第 10 章 电气总布置

1. 第10章 电气总布置 教学目的：掌握主变场地及电气总布置的合理确定方式。 复习旧课：⒈电器和载流导体发热及电动力效应的计算； ⒉电气设备选择的一般选择条件和具体设备 选择校验的主要内容。 重 点：掌握主变场地及电气总布置的合理确定方式 难 点：掌握主变场地及电气总布置的合理确定方式。 引入新课：10.1主变场地布置 10.2电气总布置

2. 10.1主变场地布置 主变压器是电站和变电站中最重、油量最多的设备之一，且又处于一次接线的纽带地位，其场地布置应着重考虑起吊搬运、防火防爆、进出线方式和通风散热等多方面的问题。此外，其中性点设备与出口避雷器等的布置也应一并考虑。 10.1.1主变压器的起吊与搬运 目前，220kV电压等级及以下的发电厂和变电站普遍采用三相油浸式变压器。电压35kV及以下电压等级和容量为6300kVA以下的变压器一般为整体运输。所以厂房桥机要按主变吊重进行校验，桥机吊高还要满足主变吊芯或吊盖高度的要求，否则可在安装间设置主变检坑（洞）。

3. 主变检修有以下三种方式：一是拖运至安装间检修；二是就地检修；三是就近设置变压器检修间。对电压110kV和容量为1000kVA以上的主变，可酌情采用钢轨运输道，牵引力大为降低（每吨只需45kg左右）。主变检修有以下三种方式：一是拖运至安装间检修；二是就地检修；三是就近设置变压器检修间。对电压110kV和容量为1000kVA以上的主变，可酌情采用钢轨运输道，牵引力大为降低（每吨只需45kg左右）。 10.1.2主变的进出线方式 因受地形条件和枢纽建筑物的制约，水电站主变的进出线有时比较复杂，甚至成为影响主变位置的选择和电气总布置的一个制约因素。

4. 10.1.2.1变压器出线套管的排列规则 对双绕组变压器，站在高压侧看，从左至右为O、A、B、C、油枕。对侧对应为低压侧的a、b、c。 对三绕组变压器，高压侧与上述相同。中压侧和低压侧套管居同侧，且按中压、低压、油枕的顺序排列。如果变压器两侧电路均有电源，但相序相反，则需将一侧线路倒相，否则不能并列。 10.1.2.2进出线方式 （1）电缆进（出）线。

5. （2）硬母线进（出）线。 （3）跳线—架空线出线。 10.1.2.3主变的防火防爆 防火措施主要不在于着火主变的救灭，而在于其事故排油和隔离，以避免出现火灾蔓延、扩大，祸及相邻建筑物和邻近主变的设备。 （1）事故排油和储油池。为了防止变压器发生事故时，燃油流失使事故范围扩大，单个油箱油量在1000kg以上的变压器，应设置能容纳100%或20%

6. 油量的储油池或挡油墙，设有容纳20%油量的储油池或挡油墙时，应将油排倒安全处。变压器基础应比储油池高0.1m，储油池四壁应高于屋外场地0.1m。储油池内铺设厚度不小于0.25m的卵石层（卵石直径0.05~0.08m），储油池底面向排油管侧有不小于2%的坡度。油量的储油池或挡油墙，设有容纳20%油量的储油池或挡油墙时，应将油排倒安全处。变压器基础应比储油池高0.1m，储油池四壁应高于屋外场地0.1m。储油池内铺设厚度不小于0.25m的卵石层（卵石直径0.05~0.08m），储油池底面向排油管侧有不小于2%的坡度。 （2）防火隔墙。当变压器着火或防爆玻璃爆喷油时，应不危及临近变压器或建筑物的安全。当变压器的油量超过2500kg以上时，两台变压器

7. 之间的防火净距不得小于下列数据： 35kV及以下 5m 63kV 6m 110kV 8m 220kV 10m 10.1.2.4主变场地的通风散热 变压器的效率很高，但大容量变压器的功率损耗仍属可观，并以热的形式散布于周围空间，屋外的主变压器宜置于开阔通风处。

8. 屋内布置的主变间应有自然或强迫排风设施，热空气要直接排向屋外，且不得对流返回主厂房内。

9. 10.2电气总布置 发电厂变电站的电气总布置设计，是全厂、站总布置设计的重要组成部分，科学性强，涉及面广。因此，要和各专业密切配合协调，权衡利弊，通过技术经济比较，选择占地少、投资省、建设快、运行安全经济、管理方便的总布置方案。

10. 10.2.1电气总布置的原则 （1）缩短发电机、开关室、主变压器和开关站之间的连接线。 （2）为保证大型设备（如发电机、变压器等）的运输、安装和检修的方便，尽量缩短运输距离。 （3）尽量减少电气设备及其连线与水力机械设备及管路的交叉和干扰。 （4）保证进线和出线方便，尽可能减少架空导线交叉。 （5）远近期结合，留有发展余地。

11. （6）布置紧凑合理，尽量节约用地。 （7）结合地形地质，因地制宜布置。 （8）符合防火规定，预防火灾和爆炸事故。 10.2.2电气总布置 10.2.2.1中控室的位置确定基本要求 中控室是发电厂、变电站操作和监视的中心地点，其位置确定应满足的基本要求是： （1）值班人员有良好的环境（噪声干扰和静电感应小，有较好的防潮、通风和采光），有利于安静和专心地工作。

12. （2）便于监视屋外配电装置，有利于值班人员与各级电压配电装置和主要车间联系，以便迅速进行各种操作。（2）便于监视屋外配电装置，有利于值班人员与各级电压配电装置和主要车间联系，以便迅速进行各种操作。 （3）尽可能缩短中控室与配电装置、机组间联系的控制电缆长度 10.2.2.2中控室的布置方式 中控室的布置应满足位置确定的基本要求，下面以水电站为例，介绍中控室的布置方式。中控室一般紧靠主厂房上游、下游或一端布置。

13. （1）中控室布置在主厂房上游侧副厂房的中间位置，可使中控室到各发电机的距离最近，对机组的巡视和与主厂房运行人员联系方便，一般还能节约电缆投资。（1）中控室布置在主厂房上游侧副厂房的中间位置，可使中控室到各发电机的距离最近，对机组的巡视和与主厂房运行人员联系方便，一般还能节约电缆投资。 （2）中控室布置在主厂房一端，自然采光和通风条件较好，能适应电站分期建设的要求，同时易于使 中控室处于主厂房和升压站的适中位置，对地陡峻的电站可减少开挖量。 （3）中控室布置在尾水平台以上，距发电机近，并能节省控制电缆。

14. 10.2.2.3配电装置位置确定 发电机电压配电装置一般采用屋内成套配电装置即高压开关柜。通常布置在发电机开关室内，发电机开关室应尽量靠近发电机，且最好与中控室等布置在与发电机层相同高程的副厂房内，常在开关室和中控室下统一设一层净高约2~3m的电缆层，布置开关室的进出线和中控室的进出控制电缆。

15. 10.2.2.4电缆构筑物的确定 常用电缆构筑物有电缆隧道、电缆夹层、电缆沟、电缆竖井等。电缆隧道和电缆沟的结构如图10-4所示。电缆构筑物的选择取决于发电厂、变电站各电工建筑物的布置以及机组容量大小、结构型式等。

16. （1）在发电厂、变电站中屋内电缆敷设主要采用电缆沟。（1）在发电厂、变电站中屋内电缆敷设主要采用电缆沟。 （2）屋外配电装置的主要电缆通道，宜采用电缆沟，当电缆数量多，电缆沟不足以容纳时，则采用电缆隧道。 （3）垂直走向的电缆，宜沿墙、柱敷设，当数量多，或含有35kV以上高压电缆时，应采用电缆竖井。 （4）立式机组的发电机层楼板下通常采用电缆吊架或桥架，吊桥架最低层离地面距离不应低于2m。 （5）其他分散的电缆，由于电缆根数较少，可根据实际情况采用直埋、穿管、架空敷设等方式。

17. 10.2.2.5电缆走向 电缆的起、止点及其所经路线叫做电缆走向或电缆走线。从整体看，电缆走向有集中走线和分散走线两种方式。电缆两端所接电气设备的位置各不相同，但若将设备按所在位置分片，众多的电缆常有大致相同的走向。发电厂、变电站厂房结构复杂，电缆走线要与厂房结构和枢纽布置紧密结合，还要处理好大量与机电设备、管路、母线等的相互干扰问题。

18. 10.2.2.6升压站位置确定 在地形条件允许的情况下，开关站尽量与主变压器布置在一起，成为升压站；升压站的位置的选择同样必须紧密结合电站的型式、地形和地质等具体条件。升压站或开关站应有公路相通，以便于设备搬运，此外，在选择升压站或开关站位置时，应考虑进线和出线的方便。

19. 10.2.3电气总布置实例 10.2.3.1引水式电站的电气总布置 如图10-5所示为一引水式电站，电站厂房位于某河流左岸，电站装机容量为2×3200kW，机组为卧式机组，出线两回，出线电压等级为35kV，发电机电压侧为单元接线，35kV侧为单母线接线，主变为两台双绕组变压器，容量均为4000kVA。

20. 10.2.3.2混合式电站的电气总布置 如图10-6所示，该电站厂房位于某河流右岸坡上，电站为混合式电站，有库容,可进行日调节。电站装机容量为2×8000kW，出线三回，出线电压等级为35kV和110kV，设两台容量均为25000kVA的三绕组变压器。其发电机电压配电装置和35kV配电装置均采用屋内成套配电装置，均选用手车式高压开关柜；110kV配电装置采用屋外中型布置。

21. 10.2.3.3变电站电气总布置 变电站主要由屋内、屋外配电装置、主变压器、控制室以及辅助设施等组成。220kV变电站中常设有调相机室。变电站的电气总布置应根据城市规划、交通和水源等外界条件,依据配电装置的电压等级、出线方向和方式，出线走廊的条件、地形情况等因素，并满足防火及环境保护要求，因地制宜地进行设计。图10-7为220kV变电站的电气总布置。

22. 第10章 作业 10-1 主变压器的布置应注意哪几个方面的实际问题？变压器的推进方式与出线方式有何关系？ 10-2 电气总布置的原则有哪些？ 10-3 中控位置确定的基本要求有哪些？如何选择中控室的位置？ 10-4 电缆构筑物有哪些型式？如何确定电缆构筑物？ 10-5 电气设备位置确定后，电缆走向有何重要意义？