL）。高压负荷开关和高压隔离开关类似，开关断开后具有明显的断开间隙，因此，也具有隔离电源、保证安全检修的功能。由于高压负荷开关具有简单的灭弧装置，因此能够通断**负荷电流和过负荷电流，但不能断开短路电流，必须与高压熔断器串联使用，以借助熔断器来切断短路故障。高压负荷开关的型号表示如下。

c.高压断路器（QF）。高压断路器具有较为完善的灭弧装置，不仅能够通断额定的负荷电流，而且能够承受**时间的短路电流，并能在继車保护装置的作用下空现自动题间，切除短路故障，以保护电力系统和电气设备。高压断路器断开后并没有明显的断开间隙，因此为了保证电气设备的安全检修，通常要在断路器的前端或前后两端连接高压隔离开关。高压断路器按照灭弧介质和灭弧原理可分为∶少油断路器、多油断路器、真空断路器、SF。断路器等。其型号编写如下。

d.高压开关柜。高压开关柜是按**的线路方案将一次、二次设备组装在一个柜体内而形成的一种高压成套配电装置。在变配电站中，它用于控制和保护变压器及高压柜电线路。柜上装有高压开关设备、保护设备、检测仪表和母线、绝缘等。

高压开关柜的型号表示如下。

e.高压熔断器。高压熔断器广泛应用于容量较小和不太重要的负荷，可作为高压线路以及电力变压器（包括电压互感器）的过载及短路保护。与高压负荷开关配合使用时，既能通断正常负载电流。 又能起到对电力系统和电力变压器的过载和短路保护作用。常用的10kV高压熔断器，室内主要采用RN 型（户内型）管式熔断器，室外主要采用RW 型（户外型）跌落式熔断器。

⑤低压开关设备。低压开关设备主要包括低压空气断路器、低压刀开关和刀熔开关、低压负荷开关以及低压熔断器等。

a.低压空气断路器。低压空气断路器又称为低压断路器、自动空气开关，具有灭弧装置，可以安全带负荷通断电路，并具有过载、短路及失压保护功能（即实现自动跳闸）。

按照低压空气断路器的结构，可将其分为塑料外壳式和框架式两大类。塑料外壳式又称为装置式，其**结构和导电部分都装设在一个塑料外壳内，仅在壳盖中央位置留出操作手柄∶供手动操作之用，其型号为 DZ。框架式断路器散开地装设在塑料或金属框架上，由于其保护方案和操作方式较多，装设地点也很灵活∶又称为**式低压断路器，其型号为DW。

低压断路器的型号表述方式如下。

b.低压刀开关和刀熔开关。低压刀开关又称为刀闸开关，按照操作方式可以分为单投和双投;按照极数可以分为单极、二极和三极;按其灭弧结构可分为带灭弧罩式和不带灭弧罩式两种。其具体型号表述如下。

带灭弧装置的刀开关能够切除小负荷电流，其钢栅片灭弧罩可以有效地熄灭负荷电流产生的电弧;不带灭弧装置的刀开关只能起到电路隔离作用，进行无负荷操作。

低压刀熔开关是一种由低压刀开关与低压熔断器组合而成的熔断器式刀开关，具有刀开关和熔断器的基本功能。

c.低压负荷开关。低压负荷开关由带灭弧装置的刀开关和熔断器串联组合而成，并加以绝缘外壳或金属外壳。常见的有 HK系列开启式负荷开关，又称磷底胶盖刀开关.HH 系列负荷开关，又称铁壳开关。具体型号表述如下。

低压负荷开关可以在有负荷电流下操作，而且能够通过熔断器进行短路保护，具有操作方便、安全经济等优点。在供电要求可靠性不高、电力负荷不大的低压配电系统中，低压负荷开关得到了广泛应用。

d.低压熔断器。低压熔断器的基本功能与高压熔断器一样，对电力系统和电气设备起到过载和短路保护功能。低压熔断器主要有磁插式、螺旋式和密闭管式等几种型号。

⑥互感器。实质上，互感器就是一种特殊的变压器。在采用互感器后，可以扩大仪表和继电器的使用范围，并将测量仪器和继电器与主接线回路绝缘。这样既可以避免仪表、继电器直接与主接线回路的高电压相连接，又可以防止仪表、继电器等设备出现的故障影响主接线回路，从而提高了系统与设备的安全性和可靠性。互感器包括电压万成器和由流互成器两种。

a.电压互感器。电压互感器的一次绕组匝数很多，而二次绕组匝数很少，其功能相当于降压变压器。应用时，将其一次绕组并联接入电力系统的一次接线回路中，而将其二次绕组与仪表、继电器等设备的电压线圈并联。由于设备的电压线圈的阻抗很大，因此。电压互感器在工作时，其二次绕组接近于空载状态。一般电压互感器二次绕组的额定电压为 100V。

b.电流互感器。电流互感器的一次绕组匝数很少，且导线较粗，而二次绕组匝数很多，且导线较细。应用时，将其一次绕组与电力系统的主接线回路串联，而将其二次绕组与仪表、继电器等设备的电流线圈串联，形成闭合回路。由于电气设备电流线圈的阻抗很小，因此，电流互感器在工作时其二次回路相当于短路状态。一般电流互感器二次绕组的额定电流为5A。

⑦电力传输介质。在电力系统中，电能的输送必须依靠电力传输介质。目前，需用的电力传输介质有裸导线、带有绝缘层的导线和电力电缆等_

a.裸导线。裸导线的外面没有绝缘层，常用的裸导线有铜饺线（TJ）、铝绞线（LJ）和钢芯铝绞线（LGJ）等，这类导线常用在 6kV 以上的架空线路上。配电装置中还常用到矩形铜母线（TMY）和矩形铝母线（LMY）等。

b.绝缘导线。绝缘导线常用于低压供电线路和用电设备之间的连接。按照绝缘介质可以分为塑料绝缘和橡胶绝缘导线。线芯有单股和多股之分，以及铜芯和铝芯之分。常用符号含义如下。

V——塑料绝缘;

X——橡胶绝缘;

L——铝芯（铜芯不表示）;

R——软导线（多股）;

B——布线用。

e.电力电缆。电力电缆常用于10kV以下电气装置和电气设备之间的连接，可以直接埋地或电缆沟内，甚至水中敷设。根据绝缘介质可将电力电缆分为纸绝续（Z）橡胶绝续（X）和塑料绝缘（V）三种。

导线的截面积称为截面积，常用的导线截而积分为如下等级（单位∶mm2²）∶0.5、0.75、1.0、1.5、2.5、4.0、6.0、10、16、25、35、50、70、95、120、185、240等。

在三相四线制电力系统中，三相导线截面积相同，零线截面积为相线截面积的 40%～60%。在电力工程图中，一般按照以下方式标注。

A-B-C×D+1×F

式中：

A——导线型号;

B——额定电压，V或kV;

C——相线根数;

D——相线截面积，m㎡;

F——零线截面积，mm²；

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