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1、供配電系統(tǒng)第2頁，共51頁企業(yè)供配電v供配電主要解決：v(1)供配電電壓的確定；確定；v(2)變電所的配置和位置選擇；v(3)變壓器的臺(tái)數(shù) 和容量的確定；v(4)變電所主接線的確定；第3頁，共51頁企業(yè)供配電v第一節(jié)：電壓的選擇v第二節(jié)：變電所位置的確定v第三節(jié)：變壓器的選擇v第四節(jié)：變電所主要電氣設(shè)備v第五節(jié)：變電所主接線v第六節(jié)：變電所的布置和結(jié)構(gòu)第4頁，共51頁第一節(jié) 電壓的選擇v一、供電電壓的確定v供電電壓是指供配電系統(tǒng)從電力系統(tǒng)所取得的電 源電壓。我國目前所用的供電電壓為110kV、35kV、 10kV、6kV。究竟采用哪個(gè)等級(jí)供電電壓，主要取決于 以下三個(gè)方面因素。1、電力部門所能
2、提供的電源電壓。2、用戶負(fù)荷大小及距離電源線路遠(yuǎn)近。3、用戶大型設(shè)備的額定電壓決定了企業(yè)的供電電 壓。二、配電電壓的確定第5頁，共51頁v配電電壓是指用戶內(nèi)部向用電設(shè)備配電的電壓等級(jí)。由用戶總變電所向高壓用電設(shè)備配電的配電電 壓，稱為高壓配電電壓。有向低壓用電設(shè)備配電的配電電壓，低壓配電電壓。v1.高壓配電電壓v（1）般情況下，優(yōu)先采用10kv作為廠內(nèi)高壓配電電壓。v（2）對(duì)于已有6kV設(shè)備的企業(yè)，如化工、制藥廠等若6KV設(shè)備容量較大時(shí)，采用廠內(nèi)6KV高壓配電電壓。第6頁，共51頁v若6kV設(shè)備容量較小時(shí)，高壓配電電壓采用10kV。6kV 設(shè)備采用10/6kV變壓器供電。v（3）如果廠區(qū)環(huán)境條
3、件允許也可采用35kV作為高壓配電電壓深入負(fù)荷中心的直配方式，將35kV直接降為 380V供電。v2.低壓配電電壓v我國規(guī)定低壓配電電壓等級(jí)為380V/220V，但在石油、化工及礦山（井）場所可以采用660V的配電電壓。第7頁，共51頁第二節(jié) 變電所位置的確定v一、變電所的類型v變電所是接受、變換、分配電能的環(huán)節(jié)，是供配電 系統(tǒng)的重要組成部分。變電所按其在供配電系統(tǒng)屮的 地位和作用分為總降壓變電所、獨(dú)立變電所、車間變 電所、桿上變電所、建筑物及高層建筑物變電所。v1、總降壓變電所（35110/610kV )v企業(yè)規(guī)模不太大，車間或生產(chǎn)廠房布局比較集中， 設(shè)一個(gè)總降壓變電所；v企業(yè)規(guī)模較大，且有
4、兩個(gè)或以上的集中大負(fù)荷用電車間群，而彼此之間相距又較遠(yuǎn)時(shí)，設(shè)立兩個(gè)或兩個(gè)以上 的總降壓變電所。第8頁，共51頁2、獨(dú)立變電所 （610/0.4/0.23kV )v設(shè)置獨(dú)立變電所的原因v相鄰幾個(gè)車間負(fù)荷大，將變電所建到某車間不適宜；v由于車間環(huán)境的限制，如制藥車間、化工車間之間，由于管道較多或有腐蝕性氣體、易燃易爆氣體等環(huán)境限制，必須建立獨(dú)立變電所； 第9頁，共51頁 中小型企業(yè)負(fù)荷不太大，建立一個(gè)全廠獨(dú)立 變電所，向全廠各車間供電。3、車間變電所第10頁，共51頁附設(shè)變電所附設(shè)變電所是利用車間的一面或兩面墻壁，而其變壓器室的大門朝外開。車間附設(shè)變電所又分內(nèi)附式和外附式。車間內(nèi)變電所車間內(nèi)變電所
5、位于車間內(nèi)的單獨(dú)房間內(nèi)。1、車間內(nèi)附式2、車間外附式3車間內(nèi)式4露天或半露天式第11頁，共51頁v4 4、建筑物及高層建筑物變電所v建筑物及高層建筑物變電所是民用建筑中經(jīng)常采用的變電所形式。v樓內(nèi)建筑物變電所v高層建筑物多采用樓內(nèi)建筑物變電所，置于高層建筑物的地下室或中間某層；v變壓器一律采用干式變壓器。 第12頁，共51頁v輔助建筑物變電所v與獨(dú)立變電所相似，輔助建筑物變電所置于離開高層建筑物的輔助建筑物內(nèi)，變壓器一般采用油浸式變壓器。v5.柱上（或桿上）變電所v變電器安裝在室外電桿上，適用于315KVA及以下變壓器，常用于居民區(qū)、用電負(fù)荷小的用電單位。一般選用油浸式變壓器。第13頁，共51
6、頁二、變電所的位置選擇變電所的位置選擇應(yīng)根據(jù)選擇原則，從安全、經(jīng) 濟(jì)、方便等方面來綜合考慮，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定。總降壓變電所位置選擇的原則v1、靠近負(fù)荷中心；v2、考慮電源的進(jìn)線方向，應(yīng)偏向電源側(cè)； v3、進(jìn)出線方便；v4、設(shè)備運(yùn)輸方便；v5、不應(yīng)防礙企業(yè)的發(fā)展，應(yīng)考慮擴(kuò)建的可能v6、不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場所；v7、不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動(dòng)和高溫場所；v8、不應(yīng)設(shè)在地勢低洼和可能積水的場所；v9、不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)區(qū)域。 第14頁，共51頁v2.車間變電所位置選擇的原則v在計(jì)算得出車間總計(jì)算負(fù)荷的基礎(chǔ)上，按分散布置并接近負(fù)荷中心的原則確定車間變電所的位置，便于低壓電網(wǎng)的備用聯(lián)絡(luò)。同時(shí)車間
7、變電所位置選擇還要考 慮：進(jìn)出線方便；靠近電源側(cè)；運(yùn)輸方便等。v變電所選址盡量靠近負(fù)荷中心是供電設(shè)計(jì)的一項(xiàng)最基本的原則。第15頁，共51頁第16頁，共51頁第三節(jié) 變壓器的選擇v變壓器是變電所中關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功 能是升高或降低電壓，以利于電能的合理輸送、分v配和使用。v一、變壓器型號(hào)v選擇文字符號(hào)：Tv1.變壓器的分類v（1）按絕緣介質(zhì)分：油浸式；干式。v（2）按調(diào)壓方式分：有載調(diào)壓；無載調(diào)壓v（3）按相數(shù)分：單相；三相 第17頁，共51頁（4）按導(dǎo)線分：銅芯；鋁芯（5）按冷卻方式分：自冷；風(fēng)冷；強(qiáng)冷（6）按用途分又可分為普通變壓器和特種變壓器。v2.型號(hào)及含義：第18頁，共51頁v如
8、S9-1000/10表示三相銅繞組油浸式（自冷式）變壓 器，設(shè)計(jì)序號(hào)為9，容量為1000 kVA，高壓繞組額定 電壓為10 kV。v3.變壓器型號(hào)的選擇原則v在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全的 場所，應(yīng)選擇密閉型變壓器或防腐型變壓器；v供電系統(tǒng)中沒有特殊要求和民用建筑獨(dú)立變電 所常采用三相油浸自冷電力變器（S9、SL9、S10- M、Sll、SU-M等）；v對(duì)于高層建筑、地下建筑、發(fā)電廠、化工廠等單位對(duì)消防要求較高場所，宜采用干式電力變壓器 (SC、SCZ、SCL、SG3、 SG10、 SC6等）；第19頁，共51頁v(4)對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)較大，為改善電能質(zhì)量采用有載 調(diào)壓電力變壓器(SL
9、Z7、SZ7、SFSZ、SGZ3等）。v二、變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定v安裝在總降壓變電所的變壓器通常稱為主變壓器（簡 1主變）裝在10KV/0.4KV的變壓器常叫做配電 變壓器（簡稱配變）。v1.總降變電所變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定v(1)變壓器臺(tái)數(shù)的確定：v滿足負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，I、II級(jí)負(fù)荷比較 大時(shí)，選擇2臺(tái)主變壓器。v季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷比較大時(shí)，宜采用經(jīng)濟(jì)運(yùn) 行方式，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)，可設(shè)2臺(tái)主變。第20頁，共51頁v三級(jí)負(fù)荷一般選擇一臺(tái)主變壓器，如果負(fù)荷較大 時(shí)，也可選擇兩臺(tái)主變壓器。有少量I、級(jí)負(fù)荷可 從鄰近取得低壓備用電源，也可設(shè)1臺(tái)主變壓器。v(2)容量：v單臺(tái)變壓器容量的確定
10、v單臺(tái)變壓器其額定容量Sn能滿足全部用電設(shè)備的計(jì) 算負(fù)荷Sc，留有余量，并考慮變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，v即：vSn = (1.151.4) Scv2臺(tái)變壓器容量的確定v任意一臺(tái)主變壓器容量應(yīng)同時(shí)滿足下列兩個(gè)條第21頁，共51頁v任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷的 60%70%的要求。vSN= (0.60.7) Scv任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)能滿足全部一、二 級(jí)Sc（+)的需要 SN Sc(+)v考慮以后負(fù)荷增加應(yīng)留有一定的容量裕度v2.車間變電所變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定v臺(tái) 數(shù)v同總降變電所v負(fù)荷不大時(shí)視負(fù)荷大小及距鄰近車間變電所的距 離決定是否設(shè)車間變電所。v由鄰近車間變電所供電的容量和距
11、離第22頁，共51頁v容量：v1臺(tái)變壓器：SNSCv2臺(tái)變壓器：SN= (0.60.7) ScvSn Sc (+)第23頁，共51頁v例4-1某一車間變電所（10kV/0.4 kV)，總計(jì)算負(fù) 荷為1350 kVA，其中一、二級(jí)負(fù)荷680kVA。試選擇變 壓器的臺(tái)數(shù)和容量。v解：根據(jù)車間變電所變壓器臺(tái)數(shù)及容量選擇要求，該 車間變電所有一、二級(jí)負(fù)荷，故宜選擇兩臺(tái)變壓器。v任-臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，要滿足60%70%的負(fù)荷，即 SN= (0.60. 7) X1350kV A=810kV A945 kV A 且任一臺(tái)變壓器應(yīng)滿足680 kV Av因此，可選兩臺(tái)容量均為1000 kV A的變壓器，具體型
12、 號(hào)為 S9-1000/10 第24頁，共51頁三、變壓器容量和過負(fù)荷能力v1.變壓器的容量v電力變壓器的額定容量，是指它在規(guī)定的環(huán)境溫度 條件下，在規(guī)定的使用年限內(nèi)連續(xù)輸出的最大視在功率。根據(jù)電力工程設(shè)計(jì)手冊，變壓器容量應(yīng)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇，對(duì)平穩(wěn)負(fù)荷供電的單臺(tái)變壓器，負(fù)荷率一般取85左右第25頁，共51頁v2、變壓器正常過負(fù)荷v對(duì)油浸式變壓器，其允許過負(fù)荷包括以下兩部分v(1)由于晝夜負(fù)荷不均勻而考慮的過負(fù)荷，由日負(fù) 荷率和最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間確定；v(2)由于夏季欠負(fù)荷而在冬季考慮的過負(fù)荷，夏季 每低1%，冬季可過負(fù)荷1%，但不得超過15%。v以上兩部分過負(fù)荷同時(shí)考慮，室外變壓器過負(fù)荷不得 超
13、過30%，室內(nèi)變壓器過負(fù)荷不得超過20%。干式變壓器一般不考慮正常過負(fù)荷。第26頁，共51頁第四節(jié) 變電所主要電器設(shè)備第27頁，共51頁v5、種類和結(jié)構(gòu)v1) SN10-10型高壓少油斷路器vSN10-10型少油斷路器按斷流容量分有I、II、III型。 I型，斷流容量Sm為300MVA，II型為500MVA; ITI型為 750MVA。v油僅作滅弧介質(zhì)。vSF6SF6斷路器v利用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)。vSF6特點(diǎn)：無色、無味、無毒且不易燃燒，在15CTC 以下時(shí)，其化學(xué)性能相當(dāng)穩(wěn)定。第28頁，共51頁v不含碳（C)元素，對(duì)于滅弧和絕緣介質(zhì)來說，具 有極為優(yōu)越的特性。v不含氧（0)元素，
14、不存在觸頭氧化問題。v具有優(yōu)良的電絕緣性能，在電流過零時(shí)，電弧暫時(shí) 熄滅后，迅速恢復(fù)絕緣強(qiáng)度，從而使電弧很快 熄滅。v在電弧的高溫作用下，SF6會(huì)分解出氟（F2)，具有較強(qiáng)的腐蝕性和毒性v能與觸頭的金屬蒸汽化合為一種具有絕緣性能的白色粉末狀的氟化物。第29頁，共51頁v應(yīng)用場合：適用于需頻繁操作及有易燃易爆危險(xiǎn) 的場所。v3)真空斷路器v利用“真空”作為絕緣和滅弧介質(zhì)。v真空斷路器有落地式、懸掛式、手車式三種形式。v高壓隔離開關(guān)v文字符號(hào)：QSv主要功能：隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的 安全檢修及人身安全。第30頁，共51頁v高壓隔離開關(guān)按安裝地點(diǎn)分為戶內(nèi)式和戶外式兩大 類；按有無接地可
15、分為不接地、單接地、雙接地三類第31頁，共51頁v三、高壓負(fù)荷開關(guān)v文字符號(hào)：QL v作用：通斷負(fù)荷電流和過負(fù)荷電流。v高壓負(fù)荷開關(guān)主要有產(chǎn)氣式、壓氣式、真空式和SF6 等結(jié)構(gòu)類型，主要用于10kV等級(jí)電網(wǎng)。負(fù)荷開關(guān)有戶內(nèi) 式和戶外式兩大類。v適用場合：適用于無油化、要求頻繁操作 的場所，可配用CS6-1操動(dòng)機(jī)構(gòu)也可配用CJ系列電 動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)。第32頁，共51頁高壓負(fù)荷開關(guān)型號(hào)的表示和含義如下:第33頁，共51頁v四、高壓熔斷器v文字符號(hào)：FU v主要功能：對(duì)電路及其設(shè)備進(jìn)行短路和過負(fù)荷保護(hù)。第34頁，共51頁高壓熔斷器型號(hào)的表示和含義如下：第35頁，共51頁1、RN系列高壓熔斷器vRN1型用
16、于電力變壓器和電力線路短路保護(hù)，RN2 型用于電壓互感器的短路保護(hù)。v主要由熔管、觸頭座、動(dòng)作指示器、絕緣子和底板 構(gòu)成。熔管一般為瓷質(zhì)管，熔絲由單根或多根鍍銀 的細(xì)銅絲并聯(lián)繞成螺旋狀，熔絲埋放在石英砂中， 熔絲上焊有小錫球。v用丁 配電變壓器或電力線路的短路保護(hù)和過負(fù)荷 保護(hù)。v其結(jié)構(gòu)主要由上靜觸頭、上動(dòng)觸頭、熔管、熔 絲、下動(dòng)觸頭、下靜觸頭、瓷瓶和安裝板等組成。第36頁，共51頁第37頁，共51頁第38頁，共51頁五、互感器v主要功能是：v（1）、可使儀表和繼電器標(biāo)準(zhǔn)化。如電流互感器副繞組 的額定電流都是5A;電壓互感器副繞組的電壓通常都規(guī) 定為100V。v（2）、可使測量儀表、繼電器等二
17、次設(shè)備與一次主電路 隔離。降低儀表及繼電器的絕緣水平，簡化儀表構(gòu)造， 同時(shí)保證工作人員的安全。v（3）、可以避免短路電流直接流過測量儀表及繼電器的 線圈。v1.電流互感器v電流互感器簡稱CT (文字符號(hào)為TA，單二次繞組電流 。是變換電流的設(shè)備。v工作原理：一、二次饒組與一、二次電路串聯(lián)，工作 時(shí)接近于短路狀態(tài)。第39頁，共51頁v電流互感器使用注意事項(xiàng)v電流互感器在工作時(shí)二次側(cè)不得開路。v電流互感器二次側(cè)有一端必須接地v電流互感器在接線時(shí)，必須注意其端子的極性第40頁，共51頁2.電壓互感器v電壓互感器簡稱PT v工作原理和接線方式：v一、二次饒組與一、二次電路并聯(lián)，工作時(shí)接近于斷路狀態(tài)。v
18、(3)電壓互感器使用注意事項(xiàng)v電壓互感器在工作時(shí)，其一、二次側(cè)不得短 路，裝裝熔斷器；v電壓互感器二次側(cè)有一端必須接地；v電壓互感器在接線時(shí)，必須注意其端子的極 性。第41頁，共51頁七、高壓開關(guān)柜v高壓開關(guān)柜是一種高壓成套設(shè)備，它按一定的線路方 案將有關(guān)一次設(shè)備和二次設(shè)備組裝在柜內(nèi)，從而節(jié)約 空間，安裝方便、供電可靠，也美化了環(huán)境。v高壓開關(guān)柜按結(jié)構(gòu)型式可分為固定式、移開式兩大類 型。v按功能作用分，主要有饋線柜、電壓互感器柜、高 壓電容器柜（GR-1型）、電能計(jì)量柜（PJ系列）、高 壓環(huán)網(wǎng)柜（HXGN型）等。v“五防”:防止誤跳、合斷路器，防止帶負(fù)荷拉、合隔 離開關(guān)，防止帶電掛接地線，防止
19、帶接地線合隔離開 關(guān)，防止人員誤入帶電間隔。第42頁，共51頁八、保護(hù)裝置v1、繼電保護(hù)v電力系統(tǒng)中的電力元件（如發(fā)電機(jī)、線路等）或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運(yùn)行時(shí)，能夠向運(yùn)行值班人員及時(shí)發(fā)出警告信號(hào)，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動(dòng)化措施和設(shè)備。實(shí)現(xiàn)這種自動(dòng)化措施的成套設(shè)備，一般通稱為繼電保護(hù)裝置。 第43頁，共51頁v2、自動(dòng)裝置v按照預(yù)先的設(shè)定，系統(tǒng)對(duì)各方面的要求，自動(dòng)完成預(yù)定功能的裝置。v它自動(dòng)化中所使用技術(shù)工具的總稱。v例如：自動(dòng)信號(hào)裝置、自動(dòng)操縱裝置、自動(dòng)保護(hù)裝置和自動(dòng)重合閘等。第44頁，共51頁第五節(jié) 變電所主接線v變電所的主接線：v是
20、實(shí)現(xiàn)電能輸送和分配的一種電氣 接線，在變電所主接線圖中將導(dǎo)線或電纜、電力變 壓器、母線、各種開關(guān)、避雷器、電容器等電氣設(shè)備有序地連接起來，只表示相對(duì)電氣聯(lián)接關(guān)系而不表示實(shí)際位置。通常以單線來表示三相系統(tǒng)。第45頁，共51頁變電所主接線的要求v1、安全充分保證人身和設(shè)備的安全。v2、可靠應(yīng)滿足用電單位對(duì)供電可靠性的要求。v3、靈活能適應(yīng)各種不同的運(yùn)行方式，操作檢修方 便。v4、經(jīng)濟(jì)主接線設(shè)計(jì)應(yīng)簡單，投資少，運(yùn)行管理費(fèi) 用低等。 第46頁，共51頁第六節(jié)低壓直供配電v1）三相四線制TN系統(tǒng) TN系統(tǒng)是三相四線配電網(wǎng)低壓中性點(diǎn)直接接地，電氣設(shè)備金屬外殼采取接零措施的系統(tǒng)。字母“T”和“N”分別表示配電網(wǎng)中性點(diǎn)直接接地和用電設(shè)備金屬外殼接保護(hù)零線。設(shè)備金屬外殼與保護(hù)零線的連接常稱為保護(hù)接零。TN系統(tǒng)簡圖如下： 第47頁，共51頁第48頁，共51頁2）三相五線制系統(tǒng)TN-S TN-S系統(tǒng)包括三相電的三個(gè)相線（A、B、C線）、中性線（N線）；以及地線（PE線）。地線在供電變壓器側(cè)和中性線接到一起，但進(jìn)入用戶側(cè)后不能當(dāng)作零線使用，否則發(fā)生混亂后就與三相四線制無異了。v三相五線制標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線顏色為：A相黃色，B相綠色，C相紅色，N線淺藍(lán)色，PE線黃綠雙色。第49頁，共51頁Thank You !
供配電系統(tǒng)
