工厂供配电系统与相关设备详解，建议收藏！

电能，是绝大多数设备的动力来源，那么在工厂中，电到底是怎么输送到设备上的，今天我们来好好梳理一下供配电系统流程以及相关设备。

要想了解电力系统输送，就得先了解电力系统等级划分：

安全电压：通常为36V以下；

低压：交流1kV、直流1500V及以下的电压等级；

高压：10kV-220kV；

超高压：330kV-750kV；

特高压：1000kV交流、±800kV直流以上。

家用电器一般为交流220V，一般工厂中，接触较多的通常为220V、380V、10kV。

我们按级别的高低逐一介绍。

一、变电站

定义：变电站，改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把发电厂发出的电压升高，变为高压电（因为电压不高，电流就很大，电流大的话容易产生很大的热量，导致输电线路损坏，同时比较浪费能耗。）到用户附近再按需要把电压降低，这种升降电压的工作靠变电站来完成。

变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站在特定的环境中;是将AC-DC-AC转换过程。像海底输电电缆以及远距离的输送中。有些采用高压直流输变电形式。直流输电克服交流输电的容抗损耗。具有节能效应，变电站的电气设备分为一次设备和二次设备。

一次设备指直接生产、输送、分配和使用电能的设备，主要包括变压器、高压断路器、隔离开关、母线、避雷器、电容器、电抗器等。

二次设备是指对一次设备和系统运行工况进行测量、监视、控制和保护的设备，主要包括继电保护装置、自动装置、测控装置、计量装置、自动化系统以及为二次设备提高电源的直流设备。

大型工厂常见的有110kV、220kV的变电站，110kV变电站输出通常为35kV、10kV的电压，220kV变电站输出通常为110kV、10kV。变电站下一级设备通常为开闭所。

二、开闭所

定义：开闭所，指不进行电压变换而用开关设备实现电路开闭的配电所，是将高压电力分别向周围的几个用电单位供电的电力设施，位于电力系统中变电站的下一级。其特征是电源进线侧和出线侧的电压相同。当然，区域变电站也具有开闭所的功能。但需明确的是，开闭所是区别于变电站而言的。

开闭所也指用于接收电力并分配电力的供配电设施，高压电网中称为开关站。中压电网中的开闭所一般用于10kV电力的接受与分配。开闭所一般两进多出(常用4~6出)，只是根据不同的要求，进出可以设置断路器、负荷开关。是全金属密闭，能够在室外运行的10KV电压等级以下的开关柜组合。转供容量8000KW左右，向地块或区域的变配电室提供中压电源。开闭所将供电臂分段，事故时缩小事故范围，提高供电的可靠性、灵活性；减少变电所的复杂性；不改变电压大小，只扩大馈线回路数，相当于配电所。

三、配电室

配电室是指带有低压负荷的室内配电场所，主要为低压用户配送电能，设有中压进线（可有少量出线）、配电变压器和低压配电装置。10kV及以下电压等级设备的设施，分为高压配电室和低压配电室。高压配电室一般指6kV－10kV高压开关室；低压配电室一般指10kV或35kV站用变出线的400V配电室，起到保护、计量、分配电能的作用。

配电室开关柜及其作用

作用：供电系统用于将高压电通过变压器的降压至用户所需电压等级并且配置有保护、计量、分配于一起的室内综合系统。

组成：进线柜、计量柜、PT柜、出线柜、联络柜、隔离柜

1、进线柜

进线柜：就是从外部引进电源的开关柜，一般是从供电网络引入10KV电源，10KV电源经过开关柜将电能送到10KV母线，这个开关柜就是进线柜

组成：真空断路器、隔离开关、三组三线圈电流互感器、避雷器、带电显示器、电压互感器、导线等元器件

作用：主要作用就是分配电量，进线柜一般配真空断路器作为开断之用，真空断路器具备短路、防过流等保护功能，同时配以隔离开关以作为检修保护检修人员安全之用，另外进线柜还配备电流互感器和电压互感器以及计量电流电压值。因此进线柜具备了保护、计量、监控等可以实现更多综合功能。

进线柜的相关保护装置

电源进线端的保护：

1.备自投装置，即备用电源自动投入装置。

2.防雷保护装置

3.过电压，欠电压保护

4.涌流保护：当断路器带负荷合闸时，干线产生一个远大于断路器工作电流的涌流，造成开关带负荷不能可靠合闸。涌流保护装置即防止合闸瞬间涌流引起的误跳闸，保证短路器带负荷可靠跳闸。

5.速断保护，过流保护

6.零序保护，接地保护

8.重合闸装置、

9.低周保护（低频减载保护

2、计量柜

主要组成：电流互感器、熔断器、VV接线的电压互感器、带电显示器

作用：是电能计量装置的一种，采用高供高计的方式，通过电流互感器、电压互感器、电能表等计量装置用电情况和反映负载的用电量。安装在用户处的计量装置，由用户负责保护封印完好，装置本身不受损坏或丢失。

3、PT柜

主要组成：电压互感器、隔离刀、熔断器、避雷器

作用：1、电压测量，提供测量表计的电压回路

2、可提供操作盒操作电源

3、每段母线过电压保护器的装设

4、继电保护的需要，如母线绝缘、过压、欠压、备自投条件

接线方式：Vv接线、Y，yn接线、YN，yn接线

4、出线柜

出线柜：就是母线分配电能的开关柜送至电力变压器，这个开关柜就是10KV的出线柜之一

组成：三组三线圈电流互感器、隔离开关、断路器、刀闸、带电显示装置

作用：主要就是起分配电能作用，将主电源分配到各个用电支路开关上去，对各支路过流过载保护盒接通断开支路电源的作用。

5、联络柜

联络柜也叫母线分段柜，是用来连接两段母线的设备，在单母线分段、双母线系统中常常要用到母线联络柜，以满足用户选择不同运行方式的要求或保证故障情况下有选择的切除负荷。

组成：隔离开关、断路器、电流互感器、带电显示装置

作用：一般起联络母线的作用，当两路电源同时送电的时候联络则从中间断开（两路不同的电源，通常不能重合），当其中某一段电源因事故而停电或断电的时候，联络柜则自动接通，以保障用户用电，而当原来停电的那一端恢复通电时候，联络柜则自动断开，处于原来的备用状态。

6、隔离柜

组成：断路器 隔离开关 接地开关 电流互感器 电压互感器 避雷器 带电显示装置

作用：是用来隔离两端母线用的或者是隔离受电设备与供电设备用的，它可以给运行人员提供一个可见的端点，以方便检修和维护作业。

7、无功补偿柜

所谓无功补偿柜就是用来防止电容器、电抗器及一次回路和二次回路的普通的低压柜，其主要作用是做无功补偿。把电能转换为另一种形式的能，这种能作为电气设备能够作功的必备条件，并且，这种能是在电网中与电能进行周期性转换，这部分功率称为无功功率。无功补偿的目的就是采用外置的电流源补偿负载运行过程中所消耗的无功功率，提供此电流源的设备成为无功补偿设备。

作用：无功补偿柜的作用是做无功补偿，通过无功补偿设备提供必要的无功功率，提高电网和电气设备的功率因数，减少供电变压器和输电线路的损耗，提高电网的供电效率，改善供电环境，提高电网质量。

8、有源滤波柜

主要配备有源滤波器

有源电力滤波器（Active Power Filter，简称APF）是一种用于动态抑制谐波、补偿无功的新型电力电子装置，它能够对大小和频率都变化的谐波以及变化的无功进行补偿。

有源滤波器之所以称为有源，顾名思义该装置需要提供电源（用以补偿主电路的谐波），其应用可克服LC滤波器等传统的谐波抑制和无功补偿方法的缺点（传统的只能固定补偿），实现了动态跟踪补偿，而且可以既补谐波又补无功。

9、各个元器件的作用

断路器：当回路发生短路或过电流故障时能迅速切断电源，防止故障扩大，同时也可以作为一般开关使用，实现电能的分配和控制，采用电动操作。

熔断器：在电流异常升高到一定的高度和一定的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。

隔离开关：用于隔离电源，将高压检修设备与带电设备断开，使其间有一明显可看见的断开点；隔离开关与断路器配合，按系统运行方式的需要进行倒闸操作，以改变系统运行接线方式。

电压互感器、电流互感器：将高电压或大电流按比列变换成标准低电压（100V）或标准小电流（5A或1A，均指额定值），以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人生和设备安全。

避雷器：通过并联放电间隙或非线性电阻的作用，对入侵流动波进行削幅，降低被保护设备所受过电压值。

来源：网络

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