第四章--工厂变配电所及其一次系统资料.ppt

2020年4月1日12时52分 工厂供电 1 85 第四章工厂变配电所及其一次系统 2020年4月1日12时52分 工厂供电 2 85 第一节工厂变配电所的任务 类型及所址选择 一 变配电所的任务与类型变电所 TS 接受电能 变换电压 分配电能 配电所 DS 接受 分配电能 工厂变电所分总降压变电所 HSS 和车间变电所 STS STS按其变压器的安装位置分 车间附设变电所 内附 外附 车间内变电所 半 露天变电所 独立变电所 杆上变电台 地下变电所 楼上变电所 成套变电所 移动式变电所 2020年4月1日12时52分 工厂供电 3 85 二 变配电所的所址选择 1 尽量靠近负荷中心 2 进出线方便 架空线 3 靠近电源侧 4 设备运输方便 5 不应剧烈振动 高温 6 不应多尘 腐蚀性气体场所 不应在下风侧 7 不应积水 8 不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方 9 不应地势低 2020年4月1日12时52分 工厂供电 4 85 负荷指示图教材P79图4 2 按负荷矩法确定负荷中心教材P100图4 3 一般取0 7 1 2020年4月1日12时52分 工厂供电 5 85 第二节电气设备中的电弧问题及对触头的要求 1 电弧延长了电路开断时间 短路损耗 高温 触头 电气设备 导线和电缆 弧光 人眼 2 电弧表面3000 4000 弧心10000 成因 1 触头本身及触头周围的介质中含有大量可被游离的电子 2 分断的触头之间存在足够大的外施电压 这些电子就有可能强烈电离而产生电弧 电弧的游离方式 热电发射 高电场发射 碰撞游离 高温游离 以上综合 电弧维持 2020年4月1日12时52分 工厂供电 6 85 3 电弧的熄灭 1 条件 触头间电弧中的去游离率大于游离率 即其中离子消失的速度大于离子产生的速率 2 去游离方式 正负带电质点的 复合 正负带电质点的 扩散 温差 离子浓度差 3 交流电弧的熄灭 过零一次 T内电弧暂时熄灭两次 一般几个T 而真空断路器的灭弧只需半个周期 0 01s 即电流第一次过零时就能使电弧熄灭 2020年4月1日12时52分 工厂供电 7 85 4 开关电器中常用的灭弧方法 速拉灭弧法 冷却灭弧法 吹弧灭弧法 气 油电磁力 长弧切短灭弧法 粗弧细分灭弧法 狭沟灭弧法 FU中的石英砂 真空灭弧法 SF6灭弧法 SF6 优良的绝缘性能和灭弧性能 绝缘强度为空气的3倍 绝缘强度恢复的速度约为空气100倍 2020年4月1日12时52分 工厂供电 8 85 4 对电气触头的基本要求正常负荷的发热要求 足够的机械强度 动稳定度和热稳定度 足够的断流能力 工作触头 铜 镀银铜触头 灭弧触头 铜钨合金 耐高温 2020年4月1日12时52分 工厂供电 9 85 第三节高压一次设备及其选择 一 概述输送和分配电能的电路 一次电路 一次回路 主回路 一次设备 控制指示 监测和保护一次设备的电路 二次电路 二次回路 副回路 二次设备 接在互感器的二次侧 一次设备按功能分 变换设备 控制设备 保护设备 补偿设备 成套设备 2020年4月1日12时52分 工厂供电 10 85 二 高压熔断器 熔断器 fuse 文字符号FU 图形符号 熔体 分断电流 断开电路 原理 所在电路的电流超过规定值一段时间后 其内部的熔体融化 分断所在电路 功能 主要对电路和设备进行短路保护 有的也具有过负荷保护功能 室内 RN1 RN2等高压管式限流熔断器 瓷质容管内充石英砂填料的密闭管式熔断器 室外 RW4 10 RW10F 10等高压跌开式熔断器 2020年4月1日12时52分 工厂供电 11 85 RN1 RN2型高压熔断器 1 瓷质熔管2 金属管帽3 弹性触座4 熔断指示器5 接线端子6 支柱瓷瓶7 底座 2020年4月1日12时52分 工厂供电 12 85 RN1 主要用于高压线路和设备的短路保护 也能起过负荷保护的作用 100A RN2 只作高压电压互感器一次侧的短路保护 0 5A 教材P107图4 11 铜丝上锡球 先熔 冶金效应 0 01s 在ish之前灭弧 不必考虑短路冲击电流的影响 限流 熔断器 2020年4月1日12时52分 工厂供电 13 85 RW4 RW10F户外高压跌开式熔断器 FD FDL 教材P109图4 13 14 有明显断开间隙 兼起隔离开关的作用 RW4 10G型跌开式熔断器 1 上接线端子2 上静触头3 上动触头4 管帽5 操作环6 熔管 内套纤维质消弧管 7 铜熔丝8 下动触头9 下静触头10 下接线端子11 绝缘瓷瓶12 固定安装板 2020年4月1日12时52分 工厂供电 14 85 低压保险丝及熔断器 2020年4月1日12时52分 工厂供电 15 85 RN管式及RW跌开式熔断器 2020年4月1日12时52分 工厂供电 16 85 三 高压隔离开关 high voltagedisconnector QS 功能 隔离高压电源 以保证其他设备和线路的安全检修 结构特点 断开后有明显间隙 断开间隙的绝缘和相间绝缘足够可靠 充分保证设备检修的人身安全 无专门的灭弧装置 不允许带负荷操作 2A 5A 教材P110户内 图4 15 GN8 10 户外 图4 16 GW2 15 2020年4月1日12时52分 工厂供电 17 85 GN8 10 型户内式高压隔离开关 1 上接线端子2 静触头3 闸刀4 绝缘套管5 下接线端子6 框架7 转轴8 拐臂9 升降瓷瓶10 支柱瓷瓶 2020年4月1日12时52分 工厂供电 18 85 户外交流高压隔离开关 技术参数 额定电压 kV 12 15额定电流 A 630额定短时耐受电流 kA 20 4S 额定峰值耐受电流 kA 42 50工频耐压 断口 kV 48工频耐压 相对地 kV 42雷电冲击耐压 断口 kV 85雷电冲击耐压 相对地 kV 75机械寿命 次 2000 2020年4月1日12时52分 工厂供电 19 85 户外高压隔离开关 2020年4月1日12时52分 工厂供电 20 85 户外高压隔离开关 2020年4月1日12时52分 工厂供电 21 85 四 高压负荷开关 high voltageloadswitch QL 功能 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 但不能断开短路电流 有明显的断开间隙 隔离电源 保证安全检修 配合 与高压FU串联使用 借助FU来切除短路故障 如教材P112图4 17FN3 10RT 户内 气吹灭弧 弹簧拉长灭弧 电磁吹弧 热脱口器实现过负荷保护 2020年4月1日12时52分 工厂供电 22 85 FN3 10RT型高压负荷开关 1 主轴2 上绝缘子兼气缸3 连杆4 下绝缘子5 框架6 RN1型高压熔断器7 下触座8 闸刀9 弧动触头10 绝缘喷嘴 内有弧静触头 11 主静触头12 上触座13 断路弹簧14 绝缘拉杆15 热脱扣器 2020年4月1日12时52分 工厂供电 23 85 户内交流高压真空负荷开关 熔断器组合电气 2020年4月1日12时52分 工厂供电 24 85 五 高压断路器 high voltagecircuit breaker QF 功能 不仅能通断正常的负荷电流 而且能接通和承受一定时间的短路电流 并能在保护装置作用下自动跳闸 切除短路故障 按灭弧介质分 油断路器 应用广 SF6断路器 真空断路器 压缩空气断路器 磁吹断路器 油断路器 多油断路器的油 灭弧 绝缘 少油断路器的油 灭弧 3 35kV户内配电中 如SN10 10 2020年4月1日12时52分 工厂供电 25 85 SNl0 10型高压少油断路器 1 铝帽2 上接线端子3 油标4 绝缘筒5 下接线端子6 基座7 主轴8 框架9 断路弹簧 2020年4月1日12时52分 工厂供电 26 85 Soc断流容量 open circuitcapacity 分 型 SN10 10 Soc 300MV A SN10 10 Soc 500MV A SN10 10 Soc 750MV A 电磁操动结构 手动 远距离跳 合闸 需直流电源 合闸功率大 弹簧储能操动结构 手动 远距离跳 合闸 交直流电源均可 结构复杂 2020年4月1日12时52分 工厂供电 27 85 SF6 无色 无味 无毒且不易燃烧的惰性气体 150 稳定 高温 电弧 作用下分解 氟 F2 有较强的腐蚀性 毒性 与触头的金属蒸气化合为一种具有绝缘性能的白色粉末状的氟化物 触头设计成具有自动净化功能 几 s还原 SF6不含C 油分离C 绝缘和灭弧性能 监视有色 更换 SF6不含O 不存在触头氧化问题 优良的电绝缘性能 SF6电流过零时电弧暂时熄灭后 迅速恢复绝缘强度 灭弧 SF6断路器优点 断流能力强 灭弧速度快 电绝缘性能 2020年4月1日12时52分 工厂供电 28 85 好 检修周期长 适于频繁操作 没有燃烧爆炸危险 缺点 要求制造工艺精度高 密封性能严 价格较昂贵 高压真空断路器 vacuum 10 2 10 6Pa 灭弧过快 极大 出现高压 不宜绝对真空 真空电弧 在电流第一次过零时熄灭 0 01s 屏蔽罩 高压隔离开关QS与高压断路器QF配合实现电路分 合闸 合闸 先合QS 后合QF 分闸 先分QF 后分QS 2020年4月1日12时52分 工厂供电 29 85 少油断路器多油断路器 2020年4月1日12时52分 工厂供电 30 85 户内高压真空断路器 2020年4月1日12时52分 工厂供电 31 85 户外交流高压六氟化硫断路器 2020年4月1日12时52分 工厂供电 32 85 六 高压开关柜 high voltageswitchgear 按一定的线路方案将有关一 二次设备组装而成的一种高压成套配电装置 固定式 手车式 移动式 两大类型 固定式 一般中小厂 五防 防止误跳误合断路器 防止带负荷误拉误合隔离开关 防止带电误挂接地线 防止带接地线误合隔离开关 防止人员误入带电间隔 教材P119图4 27 手车式 移动式 特点 高压QF等主要电气设备是装在可以拉出和推入开关柜的手车上的 同类备用手车替换 恢复供电 教材P120图4 28 2020年4月1日12时52分 工厂供电 33 85 GG1A F 07S型高压开关柜 1 母线2 母线侧隔离开关3 少油断路器 QF 4 电流互感器 TA 5 线路侧隔离开关 QS 6 电缆头7 下检修门8 端子箱门9 操作板10 断路器的手动操动机构11 隔离开关的操动机构手柄12 仪表继电器屏13 上检修门14 15 观察窗口 2020年4月1日12时52分 工厂供电 34 85 GC口 10 F 型高压开关柜 断路器手车柜未推入 1 仪表屏2 手车室3 上触头 兼有隔离开关功能 4 下触头 兼有隔离开关功能 5 SN10 20型断路器手车 2020年4月1日12时52分 工厂供电 35 85 2020年4月1日12时52分 工厂供电 36 85 2020年4月1日12时52分 工厂供电 37 85 箱式变压器 2020年4月1日12时52分 工厂供电 38 85 2020年4月1日12时52分 工厂供电 39 85 2020年4月1日12时52分 工厂供电 40 85 低压成套配电柜 2020年4月1日12时52分 工厂供电 41 85 2020年4月1日12时52分 工厂供电 42 85 七 高压一次设备的选择 自学 按正常条件下工作选择 按短路故障条件下校验 动 热稳定度 对FU和装有FU保护的电压互感器 TV 不必进行短路动稳定度和热稳定度的校验 对电力电缆 不必进行动稳定度校验 表4 1高压一次设备的选择校验项目和条件教材P122例4 1 自学 2020年4月1日12时52分 工厂供电 43 85 2020年4月1日12时52分 工厂供电 44 85 第四节低压一次设备及其选择 1 低压FU 低压开关 低压配电屏 低压断路器 2 低压熔断器功能 实现低压配电系统的短路保护 有的也能实现过负荷保护 插入式RCX 螺旋式RLX 无填料密封管式RMX 有填料密封管式RTX及引进技术生产的有填料管式gF aM系列和高分断能力的NT型等 RM10型 教材P123图4 29 变截面熔片 短路时窄熔断 过负荷时斜熔断 部位判断故障电流性质 非限流 ish 熔断器 2020年4月1日12时52分 工厂供电 45 85 RM10型低压熔断器a 熔管b 熔片 2020年4月1日12时52分 工厂供电 46 85 熔断器的安秒特性曲线 2020年4月1日12时52分 工厂供电 47 85 a 熔体b 熔管c 熔断器d 绝缘操作手柄 1 栅状铜熔体2 刀形触头 触刀 3 瓷熔管4 熔断指示器5 盖板6 弹性触座7 瓷质底座8 接线端子9 扣眼10 绝缘拉手手柄 RT0有填料密封管式熔断器 石英砂 限流作用 锡桥 冶金效应 2020年4月1日12时52分 工厂供电 48 85 RZ1自复式熔断器 P125图4 31 RMX RTX等熔体熔断后必须更换熔体才能恢复供电 时间长 RZ不必 既能切断短路电流 又能在短路故障后自动恢复供电 无须更换熔体 钠 Na 熔体 气化 切断电路 固化 接通电路 自复式熔断器常与低压断路器配合使用 甚至组合为一种电器 2020年4月1日12时52分 工厂供电 49 85 RZ1型低压自复式熔断器 1 接线端子2 云母玻璃3 氧化铍瓷管4 不锈钢外壳5 钠熔体6 氩气7 接线端子 2020年4月1日12时52分 工厂供电 50 85 3 低压刀开关和负荷开关 knife switch Qk 教材P126图4 32 不带灭弧罩 在无负荷下操作 作隔离开关使用 带灭弧罩 能通断一定的负荷电流 熔断器式刀开关 fuse switch QKF或FU QK 刀熔开关 低压刀开关与低压熔断器组合的开关电器 RT0型熔断器 闸刀 低压负荷开关 low voltageloadswitch QL 由带灭弧装置的刀开关与熔断器串联组合而成 外壳为封闭式铁壳或开启式胶盖 既可带负荷操作 又能实现短路保护 但短路后需要更换熔体才能恢复供电 2020年4月1日12时52分 工厂供电 51 85 4 低压断路器教材P128图4 34 low voltagecircuit breaker QF 俗称自动开关 auto switch 既能带负荷通断电路 又能在短路 过负荷和低电压 或失压 时自动跳闸 按灭弧介质分 空气断路器 真空断路器等 按用途分 配电用断路器 电动机用断路器 照明用断路器 漏电保护断路器等 按结构分 塑料外壳式和万能式 塑壳式断路器 配电支线负荷端开关及不频繁启动电动机的控制和保护开关 教材P130图4 36 37 2020年4月1日12时52分 工厂供电 52 85 低压断路器的原理结构和接线图 1 主触头2 跳钩3 锁扣4 分励脱扣器5 失压脱扣器6 7 脱扣按钮8 加热电阻丝9 热脱扣器10 过流脱扣器 2020年4月1日12时52分 工厂供电 53 85 万能式断路器 又称框架式自动开关 敞开地敷设 教材P130图4 38 5 低压配电屏low voltagepanel 低压成套配电装置 动力和照明配电用 6 低压一次设备的选择按正常条件选择 按短路条件校验 2020年4月1日12时52分 工厂供电 54 85 注 表中 表示必须校验 表示一般可不校验 表示不要校验 2020年4月1日12时52分 工厂供电 55 85 第五节电力变压器 2020年4月1日12时52分 工厂供电 56 85 T的额定容量 铭牌容量 是指在规定的环境温度条件下 室外安装时 在规定的使用年限内 一般按20年 所能连续输出的最大视在功率 过负荷能力 允许一定的过负荷 油浸式 昼夜负荷不均匀而考虑的过负荷 夏季欠负荷而在冬季考虑的过负荷 1 2 1 3 倍ST干式T不考虑正常过负荷 事故过负荷 允许短时间较大幅度过负荷运行 P143表4 4 2020年4月1日12时52分 工厂供电 57 85 变电所主变压器台数的选择 应满足用电负荷对供电可靠性的要求 对季节性负荷或昼夜负荷变动较大和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 一般车间变电所宜采用一台变压器 但负荷集中且容量大的变电所 可采用两台或多台变压器 确定变电所变压器台数时 应适当考虑负荷的发展 留有一定的余地 2020年4月1日12时52分 工厂供电 58 85 变电所主变压器容量的选择 1 1台时 2 2台时 任一台 任一台单独运行时应满足全部一 二级负荷的需要 3 车间变电所 1000kV A或1250kV A 居住小区 油浸单台 630kV A 630时应安装瓦斯保护 4 适当考虑负荷的发展 留有一定的余地 2020年4月1日12时52分 工厂供电 59 85 电力变压器T的并列运行 所有并列T的额定一次电压和二次电压必须对应相等 差值 5 否则二次绕组环流 过热 烧毁 所有并列T的短路电压 阻抗电压 必须相等 差值 10 较小的T过负荷 并列T的联结组别必须相同 一 二次电压的相序 相位相同 U 环流 烧毁 并列T的容量应尽量相同或相近 3 1 否则小容量过负荷 2020年4月1日12时52分 工厂供电 60 85 第六节互感器及其选择 自学 一 概述电流互感器 currenttransformer 缩写CT 文字符号TA 供仪表使用的CT二次侧额定电流一般为5A 电压互感器 voltagetransformer或potentialtransformer 缩写PT 文字符号TV 二次侧额定电压一般为100V 互感器的功能 作用 用来使仪表 继电器等二次设备与主电路 一次电路 绝缘 用来扩大仪表 继电器等二次设备的应用范围 Ki Ku 2020年4月1日12时52分 工厂供电 61 85 Ki为电流互感器变比 如 二 电流互感器TA 2020年4月1日12时52分 工厂供电 62 85 电流互感器图片 2020年4月1日12时52分 工厂供电 63 85 电流互感器在三相电路中的四种接线方案 教材P147图4 48 2020年4月1日12时52分 工厂供电 64 85 一相式接线 负荷平衡的三相电路中 测I或接过负荷保护装置 两相V形接线 两相不完全星形接线 6 10kV三相电流 电能测量及过电流继电保护 两相电流差接线 中性点不接地的三相三线制 如6 10kV 电路中过电流继电保护 也称两相一继电器接线 三相星形接线 负荷不平衡的三相四 三线制电路中 电流 电能的测量及过电流继电保护等 2020年4月1日12时52分 工厂供电 65 85 类型 型号 一次侧单匝 多匝式 测量用的有 0 1 0 2 0 5 1 3 5等级 保护用 5P 10P 高压CT两个二次绕组 铁心 接测量 易饱和 继电器 不易饱和 教材P148图4 51 低压CT 穿心 500V及以下 教材P149图4 52 环氧树脂或不饱和树脂浇注绝缘 较之老式的油浸式 干式小 性能好 2020年4月1日12时52分 工厂供电 66 85 LQJ 10型电流互感器LMZJ1 0 5型电流互感器 1 一次接线端子2 一次绕组3 二次接线端子4 铁心5 二次绕组6 警示牌 1 铭牌2 一次母线穿孔3 铁心 外绕二次绕组 树脂浇注 4 安装板5 二次接线端子 二次侧不得开路 2020年4月1日12时52分 工厂供电 67 85 选择 校验 按装设地点的条件及额定电压 一次电流 二次电流 5A 准确度等级等条件选择 并校验短路动稳定度和热稳定度 500V 2 5mm2铜芯绝缘导线 1s热稳定度校验 动稳定电流峰值 教材P448附录表16 LQJ 10型电流互感器技术数据 L表示CT Q表示线圈式 J表示树脂浇注绝缘 10表示10kV 2020年4月1日12时52分 工厂供电 68 85 电流互感器使用注意事项 电流互感器在工作时其二次侧不得开路 励磁电流 电流互感器的二次侧有一端必须可靠接地 绝缘击穿时一次高压串入 二次侧 高压危险 电流互感器在接线时要注意其端子的极性 减极性 同名端接在一起 电流互感器拆除时 先将二次侧短路 2020年4月1日12时52分 工厂供电 69 85 2020年4月1日12时52分 工厂供电 70 85 三 电压互感器TV 1 铁心2 一次绕组3 二次绕组 并联 教材P153图4 55 如左图 2020年4月1日12时52分 工厂供电 71 85 提问 电气设备符号都代表什么意思 2020年4月1日12时52分 工厂供电 72 85 接线方案4种 教材P154图4 56 如上图所示 一个单相TV接线 供仪表 继电器线电压 两个单相TV接成V V形 线电压 6 10kV高压配电装置中 三个单相TVY0 Y0形 线电压 绝缘监视 三个单相三绕组TV或一个三相五芯柱TV Y0 Y0 开口三角形 小电流接地系统 选择 按装设地点的饿条件及一次电压 二次电压 100V 准确度等级 2020年4月1日12时52分 工厂供电 73 85 电压互感器使用时注意事项 电压互感器在工作时其二次侧不得短路 一次侧有FU作短路保护 电压互感器的二次侧有一端必须可靠接地 一次高压 二次 危险 电压互感器连接时必须注意极性 2020年4月1日12时52分 工厂供电 74 85 第七节工厂变配电所的主接线图 1 要求 安全 可靠 灵活 经济 2 高压配电所的主接线图 教材P159图4 58 架空线 电缆进线 QF两侧均应装设QS 单母线分段 QS QF QS 备用电源自动投入装置APD auto put intodeviceofreservesource TV TA FV 系统式主接线 按电能输送顺序 教材P159图4 58 高压配电所及其附设2 车间变电所的主接线图 装置式主接线 按高 低压成套配电装置之间的相互连接 排列位置 教材P161图4 59 2020年4月1日12时52分 工厂供电 75 85 2020年4月1日12时52分 工厂供电 76 85 2020年4月1日12时52分 工厂供电 77 85 2020年4月1