工厂供电课件第4讲

内容提要：本章介绍了用户供电系统的电力负荷与负荷计算，介绍了供电电压以及电源的选择，还介绍了配电系统的设计，最后简单介绍了供电系统的电能节约与电能质量控制。,第2章用户供电系统,第2章用户供电系统,典型用户供电系统示意图,第2章用户供电系统,第一节电力负荷与负荷计算第二节供电电压与电源的选择第三节用户变电所第四节变电所的电气主接线第五节变电所的二次接线第六节高低压配电网第七节用户供电系统的电能损耗与节约第八节供电系统的方案比较,组成、位置、变压器的选择、主要电气设备,第2章用户供电系统,第四节变电所的电气主接线,变电所电气设备通常分为一次设备和二次设备，其控制接线又可分为一次接线和二次接线。,一次接线又称一次回路、主电路、主接线，是指将一次设备按照运行规律相互连接而成的电路；实现电能的生产、输送、分配之功能。,第四节变电所的电气主接线,第四节变电所的电气主接线,一次设备主要包括：变换设备：变压器、互感器（PT、CT）等；控制设备：高低压开关、断路器等；保护设备：熔断器、避雷器等；补偿设备：并联电容器；成套设备：高低压开关柜、低压配电屏、动力和照明配电箱等；配电线路：母线、电缆、架空线路；,第四节变电所的电气主接线,电气主接线是指变电所中将各种开关设备、电力变压器、母线、电流互感器以及电压互感器等主要电气设备（一次设备），按照一定顺序用导线连接而成，用以接受、传输和分配电能的电路，也称为主电路。,1、什么是电气主接线？,一、电气主接线及其要求,第四节变电所的电气主接线,一、电气主接线及其要求,电气主接线图：将电气主接线中的设备用标准的图形符号和文字符号表示的电路图。,2、用什么表示？,由于三相交流电气设备的每相结构一般是相同的，所以电气主接线图一般绘成单线图，只是在局部需要表明三相电路不对称连接时，才将局部绘制成三线图。,图为工厂供配电系统电气主接线的单线图电气主接线将各种主要的直接参与电能接受、电压变换、电能分配的电气设备联接成有机的整体；,第四节变电所的电气主接线,电气主接线是整个供配电系统的骨架，决定着整个系统的总体结构，与系统的可靠性、灵活性、经济性等密切相关。选择电气主接线形式是相当重要的。,第四节变电所的电气主接线,第四节变电所的电气主接线,六、变电所主接线的绘制,第四节变电所的电气主接线,第四节变电所的电气主接线,3、电气主接线的基本要求：,一、电气主接线及其要求,安全：可靠：灵活：经济：,必须遵照国家标准和电气设计规范的要求；人身安全+设备安全,满足各级负荷对供电可靠性的要求；力求简单清晰，减少电气设备的数目。,能够适应不同的运行方式，便于切换操作和检修；适应负荷的发展。,在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属消耗量。,第四节变电所的电气主接线,1、什么是母线？什么是母线制？,二、母线制,母线是从配电变压器或电源进线到各条馈出线路之间的电气主干线，它起着从电源接收电能和给各馈出线分配电能的作用。母线制是指电源进线与各馈出线之间的连接方式。,第四节变电所的电气主接线,二、母线制,在任何变电所中，总是进线少，出线多。由于进出线各回路之间需有一定的电气安全间隔，所以无法从一处同时引出多个回路；而采用母线装置才能保证电路接线的安全性和灵活性，所以在复杂的系统中一般都设置母线。,2、为什么设置母线？,3、母线制的形式：,单母线制、单母线分段制、双母线制高压变电站还有双母线分段等,第四节变电所的电气主接线,1、单母线制,二、母线制,第四节变电所的电气主接线,1、单母线制,二、母线制,什么情况下用？只有一路进线时采用,优点：接线清晰，设备少，经济性较好，不易误操作。,缺点：可靠性差和灵活性差。当电源进线、母线或者母线隔离开关发生故障或者进行检修时，必须断开所有回路的电源，造成全部用户供电中断。,适用范围：单电源进线的三级负荷用户以及具有备用电源的二级负荷用户；,第四节变电所的电气主接线,2、单母线分段制,二、母线制,图2-13单母线分段制a)用隔离开关分段b)用断路器分段,第四节变电所的电气主接线,第四节变电所的电气主接线,2、单母线分段制,二、母线制,什么情况下用？双电源进线,优点：供电可靠性高，操作灵活。,缺点：在母线、母线隔离开关发生故障或者检修时，仍有50%的用户停电；,适用范围：二类负荷和部分一类负荷特别是装设了备用电源自动投入装置后，更加提高了用断路器分段的单母线供电的可靠性。该方式广泛用于10KV及以下的变配电所。,第四节变电所的电气主接线,3、双母线制,二、母线制,解决单母线分段接线在母线、母线隔离开关检修或者故障时，需要停电的弊端。提供双母线接线方式，两条母线互为备用：工作母线和备用母线。可以向一二级负荷供电。,第四节变电所的电气主接线,3、双母线制,图2-14双母线制,任一回电源进线以及用户出线都有一台断路器和两组隔离开关分别接到两组母线上。正常运行时，工作母线带电，备用母线不带电；正常运行时，正常母线上的所有隔离开关全部闭合，而备用母线上的隔离开关全部断开。,第四节变电所的电气主接线,3、双母线制,二、母线制,优点：检修方便：工作母线发生故障时，通过备用母线能迅速恢复供电。供电可靠：可以轮流检修母线而不中断用户供电。,缺点：开关数目增多，造价高，经济性差，联锁机构复杂，工作母线停电时，仍会短时停电。,适用范围：特别重要的负荷。对用户供电系统不推荐采用双母线制。,图2-7用户供电系统结构框图1总降压变电所2配电所310(6)kV变电所4高压用电设备,第四节变电所的电气主接线,1、单线路变压器组方式,三、总降压变电所的主接线,(线路变压器组方式、桥形接线方式),特点：一条进线+一台变压器,优点：电气设备少，接线简单，配电装置简单，节约投资，占地面积小。,缺点：当任一设备检修时，全部设备停止工作。,适用范围：小容量三级负荷、小型工厂或非生产性用户。,第四节变电所的电气主接线,1、单线路变压器组方式,三、总降压变电所的主接线,(a)变压器内部故障时？(QF1，QF2变压器差动保护装置动作)；变压器二次侧母线故障时？(QF2)；检修变压器及断路器时？（倒闸顺序，自动化系统有五防功能）,(c)用于35/0.4kV直接降压变电所，变压器过电流及内部故障？二次侧低压母线故障？（与a比较不用配置变压器差动保护装置，更节省，跌落式熔断器）,第四节变电所的电气主接线,1、单线路变压器组方式,三、总降压变电所的主接线,(b)与(a)的区别？变压器内部故障时？上级变电站线路保护装置动作变压器检修时？QS1可切断空载电流。,使用条件:(1)专线供电(2)供电线路短,靠上级保护(3)容量小，QS1可切断空载电流,第四节变电所的电气主接线,跌落式熔断器（）,第四节变电所的电气主接线,2、双线路变压器组+母线分段,三、总降压变电所的主接线,使用条件:两回电源进线缺点:某回线路一个元器件故障时，L和T得不到充分利用。,第四节变电所的电气主接线,3、桥形接线,特点：在两台变压器一次侧进线处用一桥臂将两回线路连起来。,区别：桥臂与断路器的相对位置。,图2-17桥形接线方式a)内桥接线b)外桥接线,内桥：适用于线路长、不需要经常切换变压器外侨：适用于线路短、需要经常切换变压器,第四节变电所的电气主接线,10(6)kV配电所(或总降压变电所的配电部分)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，每个配电所的馈出线路一般不少于45回。,四、10(6)kV配电所的主接线,在配电母线上常设有电压互感器、避雷器、静电电容器、所用变压器等。,配电所的配电母线可以是单母线或单母线分段制。,第四节变电所的电气主接线,四、10(6)kV配电所的主接线,图2-18配电所10(6)kV电源进线的接线方式,适用情况：,(a)需带负荷操作或有继电保护和自动装置要求的情况。,(b)专线供电，且继电保护和自动装置无要求的情况。（现在很少使用）,第四节变电所的电气主接线,四、10(6)kV配电所的主接线,图2-19配电所10(6)kV馈出线的接线方式,适用情况：,(a)负荷较大或需要频繁操作的下一级配电所或高压用电设备,(b)低压侧与其它电源无联系，没有倒送电可能的线路,(d)小容量设备：500kVA的辅助车间变压器（熔断器式负荷隔离开关）,(c)更小容量设备:电压互感器，所用变压器等,第四节变电所的电气主接线,五、10(6)kV变电所的主接线,图2-20由电缆供电的10(6)kV变电所典型主接线,10(6)kV变电所供电线路往往较短，并考虑环境美化因素，常采用电缆配电。,(a)高压侧无开关，变压器的操作和保护在上一级实现。,(b)需要在车间变电所操作空载变压器时,变压器容量630kVA,(c)需要在车间变电所操作空载变压器时（负荷隔离开关）,第四节变电所的电气主接线,负荷隔离开关（可拉断正常负荷，一般不能拉断短路电流，有简单灭弧装置）,第四节变电所的电气主接线,图2-21由架空线供电的10(6)kV变电所典型主接线（老式）,第四节变电所的电气主接线,五、10(6)kV变电所的主接线,图2-22变电所低压馈出线的典型接线方式,热继电器是由流入热元件的电流产生热量，使有不同膨胀系数的双金属片发生形变，当形变达到一定距离时，就推动连杆动作，使控制电路断开，从而使交流接触器失电，主电路断开，实现过载保护。a)熔断器式隔离开关;c)和f)中的断路器现在都使用空气开关（微型断路器），c）最常用。,第四节变电所的电气主接线,交流接触器（能拉断正常负荷，不能拉断短路电流，有控制回路）,第四节变电所的电气主接线,六、变电所主接线的绘制,绘制变电所主接线图时，所有电气设备均表示成处于不带电状态。通常，变电所主接线的高低压部分分别绘制。,变电所主接线图应说明：电源电压、电源进线回路数和线路结构；变电所的接线方式和运行方式；高压开关柜和低压配电屏的类型和电路方案；高低压电气设备的型号及规格；各条馈出线的回路编号、名称及容量等。,变压器/或电压互感器Y-Y-接线法,第四节变电所的电气主接线,书中图2-23，这个断路器是小车式断路器，代表小车，作用相当于隔离开关。开关断开，可以将小车拉出到试验位置，使小车的动静触头分开，并隔离，相当于冷备用（停用）状态，在试验位置可以做开关的动作试验，保护动作试验等。开关检修、直阻测试、耐压试验的时候