文档内容
电气设备及系统
第一章 绪 论
知识要点
了解电力系统的组成和特点
掌握电能质量的各项指标
了解发电厂电气设备的分类及用途；了解电气主接线的基本构成和概念。
1.2 电力系统的基本概念
1.2.1 电力系统的组成
电力系统=发电厂+变电所+输电线路+用户
动力系统=电力系统+动力装置
电力网=变电所+输电线路(+用户)
1.2.2 电力系统的特点
电能不能大量存储。发电、变电、输电和用电同时进行。
电力系统暂态过程非常短。
电力系统的发展和国民经济的发展密切相关。
电力系统电能质量要求高，对电压、频率、波形都有严格的国家标准。
1.2.3 电能质量指标
我国已颁布了6项电能质量指标的国标： 电压允许偏差，公用电网谐波，电压波动和闪变，
三相电压不平衡， 电网频率， 暂时过电压和瞬态过电压。
电压
频率
波形
额定电压：国家根据当前国民经济发展水平，以及满足电气设备设计与制造的标准化、系列化
要求制定的额定电压等级。各种电气设备在额定电压下运行时，能获得最佳的技术、经济性。
电网实际电压分布示意
电压等级的选择：导线的投资，绝缘的投资；电压等级越高，输电效率越高
选择电压等级，应根据负荷的大小和送电距离二个因素综合考虑
一般：
750kV以上 ：特高压输电线路
330～750kV：超高压输电线路
220kV ：高压输电线路
35 ～ 110kV ：高压配电线路
10kV： 中压配电线路
380/220V：低压配电线路
我国规定供电电压的允许偏差
允许电压偏移一般为±5%
具体为：
由35kV及以上电压供电的用户±5%
由10kV及以下电压供电的用户±7%
低压照明用户＋7%～﹣10%
我国电力系统的标准频率为50HZ。系统容量在3000MW及以上为±0.2HZ；系统容量在3000MW
以下为±0.5HZ。
电压波形的畸变率不得超过3%。
1.3 发电厂的类型
1.4 电力系统的负荷和负荷曲线
1.4.1 电力系统的负荷：系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和。也称电力系统
的综合用电负荷，是把不同地区、不同性质的所有用户的负荷加起来而得到的。
电力系统的供电负荷：综合用电负荷加上电力网的功率损耗就是各发电厂应该供给的功率。
电力系统的发电负荷：供电负荷再加上发电厂自身的厂用电消耗的功率就是各发电厂应该发出
的功率。
1.4.2 负荷曲线
负荷曲线是反映电力负荷随时间变化情况的曲线。它直观地反映了用户用电的特点和规律。
负荷曲线对变电所、发电厂和电力系统的运行有重要意义。它是变电所负荷控制，发电厂安排
日发电计划，确定电力系统运行方式和主变压器、发电机组等设备检修计划以及制变电所、发电厂扩建新建规划的依据。
日负荷曲线 ：负荷在一昼夜间（0~24h）变化情况。
年最大负荷曲线
年持续负荷曲线
1.5 发电厂电气设备的分类及用途
一次设备——直接用于生产、输送、分配电能的电气设备。
由一次设备按一定规律联接起来，完成电能的发、变、输、配的电路称为电气主接线（或称为
一次回路，一次系统），一次系统是大功率、高电压系统。
二次设备——用来对一次设备进行监视、测量、操作和控制的设备。
由二次设备联接的电路称为二次接线（或二次回路、二次系统），二次系统是低压信号测控系
统 。
断路器的控制回路、信号回路、同期回路、绝缘监察回路、继电保护装置、自动准同期装置等。
1.5.1 电气一次设备的分类
电机（发电机、电动机、变压器）
开关设备
载流导体（断路器、隔离开关等）
接地装置
互感器（电流互感器和电压互感器）
限制故障电流（限流电抗器）和防御过电压（避雷针和避雷器）
额定电流：电气设备的额定电流是指在一定的基础环境温度下，允许长期连续通过设备的最大
电流，并且此时设备的绝缘和载流部分被长期加热的最高温度不超过所规定的允许温度。
习题
电力网、电力系统和动力系统的定义？
衡量电能质量的指标及要求？
目前我国电力系统的额定电压等级有哪些？额定电压等级选择确定原则？
发电厂电气设备的分类及用途
1. 一次设备：直接用于生产、输送、分配电能的电气设备。
由一次设备按一定规律联接起来，完成电能的发、变、输、配的电路称为电气主接线（或
称为一次回路，一次系统），一次系统是大功率、高电压系统。
电路图是用规定的图形符号绘制成的三线图或单线图。电气主接线图常常绘制成单线图的形式，
即用一条线代表三相电路。
2. 二次设备：用来对一次设备进行监视、测量、操作和控制的设备。
由二次设备联接的电路称为二次接线（或二次回路、二次系统），二次系统是低压信号测
控系统 。
常用绝缘材料及其允许温度限值
当绝缘材料处于上述规定的极限工作温度时，电机的使用寿命可以长达成15~20年。若高于上
述规定的温度连续运行，电机的使用寿命将迅速下降。据实验统计，A级绝缘的工作温度每上
升6℃，绝缘的寿命将减少一半。
第 2 章开关电器
2.1 开关电器的作用和分类
2.2 电弧理论
2.3 高压开关设备
2.1 开关电器的作用和分类
对电气设备或者线路的控制，都是通过对相应电路中的开关设备的操作来实现的。
开关电器是电路的控制和保护元件。
开关电器的作用：正常时可靠接通或断开电路；改变运行方式时灵活切换；系统故障时迅速切
除故障；检修时隔离带电部分。
开关电器的分类
接通或断开正常工作电流。
断开过负荷电流或短路电流。
既用来接通或断开正常工作电流，也用来断开或闭合过负荷电流或短路电流。
用于检修等工作时隔离电源。
2.2 电 弧 理 论开关电器的原理即熄灭电弧的原理。
试验证明，用开关电器断开电路时，电路电压不低于10~20V，电流不小于80~100mA，开关的
触头间就会产生电弧。
电弧的形成：强电场发射、碰撞游离、热游离、热电子发射
电弧的熄灭：要使电弧熄灭，必须使触头间带电质点消失的速率大于其产生的速率。
去游离的方式：扩散、复合
影响电弧熄灭的主要因素：
冷却方式、触头间介质的特性、触头的材质以及触头两端电压的幅值与变化特性。
交流电弧熄灭的条件
弧隙介质强度恢复速度＞弧隙电压恢复速度
熄灭电弧的方法：
利用气体或油吹灭电弧
吹弧的方式有纵吹、横吹以及纵、横混合吹弧的方式。
采用多断口
高压断路器常制成每相有两个或多个串联的，使加在每个断口的电压降低，易于电弧的熄灭。
采用新介质
利用灭弧性能优越的新介质，如SF6断路器和真空断路器等。
低压电器采用金属灭弧栅灭弧
2.3 高 压 开 关 电 器
高压断路器
断路器的作用
控制作用：接通断开正常运行的电路
保护作用：与继电保护装置配合，断开故障回路或元件
高压断路器的结构：灭弧室，通断元件（导电部分），中间传动机构，绝缘支撑件，操动机构
（基座），操作机构
高压断路器的类型
根据装设地点分：屋内式和屋外式
根据灭弧介质分：
少油断路器
空气断路器
六氟化硫断路器
真空断路器
真空断路器
断路器的型号
隔离开关的作用
隔离电压：以确保检修的安全
等电位操作：倒闸操作
分合小电流：避雷器、电压互感器、空载变压器、空载线路等
隔离开关的型号
隔离开关的技术参数
2.2 互 感 器
2.2.1 概述
互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件，用以分别向测量
仪表、继电器的线圈等供电，正确反应一次电气设备的正常运行和故障状态。
互感器的作用
将一次侧的高电压或大电流变换成二次侧标准的低电压或小电流
隔离二次回路与一次回路，且将互感器二次侧接地，保证设备和人身安全
使二次回路可采用低电压、小电流控制电缆，实现远方测量和控制
接线灵活，维护、调试方便
2.2.2 电 流 互 感 器
电流互感器的额定变流比：电流互感器一、二次额定电流之比
电流互感器正常运行时的注意事项：一次绕组串联在被测电路中，二次设备串联在二次绕组中；
为了确保运行人员在接触测量仪表和继电器时的安全，互感器的二次绕组必须有可靠的保护接
地点；正常运行时，近于短路状态下运行，二次侧不允许开路。（为什么）正常运行时，电流互感器二次侧接近于短路运行状态，励磁磁势很小；二次绕组开路，一次电流全部用于激磁，
铁心急剧饱和，①在二次绕组两端感应幅值很高的尖顶波形电动势，危及工作人员人身安全、
损坏仪表和继电器的绝缘；②可能引起铁心、绕组过热，互感器损坏；③剩磁也会使互感器误
差增大。
电流互感器的测量误差 ：电流误差；相位误差
电流互感器的准确级：在规定的二次负荷范围内，一次电流在额定值附近时的最大误差限值。
为了继电保护整定的需要，制造厂提供这类保护级电流互感器10％误差曲线：在保证电流误
差不超过-10％的条件下，一次电流的倍数n（n=I1/IN1）与允许最大二次负载阻抗Z2L的关系
曲线。
电流互感器的额定容量
额定二次电流和额定二次阻抗下运行时，二次线圈输出的容量。
电流互感器的分类
按用途分
（1）测量用电流互感器。
（2）保护用电流互感器。
稳态特性型：保证电流在稳态时的误差，如：P、PR、RX。
暂态特性型：保证电流在暂态时的误差，如：TPX、TPY、TPZ、TPS等。
按绝缘介质分
干式电流互感器；
浇注式电流互感器；
油浸式电流互感器；
气体绝缘电流互感器。
干式电流互感器
浇注式电流互感器
油浸式电流互感器
气体绝缘电流互感器
按工作原理分
电磁式电流互感器。根据电磁感应原理实现电流变换的电流互感器。
光电式电流互感器。通过光电变换原理以实现电流变换的电流互感器。
按安装方式分
支柱式流互电感器
套管式电流互感器
母线式电流互感器
穿墙式电流互感器
按一次绕组匝数分
单匝式电流互感器：一次绕组为单匝式；一般110KV及以上系统采用。
多匝式电流互感器：一般中、小型电流互感器常用。
按电流比分
单电流比电流互感器：一、二次绕组匝数不能改变，电流比恒定。
多电流比电流互感器：一、二次绕组匝数可以改变，有不同电流比。
按安装地点分
户内型：一般用于35kV及以下电压等级。
户外型：一般用于66kV及以上电压等级。
电流互感器型号
第一字母：L—电流互感器
第二字母：A—穿墙式；Z—支柱式；M—母线式；D—单匝贯穿式；V—结构倒置式；J—零序
接地检测用；W—抗污秽；R—绕组裸露式
第三字母：Z—环氧树脂浇注式；C—瓷绝缘；Q—气体绝缘介质；W—与微机保护专用
第四数字：B—带保护级；C—差动保护；D—D级；Q—加强型；J—加强型ZG
第五数字：电压等级 产品序号LMK－0.5S型
表示使用于额定电压500V及以下电路，塑料外壳的穿心式S级电流互感器。
LA－10型
表示使用于额定电压10kV电路的穿墙式电流互感器
电流互感器的极性
减极性原则
电流互感器的接线方式
电 压 互 感 器
电压互感器的准确级：规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷功率因数为额定值时，电
压误差的最大值。
电压互感器正常运行时的注意事项：一次绕组并联在被测电路中，二次设备并联在二次绕组两
端；二次绕组有一可靠的保护接地点；正常运行时，二次侧相当于开路，不允许短路。
电压互感器的分类和结构
按线圈数分：双线圈和三线圈
按绝缘分：浇注式、油浸式等
从结构上可分为：普通式电压互感器、串级式电压互感器、电容式电压互感器等
按相数分：单相和三相
20kV以下才有三相式
电压互感器的接线方式
电容式电压互感器
电容式电压互感器的工作原理
电容式电压互感器的误差
电容式电压互感器的等效电路
电容式电压互感器的基本结构
电容式电压互感器的主要缺点
2.3 其它电器
2.3.1 熔断器
熔断器作用和特点：熔断器是最早使用的一种比较简单的保护电器。熔断器串接在电路中使用，
主要用于线路及电力变压器等电气设备的短路及过载保护。
当电力系统由于过载引起电流超过某一数值、电气设备或线路发生短路事故时，过负荷电流或
短路电流通过熔体在其上产生发热。熔体在被保护设备的温度未达到破坏设备绝缘之前熔断，
即应能在规定的时间内迅速动作，切断电源以起到保护设备，保证正常部分免遭短路事故的破
坏。
特点：结构简单，体积小，布置紧凑；动作直接，不需继电保护与二次回路配合；熔断后，需
更换，增加停电时间；保护特性不稳定，可靠性低；保护选择性不容易配合。
高压熔断器的结构：高压熔断器由金属熔体（熔丝）、触头、灭弧装置（熔管）、绝缘底座组
成。
熔断体（熔体、熔丝，核心）正常工作时起导通电路的作用，在故障情况下熔体将首先熔化，
从而切断电路实现对其他设备的保护。
熔断器载熔件用于安装和拆卸熔体，常采用触点的形式。
熔断器底座用于实现各导电部分的绝缘和固定。
熔管用于放置熔体，限制熔体电弧的燃烧范围并可灭弧。
充填物一般采用固体石英砂，用于冷却和熄灭电弧。
熔断指示器用于反映熔体的状态，即完好或已熔断。
熔体
熔体是熔断器内的主要元件。由金属制成，具有一定的截面。常用金属材料有铜、银、铅、铅
锡合金和锌。铅、铅锡合金和锌的熔点低，电阻率较大，所以制成的熔体截面积大，形成的电
弧截面也大，不易熄弧。铜、银的电阻率小，热传导率高，制成的熔体截面小，缺点是熔点高，
小而持久的过负荷时不易熔化。解决方法：在铜或银熔体的表面焊上小锡球或小铅球，当熔体发热到锡或铅的熔点时，锡或铅
的小球先熔化，渗入铜或银的内部，形成合金（电阻大，熔点低），在小球处熔断——冶金效
应法。
熔断器的保护特性：熔断器熔体的熔断时间与熔体的材料和熔断电流的大小有关。熔断时间与
电流的大小关系，称为熔断器的安秒特性，也称为熔断器的保护特性。
熔断器的保护特性为反时限的保护特性曲线，其规律是熔断时间与电流的平方成反比。
熔体上通过电流越大，熔断越快。
熔断器的技术参数
熔断器的额定电压：既是绝缘所允许的电压等级，又是熔断器允许的灭弧电压等级。
熔断器的额定电流：指一般环境温度（不超过40℃）下熔断器壳体的载流部分和接触部分允
许通过的长期最大工作电流。
熔体的额定电流：熔体允许长期通过而不致发生熔断的最大有效电流。（ ≤熔断器的额定电
流）
熔断器的开断电流：熔断器所能开断的最大短路电流。若被开断的电流大于此电流时，有可能
导致熔断器损坏，或由于电弧不能熄灭而引起相间短路。
高压熔断器的分类
按使用地点分：户内式和户外式。
按是否有限流作用：限流式和非限流式。户内高压熔断器全部是限流型熔断器。熔断器的熔断
时间（包括熄弧时间）小于短路电流达到最大值的时间，即认为熔断器限制了短路电流的发展。
因为灭弧时间很短，电流变化很大，会产生过电压，可能会超过正常电源电压的几倍。
高压熔断器的分类
具体的型号：
RN1型、RN2型、RN5型、RN6型——户内式（以RN1型为典型代表的设计序号为奇数系列的熔
断器，用于3～35kV的电力线路和电气设备的过载和短路保护；以 RN2型为代表的设计序号为
偶数系列的熔断器，专门用于保护电压互感器。）
2.3.2 电抗器
电抗器按用途不同分为：
串联电抗器
并联电抗器
并联电抗器的作用：
削弱线路的电容效应，降低工频暂态过电压，并进而限制操作过电压的幅值；
改善沿线电压分布，提高负载线路中的母线电压，增加了系统的稳定性及输电能力；
改善轻负载线路中的无功分布，降低有功损耗。
限流电抗器：主要限制电力系统中的短路电流，以便于采用轻型电气设备和截面较小的载流体。
限流电抗器是电阻很小的电感线圈，无铁芯，使用时串接于电路中。
限流电抗器的参数
额定电压
额定电流
百分电抗：百分电抗间接反应电抗值的大小，实用中该值不可过大（否则会影响用户的电能质
量），但也不可过小（否则会减弱限制短路电流的效果）。
2.3.3 其它电器
架空线路和电力电缆
绝缘子和套管
避雷器
2.3.3.1 电力线路的结构
什么是架空线？
通过铁塔、水泥杆塔架设在空气中的导线，一般为裸导线。架空线造价低廉，但占用通道面积
大，为目前主要线路型式。
什么是电缆？
利用绝缘层将导线（一般为铜线或铝线）包裹起来，一般110kV以上为单相，以下为三相。铺
设电缆占地面积小，但电缆造价极高。 一般在城市使用。架空线路主要由导线、避雷线（架空地线）、杆塔、绝缘子和金具等部件所组成。
作用
导线：传导电流、输送电能；
避雷线：将雷电流引入大地，以保护线路免受雷击；
绝缘子：使不同带电体之向及其与接地杆塔之间保持良好的绝缘。
金具：连接导线，或将导线固定在绝缘子上以及将绝缘子固定在杆塔上，也可作连接绝缘子或
保护绝缘子和导线等用；
杆塔：支持导线和避雷线，并使导线之间、导线和杆塔以及大地间保持一定的距离。
架空线路导线的结构型式
单股线
多股绞线
钢芯铝绞线
钢芯铝导线按其机械强度的大小，可分为普通型、轻型和加强型三种。
主要差别在于铝钢截面比。铝钢截面比越小，机械强度越大；反之，铝钢截面比越大，导线质
量越轻。通常，轻型结构（标号为LGJQ）的铝钢截面比为8.0～8.1；普通型结构（标号为
LGJ）的铝钢截面比为5.3～6.0；加强型结构（标号为LGJJ）的铝钢截面比为4.3～4.4。
架空线路导线型号
架空线路导线的型号是用导线材料和结构（拉丁字母）以及载流截面积（mm2）这三部分来表
示的，如T-铜线；L-铝线；G-钢线；J-多股绞线；TJ-铜绞线；LJ-铝绞线；GJ-钢绞线；HLJ-
铝合金绞线；LGJ-钢芯铝绞线。
LGJ-120表示截面积为120mm2的钢芯铝绞线。
避雷线
避雷线设置于输电导线的上方，用作防雷保护。
避雷线又称架空地线，架设在杆塔顶部，一根或二根，用于防雷，110~220千伏线路一般沿全
线架设。
避雷线一般使用镀锌钢绞线架设，常用的截面是 25、35、50、70平方毫米。导线的截面越大，
使用的避雷线截面也越大。
分裂导线
相比总截面相同的大导线，不容易产生电晕，送电能力更高一些。
输电线路有关术语
档距：相邻两杆塔上导线悬挂点之间的水平距离叫档距。
弧垂：导线上任一点到悬挂点连线之间在铅垂方向的距离。
限距：导线最低点到地面的最小允许距离。
杆塔
根据所用材料的不同，架空线路的杆塔分为木杆、铁塔和钢筋混凝土杆三种类型。
根据杆塔使用目的和受力情况的不同，架空线路的杆塔大致可分为下列五种类型。
直线杆塔
耐张杆塔
转角杆塔
终端杆塔
特种杆塔
直线塔（z）——用于线路的直线中间部分，以悬垂的方式支持导、地线，主要承受导、地线
自重或覆冰等垂直荷载和风压及线路方向的不平衡拉力。
直线转角塔（2）——除起直线塔的作用外，还用于小于5°的线路转角。
耐张塔（N）——支承导线和地线，能将线路分段，限制事故范围，便于施工检修；其机械强
度较大，除承受直线杆塔承受的荷载外，还承受导、地线的直接拉力，事故情况下承受断线拉
力。
转角杆塔（J）——用于线路转角处，一般是耐张型的。除承受耐张塔承受的荷载外，还承受线路转角造成的合力。
终端杆塔（D）——用于整个线路的起止点，是耐张杆塔的一种形式，但受力情况较严重，需
承受单侧架线时全部导、地线的拉力。
分支杆塔（F）——用于线路的分支处。受力类型为直线杆塔、耐张杆塔和终端杆塔的总和
跨越塔（K）——用于高度较大或档距较长的跨越河流、铁路及电力线路杆塔。
换位杆塔（H）——用于较长线路变换导线相位排列的杆塔。
转角杆塔
终端杆塔
换位杆塔
我国规定：电压在110kV以上，距离100km以上的输电线路应进行换位。
绝缘子
架空线路所使用的绝缘子主要有针式和悬式两类。
针式绝缘子：主要用于电压不超过35kV的线路上。
悬式绝缘子：广泛用于电压为35kV以上的线路 。
瓷横担绝缘子：广泛应用于1l0kV及以下的线路上。
复合绝缘子：由环氧树脂玻璃纤维芯棒和高分子聚合物伞盘、护套组成 。
悬式绝缘子链的绝缘子最小用量表
金具
架空线路所使用的金属部件总称为金具。
悬垂线夹。主要用于将导线固定在直线杆塔的悬式绝缘子链上或将避雷线固定在直线杆塔上。
耐张线夹。主要用于将导线固定在非直线杆塔的耐张绝缘子链上或将避雷线固定在非直线杆塔
上。
接续金具。主要用于导线或避雷线的两个终端的连接处，如压接管、钳接管等。
连接金具。用于将绝缘子组装成链或将线夹、绝缘子链、杆塔横担等相互连接。
金具
保护金具。保护金具包括防震保护金具和绝缘保护金具。
电缆线路的结构
电缆的构造一般包括三部分：导体、绝缘层和包护层。
电缆的附件：电缆附件主要有连接头（盒）和终端头（盒），而充油电缆则还有一整套供油系
统。
电缆连接头是连接两段电缆的部件。
电缆终端头则是电缆线路末端用以保护缆芯绝缘并将缆芯导体与其它电气设备相连的部件。
第 4 章 电 气 主 接 线
4.1 基 本 概 念
4.1.1 定义：由多种电气设备和连接线按要求连接而成的，用来构成生产、传输和分配电能
的通路。
电气设备运行方式的变化都是和电气一次主接线分不开的，而运行方式又是电气运行值班人员
在正常运行时，巡视检查设备、监盘调整、倒闸操作以及事故处理过程中用来分析、判断各种
异常和事故的依据。
对主接线的基本要求应包括可靠性、灵活性和经济性三方面。具体要求如下：
1) 保证必要的供电可靠性和电能质量
2) 具有一定的灵活性以适应电力系统及主要设备运行方式的变化
3) 接线简单、操作方便4) 投资和运行费用最少
5) 具有扩建的可能
4.1.2 电气主接线图
用规定的设备文字和图形符号并按工作顺序，详细表示电气主接线基本组成和连接关系的单线
接线图。
绘制电气主接线必须遵循的原则
一次设备和元件须采用规定的图形符号和文字符号表示。
图中断路器和隔离开关等开关电器都按断开位置画出，但控制室主接线图上的设备状态是随着
实际运行状态变换的，以帮助运行人员正确的进行倒闸操作、分析和处理事故。
因为三相交流电气设备的各相接线是相同的，所以电气主接线图一般都采用单线图（即一相电
路图）。这样使主接线图简化、清晰。如果在某些局部三相结构不同，则局部画成三相图。
电气主系统中开关电器的配置原则
断路器和隔离开关的操作顺序为：接通电路时，先合上断路器两侧的隔离开关，再合断路器；
切断电路时，先断开断路器，再拉开两侧的隔离开关。
严禁在未断开断路器的情况下，拉合隔离开关。
为了防止误操作，除严格按照操作规程实行操作票制度外，还应在隔离开关和相应的断路器之
间，加装电磁闭锁、机械闭锁或电脑钥匙等闭锁装置。
4.2 主接线基本形式
有母线的接线形式
无母线的接线形式
4.2.1 母线的作用和分类
母线的作用
发电厂、变电所中通常出线数目和发电机电源数目较多，为便于两者的连接，利于电能交换、
易于扩建，用母线连接电源和出线。
母线的作用就是汇集、分配和传送电能。
母线的材料和类型
根据使用要求不同可分软母线和硬母线
封闭母线
200 MW 及以上发电机定子电流较大，发电机出口短路时，短路电流更大，对断路器的制造带
来极大难度，发电机也承受不了出口短路的冲击，较大的电动力可使设备的连接遭到破坏。
工程上普遍采用了封闭母线。
全连式分相封闭母线的原理
封闭母线三相外壳在端部通过短路板形成闭合回路，构成以母线导体为一次侧、外壳为二次侧
的三相1∶1的空心变压器。
铝外壳环流的磁场屏蔽作用
母线外壳接地
封闭母线的优点
减少了相间故障几率，运行可靠性高；
大大削弱了母线相间短路后的电动力；
显著减少了周围钢结构中的损耗和发热；
母线封闭后为通风冷却提供了条件，母线载流量可做到很大；
安装、维护工作量小。
4.2.2 有母线的电气主接线
单母线接线
双母线接线
一台半断路器接线
4.2.2.1 单母线接线
接线特点
停、送电操作步骤
接线的优、缺点接线的使用范围
倒闸操作：电气设备的工作状态分：运行、检修和备用三种。将电气设备由一种工作状态转换
到另一种工作状态所进行的操作称为倒闸操作。
不分段的单母线接线
整个配电装置只有一组母线，所有电源和引出线均接在母线上，每条引出线都设置断路器QF
和隔离开关QS。
运行分析
断路器QF的作用：便于投入和切除任意一条进出线。
隔离开关QS作用：检修断路器QF时保证它与带电部分可靠隔离；若没有母线QSB，检修断路
器QF时，母线要停电
QF和QS的操作顺序：“先通后断”原则
送电操作：
先合母线侧隔离开关QSB，再合线路侧隔离开关QSL ，最后合断路器QF
停电操作：
先断断路器QF，再断线路侧隔离开关QSL，最后断母线侧隔离开关QSB
特点
优点：简单、经济。
①接线简单（设备少）、清晰、明了
②布置、安装简单，配电装置建造费用低；
③断路器与隔离开关间易实现可靠的防误闭锁,操作安全、方便，母线故障的几率低；
④易扩建和采用成套式配电装置。
⑤有利用电源互为备用及负荷间的合理分配；正常投切与故障投切互不干扰，灵活方便。
缺点：不够灵活可靠。
①主母线、母线隔离开关故障或检修，全厂停电；
②任一回路断路器检修，该回路停电。
适用范围
6～10kV出线（含联络线）回路≯5回；
35kV出线（含联络线）回路≯3回；
110～220kV出线（含联络线）回路≯2回。
采用成套配电装置时，也可用于重要用户。
单母线分段接线
把单母线分成二段或三段，在各段之间接上分段断路器或分段隔离开关的接线 。
运行方式
母线并联运行：QF闭合运行
正常运行时相当于不分段的单母线接线。若电源1停止供电，则电源2通过QFd闭合向Ⅰ段母
线供电，不影响对负荷的供电，可靠性高。
若Ⅰ段母线故障时，继电保护装置使QFd自动跳开，Ⅰ段母线被切除；Ⅱ段母线继续供电 。
母线分裂运行：QF断开运行
正常运行时相当于两个不分段的单母线接线。若电源1停止供电，Ⅰ段母线失压时，可由自动
重合闸装置自动合上QFd，Ⅰ段母线恢复供电。
若Ⅰ段母线故障时，不影响Ⅱ段，Ⅱ段母线继续供电 。
运行方式
分段开关采用隔离开关的分析
Ⅰ段母线故障→全所停电→找出故障断开分段QSd→恢复Ⅱ段母线供电
特点
优点
具有不分段单母线接线简单、清晰、经济、方便等优点；缩小了母线故障和母线检修时的停电范围（停一半）；
提高了供电可靠性，灵活性。
缺点
当一段母线及母线隔离开关故障或检修时，该母线上的所有回路都要在检修期停电；
任一回路断路器检修，该回路停电。
适用范围
6～10kV配电装置出线回路数在6回及以上；
35～63kV配电装置出线回路数在4～8回；
110～220kV配电装置出线回路数在3～ 4回。
单母线带旁路母线接线
旁路母线WBa是通过旁路断路器QFa与主母线WB相连，通过旁路隔离开关QSa与每一出线相连。
旁路隔离开关QSa倒闸操作用。
运行方式
正常运行时
旁路断路器QFa和旁路隔离开关QSa均在断开位置，旁路母线WBa不带电。但QFa两侧的隔离
开关处于合闸位置。
运行方式
检修出线断路器1QF时（QSa按等电位原则→先并后切）
先合旁路断路器QFa向旁路母线WBa充电，检查旁路母线WBa是否完好，使WBa带电;
再合该回路旁路隔离开关1QSa，实现旁路与正常工作回路并联运行;
再断开该回路出线断路器1QF;
最后分别断开1QF两侧隔离开关1QSL和1QSB。使1QF退出运行，即可对1QF进行检修。此时，
线路1仍然保持供电。
主母线WB→旁路断路器QFa→旁路母线WBa→旁路隔离开关1QSa→对线路1供电
特点和适用范围
同一电压等级，各回路经过断路器、隔离开关接至公共母线。把每一回线与旁路母线相连。
优点：每一进出线回路的断路器检修，这一回路可不停电
缺点：设备多，操作复杂。
35kV及以上有重要联络线路或较多重要用户时采用，回路多采用专用旁母，否则采用简易接
线。
单母线分段带旁路母线接线
单母线分段的目的减少母线故障的停电范围
旁路母线的作用：使任意一台出线QF故障或检修时，该回路不停电。
4.2.2.2 双母线接线
不分段的双母线接线
解决了工作母线在故障或检修时要停电的问题
运行方式：分两种
一组母线工作，一组母线备用的运行方式。
两组母线同时工作的运行方式。
特点
优点
可以轮流检修母线而不影响正常供电
检修任一回路的母线隔离开关时，只影响该回路供电
工作母线故障后，所有回路短时停电并能迅速恢复供电
检修任一断路器时，可以利用母联断路器替代引出线QF工作
便于扩建
缺点
设备较多，配电装置复杂，经济性较差；
运行中需要用QS作为操作电器切换电路，容易发生误操作；
当Ⅰ段母线故障时，在切换母线过程中，仍要短时地切除较多的电源及出线。任一出线运行中的QF故障，可利用母联来代替断开该回路，检修故障的出线QF。（I工作，
Ⅱ备用）
例如用QFm代替QF1：
断开QF1、QS7、QS5，用跨条短接QF1；
再合上QS6、QS7，合上QS2、QS1、QFm，则恢复WL1供电。
适用范围
35～60KV配电装置当出线回路数超过8回；
110～220KV配电装置当出线回路数为5回及以上。
双母线分段接线：减少母线故障的停电范围
双母线带旁路母线接线：
解决了工作母线和出线断路器在故障或检修时要停电
为了节省断路器及配电装置间隔，可以用母联兼作旁路或旁路兼作母联。
双母线单分段接线
双母线带旁路母线接线
倒闸操作
S1和L1、S2和L2分别固定连接于母线I、II运行时（母联闭合），若不停电检修QF3，写出
操作步骤。
旁路母线只能由II段母线带着运行，因此需要把I段母线的负荷全部转移的II段母线上来，
（1）闭合QS2，闭合QS6；（2）拉开QS1，拉开QS5；
给旁路母线充电：（3）断开QFM及QS14；（4）闭合QS15和QFM，检查旁路母线是否完好，
如没有问题，继续下面的操作。
（5）闭合QS11；（6）断开QF3及QS9和QS6。
这样QF3就退出工作，由旁路断路器QFM执行其任务，即在检修QF3期间，线路可不停电。
4.2.2.3 一台半断路器接线
联络断路器
完整串运行
不完整串运行
同名回路
交叉接线
运行方式和接线特点
运行方式：正常运行时，两组母线同时工作，所有断路器均闭合。
接线特点：
运行灵活可靠：正常运行时成环形供电，任意一组母线发生短路故障，均不影响各回路供电。
操作方便：隔离开关只起隔离电压作用，避免用隔离开关进行倒闸操作。任意一台断路器或母
线检修，只需拉开对应的断路器及隔离开关，各回路仍可继续运行。
二次接线和继电保护比较复杂，投资较大。
注意
为提高运行可靠性，防止同名回路（两个变压器或两回供电线路）同时停电（如联络断路器检
修），一般采用交替布置的原则。重要的同名回路交替接入不同侧母线；同名回路接到不同串
上；把电源与引出线接到同一串上。
同名元件不同串
交叉接线
适用范围
3/2断路器接线具有很高的可靠性，是现代大型电厂和变电所超高压（330，500kV及以上电压
等级）配电装置的常用接线形式。
4.2.3 无母线的电气主接线
桥形接线
角形接线
单元接线
4.2.3.1 桥形接线
当只有两台变压器和两条输电线路时，采用桥形接线所用断路器最少。
正常运行时，桥臂上的联络断路器处于闭合状态。当输电线路较长、故障几率较多、两台变压器又都经常运行时，适宜采用内桥接线。变压器故
障时需停相应线路。
当输电线路较短且变压器随经济运行要求需经常切换时，适宜采用外桥接线。线路故障时需停
相应变压器。
4.2.3.2 角形接线
4.2.3.3 单元接线
发电机-变压器单元接线
发电机-双绕组变压器单元：G与T之间不装QF，装QSG；
发电机-三绕组变压器单元：G与T之间可装QSG，可装QF（建议装）
发电机-自耦变压器单元：G与T之间可装QSG
元件的作用：
QSG：使调试发电机比较方便
1QF，2QF：控制电路的通断和保护作用
QS：保证维修工作人员人身安全（先通后断）
3QF：使发电机停机时，主变压器仍能正常工作
特点
优点
①接线简化，使用的电器最少，操作简便，降低故障的可能性，提高了工作的可靠性；
②配电装置简单，投资少，占地小
③发电机出口短路电流小；
④继电保护简单。
缺点
任一元件故障或检修全停，检修时灵活性差
扩大单元接线
电气设备防误闭锁“五防”
防止误拉、误合断路器；
防止带负荷误拉、误合隔离开关；
防止带电误装设接地线（误合接地开关）；
防止带接地线误合断路器、隔离开关送电；
防止误入带电间隔。
第 5 章 发电厂的厂用电
5.1 基本概念
5.1.1 厂用电
发电厂中，用以保证主要设备和辅助设备正常运转的厂用机械，大多数是用电动机拖动的。这
些电动机以及厂内其他运行操作、试验、修配、照明、电焊等用电设备的总耗电量，统称厂用
电或自用电。
5.1.2 厂用电率
厂用电耗电量占同一时期发电厂全部发电量的百分数，称为厂用电率。
不同类型电厂的厂用电率
火电厂：5%～8%，
热电厂：8%～13%，
水电厂：0.5%～1.0%。
发电厂主要运行经济指标之一。
厂用电的电量大都由发电厂本身供给，且是重要负荷之一。
厂用电量与发电厂类型、机械化和自动化程度有关，还与燃料种类、燃烧方式、蒸汽参数等有
关。
5.1.3 厂用电负荷分类
火电厂的自用负荷
输煤部分、锅炉部分、汽机部分、电气及公用部分、事故保安负荷、出灰部分、厂外水工部分、
化学水处理部分、废水处理部分、辅助车间根据厂用电设备在生产中的作用及重要性程度不同，厂用负荷分为：
1. Ⅰ类负荷
短时（手动切换恢复供电所需的时间）停电将影响人身或设备安全，使机组运行停顿或发电量
大幅下降的负荷。
火力发电厂中的给水泵、凝结水泵、循环水泵、引风机、送风机、给粉机等，以及水力发电厂
中的调速器、压油泵、润滑油泵等。
接有Ⅰ类负荷的高、低压厂用母线，应设置备用电源。当一个电源断电后，另一个电源就立即
自动投入。
2. Ⅱ类负荷
允许短时停电（几秒至几分钟），但较长时间停电有可能损耗设备或影响机组正常运行的负荷。
如火力发电厂中的工业水泵、疏水泵、灰浆泵、输煤机械和化学水处理设备等，以及水力发电
厂中的漏油泵、水轮机上盖排水泵、整流设备、吊车、照明设备等。
Ⅱ类负荷一般由两段母线供电，采用手动切换。
3. Ⅲ类负荷
长时间停电不会直接影响生产的负荷。
试验室和中央修配厂的用电设备等。
Ⅲ类负荷一般由一个电源供电。
4. 事故保安负荷
200MW以上机组的大容量电厂中，要求在停机过程及以后一段时间内仍应保证供电的负荷。否
则将引起主要设备损坏、重要的自动控制失灵或推迟恢复供电。
按对电源的不同要求分为：①直流保安负荷（0II类）如发电机组的直流润滑油泵等。②交流
保安负荷（0III类）200MW及以上机组的盘车电动机，交流润滑油泵、消防水泵等。
通常大容量机组应设事故保安负荷。
5. 不间断供电负荷（0 Ⅰ类）
在机组运行期间，以及正常或事故停机过程中设置在停机后的一段时间内，需要连续供电并具
有恒频恒压特性的负荷，称为不间断供电负荷。
实时控制用的计算机、热工保护、自动控制和调节装置。
一般采用由蓄电池供电或配备数控的静态逆变装置。
5.1.4 厂用电供电系统
厂用负荷及其供电网络，统称为厂用电系统。
主要由厂用变压器（或电抗器），厂用供电电缆，厂用成套配电装置以及各类厂用负荷组成。
5.2 厂 用 电 接 线
对厂用电接线的要求：
各机组的厂用电系统应是独立的。
全厂性公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公用负荷母线。
充分考虑发电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，尽可能地使切换操作简便，
启动（备用）电源能在短时内投入。
充分考虑发电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别要注意对公用负荷供
电的影响，要便于过渡，尽量减少改变接线和更换设置。
对200MW及以上大型机组应设置足够容量的交流事故保安电源。
5.2.1 厂用电系统电压等级的确定
厂用电系统电压等级要根据发电机额定电压、厂用电动机的额定电压和厂用电网络的运行可靠
性等相互配合，经过技术、经济性综合比较后确定。
电动机制造生产的电压与容量范围表
高压电动机的制造容量大、绝缘等级高、磁路较长、尺寸较大、价格高、空载和负载损耗较大，
效率较低，所以在满足技术要求的前提下应优先选用较低电压等级的电动机，以获得较高的经
济效益。
综合考虑供电系统，电压较高时可选择截面较小的电缆或导线，不仅节省有色金属，还能降低
供电网络的投资。
厂用电供电系统一般采用两种电压等级。
具体采用哪种方式，要进行技术经济论证。对于火电厂，发电机容量在 60 MW 及以下、发电机电压为 10.5 kV 时，可采用 3kV 作为厂
用高压电压。
容量在 100~300 MW 时，宜选用 6 kV 作为厂用高压电压；
容量在 300 MW 以上时，若技术经济性合理，可采用 3 kV 和 10 kV 两种高压厂用电压。
厂用电压为 3 kV 时
100 kW 以上的电动机一般采用 3 kV
100 kW 以下采用 380 V
厂用电压为 6 kV 时
200 kW 以上的电动机采用 6 kV
200 kW 以下采用 380 V
厂用电压采用 3 kV 和 10 kV 两级时
电动机容量为 200 kW 以下，采用 380 V
200～1800 kW，采用 3 kV
大于 1800 kW 以上，采用 10 kV 电压等级
6 kV 电压供电的优点
6 kV 网络不仅节省有色金属及费用，而且短路电流也较小；
6 kV 电动机可以制造得较大，以满足大容量负荷的要求；
发电机电压为 6 kV 时，可以省去高压厂用变压器，直接由发电机电压母线经电抗器供电。
10kV电压供电的特点
10 kV 电压等级只用于 300 MW 以上大容量机组，并且不能作为单一厂用电压。
5.2.2 厂用电电源及引接
工作电源：保证发电厂正常运行的基本电源。
大容量发电机，各机组的厂用工作电源必须是独立的，要求供电可靠，且能满足整套机炉的全
部厂用电压负荷容量的要求并可能还要承担部分公用负荷。通常工作电源不应少于两个。
引接方式
备用电源和启动电源
厂用备用电源用于事故或检修情况下，失去工作电源时，起后备的作用；
启动电源指在机组启动或停运过程中，厂用工作电源不可能供电的工况下为该机组的厂用负荷
提供电源。
大容量机组火电厂厂用电接线
备用方式
明备用：
专门设置一台备用变压器，它的容量等于厂用变压器中最大一台的容量，多用于大中型电厂，
特别是火电厂。
暗备用：
不另设专用的备用变压器，而将每台工作变压器的容量加大。多用于中小型水电厂或变电所。
厂用备用电源设置原则
事故保安电源
厂用工作电源和备用电源都失去时，为保证发电机组的安全停机而设置的满足事故保安负荷连
续供电的电源。
蓄电池组
柴油发电机
外接电源
引接方式
蓄电池组：一种独立而又十分可靠的保安电源
正常运行时：承担全厂直流负荷用电；
事故情况下：一方面提供直流保安负荷用电，另一方面经过逆变器将直流变为交流，兼作交流保安电源。
柴油发电机组：
一种广泛采用的事故保安电源，通常与蓄电池配合使用。
通常每2台发电机组设1台柴油发电机组。
可靠的外部独立电源：
从外部系统引进独立专用线路。
5.2.3 厂用电基本接线形式
高压厂用电系统基本接线
低压厂用电系统基本接线
厂用电接线通常都采用单母线（或称单母线独立分段）接线形式，一段母线故障不影响其他母
线段。
高压厂用母线
火电厂的高压厂用母线一般都采用“按炉分段”的接线原则。因为锅炉的耗电量很大，约占厂
用电量的60％以上，按炉分段便于运行、检修，能使故障影响范围局限在一机一炉，不致影
响正常运行的完好机炉。
当锅炉容量为400t/h及以上时，每炉的高压厂用母线至少设两段，两段母线可由一台高压厂
用变压器供电。
低压厂用母线
大型火电厂亦按炉分段；
在中、小型发电厂和变电所中，则根据电厂的具体情况，厂用低压负荷的大小和重要程度，全
厂可分为二段或三段。
厂用公用母线段
全厂公用性负荷，应根据负荷功率及可靠性的要求，分别接在各段母线上，做到尽量均匀分配。
对于200MW及以上的大型机组，如厂用公用负荷较多，容量也较大，当采用集中供电方式合理
时，可设置公用母线段。
正常运行时，可由启动/备用变压器向公用母线段供电。
低压厂用电系统基本接线
低压厂用电系统的工作电源和备用电源都从高压厂用母线上引接，对于设置有 10.5 kV 和
3.15 kV 两种高压厂用电的，一般从10.5 kV 母线引接。
400V低压厂用电系统，通常在一个单元中设置若干动力中心（PC）和由PC供电的若干电动机
控制中心（MCC）。
400V各动力中心的基本接线为单母线分段，每一400V的PC单元设两段母线，每段母线通过一
台低压厂用变压器供电，两台变压器的高压侧分别接到厂用高压母线的不同分段上。两段低压
母线之间设一联络断路器。
暗备用：两台低压厂用变压器互为备用。即一台厂变因故退出工作后，合上两段母线的联络断
路器，由另一台厂变带两段母线的负荷。
正常运行时，一般两台厂变不能并联工作，因为PC的所有设备的短路容量都是按一台厂变提
供的短路电流选择的。
厂用负荷的供电类别和供电方式
厂用负荷的供电类别
厂用负荷运行方式按其使用时间分类：
经常、不经常；连续、短时和断续
5.3 交流事故保安电源和不停电电源系统
专用柴油发电机组
保安段母线有三路电源，即机组单元厂用PC、公用PC和柴油发电机。
正常运行时机组单元厂用PC供电；当保安MCC母线失电时，自动切换到公用PC供电，同时启
动柴油发电机；如果柴油发电机电压已达到额定值而保安MCC母线仍为低电压，则由柴油发电
机发出切除公用PC供电命令，改由柴油发电机供电
5.3.2 交流不停电电源系统（UPS）
交流不停电电源一般为单相或三相正弦波输出，为机组的计算机控制、数据采集系统、重要的机、炉、电保护、测量仪表及重要电磁阀等负荷，提供与系统隔离、防止干扰、可靠的不停电
交流电源。
运行方式
正常运行方式
整流器故障或正常工作电源失去时
逆变器故障时
静态切换开关需要检修时
5.4 厂 用 电 源 的 切 换
厂用负荷设有两个电源，即工作电源和备用电源。在正常运行时，厂用负荷母线由工作电源供
电，而备用电源处于断开状态
大容量机组采用发电机—变压器组单元接线，机组单元厂用工作电源从发电机出口引接，而发
电机出口一般又不装设断路器，为了发电机组的起动尚需设置起动电源，并将起动电源兼作备
用电源。
机组起动时，其厂用负荷需由启／备变供电，待机组起动完成后，再切换至由工作电源（接至
发电机出口的工作变压器）供电，而在机组正常停机（计划停机）时，停机前又要将厂用负荷
母线从工作电源切换至备用电源供电，以保证安全停机。
在厂用工作电源发生事故（包括高压厂用工作变压器、发电机、主变压器、汽轮机等事故）而
被切除时，又要求备用电源尽快自动投入。因此，厂用电源的切换在发电厂中是经常发生的。
厂用电失电影响与切换分析
厂用母线的工作电源由于某种故障而被切除，即母线的进线断路器跳闸后，由于连接在母线上
运行的电动机的定子电流和转子电流都不会立即变为零，电动机定子绕组将产生变频反馈电压，
即母线存在残压。
另一方面，电动机的转速下降。
失电后，电动机转速逐渐下降的过程称为惰行。
一般经 0.5s 后转速约降至（0.65～0.95）n 。若在此时间内投入备用电源，一般情况下，
N
电动机能较迅速地恢复到正常稳定运行。
如果备用电源投入时间太迟，停电时间过长，电动机转速下降多，且不相同，不仅会影响电动
机的自起动，而且将对机组运行工况产生严重影响。因此，厂用母线失电后，应尽快投入备用
电源。
另一方面，从减小备用电源自动投入时刻对参与自起动的电动机的冲击电流考虑，还必须分析
考虑母线残压与备用电源电压之间的相位关系。
厂用电源的切换方式
按操作控制分手动与自动
按运行状态分
正常切换：正常运行时，由于运行的需 要（如开机、停机），厂用母线从一个电源切换到另
一个电源。对切换速度无特殊 要求。
事故切换：由于发生事故，厂用母线的工作电源被切除时，要求备用电源自动投 入，以实现
尽快安全切换。
按断路器的动作顺序分
并联切换：切换期间，工作电源和备用电源短时并联运行。广泛应用于正常的切换中。
断电切换：切换过程要求一个电源切除后，才允许投入另一个电源。
同时切换：切除一个电源和投入另一个电源的脉冲信号同时发出。
按切换速度分
快速切换：快速切换的断路器动作顺序可以是先断后合或同时进行，前者称快速断电切换，后者称快速同时切换。
慢速切换：主要指残压切换，即工作电源切除后，当母线电压下降到额定电压的 20% ~ 40%
后合上备用电源。通常作为快速切换的后备切换。
国内大容量机组厂用电源的切换方式
正常切换：采用并联切换
事故切换：采用断电切换，而且切换过程中不进行同期检定，即工作电源断路器跳闸后，立即
联动合上备用电源断路器，属于 一种快速断电切换。
5.5 中性点运行方式
直接接地：主要用于110KV及以上系统优点是经济性好，但供电可靠性差。
不直接接地（经消弧线圈接地、经高电阻接地、不接地）：主要用于110 kV以下系统，有时
110 kV 为提高供电可靠性也采用
优点是供电可靠性较高，但绝缘造价高。
中性点不接地系统
整循环换位
发生单相金属性接地时：
以 C 相金属性接地为例，此时 C 相对地电压为零，而中性点的电位：
中性点经消弧线圈接地系统
发生单相金属性接地时，如果接地电流较大，可能在接地点出现间歇性电弧，引起系统发生电
压谐振现象。为了防止谐振引起过电压而影响到线路和电气设备的绝缘，应采用经消弧线圈接
地的运行方式。
消弧线圈实际上是一具有带间隙铁心的电感线圈，多为油浸式，与变压器相似，它也具有分接
开关，以根据运行需要调节线圈的电抗大小。
补偿方式分：全补偿、过补偿和欠补偿
为了避免系统运行方式改变时，系统参数变化引起全补偿导致谐振过电压，所以电力系统常采
用过补偿方式。
由于线电压仍然对称，所以小接地电流系统发生单相接地故障后，允许继续运行1~2 小时。
在此时间内，积极查找故障，消除接地点。
小接地电流系统发生单相接地后，非故障相电压升高，为保证继续运行时间内线路和电气设备
的安全，线路和设备的正常运行绝缘设计应以线电压为依据。
中性点直接接地系统
中性点直接接地系统发生单相接地后，接地短路电流比线路的正常负荷电流大很多，保护会自
动跳闸，切除故障，使系统的非故障部分可以继续正常运行。
相对地电压不会升高，所以中性点直接接地系统中供用电设备的绝缘只需按相电压考虑，绝缘
造价相对经济。
为了提高供电的可靠性，普遍采用自动重合闸装置。
第 6 章 配 电 装 置
6.1 配电装置的分类及其要求
配电装置是按电气主接线的要求，由开关设备、保护和测量电器、母线和必要的辅助设备构成
的用于接受和分配电能的一种电工建筑物。
配电装置是电气一次接线的工程实施。
作用：正常运行情况下，用来接受和分配电能；系统发生故障时，迅速切断故障部分，维持系
统正常运行。
6.1.2 配电装置的分类及适用范围
按电压等级不同分为高压和低压配电装置按安装地点不同分屋内和屋外配电装置
按组装方式不同分装配式和成套配电装置
6.1.2 配电装置的分类及适用范围
配电装置型式的选择，应根据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，通过经济技术比较确定。
一般情况下，35 kV及以下、2 级及以上污秽地区或市区的 110 kV配电装置宜采用屋内型；
110 kV及以上采用屋外配电装置。
6.1.3 配电装置应满足的基本要求
保证运行可靠。应按照系统和自然条件合理选择电气设备，在布置上力求整齐、清晰，保证具
有足够的安全距离，采取防火、防爆和蓄油、排油措施，考虑设备防冰、防阵风、抗震、耐污
等；
便于检修、巡视和操作，装设防误操作的闭锁装置及联锁装置；
保证安全前提下，布置力求紧凑节约；
安装和扩建方便
6.2 屋内、外配电装置的安全净距
为满足配电装置运行和检修的需要， 各带电设备应相隔一定的距离。
配电装置的整个结构尺寸，是由多种因素决定的。
最基本的间隔距离是：带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，
即A1和A2值。
最小安全净距
最小安全净距：以保证不放电为条件，该级电压允许的在空气中的物体边缘的最小电气距离。
在此距离下，无论是处于最高工作电压之下，或处于内、外过电压下，空气间隙均不致被击穿。
A值的确定是根据过电压与绝缘配合计算,并根据空气间隙放电试验曲线来取定的，空气间隙
在耐受不同形式的电压时，具有不同的电气强度，即A值不同。
A值与电极的形状、冲击电压波形、过电压及其保护水平、环境条件以及绝缘配合等因素有关。
220kV及以下的配电装置，大气过电压（雷击或雷电感应引起的过电压）起主要作用；
330kV及以上的配电装置，内部过电压（开关操作、故障、谐振等引起的过电压）起主要作用。
另外，空气的绝缘强度随海拔的升高而下降，当海拔超过1000m时，按每升高100m，绝缘强度
增加1%来增加A值。
在A值的基础之上，屋内、外配电装置中各部分的相互距离尺寸被分为A、B、C、D、E五项
A值：分为两项A1和A2
A1：带电部分至接地部分之间的最小空间净距离。
A2：不同相的带电部分之间的最小空气距离。
B值：分为三项，B1、B2、B3
B1：带电体对栅栏和带电体对运行设备间的距离。
B1 = A1 +750（mm）
B2：带电部分至网状遮拦的净距。
B2= A1 +30+70 （mm）
B3：指带电部分至无孔遮拦的净距，仅对屋内配电装置采用。
B3= A1 +30（mm）
C值：裸导体(架空线路)距地面的高度；
屋外： C=A1+2500（mm）
屋内： C=A1+2300（mm）
D值：配电装置检修时人与裸导体之间的距离；
屋外：D=A1+1800+200（mm）
屋内：D=A1+1800（mm）
E值：为屋内配电装置通向屋外的出线套管中心至屋外通道路面的净距为E值；35kV以下，E=4000 mm
60kV及以上，E=A1+3500mm
屋内配电装置最小电气距离图例
A1（导体对地） A2（导体对导体） B 裸导体与遮拦之间的距离
C 无遮拦裸导体与地（楼）面的垂直净距
D 不同时停电检修的无遮拦带电部分之间
配电装置的有关术语和图
间隔：是指一个完整的电气连接，其大体上对应主接线图中的接线单元，以主设备为主，加上
附属设备组成的一整套电气设备（包括断路器、隔离开关、TA、TV、端子箱等）。
在发电厂或变电站内，间隔是配电装置中最小的组成部分，根据不同设备的连接所发挥的功能
不同有主变间隔、母线设备间隔、母联间隔、出线间隔等。
层：是指设备布置位置的层次。配电装置有单层、两层、三层布置。
列：一个间隔断路器的排列次序。配电装置有单列式布置、双列式布置、三列式布置。双列式
布置是指该配电装置纵向布置有两组断路器及附属设备。
配电装置的有关术语和图
通道：为便于设备的操作、检修和搬运，配电装置在布置时设置了维护通道（用来维护和搬运
各种电器的通道）、操作通道（设有断路器（或隔离开关）的操动机构、就地控制屏）、防爆
通道（和防爆小室相通）。
配电装置图
为了表示整个配电装置的结构及其中设备的布置和安装情况，通常用平面图、断面图和配置图
三种图说明。
平面图：按照配电装置的比例进行绘制，并标出尺寸；图中标出房屋轮廓、配电装置间隔的位
置与数量、各种通道与出口、电缆沟等。平面图上不标出其中所装设备。
断面图：按照配电装置的比例进行绘制，用以校验其各部分的安全净距（成套配电装置内部除
外）；图中表示配电装置典型间隔的剖面，表明间隔中各设备具体的布置以及相互之间的联系。
配置图：是一种示意图，可不按照比例进行绘制，主要用于了解整个配电装置中设备的布置、
数量、内容；对应平面图的实际情况，图中标出各间隔的序号与名称、设备在各间隔内布置的
轮廓、进出线的方式与方向、通道名称等。
6.3 各种配电装置的特点
6.3.1 屋内配电装置的结构型式
屋内配电装置有装配式和成套式两种
6.3.1.1 屋内配电装置的特点
由于允许安全净距小和可以分层布置而使占地面积较小
维修、巡视和操作在室内进行，不受气侯影响
外界污秽空气对电气设备影响较小，可减少维护工作量
适宜于一些非标准设备的安装
房屋建筑投资较大
6.3.2.1 屋外配电装置的优点
土建工程量和费用较小，建设周期短；
扩建方便；
相邻设备之间距离较大，便于带电作业
6.3.2.2 屋外配电装置的缺点
占地面积大；
受外界空气影响，设备运行条件较差，需加强绝缘；
不良气候条件对设备的维修和操作等工作有影响
6.3.2.3 屋外配电装置的布置型式
根据电器和母线布置高度，屋外配电装置可分为中型、半高型和高型三种。
中型布置是将所有电器安装在一个水平面内，与母线、跳线成三种不同高层的布置方式。
半高型布置是将断路器、电流互感器布置在相邻的一组母线下方，该组母线升高的布置方式。
高型布置是将断路器、电流互感器布置在旁路母线下方，同时两组工作母线重叠布置的方式。
6.3.3 成套配电装置成套配电装置分
低压配电屏
高压开关柜
全封闭组合电器（GIS）
6.3.3.2 成套配电装置的特点
电气设备布置在封闭或半封闭的金属外壳中，相间和相对地距离可以缩小，结构紧凑、占地面
积小
整体组装，现场安装工作量小
运行可靠性高，维护方便
耗用钢材较多，造价较高
6.3.3.3 屋内低压成套配电装置
适用于交流 50 Hz、额定电压在 500 V以下额定电流在 3150 A以下的三相配电系统中作动力、
照明及配电设备的电能转换、分配与控制之用。
低压成套配电装置类型
目前屋内低压成套配电装置型式主要有固定式和抽出式两种。
6.3.3.4 屋内高压成套配电装置的类型
按主开关的安装方式分固定式和移开式（也叫手车式）
按开关柜隔室结构分铠装型、间隔型和箱型
按柜内绝缘介质分空气绝缘和复合绝缘
高压开关柜的型号
开关柜的产品型号构成如下：□□□□-□□
这6个□各代表的含义分别为：
产品名称、结构特征、使用场所、设计系列序号、额定电压KV、改进代号
箱式开关柜 X、XG、XY、XGN、XYN
间隔式开关柜 J 、JY、JYN
铠装式开关柜 K、KG、KY、KGN、KYN
固定式 G、移开式 Y、
户内用 N、户外用 W
XGN2-12（Z）
X-箱型高压开关柜
G-固定
N-户内
2-设计序号
12-12KV
（Z）-断路器型号（真空）
6.3.3.5 SF6 全封闭组合电器
“GIS”国际上称为“气体绝缘变电站” ，也称为“气体绝缘开关设备” （Gas Insulated
Switchgear）简称GIS，国内称为封闭式组合电器。
它将除变压器以外的一次设备，包括断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、
避雷器、母线、进出线套管或电缆终端，按系统布置有机的组合成一整体。
SF6全封闭组合电器是将电气一次接线中的高压电器元件:断路器、隔离开关、母线、接地开
关、电流互感器、电压互感器、避雷器、出线套管、电缆终端头等设备按具体接线的要求,组
合在一个封闭的接地的钢制壳体内,充以一定压力的SF6气体,形成以SF6气体为绝缘和灭弧介
质的金属封闭式开关设备。
6.3.3.5.1 SF6 全封闭组合电器的优点
运行安全、可靠; 检修周期长、维护工作量小;
大量节省配电装置所占面积和空间;
土建和安装工作量、建设速度快;
减小电动力;
抗震性能好。6.3.3.5.2 SF6 全封闭组合电器的缺点
对材料性能、加工精度和装配工艺要求极高;
需要专门的SF6气体系统和压力监视装置;
金属消耗量大;
造价较高。
6.4 发电机引出装置的类型
发电机引出线装置可分为电缆连接、敞露母线连接和封闭母线连接3种方式。
发电机为200MW以下时，引出线采用敞露式母线：发电机为200MW及以上时，引出线采用全连
式分相封闭母线。
屋外单层母线桥（无保护网）
组合导线
封闭母线连接
第 7 章 安全用电与接地装置
7.1 安全用电
触电：人体是导体，人体触及带电体时，电流通过人体，这就是触电。
电流对人体的伤害
电伤指电流的热效应、化学效用和机械效应对人体的伤害；主要是指电弧烧伤、熔化金属溅出
烫伤等。
电击指电流通过人体，破坏人体心脏、肺及神经系统的正常功能。
电磁场生理伤害指在高频磁场的作用下，人会出现头晕、乏力、记忆力减退、失眠、多梦等神
经系统的症状。
感知电流：能引起人类感觉的最小电流
摆脱电流：正常人触电后能自主摆脱电流的最大电流
致命电流：在短时间内危及生命的最小电流
人体被伤害程度与通过电流大小的关系
通过人体的电流越强，触电死亡的时间越短。
安全电流：人体触电后最大的摆脱电流。
我国规定工频为 30 mA，触电时间按不超过1000ms计。所以此安全电流也称为 30 mA·s。
触电的原因
直接触电
间接触电
雷击或高压触电
低压触电
防止触电事故的措施
直接触电防护
间接触电防护
直接接触电击防护
基本防护原则：应使危险的带电体不会被有意或无意地触及。
基本防护措施：绝缘、屏护和间距
间接接触电击防护
保护接地（基本技术措施）
保护接零（基本技术措施）
加强绝缘
电气隔离
等电位联结
特低电压
漏电保护器 RCD（Residual Current Operated Protective Device）
特低电压（安全电压）
人体皮肤是相当好的绝缘体，是防止电击的屏障。1平方厘米干燥表皮与导体接触，其电阻可达 0.1兆欧姆。然而阻值与皮肤厚度、潮湿程度、
温度和皮肤两侧电势差有关，个体差异很大。
从电气安全角度来说，安全电压与人体电阻有关。人体电阻由体内电阻和皮肤电阻组成。体内
电阻约为 500 Ω ，皮肤电阻随皮肤表面的干湿、洁污而变。人体电阻取下限平均值 1700
Ω，则安全电压最高为：50V
7.2 接 地 的 分 类
工作接地：保证电力系统正常运行而采取的接地
防雷接地：针对防雷保护需要设置的接地
保护接地：也称安全接地，为保障人身安全而设置的接地，即电气设备的外壳（包括电缆皮）
必须接地，以防止外壳带电危及人身安全
仪控接地：
7.3 接地装置
接地：电气设备的某部分与大地之间做良好的电气连接。
接地装置：接地线与接地体合称接地装置由若干接地体在大地中相互用接地线连接起来的整体，
称为接地网。
接地体：埋入地中并直接与大地接触的金属导体，也称接地极。
专门为接地而人为装设的接地体称人工接地体；兼做接地体用的直接与大地接触的各种金属构
件、管道及建筑物的钢筋混凝土基础等称自然接地体。
接地线：连接接地体与设备、接地部分的金属导体。
接地电流：电气设备发生接地故障时，电流通过接地体向大地作半球形散开所形成的电流。
跨步电压和接触电压
当有接地电流经接地装置流入大地时，人在接地体附近行走，步距为0.8米时，人体两脚之间
的电压。
当人站在距离接地设备0.8米的地方，人手触及设备金属外壳时，人体手和脚之间的电压。
7.4 保护接地
7.4.1 保护接地的型式
设备的外露可导电部分别经各自的接地线直接接地；
设备的外露可导电部分别经公共的接地线或经零线接地。
电力系统中性点运行方式
直接接地：
不直接接地（经消弧线圈接地、经高电阻接地、不接地）
低压配电系统
国际电工委员会（IEC）对此作了统一规定，称为TT系统、TN系统、IT系统，其中TN系统又
分为TN-C、TN-S、TN-C-S系统。
TT系统
将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也称TT系统。
第一个符号T是表示电力系统中性点直接接地；第二个符号T表示负载设备外露不与带电体相
连接的金属导电部分与大地直接连接，而与系统任何接地无关。在TT系统中的负载所有接地
均称为保护接地。
TT系统的特点
当电器设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可以大
大减少触电的危险性。但是，自动开关不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全
电压，属于危险电压。
当漏电电流比较小，熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电断路器作保护，因此TT系统难
以推广。
TT系统接地装置耗用的钢材多，而且难以回收，费工、费料。
TN系统
电源中性点接地，电气设备的金属外壳与工作零线相接的保护系统，称作接零保护系统。TN系统中，根据其保护零线是否与工作零线分开而划分为TN-C和TN-S两种。TN-C中的C表示
它的工作零线N和保护线PE共享一根线，即用工作零线兼作接零保护线，可以称作保护性中
线，可用PEN表示。
TN-C-S系统
在低压供电系统中，如果前部分工作零线N和保护地线。PE共享一根线，而后部分从进户总配
电箱开始将工作零线N和保护地线PE严格分开的供电系统，称为TN-C-S系统。
TN-C-S系统在用户进户处必须作等电位联结，并在进户处作重复接地。
将出线中的PEN线、用户中线N和保护线PE同时接到总等电位联结端子上，此时PEN线和N线
上的高电位或偏移电位虽然能传递到等电位联结端子上，但是由于等电位联结端子可以消除这
些电位，所以对人体不会产生间接触电的危险。
7.4.2 保护接地
4.4.3 保护接零
IT系统
I表示电源侧没有工作接地。第二个字母T表示负载侧电气设备进行接地保护 。
IT方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电
的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如电炉炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。
如果地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮，即使电源中性点不接地，设备一旦漏电，单相
对地漏电电流也很小，也不破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。
第 8 章 发电厂二次回路
8.1 发电厂的控制方式
1. 发电厂的控制方式
发电厂的电气一次设备，有的是就地控制，有的是集中控制。
主控制室的控制方式：单机容量 100 MW及以下的火电厂采用。
全厂主要的电气一次设备在主控制室进行控制，锅炉及汽轮机设备则分别安排在锅炉间和汽机
间的控制室或控制屏上进行控制。
单元控制室的控制方式：容量为 200 MW及以上机组的火电厂采用。
全厂的机、炉、电等主要设备都集中在一个单元控制室进行控制。
单元控制室的控制范围：主厂房中的汽轮机、发电机、锅炉、厂用电以及与它们有密切联系的
制粉、除氧、给水等系统。
集中控制的特点
网络控制室的设置
8.2 电气二次设备与回路的基本概念
二次设备：对一次设备进行监视、测量控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况
或生产指挥信号所需的电气设备。
测量仪表、录波装置；
控制开关、同期装置、自动励磁装置；
信号装置、继电保护、绝缘监察装置；
控制电源、小母线连接线
8.2.1 发电厂的电气二次回路
二次回路：电气二次设备按一定顺序或要求相互连接构成的电气回路。
按二次设备各种不同的用途可分为：继电保护二次回路、自动装置二次回路、控制系统二次回
路、测量仪表二次回路、信号装置二次回路等。
8.2.2 电气二次接线图
表明电气二次设备相互连接关系的电路图称为二次接线图。
常用的有原理接线图、展开接线图和安装接线图。
二次接线图中的国标图形、文字符号和回路编号规定原理接线图
以元件的整体形式表示二次设备间的电气联系，并将与其有关的电流、电压回路和直流回路，
以及一次接线有关的部分综合在一起。
集中式原理图的优、缺点
集中式原理图的优点是：整体观念清楚明确，表示和叙述电气联系和动作原理方便。常用于继
电保护和自动装置的原理分析和二次回路的初步设计。
集中式原理图的缺点是：元件和连线较多时，线条相互交叉，显得凌乱；同时，标记不全，有
些细节在图上没有表示出来，因而不能用于施工、安装和运行。
展开接线图
按供电给二次接线的每个独立电源来划分，将属于同一仪表、继电器等的电流、电压线圈和触
点分别画在不同的回路里。
展开接线图绘制按交流电流回路、交流电压回路、直流操作回路和信号回路等顺序从上到下、
从左到右排列。
展开式原理图的规则和特点
二次设备按统一规定的图形符号和文字符号画出
按供给二次设备的各个独立电源划分回路，各回路在图上分开表示
各种回路说明
交流回路：分为交流电流回路（保护、测量、自动装置等）和交流电压回路（保护、测量、自
动装置、同期等）；
直流电路：分为操作回路（断路器、隔离开关、灭磁开关、机组及其辅助设备等）、信号回路
（位置、事故、预告、指挥信号等）和保护回路（发电机、变压器、线路、母线、电动机保护
等）。
继电器和接触器的线圈和接点、仪表的电流和电压线圈、控制开关的各对接点、断路器和隔离
开关的各个辅助接点，都分开画在所属的回路中，但同一设备的文字符号必须相同。
二次设备的连接次序从左到右，动作顺序从上到下，接线图的右侧有相应的文字说明。
开关电器的触点采用开关断开时的状态，继电器的接点采用线圈不通电时的状态（即不带电表
示法）。
二次设备之间的连接按等电位原则和规定的数字进行标号。
继电器的线圈和接点不在同一张图上时，要注明引来或引出处。
二次回路编号
目的：便于施工、检修及运行后的维护。
定义：指二次设备之间直接连接的导线的编号。
特点：可以根据编号表示回路的作用；可以根据编号表示回路的性质；可以根据编号进行正确
的连线。
二次回路编号
回路编号的原则：采用数字和文字结合的方式，按照“等电位原则”进行编号。所谓等电位原
则，就是在电气回路中，连接于一个点上的所有连线均给以相同的回路编号。
安装接线图
安装接线图是二次接线的主要施工图，也是提供厂家制造二次屏的图纸。
施工图经过施工和试运行检验并加以修正后，就成为对二次回路进行维护、试验和检修的基本
图纸。
安装接线图包括屏面布置图、端子接线图、屏后接线图和二次设备现场安装接线图。在作出展
开式原理图后，根据选用的设备，作出屏内设备的屏面布置图，然后再按屏作出端子接线图，
厂家根据原理图、屏面图和端子图作出屏后接线图，即可制作屏柜。
8.2.3 电气二次回路的操作电源
发电厂或变电所中，开关控制、继电保护、自动装置和信号设备所使用的电源称操作电源。
分类：
交流操作电源→小容量变电站
直流操作电源→较重要、容量较大变电站
要求：
供电可靠，交流系统发生事故情况下仍能保证连续供电；电源容量足够，电源电压的波动不应超过允许的范围。
直流电源：发电厂中，向继电保护、自动装置、控制、信号、远动、通信、断路器跳、合闸线
圈和其它二次设备供电的直流工作电源。
蓄电池的结构和工作特性
发电厂中的蓄电池组是由多个蓄电池串联组成的，串联的个数取决于直流系统的工作电压。
常用的蓄电池有酸性蓄电池和碱性蓄电池。
蓄电池的型号、规格
蓄电池的产品型号
按照原机械工业部部颁标准JB2599－85的规定，铅蓄电池产品型号分为三段。
串联的单体电池数—电池的类型和特征—额定容量
6-QA-100：6个单格电池，额定电压12伏，额定容量100Ah，起动型干荷蓄电池
发电厂或变电所的直流电源经二次电缆送到主控制室直流屏顶上的直流母线，再由直流母线分
别引出作为控制电源、信号电源及合闸电源。
阀控电池使用范围
发电厂和变电所直流系统用阀控电池的使用范围如下。
1．直流系统的电源
直流系统应向控制负荷和动力负荷提供可靠、稳定的电源。
控制负荷包括控制、信号、保护和自动装置。动力负荷主要为直流电动机和事故照明负荷等。
蓄电池的电压等级有：
控制负荷专用蓄电池，其电压为110V。
动力负荷专用蓄电池，其电压为220V。
动力负荷和控制负荷共享蓄电池组时，其电压可为220V或110V。
当变电所采用弱电控制方式时，蓄电池组电压为48V。
2．交流不停电电源（UPS）用的备用电源
作为UPS的备用电源可有两种方式，一种为与直流系统共享蓄电池，由直流母线引接电缆至
UPS装置，大型发电厂和区域变电所直流系统的UPS容量较大，多采用此方式，此时发电厂和
变电所直流系统的蓄电池要考虑UPS装置的负荷；另一种为UPS专用蓄电池，小容量的UPS常
采用此方式，蓄电池一般由UPS配套提供。
3．通信用直流系统的电源
发电厂的系统通信或厂内通信，为保证通信设备不间断供电，必须装设可靠的通信直流电源系
统。通信电源可设置专用蓄电池或由交流不停电电源（UPS）供电。蓄电池作电源时，组数可
为1组或2组（当为2组蓄电池供电时，每组容量为总容量的50％），蓄电池容量一般按1～
3h计算。
通信用直流系统电压一般为48V。
国内近期设计的发电厂已广泛采用 110V和220V两种电压，大、中型变电所采用 220V或
110V，而小型无人值班变电所多采用110V。
110V和220V在技术、经济上各有优劣，应根据工程具体情况通过比较确定。
110V和220V的比较及应用范围
110V直流系统要求绝缘水平较低，提高了运行的安全性。采用微机保护和计算机监控系统时，
110V继电器或断路器辅助触点断开时的干扰电压幅值下降，可提高设备工作的可靠性。通常
220V中间继电器或断路器跳、合闸线圈的线圈匝数多、导线细，容易断线和出现较高的电流
突变量、产生高频过电压或振荡，这对计算机弱电回路是很危险的，故采用110V较有利。
如果控制负荷与动力负荷的电源采用220V与110V分开，由于110V的直流网络较小，接地几
率相对全厂均用一个220V的直流网络时小，提高了控制系统的可靠性。同时，动力负荷如电
动机起动等电流变化大，引起电压波动范围大，故 220V与110V分开，提高了控制系统的供电
质量。
110V控制回路电缆截面较220V大。大型发电厂的变电所，超高压配电装置面积大，控制距离
长，直流电压采用110V时的控制电缆截面大约是220V的4倍，增加控制电缆投资。
220V直流电源对中、小容量发电厂和变电所的事故照明比较有利，接线简单，因通常我国照明电压采用220V，如用110V直流系统作事故照明备用电源时，要用逆变电源装置或其它方法
解决事故照明的供电问题，较为复杂。
如只采用110V或220V一种电压等级时，110V蓄电池个数少，占地面积小，比用220V的安装
和维护工作简单。
如果220V与110V两种电压共存时，增加了蓄电池组数，布置也较困难。
决定直流系统电压时，除应进行技术比较外，还应考虑用电设备离控制地点的距离、控制电缆
的截面和长度及电气设备的电压等因素，以取得运行可靠、投资合理的效果。
8.3 蓄电池组的运行方式
8.3.1 直流电源的设置
发电厂的直流系统是发电厂厂用电中最重要的一部分，应保证在任何事故情况下都能可靠和不
间断地向其用电设备供电。
发电厂直流系统中，通常采用蓄电池组作为直流电源。
大机组的电厂中设置有多个彼此独立的直流系统，如单元控制室直流系统、网控室直流系统和
输煤直流系统等。
单元控制室直流系统
一般每台发电机组设置两套 110 V 直流电源系统，统称110V直流系统，为继电保护、控制操
作、信号设备及自动装置等直流负荷供电。
其主要负荷是控制操作回路设备，所以又称操作电源。
直流负荷的分类：
经常性负荷、冲击性负荷和事故直流负荷
8.3.2 蓄电池组的运行方式
充、放电运行方式：蓄电池组充足电后就与充电装置断开，由蓄电池组单独向经常性的直流负
荷供电，并在厂用电事故停电后向事故照明和直流电动机等供电。
浮充电运行方式：充电器经常与蓄电池组并列运行，充电器除供给经常性直流负荷外，还以较
小的电流—浮充电电流向蓄电池组进行浮充电，以补偿蓄电池组的自放电损耗，使蓄电池经常
处于完全充足电的状态，蓄电池组仅向冲击性负荷供电。充电器的交流电源消失后，所有直流
负荷完全由蓄电池组供电。
发电厂的蓄电池组是作为控制、信号、继电保护及自动装置的直流电源。经电缆送到主控制室
直流屏顶上的直流母线，再由直流母线分别引出作为控制电源、信号电源及合闸电源。
8.4 测量回路
8.4.1 互感器的配置
电流互感器的配置：凡装有断路器的回路均应装设电流互感器。
电压互感器的配置：通常装设在发电厂的母线上。
8.4.2 绝缘监察
分交流绝缘监察和直流绝缘监察
交流绝缘监察
利用中性点非直接接地系统单相接地时，系统中出现零序电压，经电压继电器发出信号。
交流绝缘监察原理接线图
直流绝缘监察
直流系统运行中，发生一点接地不影响直流系统的运行。
8.5 断路器的控制回路
8.5.1 断路器的控制方式
就地控制
集中控制8.5.2 断路器控制回路的组成
断路器的合、跳闸操作由运行人员旋转控制开关进行控制。根据操作要求，使控制开关的触点
选择接通断路器合闸或跳闸线圈所在电路，分别启动断路器的操作机构，执行断路器的合、跳
闸操作。
断路器的控制回路由控制元件、中间放大元件和操作机构组成。
8.5.3 断路器的控制回路
以双灯控制回路手动合闸为例说明
断路器的跳跃现象和控制回路的防跳措施
断路器的跳跃现象
当操作断路器合闸时，如合闸于故障线路，继电保护立即动作跳闸。但操作人员仍把手柄打在
合闸位置，接通合闸回路，断路器再次合闸；合闸后，又接通跳闸回路，断路器又再次跳闸。
这样多次跳合叫做跳跃。
闪光继电器构成的闪光装置
8.6 信号回路
按用途可分为：位置信号、事故信号、预告信号以及其他类信号装置。
位置信号的主要作用：指示断路器的跳合闸位置和隔离开关的分、合闸位置。
中央信号装置分为事故信号和预告信号两种。
事故信号的主要作用：在断路器事故跳闸时，能及时地发出音响信号，并使相应的断路器灯光
位置信号闪光。
预告信号的主要作用：在运行设备发生异常现象时，瞬时或延时发出音响信号，并使光字牌显
示出异常状况的内容。
中故信号装置
中央复归不能重复动作的事故信号装置
中央复归能重复动作的事故信号装置
预告信号装置
分瞬时预告信号和延时预告信号。
第四节 发电厂微机监控系统
