

变电所主接线

主接线 用电单位接受和分配电能的路径和方式，又称“一次接线” 变电所主接线通常包含电力变压器、接通和断开电路的开 关设备（断路器、负荷开关、隔离开关等）、限制电流或 防止过电压的设备（电抗器、避雷器等）、一次和二次系 统之间的联络设备（电压互感器、电流互感器等）、母线、 电力电缆、绝缘子等 与一次接线对应，这些电气设备称为一次设备，承担直接 生产和输配电能的功能 为满足运行安全和管理要求，变电所还需要具备对一次设 备进行监测、控制与保护的辅助设备，这些设备称为二次 设备 二次设备也需要按一定的要求连接起来，完成对应的监测、 控制与保护功能，二次设备连接方式称为二次接线 变电所

1

变电所主接线

 主接线 变电所主接线方式是影响变电所电气设备的选择、变电 所的安全可靠运行、变电所经济性能、变电所的控制方 式的重要因素，是供配电设计的重要环节 实际应用中，将变电所高压侧的主接线称为高压主接线， 低压侧的主接线称为低压主接线  主接线的基本要求 工作可靠 运行安全 使用灵活 系统经济 变电所

2

变电所主接线

 工作可靠 满足用电负荷对供电的要求，例如供电连续性和可靠性 简单可靠的主接线形式，高可靠性的设备 断路器检修时，不宜影响系统供电 设备和母线故障或检修时，保证系统稳定性和对重要负 荷的供电，并尽量减小停电回路和停电时间 尽量避免全停电的可能性 对大机组高压电气主接线应满足可靠性特殊要求  运行安全 运行安全：在故障时有安全措施，确保设备安全 检修安全：有合理保护措施，确保操作人员安全 变电所

3

变电所主接线

 使用灵活： 调度灵活：投、切设备灵活方便 检修方便：保证未检修设备供电连续性 操作方便：主接线应尽可能减少切换操作运行安全  系统经济 在保证前三项要求的基础上，考虑经济性要求 减少系统投资：合理选择主接线方案，减小一次设备 减少占地面积：考虑配电装置布置，减小占地面积 减少电能损失：合理选择主变压器容量、数量和电压 等级 变电所

4

 

变电所主接线

一次设备：直接生产和输配电能的设备 生产和变换电能的设备 接通和断开电路的开关设备 限制电流和过电压设备 一次和二次系统之间的联络设备：互感器 绝缘子 母线 电缆 二次设备：对一次设备进行监测和控制保护的辅助设备 保护电器 监测设备 直流设备 变电所

5

变电所主接线

 变电所主接线基本形式 变电所内进出回路较多时，常采用电力母线作 为连接电气设备的中间环节，电力母线允许承 载的电流大，既可以实现电能的汇集与分配， 又便于变电所内设备的连接和安装，操作方便， 接线简单清晰，运行安全可靠。 变电所主接线形式按是否采用电力母线分为有 汇流母线和无汇流母线两大类 变电所

6

变电所主接线

 有汇流母线主接线 单母线主接线（分段、不分段） 双母线主接线（分段、不分段） 一个半断路器主接线 变压器

—

母线组主接线  无汇流母线主接线 桥形主接线（内桥、外桥） 变压器

—

线路单元主接线 多角形主接线 变电所

7

变电所主接线



1

、单母线主接线 单母线主接线是只有一条工作母线的变电所主接线形式， 按汇流母线是否分段分为三种基本形式。 单母线不分段主接线 单母线分段主接线 带旁路母线的单母线主接线 单母线不分 段主接线 电源 电源

1

电源

2

电源

3 Q1

母线

Q2 Q3

用 户 变电所 母线

1 QFL1

母线

2 QFL2

单母线分段主接线 母线

3 8

单母线主接线典型应用

电源

1

电源

2 10kV

母线 断路器 变压器

1

联络断路器 变压器

2 220/380V

母线 母线

1

母线

2

联络断路器 一般负荷

G

发电机组 特别重要 负荷母线 一般负荷 变电所 整流

UPS

直流供电 负荷 信息设备 等负荷 应急照明 等负荷

9

供配电网络结构

   供配电网络结构 供配电网络结构指供配电网络的“拓扑结构” 供配电网络结构与主接线的区别 主接线指用电单位接受和分配电能的路径和方式，需要 考虑电气设备的连接要求 供配电网络结构则只考虑分配电能的路径，不考虑具体 的电气设备连接要求 从供配电系统设计的角度，供配电网络结构是对配电系 统的总体结构的概念，即是采用什么样的路径将电能由 电源分配到各用电设备 供配电网络基本结构形式 放射式、树干式、低压链式结构和环网结构四种形式 变电所

10

供配电网络结构

 放射式结构 放射式结构的最大 优点是各出线回路 相互不影响，高压 放射式结构可实现 多个电源供电方式， 满足一、二级负荷 供电要求，具有较 高的可靠性 为保证继电保护系 统的配合，放射式 结构通常限于两级 低压放射式

220/380V

母线 配电箱 变电所 用户 高压放射式 电源

6

～

10 kV

母线

QS1 QS2 QF1 T1 QF2 T1 T1 220/380 V QDF 11

供配电网络结构

 放射式结构示意图

2 1 -1 -2 4 3 6 5

电缆 层配电箱 变电所 层配 电箱 低压 母线 房间 房间 房间 房间 房间 房间

12

供配电网络结构

 放射式结构应用 按《供配电系统设计规范》的要求，当用电设备为大容量， 或负荷性质重要，或在有特殊要求的车间、建筑物内，宜 采用放射式配电 按《民用建筑电气设计规范》的要求，居住小区内的高层 建筑宜采用放射式配电，照明与电力负荷宜以不同回路分 别供电 对消防负荷、高层建筑的重要负荷，大容量的负荷，宜采 用由低压母线放射式网络结构供电 对于住宅建筑，按规范要求，要实行分户独立计费，宜采 用由层配电箱采用放射式结构向末端用户配电箱供电。 变电所

13

供配电网络结构

 树干式结构 设备和配电线路材料 消耗少，易于实现继 电保护，经济性好 各出线回路相互有影 响，在干线断路器故 障或检修时，全部用 户要停电，供电可靠 性不如放射式结构 建筑配电系统中的住 宅等三类负荷常采用 树干式网络结构 高 压 树 干 式 接 线 低压树干式接线 变电所 低压干线 用户

14

供配电网络结构

 树干式结构示意图

2 1 -1 4 3 6 5

干线 层配电箱 变电所 低压 母线 层配 电箱 房间 房间 房间 干线 房间 房间 房间

15

供配电网络结构

 树干式结构应用 供电可靠性不如放射式结构。建筑配电系统中的 住宅等三类负荷常采用树干式网络结构。 按《供配电系统设计规范》的要求，在正常环境 的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容 量，且无特殊要求时，宜采用树干式配电 按《民用建筑电气设计规范》的要求，居住小区 内多层建筑宜采用树干式配电。

16

变电所

供配电网络结构

三、低压链式结构（

T

接）   实质：树干式结构 《供配电系统设计规范》要求 在用电设备距供电点较远

220/380

低压链式结构 用户配 电箱 而设备彼此相距很近、容量较小的次要用电设备可采用 低压链式结构配电，但每一回路中的设备不宜超过

5

台， 其总容量不宜超过

10kW

容量较小的用电设备插座，可适当增加每一回路中的设 备数量 典型低压链式结构：房间照明光源、插座的连接

17

变电所

供配电网络结构

 四、环网式结构 正常运行时为开环方式，即环网线路中有一处断开。 故障 时通过开关切换，由环网的另一线路供电。 实质：两端供电的 树干式结构 特点：供电可靠性 高，设备复杂，不易于 实现保护。 一般用于高压供电 系统中 目前采用环网结构的 城市供电系统越来越多 环网式 结构 断开 变电所

18

供配电网络结构

        五、一般高层建筑供配电网络结构 高层建筑用电特点 负荷种类多、用电量大、供电可靠性要求高 高层建筑设备种类多，主接线方案对系统经济性影响大，要综合考虑 选择供配电系统主接线方案 由于在结构上多数采用大柱距，形成大空间，使墙面安装的设备增多， 因此地面管道较多 电气设备的管线应采取防火措施。消防配电线路应采取耐热耐火配线 空调设备等主要用电设备分散，多数要求集中管理，应采用集中监控 和管理系统 消防要求高。因为高层建筑高度高，体量大，人员密集，设备多，装 饰豪华，建筑本身火灾隐患多，故对消防要求很高 考虑节能要求。高层建筑用电量大，在电气设计中，要采用技术先进、 节约能源的设备，并采用节电的设计方案 变电所

19

供配电网络结构

供配电设计特点：  供电电源 一般采用双电源供电，一用一备，消防设 备供电除满足 双电源供电外，还要满足双电源末端自动切换的要求 消防设备供电宜采用放射式网络结构供电 备用电源 • 可采用自备发电机组 • 通信、弱电等负荷还可采用蓄电池来解决，但必须处 于常年浮充状态 • 与主电源切换时间不应超过

15s

• 备用电源的设计容量，根据消防工艺来决定，满足消 防需要

20

变电所

供配电网络结构

 国内高层建筑的供电电压 一般采用

10kV

标准电压等级  备用电源切换： 高层建筑的消防控制室、消防 水泵、消防电梯、防烟排烟风 机等的供电，应在最末一级配 电箱处设置自动切换装置 消防用电设备采用独立的回路 供电，即从低压总配电室到最 末一级配电箱的供电回路要与 一般配电回路严格分开 变电所 正常 电源 母线

1

消防设备末端 配电箱 消防 设备 备用 电源 母线

2

重要 负荷

21



10kV

及以下变电所高压主接线

10kV

及以下变电所高压主接线方式 按现行的《

10kV

及以下变电所设计规范》要求，

10kV

及 以下的建筑变电所主接线的高压及低压母线宜采用单母 线或分段单母线主接线 当对供电连续性要求很高时，高压母线（

10kV

侧）可采 用带旁路母线的分段单母线或双母线的主接线。 建筑变电所中，在低压侧采用发电机组或

EPS

应急电源作 为备用电源时，高压母线主接线一般采用单母线不分段 主接线形式 如果高压侧可由市政电网提供两路独立电源时，则可采 用单母线不分段或单母线主接线分段形式 仅在对供电连续性要求很高时，才采用带旁路母线的分 段单母线或双母线的主接线 变电所

22



10kV

及以下变电所高压主接线

单电源供电单母线不分段主接线 只有一路独立电源，独立电源引到 变电所后，由变电所

10kV

高压母 线分出多路高压出线，提供给变压 器或其它需要高压电源的回路 只有一段母线，两路电源只能按一用 一备方式工作，在工作电源故障或检 修时，可通过切换操作，由备用电源 继续供电，为保证两路电源不并列运 行，两路电源要有互锁措施。 这种主接线方式具有较高的供电连 续性，一般用于为二级负荷供电 变电所

23

10kV变电所高压主接线

 双电源供电单母线分段主接线 两段母线采用断路器作为分段母线联络开关，每段母线 均采用放射式结构将电能分配到各出线回路 正常运行时，母线联络断路器断开，来自电网的两路独 立电源同时工作，向各自的母线提供电能，并互为备用 其中一个电源故障时， 分段断路器可自动投入， 由另一个电源向故障母 线的一、二级用电负荷 供电，以满足一、二级 用电负荷供电的可靠性 和连续性 变电所

24

10kV变电所低压主接线



10kV

变电所低压主接线形式 现代建筑的用电负荷种类多，对供电可靠性要求高，为 满足负荷分级对供电电源要求，一般在变电所低压侧配 置发电机组或

EPS

应急电源，作为备用电源 采用上述方案时，建筑变电所主接线低压母线一般采用 分段单母线主接线方式，设置一段独立的应急母线，将 向一、二级负荷供电的配电回路与应急母线连接，向其 它负荷供电的配电回路与另外的母线段连接 正常工作时，由工作电源向各段母线供电，工作电源故 障时，切断非一、二级负荷的母线段供电，发电机组或

EPS

应急电源自动投入运行，向应急母线供电，保证供 电连续性 变电所

25



10kV变电所低压主接线

低压侧分段单母线主接线示意图 发电机

F

△

Y T1

来自同一组

10kV

母线

T2

△

Y W1 W2 W3 XF-2

用户 变电所 用户

XF-1 26



10kV变电所低压主接线

消防负荷供电 按建筑供配电设计的要求，消防负荷的供电要满足在最 末一级配电箱自动切换，可在低压主接线的保证母线和 工作母线分别引出配电回路到最末一级配电箱 主接线图中的XF-1由工作母线引出，XF-2由保证母线引 出，两条回路分别引到消防负荷的最末一级配电箱，正 常工作时，消防负荷由XF-1回路供电，一旦工作电源故 障，则发电机组自动投入运行，消防负荷由XF-2回路供 电 变电所

27

   

变电所控制信号

二、变电所测量仪表 常用仪表：电流表、电压表、功率表、电度表、功率因素表 用途：测量和计量 精度：按实测值与理论值之差与理论值的比值确定 一般有

0.01

、

0.02

、

0.05

、

0. 1

、

0. 2

、

0. 5

、

1. 0

、

2.0

、

3. 0

级等 精确测量：要求精度高于

0. 2

级 一般测量：一般选用

1. 0

级精度 计费：一般选用

0. 5

级精度 电流表 供配电系统中，电流表的标准量程为

5A

，一般与电流互 感器配合使用，刻度按一次测额定电流标度 例如电流互感器变比为

500/5

，则电流表满量程为

500A

变电所

28

变电所控制信号

 电压表 供配电系统中，电压表的标准量程为

100V

一般与电压互感器配合使用，刻度按一次侧额定电压标度  功率表与电度表 高压侧 • 与电流互感器和电压互感器配合 • 一般是三相三线 低压侧 在电流大时，要与电流互感器配合使用 有单相、三相三线和三相四线方式

29

变电所

  

供配电网络结构

消防负荷分级 一类高层建筑的消防负荷为一级负荷，二类高层建筑或 普通建筑，消防负荷可按二级负荷考虑，有条件时按一 级负荷考虑 照明与动力干线 在高层建筑中，照明与动力基本上不共用干线 动力负荷多采用放射式供电 照明负荷则多采用母线槽配电，多采用树干式配电，要 注意三相负荷平衡 消防负荷配线 应采用耐热耐火配线，穿钢管或难燃管敷设在混凝土层 内 变电所

30

  

供配电网络结构

弱电线路 弱电线路应与强电管线分开敷设，不宜共用电缆竖井， 在无法实现分开电缆竖井的条件下，也应满足规范要求 的间距 主接线方案 主接线首先要满足负荷供电的要求，低压侧一般采用暗 备用方式 在选择方案时要考虑操作灵活性，对季节性负荷，可考 虑设置独立变压器供电。各段母线负荷尽量均匀 母线之间要保证互锁和自锁，以防止电源并联运行，造 成事故 计费方式 采用高供高计。但在低压侧仍需装设计费电度表，一般 采用将照明与动力分开的计费；对住宅单元，则采用分 户计费；另外，计费方式应考虑建筑的管理功能 变电所

31

高层建筑配电系统

  高压配电 现代高层建筑一般采用两路独立的

10kV

电源同时供电。 通常高压采用单母线分段，自动切换，互为备用 母线分段数目，与电源进线回路数相适应。只有当供电 电源为一主一备时，才考虑采用单母线不分段的结线 高压电源进线一般采用电缆地埋进线 网络结构 高压系统及低压干线的配电方式基本上都采用放射式系 统 楼层配电则为混合式系统 低压配电系统各级开关一般采用自动空气开关，根据实 际情况设置瞬时、短延时、长延时三级过流保护装置。 各级自动空气开关的保护整定，应注意选择性配合，防 止越级跳闸。 变电所

32

高层建筑配电系统

 高层建筑低压配电系统常用主接线方案 低压配电系统的设计是高层建筑中重要环节之一，其主接线方按是否得当， 直接影响安全运行和维护管理

T1

电源

Q1 220/380V M1 T2 Q2 M2

正常工作时，消防负荷由

T1

供电，

QL2

合闸，

M3

上 的消防负荷配电作备用，同时供其他一、二级负荷 电源

G Q3 M3

应急状态时切断

QL2

，由发动机 组向所有一、二 级负荷供电

QL1 QL2

三级负荷 消防负荷 三级负荷 一、二 级负荷 一路独立市电电源，经变压器分为两路低压出线，低压测采用单母线分段，应急柴油 发电机组为应急电源，一、二级负荷分在

M1

、

M2

两段母线，正常时发电机组不工作 变电所

33