影片14　认识高压供配电系统中的主要设备

高压供配电系统是指将超高压或高压经过的变配电设备按照一定的接线方式连接起来的系统，其主要作用是将发电厂输出的高压电进行传输、分配和降压后输出，并使其作为各种低压供配电线路的电能来源。常见的高压供配电线路之间的连接方式可以分为三种：放射式、树干式和环形式，不同的高压供配电线路连接方式具有不同的优势。

放射式连接的高压供配电线路由变配电所的母线引出高压线缆与区域配电所的变压器进行连接。放射式连接可以分为单线路放射式连接和双线路放射式连接。

单线路放射式连接的高压供配电线路可以由变配电所的母线上引出一路专用高压线缆，该高压线缆直接与区域变电所的高压变压器进行连接，在该支路上只设有高压断路器，不连接其他负荷，各区域变电所之间无联系。

单线路放射式连接的高压供配电线路中线路敷设简单、维护方便、供电可靠，但当其高压供配电的系统中发生故障时，无配用线缆可以应急使用。

双线路放射式连接的高压供配电线路同样由变配电所的母线上引出一路专用高压线缆，引出的高压线缆直接与区域变电所的高压变压器进行连接，将区域变电所通过高压线缆和高压隔离变压器进行连接即可。

双线路放射式连接方式同样具有单线路放射式连接的优点，但其将母线分支后连接的区域变电所之间通过高压隔离开关进行连接，当某一区域变电所的供电系统故障时，可以将高压隔离开关打开，借用附近区域变电所的电力进行维持。

树干式连接的高压供配电线路由变配电所的母线引出一条高压线缆，由该高压线缆为各个区域变压所供电。

树干式连接的高压供配电线路由变配电所的母线上引出一路高压线缆，由该高压线缆分别与多个区域变电所的变压器进行连接，区域变电所中的变压器再进行分配和降压变换。

环形式连接的高压供配电线路通过变电母线输出的高压线缆形成环形连接方式，在该线缆上可连接多个区域变电所。

环形连接的高压供配电线路通过母线输出的线缆构成环形，一个环形高压线缆可以连接多个区域变电所，在该线缆上通过高压隔离变压器为区域变电所供电。

通过前文可看出，高压供配电线路主要是由各种高压供配电器件和设备组合连接所形成的，高压供配电线路中电气设备的接线方式和连接关系都可以利用这些电路图进行表示。在认识高压供配电系统中主要设备时，可先了解这些器件的连接关系，通过主接线图，初步对各主要设备进行认识。

通过接线图，可知该高压供配电线路是由降压变电所、母线(WB1、WB2、WB3)、电力变压器(T1、T2)、高压电压互感器(TV1、TV2)、高压电流互感器(TA1～TA4)、高压隔离开关(QS1～QS11等)、高压断路器(QF1～QF3等)、高压熔断器(FU1～FU4)以及避雷器(F1、F2)等构成的。

1 高压断路器(QF)是高压供配电线路中具有保护功能的开关装置，当高压供配电的负载线路中出现短路故障时，高压断路器会自行断开对整个高压供配电线路进行保护，防止短路造成线路中其他设备故障。

在供电系统中高压断路器主要起开关连接作用，它具有过载断路保护功能。如果断路器有故障会使供电失常或失去保护功能。

2 高压隔离开关(QS)在高压供配电线路中用于隔离高压电压，保护高压电气设备的安全，使用时需与高压断路器配合使用。高压隔离开关(QS)没有灭弧的功能，因此不能将该设备应用于会产生电弧（强电流）的场合（电路）中。

当高压隔离开关发生故障时，无法再保证检测电路与带电体之间处于隔离状态，可能会导致需要被隔离的电路带电，从而可能导致触电事故。

3 高压熔断器(FU)在高压供配电线路中是用于保护设备安全的装置，当高压供配电线路中出现过流的情况时，高压熔断器会自动断开电路，以确保高压供配电线路及设备的安全。

当高压熔断器发生故障时，可能会导致高压供配电线路中出现过流情况，从而导致该供电系统中的线缆和电气设备发生损坏；如高压熔断器本体发生损坏，将导致其连接的高压供电线路大面积停电。应当对该高压供配电线路中的其他电气设备进行检查，当所有的故障排除后，方可更换高压熔断器。

4 高压补偿电容器是一种耐高压的大型金属壳电容器，它有三个端子，其内有三个电容器（制成一体），分别接到三相电源上，与负载并联，用以补偿相位延迟的无效功率，提高供电效率。

5 高压电流互感器(TA)在高压供配电线路中是用来检测线路流过电流的装置，用于驱动电流表提示电流或用于过流保护。它是一种将大电流转换成小电流的变压器，是高压供配电线路中的重要组成部分，被广泛应用于继电保护、电能计量、远方控制等方面。电流互感器通过线圈感应的方法检测出电路中流过电流的大小，以便在电流过大时进行报警和保护。

当高压电流互感器出现故障时，会导致与该高压电流互感器进行连接的线路发生停电的故障或过载故障，甚至可能导致整个变压站发生电力瘫痪。

6 高压电压互感器(TV)在高压供配电线路中是用于把高电压按比例关系变换成100V或更低等级的次级电压的变压器，用于驱动电压表指示电压值或用于过压保护。它实际上就是一个变压器，通常与电压表配合使用，指示线路的电压值，供保护、计量、仪表装置使用。同时，使用电压互感器可以用低压电气设备指示高压线路的工作状态，安全性好。

当高压电压互感器发生故障时，同样可能导致监控或检测设备工作失常，也可能引发供电故障。

7 电力变压器(T)在高压供配电线路中是最重要的特征元件，用于实现电能的输送、电压的变换。在远程传输时，用于将发电站送出的电源电压升高，以减少在电力传输过程中的损失，便于长途输送电力；在用电的地方，同样可以经过变压器将高压降低，供用电设备和用户使用。

8 避雷器(F)是当高压供配电线路遇到雷击时快速进行放电的装置，也可以在高压供配电线路中的电路聚集过多的电荷（或静电）时，进行放电工作，从而保护变配电设备免受瞬间过电压的危害；当线路或设备正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证变配电系统正常供电。避雷器通常用于带电导线与地之间，与被保护的变配电设备呈并联状态。

当避雷器发生故障时，可能会导致供电设备供电失常，也会导致在雷暴天气，设备线路会受到雷击而损坏。

避雷设备中除了避雷器之外，在一些高层建筑物中还安装有避雷针。避雷针一般是由镀锌圆钢或钢管制成的。避雷针的设计也有一定的要求，针长在1m以下，圆钢直径不得小于12mm，钢管的直径不得小于20mm；针长为1～2m的避雷针，圆钢直径不得小于16mm，钢管直径不得小于25mm。

9 母线是高压供配电系统中的重要组成部分，是变电所输送电能用的总导线，是一种汇集、分配和传输电能的装置，主要应用于变电所中各级电压配电装置、变压器与相应配电装置的连接等，常见的母线主要有矩形或圆形截面的裸导线或绞线，在图中通常用字母WB标识。

母线多是由铜排或铝排制作而成的，按其外形和结构可分为硬母线、软母线和封闭母线等。其中，硬母线一般使用于主变压器至配电室内，其优点是施工安装方便，运行中变化小，载流量大，但造价较高。软母线用于室外，因空间大，导线有所摆动也不致于造成线间断路。软母线施工简便，造价低廉。