第三章--供电系统(上)PPT课件.ppt

第三章供电系统 本章主要内容 1 线路电压损失的计算 2 变压器容量和数量的确定 3 变电所接线方式及高低压电网配电方式 4 导线截面的选择与校验 1 用户供电系统 降压变电所高低压配电网高低压用电设备 2 1 供电系统主要包括 1 企业外部送电线路企业与电力系统相联络的高压进线 作用是从电力系统受电 向企业的总降压变电站供电 其电压由企业所在地区的电力系统的电压而定 一般多为35 110KV 2 总降压变电站35 110KV6 10KV 3 企业内部高压配电网作用是从总降压变电站以6 10KV电压向车间变电站或高压用电设备供电 3 4 车间变电所6 10KV380 220V 5 低压配电网络作用是从车间变电站以380 220V的电压向车间各用电设备供电 6 低压用电设备2 供电系统设计主要解决以下问题 1 电压的选择 2 变电所的设置和布局 变电所中变压器数量和容量的确定 3 变电所接线方式及高低压配电网的配电方式 4 高低压配电网的结构 4 第一节电压的选择 供配电电压的选择主要取决于用电负荷的大小和供电距离的长短 但往往受到地区变电所实际电压和用户经济条件的限制 另外 线路电压损失是选择电压等级时要考虑的一个主要因素 一 线路电压损失1 电压降 线路始末两端电压的向量差 2 电压损失 线路始末两端电压的幅值差 5 2 电压损失的计算 1 对于末端有一集中负荷的线路 如图1所示 图1终端负荷线路 6 2 对于分段接有负荷的线路 7 3 用百分数表示电压损失线路电压损失常用电压损失实际值与电网电压额定值之比的百分数来表示 若导线截面相同 则 注意 正常运行时 线路电压损失不应大于额定电压的5 即 8 二 电压与负荷容量和输送距离的关系 每一标称电压下线路的输电能力是有限的 标称电压下线路输送的最大功率 输送的距离 1 截面为A的导线传输的最大功率设截面为A的某导线 在满足经济性条件下 其可承载的最大电流为 则可输送的最大功率为 注意 通常所用导线的最大标称截面A 240 9 2 截面为A的导线在允许电压损失的条件下传输的最大距离要求 线路电压损失 在额定电压下 对某一截面导线的电压损失 故 最大负荷传送的距离 10 例 截面为240的铝芯架空线 线间几何均距为1m 在满足经济条件下其可承载的最大电流约为216A 设负荷的功率因数 求在10KV电压下可输送的最大功率 最大负荷下的传输距离 其中 代入上式得 最大负荷下的传输距离为 11 三 电压的选择1 供电电压的选择 指须经变压器才能在工厂内进行配电的电压 目前我国所用的供电电压是35 110KV 用电容量依据供电距离不过 工厂能够比较和决定供电电压的可能性不大 12 2 高压配电电压的选择用户供电系统的高压配电电压一般采用6 10KV 1 首选10KV 因为该电压下供电系统的能耗和有色金属耗量均较小 即较经济 2 当用户有多台6KV用电设备 且容量较大 在技术经济上合理时 才采用6KV 3 采用35KV深入厂区直接配电a 厂区和负荷都不大的用户 且取得35KV电源很方便时 可用35 0 4KV变压器直接供给用电负荷 b 厂区十分分散 而分区负荷又相对集中 可采用35KV架空线深入厂区直接给各分区配电 13 3 低压配电电压的选择对于供给用户直接使用的交流动力及照明电压 通常都是380 220V 在矿山和石油行业 由于负荷分散 供电距离长 为了保证电压质量 动力可采用660 380V 14 第二节变电所的设置和变压器的选择 一 变电所的设置1 总降压变电所或总配电所 1 当工厂供电电压为35KV及以上时 一般可考虑设置总降压变电所 2 如果供电电压为35KV架空线引入且工厂没有高压用电设备 为简化系统 减少投资和电能损耗 在厂区布局和环境允许时 可以不设总降压变电所 而用35KV直接深入车间负荷中心以35 0 4KV的变压器向车间内部供电 3 当供电电压为6 10KV且有多台高压用电设备或车间变电所较多时 宜设置总配电所 15 2 车间变电所 1 车间负荷较小时 可考虑几个邻近车间或工艺上有联动要求的车间合建一个车间变电所 2 车间负荷较大时 可考虑单独建立一个车间变电所以供给车间或邻近的较小负荷 3 车间负荷很大时 一个车间内可建两个或两个以上车间变电所 二 变电所位置的确定1 总降压变电所位置的确定 变电所的位置应尽可能选择在负荷中心 以减少配电线路的长度和导线截面积 线路进出方便 设备运输 安装方便 16 应远离产生剧烈震动的大型设备或车间 以保证变电站的安全运行 应选择在地下水位较低的场所 以防止电缆的内部出现积水 应选择在各种污染源的上风侧 以防止因空气污秽引起电气设备的绝缘水平降低 应与其它工业建筑保持足够的防火间距 应有扩展和发展的余地 17 2 车间变电所位置的选择目前 车间变电所的位置主要有以下几种类型 1 独立地设置在车间的外部 独立变电所主要用在负荷过于分散 将变电所建在任一车间均不合适 或车间生产环境的限制 才考虑设置独立变电所 2 设置在车间的墙壁上 附设变电所当厂房生产面积有限 车间环境特殊或因生产工艺要求设备经常变动时 3 设置在车间内部 车间内变电所设置在车间内部 可使供电点最大程度地接近负荷中心 18 4 设于地下 地下变电所用于有防空等特殊要求的场合 一般地 民用高层建筑的变电所常设置在地下室内 5 设于工厂梁架上 梁架上变电所主要用于车间生产面积狭窄的情况 三 变压器台数和容量的选择 1 变压器型号的选择 变压器的型号应根据变电所的工作环境而定 19 2 变压器台数的选择根据可靠性要求及地方电网的具体情况 工厂各级变电所中变压器的台数通常选 1 2 台 1台 对于一般生产车间 尽量装设一台变压器 2台 a 如车间有一 二级负荷 为满足可靠性要求 则应装设两台变压器 b 一般生产车间 当车间负荷昼夜变化较大时 可装设两台变压器 c 车间负荷较大时 采用两台变压器供电 20 3 变压器容量的确定 1 变压器的容量首先要满足在计算负荷下变压器能够长期可靠运行 单台变压器 两台并列运行变压器 21 变压器的经济运行条件 传输单位KV A所消耗的有功功率损耗归算值最小 对于单台变压器 其有功功率损耗归算值为 变压器的负荷率 功率损耗归算系数 表示传输单位无功功率而产生的有功功率损耗数 2 变压器容量的选择还应考虑 为适应工厂发展和调整的需要 变压器的容量应留有一定裕量 15 20 满足经济运行条件 22 满足经济运行条件的变压器经济负荷率 23 4 两台变压器互为备用的方式 明备用一台变压器工作 另一台变压器停止运行作为备用 此时 两台变压器的容量均按最大负荷选择 暗备用正常运行时 两台变压器同时投入工作 每台变压器承担50 的计算负荷 但两台变压器的容量均按计算负荷的70 80 选择 24 第三节变电所的电气主接线 一 主接线图及其要求1 主接线图 表示电能分配给用户的主要电路 图中应表示出所有电气设备及其联接关系 2 变电所主接线的要求 安全 可靠 灵活 经济 安全 安全包括设备安全和人身安全 可靠 变电所的主接线应能满足各级负荷的不中断供电的要求 灵活 是利用最少的切换 能适应不同的运行方式 经济 在满足了以上要求的条件下 尽量减少初投资和年运行费用 25 二 变电所主要电气设备及其应用1 高压断路器作用 线路正常时 用来通断负荷电流 线路故障时 切断巨大的短路电流 电路符号 2 负荷开关作用 线路正常时 用来切断负荷电流 但不能切断短路电流 电路符号 3 隔离开关作用 当电气设备停电检修时 用来隔离电源 造成一个明显的断点 以保证检修人员的工作安全 电路符号 26 4 高压熔断器作用 在过负荷或短路时 利用熔体熔断来切除故障 电路符号 5 电流互感器作用 将主电路中的大电流变换成小电流 供计量和继电保护用 电路符号 6 电压互感器作用 将主电路中的高电压变换成低电压 供计量和继电保护用 电路符号 7 避雷器作用 抑制架空线路和配电母线上的雷电过电压和操作过电压 电路符号 27 8 静电电容器作用 补偿用户所需无功功率 9 所用变压器作用 向变电所内部动力及照明负荷 操作电源提供电力 三 母线制母线 从变电所的变压器或配电所的电源进线到各馈出线路之间的电气主干线 母线制 指变压器或电源进线与各馈出线之间的连接方式 常用母线制 单母线制 单母线分段制和双母线制 28 1 单母线制用于只有一回进线的情况 单母线制的可靠性和灵活性都较低 29 2 单母线分段制用于有两回电源进线的情况下 单母线分段制在可靠性和灵活性方面较单母线制有所提高 当双回路同时供电时 母线分段开关通常是打开的 一条回路故障或一段母线故障不影响另一段母线的正常供电 a 用隔离开关分段 b 用断路器分段 30 3 双母线制对于特别重要的负荷 当采用单母线分段制 可靠性仍不能满足要求时 采用双母线制 31 四 总降压变电所的主接线35 110 6 10KV总降压变电所的主接线可概括为两类 线路 变压器组方式和桥形接线方式 1 线路 变压器组接线 a b c 32 双回线路 变压器组接线 当用户有两回电源进线时 可采用双回线路 变压器组接线配以单母线分段制 用于对一 二级负荷的供电 33 2 桥式接线 34 五 10 6 KV配电所的主接线配电所在大中型工厂中设置 接收来自电源或总降压变压器的电能并分配给各馈出线的用户 是厂内电源的中转站 1 10 6 KV电源进线 a 适用于外来电源进线或引自总降压变压器的二次侧 用于需要带负荷操作或继电保护和自动装置有要求的情况 b 用于专线供电 不需要带负荷操作 且继电保护和自动装置无要求的情况 35 2 10 6 KV馈出