工厂变电所类型的研究.doc

工厂变电所类型的研究 概述：变电所分为发电厂的变电所（升压变电所）和电力网的变电所（降压变电所）。工厂变电所是工厂供配电系统中的一个重要环节，在工厂的日常生产中发挥着不可忽视的作用。引言： 电能是现代工业生产的主要能源和动力，电能在现代工业生产及整个国民经济生活中应用极 为广泛。 科学技术的发展，使得供配电技术涉及的方面越来越宽、内容越来越深，与实际联系 也越来越密切。通过对工厂变电所的研究不仅加深了我对工厂供配电技术这门课的认识和理解，还让我对电力系统有了深入的认识。借此机会掌握了一些有关工厂供配电等方面的知识。总体概述：变电所(substation)就是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。按用途可分为电力变电所和牵引变电所（电气铁路和电车用）。电力变电所又分为输电变电所、配电变电所和变频所。这些变电所按电压等级可分为中压变电所（60千伏及以下）、高压变电所（110220千伏）、超高压变电所（330765千伏）和特高压变电所（1000千伏及以上）。按其在电力系统中的地位可分为枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。工厂变电所根据本厂所能取得的电源及本厂用电负荷的实际情况，并适当考虑到工厂生产的发展，按照安全可靠、技术先进、经济合理的要求，确定变电所主变压器的台数与容量、类型。变电所按作用分类：升压变电所：建在发电厂和发电厂附近，将发电机电压升高后与电力系统连接，通过高压输电线路将电力送至用户。降压变电所：建于电力负荷中心，将高压降低到所需各级电压，供用户使用。枢纽变电所：汇集电力系统多个大电源和联络线路而设立的变电所，其高压侧主要以交换电力系统大功率为主，低压侧供给工矿企业和居民生活用电等。 工厂（车间）变电所（substation in factory）位于工厂内部，给工厂（车间）供电的变电所。当变压器容量在200 kVA及以上或容量不足200 kVA，由于受环境限制、有防火防爆要求、空气污秽对电气设备有腐蚀的场所宜将变压器放在室内,称室内变电所电压等级为(610)/0.4 kV。一般中小工厂变电所只有一路电源、一台变压器，采用高压侧无母线接线。对昼夜负荷变化较大,而且只有一路电源、带两台变压器的变电所,其高压侧采用单母线接线，并宜采用夜间切除一台变压器的运行方式.有一主一备电源的变电所采用隔离开关分段的单母线接线。变压器高压侧电器设备主要由变压器容量决定。容量在315 kVA及以下的变电所,高压侧可选用隔离开关和高压熔断器；变压器容量在315 kVA800kVA的变电所高压侧采用熔断器和负荷开关。变压容量在800 kVA以上的变电所高压侧采用高压断路器。变压器低压侧采用低压开关柜。变电所宜接近负荷中心，设在进出线方便、交通运输和维护管理方便的地方，避免放在空气污秽、有化学腐蚀、导电粉尘及易燃、易爆场所。工厂总降压变电所是由变压器、配电装置、保护及控制设备、测量仪表以及其他附属 设备（试验、维修、油处理设备等）及有关建筑物构成的。同样,它更是工厂接受和分配电 能的中枢。 总降压变电所的电气主接线是变电工程的关键部分。全厂总变电所一般为终端式，一次侧为内桥、外桥或单母线分段，二次侧为单母线分段或双母线，有自备电站的较大企业的供电系统多采用双电源双干线系统。工厂内的配电方式，有放射式、树干式和环形等多种。35kV以上一般多采用放射式配电系统，树干式或环形配电系统则较少采用，610kV一般采用放射式和树干式相结合的配电系统。610kV树干式配电系统，一条干线上连接的用户不宜太多，电缆干线不应超过3个，而架空干线不应超过5个。对于大容量的用电设备(如大型炼钢电弧炉、大型轧钢电动机等)为避开运行过程中引起车间母线电压波动超过允许值，一般直接由总降压变电所供电，或由专用变压器供电。一级配电系统多为双电源放射式或双电源双树干系统。二级配电系统多为双线路变压器组、线路变压器电动机组或线路电动机组系统。图1、2、3、4、5分别为双电源双干线系统、热轧带钢厂供电系统、有电炉的单母线分段系统、线路变压器电动机组和线路电动机组系统、双电源双树干系统。各变电所之间联系用的线路，有电缆线路、架空线路和母干线三种，它们对供电可靠性、电压质量，尤其是对投资影响很大，因此在选择线路方案时要特别慎重电压等级的确定： 工厂受电电压一般为220、110或35kV，负荷大用较高电压，负荷小用较低电压。配电电压一般为110、35、10、6、O38kV等，当大型冶金工厂一级配电电压采用110kV或35kV时，二级配电电压宜分别采用10kV或6kV。应尽量从受电电源电压直接降为所需配电电压，避免多级降压。大型用电设备的电压等级的选定与系统结线有直接关系。一般电动机容量在1600kW及以上时可采用10kV电压(较小电动机采用10kV时则需与制造厂商定)，容量在2001600kW时可采用6kV或3kV电压。炼钢电弧炉变压器在9000kVA及以下时一般采用10kV或6kV电压，容量在9000kVA及以上时宜采用35kV及以上电压。整流变压器容量在8300kVA及以上时，一般采用35110kV电压，容量在8300kvA以下时宜选用车间变电所母线电压，一般为10kV或6kV电压。电抗器的采用： 35kV以上的供配电系统均不采用电抗器来限制短路电流，而选用适合系统短路容量断路器来满足要求。只有在10kV或6kV电压等级，当断路器断路容量不能满足要求或不经济或技术上需要(如维持母线上的电压)时，才采用电抗器。一般冶金工厂配电系统采用的电抗器有线路电抗器和分裂电抗器两种。很少采用变压器二次串联电抗器方式。母线分段电抗器只有自备电站采用。线路电抗器也可以几回线路共用一个。总变电所位置及主变压器台数确定： 工厂总变电所的位置应靠近全厂主要负荷中心，主变压器的台数需根据用电负荷的大小、负荷等级、工艺特点及预留发展等因素确定，可有14台，但一般多为初期2台预留发展1台。这样结线简单，当容量增加时，既可以考虑将原有变压器更换为较大容量的变压器，又可以考虑增加第三台变压器，比较灵活实用。合理选择主容量和变配电方式：实现变电所经济运行的一个重要措施就是合理选择主变的总容最, 尽量减少主变的空载和轻载, 以降低电能损失, 提高平均力率。虽然, 用人工调整力率( 例如装置移相电容器) 的办法也可以补偿无功。但是, 人工补偿的设备使用寿命有限, 需要不断地花费新的投资, 在补偿无功的过程中, 也还存在着不同程度的电能J员耗, 不如自然调整力率的办法经济。合理选择主变总吝量, 要根据本单位的生产规律和特点, 对日负荷曲线进行分析,尽可能合理地调整负荷, 以降低日负荷峰值。并以广匕作为选择主变总容量的依据。一般来说, 全部配电变压器的最高负荷与领定容量的比值应在8 0 10 多之间。同时, 还需采取最经济的运行方案, 使变压器在效率最高、损耗最低的状态下运行。(一)大型工厂变电所的变配电方式：大型工厂的变电所大多分为两级, 第一级是总降压变压所, 也就是将高压电源(一般在3 5 K V 以上)先降为6 一IOK 丫电压, 然后由高压配电线路将电能输送到第二级变电所(即各车间变电所), 通过车间降压变压器将电压降到用电设备所需要的电压等级, 如图一所示。这种高压配电的方案应尽量采用高压电源直接深入负荷中心的直配方式, 相当于图一中取消总降压变压器, 这不仅能节省设备投资, 而且还减少了总降变压器的损耗。无论采用两级变电还是采用高压直配,都不能忽视象图一那样, 各车间变压器的一次侧电源应能带负荷分、合, 各车间( 指可以并列的)变压器二次侧之间应装设联络线,使之成为环形, 并且在这些联络线上都装有带负荷操作的开关, 同时, 还应在全厂适中的位置, 装备一台和全厂低谷负荷容量相当的变压器( 也可利用某一车间的变压器) 作为节能专用变压器。( 二) 中、小型工厂变电所的变配电方式中、小型工厂由于低压配电线路距离较短, 故大多只设一个降压变电所, 将电源( 一般6 10 K V ) 通过一台或两台主变降压为低压( 380 v/ 220 V ) 向全厂各车间配电。如图二、图三所示。中、小型工厂的变电所, 必须选择在本单位负荷中心的位置, 而且需要适当地加大低压输电线路导线的截面, 使线损尽可能降低到最小数值。从经济观点来看, 用加大导