第五章__供电系统的一次接线.ppt

第五章供电系统的一次接线 第一节概述第二节电力变压器选择 重点 第三节电气主接线基本形式 重点 第四节变配电所电气主接线典型方案 重点 难点 第五节高低压配电网接线 重点 第六节变配电所的类型与布置第七节供电方案的技术经济指标 第一节概述 一次接线是指由电力变压器 各种开关电器及配电线路 按一定顺序连接而成的表示电能输送和分配路线的电路 亦称主电路 一次接线常用一次接线图 主电路图 表示 它是一种采用国标符号绘制的功能性简图 一般绘制成单线图 包括设备安全及人身安全 一次接线应符合一 二级负荷对供电可靠性的要求 用最少的切换来适应各种不同的运行方式 检修时操作简便 能适应发展 便于扩建 做到接线简化 投资省 占地少 运行费用低 一 一次接线的概念 二 对一次接线的要求 第二节电力变压器的选择 一 电力变压器的型式选择 电力变压器型式选择是指确定变压器的相数 调压方式 绕组型式 绝缘及冷却方式 联结组别等 并应优先选用技术先进 高效节能 免维护的新产品 油浸式如S9 S9 M S11型等 一般为自冷式 干式如SCB10 SG10型等 可带风机冷却 35 110 10 5kV总降压变压器为Y d11 10 0 4kV配电变压器一般为Y yno或D yn11 续上页 D yn11联接的优点 有利于单相接地故障的切除 有利于抑制零序谐波 单相负载能力强 Y yno联接绕组接线图及相量图 D yn11联接绕组接线图及相量图 二 电力变压器的台数与容量选择 二 容量的选择 容量还应满足大型电动机及其它冲击负荷的起动要求 一般单台车间变容量不宜大于1250kVA 一 台数的选择 考虑因素 供电可靠性要求 负荷变化与经济运行 集中负荷容量大小 对单台变压器满足条件 SNT SC 应留有10 20 余量 对两台变压器 一般为等容量 互为备用 满足条件 SNT 0 7Sc且SNT Sc 保证负荷的正常运行 例5 1 例5 1某工业企业拟建造一座10 0 38kV变电所 所址设在厂房建筑内 已知总计算负荷为1800kVA 其中一 二级负荷900kVA COS 0 8 试初选其主变压器的型式 台数和容量 选用SCB10型10 0 4kV电力变压器 无载调压 分接头 5 联接组别Dyn11 带风机冷却并配置温控仪自动控制 带IP20防护外壳 每台变压器容量SNT 0 7 1565kVA 1096kVA 且SNT 783kVA 因此初选每台变压器容量为1000kVA 解1 选择变压器型式 因有较多的一 二级负荷 故初选两台主变压器 无功补偿后的总计算负荷Sc 1800kVA 0 8 0 92 1565kVA 其中Sc 900kVA 0 8 0 92 783kVA 2 选择变压器台数 3 选择每台变压器的容量 三 电力变压器的过负荷能力 1 由于昼夜负荷不均匀而考虑的过负荷 2 由于夏季欠负荷而在冬季考虑的过负荷 电力变压器在事故情况下 例如并列运行的两台变压器因故障切除一台时 允许短时间较大幅度地过负荷运行 而不论故障前负荷情况如何 但运行时间不得超过规定时间 一 正常过负荷 对于油浸式变压器 其允许过负荷包括以下两部分 二 事故过负荷 以上两部分过负荷可以同时考虑 但是 对室内变压器 过负荷不得超过20 对室外变压器 过负荷不得超过30 干式电力变压器一般不考虑正常过负荷 第三节电气主接线基本形式 一 有母线的主接线 特点 电源进线和所有引出线都连接于同一组母线WB上 图a一路电源 1 单母线接线 母线 汇集电能和分配电能 续上页 优缺点 简单 清晰 设备少 但可靠性与灵活性不高 应用 一般供三级负荷 两路电源进线的单母线可供二级负荷 联锁 图b两路电源一用一备 续上页 单母线分段接线图 2 单母线分段接线 两路电源一用一备时 分段断路器接通运行 两路电源同时工作互为备用时 分段断路器则断开运行 续上页 特点 每个回路经断路器和两组隔离开关分别接到两组母线上 3 双母线接线 应用 用于有大量一 二级负荷的大型变配电所 双母线接线图 二 无母线的主接线 特点 接线简单 设备少 经济性好 适于只有一台主变压器的小型变电所 图1线路 变压器组单元接线 1 线路 变压器组单元接线 续上页 图2双回线路 变压器组单元接线 正常运行时 两路电源及主变压器同时工作 变压器二次侧母联断路器QF3断开运行 双回线路 变压器组单元接线可供一 二级负荷 续上页 桥式接线图 a 内桥 b 外桥 2 桥式接线 能实现电源线路和变压器的充分利用 第四节变配电所电气主接线典型方案 一 变配电所电气主接线的设计与绘制 1 电气主接线的设计一般应遵循如右步骤 2 电气主接线图 主电路图 的绘制 主接线图的绘制应与柜 屏的实际布局相对应 主接线图应详细标注 二 10kV变电所电气主接线典型方案 变压器一次侧采用线变组单元接线 1 一路外供电源 1 装有一台变压器 一次侧电气主接线 二次侧电气主接线图 续上页 变压器二次侧采用单母线接线 续上页 变压器一次侧采用单母线接线 1 一路外供电源 2 装有两台或以上变压器 变压器一次侧电气主接线图 二次侧采用单母线分段接线 低压配电屏采用抽出式柜 其插接头可起到隔离作用 续上页 变压器二次侧电气主接线图 续上页 设两路外供电源采用一用一备运行方式 2 两路外供电源 一次侧电气主接线图 变压器一次侧采用单母线接线 续上页 低压主接线仍采用单母线分段接线形式低压配电屏采用固定分隔式 断路器为插入式安装 二次侧电气主接线图 三 10kV配电所电气主接线典型方案 设变电所由两路外供电源供电 其中电源1容量可供全部负荷 电源2容量可供部分重要的负荷 采用单母线分段接线 电气主接线图 第五节高低压配电网接线 1 放射式 一 高压配电网接线 一 高压配电网接线基本形式 特点 配电母线上每路或两路馈电出线仅给一个负荷点单独供电 单路放射式 续上页 双路放射式 放射式线路故障影响范围小 因而可靠性较高 而且易于控制和实现自动化 适于对重要负荷的供电 续上页 2 树干式 电缆分支箱 单回路树干式 特点 配电母线上每路馈电出线给同一方向的多个负荷点供电 续上页 双回路树干式 电缆分支箱 树干式线路及其开关电器数量少 投资省 但可靠性不高 不便实现自动化 续上页 3 环式 环网接线 特点 把两回树干式配电线路的末端或中部连接起来构成环式网络 一般开环运行 可靠性较高 续上页 拉手环式 续上页 二 高压配电网的设计 考虑因素 供电可靠性的要求 车间配电变压器的容量及分布 地理环境等 一般用户高压配电网宜采用放射式 对一般负荷及容量在1000kVA及以下的变压器 宜采用普通环式接线 对于重要负荷 可采用双回路放射式 或采用工作电源接线为放射式 备用电源接线为树干式的组合形式 根据情况 也可采用拉手环式接线 对于三级负荷 为节省投资可采用树干式 负荷较大时则可采用分区树干式接线 配电级数不宜多于两级 例5 2 例5 2 已知某工厂设有一座35 10kV总降压变电所HSS和4座10 0 38kV车间变电所STS1 STS4 STS1设两台变压器 二级负荷占70 STS2设一台变压器 二级负荷占10 STS3和STS4均设一台变压器 为三级负荷 试设计该工厂高压配电网接线图 二 低压配电网的接线方式 a 单回路放射式 一 低压配电网接线基本形式 b 双回路放射式 1 放射式 续上页 2 树干式 b 双回路树干式 a 单回路树干式 续上页 多用于各车间变电所低压侧之间的联络线 彼此连成环式 互为备用 3 环式 正常时备用电源不供电 即也采用开环运行方式 续上页 链式线路只在线路首端设置一组总的保护 可靠性低 4 链式 适用于从配电箱对彼此相距很近 容量很小的次要用电设备的配电 照明箱 续上页 应满足用电设备对供电可靠性和电能质量的要求 同时应注意接线简单 操作方便安全 具有一定灵活性 二 低压配电网的设计 配电系统的层次不宜超过三级 正常环境的车间或建筑物内 当大部分用电设备为中小容量 且无特殊要求时 宜采用树干式配电 用电设备为大容量 或负荷性质重要 或在有特殊要求的车间 建筑物内 宜采用放射式配电 部分用电设备距供电点较远 而彼此相距很近 容量很小的次要用电设备 可采用链式配电 高层建筑物内 当向楼层各配电点供电时 宜采用分区树干式配电 部分较大容量的集中负荷或重要负荷 应从低压配电室以放射式配电 例5 3 某高层住宅低压配电系统图 竖向配电系统图 第六节变配电所的类型与布置 一 变配电所的所址与型式 用户变配电所按功能分 35 110 10kV总降压变电所10kV配电所10 0 38kV 车间 变电所35 0 38kV直降变电所 变配电所的位置 所址 选择 应接近负荷中心考虑进出线方便 设备运输方便 接近电源侧 注意防尘 防腐 防水 防火 防爆等 续上页 总降压变电所型式有室内型和室外型 室内变电所 户外成套变电站 户外杆上变电台 地下变电所 室内变电所的几种型式 二 变配电所的布置 1 便于运行维护与检修 一 基本要求 2 便于进出线 3 保证运行安全 4 节约土地与建筑费用 5 适应发展要求 变配电装置要有足够的安全净距和操作维护通道 变配电所总体布置的方案应因地制宜 合理设计 二 总体布置方案 续上页 某10 0 38kV变电所电气平面布置图 示例 续上页 10 0 38kV变电所的电气平面布置方案 示例 1 高压开关柜2 变压器3 低压配电屏4 值班 三 组合式成套变电站的布置 1 预装式变电站 预装式变电站是一种集高压受电部分 配电变压器 低压配电部分于一体的组合装置 俗称欧变 一般为 目 字型结构 续上页 2 组合式变压器 组合式变压器是将变压器本体 开关设备 熔断器 分接开关及相应辅助设备进行组合在一起的变压器 俗称美变 一般为 品 字型结构 第七节供电方案的技术经济指标 一 供电方案的技术指标 供电系统的技术指标包括 供电的安全性与可靠性 电能质量 运行和维护的方便及灵活程度 自动化程度 建筑设施的寿命 占地面积 新型设备的利用等 供电系统的经济指标有投资费和年运行费 设方案1和方案2的综合投资费用分别为Z1和Z2 年运行费用分别为F1和F2 若Z1 Z2 F1 F2 则采用方案1 若Z1 Z2 而F1 F2 可计算投资回收期T Z1 Z2 F1 F2 若T 5年 则宜选方案1 否则宜选方案2 二 供电方案的经济指标 本章小结 本章是本课程的重点 也是从事供电工程设计与运行必备的基础知识 本章首先讲述了供电系统一次接线的概念 基本要求以及电力变压器型式 台数和容量的选择方法 其次重点分析了变配电所主接线的基本形式及一些典型方案 介绍高低压配电网的接线形式 然后讲述了变配电所的型式与布置 并给出常见方案 对预装式变电站与组合式变压器也作了简要介绍 最后简要讨论了供电方案的技术经济指标 本章重点 电力变压器选择 电气主接线的基本形式 高低压配电网的接线 本章难点 变配电所电气主接线案例 供电方案的技术经济比较 教学基本要求 了解电力变压器的结构类型与联接组别 过负荷能力 变配电所的结构与布置要求 理解对一次接线的基本要求 供电方案的技术经济指标 掌握电力变压器台数与容量的选择方法 变配电所电气主接线基本形式 高低压配电网的接线形式 灵活运用10kV及以下变配电所电气主接线以及高低压配电网接线的设计方法 思考题与习题解答提示 5 1提示 参见教材P105 5 2提示 参见教材P106 5 3提示 参见教材P106 5 4提示 参见教材P107 5 5提示 参见教材P108 P109 5 6提示 参见教材P109 P113 5 7提示 参见教材P113 5 8提示 参见教材P122 P126 5 9提示 参见教材P124 5 10提示 参见教材P126 续上页 5 11提示 参见教材P127 5 12提示 参见教材P128 131 5 13提示 参照例5 1选择计算 5 14提示 集中负荷容量较大 选用2台变压器 所以变电所高压侧电气主接线采用单母线接线形式 低压侧采用单母线分段接线形式 假设供电部门要求计量柜在主进开关柜之后 5 15提示 注意双回线路 变压器组单元接线的形式 不要绘制成单母线分段接线形式 每路高压柜排列顺序可为 进线隔离柜 计量柜 电压测量 PT 柜 主进开关 变压器 柜 5 16提示 见课件例5 2 自测题 一 填空题1 变配电所电气主接线是表示电路 对其基本要求是 灵活和经济 2 高压配电网的典型接线方式有 和 低压配电网除上述三种方式外 还有一种 二 简答题1 对变电所电气主接线有何基本要求 并作简要解释 2 双回线路 变压器组单元接线和单母线分段接线这两种电气主接线在安全性 可靠性 灵活性和经济性等方面有何不同 续上页 三 计算题1 某用户10 0 38kV总计算负荷为1100kVA 功率因数已补偿至0 92 其中一二级负荷为650kVA 采用两路10kV电源供电 一用一备 试 1 试选择变电所主变台数及容量 2 设计出该变电所变压器一次侧电气主接线图 并简要说明其基本形式和各开关柜的用途 3 设计出该变电所变压器二次侧电气主接线图 无功补偿可暂不考虑 并简要说明其基本形式和各开关柜的用途 2 某用户10kV变电所总计算负荷为1000kW 功率因数0 92 其中二级负荷占总负荷的50 两路10kV电源可同时供电 试 1 试选择变电所主变台数及容量 2 设计出该变电所变压器一次侧电气主接线图 并简要说明其基本形式和各开关柜的用途 3 设计出该变电所变压器二次侧电气主接线图 无功补偿可暂不考虑 并简要说明其基本形式和各开关柜的用途 续上页 3 某用户10 0 38kV变电所装有一台SCB10 630 10 0 4kV变压器 采用一路10kV电源供电 用户自备有低压柴油发电机组一台 容量180kW 作为二级负荷的备用电源 1 根据规范 该供电方案是否合理 2 设计出该变电所10kV侧电气主接线图 并简要说明其基本形式和各开关柜的用途 3 设计出该变电所0 38kV侧电气主接线图 无功补偿可暂不考虑 并简要说明其基本形式和各开关柜的用途 4 某用户10kV变电所装有4台10 0 4kV变压器 每两台变压器二次侧相互联络 采用两路10kV电源 可同时工作互为备用 1 设计出该变电所变压器一次侧电气主接线图 并简要说明其基本形式和各开关柜的用途 2 设计出该变电所其中相互联络的两台变压器二次侧电气主接线图 无功补偿可暂不考虑 并简要说明其基本形式和各开关柜的用途 续上页 5 某工厂拟设1座10kV配电所和4座10 0 38kV车间变电所 所有车间变电所只设1台变压器 工厂由上级变电所采用10kV专线供电 并可从附近公共电网取得一回10kV备用电源 试 1 设计出该工厂10kV配电所电气主接线图 并简要说明其基本形式和各开关柜的用途 2 设计出某车间变电所变压器二次侧电气主接线图 无功补偿可暂不考虑 并简要说明其基本形式和各开关柜的用途 6 某用户拟建一座10kV变电所 总计算负荷为1200kVA 功率因数0 92 其中二级负荷为500kVA 由附近地区变电所采用1路10kV专线供电 试 1 选择变电所主变台数及容量 2 设计出该变电所变压器一次侧电气主接线图 并简要说明其基本形式和各开关柜的用途 3 设计出该变电所变压器二次侧电气主接线图 无功补偿可暂不考虑 并简要说明其基本形式和各开关柜的用途 续上页 7 某用户设有3