企业供电系统及安全用电---课题一工业企业变电站及供电网络

1、第四章第四章 工业企业变电站及供电网络工业企业变电站及供电网络 要点：围绕工厂内部供电系统，着重讨论：要点：围绕工厂内部供电系统，着重讨论：（1 1）变电站设计（数量、位置、连接方式）变电站设计（数量、位置、连接方式）（2 2）变压器台数、容量的选择）变压器台数、容量的选择（3 3）供电网络的各种接线方式）供电网络的各种接线方式（4 4）导线、电缆截面选择）导线、电缆截面选择（5 5）高压电气设备选择。）高压电气设备选择。车间变电站车间变电站企 业 内 高企 业 内 高压网络压网络低压供电网络低压供电网络总变电站总变电站企业电源进线企业电源进线工业企业供电系统工业企业供电系统第四章第四章 工业

2、企业变电站及供电网络工业企业变电站及供电网络 4.1工业企业工业企业变电站设计变电站设计 4.1.1变电站位置和数量的确定原则变电站位置和数量的确定原则 4.1.2变电站的主要电气设备变电站的主要电气设备 4.1.3变电站的主结线变电站的主结线4.2变电站内变电站内的变压器容量和台数的选择的变压器容量和台数的选择 4.2.1变压器台数的选择原则变压器台数的选择原则 4.2.2变压器容量选择变压器容量选择 4.2.3 变压器的经济运行变压器的经济运行4.3 工业企业工业企业供电网路供电网路的结线方式的结线方式 4.3.1 工业企业供电网络的组成和特点工业企业供电网络的组成和特点 4.3.2 对工

3、业企业电力网路的基本要求对工业企业电力网路的基本要求 4.3.3 工业企业电力网络的结线方式工业企业电力网络的结线方式第四章第四章 工业企业变电站及供电网络工业企业变电站及供电网络 4.4 供电网路供电网路导线和电缆选择导线和电缆选择的原则的原则4.5 按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面按允许载流量和经济电流密度选择的电缆的截面 4.5.1 按允许载流量选择导线和电缆的截面按允许载流量选择导线和电缆的截面 4.5.2 按经济电流密度选择导线和电缆的面积按经济电流密度选择导线和电缆的面积4.6 按允许电压损失选择导线和电缆的截面按允许电压损失选择导线和电缆的截面 4.6.14.6.1 电

4、压降落、电压损失和电压偏移概念电压降落、电压损失和电压偏移概念 4.6.2 4.6.2 电力网电力网中电压损失的计算中电压损失的计算 4.6.3 4.6.3 按允许电压损失选择单电源线路的导线截面按允许电压损失选择单电源线路的导线截面4.7 导线和电缆截面选择的综合分析导线和电缆截面选择的综合分析4.8 高压电气设备选择与校验高压电气设备选择与校验 4.8.1 4.8.1 按正常运行条件选择高压电气设备按正常运行条件选择高压电气设备 4.8.2 4.8.2 在短路情况下的热稳定性校验在短路情况下的热稳定性校验 4.8.3 4.8.3 在短路情况下的力稳定性校验在短路情况下的力稳定性校验 4.8

5、.4 4.8.4 高压开关设备的断路能力校验高压开关设备的断路能力校验第四章小结第四章小结4.1.14.1.1变电站位置和数量的确定原则变电站位置和数量的确定原则 （1 1）工业企业变电站）工业企业变电站组成组成： 企业总降压变电站企业总降压变电站 企业配电站企业配电站（俗称开闭所，小型企业）（俗称开闭所，小型企业） 车间变电站车间变电站 车间变配电站车间变配电站 变流站变流站4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.14.1.1变电站位置和数量的确定原则变电站位置和数量的确定原则 （2 2）变电站的位置确定原则：）变电站的位置确定原则： 选择在负荷中心选择在负荷中心。减少配电线长度及导线截面

6、，降。减少配电线长度及导线截面，降低有色金属及年电能消耗。低有色金属及年电能消耗。 线路进出方便。线路进出方便。 运输条件好运输条件好。便于变压器和电气设备的搬运。便于变压器和电气设备的搬运。 远离剧烈震动的大型设备和车间远离剧烈震动的大型设备和车间（如锻造车间）。（如锻造车间）。 地下水位较低的场所地下水位较低的场所。防止电缆沟内出现积水。防止电缆沟内出现积水。 各种污染源的上风侧各种污染源的上风侧（如化工厂、烟囱、烧结厂（如化工厂、烟囱、烧结厂等）。防止因空气污秽引起电气设备的绝缘水平降低。等）。防止因空气污秽引起电气设备的绝缘水平降低。 与其他建筑物保持足够的与其他建筑物保持足够的防火间

7、距防火间距； 有有扩建和发展的余地。扩建和发展的余地。4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1工业企业变电站工业企业变电站 （3）变电站的数量确定原则：）变电站的数量确定原则： 总降压变电站总降压变电站 设设一个总降压变电站一个总降压变电站车间和厂房布局比较集中。车间和厂房布局比较集中。但要考虑一级负荷的备用电源问题。但要考虑一级负荷的备用电源问题。 设设二个或二个以上总降压变电站二个或二个以上总降压变电站两个或两个以两个或两个以上集中大负荷，且彼此之间相距较远时。上集中大负荷，且彼此之间相距较远时。 车间变（配）电站车间变（配）电站 根据车间负荷的大小、负荷级别及相邻车间的距离根据车间负荷的

8、大小、负荷级别及相邻车间的距离等因素全面考虑。等因素全面考虑。4.1.14.1.1变电站位置和数量的确定原则变电站位置和数量的确定原则4.1.2 变电站的主要电气设备变电站的主要电气设备电力变压器电力变压器变电站的核心变电站的核心 高压断路器高压断路器闭合和开断电路的设备。由于有熄灭电闭合和开断电路的设备。由于有熄灭电 弧的机构，所以用于通断弧的机构，所以用于通断短路故障电流短路故障电流。隔离开关隔离开关隔离电压的作用，保证设备检修时与电源隔离电压的作用，保证设备检修时与电源 系统隔离，没有熄弧机构，不能切负荷，系统隔离，没有熄弧机构，不能切负荷， 必须与高压断路器配合使用必须与高压断路器配合

9、使用。 隔离开关与断路器的操作顺序：隔离开关与断路器的操作顺序： 断电时，先断路器，后隔离开关断电时，先断路器，后隔离开关 合闸时，先隔离开关，后断路器合闸时，先隔离开关，后断路器 4.1工业企业变电站工业企业变电站QSQS 隔离开关隔离开关QF1QF1断路器断路器S11-MR-301000/10系列三相卷铁心全密封配电变压器系列三相卷铁心全密封配电变压器开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧功能，油开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧功能，油量少，易燃易爆危险性较小。体积小，价廉，维护方量少，易燃易爆危险性较小。体积小，价廉，维护方便。不能频繁操作。便。不能频繁操作。 610kv多用。

10、多用。 开关触头在开关触头在 SF6气体气体中中 闭合和断开。闭合和断开。 SF6气体兼有灭弧和绝缘气体兼有灭弧和绝缘功能。灭弧能力强，功能。灭弧能力强，属高速断路器。断流属高速断路器。断流容量大，电绝缘性能容量大，电绝缘性能好，检修周期长。可好，检修周期长。可频繁操作。无燃烧爆频繁操作。无燃烧爆炸危险，体积小，维炸危险，体积小，维护要求严格，价贵。护要求严格，价贵。在全封闭组合电器中在全封闭组合电器中多采用。不适于高寒多采用。不适于高寒地区。地区。 LW8-40.5型户外交流型户外交流高压六氟化硫断路器高压六氟化硫断路器开关触头在真空的容器内开关触头在真空的容器内 闭合和断开。灭弧能力闭合和

11、断开。灭弧能力强燃弧时间短，属高速强燃弧时间短，属高速断路器。开断能力强。断路器。开断能力强。结构简单，重量轻，体结构简单，重量轻，体积小。寿命长，易维修。积小。寿命长，易维修。可频繁操作。无易燃易可频繁操作。无易燃易爆危险爆危险。 由于开断速度高由于开断速度高, 易易产生截流过电压产生截流过电压,对变对变压器等感性负载易造成压器等感性负载易造成危害危害,应配置过电压吸应配置过电压吸收装置收装置。ZN28A-12系列户内交系列户内交流高压真空断路器流高压真空断路器闸刀式隔离开关闸刀式隔离开关负荷开关负荷开关 介于隔离开关与高压断路器之间的开关设备；结构上与介于隔离开关与高压断路器之间的开关设备

12、；结构上与隔离开关相似，但具有特殊的隔离开关相似，但具有特殊的灭弧装置；灭弧装置；能断开相应的负荷能断开相应的负荷电流电流，不能切断短路电流。通常与高压熔断器配合使用（利，不能切断短路电流。通常与高压熔断器配合使用（利用熔断器断短路电流）用于次要网络系统（用熔断器断短路电流）用于次要网络系统（10KV10KV以下）。以下）。 母线母线汇集和分配电流的主要环节。分为：汇集和分配电流的主要环节。分为： 钢心铝绞线（户外）；钢心铝绞线（户外）； 矩形铝（或铜）排（户内）。矩形铝（或铜）排（户内）。 电流互感器及电压互感器电流互感器及电压互感器 供计量检测仪表的继电保护装置使用供计量检测仪表的继电保护

13、装置使用 电流互感器电流互感器变流（通常二次为变流（通常二次为5A)5A) 电压互感器电压互感器变压（通常二次为变压（通常二次为100V100V） 4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.2 变电站的主要电气设备变电站的主要电气设备FZRN21-12D/T125-31.5型户内交流高压真空负荷开关熔断器组合电器型户内交流高压真空负荷开关熔断器组合电器电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器三相电压互感器三相电压互感器 单相电压互感器单相电压互感器母线母线其它：其它： 高压开关柜高压开关柜 电容器电容器功率补偿；功率补偿； 避雷器避雷器防雷击；防雷击； 继电保护装置继电保护装置各种变压器、线路

14、保护；各种变压器、线路保护； 计量仪表计量仪表电度、电压、电流、频率、功率因数。电度、电压、电流、频率、功率因数。 4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.2 变电站的主要电气设备变电站的主要电气设备GG-1A(F)型型固固定式定式高高压开关设备压开关设备XGN2-12(Z)箱箱型型固固定式交流金属封闭开关设备（户定式交流金属封闭开关设备（户内内）KYN28A-12(Z)B型型铠铠装装移移开式交流金属开关设备（户开式交流金属开关设备（户内内）高压电容器与电容器柜高压电容器与电容器柜4.1工业企业变电站工业企业变电站高压避雷器高压避雷器4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.34.1.3变电

15、站的主结线变电站的主结线4.1.34.1.3变电站的主结线变电站的主结线 组成：组成：电力变压器电力变压器、高压断路器高压断路器、隔离开关隔离开关、母线母线、电流互感器和电压互感器电流互感器和电压互感器及及连接导线连接导线。 目的：目的：如何将上述设备连接在一起，从而如何将上述设备连接在一起，从而接受和分配接受和分配 电能。电能。 基本要求：基本要求： （1 1）根据负荷等级要求保证供电的可靠性）根据负荷等级要求保证供电的可靠性。 （2 2）力求简单、运行灵活、操作安全方便，避）力求简单、运行灵活、操作安全方便，避免运行人员误操作。免运行人员误操作。 （3 3）应使投资最省，运行费用最少。）应

16、使投资最省，运行费用最少。 （4 4）具有发展的可能性）具有发展的可能性。4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.34.1.3变电站的主结线变电站的主结线4.1.34.1.3变电站的主结线变电站的主结线4.1.3.1 总降压变电站主结线总降压变电站主结线（1）线路）线路变压器组单元结线变压器组单元结线 适用于：适用于：供电电源只有一回线路，供电电源只有一回线路， 变电站装设一台变压器，变电站装设一台变压器， 三级负荷的变电站。三级负荷的变电站。 主结线图：主结线图：4.1工业企业变电站工业企业变电站图图4 40 0 线路线路变压器单元主结线变压器单元主结线 4.1工业企业变电站工业企业变电站

17、4.1.3变电站的主结线变电站的主结线进线电缆进线电缆隔离开关隔离开关断路器断路器母线母线隔离开关隔离开关变压器变压器高压侧高压侧低压侧低压侧 电源侧：电源侧：由双侧隔离开关的线路由双侧隔离开关的线路 、断路器、断路器QF1QF1送电。送电。 变压器高压侧：变压器高压侧： 只装一组隔离开关只装一组隔离开关，具有切断变压器空载电流具有切断变压器空载电流的能力；的能力； 条件：供电线路较短，条件：供电线路较短，电电源侧继电器保护装置源侧继电器保护装置反应反应变压器内部及其低压侧的变压器内部及其低压侧的短路故障，且灵敏度亦满短路故障，且灵敏度亦满足要求。足要求。 图图4 41 1 线路线路变压器单元

18、主结线变压器单元主结线 变压器变压器低压侧低压侧变压器变压器高压侧高压侧QSQS 隔离开关隔离开关电源侧电源侧QF1QF1断路器断路器QSQSQSQSQFQFQSQSQSQSFUFUQF2QF24.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 装一组高压熔断器，切断短路电流。装一组高压熔断器，切断短路电流。 条件：系统短路电流小。条件：系统短路电流小。 装设高压断路器、隔离开关装设高压断路器、隔离开关 条件：高压熔断器不能满足切开短路电流的要求，同条件：高压熔断器不能满足切开短路电流的要求，同 时考虑运行操作上的方便。时考虑运行操作上的方便。 变压器低压侧：变压器低压侧

19、： 通过通过断路器接至单母线断路器接至单母线，向各配出负荷供电。，向各配出负荷供电。 优点：结线简单，使用设备少。优点：结线简单，使用设备少。 缺点：当发生短路或任一高压设备检修时全部负荷缺点：当发生短路或任一高压设备检修时全部负荷 停电。停电。4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线QSQSFUFUQF2QF2QFQFQSQS变电站停送电规程：变电站停送电规程：停电过程：停电过程：先停低压侧断路器、隔离器开关先停低压侧断路器、隔离器开关 再停高压再停高压 侧断路器、隔离开关。侧断路器、隔离开关。送电过程：送电过程：先送高压侧隔离开关，断路器，再送低压侧先送高压

20、侧隔离开关，断路器，再送低压侧 隔离开关，断路器。隔离开关，断路器。（2 2）桥式结线）桥式结线 适用：企业总降压变电站适用：企业总降压变电站两回两回电源线路供电，装设电源线路供电，装设两台两台变压器。变压器。 由于可保证对一、二级负荷的可靠供电，所以被由于可保证对一、二级负荷的可靠供电，所以被广泛采用。广泛采用。 内桥式主结线内桥式主结线 如图如图4-24-2所示所示 4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 内桥式主结线内桥式主结线实际是利用实际是利用桥接断路器桥接断路器QF5QF5将将两个线两个线路路变压器组单元结线变压器组单元结线连连接起来。接起来。 所

21、谓内桥式主结线，即所谓内桥式主结线，即桥接桥接 断断路器路器QF5QF5位于线路断路器位于线路断路器QF1QF1和和QF2QF2的内侧，并靠近的内侧，并靠近变压器。变压器。 优点：提高了线路运行的灵优点：提高了线路运行的灵活性，增强了变电站供电活性，增强了变电站供电的可靠性。的可靠性。 图图4 42 2 内桥式主结线内桥式主结线电源进线电源进线QS1QS1QF1QF1QS3QS3QS5QS5QF3QF3QS7QS7QS11QS11QS12QS12QF6QF6QS2QS2QF2QF2QS4QS4QS6QS6QF4QF4QS8QS8QS9QS9QS10QS10QF5QF5T1T1T2T2电源进线电

22、源进线2L1L4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 例：线路例：线路 ，检修或故障时，断开，检修或故障时，断开QF1QF1，变压器，变压器T T由线由线 路路 经断路器经断路器QF2QF2和桥接断路器和桥接断路器QF5QF5继续供电。继续供电。缺点：缺点：检修线路断路器检修线路断路器QF1QF1或或QF2QF2时系统只能有一路电源时系统只能有一路电源 进线供电。不满足一级负荷的供电要求。进线供电。不满足一级负荷的供电要求。内桥主线结线方式适用于：内桥主线结线方式适用于：进线线路较长进线线路较长，因而故障与检修机会较多，因而故障与检修机会较多，变电站负荷比较平

23、稳，因而其变电站负荷比较平稳，因而其变压器不经常切换变压器不经常切换的的总降压变电站。总降压变电站。 （因为企业总降压变电所正常运行时是一台变压器工作，且使因为企业总降压变电所正常运行时是一台变压器工作，且使用一个电源进线。如果负荷变化，需要投入另一台变压器时，只能用一个电源进线。如果负荷变化，需要投入另一台变压器时，只能通过通过QF5QF5，而变压器的保护是，而变压器的保护是由由QF1QF1和和QF2QF2完成的，完成的，QF5QF5并不能可靠保并不能可靠保护护）2L1L4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线外桥式主结线外桥式主结线 桥接断路器桥接断路器QF

24、5跨接跨接 在线路断器在线路断器QF1和和QF2 的外侧。的外侧。 适用场合：适用场合： 进线线路较短，故进线线路较短，故 障与检修机会较少障与检修机会较少 的总降压变电站。的总降压变电站。 变电站的负荷变化变电站的负荷变化 较大，变压器需经较大，变压器需经 常切换的总降压变电常切换的总降压变电 站。站。 QS1QS1QF1QF1QF3QF3QS5QS5QF2QF2QF4QF4QS6QS6QF5QF5T1T1T2T2QS3QS3QS7QS7QS8QS8QS2QS2电源进线电源进线QS4QS4图图4 43 3 外桥式主结线外桥式主结线电源进线电源进线2L1L4.1工业企业变电站工业企业变电站4.

25、1.3变电站的主结线变电站的主结线 （由于（由于QF5在在QF1、 QF2的外侧，因此，两台变压器都投入时，的外侧，因此，两台变压器都投入时，QF1，QF2会分别保护相应的变压器）会分别保护相应的变压器） 当供电系统采用环网供电，变电站的高压侧有穿越功当供电系统采用环网供电，变电站的高压侧有穿越功率时。率时。 所谓穿越功率，即所谓穿越功率，即 或或 由于穿越功率不通过线路断电器由于穿越功率不通过线路断电器QF1，QF2，直接由桥，直接由桥接断电器接断电器QF5转送，这对减少线路断路器的故障以及对转送，这对减少线路断路器的故障以及对继电保护装置的整定极为有利。继电保护装置的整定极为有利。（3）单

26、母线分段主结线）单母线分段主结线 见图见图44单母线分段主结线单母线分段主结线12LL21LL供供4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 单母线分段主结线单母线分段主结线基本基本 同外桥式主结线。由于同外桥式主结线。由于 企业总降压变电站的高企业总降压变电站的高 压进线还负责将压进线还负责将进线二进线二 电源转送到其它负荷中电源转送到其它负荷中 ，所以，所以在二个进线电源在二个进线电源 侧增加两段母线。侧增加两段母线。 原来的桥接断路器，现原来的桥接断路器，现 负责二段母线的连接，负责二段母线的连接， 所以标为所以标为QF1分段分段 断路器。断路器。 图图44

27、 单母线分段主结线单母线分段主结线 QF1QF1电源进线电源进线电源进线电源进线转送负荷转送负荷转送负荷转送负荷QF2QF2T1T1T2T2一段母线一段母线二段母线二段母线4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 适用于：适用于：具有一、二级负荷，且高压侧具有一、二级负荷，且高压侧进出线数量进出线数量较较多的总降压变电站。多的总降压变电站。 变电站的低压侧也为单母线分段结线方式，分段断路变电站的低压侧也为单母线分段结线方式，分段断路器器QF2可合上，使两台变压器并列运行，也可断开使两可合上，使两台变压器并列运行，也可断开使两台变压器分别运行。台变压器分别运行。

28、缺点：缺点：当其中任一段当其中任一段母线母线需要检修或发生故障时，则需要检修或发生故障时，则接于该段母线的全部进出线均将停止运行。接于该段母线的全部进出线均将停止运行。 4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 （4）双母线主结线）双母线主结线 参见书中图参见书中图44（P70） 特点：特点：各级电压的母线各级电压的母线 均由均由、两组母线组成，两组母线组成，两组母线间用母线联络断两组母线间用母线联络断路器连接，正常运行一组路器连接，正常运行一组母线工作，另一组母线工作，另一组母线备母线备用用，母线联络断路器，母线联络断路器QF1断开。断开。 图图45双母线主结

29、线双母线主结线 电源进线电源进线L2电源进线电源进线L1T1T1T2T24.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线QF1QF1优点：优点：克服上述几种主结线由于母线故障或检修而长期克服上述几种主结线由于母线故障或检修而长期影响供电的缺点。影响供电的缺点。缺点：缺点：设备较多，初投资增加，结线复杂。设备较多，初投资增加，结线复杂。4.1.3.2 4.1.3.2 车间变电站主结线车间变电站主结线 车间变电站的主结线由车间的负荷性质及生产工艺要车间变电站的主结线由车间的负荷性质及生产工艺要求决定。求决定。 一般采用：一般采用：线路一变压器组线路一变压器组、单母线单母线或

30、或单母线分单母线分段方式。段方式。 (1)(1)线路一变压器组线路一变压器组只对三级负荷供电，且用只对三级负荷供电，且用电量较小的车间（同总降压变）电量较小的车间（同总降压变） (2)(2)单母线单母线6 610KV10KV高压负荷的出线较多时，高压负荷的出线较多时， 如负荷中有一、二级负荷，则应有与其它电源相联络的如负荷中有一、二级负荷，则应有与其它电源相联络的线路作为备用电源。线路作为备用电源。4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 T Ttransformertransformer TVvoltage transformer TAcurrent tran

31、sformer Farrester FVvalve arrester FPpipe arrester 图46 车间变电站单母线主结线 （仪用互感器）（仪用互感器）M电源进线电源进线380V380V高压电机高压电机阀型避雷针阀型避雷针M 10KVFUFUF FTATA1TV1TVT1T14.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 （3）单母线分段）单母线分段 车间负荷中一、二级负荷比重较大，要求供电可靠高；车间负荷中一、二级负荷比重较大，要求供电可靠高；两回电源进线分别接于两段母线；两回电源进线分别接于两段母线； 正常运行时母线分段断路器正常运行时母线分段断路器QF

32、1断开。当一段母线失断开。当一段母线失去电源时自动投入分段断路器。去电源时自动投入分段断路器。 图图47采用分段单母线的车间变电站主结线采用分段单母线的车间变电站主结线FUFU低压低压T1T1T1T1FUFU进线进线进线进线低压低压TV1TV1TV2TV2QF1QF14.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线4.2变电站内的变压器容量和台数的选择变电站内的变压器容量和台数的选择4.2.1变压器台数的选择原则变压器台数的选择原则（1）车间车间变压器台数选择原则变压器台数选择原则 一般生产车间，尽量装设一台。一般生产车间，尽量装设一台。 车间的一、二级负荷比重较大车间

33、的一、二级负荷比重较大 ： 应装设两台变压器；应装设两台变压器； 装设一台变压器装设一台变压器 +相邻车间联络线；相邻车间联络线； 车间的负荷昼夜变化较大时，装设两台变压器车间的负荷昼夜变化较大时，装设两台变压器 特殊场所可选用多台小容量变压器（井下变电站）特殊场所可选用多台小容量变压器（井下变电站） 4.2.1变压器台数的选择原则变压器台数的选择原则（2）企业企业总降压变电站变压器台数选择原则总降压变电站变压器台数选择原则 企业绝大部分属于三级负荷：企业绝大部分属于三级负荷： 装设一台变压器装设一台变压器+从邻近企业取的低压备用电源。从邻近企业取的低压备用电源。 企业一、二级负荷占较大：企业

34、一、二级负荷占较大： 装设两台变压器，互为备用。装设两台变压器，互为备用。 4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择特殊情况下，可装设两台以上变压器。特殊情况下，可装设两台以上变压器。 注：当变电站仅装设一台变压器时，其容量应考虑注：当变电站仅装设一台变压器时，其容量应考虑520%的富裕，以备发展的需要。的富裕，以备发展的需要。（3）两台变压器互为备用的方式）两台变压器互为备用的方式 在供电设计时，选择变压器的台数和容量，实质上就在供电设计时，选择变压器的台数和容量，实质上就是是确定其合理的备用容量的问题确定其合理的备用容量的问题。 两台变压器，有以下两种备用方式：两

35、台变压器，有以下两种备用方式： 明备用明备用 运行方式：一台工作，另一台备用，运行方式：一台工作，另一台备用，每台承担每台承担100%100%的计算负荷的计算负荷。 容量选择：每台均按计算负荷的容量选择：每台均按计算负荷的100%100%来选择。来选择。 4.2.1变压器台数的选择原则变压器台数的选择原则4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择 暗备用暗备用 运行方式：正常时两台变压器同时投入，每台变压器运行方式：正常时两台变压器同时投入，每台变压器 承担承担50%50%的计算负荷的计算负荷。 容量选择：容量选择：每台均按计算负荷的每台均按计算负荷的7080%来选择，

36、来选择， 这样，变压器在正常运行时，负载率这样，变压器在正常运行时，负载率 ： 50508070( )% ( )%62.5% 71%4.2.1变压器台数的选择原则变压器台数的选择原则4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择例题：例题：如某企业计算负荷总容量为如某企业计算负荷总容量为15000kVA，由两台变压器供，由两台变压器供电。如以暗备用方式使用，则每台变压器正常运行时承电。如以暗备用方式使用，则每台变压器正常运行时承担的负荷容量为担的负荷容量为 ；每台变压器容量；每台变压器容量 。如以明备用方式使用，则每台变压器正常运行时承担的如以明备用方式使用，则每台变压器正

37、常运行时承担的负荷容量为负荷容量为 ；每台变压器容量为；每台变压器容量为 。 4.2.1变压器台数的选择原则变压器台数的选择原则4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择 变压器的额定容量变压器的额定容量是指在规定的环境是指在规定的环境温度温度下，变下，变压器在压器在正常使用正常使用期限内能期限内能持续输出持续输出的容量（的容量（KV.A） 电力变压器使用期限电力变压器使用期限=使用寿命使用寿命25年年 （环境温度：最大：（环境温度：最大：40 最高日平均：最高日平均：30） 当然变压器的使用寿命取决于其当然变压器的使用寿命取决于其绝缘绝缘的老化速度，的老化速度，也就是

38、与周围环境也就是与周围环境温度温度的变化以及它的的变化以及它的负荷负荷大小紧密大小紧密相关。相关。4.2.2变压器容量选择变压器容量选择4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择以前的方法以前的方法着眼于如何充分利用变压器的过负荷能力着眼于如何充分利用变压器的过负荷能力 方面（节省投资，但电能损耗增大）。方面（节省投资，但电能损耗增大）。 基本原则同上基本原则同上 明备用明备用 100 暗备用暗备用 50% 目前的文献目前的文献在某些情况下，把变压器的容量适当选大在某些情况下，把变压器的容量适当选大 些，

39、从而达到些，从而达到经济运行经济运行的目的。的目的。 具体要通过方案比较来确定。具体要通过方案比较来确定。4.2.2变压器容量选择变压器容量选择 本节所讲述的内容涉及到一设计好的变电站，采用本节所讲述的内容涉及到一设计好的变电站，采用何种方式运行，实际是给运行人员一操作指示。何种方式运行，实际是给运行人员一操作指示。 当变电站装设两台或两台以上变压器时，就提出一个当变电站装设两台或两台以上变压器时，就提出一个选择性问题，即变电站负荷的变化在什么范围投切变压选择性问题，即变电站负荷的变化在什么范围投切变压器，使变压器运行在经济运方式。器，使变压器运行在经济运方式。 所谓变压器的经济运行方式所谓变

40、压器的经济运行方式指变压器在功率损耗指变压器在功率损耗最小情况下的运行方式，此时最小情况下的运行方式，此时电能损耗最小电能损耗最小，运行费用，运行费用最低。最低。4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择4.2.3 变压器的经济运行变压器的经济运行4.2.3 变压器的经济运行变压器的经济运行我们来分析一下变压器的功率损耗与其负荷的关系曲我们来分析一下变压器的功率损耗与其负荷的关系曲线。有关变压器的功率损耗，我们已在第二章的第三节线。有关变压器的功率损耗，我们已在第二章的第三节做了详细的分析。不过为分析问题的方便，我们将无功做了详细的分析。不过为分析问题的方便，我们将无功

41、损耗归算为等效的有功损耗：损耗归算为等效的有功损耗：变压器的空载损耗：变压器的空载损耗： 变压器的短路损耗：变压器的短路损耗： 无功功率经济当量，取无功功率经济当量，取0.060.1KW/Kvar 意义：单位无功损耗，相对应的有功损耗增加。意义：单位无功损耗，相对应的有功损耗增加。()OOrOKWPPK Q()KKrNKWPPK QrK4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择4.2.3 变压器的经济运行变压器的经济运行 变压器的功率损耗为：变压器的功率损耗为：可看出可看出 与负荷与负荷S的平方成正比，成抛物线。的平方成正比，成抛物线。 （2）二台变压器二台变压器的经济

42、运行点的经济运行点 设两台变压器设两台变压器1T，2T，其单独运行功率损耗曲线，其单独运行功率损耗曲线如图如图48的的1、2曲线。曲线。 两条曲线相加，即得两变压器并列运行时的功率损耗两条曲线相加，即得两变压器并列运行时的功率损耗曲线曲线3。 22NSTOKOKSPPPPPTP4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择4.2.3 变压器的经济运行变压器的经济运行 图484.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择2T2T单独运行单独运行1T1T单独运行单独运行两台并列运行两台并列运行S S（投入运行的容量（投入运行的容量KVAKVA）21OOPP2

43、OP1OP1S2S3S()TP KW321红线：合成曲线红线：合成曲线4.2.3 变压器的经济运行变压器的经济运行从曲线看出：从曲线看出： SS1（曲线（曲线2，3的的PT大于曲线大于曲线1） 变压器变压器1T单独运行，功率损耗最小，运行最经济。单独运行，功率损耗最小，运行最经济。S1SS3（曲线（曲线1，3的的PT大于曲线大于曲线2） 变压器变压器2T单独运行，功率损耗最小，运行最经济。单独运行，功率损耗最小，运行最经济。S3 时，应再投入一台同样容量的变压器并列运时，应再投入一台同样容量的变压器并列运行。行。 退出一台变压器运行的条件退出一台变压器运行的条件根据上面的推证根据上面的推证时，

44、退出一台变压器运行，即由时，退出一台变压器运行，即由n1台变压器并列运行。台变压器并列运行。 00(1)(1)()rKrNPKQnNPKQSSn nKV A00(1)(1)()rKrNP KQnNPKQSSSn nKV A (n+1)S4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择4.2.3 变压器的经济运行变压器的经济运行例例 某车间为三班制生产，但负荷变化悬殊，故车间变某车间为三班制生产，但负荷变化悬殊，故车间变 压器装设压器装设两台两台SL7-1000/10型变压器型变压器,如按照变压器经如按照变压器经 济运行原则，问车间负荷为多大时，应该投入两台变济运行原则，问车间

45、负荷为多大时，应该投入两台变 压器并列运行。压器并列运行。 解解: 查附表查附表1，已知，已知SL7-1000/10型变压器的技术数据为：型变压器的技术数据为： 故求得：故求得： 是两台容量相等的变压器是两台容量相等的变压器 且取无功功率经济当量且取无功功率经济当量 001.8, % 1.4;11.6,% 5.5KKPKW IPKW u 0%1.40100100100014varINQSK%5.5100100100055varKuNNQSK0.1(/var)rKKW K4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择4.2.3 变压器的经济运行变压器的经济运行计算得计算得即当

46、车间负荷增至即当车间负荷增至612KVA时，两台变压器并列运行。时，两台变压器并列运行。两台变压器运行两台变压器运行相当分母增加相当分母增加2倍倍损耗自然小损耗自然小00(1)rKrNPKQNPKQSSn n1.8 0.1 1411.6 0.1 551000 2612KV A4.2变电站的变压器容量和台数的选择变电站的变压器容量和台数的选择单台运行单台运行两台并列运行两台并列运行S S（投入运行的容量（投入运行的容量KVAKVA）21OOPP 1OP612()TP KW 2NSS4.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式4.3.1 工业企业工业企业供电网络供电网络的组成和特点

47、的组成和特点 工业企业工业企业供电系统供电系统的组成的组成： 外部送电线路（外部送电线路（1），企业总降压变电站（），企业总降压变电站（2），）， 企业内部高低压网路（企业内部高低压网路（3，5），车间变电站（），车间变电站（4）. 工业企业工业企业供电网路供电网路主要包括：主要包括：外部供电线路外部供电线路 35110KV 高压进线高压进线高压配电网路高压配电网路 610KV 向车间变电所或高压设备供电向车间变电所或高压设备供电4 43 35 52 21 14.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 低压配电网路低压配电网路 220/380V 向车间低压设备供电向车间低压设

48、备供电 工业企业供电网路构成：工业企业供电网路构成： 按按结构结构分为：分为： 架空线路，电缆线路架空线路，电缆线路 按按布置布置形式分为：形式分为： 开式电网，闭式电网开式电网，闭式电网 （应用较多）（应用较多） 按按结线结线方式分为：方式分为： 放射式，树干式或环式放射式，树干式或环式 特点：企业供电网络与电力系统相比：特点：企业供电网络与电力系统相比： 供电范围小，配电距离短，输送容量小。供电范围小，配电距离短，输送容量小。 就实质来说相似，故两者计算方法也相似。就实质来说相似，故两者计算方法也相似。4.3.1 工业企业工业企业供电网络供电网络的组成和特点的组成和特点4.3 工业企业供电

49、网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 4.3.2 对工业企业电力网路的基本要求对工业企业电力网路的基本要求 2 2操作简单方便，运行安全灵活操作简单方便，运行安全灵活 便于倒闸操作、检查、和修理；便于倒闸操作、检查、和修理； 应尽量简化结线，应尽量简化结线，减少供电层次减少供电层次。对于同一电压等级。对于同一电压等级的高压网路，供电层次一般不超过两极的高压网路，供电层次一般不超过两极（下图超（下图超2 2级）级）。3 3运行经济运行经济 高压线路应尽可能深入负荷中心。高压线路应尽可能深入负荷中心。4 4其它其它 应保证便于将来发展应保证便于将来发展 考虑正常生产、检修和事故时的负荷分配考虑

50、正常生产、检修和事故时的负荷分配 环境允许，尽可能采用架空线环境允许，尽可能采用架空线4.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 总降变总降变6 610KV10KV车间变车间变380V380V35KV35KV110KV110KV 4.3.2 对工业企业电力网路的基本要求对工业企业电力网路的基本要求 设计工业企业电力网时，应注意下面几个基本要求设计工业企业电力网时，应注意下面几个基本要求: 1 1供电可靠性供电可靠性 -说明一个供电系统不间断供电的可靠程度说明一个供电系统不间断供电的可靠程度 ，应，应与与负荷等级负荷等级相适应，不应盲目地强调供电可靠性。相适应，不应盲目地强调供

51、电可靠性。 在设计网路的结构方式时，除保安负荷外，不应考在设计网路的结构方式时，除保安负荷外，不应考虑两个电源回路同时检修或发生事故。虑两个电源回路同时检修或发生事故。4.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 4.3.3 工业企业电力网络的结线方式工业企业电力网络的结线方式 结线方式原则上有三种：放射式；树干式；环式。结线方式原则上有三种：放射式；树干式；环式。 下面以高压配电线路为例，简要介绍其特点下面以高压配电线路为例，简要介绍其特点: :1. 1. 放射式线路放射式线路有三种：单回路放射式；双回路放射式；有公共备用干有三种：单回路放射式；双回路放射式；有公共备用干线的

52、放射式线的放射式 单回路放射式线路：单回路放射式线路： 企业总降压变电站（或中央配电站）企业总降压变电站（或中央配电站）6 610KV10KV母线母线上引出的每一条回路直接向一个车间变电站（或用电中上引出的每一条回路直接向一个车间变电站（或用电中心）配电，心）配电，沿线不接其它负荷沿线不接其它负荷；各车间变电站之间也无各车间变电站之间也无联系。联系。4.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 4.3.3 工业企业电力网络的结线方式工业企业电力网络的结线方式 图图4 49 69 610KV10KV单回路放射式线路单回路放射式线路优点：线路敷设简单，维护简便。优点：线路敷设简单，

53、维护简便。 保护装置简化，便于实现自动化。保护装置简化，便于实现自动化。 缺点：缺点：总降压变电站配出线较多。总降压变电站配出线较多。 采用架空线，出线困难。采用架空线，出线困难。 线路或开关设备故障，线路上的全部负荷停电，线路或开关设备故障，线路上的全部负荷停电， 供电可靠性差。供电可靠性差。总降变总降变6 610KV10KV车间变车间变不接其它负荷不接其它负荷4.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 4.3.3 工业企业电力网络的结线方式工业企业电力网络的结线方式 双回路放射式配电双回路放射式配电 针对上述的缺点针对上述的缺点3 3，再加一条回路为车间变供电再加一条回路

54、为车间变供电 优点：任一条线路发优点：任一条线路发生生 故障或检修时，故障或检修时， 另一线路继续另一线路继续供供 电，可靠性高。电，可靠性高。 缺点：缺点： 总降压变电站总降压变电站 （a a） 二、三级负荷供电二、三级负荷供电 配出线较多。配出线较多。 采用架空线，采用架空线， 出线困难。出线困难。（b b） 一级负荷供电一级负荷供电 6 610KV10KVQSQS220/380V220/380V6 610KV10KVQFQF220/380V220/380V自动切换自动切换4.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 4.3.3 工业企业电力网络的结线方式工业企业电力网络的

55、结线方式 公共备用干线的放射式线路公共备用干线的放射式线路 在单回路放射式基础上，为在单回路放射式基础上，为每个车间连接一个公共每个车间连接一个公共的备用干线。的备用干线。 优点：与方式优点：与方式比较出比较出 口线减少。口线减少。 6 610KV10KV备用备用干线干线220/380V220/380V4.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 4.3.3 工业企业电力网络的结线方式工业企业电力网络的结线方式2 2树干式线路树干式线路 二种方式二种方式: :直接联线树干式，串联型树干式直接联线树干式，串联型树干式 直接联线树干式直接联线树干式由总降压变电站引出的每路高由总降压

56、变电站引出的每路高压配电干线，沿车间厂房敷设，从干线上直接接出分支压配电干线，沿车间厂房敷设，从干线上直接接出分支线引入车间变电站。线引入车间变电站。 优点：高压柜少，出线简单，优点：高压柜少，出线简单， 干线数目少，节省投资。干线数目少，节省投资。 缺点：断路器缺点：断路器QFQF或线路上任何或线路上任何 地方发生故障或检修，地方发生故障或检修， 全停电。全停电。 因此要求因此要求: :分支数目限制分支数目限制 在在5 5个以内个以内，每台变压器，每台变压器 容量小于容量小于315KV.A315KV.A。6 610KV10KVQFQF车间车间1 1车间车间2 2车间车间3 34.3 工业企业

57、供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 4.3.3 工业企业电力网络的结线方式工业企业电力网络的结线方式 串联树干式线路串联树干式线路 干线进入每个车间变电站，干线进入每个车间变电站，联于母线联于母线N N上，然后再上，然后再引出，干线的进出侧均安装隔离开关。引出，干线的进出侧均安装隔离开关。 优点：可以缩小停电范围优点：可以缩小停电范围 例：例：3 3号车间变电站号车间变电站附近线路附近线路上（上（N N点）点）发生故障，干线始端发生故障，干线始端断路器断路器QFQF跳闸。找到跳闸。找到故障点故障点N N后，拉开隔离后，拉开隔离器器QS4QS4，就可继续供电。，就可继续供电。 母线母线

58、NQFQFQS3QS3QS4QS41 12 23 34.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 4.3.3 工业企业电力网络的结线方式工业企业电力网络的结线方式3 3环式线路：环式线路： 是串联型树干线路的改进：把是串联型树干线路的改进：把两路串联型树干线路联络两路串联型树干线路联络起来就构成了环式线路起来就构成了环式线路。 优点：运优点：运行行灵活灵活 干线上的任何地方发生故障干线上的任何地方发生故障时时， 找到故障段，拉开找到故障段，拉开两侧隔离开，两侧隔离开， 把故障段切除后其它车间可迅速把故障段切除后其它车间可迅速 供电。供电。 运行方式：运行方式： 开环开环一般采用

59、的方式一般采用的方式 （开环点（开环点选择在什么地方最合理选择在什么地方最合理 , ,要通过计算分析计算确要通过计算分析计算确定定) ) 闭环闭环继电保护整定较复杂继电保护整定较复杂。 QF1QF1QS3QS3QS4QS41 12 2QF2QF2QS5QS5QS6QS63 34 44.3 工业企业供电网路的结线方式工业企业供电网路的结线方式 4.4 供电网路导线和电缆选择的原则供电网路导线和电缆选择的原则 导线和电缆选择是工业企业供电网路设计中的一个重导线和电缆选择是工业企业供电网路设计中的一个重要组成部分要组成部分，因为它们是供电网路的主要元件，电能必，因为它们是供电网路的主要元件，电能必须

60、依靠它们来输送分配。须依靠它们来输送分配。 导线和电缆的选择内容包括导线和电缆的选择内容包括两方面两方面： 确定其结构、型号、使用环境和敷设方式。确定其结构、型号、使用环境和敷设方式。 选择导线和电缆的截面（本节讨论的问题）选择导线和电缆的截面（本节讨论的问题） 选择导线和电缆截面时，必须考虑的几个因素选择导线和电缆截面时，必须考虑的几个因素也也是我们的是我们的选择原则选择原则 （1 1）发热问题：电流通过导线或电缆时引起发热，从）发热问题：电流通过导线或电缆时引起发热，从而而使使其温度升高，当通过的电流其温度升高，当通过的电流超过其允许电流超过其允许电流时，将时，将使绝缘线和电缆的绝缘加速老