第4章 供配電系統(tǒng) .ppt

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第四章 供配電系統(tǒng),第一節(jié) 電壓的選擇 第二節(jié) 變電所位置的確定 第三節(jié) 變壓器的選擇 第四節(jié) 變電所主要電器設(shè)備 第五節(jié) 變電所主接線 第六節(jié) 變電所的布置和結(jié)構(gòu),供配電系統(tǒng)主要解決：（1）供配電電壓的確定；（2）變電所的配置和位置選擇； （3）變壓器的臺(tái)數(shù)和容量的確定；（4）變電所主接線的確定；（5）配電方式的確定。,第一節(jié) 電壓的選擇,一、供電電壓的確定 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(guó)目前所用的供電電壓為110kV、35kV、10kV、6kV。究竟采用哪一級(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 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)。由用戶總降壓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；由用戶車間變電所或建筑物變電所向低壓用電設(shè)備配電的配電電壓，稱為低壓配電電壓。,1.高壓配電電壓 （1）一般情況下,優(yōu)先采用10kV作廠內(nèi)高壓配電電壓。 （2）對(duì)于有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6kV廠內(nèi)高壓配電電壓；,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。 (3)如果廠區(qū)環(huán)境條件允許也可采用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。 2.低壓配電電壓 我國(guó)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(chǎng)所可以采用660V的配電電壓。,第二節(jié) 變電所位置的確定,一、變電所的類型 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)中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。 1. 總降壓變電所（35～110/6～10kV ） ①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 ；,②企業(yè)規(guī)模較大，且有兩個(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。 2. 獨(dú)立變電所 （6～10/0.4/0.23kV ） 設(shè)置獨(dú)立變電所的原因 （1）相鄰幾個(gè)車間負(fù)荷大，將變電所建到某一車間不適宜； （2）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；,（3）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 （6～10/0.4/0.23kV）,,①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(kāi)。車間附設(shè)變電所又分內(nèi)附式和外附式。 ②車間內(nèi)變電所 車間內(nèi)變電所位于車間內(nèi)的單獨(dú)房間內(nèi)。,4. 建筑物及高層建筑物變電所,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。,①樓內(nèi)建筑物變電所 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；地下室和高層；地下室、中間某層和高層。變壓器一律采用干式變壓器。,②輔助建筑物變電所 與獨(dú)立變電所相似，輔助建筑物變電所置于離開(kāi)高層建筑物的輔助建筑物內(nèi)，變壓器采用油浸式變壓器。,5. 柱上（或桿上）變電所 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。,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(lái)綜合考慮，經(jīng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后確定。,1．總降壓變電所位置選擇的原則 （1）靠近負(fù)荷中心； （2）考慮電源的進(jìn)線方向，偏向電源側(cè)； （3）進(jìn)出線方便； （4）設(shè)備運(yùn)輸方便； （5）不應(yīng)防礙企業(yè)的發(fā)展，要考慮擴(kuò)建的可能性； （6）不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所； （7）不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動(dòng)和高溫場(chǎng)所； （8）不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所； （9）不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)區(qū)域。,2．車間變電所位置選擇的原則,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)車間變電所位置選擇還要考慮：進(jìn)出線方便；靠近電源測(cè)；運(yùn)輸方便等。 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)基本原則，可以按負(fù)荷矩法確定負(fù)荷中心。,3．負(fù)荷中心確定 負(fù)荷中心可以用負(fù)荷指示圖或負(fù)荷矩的計(jì)算法近似確定。,（1）負(fù)荷指示圖 負(fù)荷指示圖是將電力負(fù)荷按一定比例用負(fù)荷圓的形式標(biāo)示在企業(yè)或車間的平面圖上。各車間的負(fù)荷圓的圓心位于車間的負(fù)荷“重心”（負(fù)荷中心）。在負(fù)荷均勻分布的車間，負(fù)荷中心就是車間的中心，在負(fù)荷分布不均勻的車間內(nèi)，負(fù)荷中心應(yīng)偏向負(fù)荷集中的一側(cè)。,由車間的計(jì)算負(fù)荷 得負(fù)荷圓的半徑r為,式中K為負(fù)荷圓的比例（kW/mm2）,Pc為計(jì)算負(fù)荷。,（2）負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心,設(shè)有負(fù)荷P1、P2、P3，如圖示。,它們?cè)谌芜x的直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)分別為P1（x1，y1）、P2（x2，y2）、P3（x3，y3）。 現(xiàn)假設(shè)總負(fù)荷 的負(fù)荷中心位于坐標(biāo)P（x，y）處。負(fù)荷中心的坐標(biāo)為：,按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心，只考慮了各負(fù)荷的功率和位置，而未考慮各負(fù)荷的工作時(shí)間，因而負(fù)荷中心被認(rèn)為是固定不變的。,（3）按負(fù)荷電能矩法確定負(fù)荷中心,事實(shí)上，各負(fù)荷的工作時(shí)間不同，因而負(fù)荷中心不可能是固定不變的，負(fù)荷中心不只是與各負(fù)荷的功率有關(guān)， 而且與各負(fù)荷的工作時(shí)間有關(guān)，因而提出了負(fù)荷電能矩來(lái)確定負(fù)荷中心的方法。 類似負(fù)荷功率矩法的公式，按負(fù)荷電能矩法確定負(fù)荷中心的公式為：,式中，Pi為各負(fù)荷的有功計(jì)算負(fù)荷；Ai為各負(fù)荷的年有功電能消耗量 ti為各負(fù)荷在同一時(shí)間內(nèi)的實(shí)際工作時(shí)間，應(yīng)采用各負(fù)荷的年最大負(fù)荷利用小時(shí)。,需要指出由于負(fù)荷中心原則并不是確定變電所位置的惟一因素，且負(fù)荷中心也是會(huì)隨機(jī)變動(dòng)的，大多數(shù)工廠變電所的位置都是靠近負(fù)荷中心偏向電源側(cè)。,第三節(jié) 變壓器的選擇,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、分配和使用。,一、變壓器型號(hào)選擇 文字符號(hào)：T 圖形符號(hào)（雙繞組變壓器）：,1.變壓器的分類 （1）按絕緣介質(zhì)分：油浸式；干式。 （2）按調(diào)壓方式分：有載調(diào)壓；無(wú)載調(diào)壓 （3）按相數(shù)分：?jiǎn)蜗啵蝗?（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。,2.型號(hào)及含義：,3.變壓器型號(hào)的選擇原則,,（1）在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全的場(chǎng)所，應(yīng)選擇密閉型變壓器或防腐型變壓器； （2）供電系統(tǒng)中沒(méi)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壓器（S9、SL9、S10-M、S11、S11-M等）； （3）對(duì)于高層建筑、地下建筑、發(fā)電廠、化工等單位對(duì)消防要求較高場(chǎng)所，宜采用干式電力變壓器（SC、 SCZ、SCL 、SG3、 SG10、 SC6等）；,如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。,（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(SLZ7、 SZ7、 SFSZ 、SGZ3等)。,二、變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定 安裝在總降壓變電所的變壓器通常稱為主變壓器（簡(jiǎn)稱主變），安裝在6~10KV/0.4KV的變壓器常叫做配電變壓器（簡(jiǎn)稱配變）。,1． 總降變電所變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定 （1） 變壓器臺(tái)數(shù)的確定：1~2臺(tái) ①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。 ②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。,③三級(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、Ⅱ級(jí)負(fù)荷可從鄰近取得低壓備用電源，可設(shè)1臺(tái)主變壓器。,（2） 容量： ①單臺(tái)變壓器容量的確定 單臺(tái)變壓器其額定容量SN應(yīng)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，即： SN = (1.15～1.4) SC,②2臺(tái)變壓器容量的確定 任意一臺(tái)主變壓器容量SN應(yīng)同時(shí)滿足下列兩個(gè)條件： 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。 SN=（0.6~0.7）Sc 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)負(fù)荷SC（Ⅰ+Ⅱ）的需要 SN ≥ SC（Ⅰ+Ⅱ）,③考慮負(fù)荷發(fā)展留有一定的容量裕度,2．車間變電所變壓器臺(tái)數(shù)和容量的確定,（1） 臺(tái)數(shù)： ①同總降變電所 ②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。 由鄰近車間變電所供電的容量和距離 （2） 容量： ① 1臺(tái)變壓器：SN ≥ SC ② 2臺(tái)變壓器：SN = (0.6～0.7) SC SN ≥ SC（Ⅰ+Ⅱ） ③ 單臺(tái)容量不宜超過(guò)1000KVA,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。 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。 任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，要滿足60%~70%的負(fù)荷，即 SN=（0.6~ 0.7）×1350kV A=810kV A~945 kV A 且任一臺(tái)變壓器應(yīng)滿足SN≥680 kV A 因此，可選兩臺(tái)容量均為1000 kV A的變壓器，具體型號(hào)為S9-1000/10,三、變壓器容量和過(guò)負(fù)荷能力 1．變壓器的容量,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，室外安裝時(shí)，在規(guī)定的使用年限內(nèi)（一般規(guī)定為20年）連續(xù)輸出的最大視在功率。一般規(guī)定，如果變壓器安裝地點(diǎn)的年平均氣溫θ0.av≠20 ，則年平均氣溫每升高 ，變壓器的容量應(yīng)相應(yīng)減小1％。因此變壓器的實(shí)際容量應(yīng)計(jì)入一個(gè)溫度校正系數(shù)Kθ。 對(duì)室外變壓器其實(shí)際容量為：,式中SN.T為變壓器的額定容量。,對(duì)室內(nèi)變壓器其實(shí)際容量為：,2．變壓器正常過(guò)負(fù)荷 對(duì)于油浸式變壓器，其允許過(guò)負(fù)荷包括以下兩部分： (1）由于晝夜負(fù)荷不均勻而考慮的過(guò)負(fù)荷,由日負(fù)荷率和最大負(fù)荷持續(xù)時(shí)間確定； (2）由于夏季欠負(fù)荷而在冬季考慮的過(guò)負(fù)荷，夏季每低1%，冬季可過(guò)負(fù)荷1%，但不得超過(guò)15%。,以上兩部分過(guò)負(fù)荷同時(shí)考慮，室外變壓器過(guò)負(fù)荷不得超過(guò)30%，室內(nèi)變壓器過(guò)負(fù)荷不得超過(guò)20%。干式變壓器一般不考慮正常過(guò)負(fù)荷。,3. 變壓器的故障過(guò)負(fù)荷能力 在事故情況下，允許短時(shí)間較大幅度的過(guò)負(fù)荷運(yùn)行，而不論故障前負(fù)荷大小，但運(yùn)行時(shí)間不得 超過(guò)規(guī)定時(shí)間。,第四節(jié) 變電所主要電器設(shè)備,一、高壓斷路器,1、作用：正常工作時(shí)斷開(kāi)和接通負(fù)荷電流；短路時(shí)斷開(kāi)短路電流。 2、圖形符號(hào)： 3、文字符號(hào)：QF 4、型號(hào)：,5、種類和結(jié)構(gòu),1）SN10-10型高壓少油斷路器 SN10-10型少油斷路器按斷流容量分有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型。Ⅰ型，斷流容量Soc為300MVA，Ⅱ型為500MVA；Ⅲ型為750MVA。 油僅作滅弧介質(zhì)。,2）SF6 斷路器 利用SF6氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì)。 SF6特點(diǎn)：①無(wú)色、無(wú)味、無(wú)毒且不易燃燒，在150℃以下時(shí)，其化學(xué)性能相當(dāng)穩(wěn)定。,②不含碳（C）元素，對(duì)于滅弧和絕緣介質(zhì)來(lái)說(shuō)，具有極為優(yōu)越的特性。,③不含氧（O）元素，不存在觸頭氧化問(wèn)題。 ④具有優(yōu)良的電絕緣性能，在電流過(guò)零時(shí)，電弧暫時(shí)熄滅后，SF6能迅速恢復(fù)絕緣強(qiáng)度，從而使電弧很快熄滅 。 ⑤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 ⑥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。,應(yīng)用場(chǎng)合：適用于需頻繁操作及有易燃易爆危險(xiǎn)的場(chǎng)所，要求加工精度高，對(duì)其密封性能要求更嚴(yán) 。,3）真空斷路器,利用 “真空”作為絕緣和滅弧介質(zhì)。 真空斷路器有落地式、懸掛式、手車式三種形式。,二、高壓隔離開(kāi)關(guān),文字符號(hào)：QS 圖形符號(hào)：,,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。,高壓隔離開(kāi)關(guān)按安裝地點(diǎn)分為戶內(nèi)式和戶外式兩大類；按有無(wú)接地可分為不接地、單接地、雙接地三類,三、高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān),文字符號(hào)：QL 圖形符號(hào),高壓負(fù)荷開(kāi)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(kāi)關(guān)有戶內(nèi)式和戶外式兩大類。,作用：通斷負(fù)荷電流和過(guò)負(fù)荷電流。,適用場(chǎng)合：適用于無(wú)油化、不檢修、要求頻繁操作的場(chǎng)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)。,高壓負(fù)荷開(kāi)關(guān)型號(hào)的表示和含義如下：,四、高壓熔斷器,文字符號(hào)：FU 圖形符號(hào)：,,主要功能：對(duì)電路及其設(shè)備進(jìn)行短路和過(guò)負(fù)荷保護(hù)。,高壓熔斷器型號(hào)的表示和含義如下：,1. RN系列高壓熔斷器,RN1型用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)。 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 。,2. RW系列高壓跌落式熔斷器,用于配電變壓器或電力線路的短路保護(hù)和過(guò)負(fù)荷保護(hù)。 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 。,五、互感器,主要功能是: （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。 （2）可使測(cè)量?jī)x表、繼電器等二次設(shè)備與一次主電路隔離。降低儀表及繼電器的絕緣水平，簡(jiǎn)化儀表構(gòu)造，同時(shí)保證工作人員的安全。 （3）可以避免短路電流直接流過(guò)測(cè)量?jī)x表及繼電器的線圈。,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)。電流互感器的變流比用Ki表示，則,電流互感器 電流互感器簡(jiǎn)稱CT（文字符號(hào)為TA，單二次繞組電流互感器圖形符號(hào)為 ），是變換電流的設(shè)備。,電流互感器種類和型號(hào) 按一次電壓分，有高壓和低壓兩大類； 按一次繞組匝數(shù)分有單匝（包括母線式、芯柱式、套管式）和多匝式（包括線圈式、繞環(huán)式、串級(jí)式）；,按用途分有測(cè)量用和保護(hù)用兩大類； 按絕緣介質(zhì)類型分有油浸式、環(huán)氧樹(shù)脂澆注式、干式、SF6氣體絕緣等。 型號(hào)如下：,接線方式,,①一相式接線 B相裝一個(gè)電流互感器，如圖a所示。能測(cè)量一相電流，用于三相負(fù)荷平衡系統(tǒng)，供測(cè)量電流和過(guò)負(fù)荷保護(hù)。,②兩相式接線 這種接線也叫不完全星形接線，如圖b所示。能測(cè)量三個(gè)相電流，公共線上的電流為 ，廣泛用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，測(cè)量三相電流、電能及作過(guò)電流保護(hù)之用。,③兩相電流差接線 這種接線又叫兩相一繼電器式接線，如圖4-15c所示。流過(guò)電流繼電器線圈的電流為兩相電流之差 ，其量值是相電流的 倍。適用于中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，作過(guò)電流保護(hù)之用。,④三相星形接線 由于每相均裝有互感器，能反映各相電流，廣泛用于三相不平衡高壓或低壓系統(tǒng)中，作三相電流、電能測(cè)量及過(guò)電流保護(hù)之用，如圖d所示。,2.電壓互感器,電流互感器使用注意事項(xiàng) ①電流互感器在工作時(shí)二次側(cè)不得開(kāi)路。 ②電流互感器二次側(cè)有一端必須接地 ③電流互感器在接線時(shí)，必須注意其端子的極性,電壓互感器簡(jiǎn)稱PT（文字符號(hào)為TV，單相式電壓互感器圖形符號(hào)為 ），是變換電壓的設(shè)備。,（1）工作原理和接線方式,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)。電壓互感器的變壓比用Ku表示,一相式接線 采用一個(gè)單相電壓互感器如圖ａ所示。供儀表和繼電器測(cè)量一個(gè)線電壓，如用作做備用線路的電壓監(jiān)視。,接線方式：,兩相式接線 又叫V-V形接線，采用兩個(gè)單相電壓互感器如圖b所示。供儀表和繼電器測(cè)量三個(gè)線電壓。,Y0/Y0形接線 采用三個(gè)單相電壓互感器如圖c所示。供儀表和繼電器測(cè)量三個(gè)線電壓和相電壓。在小電流接地系統(tǒng)中，這種接線方式中的測(cè)量相電壓的電壓表應(yīng)按線電壓選擇。,采用三個(gè)單相三繞組電壓互感器或一個(gè)三相五芯柱式電壓互感器接成Y0/Y0/ 形(d)。其中一組二次繞組接成Y0，供測(cè)量三個(gè)線電壓和三個(gè)相電壓；另一組繞組（零序繞組）接成開(kāi)口三角形，接電壓繼電器，當(dāng)線路正常工作時(shí)，開(kāi)口三角兩端的零序電壓接近于零，而當(dāng)線路上發(fā)生單相接地故障時(shí)，開(kāi)口三角兩端的零序電壓接近100V， 使電壓繼電器動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)。,,（2）電壓互感器的種類和型號(hào) 電壓互感器按絕緣介質(zhì)分，有油浸式、環(huán)氧樹(shù)脂澆注式兩大主要類型；,按使用場(chǎng)所分，有戶內(nèi)式和戶外式； 按相數(shù)來(lái)分，有三相和單相兩類。 電壓互感器型號(hào)表示和含義如下:,（3）電壓互感器使用注意事項(xiàng) ①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 ； ②電壓互感器二次側(cè)有一端必須接地； ③電壓互感器在接線時(shí)，必須注意其端子的極性。,六、避雷器,1. 作用：用于保護(hù)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備的絕緣免受沿線路傳來(lái)的雷電過(guò)電壓或由操作引起的內(nèi)部過(guò)電壓的損害。 2.圖形符號(hào)： 3、文字符號(hào)：F,4.種類: (1)保護(hù)間隙避雷器 (2)管型避雷器 (3)閥型避雷器（有普通閥型避雷器FS、FZ型和磁吹閥型避雷器）,5、基本型氧化鋅避雷器的型號(hào)表示式和含義如下:,(4)氧化鋅避雷器 具有良好的非線性、動(dòng)作迅速、殘壓低、通流容量大、無(wú)續(xù)流、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠性高、耐污能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。,七、高壓開(kāi)關(guān)柜,高壓開(kāi)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。 高壓開(kāi)關(guān)柜按結(jié)構(gòu)型式可分為固定式、移開(kāi)式兩大類型。 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。 “五防”：防止誤跳、合斷路器，防止帶負(fù)荷拉、合隔離開(kāi)關(guān)，防止帶電掛接地線，防止帶接地線合隔離開(kāi)關(guān)，防止人員誤入帶電間隔。,1. KYN系列高壓開(kāi)關(guān)柜 KYN系列金屬鎧裝移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜是消化吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)，根據(jù)國(guó)內(nèi)特點(diǎn)自行設(shè)計(jì)研制的新一代開(kāi)關(guān)設(shè)備。,2.XGN2-10型開(kāi)關(guān)柜 XGN2-10型箱型固定式金屬封閉開(kāi)關(guān)柜是一種新型的產(chǎn)品，該產(chǎn)品采用ZN28A-10系列真空斷路器，也可以采用少油斷路器，隔離開(kāi)關(guān)采用了GN30-10型旋轉(zhuǎn)式隔離開(kāi)關(guān)，技術(shù)性能高，設(shè)計(jì)新穎。,八、低壓電氣設(shè)備,1． 低壓配電屏 （或低壓開(kāi)關(guān)柜 ） (1)作用：按一定的線路方案將有關(guān)低壓設(shè)備組裝在一起的成套配電裝置。 (2)種類：低壓抽屜式開(kāi)關(guān)柜 GCL1、GCK1系列 低壓固定開(kāi)關(guān)柜 PGL1、PGL2、GGD系列,2. 低壓熔斷器 低壓熔斷器主要是用于低壓系統(tǒng)中設(shè)備及線路的過(guò)載和短路保護(hù)。,（1）RL系列熔斷器：用于500V以下導(dǎo)線和電纜及電動(dòng)機(jī)控制線路。RLS2為快速式。（有填料封閉管式） （2）RTO型有填料封閉管式熔斷器 用于要求較高的導(dǎo)線和電纜及電氣設(shè)備的過(guò)載和短路保護(hù) 。 （3）NT系列熔斷器 NT系列熔斷器（國(guó)內(nèi)型號(hào)為RT16系列）是引進(jìn)德國(guó)AEG公司制造技術(shù)生產(chǎn)的一種高分?jǐn)嗄芰θ蹟嗥?，現(xiàn)廣泛應(yīng)用于低壓開(kāi)關(guān)柜中，適用于660V及以下電力網(wǎng)絡(luò)及配電裝置作過(guò)載和保護(hù)之用。,3. 低壓斷路器 （1）作用：低壓斷路器（文字符號(hào)為QF，圖形符號(hào)與高壓斷路器相同）是一種能帶負(fù)荷通斷電路，又能在短路、過(guò)負(fù)荷、欠壓或失壓的情況下自動(dòng)跳閘的一種開(kāi)關(guān)設(shè)備。,（2）型號(hào)：,（3）種類和結(jié)構(gòu) 按結(jié)構(gòu)型式分萬(wàn)能式（框架結(jié)構(gòu)）和塑殼式（裝置式）兩大類； 它由觸頭、滅弧裝置、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和脫扣器等部分組成。 結(jié)構(gòu)圖如下：,?分勵(lì)脫扣器 用于遠(yuǎn)距離跳閘。 ?欠壓或失壓扣脫器 用于欠壓或失壓（零壓）保護(hù)時(shí)，當(dāng)電源電壓低于定值時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)斷路器。,?熱脫扣器 用于線路或設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載保護(hù)，當(dāng)線路電流出現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載時(shí)，金屬片受熱變形，使斷路器跳閘。 ?過(guò)流脫扣器 用于短路、過(guò)負(fù)荷保護(hù)，當(dāng)電流大于動(dòng)作電流時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)斷路器。分瞬時(shí)短路脫扣器和過(guò)流脫扣器（又分長(zhǎng)延時(shí)和短延時(shí)）兩種。,,脫扣器種類,第五節(jié) 變電所主接線 一、變電所的構(gòu)成 ：變電所由一次回路和二次回路構(gòu)成。,1．一次回路 供配電系統(tǒng)中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路，稱一次回路，也稱為主電路或主接(結(jié))線。 一次電路中所有的電氣設(shè)備稱為一次設(shè)備，如變壓器、斷路器、互感器等。,一次設(shè)備按功能分類: ⑴ 變換設(shè)備 按電力系統(tǒng)的要求，改變電壓或電流大小的設(shè)備，如變壓器、電流互感器、電壓互感器等。,⑵ 控制設(shè)備 用來(lái)控制一次電路通、斷的設(shè)備，如高低壓斷路器、開(kāi)關(guān)等。 ⑶ 保護(hù)設(shè)備 用來(lái)對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)電流和過(guò)電壓等保護(hù)的設(shè)備，如熔斷器、避雷器等。,⑷ 補(bǔ)償設(shè)備 用來(lái)補(bǔ)償電力系統(tǒng)中無(wú)功功率以提高功率因數(shù)的設(shè)備，如并聯(lián)電容器等。 ⑸ 成套設(shè)備（裝置） 按一次電路接線方案的要求，將有關(guān)的一次設(shè)備及其相關(guān)的二次設(shè)備組合為一體的電氣裝置，如高低壓開(kāi)關(guān)柜、低壓配電箱等。,二、對(duì)變電所主接線的要求,2．二次回路 凡用來(lái)控制、指示、監(jiān)測(cè)和保護(hù)一次設(shè)備運(yùn)行的電路，叫二次回路，也叫二次接（結(jié)）線。 二次回路中所有電氣設(shè)備都稱為二次設(shè)備或二次元件，如儀表、繼電器、操作電源等。,變電所的主接線是實(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(kāi)關(guān)、避雷器、電容器等電氣設(shè)備有序地連接起來(lái)，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(lái)表示三相系統(tǒng)。,1 、安全 充分保證人身和設(shè)備的安全。 2 、可靠 應(yīng)滿足用電單位對(duì)供電可靠性的要求。 3 、靈活 能適應(yīng)各種不同的運(yùn)行方式，操作檢修方便。 4 、經(jīng)濟(jì) 主接線設(shè)計(jì)應(yīng)簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)行管理費(fèi)用低。,三、變電所常用主接線 線路—變壓器組接線；單母線接線；橋式接線。,1．線路—變壓器組單元接線 ① 結(jié)構(gòu)：當(dāng)只有一路電源供電線路和一臺(tái)變壓器時(shí)，可采用線路—變壓器組接線。（如右下圖）,② 特點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單，所用電氣設(shè)備少，配電裝置簡(jiǎn)單，節(jié)約建設(shè)投資。 該單元中任一設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，變電所全部停電，可靠性不高。,③ 適用范圍：小容量三級(jí)負(fù)荷、小型工廠或非生產(chǎn)性用戶。,2. 單母線接線,（1） 單母線不分段接線 ① 結(jié)構(gòu)： （如右圖）,② 特點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單清晰，使用設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性比較好，發(fā)生誤操作的可能性小。,可靠性和靈活性差。當(dāng)電源線路、母線或母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障或進(jìn)行檢修時(shí)，全部用戶供電中斷。 ③ 適用范圍：可用于對(duì)供電連續(xù)性要求不高的三級(jí)負(fù)荷用戶，或有備用電源的二級(jí)負(fù)荷用戶。,(2)單母線分段接線,① 結(jié)構(gòu)：可采用隔離開(kāi)關(guān)或斷路器分段，隔離開(kāi)關(guān)分段因倒閘操作不便，現(xiàn)已不再采用。,② 特點(diǎn)：供電可靠性高，操作靈活。除母線故障或檢修外，可對(duì)用戶連續(xù)供電。,缺點(diǎn)：母線故障或檢修時(shí)，仍有50%左右的用戶停電。,③適用范圍：在具有兩路電源進(jìn)線時(shí)，采用單母線分段接線，可對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷供電，特別是裝設(shè)了備用電源自動(dòng)投入裝置后，更加提高了單母線用斷路器分段接線的供電可靠性。,3. 橋式接線,橋式接線是指在兩路電源進(jìn)線之間跨接一個(gè)斷路器，猶如一座橋。,（1） 內(nèi)橋式接線：斷路器跨在進(jìn)線斷路器的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，稱為內(nèi)橋式接線。,① 結(jié)構(gòu)： （如右圖）,② 特點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，可靠性高，安全，靈活 。 線路檢修或故障時(shí)由另一路電源供電。變壓器檢修或故障時(shí)經(jīng)倒閘操作恢復(fù)供電。,（2） 外橋式接線：,斷路器跨在進(jìn)線斷路器的外側(cè)，靠近電源側(cè)，稱為外橋式接線。,① 結(jié)構(gòu)： （如右圖）,② 特點(diǎn) （同內(nèi)橋式）,③ 適用范圍 （同內(nèi)橋式）,③ 適用范圍：Ⅰ、Ⅱ級(jí)負(fù)荷、線路長(zhǎng)、負(fù)荷平坦。 對(duì)工廠35kV及以上總降壓變電所，有兩路電源供電及兩臺(tái)變壓器時(shí)，一般采用橋式接線。,四、總降壓變電所主接線,1. 單電源進(jìn)線的總降壓變電所主接線,（1）一次側(cè)線路—變壓器組、二次側(cè)單母線不分段主接線,總降壓變電所為單電源進(jìn)線一臺(tái)變壓器時(shí)，主接線采用一次側(cè)線路—變壓器組、 二次側(cè)單母線不分段接線, 又稱一次側(cè)無(wú)母線、二次側(cè)單母線不分段主接線。 這種主接線經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，可靠性不高，適用于負(fù)荷不大的三級(jí)負(fù)荷情況。,（2）一次側(cè)單母線不分段、二次側(cè)單母線分段主接線,單電源進(jìn)線兩臺(tái)變壓器時(shí)，總降壓變電所主接線采用一次側(cè)單母線不分段、二次側(cè)單母分段接線。 提高了供電可靠性，但單電源供電的可靠性還是不高，因此這種接線適用于負(fù)荷晝夜變化大三級(jí)負(fù)荷及部分二級(jí)負(fù)荷。,2. 雙回電源進(jìn)線總降壓變電所主接線,由于采用雙回電源進(jìn)線，總降壓變電所主變壓器一般都在兩臺(tái)或兩臺(tái)以上。,（1）一二次側(cè)均采用單母分段主接線,由于進(jìn)線開(kāi)關(guān)和母線分段開(kāi)關(guān)均采用了斷路器控制，操作十分靈活，供電可靠性較高，適用于大中型企業(yè)的一、二級(jí)負(fù)荷供電。,（2）內(nèi)橋式主接線,這種主接線大大提高了供電的可靠性和靈活性。適用于大中型企業(yè)的一、二級(jí)負(fù)荷供電。,內(nèi)橋式接線適用于以下條件的總降壓變電所： ①供電線路長(zhǎng)，線路故障幾率大； ②負(fù)荷比較平穩(wěn)，主變壓器不需要頻繁切換操作； ③沒(méi)有穿越功率的終端總降壓變電所。,（3）外橋式主接線,外橋式接線的優(yōu)點(diǎn)：跨接斷路器靠近電源側(cè)，省掉線路回路斷路器，進(jìn)線處僅裝線路隔離開(kāi)關(guān)。 對(duì)變壓器回路的操作非常方便、靈活，供電可靠性高，適用于有一、二級(jí)負(fù)荷的用戶或企業(yè)。,①供電線路短，線路故障幾率少； ②用戶負(fù)荷變化大，變壓器操作頻繁； ③有穿越功率流經(jīng)的中間變電所，因?yàn)椴捎猛鈽蚴浇泳€，總降壓變電所 運(yùn)行方式的變化將不影響公共電力系統(tǒng)的潮流。,五、獨(dú)立變電所主接線,單電源進(jìn)線的獨(dú)立變電所主接線 接線可靠性不高 ，對(duì)于三級(jí)負(fù)荷且負(fù)荷不太大的企業(yè)變電所常采用單電源進(jìn)線.,(1)一次側(cè)單母線不分段、二次側(cè)單母線分段主接線,（2）一次側(cè)線路-變壓器組接線、二次側(cè)單母線不分段主接線,2. 雙電源進(jìn)線獨(dú)立變電所主接線,雙電源進(jìn)線獨(dú)立變電所的主接線一般采用一、二次側(cè)單母線分段接線。這種接線適用于有一、二級(jí)負(fù)荷的企業(yè)，變電所有兩臺(tái)或兩臺(tái)以上變壓器。 雙回路電源進(jìn)線高壓側(cè)采用單母線分段后，供電可靠較高，操作靈活方便，當(dāng)電源進(jìn)線采用一設(shè)備時(shí)，裝備用電源自動(dòng)投入裝置，可提高供電可靠性。 特點(diǎn)：適用于有一、二級(jí)負(fù)荷的企業(yè)，變電所有兩臺(tái)或兩臺(tái)以上變壓器。,六、車間變電所主接線,1.單臺(tái)變壓器的車間變電所主接線,電纜進(jìn)線一次側(cè)線路--變壓器組接線、二次側(cè)單母線不分段接線,架空進(jìn)線一次側(cè)線路--變壓器組接線、二次側(cè)單母線不分段接線,2.雙回路進(jìn)線兩臺(tái)變壓器的車間變電所主接線 采用一次側(cè)雙線路-變壓器組接線、二次側(cè)單母線分段接線,七、配電所主接線,配電所起接受和分配電能的作用，其位置應(yīng)當(dāng)盡量靠近負(fù)荷中心，經(jīng)常和車間變電所設(shè)在一起。 每個(gè)配電所的饋電線路一般不少于4～5回，配電所一般為單母線制，根據(jù)負(fù)荷的類型及進(jìn)出線數(shù)目可考慮將母線不分段或分段。,八、主接線實(shí)例,1獨(dú)立變電所主接線,2. 總降變點(diǎn)所主接線,該35/10KV變電所兩路電源架空進(jìn)線，兩臺(tái)主變，總降變電所主接線一二次側(cè)均采用單母線分段主接線，35kV和10KV主接線選用移開(kāi)式開(kāi)關(guān)柜構(gòu)成。,第六節(jié) 變電所的布置和結(jié)構(gòu) 一、變電所的布置,1. 變電所布置方案 戶內(nèi)式：變壓器、配電裝置安置于室內(nèi)，工作條件好，運(yùn)行管理方便；戶內(nèi)式又分為單層布置和雙層布置，視投資和土地情況而定。 35kV戶內(nèi)變電所宜采用雙層布置，6~10kV變配電所宜采用單層布置。 戶外式：變壓器，配電裝置全部安裝于室外； 混合式：部分裝于室內(nèi)、部分裝于室外。,變電所的布置主要由變壓器室2、高壓配電室1、低壓配電室3、電容器室5、控制室（值班室）4、 休息室、工具間等組成。,2. 變電所布置要求： （1）室內(nèi)布置應(yīng)緊湊合理。便于值班人員操作、檢修、試驗(yàn)、巡視和搬運(yùn)，配電裝置安放位置應(yīng)保證所要求的最小允許通道寬度，考慮今后發(fā)展和擴(kuò)建的可能。 (2) 合理布置變電所各室位置。高壓電容器室與高壓配電室、低壓配電室與變壓器室應(yīng)相鄰近，高、低壓配電室的位置應(yīng)便于進(jìn)出線，控制室與值班室的位置應(yīng)便于運(yùn)行人員工作和管理。 (3) 變壓器室和高壓電容器室，應(yīng)避免西曬。控制室和值班室應(yīng)盡量朝南方，盡可能利用自然采光和通風(fēng)。,（4）配電室的設(shè)置應(yīng)符合安全和防火要求。對(duì)電氣設(shè)備載流部分應(yīng)采用金屬網(wǎng)板隔離。 （5）高、低壓配電室、變壓器室、電容器室的門應(yīng)向外開(kāi)。相鄰的配電室的門應(yīng)雙向開(kāi)啟。 （6）變電所內(nèi)不允許采用可燃材料裝修，不允許管道從變電所內(nèi)經(jīng)過(guò)。,二、變電所的結(jié)構(gòu),1. 變壓器室 （1）變壓器外輪廓與墻壁的凈距不小于0.6m。 （2）變壓器室一般采用自然通風(fēng)，只設(shè)通風(fēng)窗（不設(shè)采光窗）。 （3）選用油浸式變壓器時(shí)，應(yīng)設(shè)置容量為100%變壓器油量的貯油池。 （4）變壓器室的門朝外開(kāi)，按變壓器的推進(jìn)面有寬面推進(jìn)和窄面推進(jìn)兩種。 （5）設(shè)置貯油池或擋油設(shè)施 以防火。此外，變壓器室內(nèi)的其它設(shè)施如通風(fēng)窗材料等應(yīng)使用非燃材料。,變壓器室布置圖,2. 高壓配電室的結(jié)構(gòu),高壓配電室的結(jié)構(gòu)主要取決于高壓開(kāi)關(guān)柜的數(shù)量、布置方式（單列或雙列）、安裝方式（靠墻或離墻）等因素。 （1）高壓配電室的尺寸：各種通道的最小寬度、高度、電纜溝。 （2）高壓配電室的門應(yīng)向外開(kāi)，相鄰配電室之間有門時(shí)，應(yīng)能雙向開(kāi)啟，長(zhǎng)度超過(guò)7米時(shí)應(yīng)設(shè)兩個(gè)門。 （3）高壓配電室的耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。,3. 低壓配電室 低壓配電室兼作值班室時(shí)，配電屏正面距墻壁不宜小于3m。低壓配電室的高度，一般可參考下列尺寸。 （1）與抬高地坪變壓器室相鄰時(shí)，其高度為4~4.5m； （2）與不抬高地坪變壓器室相鄰時(shí)，其高度為3.5~4m； （3）配電室為電纜進(jìn)線時(shí)，其高度為3m。,4. 高壓電容器室 電容器室的結(jié)構(gòu)主要取決于電容器柜的數(shù)量、布置方式（雙列或單列），安裝方式（靠墻或離墻）等因素。 （1）高壓電容器室的尺寸：各種通道的最小寬度、高度、電纜溝。（2）高壓電容器室的門應(yīng)向外開(kāi)，相鄰配電室之間有門時(shí)，應(yīng)能雙向開(kāi)啟，長(zhǎng)度超過(guò)7米時(shí)應(yīng)設(shè)兩個(gè)門。（3）高壓電容器室的耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)。,5 . 控制室 控制室通常與值班室合在一起，值班室位置的設(shè)置宜朝南，且應(yīng)有良好的自然采光，室內(nèi)布置應(yīng)滿足控制操作的方便及運(yùn)行人員進(jìn)出的方便，并應(yīng)設(shè)兩個(gè)可向外的出口，門應(yīng)向外開(kāi)。值班室與高壓配電室宜直通或經(jīng)過(guò)通道相通。 控制屏、中央信號(hào)屏、繼電器屏、直流電源屏、所用電屏安裝在控制室。 值班室內(nèi)還應(yīng)考慮通訊（如電話）、照明等問(wèn)題。,三、變電所布置和結(jié)構(gòu)實(shí)例,