配电装置

电力工程术语

配电装置的功能是正常运行时用来接受和分配电能，发生故障时通过自动或手动操作，迅速切除故障部分，恢复正常运行。可以说，配电装置是具体实现电气主接线功能的重要装置。

简介

配电装置是发电厂与变电所的重要组成部分，是发电厂与变电所电气主接线的具体实现。配电装置是根据电气主接线的连接方式，由开关设备、保护设备、测量设备、母线以及必要的辅助设备组成，辅助设备包括安装布置电气设备的构架、基础、房屋和通道等。

带地区负荷的发电厂，有发电机电压配电装置、经升高电压后的高电压配电装置及发电厂厂用电配电装置。区域性火力发电厂有升高电压配电装置和厂用电配电装置。变电所有两个或三个电压等级的配电装置。

配电装置电压等级有0.38～10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV等几种。

电压为0.38～10kV的配电装置建在屋内，称为屋内配电装置。电压为35～220kV的配电装置一般建于屋外，称为屋外配电装置。但当周围有化工厂、水泥厂、盐湖及在海岸附近产生的含有酸、碱、盐的气体和粉尘等时，也可以将35～220kV电压等级的配电装置建于屋内。330～500kV电压等级的配电装置则建于屋外。

配电装置的分类

按照安装位置的不同，配电装置可分为屋内式配电装置和屋外式配电装置两种，另外还有装配式配电装置和成套开关式配电装置。装配式配电装置是指配电装置中的电气设备在现场组装，而成套开关式配电装置是指制造厂家先按照电气接线要求把开关电器、互感器等安装在柜中，然后成套运至安装地点。成套装置的特点是：①结构紧凑，占地面积小；②可减少现场安装工作量、缩短建设周期；③运行可靠、维护方便、便于建设和搬迁；④消耗钢材较多，造价较高。成套开关柜式配电装置分为低压配电屏、高压开关柜、箱式变电站和SF6全封闭组合电器(GIS)等。

究竟采用何种配电装置要根据电压等级、设备类型、地理位置、周围环境条件等各种因素，通过技术经济比较后确定。

屋外配电装置

屋外配电装置通常适用于35kV及以上的电压等级，其结构形式与电气主接线的形式、电压等级、主变容量、重要程度、母线和构架的型式、断路器和隔离开关型式等有着密切关系。根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置通常可分为普通中型、分相中型、半高型和高型等类型。

普通中型布置配电装置是最普遍的一种布置方式，具有较成熟的运行经验。普通中型布置配电装置是将所有的开关电气设备安装在同一水平面内，并安装在一定高度的基础支架上，使带电部分对地保持必要的高度，让工作人员能安全地在地面上进行操作和维护。中型配电装置的汇流母线所在的水平面都稍高于开关电器所在的水平面。这种配电装置布置清晰明了、运行可靠、不易误操作、运行维护方便、架构高度较低、消耗钢材较少、造价低，它的最大缺点是占地面积过大。

普通中型布置配电装置的断路器布置有单列、双列之分。单列布置是将进出线断路器排成一列，它缩短了纵向(与母线垂直方向)尺寸，便于进线参加旁路，但引线跨数较多，给施工和检修带来不便；双列布置是将进出线断路器分成两列，分别布置在母线两侧，它减少了跨越，缩短了横向(沿母线方向)尺寸。单列布置和双列布置各有其特点和适用条件，要结合具体工程实际情况综合比较确定。图16-6所示为220kV双母线带旁路单列布置的中型布置配电装置断面图。

分相中型配电装置是将母线隔离开关直接布置在各相母线的下方，有的仅一组母线隔离开关采用分相布置，有的所有母线隔离开关均采用分相布置。隔离开关选用单柱式隔离开关，母线引线直接自分相隔离开关支持和棒式绝缘子引至断路器，这样避免了普通中型复杂的双层构架。分相中型可采用软母线或硬管型母线。图16-7所示为110kV普通分相中型配电装置断面图。

分相中型配电装置较普通中型配电装置的占地面积约减少20%～30%，尤其采用铝管母线配合单柱式隔离开关的布置方案，布置清晰、美观，可省去大量构架。在220500kV配电装置中，分相中型布置被广泛应用。

高型和半高型布置配电装置的母线和电器分别重叠布置在几个不同高度的水平面上。凡是将一组母线与另一组母线重叠布置的就称为高型布置。如果仅将母线与其他电气设备重叠布置的就称为半高型布置。高型布置的配电装置最大优点是节省占地面积，一般为普通中型布置配电装置的一半，相应还减少了绝缘子串和导线，布置显得紧凑。如图16-8，图16-9所示。

高型和半高型布置的最主要缺点是消耗钢材多，尤其是高型布置，其钢材耗量为中型布置的1～2倍。另外，采用高型和半高型布置时，设备的维护、操作和检修都没有中型布置时方便。

110～500kV配电装置若采用空气绝缘一般都是中型布置，如果为了节省占地或建于污秽严重的地区，一般都采用GIS或全户内站的型式。

屋内配电装置

屋内配电装置通常运用于35kV及以下的电压等级，但若在繁华城市或污秽严重地区，也有用于110kV和220kV电压等级以上的，如上海世博变压器是500kV的地下式全屋内配电装置。

屋内配电装置的结构型式与电气设备的类型和电气主接线的形式、出线回路数多少及有无电抗器等因素有着密切关系，同时还与施工、检修、运行经验和生活习惯等因素有关。

变电站10kV配电装置因多采用少油断路器或真空断路器，体积较小，又多为屋内型，因此，配电装置结构形式主要与有无电抗器有关。当出线不带电抗器时，一般采用单层布置的成套开关柜，即将各种标准的开关柜按照电气接线要求在单层屋内进行配置组合。当出线带电抗器时，一般采用装配式的两层布置，即将较轻的母线和隔离开关布置在最上层，断路器、电抗器和出线隔离开关布置在最下层。

图16-10所示为二层二通道双母线带电抗器的6～10kV屋内配电装置的断面图。由该图可看出第一层中间部分为操作维护走廊，两边分别为布置电抗器和断路器等笨重设备的小间，出线采用电缆隧道引出，小间下边有通风道以改善冷却条件。第二层布置母线和母线隔离开关。两组汇流母线用墙隔开便于一组母线工作、另一组母线检修，三相母线垂直布置。第二层有两个维护通道，为便于巡视和操作，母线隔离开关靠走廊一侧设有网状遮栏。这种配电装置层数和走廊较少，巡视线路短，断路器又集中布置在第一层，操作运行维护方便，因此应用较广。

成套配电装置

成套配电装置是由制造厂按照电气主接线设计要求将同一电路的开关电器、测量仪表、保护电器和辅助设备装在封闭或半封闭柜中，在工厂组装好成套供应。成套配电装置按用途可分为低压配电屏、高压开关柜和SF6全封闭组合电器。按照开关是否可以移动，高压开关柜又分为固定式和手车式，变电站10kV配电装置多采用固定式开关柜，发电厂厂用电多采用手车式开关柜。

SF6全封闭组合电器GIS是根据电气主接线要求将断路器、隔离开关、快速或慢速接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、电缆终端等元件依次连接组成一整体，并且全部封闭于接地的金属外壳中的配电装置，壳内充以高抗电性能的SF6气体作为良好的绝缘介质和灭弧介质。图16-11所示为GIS总体结构示意图。

为了便于支撑和检修，汇流母线布置在下部，断路器(双断口)水平布置在上部(也有采用立式布置以减小占地面积的)，出线用电缆，整个回路按照电路顺序成Ⅱ形布置，使装置结构紧凑；两组汇流母线分别采用三相共体的结构，置于底部的圆筒内，三相母线分别用支持绝缘子固定在壳体上。这种母线结构与分相式母线结构相比，可以缩小安装场地，但它的电场分布没有分相式均匀，且相间电动力大，结构较复杂。其余元件采用分箱式。盆式绝缘子用于支撑带电导体和将装置分隔成不漏气的隔离室；隔离室具有便于监视、易于发现故障点、限制故障范围以及检修或扩建时减少停电范围的作用；在两组汇流母线汇合处设有伸缩节，以减少由温差和安装误差引起的附加应力。此外，装置外壳上还设有检查孔、窥视孔和防爆盘等设备。

配电装置的要求

厂用配电装置一般用高压、低压开关柜组成成套配电配电装置是发电厂或变电所的重要组成部分，它的设计和选型是否合理，直接影响到整个发电厂、变电所的安全经济运行。因此，对配电装置必须满足以下基本要求：①确保工作人员人身安全；②工作可靠并符合防爆要求；③便于操作、维护和检修；④尽量节省占地面积；⑤便于施工、便于扩建。

整个配电装置的结构及其设备的布置和安装情况，通常采用平面图、断面图和配置图来说明，并作为施工图纸。

所谓平面图，是按比例绘出的配电装置电气问隔、房屋、走廊、出口等处的布置俯视图。所谓断面图，是按比例表示出的配电装置所取断面间隔中，各设备相互连接及其具体布置的结构图。所谓配置图是根据电气设备布置的实际情况，把进出线、断路器、隔离开关、互感器、避雷器等设备合理地分配在各层间隔中，并且用代表图形表示出导线和电气设备在各间隔中布置轮廓的示意图。

配电装置型式的选择，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，并结合运行及检修要求，通过技术经济比较确定。一般情况下，在大中型发电厂和变电站中，110kV及以上电压等级一般多采用户外配电装置。35kV及以下电压等级的配电装置多采用户内配电装置。但110kV装置有特殊要求(如变电站深入城市中心)或处于严重污秽地区(如海边或化工区)时，经过技术经济比较，也可以采用户内配电装置。

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