任务2 高压交流供电系统的认知

资讯1 高压交流供电系统的组成

通信局（站）应根据附近电网中变电所的位置、电压等级、供电质量、局站重要性等情况选取合适可靠的市电，一般均采用专用电力电缆引入。10kV高压进入变电站（所）后经过降压变压器降为220/380V低压市电，然后由低压配电装置将电能输送到各个用电设备。变电站（所）要尽量靠近负荷中心，从而缩短低压供电距离，减少电能损失；电路主接线应简单而运行可靠，并要便于监控和维护。

高压交流供电系统由高压供电线路、高压配电设备及配电变压器（又称降压变压器）组成。通信局（站）引入的交流高压多为10kV架空线路，根据通信局（站）的建设规模及用电负荷而建设不同类型的变电所。高压变配电所从电力系统受电，经过变压后送至低压配电所。变电所从结构上分为室外（小型）专用变电所和室内专用变电所两种。室内独立变电所包括小型独立变电所和配有成套高压开关柜的变电所。

变电站（所）由市电引入线路、避雷器、高压开关柜和降压电力变压器组成，采用单母线接线方式。根据变压器的安装位置不同，又可分为杆架式、落地台垫式和室内式。

杆架式安装的变压器，底部距地面高度不应小于2.5m，裸导体距地面高度不应小于3.5m。考虑承重的问题变压器容量小于180kVA。

落地台垫式属于地面露天式或半露天式，其形式是在地上修建一个水泥台，将变压器安装在水泥台上，为防止人员、牲畜触电，需在变压器周围修建围墙或安装铁栅栏。围栏高度不应低于1.7m，变压器的外廓距建筑物外墙和围栏的净距不应小于1m；变压器底部距离地面的高度一般不应小于0.5m。变压器高压侧采用高压熔断器式跌落开关（跌落式熔断器）进行操作。

室内专用变电站（所）将变压器安装在室内，既能防日晒雨淋，也能防止闲杂人员靠近造成触电，安全可靠。变压器室须是耐火建筑，门应向外开启，不得开窗，但安装时应注意通风和散热，排风温度不宜高于45℃，空气进出口应有百叶窗和铁丝网防止小动物钻入引起短路事故。一般在变压器底部预先做好水泥沟槽，将变压器安装在沟槽上。在沟槽的出墙端安装铁栅栏，防止小动物进入。油浸式变压器的容量较大时，变压器下方应有储油坑，坑内应铺以厚25cm以上的卵石层，地面应向坑边稍有倾斜。当变压器容量在315kVA以下时，一般不设高压开关柜，变压器高压侧常用高压负荷开关进行操作，变压器容量大以及有两路高压市电引入时，应设高压配电室，配置适当的高压开关柜。

室内式由市电引入线路、高压开关柜、一台或多台变压器组成，适用于大区中心、通信枢纽局、卫星地面站、微波站、长途干线有人站和5万门以上县级市话局。由于市电的引入采用架空线路通过电缆进行的方式，其过负荷及过压保护由室外杆上的跌开式熔断器开关、避雷器组和室内熔断器的负荷开关完成。采用油断路器开关操作的变压器，其过负荷及短路保护是通过油断路器开关实现的。室外杆上变电所采用跌开式熔断器保护。变压器安装采用杆架式，所有微波站、长途干线有人站，其保护均采用跌开式熔断器保护。变压器的过电压保护由安装在杆上的一组避雷器实现。上述采用油断器开关或负荷开关操作的变压器均可带负荷操作。采用跌开式熔断器开关操作时，必须断开低压负荷后，才允许进行开关的分合闸操作。

操作开关通常包括熔断器开关、带熔断器的负荷开关、油断路器开关、跌开式开关和负荷开关等。具体采用何种操作开关或开关组合，可与当地供电部门协商确定。变压器的过负荷及短路保护是通过油断路器开关、熔断器或由跌开式熔断器开关实现的。这种接线方式结构简单、造价低廉、散热效果好、占地面积小、操作方式简便，但变压器的容量不应大于400kVA。小容量高压供电系统如图2-7所示。

大、中型变电站一般采用一路或两路专线引入市电，经过高压开关柜接入供电母线，供电母线多采用单母线树干式接线方式供电给一台或多台变压器。小容量的变电站（所）如果只有一路高压引入，为节省成本，也可以不用成套高压开关柜，采用熔断器、负荷开关等高压电器进行简单控制后直接引入变压器。

资讯2 通信局（站）变电所高压供电运行方式

重要的通信局（站）、长途通信枢纽大楼等，为获得高质量的稳定市电，满足供电规范的要求（变压器超过600kVA），通常都从两个不同的变电站引入两路高压，其运行方式为一用一备，并且要求两路电源开关（或母联开关）之间加装机械连锁或电气连锁装置，以避免误操作或误并联。为控制两路高压电源，常采用成套高压开关柜。可根据进线方案、电路容量、变压器台数和保护方式，选用合适的一次线路方案及高压开关柜组成高压供电系统。

目前，通信企业大多选用ZSI系列手车式高压开关柜的一路和两路市电供电的高压供电系统方案，如图2-8所示。

1.两路高压市电主备用切换方式

通信局（站）由两路高压市电供电，一路作为主用电源，另一路作为备用电源。主备用电源的切换有以下3种方式。

① 当主用电源停电时，备用电源自投；当主用电源恢复正常时，则主用电源自复，即自动切除备用电源转由主用电源供电（同时兼有手动操作功能）。

② 当主用电源停电时，备用电源自投；当主用电源恢复时，手动切除备用电源，主用电源再投入运行。

③ 当主用电源停电时，备用电源采用手动合闸方式接入；当主用电源恢复有电时，手动切除备用电源，主用电源再投入运行。

当两路市电采用主、备用供电时，备用电源采用何种合闸方式，应取得地方供电部门的认可。

2.两路高压市电分段运行方式

两路高压市电分段运行，是指两路市电正常运行时，同时给负载供电。这种运行方式主要是在通信局用电需求量较大，且受市电供电变电站或现有高压供电线路容量的限制（大多是市电供电变电站容量受限）的情况下采用。采用这种运行方式时，通信局（站）内的一次高压供电系统接线有如下两种形式。

① 高压供电系统一次接线中两路市电电源间不设母联开关，两路市电分供负荷（变压器尽量考虑均衡配置）。采用这种运行方式时，为保证局内重要负荷的用电，需在低压供电系统的两路市电供电的变压器间设置母联开关。当其中一路高压市电停电时，母联开关动作合闸，由另一路市电保证重要负荷的用电。

② 高压供电系统一次接线中两路市电电源间设有母联开关，当其中一路市电停电时，母联开关采用手动合闸（首先考虑采取低压限负荷的操作），由另一路市电保证重要负荷的用电。

资讯3 高压供电系统的接线

1.主接线

所谓主接线，是指在高压供电系统中，按照一定顺序和规程要求，连接变配电一次设备，表示供电分配的路径和方式的电路形式，也称为一次接线。它表示了变电站（所）的结构特点、运行性能、使用电气设备的多少及前后安排等关系，对变电站（所）安全运行、电气设备的选择、配电设备的布置和供电质量有非常重要的意义。

主接线图通常采用单线图的形式，用图形和符号表示电力变压器、断路器、隔离开关、避雷器、互感器、电容、母线、电力电缆等设备的配置和连接关系。图2-9为主要电气设备符号。

主接线总体方案通常取决于母线的接线方式。母线制分为单母线、单母线分段制、双母线等接线方式。通信局（站）无论采用一路或两路市供电，其接线方式均采用单母线或单母线分段方式。对于两路以上的电源进线，应采用高压隔离开关分断单母线。

（1）单母线接线方式

单母线接线方式适用于引入单路电源的情况，如图2-10所示，在每条引入、引出线路中都设有断路器QF和隔离开关QS。其中，断路器具有完善的灭弧装置，用来通断负荷电流或切断短路电流；隔离开关无熄灭电弧的功能，不允许带负荷操作，利用其具有明显的断开点的特点，用于隔离电源和进行倒闸操作。

单母线接线方式电路简单，使用电气设备少，造价低，但可靠性和灵活性不足。当母线、隔离开关出故障或检修时，必须停止整个系统供电，因此单母线不分段接线方式只适合对供电连续性要求不高的地方。

（2）单母线分段接线方式

在双回路进线的条件下，可采用单母线分段接线方式，分段可以采用隔离开关或断路器，以克服单母线不分段主接线存在的不足。

用隔离开关分段方式如图2-11（a）所示，两路市电电源运行可以采用主备用方式，也可以采用分段同时供电方式。当某段回路电源发生故障或检修时，如果另外一路电源容量可以担负全部负荷，就可以进行倒闸操作恢复对全部负荷供电。

以图为例，采用主备用方式时，电源1和电源2同时只由其中一路供电，比如电源1为主用，QS1、QF1闭合，电源2为备用，QS2、QF2断开，母联开关QSL闭合。如果主用电源1检修，则先将断路器QF1切断，然后断开隔离开关QS1，再闭合QS2，最后合上QF2恢复对全部负荷的供电。

当两路市电采用分段同时供电时，QS1、QS2、QF1、QF2合闸，母联开关QSL断开，禁止合闸，各段相当于单母线不分段运行状态，各段母线的电气系统互不影响。当电源1故障或检修时，先断开断路器QF1、QF2，然后断开QS1、QS2，闭合QSL，再闭合QS2，最后闭合QF2恢复对全部负载的供电。可见这种接线方式最大的不足就是当某一电源发生故障或检修时，另一正常回路母线也会短时停电。

断路器分段方式如图2-11（b）所示，当两路市电采用主备用方式时，倒闸切换与隔离开关分段方式相同。当采用两路市电分段同时供电时，倒闸切换不需要对正常工作的母线停电，在切断故障或检修市电回路的断路器和隔离开关后就可闭合QFL，不影响正常母线段供电。分段断路器QFL装有保护装置，采用断路器分段的单母线接线方式供电可靠性较高。

2.接线方式

高压供电系统的接线方式，是指从区域变电所将10kV高压送至企业变电站（所）及高压用电设备的配电方式。高压配电网的基本接线方式有放射式、树干式及环式三种。

（1）放射式

放射式是通过区域变电所降压变压器将35kV以上的高压降为10kV（6kV），从10kV母线上引出一路专线，直接接至通信局（站）的变电站（所）的接线方式。沿线不接其他负荷，各用户变电站（所）之间无联系，如图2-12所示。放射式线路有单回路和双回路两种：单回路放射式如图2-12（a）所示；双回路放射式如图2-12（b）所示，其一个回路发生故障时，由另一个回路为全部负荷继续供电，提高了供电的可靠性。放射式接线方式线路敷设简单，维护方便，供电可靠，不受其他用户干扰，但投资较大，适用于一级负荷。

（2）树干式

树干式接线方式可采用一路或两路市电供电，在变电所的高压母线上连接一台或多台变压器，高压的进线与出线均装有断路器或负荷开关及熔断器。如图2-13所示，由区域变电所引出的各路10kV高压干线沿市区街道敷设，各中小企业变电所都从干线上直接引入分支线供电。这种方式供电的可靠性稍低于双回路放射式，但投资较省，变电所10kV的高压配电装置数量减少，一般用于二、三级负荷。缺点是供电可靠性差，只要干线线路上任一段发生故障，线路上各用户的变电站（所）都将断电。

（3）环式

环式接线可采用一路、两路或三路市电供电，接线方式如图2-14所示。当干线上的任何地方出现故障时，只要将故障邻近的隔离开关断开而切断故障，便可恢复供电。因此，这种线路供电可靠性高，且运行灵活。为了避免环状线路上发生故障时影响整个电网，通常将环状线路中某个开关断开（如图中N点），使环状线路呈“开环”状态。