任务二：走进变电站.ppt

现代供配电技术,任务二：走进变电站,任务二：走进变电站,情景一：电力变压器的认识与选择,一、知识目标 1、河南工院学生食堂电力变压器选择 2、油浸式电力变压器大修,二、能力目标 1、掌握电力变压器的结构、工作原理、型号的选择 2、掌握电力变压器容量的选用 3、掌握电力变压器主要的技术参数,任务二：走进变电站,（一）电力变压器的分类,1. 按功能分，有升压变压器和降压变压器。 2. 按相数分，有单相和三相两类。 3. 按绕组导体的材质分，有铜绕组变压器和铝绕组变压器。 4. 按绕组型式分，有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦式变压器。 5. 按容量系列分，目前我国大多采用R10系列来确定变压器的容量。 6. 按电压调节方式分，有无载调压变压器和有载调压变压器。 7. 按安装地点分，有户内式和户外式。 8. 按冷却方式和绕组绝缘分，有油浸式、干式和充气式（SF6）等。 9. 按用途分，有普通变压器、防雷变压器等。,情景一：电力变压器的认识与选择,电力变压器是利用 电磁感应原理进行 工作的，因此其最 基本的结构组成是 电路和磁路部分。 变压器的电路部分 就是它的绕组，变 压器的铁心构成了 它的磁路。,1信号温度计 2铭牌 3吸湿器 4油枕(储油柜) 5油位指示器 6防爆管 7气体继电器 8高压套管 9低压套管 10分接开关 11油箱及散热油管 12铁心 13绕组及绝缘 14放油阀 15小车 16接地端子,（二）电力变压器的结构,情景一：电力变压器的认识与选择,（二）电力变压器的结构,各种新型变压器：,S11 油浸式变压器全密封油浸式配电变压器,干式电力变压器,非晶态合金铁芯变压器,情景一：电力变压器的认识与选择,（二）电力变压器的结构,各种新型变压器：,耐高温液浸变压器,情景一：电力变压器的认识与选择,（三）三相电力变压器的联结组别,电力变压器的联结组别是指变压器一、二次绕组所采用的联结方式的类型及相应的一、二次侧对应线电压的相位关系。常用的联结组别有Yyn0、Dyn11、Yzn11、Yd11、YNd11等。,变压器Yyn0联结组别 a) 一、二次绕组结线 b) 一、二次电压相量 c) 钟表表示,情景一：电力变压器的认识与选择,（三）三相电力变压器的联结组别,变压器Dyn11联结组别 a) 一、二次绕组结线 b) 一、二次电压相量 c) 钟表表示,情景一：电力变压器的认识与选择,（三）三相电力变压器的联结组别,变压器Yzn11联结组别 a) 一、二次绕组结线 b) 一、二次电压相量,情景一：电力变压器的认识与选择,（四）三相电力变压器的铭牌及主要技术数据,情景一：电力变压器的认识与选择,（五）三相电力变压器的并列运行,并列运行时必须符合以下条件。 1.所有并列变压器的电压比必须相同， 即额定一次电压和额定二次电压必须对应相等，容许差值不得超过5。 2.并列变压器的联结组别必须相同， 也就是一次电压和二次电压的相序和相位应分别对应相同。 3.并列变压器的短路电压（阻抗电压）须相等或接近相等，容许差值不得超过10%。 4.并列变压器的容量应尽量相同或相近，其最大容量和最小容量之比不易超过3：1。,情景一：电力变压器的认识与选择,（六）电力变压器实际容量的计算,情景一：电力变压器的认识与选择,（七）变电所主变压器台数的选择,（1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。 （2）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，也可考虑采用两台变压器。 （3）除上述情况外，一般变电所宜采用一台变压器，但是负荷集中而容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可以采用两台或以上变压器。 （4）在确定变电所主变压器台数时，还应适当考虑负荷的发展，留有一定的余量。,情景一：电力变压器的认识与选择,（八）变电所主变压器容量的选择,(3) 装有两台主变压器且为明备用的变电所，每台主变压器容量,的选择方法与仅装一台主变压器的变电所的方法相同。,情景一：电力变压器的认识与选择,情景二:高压开关柜的认识,二、能力目标,1、会根据要求正确选择高压开关柜。 2、能分析与处理高压开关柜常见电气事故。 3、了解高压开关柜运行与维护的要求。 4、具备高压开关柜安装能力,任务二：走进变电站,高压成套配电装置,又称高压开关柜，用于供配电系统中的馈电、受电及配电的控制、监测和保护。主要安装有高压开关电器、保护设备、监测仪表和母线、绝缘子等。 按主要设备的安装方式分为固定式和移开式（手车式）；按开关柜隔室的构成形式分为铠装式、间隔式、箱型、半封闭型等；按其母线系统分有单母线型、单母线带旁路母线型和双母线型；根据一次电路安装的主要元器件和用途分，有断路器柜、负荷开关柜、高压电容器柜、电能计量柜、高压环网柜、熔断器柜、电压互感器柜、隔离开关柜、避雷器柜等。,情景二:高压开关柜的认识,新系列高压开关柜的全型号表示和含义如下：,开关柜在结构设计上要求具有“五防”功能，所谓“五防”即防止误操作断路 器，防止带负荷拉合隔离开关（防止带负荷推拉小车），防止带电挂接地线 （防止带电合接地开关），防止带接地线（接地开关处于接地位置时）送电， 防止误入带电间隔。,情景二:高压开关柜的认识,我国设计生产的新型固定式高压开关柜有：HXGN系列的固定式高压环网柜、XGN系列的箱型固定式金属封闭高压开关柜、KGN系列的固定式交流金属铠装高压开关柜等。 手车式高压开关柜是将成套高压配电装置中的某些主要电器设备固定在可移动的手车上，当手车上安装的电器部件发生故障或需检修、更换时，可以随同手车一起移出柜外，再把同类备用手车（与原来的手车同设备、同型号）推入，就可立即恢复供电。手车式高压开关柜的主要新产品有JYN系列、KYN等系列。,情景二:高压开关柜的认识,情景二:高压开关柜的认识,情景三：高压电气设备的认识,一、知识目标,1、掌握各种高压电气设备的结构、工作原理 2、掌握各种高压电气设备的技术参数 3、各种高压电气设备组装,二、能力目标,1、会根据要求正确选择电气设备。 2、能分析与处理高压电气设备常见电气事故。 3、了解高压电气设备运行与维护的要求。,任务二：走进变电站,（一）高压熔断器,高压熔断器在电路发生短路或长期过载时，它便因过热而熔断，并通过灭弧介质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。,跌落式熔断器,限流式熔断器,情景三：高压电气设备的认识,（二）高压隔离开关,隔离开关的主要功能是隔离电源，当它处于分闸状态时，有着明显的断口，使处于其后的高压母线、断路器等电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。由于不设灭弧装置，隔离开关一般不允许带负荷操作。 高压隔离开关的分类：按安装地点，分为户内式和户外式；按有无接地开关可分为不接地、单接地、双接地三类。 高压隔离开关的全型号的表示和含义如下：,情景三：高压电气设备的认识,（二）高压隔离开关,情景三：高压电气设备的认识,（三）高压负荷开关,高压负荷开关具有简单的灭弧装置，能通断一定的负荷电流和过负荷电流； 但是不能用它来断开短路电流，因此必须借助熔断器来切断短路电流，故负荷开 关常与熔断器一起使用。 高压负荷开关分类;按灭弧介质不同分为：固体产气式、压气式、油浸式、 真空式和六氟化硫（SF6）等；按安装场所分有户内式和户外式两种。高压负荷 开关全型号的表示和含义如下：,情景三：高压电气设备的认识,（三）高压负荷开关,情景三：高压电气设备的认识,（四）高压断路器,高压断路器具有完善的灭弧装置，不仅能通断正常的负荷电流和过负荷电流，而且能通断一定的短路电流，并能在保护装置作用下，自动跳闸，切断短路电流。 高压断路器分类：按灭弧介质分有油断路器、六氟化硫(SF6)断路器、真空断路器、压缩空气断路器和磁吹断路器等，按使用场合可分为户内型和户外型。按分断速度分，有高速、中速、低速。高压断路器的全型号表示和含义如下：,情景三：高压电气设备的认识,（四）高压断路器,情景三：高压电气设备的认识,（四）高压断路器,情景三：高压电气设备的认识,情景四:高压架空线路的认识与选择,一、知识目标,二、能力目标,1、掌握高压架空线的类型及截面选择条件 2、了解高压架空线路的敷设方式及要求,1、高压架空线路敷设能力 2、高压架空线路巡检、维护,任务二：走进变电站,架空线路的结构,1低压导线 2针式绝缘子 3、5横担 4低压电杆 6高压悬式绝缘子 7线夹 8高压导线 9高压电杆 10避雷线,架空导线按电压分，有低压导线和高压导线两类。 按导线材料分，有铜、铝、和钢三种。 按导线结构分,有裸导线和绝缘导线。,（一）架空线路的结构与敷设,1.架空线路的结构 （1）架空线路由导线、电杆、绝缘子和线路金具等主要元件组成。,情景四:高压架空线路的认识与选择,（一）架空线路的结构与敷设,（2）电杆、横担和拉线 电杆是支持导线及其附属的横担、绝缘子等的支柱， 有水泥杆、木杆和金属杆。横担安装在电杆的上部，用于安装绝缘子以固定导线。 常用的有铁横担、木横担和瓷横担。,电杆上的瓷横担 1- 高压导线 2- 磁横担 3- 电杆,情景四:高压架空线路的认识与选择,（一）架空线路的结构与敷设,(3)绝缘子和金具,情景四:高压架空线路的认识与选择,（一）架空线路的结构与敷设,(3)绝缘子和金具,情景四:高压架空线路的认识与选择,（一）架空线路的结构与敷设,2.架空线路的敷设,（1）路径和杆位的选择应符合下列要求： 1）应综合考虑运行、施工、交通条件和路径长度等因素。 2）宜沿道路平行架设，避免通过频繁活动的地区。 3）宜尽可能减少与其他设施的交叉或跨越建筑物，并与建筑物保持一定的距离。 4）避免低洼积水、多尘、有腐蚀性化学气体的场所及有爆炸物和可燃液(气)体的生产厂房、仓库、贮罐等场所。 5）应与工厂及城镇规划、环境美化、网络改造等协调配合，并适当考虑今后的发展。,情景四:高压架空线路的认识与选择,1.三相系统相线截面的选择 通常用导线和电缆的允许载流量不小于通过相线的计算电流来校验其发热条件，即,如果导线敷设地点的实际环境温度与导线允许载流量所规定的环境温度不同时，则导线的允许载流量须乘以温度校正系数,2.中性线和保护线截面的选择 （1）中性线（N线）截面的选择：,由三相线路引出的两相三线线路和单相线路，由于其中性线电流与相线电流相等，因为它们的中性线截面应与相线截面相同，即：,（二）按发热条件选择导线和电缆的截面,情景四:高压架空线路的认识与选择,宜等于或大于相线截面,对于三次谐波电流较大的三相四线制线路及三相负荷很不平衡的线路，中性线截面,，即：,（2）保护线（PE线）截面的选择,（3）保护中性线（PEN线）截面的选择 保护中性线兼有保护线和中性线的双重功能，因此其截面选择应同时满足上述 保护线和中性线的要求，并取其中的最大值。,（二）按发热条件选择导线和电缆的截面,情景四:高压架空线路的认识与选择,（三）按经济电流密度选择导线和电缆的截面,情景四:高压架空线路的认识与选择,（四）按电压损耗选择导线和电缆的截面,1.电压损耗的计算公式介绍 （1）集中负荷的三相线路电压损耗的计算公式 线路总的电压损耗为：,对于“无感”线路，则线路的电压损耗为:,如果是“均一无感”的线路，则其电压损耗为：,线路电压损耗的百分值为：,对于“均一无感”的线路，其电压损耗的百分值为：,情景四:高压架空线路的认识与选择,（四）按电压损耗选择导线和电缆的截面,（2）均匀分布负荷的三相线路电压损耗的计算,2.按允许电压损耗选择、校验导线截面,(1)各段线路截面相同时,如果是“均一无感”线路,（2）各段线路截面不同时,如果各段线路的导线类型与材质相同，只是截面不同,情景四:高压架空线路的认识与选择,情景五：高压电缆的认识与选择,一、知识目标,二、能力目标,1、分析河南工业职业技术学院中心变电站到实训楼电缆选择、敷设 2、电缆敷设短片,1、掌握高压电缆的类型及截面选择条件 2、了解高压电缆的敷设方式及要求,任务二：走进变电站,（一）电缆的类型和结构,（1）电缆的类型 1) 按电压可分为高压电缆和低压电缆。 2) 按线芯数可分为单芯、双芯、三芯、四芯和五芯等。 3) 按线芯材料可分为铜芯和铝芯两类。 4) 按绝缘材料可分为油浸纸绝缘电缆、塑料绝缘电缆和橡胶绝缘电缆等，还有正在发展的低温电缆和超导电缆。,情景五：高压电缆的认识与选择,（一）电缆的类型和结构,（2）电缆的基本结构 电缆主要由导体、绝缘层、护套层和铠装层组成。,情景五：高压电缆的认识与选择,（二）电缆的型号,每一个电缆的型号表示这种电缆的结构，同时也表明这种电缆的使用场合、绝缘种类和某些特征。电缆型号的表示顺序如下：,情景五：高压电缆的认识与选择,（三）电缆的敷设,电缆的敷设路径要求尽量最短，转弯最少，尽量避免与各种地下管道交叉，散热要好。 常用的电缆敷设方式有： 1、直接埋地敷设,情景五：高压电缆的认识与选择,（三）电缆的敷设,2、电缆沟,情景五：高压电缆的认识与选择,（三）电缆的敷设,3、电缆桥架,另外还有电缆隧道、电缆排管等方式，但较少使用。,情景五：高压电缆的认识与选择,情景六：变配电所的接线及结构,一、知识目标,二、能力目标,1、掌握变配电所接线形式 2、了解变配电所的类型 3、掌握变配电所所址选择的方法 4、掌握变配电所结构形式 5、掌握变配电所的布置方式,变配电所的设计与分析,任务二：走进变电站,（一）变配电所的主结线,变配电所常用主结线按其基本形式可分为四种类型：线路变压器组单元结线、单母线结线、双母线结线和桥式结线。 1.线路变压器组单元结线,在变配电所中，当只有一路电源进线和一台变压器时，可采用线路变压 器组单元结线。如下图所示：,情景六：变配电所的接线及结构,（一）变配电所的主结线,这种结线的优点是结线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约了建设投资。缺点为该线路中任一设备发生故障或检修时，变电所全部停电，供电可靠性不高。它适用于小容量三级负荷、小型工厂或非生产性用户。 2、单母线结线 母线又称汇流排，是用来汇集、分配电能的硬导线，文字符号为W或WB。 设置母线可方便地把多路电源进线和出线通过电气开关连接在一起，提高供电的可靠性和灵活性。 单母线结线又可分为单母线不分段结线、单母线分段结线和单母线带旁路结线三种类型。,情景六：变配电所的接线及结构,（一）变配电所的主结线,(1)单母线不分段结线 当只有一路电源进线时，常用这种结线方式，如下图所示。其每路进线和出线中都配有一组开关电器。断路器用于通断正常的负荷电流，并能切断短路电流。隔离开关有两种作用：靠近母线侧的称母线隔离开关，用于隔离母线电源和检修断路器；靠近线路侧的称线路侧隔离开关，用于防止在检修断路器时从用户侧反向送电和防止雷电过电压沿线路侵入，保证维修人员安全。,情景六：变配电所的接线及结构,（一）变配电所的主结线,这种结线的优点是结线简单清晰，使用设备少，投资低，比较经济，发生误操作的可能性较小。缺点是可靠性和灵活性差，当母线或母线侧隔离开关发生故障或进行检修时，必须断开所有回路及供电电源，从而造成全部用户供电中断。 这种结线适用于对供电可靠性和连续性要求不高的中、小型三级负荷用户，或有备用电源的二级负荷用户。 (2) 单母线分段结线 当有双电源供电时，常采用高压侧单母线分段结线，如图下图所示。,情景六：变配电所的接线及结构,（一）变配电所的主结线,分段开关可采用隔离开关或断路器；母线可分段运行，也可不分段运行。这种结线方式的供电可靠性高，运行方式灵活。除母线故障或检修外，可对用户连续供电。但结线复杂，使用设备多，投资大。它适用于有两路电源进线、装设了备用电源自动投入装置，分段断路器可自动投入及出线回路数较多的变配电所，可供电给一、二级负荷。,情景六：变配电所的接线及结构,（一）变配电所的主结线,（3）桥式结线 桥式结线是指在两路电源进线之间跨接一个断路器，犹如一座桥，有内桥式结线和外桥式结线两种。断路器跨接在进线断路器的内侧，靠近变压器，称为内桥式结线，如图a所示；若断路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧，称为外桥式结线，如图b所示。,情景六：变配电所的接线及结构,（一）变配电所的主结线,桥式结线的供电可靠性高，运行灵活性好，适用于一、二级负荷。 其中内桥式结线多用于电源线路较长因而发生故障和检修的可能性就较多，但变电所的变压器不需要经常切换的35kV及以上总降压变电所；而外桥式结线适用于电源线路较短而变电所的变压器需经常进行切换操作以适应昼夜负荷变化大，需经济运行的总降压变电所；当一 次电源线路采用环形结线时也易于采用此结线。,情景六：变配电所的接线及结构,（二）变配电所的类型,车间变电所,1）车间附设变电所,2）车间内变电所,3）独立变电所,4）杆上变电台,5）露天或半露天变电所,6）地下变电所,7）楼上变电所,8）箱式（组合式）变电所,情景六：变配电所的接线及结构,（1）尽量接近或深入负荷中心。 （2）进出线方便。 （3）设备运输、吊装方便。 （4）高压配电所宜于和邻近的车间变电所合建，以减少费用。 （5）高层建筑地下变配电所的位置，宜选择在通风、散热条件较好的场所，且不宜设在最底层。 （6）应考虑企业的发展，使变配电所有扩建的可能。,情景六：变配电所的接线及结构,（三）变配电所的所址选择,变配电所总体布置