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1 第四章变配电所及其一次系统 内容 供电系统的组成 电气设备 供配电电压 变电所的配置 变压器台数和容量 主接线 变电所的布置和结构 重点 供配电系统的电压选择 变电所位置的确定 变配电所的一次设备和主接线图 以及变电所的布置和结构 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 2 第四章变配电所及其一次系统 4 1电压的选择 4 2变电所的配置 4 3变压器的选择 4 4变电所主要电气设备 4 5变配电所主接线 4 6变电所的布置和结构小结思考题与习题 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 3 4 1电压的选择 4 1 1供电电压的确定供电电压是指供配电系统从电力系统所取得的电源电压 我国目前所用的供电电压为110kV 35kV 10kV 6kV 究竟采用哪一级供电电压 主要取决于以下三个方面因素 1 电力部门所能提供的电源电压 2 用户负荷大小及距离电源线路远近 3 用户大型设备的额定电压决定了企业的供电电压 4 1 2配电电压的确配电电压是指用户内部向用电设备配电的电压等级 由用户总降压变电所向高压用电设备配电的配电电压 称为高压配电电压 由用户车间变电所或建筑物变电所向低压用电设备配电的配电电压 称为低压配电电压 1 高压配电电压高压配电电压通常采用10KV和6KV 一般情况下 优先采用10KV高配电电压 2 低压配电电压我国规定低压配电电压等级为220V 380V 但在石油 化工及矿山可以采用660V的配电电压 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 4 4 2变电所的配置 4 2 1变电所的类型变电所是接受电能 变换电压 分配电能的环节 是供配电系统的重要组成部分 变电所按其在供配电系统中的地位和作用分为总降压变电所 独立变电所 车间变电所 杆上变电所 建筑物及高层建筑物变电所 1 总降压变电所35 110 6 10kV用户是否要设置总降压变电所 是由地区供电电源的电压等级和企业负荷大小及分布情况定 对大中型用户 由于负荷较大 往往采用35KV 或以上 供电 再降压至10kV或6kV 向各车间变电所和高压用电设备配电 这种降压变电所称为总降压变电所 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 5 2 独立变电所6 10 0 4 0 23kV 设置独立变电所主要是因为相邻几个车间负荷较大 将变电所建到某一车间不适宜 或由于车间环境的限制 如制药车间 化工车间之间由于管道较多或有腐蚀性气体 易燃易爆气体等环境限制 必须建立独立变电所 或中小型用户负荷不太大 建立一个用户独立变电所 向负荷供电 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 6 3 车间变电所6 10 0 4 0 23kV 附设变电所附设变电所是利用车间的一面或两面墙壁 而其变压器室的大门朝外开 如图4 45所示 车间附设变电所又分内附式和外附式 车间内变电所车间内变电所位于车间内的单独房间内 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 7 4 建筑物及高层建筑物变电所 建筑物及高层建筑物变电所是民用建筑中经常采用的变电所形式 楼内建筑物变电所建高层建筑物多采用楼内建筑物变电所 置于高层建筑物的地下室或中间某层 地下室和高层 地下室 中间某层和高层 变压器一律采用干式变压器 辅助建筑物变电所与独立变电所相似 辅助建筑物变电所置于离开高层建筑物的辅助建筑物内 变压器采用油浸式变压器 5 柱上变电所变电器安装在室外电杆上 适用于315KVA及以下变压器 常用于居民区 用电负荷小的用电单位 6 组合式变电所 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 8 4 2 2变电所的位置确定 变电所的位置选择应根据选择原则 从安全 经济 方便等方面来综合考虑 经技术 经济比较后确定 1 总降压变电所位置选择的原则 1 靠近负荷中心 2 考虑电源的进线方向 偏向电源侧 3 进出线方便 4 设备运输方便 5 不应防碍企业的发展 要考虑扩建的可能性 6 不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所 7 不应设在有剧烈震动和高温场所 8 不应设在地势低洼和可能积水的场所 9 不应设在有爆炸危险区域 2 车间变电所位置选择的原则在计算得出车间总计算负荷的基础上 按分散布置并接近负荷中心的原则确定车间变电所的位置 便于低压电网的备用联络 同时车间变电所位置选择还要考虑 进出线方便 靠近电源测 运输方便等 变电所选址尽量靠近负荷中心是供电设计的一项基本原则 可以按负荷矩法确定负荷中心 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 9 3 负荷中心的确定 1 负荷指示图负荷指示图是将电力负荷按一定比例用负荷圆的形式标示在企业或车间的平面图上 各车间的负荷圆的圆心位于车间的负荷 重心 负荷中心 在负荷均匀分布的车间 负荷中心就是车间的中心 在负荷分布不均匀的车间内 负荷中心应偏向负荷集中的一侧 由车间的计算负荷得负荷圆的半径r为式中K为负荷圆的比例 kW mm2 Pc为计算负荷 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 10 2 按负荷功率矩法确定负荷中心 设有负荷P1 P2 P3 如图示 它们在任选的直角坐标系中的坐标分别为P1 x1 y1 P2 x2 y2 P3 x3 y3 现假设总负荷的负荷中心位于坐标P x y 处 负荷中心的坐标为 按负荷功率矩法确定负荷中心 只考虑了各负荷的功率和位置 而未考虑各负荷的工作时间 因而负荷中心被认为是固定不变的 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 11 3 按负荷电能矩法确定负荷中心 事实上 各负荷的工作时间不同 因而负荷中心不可能是固定不变的 负荷中心不只是与各负荷的功率有关 而且与各负荷的工作时间有关 因而提出了负荷电能矩来确定负荷中心的方法 类似负荷功率矩法的公式 按负荷电能矩法确定负荷中心的公式为式中 Pi为各负荷的有功计算负荷 Ai为各负荷的年有功电能消耗量ti为各负荷在同一时间内的实际工作时间 应采用各负荷的年最大负荷利用小时 需要指出由于负荷中心原则并不是确定变电所位置的惟一因素 且负荷中心也是会随机变动的 大多数工厂变电所的位置都是靠近负荷中心偏向电源侧 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 12 4 3变压器的选择 4 3 1变压器型号的选择变压器是变电所中关键的一次设备 其主要功能是升高或降低电压 以利于电能的合理输送 分配和使用 1 变压器的分类 1 按绝缘介质分 油浸式 干式 2 按调压方式分 有载调压 无载调压 3 按相数分 单相 三相 4 按导线分 铜芯 铝芯 5 按冷却方式分 自冷 风冷 强冷 工厂实图 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 13 2 型号及含义 3 变压器型号的选择根据使用要求和工作环境选择变压器型号 应选用低损耗节能型变压器S9系列或S10系列 对于高层建筑 地下建筑等对消防要求较高场所 应采用干式电力变压器 SC6 SG10系列 对电网电压波动较大 电能质量要求较高时 采用有载调压电力变压器 SZ7系列 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 14 4 3 2变压器台数和容量的确定 安装在总降压变电所的变压器通常称为主变压器 简称主变 安装在6 10KV 0 4KV的变压器常叫做配电变压器 简称配变 1 总降变电所变压器台数和容量的确定 1 变压器台数的确定 1 2台 满足负荷对供电可靠性的要求 级负荷比较大时 选择2台主变压器 季节性负荷或昼夜负荷比较大时 宜采用经济运行方式 技术经济合理时 可设2台主变 三级负荷一般选择一台主变压器 如果负荷较大时 也可选择两台主变压器 有少量 级负荷可从邻近取得低压备用电源 可设1台主变压器 2 容量 1台变压器 SN 1 15 1 4 SC 2台变压器 SN 0 6 0 7 SCSN SC 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 15 2 车间变电所的变压器台数和容量的确定 1 台数 同总降变电所 负荷不大时视负荷大小及距邻近车间变电所的距离决定是否设车间变电所 由邻近车间变电所供电的容量和距离 2 容量 1台变压器 SN SC 2台变压器 SN 0 6 0 7 SCSN SC 单台容量不宜超过1000KVA 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 16 例4 1某一10 0 4kV车间变电所 总计算负荷为1350kVA 其中一 二级负荷680kVA 选择变压器的台数和容量 解 该车间变电所有一 二级负荷 故宜选择两台变压器 任一台变压器单独运行时 要满足60 70 的负荷 即SN 0 6 0 7 1350kVA 810kVA 954kVA且任一台变压器应满足SN 680kVA 因此 可选两台容量均为1000kVA的变压器 具体型号为S9 1000 10 返回 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 17 4 3 3变压器的实际容量和过负荷能力 1 变压器的实际容量电力变压器的额定容量 是指它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 一般规定为20年 连续输出的最大视在功率 一般规定 如果变压器安装地点的年平均气温 av 20 则年平均气温每升高 变压器的容量应相应减小1 因此变压器的实际容量应计入一个温度校正系数K 对室外变压器其实际容量为 式中SN T为变压器的额定容量 对室内变压器其实际容量为 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 18 2 变压器的正常过负荷能力对于油浸式变压器 其允许过负荷包括以下两部分 1 由于昼夜负荷不均匀而考虑的过负荷 由日负荷率和最大负荷持续时间确定 2 由于夏季欠负荷而在冬季考虑的过负荷 夏季每低1 冬季可过负荷1 但不得超过15 以上两部分过负荷同时考虑 室外变压器过负荷不得超过30 室内变压器过负荷不得超过20 干式变压器一般不考虑正常过负荷 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 3 变压器的故障过负荷能力在事故情况下 允许短时间较大幅度的过负荷运行 而不论故障前负荷大小 但运行时间不得超过规定时间 19 4 4变电所常用的电气设备 4 4 1高压断路器1 作用 正常工作时断开和接通负荷电流 短路时断开短路电流 2 图形符号 3 文字符号 QF4 型号 5 种类和结构 少油断路器油仅作灭弧介质 SF6断路器利用SF6气体作为绝缘和灭弧介质 真空断路器 真空 作为绝缘和灭弧介质 灭弧演示1 2 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 20 4 4 2高压隔离开关 1 作用 正常时隔离电源 保证人身和设备安全 2 图形符号 3 文字符号 QS4 型号 5 种类和结构户内式 GN24户外式 GW10 35 400 合闸 分闸 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 21 4 4 3高压负荷开关 1 作用 通断负荷电流和过负荷电流 2 图形符号 3 文字符号 QL4 型号 5 种类和结构户内式 FN3 10RT户外式 FW8 10 400 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 22 4 4 4高压熔断器 1 作用 过载 短路保护 2 图形符号 3 文字符号 FU4 型号 5 种类和结构 1 RN系列RN1型用于电力变压器和电力线路短路保护 RN2型用于电压互感器的短路保护 主要由熔管 触头座 动作指示器 绝缘子和底板构成 熔管一般为瓷质管 熔丝由单根或多根镀银的细铜丝并联绕成螺旋状 熔丝埋放在石英砂中 熔丝上焊有小锡球 2 RW系列用于配电变压器或电力线路的短路保护和过负荷保护 其结构主要由上静触头 上动触头 熔管 熔丝 下动触头 下静触头 瓷安装板等组成 熔断器 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 23 4 4 5互感器 1 作用 1 将高电压 高电流变换成低电压 小电流供仪表 继电器使用 2 隔离电源保证人身 仪表安全 3 使仪表 继电器制造标准化 2 电流互感器 1 图形符号 2 文字符号 TA 3 型号 4 工作原理 一 二次饶组与一 二次电路串联 工作时接近于短路状态 电流互感器的变流比用Ki表示 则 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 24 5 接线方式 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 25 一相式接线B相装一个电流互感器 如图4 15a所示 能测量一相电流 用于三相负荷平衡系统 供测量电流和过负荷保护 两相式接线这种接线也叫不完全星形接线 如图4 15b所示 能测量三个相电流 公共线上的电流为 广泛用于中性点不接地系统 测量三相电流 电能及作过电流保护之用 两相电流差接线这种接线又叫两相一继电器式接线 如图4 15c所示 流过电流继电器线圈的电流为两相电流之差 其量值是相电流的倍 适用于中性点不接地系统 作过电流保护之用 三相星形接线由于每相均装有互感器 能反映各相电流 广泛用于三相不平衡高压或低压系统中 作三相电流 电能测量及过电流保护之用 如图4 15d所示 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 26 5 电流互感器的主要性能 准确级电流互感器测量线圈的准确级设为0 1 0 2 0 5 1 3 5六个级别 数值越小越精确 保护用的互感器或线圈的准确级一般为 和10 级两种 准确级的含义是 在额定频率下 二次负荷为额定负荷的25 100 之间 功率因数为0 8时 各准确级的电流误差和相位误差不超过规定的限值 在上述条件下 1级电流误差为0 1 保护用电流互感器 10 级的电流误差分别为1 和3 其复合误差分别为5 和10 线圈铁芯特性测量用的电流互感器的铁芯在一次电路短路时易于饱和 以限制二次电流的增长倍数 保护仪表 保护用的电流互感器铁芯则在一次电流短路时不应饱和 二次电流与一次电流成比例增长 以保证灵敏度要求 变流比与二次额定负荷电流互感器的一次额定电流有多种规格可供用户选择 二次绕组都规定了额定负荷 二次绕组回路所带负荷不应超过额定负荷值 否则会影响精确度 6 使用注意事项 工作时二次侧不得开路 二次侧一端必须接地 接线时注意极性 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 27 3 电压互感器 1 图形符号 2 文字符号 TV 3 型号 4 工作原理 一 二次饶组与一 二次电路并联 工作时接近于断路状态 电压互感器的变压比用Ku表示 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 28 5 接线方式 一相式接线采用一个单相电压互感器如图4 19 所示 供仪表和继电器测量一个线电压 如用作做备用线路的电压监视 两相式接线又叫V V形接线 采用两个单相电压互感器如图4 19b所示 供仪表和继电器测量三个线电压 Y0 Y0形接线采用三个单相电压互感器如图4 19c所示 供仪表和继电器测量三个线电压和相电压 在小电流接地系统中 这种接线方式中的测量相电压的电压表应按线电压选择 采用三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱式电压互感器接成Y0 Y0 形 图4 19d 其中一组二次绕组接成Y0 供测量三个线电压和三个相电压 另一组绕组 零序绕组 接成开口三角形 接电压继电器 当线路正常工作时 开口三角两端的零序电压接近于零 而当线路上发生单相接地故障时 开口三角两端的零序电压接近100V 使电压继电器动作 发出信号 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 29 a 一相式接线 b 两相V V形接线 c 三相星形接线 d 三相三绕组接线 7 使用注意事项 工作时二次侧不得短路 装熔断器 二次侧一端必须接地 接线时注意极性 6 电压互感器的准确级电压互感器的二次绕组的准确级规定为0 1 0 2 0 5 1 3五个级别 保护用的电压互感器规定为3P级和6P级 用于小电流接地系统电压互感器 如三相五芯柱式 的零序绕组准确级规定为6P级 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 30 4 4 6避雷器 1 作用 用于保护电力系统中电气设备的绝缘免受沿线路传来的雷电过电压或由操作引起的内部过电压的损害 2 图形符号 3 文字符号 F4 种类 1 保护间隙避雷器 2 管型避雷器 3 阀型避雷器 有普通阀型避雷器FS FZ型和磁吹阀型避雷器 4 氧化锌避雷器具有良好的非线性 动作迅速 残压低 通流容量大 无续流 结构简单可靠性高 耐污能力强等优点 实图 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 31 4 4 7高压开关柜 1 作用 按一定的线路方案将有关一次设备和二次设备组装在柜内 节约空间 安装方便 2 种类和结构固定式移开式 表4 3主要高压开关柜型号及外型尺寸 注 括号内数字适用于架空进 出 线柜 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 32 4 4 8低压电气设备 1 低压配电屏 1 作用 按一定的线路方案将有关低压设备组装在一起的成套配电装置 2 种类 低压抽屉式开关柜GCL1 GCK1系列低压固定开关柜PGL1 PGL2 GGD系列型号 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 33 2 低压熔断器 表4 2低压熔断器的分类及用途 注 R 熔断器 M 密闭管式 L 螺旋式 T 有填料式 S 快速式 Z 自复式 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 34 3 低压断路器 1 作用 能带负荷通断电路 在短路 过负荷 欠压或失压的情况下自动跳闸 2 型号 3 种类和结构DZ型塑壳式低压断路器DW型万能式低压断路器它由触头 灭弧装置 转动机构和脱扣器等部分组成 脱扣器种类 分励脱扣器用于远距离跳闸 欠压或失压扣脱器用于欠压或失压 零压 保护时 当电源电压低于定值时自动断开断路器 热脱扣器用于线路或设备过载保护过流脱扣器用于短路 过负荷保护 分瞬时短路脱扣器和过流脱扣器 过流脱扣器又分长延时和短延时两种 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 35 4 5变电所的主接线 一 变配电所由一次回路和二次回路构成 1 一次回路供配电系统中承担输送和分配电能任务的电路 称一次回路 也称为主电路或主接 结 线 一次电路中所有的电气设备称为一次设备 如电力变压器 断路器 互感器等 2 二次回路凡用来控制 指示 监测和保护一次设备运行的电路 叫二次回路 也叫二次接 结 线 二次回路中所有电气设备都称为二次设备或二次元件 如仪表 继电器 操作电源等 变配电所的主接线是表示电能输送和分配的电路图 又称一次电路图 在变配电所主接线中 将各种开关电器 电力变压器 母线 导线和电力电缆 并联电容器等电气设备用其图形符号表示 并以一定次序连接 通常以单线来表示三相系统 变配电所的主接线有两种表示形式 1 系统式主接线该主接线仅表示电能输送和分配的次序和相互的连接 不反映相互排位置 主要用于主接线的原理图中 2 配置式主接线该主接线按高压开关柜或低压配电屏的相互连接和部署位置绘制 常用于变配电所的施工图中 4 5 1变配电所主接线概述 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 36 二 对变电所主接线的要求 变电所的主接线是实现电能输送和分配的一种电气接线 在变电所主接线图中将导线或电缆 电力变压器 母线 各种开关 避雷器 电容器等电气设备有序地连接起来 只表示相对电气联接关系而不表示实际位置 通常以单线来表示三相系统 1 安全充分保证人身和设备的安全 2 可靠应满足用电单位对供电可靠性的要求 3 灵活能适应各种不同的运行方式 操作检修方便 4 经济主接线设计应简单 投资少 运行管理费用低 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 37 4 5 2变电所常用主接线 1 线路 变压器组单元接线 结构 当只有一路电源供电线路和一台变压器时 可采用线路 变压器组接线 特点 接线简单 所用电气设备少 配电装置简单 节约建设投资 该单元中任一设备发生故障时 变电所全部停电 可靠性不高 适用范围 小容量三级负荷 小型工厂或非生产性用户 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 38 2 单母线接线 1 单母线不分段接线 结构 特点 接线简单清晰 使用设备少 经济性比较好 发生误操作的可能性小 可靠性和灵活性差 当电源线路 母线或母线隔离开关发生故障或进行检修时 全部用户供电中断 适用范围 三级负荷 有备用电源的二级负荷 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 39 2 单母线分段接线 结构 可采用隔离开关或断路器分段 隔离开关分段因倒闸操作不便 现已不再采用 单母线分段接线可以分段单独运行 也可以并列同时运行 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 40 特点 供电可靠性高 操作灵活 采用分段单独运行时 当任一段母线发生故障或检修时 仅停止对该段母线所带负荷的供电 当任一电源线路故障或检修时 可经 倒闸操作 恢复该段母线所带负荷的供电 母线故障或检修时 仍有50 左右的用户停电 倒闸操作 的原则 接通电路时先闭合隔离开关 后闭合断路器 切断电路时先断开断路器 后断开隔离开关 采用并列运行时 若遇电源检修 无需母线停电 只需断开电源的断路器及其隔离开关 调整另外电源的负荷就行 但是当母线故障或检修时 就会引起正常母线的短时停电 适用范围 有两路电源进线时 三路高压电源供电单母线分段接线 用于高层宾馆饭店 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 41 3 桥式接线 桥式接线是指在两线路 变压器组接线的高压侧间跨接一个断路器 犹如一座桥 1 内桥式接线 断路器跨在进线断路器的内侧 靠近变压器 称为内桥式接线 结构 如右图 特点 接线简单 经济 可靠性高 安全 灵活 线路检修或故障时由另一路电源供电 变压器检修或故障时经倒闸操作恢复供电 适用范围 适用于电源进线线路较长 负荷比较平稳 变压器不需要经常操作 没有穿越功率的终端总降压变电所 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 42 2 外桥式接线 断路器跨在进线断路器的外侧 靠近电源侧 称为外桥式接线 结构 特点 接线简单 经济 可靠性高 安全 灵活 变压器检修或故障时不影响供电 线路检修或故障时经倒闸操作 变压器由另一路外桥供电 适用范围 电源进线线路较短 负荷变化大 变压器操作频繁 有穿越功率流经的中间变电所 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 43 4 5 3总降变电所主接线 35 110 6 10kV 大中型企业都设置总降压变电所 将35 110kV电源电压降至6 10kV后 分配给各车间变电所 1 单电源进线的总降压变电所主接线 1 一次侧线路 变压器组 二次侧单母线不分段主接线总降压变电所为单电源进线一台变压器时 主接线采用一次侧线路 变压器组 二次侧单母线不分段接线 又称一次侧无母线 二次侧单母线不分段主接线 这种主接线经济简单 可靠性不高 适用于负荷不大的三级负荷情况 线路 变压器组主接线 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 44 2 一次侧单母线不分段 二次侧单母线分段主接线 单电源进线两台变压器时 总降压变电所主接线采用一次侧单母线不分段 二次侧单母分段接线 提高了供电可靠性 但单电源供电的可靠性不高 因此这种接线适用于负荷昼夜变化大三级负荷及部分二级负荷 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 45 2 双回电源进线总降压变电所主接线 由于采用双回电源进线 总降压变电所主变压器一般都在两台或两台以上 1 一二次侧均采用单母分段主接线由于进线开关和母线分段开关均采用了断路器控制 操作十分灵活 供电可靠性较高 适用于大中型企业的一 二级负荷供电 双电源单母分段主接线 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 46 2 桥式主接线 供电可靠性较高 操作灵活 适用于大中型企业的一 二级负荷供电 若供电线路长 负荷比较平稳 变压器不需要经常操作 没有穿越功率 总降压变电所采用内桥式接线 反之采用外桥式主接线 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 47 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 4 5 5独立变电所主接线 6 10 0 38kV 1 单电源进线的独立变电所主接线对于三级负荷且负荷不太大的企业变电所常采用单电源进线 1 一次侧单母线不分段 二次侧单母线分段主接线 2 一次侧线路 变压器组接线 二次侧单母线不分段主接线 48 独立变电所单电源装二台变压器 配变 时采用一次侧单母线不分段 二次侧单母线分段主接线 这种接线可靠性不高 适用于三级负荷 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 1 一次侧单母线不分段 二次侧单母线分段主接线 49 2 一次侧线路 变压器组接线 二次侧单母线不分段主接线 独立变电所单电源一台变压器时 采用一次侧线路 变压器组接线 二次侧单母线不分段主接线 这种接线比较简单 可靠性也不高 适用于三级负荷的小型变电所 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 50 2 双电源进线独立变电所主接线 双电源进线独立变电所的主接线一般采用一 二次侧单母线分段接线 这种接线适用于有一 二级负荷的企业 变电所有两台或两台以上变压器 双回路电源进线高压侧采用单母线分段后 供电可靠较高 操作灵活方便 当电源进线采用一用一设备时 装备用电源自动投入装置 可提高供电可靠性 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 51 4 5 6车间变电所主接线 1 电缆进线一次侧线路 变压器组接线 二次侧单母线不分段接线 2 架空进线一次侧线路 变压器组接线 二次侧单母线不分段接线 车间变电所的主接线 一般比较简单 1 单台变压器的车间变电所主接线一次侧为线路 变压器组接线 二次侧为单母线不分段接线 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 52 2 双回路进线两台变压器的车间变电所主接线 采用一次侧双线路 变压器组接线 二次侧单母线分段接线 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 53 4 5 6配电所主接线 配电所起接受和分配电能的作用 其位置应当尽量靠近负荷中心 经常和车间变电所设在一起 每个配电所的馈电线路一般不少于4 5回 配电所一般为单母线制 根据负荷的类型及进出线数目可考虑将母线不分段或分段 图4 38是双回路进线配电所单母线分段主接线 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 54 选讲内容 建筑物变电所主接线 1 一般民用建筑变电所主接线9层及以下多层住宅 机关 学校等均为 级负荷的一般民用建筑 一般多幢民用建筑共用1个变电所 单回电源1台变压器 由于总用电负荷较小 变压器容量不大 故高压侧无须设置高压开关柜 只在低压侧设置低压配电屏 采用放射式或树干式配电方式对各建筑物供电 a 630kVA及以下露天变电所接线 b 320kVA及以下室内变电所接线 c 320kVA以上室内变电所接线一般民用建筑变电所主接线 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 55 2 高层民用建筑变电所主接线 9层以上高层民用住宅 10层及以上高层科研楼和10层以上高层办公楼均属于高层民用建筑 其用电负荷特点是 19层及以上高层住宅的消防泵 排烟风机 消防电梯 事故照明及疏散诱导标志等消防用电设备为 级负荷 19层以下的消防用电设备为 级负荷 客梯也为 级负荷 照明 空调器等各种家用电器为 级负荷 高层科研楼的实验设备等动力负荷容量一般较大 可全部负荷的80 以上 但利用率较低 多属于 级负荷 高层办公大楼则主要是照明 空调器和插座等 为 级负荷 但它们的消防用电设备均为 级负荷 对于 级负荷应双路独立电源供电 级负荷也应两个电源供电 变电所内应设置两台电力变压器 采用一路主供 一路备用的供电方式集中供电 变电所内两台变压器的低压母线上引出低压双路电源 其中一路照明 另一路为动力 事故照明可在总配电室内提供能自动切换的照明 动力两个电源 消防泵 电梯和排烟机等负荷也可获得一用一备 自动投切的两个电源 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 56 4 26高层民用建筑变电所高压主接线 a 无母联开关的单母线分段 b 单母线接线 c 有母联开关的单母线分段 高层民用建筑变电所主接线如图4 26所示 图4 26 a 为两路高压电源同时供电 单母线分段 不设母线联络开关 图4 26 b 为两路高压电源互为备用 单母线接线方式 故障时作为备用的电源自动投入 运行灵活性较高 图4 26 c 为两路高压电源同时供电 单母线分段 并设置母线联络开关 当任何一路电源故障时 其进线断路器跳闸 母线联络开关自投 对故障电源侧的负荷供电 这种接线方式较为复杂 投资费用增大 但供电可靠性和运行灵活性大大提高 是目前高层民用建筑中广泛采用的方案之一 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 57 高层民用建筑变电所的典型高低压配电系统主接线如图4 27所示 在高 低压侧均设置母联开关QF1 QF2 并增设了柴油发电机组和相应的母联转换开关QFL3 本系统可适用于高层民用建筑的各级负荷 4 27高层民用建筑变电所的典型主接线 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 58 3 高层宾馆饭店变电所主接线 现代高层宾馆饭店等旅游性建筑与一般高层民用建筑不同 其内部设施齐全 即集居住 商业 办公 娱乐等功能于一身 形成高标准的多元化功能 建筑内部配套电气设备多 以满足现代化办公 管理 娱乐和生活的需要 同时还具有人员密度大 火灾隐患多 对消防保安要求高的特点 建筑内多为 级负荷 应设置两个及以上独立电源同时供电 另外 还须考虑设置应急备用发电机组 以供给事故照明 消防设备 电子计算机 电梯等的事故用电 一般要求在发生事故后15s内自动恢复供电 从而确保供电的可靠性 可采用如图4 26 b c 所示的变电所高压主接线方案 两路电源为引自城市电网的独立电源 可采用三路高压电源供电方案 如图4 28所示 4 28三路高压电源进线的变电所主接线 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 59 4 29现代高层宾馆饭店变电所高低压配电系统典型接线 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 60 4 组合式变电所主接线 组合式变电所愈来愈多地应用于中小型企业 住宅小区 高层建筑 组合式变电所是将高 低压开关柜 电力变压器等组合为一体的接线方式 典型组合式变电所主接线如图4 30所示 是由高压组合单元 低压组合单元和变压单元组成 a 户内组合式变电所 b 户外组合式变电所4 30典型组合式变电所主接线 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 61 4 5 7主接线实例 1 独立变电所主接线该变电所一路电缆线路进线 装两台S9 800kVA10 0 4 0 23kV变压器 选用5台KGN 10型固定式开关柜 其中进线柜 计量柜和电压互感器 避雷器柜各1只 馈线柜2只 2 总降变电所主接线该35 10KV变电所两路电源架空进线 两台主变 总降变电所主接线一二次侧均采用单母线分段主接线 35kV和10KV主接线选用移开式开关柜构成 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 62 2 总降变电所主接线 该35 10KV变电所两路电源架空进线 两台主变 总降变电所主接线一二次侧均采用单母线分段主接线 35kV和10KV主接线选用移开式开关柜构成 3 高压配电所主接线该高压配电所双回路进线 配电所主接线为单母线分段主接线 10kV配电所主接线示意图 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 63 返回 64 4 6变电所的布置和结构 4 6 1变电所的布置1 布置方案 变电所的布置型式有户内 户外和混合式三种 变电所一般采用户内式 户内式又分为单层布置和双层布置 视投资和土地情况而定 35kV户内变电所宜采用双层布置 6 10kV变配电所宜采用单层布置 变电所的布置主要由变压器室 高压配电室 低压配电室 电容器室 控制室 值班室 休息室 工具间等组成 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 65 1 高压配电室 2 变压器室 3 低压配电室 4 值班室 5 高压电容器室 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 66 2 布置要求 1 室内布置应紧凑合理 便于值班人员操作 检修 试验 巡视和搬运 配电装置安放位置应保证所要求的最小允许通道宽度 考虑今后发展和扩建的可能 2 合理布置变电所各室位置 高压电容器室与高压