供配电技术(第四章)

1、本章要求：本章要求：1. 掌握供配电系统的电压选择掌握供配电系统的电压选择2. 了解变电所位置的确定方法了解变电所位置的确定方法 3. 认识变电所的一次设备和主接线认识变电所的一次设备和主接线4.了解变电所的布置和结构了解变电所的布置和结构4.1 电压的选择电压的选择一、供电电压确定一、供电电压确定 (2)企业负荷大小及距离电源线路远近企业负荷大小及距离电源线路远近 供电电压是指供配电系统从电力系统所取得的电源供电电压是指供配电系统从电力系统所取得的电源电压。主要取决于以下因素电压。主要取决于以下因素(1)电力部门所能提供的电源电压电力部门所能提供的电源电压(3)企业大型设备的额定电压决定了企

2、业的供电电压企业大型设备的额定电压决定了企业的供电电压 导线的截面积、负荷的功率因数、电价制度等也是导线的截面积、负荷的功率因数、电价制度等也是影响供电电压的因素影响供电电压的因素 各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离见表各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离见表4-1（P70页）页） 配电电压是指用户内部向用电设备配电的电压等配电电压是指用户内部向用电设备配电的电压等级。分为高压配电电压和低压配电电压。级。分为高压配电电压和低压配电电压。二、配电电压二、配电电压 1高压配电电压高压配电电压 用户内部的高压配电电压通常采用用户内部的高压配电电压通常采用l0kV或或6kV，一般情况下，优先

3、采用一般情况下，优先采用l0kV高压配电电压。如果用高压配电电压。如果用户环境条件允许，也可采用户环境条件允许，也可采用35kV。高压电压有：高压电压有：500kV，220kV ，10kV，6kV。2低压配电电压低压配电电压低压电压有：低压电压有：660V，380V，220V。我国规定低压配电电压等级为我国规定低压配电电压等级为380V220V。 一、变电所的类型一、变电所的类型4.2 变电所的配置变电所的配置 变电所是接受电能、变换电压、分配电能的环节，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

4、的地位和作用，分为以下几种类型。电系统中的地位和作用，分为以下几种类型。 1、总降压变电所：由地区供电电源的电压等级、总降压变电所：由地区供电电源的电压等级和用户负荷的大小及分布情况而设置。和用户负荷的大小及分布情况而设置。2、车间变电所、车间变电所 车间变电所主要有以下两种类型的变电所。车间变电所主要有以下两种类型的变电所。 (1) 车间附设变电所车间附设变电所内附式内附式(如下图中的如下图中的1、2） 外附式外附式(如下图中的如下图中的3、4)车间变电所的类型车间变电所的类型 车间附设变电所车间附设变电所适合生产面积比较紧凑和生产流程适合生产面积比较紧凑和生产流程要经常调整、设备也要相应变

5、动要经常调整、设备也要相应变动的生产车间的生产车间。 (2) 车间内变电所车间内变电所 (如上图中的如上图中的5)： 适合负荷较大、适合负荷较大、且负荷中心在厂房中央的多跨厂房且负荷中心在厂房中央的多跨厂房。 6、露天、露天(或半露天或半露天)变电所变电所 (如上图中的如上图中的6)。适合。适合周围环境条件正常，无腐蚀性、爆炸性气体和粉尘周围环境条件正常，无腐蚀性、爆炸性气体和粉尘的场所。的场所。 3、独立变电所、独立变电所 (如上图中的如上图中的7)。一般电力系统中。一般电力系统中的大型变配电所和工厂的总变配电所采用独立式。的大型变配电所和工厂的总变配电所采用独立式。 4、地下变电所、地下变

6、电所 (如上图中的如上图中的9)。适合高层建筑、。适合高层建筑、地下工程和矿井中。地下工程和矿井中。 5、楼上变电所、楼上变电所 (如上图中的如上图中的10)。适合高层建筑。适合高层建筑。变电所一律采用干式变压器，真空断路器或六氟化变电所一律采用干式变压器，真空断路器或六氟化硫断路器。硫断路器。 7、杆上变电台、杆上变电台 (如上图中的如上图中的8)。适合用于容量在。适合用于容量在315kVA及以下的变压器，而且多用于生活区供电。及以下的变压器，而且多用于生活区供电。 9、移动式变电所、移动式变电所 整个变电所装设在可移动的车整个变电所装设在可移动的车上。主要用于坑道作业及临时施工现场供电。上

7、。主要用于坑道作业及临时施工现场供电。 8、成套变电所、成套变电所 由电器制造厂按一定接线方案成由电器制造厂按一定接线方案成套制造、现场装配的变电所。适合高层建筑等。套制造、现场装配的变电所。适合高层建筑等。二、变电所的位置选择二、变电所的位置选择1、变电所位置选择的原则：、变电所位置选择的原则：P73页页 负荷指示图是将负荷指示图是将电力负荷（电力负荷（Pc）按一定比例）按一定比例(例例如以如以lmm2面积代表若干面积代表若干kW)用负荷圆的形式用负荷圆的形式，标示，标示在企业或车间的平面图上。在企业或车间的平面图上。 2、负荷中心确定：负荷中心可以用负荷指示图、负荷中心确定：负荷中心可以用

8、负荷指示图或负荷功率矩的计算法近似确定。或负荷功率矩的计算法近似确定。(1) 负荷指示图负荷指示图 负荷圆的半径负荷圆的半径r，由车间的计算负荷，由车间的计算负荷 推得：推得：式中，式中，K为负荷圆的比例为负荷圆的比例(kWmm2)。 右图是某企业的负右图是某企业的负荷指示图。由负荷指荷指示图。由负荷指示图可以直观和概略示图可以直观和概略地确定企业或车间的地确定企业或车间的负荷中心，再结合上负荷中心，再结合上述变配电所所址选择述变配电所所址选择的其他条件全面考虑，的其他条件全面考虑，分析比较几个方案，分析比较几个方案，最后择其最佳方案来最后择其最佳方案来确定变配电所所址。确定变配电所所址。 (

9、2) 按负荷功率矩法确定负荷中心按负荷功率矩法确定负荷中心 有负荷有负荷P1，P2，P3。它们在任选的直角坐标系中。它们在任选的直角坐标系中的坐标如下图所示，经推导可得负荷中心的坐标的坐标如下图所示，经推导可得负荷中心的坐标负荷分布与公式推导负荷分布与公式推导(3) 按负荷电能矩法确定负荷中心按负荷电能矩法确定负荷中心 按负荷指示图确定负荷中心比较粗略。要比较精按负荷指示图确定负荷中心比较粗略。要比较精确地确定负荷中心，则可用负荷矩法。确地确定负荷中心，则可用负荷矩法。按负荷电能矩法确定负荷中心的公式为：按负荷电能矩法确定负荷中心的公式为：3、变电所位置的确定、变电所位置的确定 根据上述两种方

10、法，综合考虑变电所位置选择的根据上述两种方法，综合考虑变电所位置选择的原则可确定变电所的位置。但大多数工厂变电所的原则可确定变电所的位置。但大多数工厂变电所的位置都是靠近负荷中心且偏向电源侧。位置都是靠近负荷中心且偏向电源侧。一、变压器型号选择一、变压器型号选择4.3 变压器的选择变压器的选择变压器的型号表示及含义如下：变压器的型号表示及含义如下： 变压器常用的型号有油浸自冷电力变压器（变压器常用的型号有油浸自冷电力变压器（S9、SL7等）；干式电力变压器（等）；干式电力变压器（ SC、SCZ、SG3等）。等）。 二、变压器台数和容量的确定二、变压器台数和容量的确定 1总降压变电所主变压器台数

11、和容量的确定总降压变电所主变压器台数和容量的确定 (1)变压器台数的确定变压器台数的确定 应满足用电负荷对可靠性的要求。在有一、二级应满足用电负荷对可靠性的要求。在有一、二级负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术、经负荷的变电所中，选择两台主变压器，当在技术、经济上比较合理时，主变压器选择也可多于两台；济上比较合理时，主变压器选择也可多于两台； 对季节性负荷或昼夜负荷变化较大的宜采用经济对季节性负荷或昼夜负荷变化较大的宜采用经济运行方式的变电所，技术经济合理时可选择两台主变运行方式的变电所，技术经济合理时可选择两台主变压器；压器； 三级负荷一般选择一台主变压器，负荷较大时，三级负荷一般选择

12、一台主变压器，负荷较大时，也可选择两台主变压器。也可选择两台主变压器。(2) 变压器容量的确定变压器容量的确定 只装一台主变压器的变电所只装一台主变压器的变电所 装有两台主变压器的变电所装有两台主变压器的变电所 装单台变压器时，其额定容量装单台变压器时，其额定容量SN应能满足全部用电应能满足全部用电设备的计算负荷设备的计算负荷Sc，考虑负荷发展应留有一定的容量，考虑负荷发展应留有一定的容量裕度，并考虑变压器的经济运行，即裕度，并考虑变压器的经济运行，即装两台变压器时，应同时满足下面两个条件装两台变压器时，应同时满足下面两个条件2车间变电所变压器台数和容量的确定车间变电所变压器台数和容量的确定

13、车间变电所变压器台数和容量的确定原则和总降压变车间变电所变压器台数和容量的确定原则和总降压变电所基本相同。电所基本相同。 对于二、三级负荷，变电所只设置一台变压器，其容对于二、三级负荷，变电所只设置一台变压器，其容量可根据计算负荷决定。量可根据计算负荷决定。 对一、二级负荷较大的车间，采用两回独立进线，设对一、二级负荷较大的车间，采用两回独立进线，设置两台变压器，其容量确定和总降压变电所相同。当负置两台变压器，其容量确定和总降压变电所相同。当负荷分散时，可设置两个各有一台变压器的变电所。荷分散时，可设置两个各有一台变压器的变电所。 车间变电所中单台变压器容量不宜超过车间变电所中单台变压器容量不

14、宜超过1000kVA， （一般情况）或（一般情况）或1250(或或1600)2000kVA （采用新型断（采用新型断路器），对装设在二层楼以上的干式变压器，其容量不路器），对装设在二层楼以上的干式变压器，其容量不宜大于宜大于630kVA。三、变压器的容量和过负荷能力三、变压器的容量和过负荷能力 1变压器的实际容量变压器的实际容量 电力变压器的额定容量电力变压器的额定容量(铭牌容量铭牌容量)，是指它在规定，是指它在规定的环境温度条件下，室外安装时，在规定的使用年限的环境温度条件下，室外安装时，在规定的使用年限(一般为一般为20年年)内所能连续输出的最大视在功率内所能连续输出的最大视在功率(kVA

15、)。 我国国标规定，变压器正常使用的最高年平均气温我国国标规定，变压器正常使用的最高年平均气温为为+20+200 0C C。若变压器安装地点的年平均气温。若变压器安装地点的年平均气温 0.av0.av 20200 0C C，则每升高则每升高l l0 0C C，变压器的容量就要减少，变压器的容量就要减少1%1%。因此变压。因此变压器的实际容量器的实际容量S ST T，应按下式计算：，应按下式计算：户外：户外：户内：户内： 油浸式电力变压器在必油浸式电力变压器在必要时可以过负荷运行而不要时可以过负荷运行而不致影响其使用寿命。这种致影响其使用寿命。这种正常过负荷与下列因素有正常过负荷与下列因素有关：

16、关： (1) 昼夜负荷不均衡昼夜负荷不均衡 变变压器因昼夜负荷不均衡而压器因昼夜负荷不均衡而允许的过负荷系数允许的过负荷系数KOL，可根据日负荷填充系数可根据日负荷填充系数(日日负荷率负荷率)和最大负荷持续和最大负荷持续时间时间t去查相关曲线求得。去查相关曲线求得。2电力变压器的正常过负荷电力变压器的正常过负荷 由于夏季欠负荷而在冬季考虑的过负荷，夏季每低由于夏季欠负荷而在冬季考虑的过负荷，夏季每低1，可在冬季过负荷，可在冬季过负荷1，但不得超过，但不得超过15。其允许的过负荷系数其允许的过负荷系数KOL可按下式计算可按下式计算以上两部分过负荷需同时考虑，即以上两部分过负荷需同时考虑，即 式中

17、，系数式中，系数1.2适于户内变压器；系数适于户内变压器；系数1.3适于户外适于户外变压器。变压器。 干式电力变压器一般不考虑正常过负荷。干式电力变压器一般不考虑正常过负荷。 电力变压器在事故情况下允许短时间较大幅度地过电力变压器在事故情况下允许短时间较大幅度地过负荷运行，而不论故障前的负荷情况如何，但这种事负荷运行，而不论故障前的负荷情况如何，但这种事故过负荷运行的时间不得超过下表所规定的时间。故过负荷运行的时间不得超过下表所规定的时间。3电力变压举的事故过负荷电力变压举的事故过负荷4.4 变电所主要电气设备变电所主要电气设备一、电气设备的结构形式和特点：一、电气设备的结构形式和特点：链接光

18、盘链接光盘二、各电气设备的型号表示和含义：二、各电气设备的型号表示和含义：P7894三、互感器的接线方案三、互感器的接线方案1、电流互感器的接线方案、电流互感器的接线方案(1) 一相式结线一相式结线(见图见图4-14a) (2) 两相两相V形结线形结线(见图见图4-14b) (3) 两相电流差结线两相电流差结线(见图见图4-14c) (4) 三相星形结线三相星形结线(见图见图4-14d)2、电压互感器的接线方案、电压互感器的接线方案 (1) 一个单相电压互感器结线一个单相电压互感器结线(见图见图4-18a) (2) 两个单相电压互感器接成两个单相电压互感器接成V/V形形(见图见图4-18b)

19、(3) 三个单相电压互感器接成三个单相电压互感器接成Y0/Y0形形(见图见图4-18c） (4) 三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱 三绕组电压互感器接成三绕组电压互感器接成Y0/Y0/ (见图见图4-18d)四、高低压开关柜简介：四、高低压开关柜简介：P9092 (1) (1) 一次回路一次回路 供配电系统中承担输送和分配电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能任务的电路，称一次回路，也称为主电路或主接( (结结) )线。线。4.5 变电所主接线变电所主接线一、变电所的构成一、变电所的构成变电所由一次回路和二次

20、回路构成。变电所由一次回路和二次回路构成。 (2) (2) 二次回路二次回路 凡用来控制、指示、监测和保护凡用来控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路，叫二次回路，也叫二次接一次设备运行的电路，叫二次回路，也叫二次接( (结结) )线。线。一次设备的分类：一次设备的分类：P95页页二、对变电所主接线的要求：二、对变电所主接线的要求：P95页页二、变电所常用主接线二、变电所常用主接线 当只有一路电源供电线路和一台变压器时，可采用当只有一路电源供电线路和一台变压器时，可采用线路一变压器组接线，如下图所示。线路一变压器组接线，如下图所示。1 1、线路一变压器组接线、线路一变压器组接线 、适用于变压

21、器容量、适用于变压器容量S SN N630kVA 630kVA 适用于变压器容量适用于变压器容量S SN N1250kVA1250kVA 当电源侧继电保护装置能保护变当电源侧继电保护装置能保护变压器且灵敏度满足要求时；压器且灵敏度满足要求时； 当变压器高压侧短路容量不超过当变压器高压侧短路容量不超过高压熔断器断流容量，而又允许采用高高压熔断器断流容量，而又允许采用高压熔断器保护变压器；压熔断器保护变压器； 同上。同上。 一般情况下，在变压器高压侧装一般情况下，在变压器高压侧装设隔离开关和断路器。设隔离开关和断路器。 母线又称汇流排，用于汇集和分配电能。单母线接母线又称汇流排，用于汇集和分配电能

22、。单母线接线又可分为单母线不分段和单母线分段两种。线又可分为单母线不分段和单母线分段两种。 2 2、单母线接线、单母线接线(1)(1)单母线不分段接线单母线不分段接线用于对用于对供电连供电连续性要续性要求不高求不高的三级的三级负荷用负荷用户，或户，或者有备者有备用电源用电源的二级的二级负荷负荷(2)(2)单母线分段接线单母线分段接线有双电有双电源供电源供电时采用时采用单母线单母线分段接分段接线线3 3、桥式接线、桥式接线 所谓桥式接线是指在两路电源进线之间跨接一个断所谓桥式接线是指在两路电源进线之间跨接一个断路器，犹如一座桥。并根据断路器跨在进线断路器内路器，犹如一座桥。并根据断路器跨在进线断

23、路器内外侧，分内桥和外桥。如下图所示。外侧，分内桥和外桥。如下图所示。具有接线简具有接线简单、经济、单、经济、可靠性高、可靠性高、安全、灵活安全、灵活的特点的特点四、总降压变电所主接线四、总降压变电所主接线1 1、单电源进线的总降压变电所主接线、单电源进线的总降压变电所主接线一次侧无母线、二次侧一次侧无母线、二次侧单母线不分段主接线单母线不分段主接线一次侧单母线不分段、二一次侧单母线不分段、二次侧单母线分段主接线次侧单母线分段主接线2 2、双回电源进线总降压变电所主接线、双回电源进线总降压变电所主接线(1) 一、二次侧均采用单一、二次侧均采用单母线分段主接线母线分段主接线(2)内桥式主接线内桥

24、式主接线(2)外桥式主接线外桥式主接线五、独立变电所主接线五、独立变电所主接线1 1、单电源进线独立变电所主接线、单电源进线独立变电所主接线 (2) (2)一次侧线路一变压器组接一次侧线路一变压器组接线、二次侧单母线不分段主接线线、二次侧单母线不分段主接线 (1) (1)一次侧单母线不分段、二一次侧单母线不分段、二次侧单母线分段主接线次侧单母线分段主接线2 2、双电源进线独立变电所主接线、双电源进线独立变电所主接线六、车间变电所主接线六、车间变电所主接线特点：一次侧为线路变压器接线，二次侧为单母线特点：一次侧为线路变压器接线，二次侧为单母线特点：一次侧为双回路进线，采用线路变压器接线，特点：一

25、次侧为双回路进线，采用线路变压器接线，二次侧为单母线分段接线二次侧为单母线分段接线七、配电所主接线七、配电所主接线 在大中型企业中设置配电所，它起接收和分配电在大中型企业中设置配电所，它起接收和分配电能的作用，其位置应当尽量靠近负荷中心，经常和能的作用，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。车间变电所设在一起。1、独立变电所主接线介绍、独立变电所主接线介绍实例实例2、总降压变电所主接线介绍、总降压变电所主接线介绍4.6 变配电所的布置和结构变配电所的布置和结构一、变配电所的布置一、变配电所的布置 变配电所的总体布置，应满足下列要求：变配电所的总体布置，应满足下列要求： 1 1便

26、于运行维护和检修便于运行维护和检修 2 2保证运行安全保证运行安全 3 3便于进出线便于进出线 4 4节约土地和建筑费用节约土地和建筑费用 5 5适应发展要求适应发展要求 （一）变配电所布置方案（一）变配电所布置方案（二）对变配电所布置的要求：（二）对变配电所布置的要求：P105-106P105-106页页二、变配电所的结构二、变配电所的结构 (1) (1)变压器外轮廓与墙壁的净距变压器外轮廓与墙壁的净距 干式变压器外轮廓与四周墙壁的净距不小于干式变压器外轮廓与四周墙壁的净距不小于o.6mo.6m，油浸式变压器外轮廓与四周墙壁的最小净距如表油浸式变压器外轮廓与四周墙壁的最小净距如表4-54-5

27、所所示。示。表表4-5 4-5 油浸式变压器外轮廓与变压器室墙壁和门的最小净距油浸式变压器外轮廓与变压器室墙壁和门的最小净距1 1变压器室的结构变压器室的结构(2)(2)变压器室的通风变压器室的通风(3)(3)储油池储油池(4)(4)变压器室门的设置变压器室门的设置(5)(5)变压器的防火变压器的防火变压器室布置图变压器室布置图2 2高压配电室的结构高压配电室的结构(1)(1)高压配电室内各种通道最小宽度高压配电室内各种通道最小宽度 高压配电室的门应向外开，相邻配电室之间有门高压配电室的门应向外开，相邻配电室之间有门时，应能双向开启，长度超过时，应能双向开启，长度超过7m7m时应设两个门。高压

28、时应设两个门。高压配电室宜设不能开启的自然采光窗，并应设置防止雨配电室宜设不能开启的自然采光窗，并应设置防止雨水、雪和蛇、鼠虫等从采光窗、通风窗、门、电缆沟水、雪和蛇、鼠虫等从采光窗、通风窗、门、电缆沟等进入室内的设施。高压开关柜下方设置电缆沟，便等进入室内的设施。高压开关柜下方设置电缆沟，便于进出电缆与开关柜内的设备连接。高压配电室的耐于进出电缆与开关柜内的设备连接。高压配电室的耐火等级不应低于二级。火等级不应低于二级。(2)(2)高压配电室的布置高压配电室的布置单位：单位：mmmm2 2低压配电室的结构低压配电室的结构(1)(1)低压配电室内各种通道最小宽度低压配电室内各种通道最小宽度 低

29、压配电室兼作值班室时，配电屏正面距墙壁不宜小低压配电室兼作值班室时，配电屏正面距墙壁不宜小于于3m3m。低压配电室的高度。低压配电室的高度H H，一般可参考下列尺寸：，一般可参考下列尺寸： (1)(1)与抬高地坪变压器室相邻时，其高度为与抬高地坪变压器室相邻时，其高度为4 44.5m4.5m；(2)(2)与不抬高地坪变压器室相邻时，其高度为与不抬高地坪变压器室相邻时，其高度为3.53.54m4m；(3)(3)配电室为电缆进线时，其高度为配电室为电缆进线时，其高度为3m3m。低压配电室布置图低压配电室布置图 低压配电室长度超过低压配电室长度超过8m8m时，东西端各设置一个门，时，东西端各设置一个门，门向外开，超过门向外开，超过15m15m时还应增加一个出口。低压开关柜时还应增加一个出口。低压开关柜下方宜和柜前或柜后设电缆沟，便于馈线电缆敷设。下方宜和柜前或柜后设电缆沟，便于馈线电缆敷设。 低压配电室可设能开启的自然采光窗，但临街的一低压配电室可设能开启的自然采光窗，但临街的一面不宜开窗。并应有防止雨、雪和蛇、鼠虫等进