配电装置设计原则详解

一、配电装置设计原则

【引导问题】

◆配电装置设计的任务是什么？

◆选择配电装置的型式时要考虑哪些方面的要求？

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，用来接受和分配电能的装置，它是发电厂和变电站的重要组成部分。

配电装置设计的主要任务是：根据电气主接线，电站的自然环境、地形、地质条件，对主、副厂房、主变压器及高压开关站相对位置做技术性的合理布置。

配电装置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，可分为装配式和成套式，在现场将电器组装而成的称为装配式配电装置；在制造厂预先将开关电器、互感器等组成各种电路，成套供应的称为成套配电装置，其中以SF6全封闭组合电器内的设备最齐全。

高压配电装置的设计必须认真贯彻国家的技术经济政策，遵循上级颁布的有关规程、规范及技术规定，并根据电力系统条件、自然环境特点和运行、检修、施工方面的要求，合理制定布置方案和选用设备，积极谨慎地采用新布置、新设备、新材料、新结构，使配电装置设计不断创新，做到技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便。

配电装置型式选择，应考虑所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合运行、检修和安装要求，通过技术经济比较予以确定。在确定配电装置型式时，必须满足下列四点要求。

1.节约用地

配电装置少占地，是一条必须认真贯彻的重要政策，尽量减少土石方工程量，尽可能不占或少占农田。

各型配电装置占地面积比较：以屋外普通中型为100%；屋外分相中型70%～80%；屋外半高型50%～60%；屋外高型40%～50%；屋内型25%～30%；SF6全封闭组合电器5%～10%。

2.运行安全和操作巡视方便

配电装置布置要整齐清晰，并能在运行中满足对人身和设备的安全要求，如保证各种电气设备安全净距，装设防误操作的闭锁装置，采取防火、防震和储油、排油措施，考虑设备防冻、防阵风、抗震、耐污等性能。此外，还应重视运行维护时的方便条件，如合理确定电气设备的操作位置，设置操作巡视通道，便利与主控制室的联系等。

3.便于检修与安装

对于各种型式的配电装置，都要妥善考虑检修和安装条件。设置搬运通道、起吊设施和良好的照明条件等。此外，配电装置的设计应考虑分期建设和扩建过渡的便利。

4.节约三材，降低造价

配电装置的设计还应采取有效措施，减少三材消耗，努力降低造价。

二、配电装置的设计步骤

【引导问题】

◆配电装置设计应绘制哪些图纸？各图纸的特点是什么？

（一）配电装置的设计步骤

（1）根据具体条件（配电装置的电压等级、电气设备的型式、出线多少和方式，有无电抗器、地形、环境条件等因素）选择配电装置的型式。

1）选择屋内配电装置：①按电气主接线形式选择单母线制或双母线制；②按其间隔的布置方式选择单列布置或双列布置；③按其结构选择装配式或成套式，装配式选择单层式、二层式或三层式。

2）选择屋外配电装置：①低型布置；②中型布置；③高型布置；④半高型布置。

3）选择成套配电装置：①高压开关柜：屋内或屋外式；②低压配电屏；③SF6全封闭组合电器。

（2）根据电气主接线图拟定绘制配电装置配置图，便于分析配电装置的布置方案和统计所用的主要电气设备。

（3）根据配电装置的配置图，并根据所选设备的外形尺寸、运输方法、检修及巡视安全和方便等要求，遵循DL/T 5352—2006的有关规定，并参考各种配电装置的典型设计，并绘制配电装置的平、断面图。主要分为：①总平面布置图（屋外配电装置）；②各种间隔断面图：屋内配电装置间隔有发电机、变压器、线路母联（或分段）断路器、电压互感器和避雷器。屋外配电装置间隔有馈电线（引出线）路、变压器、母联断路器、电压互感器、避雷器等。

（二）配电装置图

为了表示整个配电装置的结构，以及其中设备的布置和安装情况，通常采用配置图、平面图和断面图三种图说明。

1.配置图

配置图是一种示意图，是按一定方式根据实际情况表示配电装置房屋走廊、间隔以及设备在各间隔内布置的轮廓。它不需要按比例画出，故不表明具体的设备安装情况。配置图主要是便于了解整个配电装置设备的内容和布置，以便统计采用的主要设备。进行配置时，通常将同一回路的电器和导体布置在一个间隔内。(www.xing528.com)

2.平面图

平面图是按比例画出房屋及其间隔、走廊和出口等处的平面布置轮廓。平面图上面的间隔只是为了确定间隔数及其排列位置，并不画出其中所装设备。

3.断面图

断面图是表明配电装置某间隔所取断面中，各设备的相互连接及其具体布置的结构图，断面图按比例画出。

4.绘制配电装置图原则

（1）在屋外配电装置中，电气设备多采用把电气设备安装在金属构架或混凝土基础上的高型布置，以便运行和检修人员在带电设备下工作，因此，基础高度一般在2～2.5m，以保证具有大于最小安全净距的尺寸。

（2）电缆沟的走向。一般横向电缆沟布置在断路器和隔离开关之间，大型变电站的纵向电缆沟可分为两路。对电缆沟的布置，总的要求是能使控制电缆方便地引到所需连接的电气设备处，并尽可能使路径最短，从而缩短控制电缆的长度，节省投资。

（3）屋外配电装置应设置0.8～1.0m的巡视小道，以便运行人员对电气设备及装置的检查巡视。其中电缆沟的盖板，可作为巡视小道的一部分。

（4）配电装置内，为了运输和消防的要求，应在主设备旁敷设行车道路。在大、中型变电站内，一般都要敷设至少3m宽的环形行车道路。

三、配电装置的安全净距

【引导问题】

◆什么是最小安全净距？有何意义？

◆解释安全净距中A、B、C、D、E各值的含义？

配电装置的整个结构尺寸，是综合考虑设备外形尺寸、检修和运输的安全距离等因素而决定的。屋内、外配电装置中各有关部分之间的安全净距见表6-1和表6-2，这些距离可分为A、B、C、D、E五类，可参见图6- 1和图6- 2。

表6-1　屋内配电装置的安全净距

表6-2　屋外配电装置的安全净距

注 J是指中性点直接接地系统。

在各种间隔距离中，最基本的是空气中不同相的带电部分之间和带电部分对接地部分之间的空间最小安全净距，即所谓A值。在这一距离下，无论在正常最高工作电压或内、外过电压时，都不致使空气间隙击穿。A 1值表明带电部分至接地部分之间的最小安全净距。A 2值表明不同相的带电部分之间的最小安全净距。其他电气距离，是在A值的基础上再考虑一些实际因素决定的。

以屋内配电装置为例：

B 1为带电部分至栅栏的距离和可移动设备在移动中至带电裸导体的距离。B 1=A 1+750mm。其中750mm是指一般运行人员手臂误入栅栏的长度，设备移动时的摆动也不会大于此值。

图6-1　屋内配电装置安全净距校验图

图6-2　屋外配电装置安全净距校验图

B 2为带电部分至网状遮拦的距离。B 2=A 1+30mm+70mm，其中70mm是指一般运行人员手指误入网状遮拦时，手指长度不大于此值，30mm是考虑施工误差。

C值为无遮拦裸导体至地面或楼面的最小安全净距。C=A 1+2300mm，其中2300mm是指一般运行人员举手高度不超过此值。

D值为平行的不同时停电检修的无遮拦裸导体之间的水平净距。D=A 1+1800mm，其中1800mm是指一般检修人员和工具的允许活动范围。

E值为屋内配电装置出线套管中心线至屋外通道地面的净距。E=A 1+3500mm。35k V及以下，E=4000mm，110k V及以上E=A 1+3500mm，其中3500mm为人站在载重汽车车厢上举手的高度。

实际工程中所采用的距离，通常要大于表6- 1和表6-2中的数据。