低压电能输送和分配线路优化

在小型工厂的变电站，一般是将6～10kV高压降为用电设备所需要的220/380V低压来配电的，这类变电站有的只安装有一台主变压器，有的安装有两台主变压器，一般来说其送电线路接线都比较简单。

1.只安装有一台主变压器变电站接线方案

线路简介

根据系统高压侧所用开关电器的不同，大致有三种类型的接线方案。

（1）高压侧采用隔离开关、熔断器的接线方案，如图3-20所示。

高压侧不用母线，仅装有隔离开关和熔断器或跌落式熔断器，低压侧为380/220V，采用隔离开关和跌落式熔断器接通或分断空载变压器。熔断器来保护变配电站的短路故障。这种接线方案的供电可靠性不高，适用于三级负载的容量在500kVA以下的变电站。

图3-20 高压侧采用隔离开关、熔断器的接线方案

（2）高压侧采用负荷开关、熔断器的接线方案，如图3-21所示。

图3-21 高压侧采用负荷开关、熔断器的接线方案

这种方案的负荷开关具有简单的灭弧装置，所以能在带负载情况下进行操作，使变电站进行停电或送电的操作比较灵活简便。但负载开关灭弧能力比断路器差，只能切断负载电流，所以在电路发生过载或短路故障时需要和熔断器配合使用。

友情提示

如果使用内装有高压熔断器和负荷开关的环网柜，就能可靠地保护变压器，并且能方便地实现环形接线，从而使供电的可靠性得到进一步保证。

（3）高压侧采用隔离开关、断路器的接线方案，如图3-22所示。

图3-22 高压侧采用隔离开关、断路器的接线方案

这个系统在高压侧采用了断路器，使变压器的切换操作灵活方便。隔离开关在电路中起到将负载与电源隔开的作用，确保检修过程中的安全。电路正常切换时，通过隔离开关和断路器配合使用完成操作；当电路发生过载或短路故障时，继电保护装置能实现使断路器自动跳闸的作用，并且当过载或短路故障消失后，又能直接迅速合闸。

2.装有两台主变压器小型变电站接线方案

安装有两台主变压器的小型变电站配电接线方案可分为以下几种。

（1）高压侧无母线、低压侧单母线分段的变电站接线方案，如图3-23所示。

该系统的最大特点是采用两路电源进线方式，有两台主变压器。倒闸联络开关QF₅用于任意一台主变压器或任意一路电源线停电检修或发生故障时，恢复向负载继续供电，因此该系统的供电可靠性较高。

（2）高压采用单母线、低压单母线分段的变电站接线方案，如图3-24所示。

这种接线适用于装有两台及以上主变压器或具有多路高压出线的变压器。当任一台变压器需要进行检修或发生故障停电时，通过一系列的倒闸操作，即可恢复向负载继续供电。

（3）高低压侧均为单母线分段的变电站接线方案，如图3-25所示。

图3-23 高压侧无母线、低压侧单母线分段的变电站接线方案

图3-24 高压采用单母线、低压单母线分段的变电站接线方案

这种系统的特点是两段高压母线在正常时可以接通运行，也可以分段运行。当电路中某一部分发生故障时，通过一系列倒闸操作，可以将故障部分切除后继续对整个变电站进行供电，其供电可靠性很高，可供一、二级负载供电。

3.某工程供电系统接线线路

图3-25 高低压侧均为单母线分段的变电站接线方案

线路简介

图3-26所示为某工程供电电气系统主线路图。(www.xing528.com)

该供电电气系统主线路有两个电源，一个为10kV架空线路的外电源，一个为独立的柴油发电机组自备电源。供电电气系统共有5个配电屏。10kV架空线路电源进入系统时，首先经过跌落熔断器FU，T为变压器，将10kV电压变换成0.4kV，经3号配电屏送到母线上。F为避雷器，安装在变压器的高压侧。自备发电机电源经2号配电屏送到第1段母线上，在外电源中断时保证重要负载的供电。3号配电屏有两个刀开关，一个隔断变压器供电，另—个用来隔断自备发电机电源供电。2号配电屏是受电、馈电兼联络用的配电屏，配电屏内的隔离开关是两段母线的联络开关，带熔断器的刀开关分别控制进线和馈线，图中的电流互感器供测量仪表使用。

图3-26 某工程供电电气系统主线路图

该供电电气系统采用单母线分段放射式接线方案，Ⅰ、Ⅱ两段母线由隔离开关联络。配电屏向用电设备供电的线路称为馈电线路，即馈线，共有10条馈线，其中第1条和第9条是备用馈线。

线路原理

（1）电源。该系统有外电源和自备电源两个电源。

1）外电源（正常供电电源）：由10kV架空线路经跌落式熔断器FU送到变压器T。跌落式熔断器的型号是RW4-10-50/30A（其中的50A是熔管的额定电流，30A是熔丝的额定电流）。变压器的型号规格为SL7-315-10/0.4，额定容量为315kVA，额定电压为10/0.4kV，这一电压是指线电压，低压侧引出中性线，可得到三个相电压为。

经计算，高压侧的额定电流为18A，可见高压跌落式熔断器的熔丝选30A是比较合理的。低压侧的额定电流为455A。该电流值为看图时判断低压出线开关、导线、母线型号规格的正确性提供了重要依据。

图面上标出，该系统的安装容量为483kW，计算容量为250kW，负载的功率因数一般为0.8，则计算容量为312.5kW、计算电流455A。可见，在系统主线路图中，变压器容量选为315kVA是合适的。

为了保护变压器防止雷电过电压，在变压器10kV进线侧安装了一组（共三个）FS-10型避雷器。

2）自备电源：由一独立的柴油发电机供电，发电机的额定功率为120kW，额定电压为400/230V，功率因数为0.8。经计算，发电机的额定电流为216.5A。说明发电机出线开关选用250A的断路器是适宜的。

（2）电源进线与开关设备。10kV高压电源经变压器降压到400V以后，由铝排送到3号配电屏，然后送到母线上。3号配电屏的型号是BSL-11-01，主要用作电源进线。配电屏内有两个隔离开关和—个DW10型断路器（额定电流为600A、动作整定电流为800A），它对变压器起过电流、失电压等保护作用。

起隔离作用的两个隔离开关，一个与变压器相连，一个与母线相连。操作的顺序是先断开断路器，再断开两个隔离开关，合闸时则相反。配电屏内的3个电流互感器主要供测量仪表用。

自备发电机经一个断路器和一个隔离开关送到2号配电屏，然后引至母线。断路器为装置式（DZ型），额定电流为250A，动作整定电流为330A，断路器的作用是控制发电机送电和对发电机进行保护。隔离开关的作用是对带电的母线起隔离作用。

发电机房至配电室送电采用电力电缆，沿电缆沟敷设。电缆的型号为VLV2-500V-3×95+1×50，它是塑料绝缘、塑料保护套、铝芯铠装电力电缆，额定电压为500V，3根相线的截面积均为95mm²，中性线截面积为50mm²。

2号配电屏的型号为BSL-11-06（G），它是受电、馈电兼联络用配电屏，有一路进线，一路馈线。一路进线由自备发电机供电，经3个电流互感器和一组熔断器式开关，然后又分成两路，左边一路直接与Ⅰ段母线相连，右边一路经过隔离开关送到Ⅱ段母线。这里的隔离开关是作为两段母线的联络开关。

（3）母线。该电气系统采用单母线分段放射式接线方式。以4根LMY型、截面积均为（50×4）mm²的硬铝母线作为主母线。两段母线经上述隔离开关联络。外电源正常供电时，发电机不供电，联络开关闭合，母线Ⅰ、Ⅱ均由变压器供电；外电源中断时，变压器出线开关断开，联络开关也断开，白备发电机供电，这时只有Ⅰ段母线带电，作为办公室等重要负载用电。在一定的条件下，也可Ⅰ、Ⅱ段母线全部带电，再根据实际情况断开某些负载，只要发动机不超载即可。

（4）馈电电路。由配电屏向电力负载供电的线路称为馈电线路，也称馈线。本系统共有10个回路馈线，其中第1回路和第9回路是备用线。

下面以第8回路为例加以说明。第8回路由4号配电屏控制，该回路供附属工厂用电，安装容量为182kW，计算容量为93kW。该回路采用HD型刀开关（额定电流400A）和DW10型断路器联合控制。断路器的额定电流为400A，动作整定电流为500A。该回路装有3个电流互感器，电流比为300/5，供测量仪表用。

线路采用架空线，全线路的电压损失为4.6%，是符合要求的。

友情提示

本例在分析时，省去了一些计算步骤，直接给出计算结果，降低了阅读难度。读者若对计算过程有兴趣，可自己动手算一算。

4.6～10/0.4kV配电变电所电气系统线路

线路简介

如图3-27所示为某企业6～10/0.4kV高压配电电力系统线路。

这是一种最常见的高压侧无母线的电气系统一次线路图。由6～10kV架空线或电缆引入，经高压隔离开关QS和高压断路器QF送到变压器T；当负载较小（如315kVA及以下）时，可采用跌落式熔断器（FU₁）、隔离开关（QS₂）-熔断器（FU₂）；也可以采用负荷开关（Q）-熔断器（FU₃）对变压器实施高压控制。

图3-27 6～10/0.4kV配电变电所电气系统线路

经变压器T降压为400/230V低压后，进入低压配电室，经低压总开关（空气断路器或负荷开关）送到低压母线，再经过低压刀开关Q和熔断器或其他开关送至各用电场所。

高、低压侧均装有电流互感器及电压互感器，用于测量及保护。电流互感器的二次绕组与电压互感器的二次绕组分别接到电能表的电流线圈和电压线圈，以便计量电能量损耗。电流互感器二次绕组还接通电流表，以便测量各相电流，并供电给电流继电器以实现过电流保护。电压互感器的二次绕组接到电压表，以便测量电压，并供电给绝缘监测用的仪表。

为了防止雷电波沿架空线侵入变电所，在进线处安装有避雷器FV。

友情提示

一些大中型工矿企业的负载较大，高压供电线必须深入到工矿企业内部。高压配电一般采用10kV，但若3～6kV高压用电设备负载较大，也可采用3～6kV配电。3～10kV高压配电方式通常按照负载大小、设备容量、供电可靠性、经济技术指标等不同的要求，分别采用放射式、树干式和环状式等供电方式。