工厂供电 第3章 供配电一次系统.pdf

第3章供配电一次系统主要内容供配电系统是电力系统的重要组成部分，也 是变配电所设计的第一环节。本章重点介绍了供 配电系统的电压选择、变电所位置的确定、变配 电所的一次设备及主接线图以及变电所的布置和 结构。本章是本课程的重点，也是从事供电设计 与运行必备的基础知识。第3章供配电一次系统3负荷分类对供电的要求3.2供配电电压选择3.3供配电系统常用电气设备3.4变电所电气主接线3.5m户变电所 练习题3.1负荷分类对供电的要求工矿企业中各种用电负荷的重要性不一样，它仅 对供电的要求也不相同，供电方案必须根据不同的里 求来考虑。按供电可靠性及中断供电在政治、经堀 上所造成的损失或影响的程度，将工厂电力负荷分 为，对不同等级的负荷同时规定有相应的供电 方式：（参见教材22页）1.一级负荷：两个2 供电；2.二级负荷：两回 供电或 供电;k 3.三级负荷：无特殊要求；CC双电源的备用方式分为两种:返回i.置（BZT）2.置（BZT）3、4）明备 一一路电源工作、一路电源备用，切换装设在线路开关处；（见图（1）暗备用一二路电源同时工作，互为备用，切换装g 设在联络开关、桥开关、分段开关处。（见图（2:O=)4iIIT=)3If(3.2 供配电电压选择及调整(P21-22)3.2.1 额定电压分类我国的额定电压等级分为三类：(1.100v以下：主要用于触电危险较大的场合作为凭 全电压。如行灯、蓄电池、开关设备操作电源等。(DC:200 kVA250 kVA、315 kVA、500 kVA 630 kVA、800 kVA、1000 kVA 1250 kVA、1600kVA 等。_CC3.电液压器的连接组别电力变压器的连接组别Y/Yo-12、A/Y0-llo 其中采用组别的优点：(a.变压器空载或负载时的电能损耗减少；1b.高次诣波励磁电流在原边环流，有利于抑制电 网中的高次谐波；c.零相阻抗小,单相短路电流增加，有利于单相接 地短路故障的切除；d.Y/Yo-12接线变压器要求零线电流不大于额定电 流的25%,限制了接用单相负荷的容量，/Y0-ll 接线的变压器不受此限制。Y/YO-123.3.2 高压开关设备（P28）1.高压断路器2.高压隔离开关3.高压负荷开关4.高压熔断器高压断路器(circuit-breaker)是带有强力灭，的高压开类)设备，是供配电系统中重要的开关设D备，它能够开断和闭合正常线路与故 障线路，主要用于供配电系统发生故 D障时与保护装置配合自动切断系统的 短路电流。18高压断路器通常按照灭弧介质分类，主要有:.多油（D）/少油（S）断路器.真空（Z）断路器.SF.（六氟化硫）断路器文字符号：QF图形符号：Ejg高压断路器的型号含义需压断路器的型号含义A.断路器型号:1型号特征（D多油，S少油，L为SF6,Z真空,电磁式空气，K压缩空气）2-安装条件（N户内，W户外）3-设计序号4-额定工作电压（KV）5-派生标志（G改进型）D 6-额定工作电流（A）7-额定断流容量（MVA）常见型号：DW8-35、SN10-10 SW2-35、LN1-35.ZN3-1020操动机构型号:1-操动机构C2 操动机构型式，根据合闸动力 不同而划分（高压断路在必须配有合适的 操作机构才能使用，设计者不能掉以轻心!）o:靠人力使开关合闸；用于就地操作合 闸或距离操作合闸；D电磁二：靠直流电磁铁产生吸力使开关合闸；用于远距离控制操作断路器；T弹簧储能型：利用交/直流电动机使合闸弹簧拉 长储能，当有合闸命令时，弹簧释放位能所产生的9力使开关合闸；Y液压操动机：用高压油推动工作缸活塞运动 C便开关合闸。223设计序号4、5-其它标志（G改进型,脱扣器，X箱式等）常见型号:CD-10、CS2、CT7等。SN10-10型断路器SN10-10型少油断路器按断流容量分有I、II、in型。I 型，断流容量S。,为 300MVA,11(U U型为500MVA;m型为750MVA。少油断路器主要由油箱、传动机构和框架 三部分组成。应用场合：多数用在635kV的室内变配电装置中，不易频繁操作。240型少油断路器内部结构剖面图 SN10-10型誉峭用臀外形图真空断路器高压真空断路器是利用“真空”作为绝 Q 和灭弧介质。o真空断路器有落地式、悬挂式、手车式三 种形式。应用场合：在35kV配电系统及以下电压等 次中处于主导地位。ZN28-12 型ZN28A.i2 型-CD六氟化硫（SF6）断路器利用SF6气体作灭弧和绝缘介质的断路器。（无色、无味、无毒且不易燃烧，在150以下时，（其化学性能相当稳定。具有极为优越的灭弧和绝缘特性。与水分或杂质混合后，在电弧高温作用下，SF6会 分解出低氟化合物和低氟氧化物，这些物质具有较强 M腐蚀性和毒性。SF6断路器灭弧室的结构形式有压气式、自 能灭式（旋弧式、热膨胀式）和混合灭弧式。（SF6断路器的操动机构主要采用弹簧、液压 操动机构。应用场合：适用于需频繁操作及有易燃易 爆危险的场所，要求加工精度高，对其密封性能要求更严O29隔离开关的主要功能是隔离高压电源,以保证其他设备和线路的安全检修及人粗 安全。当它处于分闸状态时，有着明显好断口，使处于其后的高压母线、断路器等 机力设备与电源或带电高压母线隔离，以保障检修工作的安全。31由于不设灭弧装置，隔离开关一般不 允许带负荷操作，即不允许接通和分断负 荷电流；但可用来分台定的小电流，4a 励磁电流不超过2A的空载变压器、电容隹 流不超过5A的空载线路以及电压互感器和 避雷器等。和断路器配合使用时，要严格遵守操作顺序，即停电时，应先使断路器跳闸，后拉开隔离开关；送 电时，应先合隔离开关，再闭合断路器。按安装地点分为户内式和户外式两大类;按有无接地可分为不接地、单接地、双 接地三类。文字符号：QS图形符号：519高压隔离开关的型号的含义 G-隔离开关J一接地开关J.N 一户内式安装地点W一户外式设计序号一额定电压(kV)-其他林；fc：G-高原型-极限通过电流(kA)-额定电流(A)GW一防污型D一带接地刀网10kV高压隔离开关型号较多，常用的有GN8、GN19、GN28、GN30、GW4、GW5、GW9等系也34高压负荷开关是一种介乎隔离开关 与断路器之间的结构简单的高压电器，？具有简单的灭弧装置，常用来分合负荷k 电流和较小的过负荷电流，但不能分断 短路电流。此外，负荷开关还大多数具 有明显的断口，具有隔离开关的作用。为甯开关常与熔断器联合使用，由负 荷开关分断负荷电流，利用熔断器切断故 障电流。因此在容量不是很大、同时对售r 护性能的要求也不是很高时，负荷开关比 熔断器组合起来便可取代断路器，从而降 低设备投资和运行费用。这种形式广泛应 用于城网改造和农村电网。文字符号：QK图形符号：gm I 高压负荷开关主要有产气式、压气式、真空式和SFf等结构类型，主要用于10kV等级 电网。负荷开关有户内式和户外式两大类。适 用场合：适用于无油化、不检修、要求频繁操作 的场所，可配用CS6-1操动机构也可配用CJ系 列电动操动机构。高压负荷开关型号的表示和含义如下:常见型号：FN2-10(R)、FN3-10(R)、R1T0 等。真空式压气式o 油浸式高压熔断器（fuse）是供配电网络中人为设置的最薄弱的 元件。当其所在电路发生短路或长期过载c 时,它便因过热而熔断，并通过灭弧介质C 将熔断时产生的电弧熄灭，最终开断电路，以保护电力电路及其他的电气设备。文字符号：FU图形符号：-41信息工r自 动化学隙供电主要功能:对电路及其设备进行短路和过负荷花）护。O高压熔断器主要有户内交流高压限流 熔断器（RN系列）、户外交流高压跌落式 熔断器（RW系列）、并联电容器单台保护 用高压熔断器BRW型三种类型。高压熔断器型号的表示和含义如下:03-口焙斯器一心鬻上婢地点W户忖设计亦导额定槌(kV)1-依他标护GY荷片用 一僦容此MVA)舱电淑A)讣充型号-6改进幽Lf-负融443灭弧能力不强，当 短路电流达到短路 电流冲击值时，仍 未能将电弧完全熄限流式熔断器跌落式熔断器（非限流式）“限流”式一一灭弧能 力很强，当短路电流 未达到短路电流冲击 值之前，就能将电弧 完全熄灭。.I1.RN系列高压熔断器RN系列高压熔断器主要用于335kV电力 系统短路保护和过载保护，其中RN1型用于电 力变压器和电力线路短路保护，RN2型用于电 压互感器的短路保护。主要由熔管、触头座、动作指示器、绝 缘子和底板构成。熔管一般为瓷质管，熔丝由 单根或多根镀银的细铜丝并联绕成螺旋状，熔 埋放在石英砂中，熔丝上焊有小锡球。_462.RW系列高压跌落式熔断器RW系列户外高压跌落式熔断器主要作为 配电变压器或电力线路的短路保护和过负荷俅D 护。其结构主要由上静触头、上动触头、熔 管、熔丝、下动触头、下静触头、瓷瓶和安装 板等组成。RW3-10和RW4-10型结构基本相同，RW10-10F型在触头上加装了灭弧罩，能带一定 灰荷操作。11()RW4-10(G)型跌落式熔断器结构啰CC333互感器电压互感器(potential transformer)和电流互感器(current transformer)常统称为互感器，从基本结构和原理来说,互感器是一种特殊的变压器。返回_目录-49-互感盘标用 电力系统中的电压及电流，数值相差范围极大。为了减少测量仪表的规格，使测量仪表和继电用）标准化和小型化，简化其生产过程；O 对于高电压、大电流均采用互感器降压、变流 后再进行测量，避免主电路的高电压直接引入仪 表、继电器，保证测量人员的安全操作，;同时互感器也可以作为继电保护和信号装置的 电源，以使控制和保护装置与高压回路隔开。返回号H录JCO55电压互感器（P29）（简称PT,文字符号为TV,单相式电压互感器图形符号为H）是0 变换电压的设备,可以扩大测量范围，涌当于O 是一种降压变压器。它是由两个或者三个互相 绝缘的线圈绕在同一个铁芯上构成的，二次侧 额定电压为100V、100/百vok2N2式中，U1N、U2N分别为电压互感器一次 绕组和二次绕组额定电压，Nl、N2为一次绕 组和二次绕组的匝数。变压比Ku通常表示成 如10/0.IkV的形式。电压互感器有单相和三 相两大类，在成套装置内，采用单相电压互 感器较为常见。益压互感器常见的四种接线方式:采用 单相电压互感器的接线（图aj。供仪表和继电器测量一个线电压，如用作做 备用线路的电压监视。采用两单相电压互感器接成 接线（图b）。供仪表和继电器测量三个线电压。54wV了iv nu曹VTABC山1两4跑招榜成v/v册采用 单相电压互感器接成（图C）。供仪表和继电器测量三个线电压。（采用 单相三绕组电压互感器或 三相五芯柱式电压互感器接成（图d）。其中一组二次绕组接成Y0，供测量三个线电压和三个相电压；另一组绕组（零序绕组）接成开口三角形，接电压 继电器，测量电路对地绝缘，即测量零序电压值。ABCWh/ATVa二个单相接成丫“形i.三ABCABTV1|a KVm(d)三个单相三绕组或三相h芯柱式三绕组电J K互感器接成丫工空电压互感器的种类和型号:按 分）有油浸式、环氧树脂浇注（，）式两大主要类型；O 按使用J 分，有户内式和户外式；按 来分,有三相和单相两类。58额定电限kV)设计序号J-油浸式结构形火B一带补偿绕纸 W一五芯住三桀组 J一接地保护电压互感器D-0相工 S-三相J表示和含义如下UJC1J空nn476C3o铭牌JDZ-3,6、10型电压互感器外型结构2-高压绝缘套管4-铁芯-一次接线端子、二次绕组 次接线端子6 993203GSC 吧）JSJW-10型电压互臂咨料电压互感器的使用注意事项：电压互感器在使用时，二次侧不能短路。为了安全起见,包压互感器二次侧必须有一端接地。电流互感器（简称CT,文字符号为TA,单二次绕组电流互感器图形符号 O为）是变换电流的设备，它将主回璐。的大电流变换成小电流，供计量和继电保 护用。电流互感器二次侧额定电流通常为 5A或 1A。电流的勺使用注意事项:电流互感器二次侧不允许开路；电流互感器二次侧必须一点接地;注意电流互感器二次绕组的极性。I2MTA电f mrir/m.q a0-DKA电流互感器的 基本号怦胆电流互感器的变流比A用表示，则I N 二 4、12N 2式中，Ln、Ln分别为电流互感器一次侧 和二次侧的额定电流值，、%为其一次和二 D次绕组匝数。变流比一般表示成如100/5A形U电流互感器在三相电路中有三种接线方式:两相式接线两相电流差接线三相星形接线电流互感器的种类和型号两相式接线 这种接线也叫不完全星形接线，在中性点不接 地的高压系统中，广泛用于测量三相电流、电能及作过电流保 护之用，公共线上的电流5两标流差接线这种接线又叫两相 一继电器式接线，流过 电流继电器线圈的电流 为i-i，其量值是相(2 C电流的73倍。这种接线适用于中性点不接地9高压系统中，作过电流 保护之用。ABC7HDLIL2 6K2L1AI KiL2k K2两相电流差-CC 一回三相星形接线由于每相均装有 互感器，能反映各相 电流，广泛用于三相 不平衡系统中(高压 或低压系统)，作三 相电流、电能测量及)过电流继电器保护之(d)三相星形电流互感器种类和型号:按一次电压分，有高压和低压两大类；c按一次绕组匝数分有单匝（包括母线式、芯柱式。、套管式）和多匝式（包括线圈式、绕环式、串级 式）；按用途分有测量用和保护用两大类；按绝缘介质类型分有油浸式、环氧树脂浇注式、委式、SFf气体绝缘等。电流互懑器型号的表示和含义如下:电流五喏第一IM一母线式F-贰穿复扎式 D一用穿单扎式 A线囹式 A穿埔式 B一支特式 Z支柱式-一次绕组形式1特殊用途额定电乐(kV)设计序号一装入式安装形式L结构形式一Q加强式L-铝线式-J加大容国用途一绝绿形式-8保护用D 一差动保护用J接地保护用X小体机柜用L 5一手车拒用7-浇注地缘I C一登绝缘 J一树脂浇注 K一帆科外光LQJ-10型电流互感器的外形图1-一次接线端子2-一次绕组3-二次接线端子4-铁芯6-警示牌LMZJL0.5型电流互感器的外形图1-铭牌 2-一次母线穿孔3-铁心（外绕二次绕组，树脂浇注）4-安装板 5-二次接线端子密-二次绕组1.避雷器:（文字符号为F,图形符号为普）c 是用于保护电气设备免受雷电产生的过电压沿展n 路侵入变配电所或其它建筑物内危及被保护设备的一。种装置。它是电力系统中重要的保护设备之一，应与 被保护设备并联。类型：保护间隙避雷器、管型避雷器、阀型避雷 器（有普通阀型避雷器FS、FZ型和磁吹阀型避雷器）、氧化锌避雷器。72 B并联放峋隙阚黑化物避雷器一 标称放电电流一W-无间旗1-极定电压(kV)设计的使川场所代生z电站用;ST电所用电容器组用;D发电机、电动机用；基本型氧化锌避雷器的型号表示式和含义如下UJC1J空2.移相电容器：（文字符号为3图形符号为丰）产生超前电流，提高供电系统的功率因 数（即无功补偿）。743.电抗器：（文字符号为L,图形符号 为n）在高压网络中，当高压断路器的断路容（量不足时，可在电路内安装限流电抗器。正常 运行时，电抗器的压降很小，发生短路故障时,产生较大的电抗压降，将短路电流限制在高压 断路器的断流能力之内。一、返回节目录CC 335组合电器成套装Jt1.环网供电单元t t环网供电单元(The Unit of Ring Network Power Supply)由间隔组 成，一般至少有三个间隔 组成，即两个环缆进出间 膈和一个变压器回路间隔。暖行一般用环缆，在用架空线的地方，可将架空线引至环网供电单元旁，再由电缆 引进和引出，如图所示。l0kV/38OV/2TOV 10kV 220V IQkV Oko V/22u VIQkV，3WV/22OY luk V/38nV2VV IQkV jku V/Z20 V图2.1.16 环网供电单元组成环网预装式变电站(prefabricated substation)俗称箱式变电站。预装式变电站就是一 压开关设备，配电变压器和低压配电装定线路方案排布成一体的预制型户内、凑式配电设备。把按外 种矍户特别适用于城网建设与改造，具有 成套性强，体积小，占地少，能深入负荷c 中心，提高供电质量，减少损耗，送电周0 期短，选址灵活，对环境适应性强，安装 方便，运行安全可靠及投资少，见效快等 一系列优点。79预装式变电站三个主要部分：。高压配电装置。变压器。低压配电装置预装式变电站的布置方式一般有两种:“目”字形“品”字形,4 目”字形布置接线方便，而 融产置接线紧包a 口力 诗*口口 子华OF SOP疙/a*出,近司压开关柜(high-voltage switchgear)开关柜是金属封闭式开关设备的俗称。按照国标GB3906的定义，金属封闭开关设埼 是指除进出线外，完全被金属外壳包住的开 关设备。高压开关柜结构紧凑，占地面积小，安 装工作量小，使用和维修方便，且有多种接 线方案以供选择，故用户使用极为便利。无色缘金属封闭开关设备（开关柜）A.分类-铠装式各室间用金属板隔离且接地，如oOKYNL10 型-间隔式 各室间是用一个或多个非金属板q 隔离，如JYN2-10型箱式 具有金属外壳，但间隔数目少于铠装式或隔离式，如XGN2-10型23图2118 KYNL10型移开式铠装柜I 一算套管2泄乐活门3-继电器仪表箱4-端子室5一手车6一手车型图2J19JYN2-1O(Z)移开式间隔柜1一同路名牌2-主毋线*A主母级4一薇板5一吊环继电制 7-小母线宣8电能表9-二次仪友门10-二次仪表量n一接线地子 12一手车门1土一手车室14一门01 15一手车(留内为宾空断路器手车)16-接地主母线17一接地开关19一电续夬21电缆宴22一下静触头23一电流互感器24一上静触头25-触头会26-模拟母线27-观察雷图2 L20 XGN240(Z)固定式箱式柜1-母线型2压力再放通道3仪表室4一组合开关室5一手力操作及联 械机构6主开关室7-电破或弹簧机构8-接地母线9-电境室B.型式高压断路器的置放有两种型式：落地式 断路器手车本身落地，推入柜内。攻口 KYNL10 型和 JYN2-10 型。中置式手车装于柜子中部，如 中置柜，手车的装卸需要装卸车。目前中置 式开关柜越来越多。C.高压开关柜的型号含义高压开关柜型号的表示和含义如下:K-笆装式J一间厢式1-高压开关柜一口一口JT.：X-箱式G一固定式，Y一移开式.一型式特征断路器操作机构一rD-电磁式LT-弹簧式次线路方案N一户内型一安装场所额定电压（单位为kV）设计序号 SCI吧“五防”功能高压开关柜必须装设防止电气误操作的装置,d体功能为:-防止误分、误合断路器；-防止带负荷推拉小车；-防止误入带电间隔；-防止带电挂接地线或合接地开关;-防止接地开关在接地位置时送电。（2）SF6绝缘金属封闭开关设备（充气柜）以SF6气体绝缘的开关柜简称充气o柜。此产品的高压元件诸如母线、断路器、隔离开关、互感器等封闭在充有较 低压力（一般0.020.05MPa）的SFf气体 的壳体内。最大特点是不受外界环境条 件的影响，可用在环境恶劣的场所。还有一个重要特点是：由于使用性能优异的SF6绝缘，大大缩小了柜体的外形尺寸。与空气绝缘相比，SF6充气柜的安装面积为其26%,体积为其27%。同时，由于充气柜配有性能良好的无油开 关，大大减少了维修和检修工作量。低压开关柜(low-voltagepanel)低压开关柜又叫低压配电屏。是按一 定的线路方案将有关低压设备组装在一起 的成套配电装置。其结构形式主要有固定 式、抽屉(出)式两大类。94固定式开关柜目前国内广泛使用的主要有PGL1和 PGL2、GGD系列。还有一些新产品,如 引进国外先进技术生产的开关柜0M1N0 系列及MNS型等。抽屉（出）式开关柜常见的型号有GCK、GCL、DOMINO.MNS、SIVACON等。适用于额定电压380V,交流50Hz的低压配电系统中作受电、馈 电、照明、电动机控制及功率补偿之用,馈电回路多、体积小、占地少，但结构 复杂、加工精度要求高。96新系列低压配电屏型号返回节目录Q7如变电所电气主接线厂C主接线的确定对变电所电气设 O 备的选择、配电装置的布置以及运 行的可靠性和经济性有密切的关系。所以电气主接线是变配电所电气设O 计的一个主要问题。本节主要内容 电气主接线及其要求 母线制 变电所典型主接线示例电气主接线图的绘制练习 返回信息工程与自动化学院.工厂供电一、电气主接线及其要求1.电气主接线的定义:指变电所中的一次设备（如开。关电器、电力变压器、母线、电缆 或架空线、移相电容器等）按照设 计要求连接起来，表示接受和分配 电能的电路，也称为主电路。信息工程与 自 动化学院.工厂供电.2.情息主接线的基本要担安全、可靠、灵活、经济 是对变电所主接线的基本要求。包括设备安全和人身安全。变电所的主接线应能确保各级 负荷对供电可靠性的要求。在保障安全可靠的前提下，接 线能够适应不同的运行方式。满足前3项要求的前提下，尽 量降低建设投资和年运行费用。但是，在投资增加不多或经济许可的情况下，应尽量提高供电 可靠性，减少停电损失。&线制线制主接线是我国目前广泛采用的主接线形式。-是指电源进线与各馈 出线之间的连接方式。一从配电变压器）或地源进线到 各泉赢线路之间的电气主干线，它起石着从电源接收电能和给各馈出线分配电能的作用。上线的各相应涂色以便区分:A、B、C相（黄、绿、红）N线（黑）氐母线设置组裂嬴同，又可分为三类:单母线制单母线分段制双母线制单母线制单母线制形式如图1所示，是有汇流母线的主接线中结构最为简单的一类。在 这种接线中所有电源和引出线回路都连接于同一母线上。信息工程与 自 动化学院.工厂供电.图1单母线制主接线信息工程与 自 动化学院.工厂供电.电源：一回电源进线优点：接线简单，使用设备少，初 投资省。缺点：单母线制的可靠性和灵活性都较低，母线或连接于母线上的任一隔离开关发生故障或检修时，都将影 响全部负荷的用电。适用范围：三类负荷。信息工程与 自 动化学院.工厂供电.单母线分段制为了提高单母线接线的供电可靠性和oo灵活性，如果有两回电源进4,可采用单母线分段制接线。如图2所示，母线分段开关可采用隔离开关或断路器。信息工程与自 动化学院.工厂供电.(a)图2单母线分段制主接线隔离开关分段（b）断路器分段信息工程与 自 动化学院.工厂供电.电源：二回电源进线优点：接线简单，使用设备较少。可靠性和灵活性方面较单母线制有所提高，o当双回路同时供电时，母线分段开关正。常是打开的，一条回路故障或一段母线故障将不影响另一段母线的正常供电。此外，检修亦可采用分段检修方式，不 致使全部负荷供电中断。信息工程与 自 动化学院.工厂供电.缺点：某分段上的母线或母线隔离开关发生故障或检修时，该段母线上的负荷将中断供电，而且电源只 能通过一回进线供电，供电功率较低。适用范围:允许短期停电的二类负荷和部分一类负荷的供电要求。信息工程与 自 动化学院.工厂供电.双母线制对于特别重要的负荷，当采用单母线分段接线，可靠性仍不能满足要求时，可考虑采用双母线接线,如图3所示。信息工程与 自 动化学院.工厂供电.图3双母线制主接线B1为工作母线，B2为备用母线，QF称为母联断路器。一 CC.信息工程与 自 动化学院.工厂供电.电源：二回电源进线优点：可靠性和灵活性好。轮流检修母线或母线隔离开关,不致引起供电中断;在工作母线发生故障时，通过备用母线能迅速恢复供电。信息工程与 自 动化学院.工厂供电.缺点:开关数目增多，联锁机构复杂，切Q 换操作繁琐，造价高。对用户供电系统不推荐采用双母线制。适用范围:一类负荷信息工程与 自 动化学院.工厂供电.三、变电所典型主接线示例工厂供配电系统中，根据变电所的位 置和作用的不同，变电所可以分为工厂;总降压变电所和车间变电所两大类。车间变电所主接线总降压变电所主接线信息工程与 自 动化学院.工厂供电.车间 变电所主接线(P33)车间变电所一般都是将高压 6kv10kv降为一般用电设备所需低 压220v/380V的降压变电所。其变压 器容量不超过1000KVA,主接线方 案通常比较简单。-信息工程与 自 动化学院.工厂供电.电缆进线方案 架空线进线方案 低压出线方案信息工程与自动化学院.工厂供电.g缆进线的主接线方案1.车间变电所供电 线路往往较短,并考虑环境美 化因素，常采 用电缆配电，如图4所示。6 lOkV 6 10kV6 10k V 图4电缆0.4kV a)0.4kV b)0.4kVc)信息工程与 自 动化学院.工厂供电.2.架望进线的主接线方案610kV6 10kV6-10kV当变电所由架空线 供电时）其典型方案 如图5所示。凡是高 压架空进线，变电所 高压侧必须装设避雷 器。工0.4kV a)D0.4kV b)图5架空进线车间变电所：产畤30.4kVc)信息工程与自动化学院.工厂供电.3.低压出线的主接线方案车间变电所低压馈 出线的接线方式，在 满足安全距离、短路 及过流保护的要求下,接线比较灵活。图6 产出了几种典型方式 嘘参考。380/220V大d匚匚a)b)1c)d)e)f)图6变电所低压出线典型接线信息工程与 自 动化学院.工厂供电.总降压变电所主接线(P31)对于电源进线电压为35kv及以上 的大中型工厂，通常是先经过工厂 总降压变电所降为6kv10kv的高压 配电电压，然后经过车间变电所，降为低压用电设备所需的电压(如 220/380v)o信息工程与 自 动化学院.工厂供电.根据变电所装设的变压器数量不同，总降压变电所常见的主接线方 O 案分为：单元式接线桥形接线信息工程与自动化学院.工厂供电.单元式接线又称为线路-变压器组接线。用于只。有一回电源进线,经过一台变压器供电 到配电母线的场合，只有一种运行方式,如图7所示。这种这主接线形式只适用 于向三级负荷供电。信息工程与 自 动化学院.工厂供电.一次侧无母线,二次侧为单母线。35kV v电源进线VQS1 QF1特点是简单经济,但供电可靠性不 高，只适用于三D级负荷。QS2QF2QS36kV10kVFD0 寄1O图7单元式接线二小C-信息工程与 自 动化学院.工厂供电.桥形接线当有两台变压器和两条线路时，可以采用桥式接线。桥式接线的特点是 在两台变压器一次侧进线处用一桥臂将两回进线线路相连。信息工程与 自 动化学院.工厂供电.桥式接线按照桥臂所在的位置可分为:内桥式接线 外桥式接线 如图8所示。信息工程与 自 动化学院.工厂供电.35-1 lOkV35110kV图8桥形接线方式内桥式接线桥臂在进线断路器的内侧，即靠近 变压器侧。特点：线路的投切比较方便，变压器的投 切比较复杂，所以内桥式接线适用于 进线线路较长，负荷比较平稳，变压 器不需要经常投切的场合。信息工程与 自 动化学院.工厂供电.外桥式接线桥臂在进线断路器的外侧，即靠近 进线侧。:特点：外桥式接线的特点和内桥相反，它 适用于进线线路较短、负荷变化较大，变压器需要经常切换的场合。信息工程与 自 动化学院.工厂供电.桥形接线形式小结优点：工作可靠、灵活;缺点:线路复杂，高压设备多，操作不便，投资大。适用范围：可用于给一、二级负荷供to信息工程与自动化学院.工厂供电.变电所主接线的绘制1.电气主接线图：(1)定义：电气主接线中的设备用标准的图形 符号和文字符号表示的电路图称为 电气主接线图。6信息工程与自动化学院.工厂供电.(2)绘制要求：因为三相交流电气设备的每相结构一般是 相同的，所以电气主接线图绘制成单线图，:局部需要表明三相电路不对称连接时，才将局部绘制成三线图；如有中性线(或接地线)，用虚线表示；绘制主接线图时，所有电气设备均表示处 于不带电状态。信息工程与 自 动化学院.工厂供电.(3)变电所主接线图主要内容：电源电压、电源进线回路数和线路结构。变电所的接线方式和运行方式；高压开关柜和低压配电屏的类型和电路方案；高低压电气设备的型号及规格；各条馈出线的回路编号、名称及容量等。信息工程与 自 动化学院.工厂供电.(4)变电所主接线图的分类:主接线图有两种绘制形式：系统式主接线图按照电力输送的顺序依次安排其中的设备和线路相互连接关系而绘制的电路图，多用于变配电所运行中。信息工程与 自 动化学院.工厂供电.装置式主接线图按照主接线中高压或低压成套配电Q 装置之间相互连接关系和排列位置而 绘制的电路图。通常按照不同电压等 级分别绘制，多在变配电所施工图中 使用。信息工程与 自 动化学院.工厂供电.2.变电所主接线图示例:高压配电所的主接线图10KV变电所低压配电系统图信息工程与 自 动化学院.工厂供电.KYN-UKYN-O$KYN-以5美笈0而高压配电所主接线图信息工程与 自 动化学院曲小吧510kVSL7-IOOO/IO DW,380/220VLMY-3(100X10)380/220VHD13-150048-160010kVZLQ2-10 3X35SL7-1000/10邛5冲LMY-3(100X10)ZLQ2-10 3X35 公DW.o-1600 HD13-1500开关柜编号12345开关柜型号PGL2-29PGL2-29PGL2F6PGL2-29PGL2-60回路编号123456789101112131415161718回路名称计算负荷/A3622762982502253201611039030图10信息工程与自动化学院.工厂供电.习已知某工厂由四个车间组成，各车间负荷 如下表所示；距厂区4km处有一地区变电所，可提供一路10kv专线供电，并可从附近的公网 取一回lOkv备用电源；要求工厂总功率因数，cos0.9。试按上述条件设计该厂供电系统主;接线图。单位PN/kwCOSKd备注车间115000.80.6二级负荷占70%车间29000.750.7二级负荷占70%车间37000.90.5车间45000.80.6信息工程与自动化学院.工厂供电.方案一：高压双回路进线，一台主变压器参 考 答 ri 710kv电源进线信息工程与自动化学院.工厂供电.方案二：高压侧无母线，低压单母线分段，双台 变压器380V低压母线 380V低压母线:高低压侧均为单母线分段，两台变压器10kv电源进线QS1VQF1?QF2T1|参考答riQS2UQF5QF3QK1380V低压母线T2QF4QK2380V低压母线信息工程与自动化学院.工厂供电.3.5用户变电所(P23)3.5.1 变电所的分类(1)在供配电系统中，一般将UOkV/10(6)kV或CJ 35kV/10(6)kV的变电所称为区域变电所或总降压。变电所。(2)10(6)kV/0.4kV的变配电所称为用户变电所，在工业企业中则称为车间变电所。(3)10kV配电站又称开闭所，在城市电网中使用 较为普遍。3.5.2 变电所位置的确定1.确定原则变电所位置的确定遵循以下原则:(1)接近负荷中心(2)进出线方便(3)靠近电源侧(4)满足供电半径的要求14,(5)运输设备方便；(6)避免设在有剧烈震动和高温的场所；(7)避免设在多尘或有腐蚀性气体的场所；(8)避免设在潮湿或易积水场所；(9)避免设在有爆炸危险的区域或有火灾危 险区域的正上面或正下面。12.负荷中心确定(P24)负荷中心可以用负荷指示图或负荷矩的计算法 近似确定。(1)负荷指示图负荷指示图是将电力负荷按一定比例用负荷 圆的形式标示在车间的平面图上。各车间的负荷 圆的圆心应与车间的负荷“重心”(负荷中心)大致相符。在负荷均匀分布的车间内，这一重心就是车 间的中心；在负荷分布不均匀的车间内，这一重 心应偏向负荷集中的一侧。1J1负荷圆的半径r,由车间的计算负荷得:P=K.兀 r2ca式中K为负荷圆的比例（kw/mm?）。某企业负荷指示图Y A高1K配电所(HDS)车间变电所(STS)o负荷圆高缶配电线一高东电源进线-低压配电线“53（2）确定负荷中心负荷中心的坐标（X，y）根据以下方程求解获得:=0=0按此方程解出的坐标（x,y）,不但有色金属 消耗量最小，功率损耗也最小，可以在该点设置变、（配）电所。（注：大多数工厂变电所的位置都是 上靠近负荷中心偏向电源侧。）3.5.3变电所形式独立变电所 车间变电所 杆上变电所建筑物及高层建筑物变电所独立变电所独立变电所是指整个变电所设在与车间建筑物 有一定距离的单独区域内，通常是户内式变电所，向周围几个车间供电，或向全厂供电，如图所示。设置独立变电所的原因:(1)相邻几个车间负荷大,(2)由于车间环境的限制,于管道较多或有腐蚀性气体、须建立独立变电所；将变电所建到某一车间不适宜;如制药车间、化工车间之间由 易燃易爆气体等环境限制，必(3)中小型企业负荷不太大，建立一个全厂独立变电所,全厂各车间供电。信息H曾与目动化学配车间变电所车间变电所主要有以下两种类型的变电所。(1)车间附设变电所附设变电所是利用车间的一面或两面墙壁,而其变压器室的大门朝外开，如图中1、2所 示。车间附设变电所又分 和。158(2)车间内变电所变压器室位于车间内的单独房间内，如图中3 所示。虽然这种车间内变电所占用了车间内的面积O 但它处于负荷的中心，因而可以减少线路上的电能。损耗和有色金属消耗量。杆上变电所变电器安装在，适用于315KVA及以下变压器，常用于居民 区、用电负荷小的用电单位。建筑物及高层建筑物变电所这是民用建筑中经常采用的变电所形 式，变压器一律采用干式变压器，高压开 关一般采用真空断路器，也可采用六氟化 硫断路器，但通风条件要好，从防火安全 角度考虑，一般不采用少油断路器。161“女呢夕1f I354变电所总体布置变电所的总体布置主要是指变压器室、（高压配电室、低压配电室、电容器室、控C 制室（值班室）、休息室、工具间等布置方 案，对露天变电所来讲，变压器是放置在 室外的，不设变压器室。这里主要介绍室 内变电所的总体布置方案。1OZL变电所布置方案变电所的布置型式有三种：户内式：变压器、配电装置安置于室内,工作条件好，运行管理方便；户外式：变压器，配电装置全部安装于室外；混合式：部分装于室内、部分装于室外O变电所一般采用户内式。户内式又分为：单层布置双层布置视布置和土地情况而定。35kV户内变电 所宜采用双层布置，610kV变配电所宜采用 单层布置。变电所常用的几种平面布置方案，如图所示。GD(b)室外型，-台变压器，有值班室828(d)室外型,两台变压器,有值班室和电容器室(0室内型，有一台变压器,有值班室3图2.3.3几种变电所布置方案示例1高压配电室；2变压器室；3低压配电室；4一值班室；5高压电容器室。室内型,有两台变压器,有值班室和电容器室I II 目,1c=!ll 一(1)35kV户内变电所宜采用双层布置，610kV 变电所宜采用单层布置。采用双层布置时，变压(器应设在底层；采用单层布置时，变压器宜露天 或半露天安装。(2)变电所各室的布置应当紧凑合理，便于进 出线设备的连接，便于设备的操作、搬运、检修、试验和巡视，还要考虑发展的可能性。(3)高低压配电室的位置应便于进出线，变压 器室的位置应便于运输、安装和维护。低压配电 室应靠近变压器室，电容器室宜与变压器室及相 应电压等级的配电室相连。变压器室和电容器室 应尽量避免西晒，并尽可能利用自然采光和自然 通风。(4)当有两台变压器时，每台油量为100kg及以上 的三相变压器，应设在单独的变压器室内。干式变 压器和不带可燃油的高低压配电装置，可设在同一 房间内。(5)从安全角度考虑，配电室、变压器室、电容器室的门应向外开，相邻配电室之间有门时，该门,应双向开启或向低压室方向开启。但变电所的门窗“不宜直接通向相邻的酸、碱、蒸汽、粉尘和噪声严一重的场所。(6)控制室、值班室应尽量靠近高低压配电室，且 有门直通，控制室、值班室的大门应朝外开。控制室e 值班室和辅助房间的位置应便于运行人员工作和管必 有些工厂变电所的控制室、值班室是合在一起的，为 了值班人员的方便，应设置厕所和上、下水设施。(7)配电室、控制室、值班室等的地面，宜高出室。夕卜地面150