建筑供配电变电站一次设备PPT教案

1、会计学1建筑供配电变电站一次设备建筑供配电变电站一次设备站外线路站外线路 供电系统供电系统中的设备中的设备 变电设备（主变压器、站用变压器）变电设备（主变压器、站用变压器） 开关设备（断路器、熔断器、隔离开关及负荷开关）开关设备（断路器、熔断器、隔离开关及负荷开关） 补偿设备（电容器、电感器）补偿设备（电容器、电感器） 监测设备（电压互感器与电流互感器）监测设备（电压互感器与电流互感器） 其它设备（母线、避雷器、绝缘子）其它设备（母线、避雷器、绝缘子） 变电站一次设备变电站一次设备第1页/共99页NWNUU设备的额定电压设备的额定电压NU 设备的额定电流设备的额定电流NImaxIINCNII或

2、或3. 3. 根据稳定条件选择设备根据稳定条件选择设备 供电设备的动稳定系指电气设备通过最大短路冲击电流，并承受相应的电动力时，设备仍能保持机械结构完好的能力。供电设备的动稳定系指电气设备通过最大短路冲击电流，并承受相应的电动力时，设备仍能保持机械结构完好的能力。 )3(maxshii第2页/共99页imattItI224. 4. 开关设备应有断流能力开关设备应有断流能力 )3(maxkocIImaxkocSS或或 由于一台设备可能同时存在多项选择原则，进行设备选择时往往将工作环境与额定参数作为前期的初选原则，而将动热稳定与断流能力作为后续的校核原则。由于一台设备可能同时存在多项选择原则，进行

3、设备选择时往往将工作环境与额定参数作为前期的初选原则，而将动热稳定与断流能力作为后续的校核原则。 第3页/共99页第4页/共99页例如，常用的例如，常用的S10 S10 1000/101000/10变压器为三相铜绕变压器为三相铜绕组油浸自冷式无载调压变组油浸自冷式无载调压变压器，设计容量压器，设计容量1000kVA1000kVA，高压绕组额定电压为，高压绕组额定电压为10kV10kV，设计序号为，设计序号为1010。 第5页/共99页3NNNTUIS3U UN N变压器二次侧的空载电压变压器二次侧的空载电压 I IN N变压器二次侧满载电流变压器二次侧满载电流 第6页/共99页NTavNTTS

4、SKS)100201(户外安装变压器的实际工作容量户外安装变压器的实际工作容量 户内安装变压器的实际工作容量户内安装变压器的实际工作容量 NTavNTTSSKS)1002092. 0(第7页/共99页dalKovt第8页/共99页 年允许过负荷系数年允许过负荷系数 。由于年内各季节负荷的差异，。由于年内各季节负荷的差异，允许变压器在年内的高负荷季节正常过负荷。低负荷季节中允许变压器在年内的高负荷季节正常过负荷。低负荷季节中负荷每低于设计负荷负荷每低于设计负荷1%1%，则可在高负荷季节正常过负荷，则可在高负荷季节正常过负荷1%1%，但年正常过负荷最高不得超过，但年正常过负荷最高不得超过15%15

5、%。 yalK第9页/共99页TNavTNalalTSSKKS)1002092. 0(3 . 1alTSalK室内室内变压器最大允许工作负荷，变压器最大允许工作负荷，变压器正常过负荷系数。变压器正常过负荷系数。 干式变压器不允许正常过负荷。干式变压器不允许正常过负荷。第10页/共99页表表4-4 4-4 变压器事故状态下的允许过负荷时间与允许过负荷系数变压器事故状态下的允许过负荷时间与允许过负荷系数对应关系对应关系油浸自油浸自冷冷式式变变压压器器允许过负荷系允许过负荷系数数1.301.301.601.601.71.75 52.02.00 03.003.00允许过负荷时允许过负荷时间间（minm

6、in）1201204545202010101.51.5干式干式变变压压器器允许过负荷系允许过负荷系数数1.101.101.201.201.31.30 01.51.50 01.601.60允许过负荷时允许过负荷时间间（minmin）75756060454516165 5第11页/共99页alTSTNalTSKS 干式变压器正常过负荷能力差，但具备一定的事故过负荷能力。干式变压器正常过负荷能力差，但具备一定的事故过负荷能力。 变压器事故过负荷能力还与事故前负荷水平及事故时环境温度相关，即与事故前变压器温度相关。变压器事故过负荷能力还与事故前负荷水平及事故时环境温度相关，即与事故前变压器温度相关。第

7、12页/共99页台数过多台数过多台数过少台数过少1. 1. 变压器的台数变压器的台数 一般的三级负荷变电站可选择单台变压器。当站一般的三级负荷变电站可选择单台变压器。当站内负荷容量较大时，为提高可靠性也可以选择两台变压器内负荷容量较大时，为提高可靠性也可以选择两台变压器。 对于学校等负荷的季节差异较大或公建等负荷的对于学校等负荷的季节差异较大或公建等负荷的昼夜差异较大的三级负荷，可选择两台变压器。在负荷高昼夜差异较大的三级负荷，可选择两台变压器。在负荷高峰时两台变压器同时运行，以满足负荷要求；在负荷低谷峰时两台变压器同时运行，以满足负荷要求；在负荷低谷时单台变压器运行，以降低变压器损耗。时单台

8、变压器运行，以降低变压器损耗。 第13页/共99页NS（1.151.40） Sc(m)第14页/共99页 NS（0.60.7） Sc)(IIICNSS、第15页/共99页NNCSNSNS)1(经变换可知：经变换可知： NNN)1( -变压器正常运行时的负荷率，变压器正常运行时的负荷率， -故障状态下的变压器过载系数。故障状态下的变压器过载系数。第16页/共99页22)()(NNqoqNkoTqTSSQkQkSSPPQkPP第17页/共99页TecSSP/002222(/ )21()()0qqNkqNNNPKQdP SSd PPdSPKQPKQdSS dSSSS 可知变压器相对经济负荷可知变压器

9、相对经济负荷 NqkqoNTecQkPQkPSS0经济负荷率经济负荷率 NqkqoNTecTecQkPQkPSSK0第18页/共99页第19页/共99页 常见的变压器绕组有二种接法，即常见的变压器绕组有二种接法，即“三角形接线三角形接线”和和“星形接线星形接线”；在变压器的联接组别中；在变压器的联接组别中“D D表示为三角形表示为三角形接线，接线，“Yn”Yn”表示为星形带中性线的接线，表示为星形带中性线的接线，Y Y表示星形，表示星形，n n表示带中性线；表示带中性线；“11”11”表示变压器二次侧的线电压表示变压器二次侧的线电压U Uabab滞后滞后一次侧线电压一次侧线电压U UABAB3

10、30330度（或超前度（或超前3030度）。度）。 变压器的联接组别的表示方法是：大写字母表示一次变压器的联接组别的表示方法是：大写字母表示一次侧（或原边）的接线方式，小写字母表示二次侧（或副边侧（或原边）的接线方式，小写字母表示二次侧（或副边）的接线方式。）的接线方式。Y Y（或（或y y）为星形接线，）为星形接线，D D（或（或d d）为三角形）为三角形接线。数字采用时钟表示法，用来表示一、二次侧线电压接线。数字采用时钟表示法，用来表示一、二次侧线电压的相位关系，一次侧线电压相量作为分针，固定指在时钟的相位关系，一次侧线电压相量作为分针，固定指在时钟1212点的位置，二次侧的线电压相量作为

11、时针。点的位置，二次侧的线电压相量作为时针。第20页/共99页 电力变压器的接线组别系指一、二次绕组不同接线方式形成一、二次侧线电压之间的不同相位关系，而常用的接线组别有电力变压器的接线组别系指一、二次绕组不同接线方式形成一、二次侧线电压之间的不同相位关系，而常用的接线组别有 、 及及 三种形式。三种形式。 0Yy11Dy11Yd第21页/共99页 无载调压（也称无励磁调压）变压器的分接头调整主要解决季节性电压调整，有载调压变压器的分接头调整主要解决昼夜性电压调整。无载调压（也称无励磁调压）变压器的分接头调整主要解决季节性电压调整，有载调压变压器的分接头调整主要解决昼夜性电压调整。第22页/共

12、99页分接头变压器内部结构第23页/共99页第24页/共99页第25页/共99页第26页/共99页第27页/共99页电压系指开关触头间的电压。电压系指开关触头间的电压。第28页/共99页第29页/共99页第30页/共99页 高压断路器的主要技术指标有：额定电压、额定电流高压断路器的主要技术指标有：额定电压、额定电流、开断电流、极限通过电流峰值、热稳定电流（包括相应、开断电流、极限通过电流峰值、热稳定电流（包括相应时间）、固有分闸时间及合闸动作时间等。作为高压断路时间）、固有分闸时间及合闸动作时间等。作为高压断路器重要部件的操动机构有电磁与弹簧等不同类别。器重要部件的操动机构有电磁与弹簧等不同类

13、别。 各类断路器的固有各类断路器的固有分闸时间约为分闸时间约为0.06s0.06s，合闸动作时间合闸动作时间约为约为0.2s0.2s。 第31页/共99页第32页/共99页第33页/共99页第34页/共99页12kV 真空断路器真空断路器 40.5 kV 真空断路器真空断路器 户内户内第35页/共99页ZN28A-12ZN28A-12系列户内交流高压真空断路器系列户内交流高压真空断路器第36页/共99页252kV SF6断路器断路器第37页/共99页LW8-40.5LW8-40.5型户外交流高压六氟化硫断路器型户外交流高压六氟化硫断路器第38页/共99页252 252 kV SFkV SF6

14、6断路器断路器第39页/共99页126 kV SF6断路器断路器 第40页/共99页 交流或直流电源均可，需要较小的合闸功率，但弹交流或直流电源均可，需要较小的合闸功率，但弹簧就位需要一定时间。簧就位需要一定时间。弹簧操动机弹簧操动机构构电磁操动机电磁操动机构构 直流电源操作，需要较大合闸功率，合闸时间较短直流电源操作，需要较大合闸功率，合闸时间较短。 各类断路器的分闸或合闸动作需要相应的操动机构进行驱动，而操动机构又分为各类断路器的分闸或合闸动作需要相应的操动机构进行驱动，而操动机构又分为电磁型及弹簧电磁型及弹簧（储能）型，均可手动或自动分闸与合闸。（储能）型，均可手动或自动分闸与合闸。第4

15、1页/共99页第42页/共99页AUSIINTNTNQFN5505 .103100003断路器承受的短路冲击电流断路器承受的短路冲击电流 kAIikQFsh1 .425 .1655. 255. 2第43页/共99页表表4-54-5 例例4-24-2所选断路器的参数指标校核表所选断路器的参数指标校核表序序号号ZN3-10/ 1000-20ZN3-10/ 1000-20的的设备指设备指标标选择选择要求要求安装位置的系统要求安装位置的系统要求结论结论项目项目数据数据项目项目数据数据110kV10kV10kV10kV合格合格21000A1000A550A550A合格合格320kA20kA16.5kA1

16、6.5kA合格合格450kA50kA42.1kA42.1kA合格合格520202 24=1600kA4=1600kA2 2s s16.516.52 2（1.1+0.11.1+0.1）=327kA=327kA2 2s s合格合格NUW NUNICIOCI(3)kImaxi(3)shi2tit 2imait第44页/共99页第45页/共99页GW5126型隔离开关型隔离开关 GW4126型隔离开关型隔离开关 第46页/共99页隔离开关隔离开关第47页/共99页第48页/共99页例例4-3 按照例按照例4-2给出的系统条件，选择户内隔离开关。给出的系统条件，选择户内隔离开关。解：查附表解：查附表-5

17、可知应选的隔离开关为可知应选的隔离开关为GN8-10T/600型。选择及校验数据见表型。选择及校验数据见表4-6。 第49页/共99页表表4-64-6 例例4-34-3所选隔离开关的参数指标校核表所选隔离开关的参数指标校核表序序号号GN8-10T/ 600GN8-10T/ 600的的设备指设备指标标选择选择要求要求安装位置的系统要求安装位置的系统要求结论结论项目项目数据数据项目项目数据数据110kV10kV10kV10kV合格合格2600A600A550A550A合格合格352kA52kA42.1kA42.1kA合格合格420202 25=2000k5=2000kA A2 2s s16.516

18、.52 2（1.1+0.11.1+0.1）=327kA=327kA2 2s s合格合格NUW NUNICImaxi(3)shi2tit 2imait第50页/共99页第51页/共99页第52页/共99页第53页/共99页 限流型熔断器在切断短路电流时可能造成系统中感性元件产生内过电压，故熔断器额定电压必须与系统工作电压相符，而不得高于系统工作电压。例如，限流型熔断器在切断短路电流时可能造成系统中感性元件产生内过电压，故熔断器额定电压必须与系统工作电压相符，而不得高于系统工作电压。例如，10kV10kV限流熔断不能用于限流熔断不能用于6kV6kV系统。系统。第54页/共99页第55页/共99页第

19、56页/共99页RW310户外高压跌落式熔断器户外高压跌落式熔断器第57页/共99页NFUNUUn熔体额定电流不小于线路计算电流，即熔体额定电流不小于线路计算电流，即 cFENIIn熔断器额定电流不小于熔体额定电流，即熔断器额定电流不小于熔体额定电流，即 FENFUNII第58页/共99页)3(kocIIn RW4 RW4等非限流型熔断器的开断电流上限应大于被保等非限流型熔断器的开断电流上限应大于被保护线路首端最大三相短路冲击电流有效值：护线路首端最大三相短路冲击电流有效值： )3(shocIIn 根据有效保护原则，户内型熔断器的最小开断电流（或根据有效保护原则，户内型熔断器的最小开断电流（或

20、称开断电流下限）应小于被保护线路末端可能发生的最小称开断电流下限）应小于被保护线路末端可能发生的最小两相直接短路电流：两相直接短路电流： ) 2(minkocII第59页/共99页5 . 1(FENITNI1)0 . 2 电压互感器保护用熔断器的选择电压互感器保护用熔断器的选择 电压互感器并未串联于系统主回路，其一、二次电流很小，故可选用熔体额定电流为电压互感器并未串联于系统主回路，其一、二次电流很小，故可选用熔体额定电流为0.5A0.5A的的RN2RN2型专用熔断器。型专用熔断器。 第60页/共99页形成明显可见的开关间隙。因形成明显可见的开关间隙。因此四类不同的开关设备总需要此四类不同的开

21、关设备总需要配合工作。配合工作。第61页/共99页2. 2. 负荷开关与熔断器组合负荷开关与熔断器组合 熔断器补充了负荷开关不能切除短路电流的缺陷，负荷开关又弥补了熔断器不能切合负荷与开关间隙的不足，因此系统中也常出现熔断器与负荷开关的配合。熔断器补充了负荷开关不能切除短路电流的缺陷，负荷开关又弥补了熔断器不能切合负荷与开关间隙的不足，因此系统中也常出现熔断器与负荷开关的配合。 第62页/共99页跌落式熔断器跌落式熔断器第63页/共99页表表4-7 4-7 各类开关设备的性能价格比较各类开关设备的性能价格比较切空载切空载电电流流切负载切负载电电流流切过载切过载电电流流切短路切短路电电流流明显断

22、明显断点点断流速断流速度度设备价设备价格格断路器断路器- -较慢较慢最高最高负荷开负荷开关关- -较高较高隔离开隔离开关关- - - -较低较低熔断器熔断器 - - - -较快较快最低最低第64页/共99页第65页/共99页 电流互感器（电流互感器（ current transformer current transformer ）简称）简称CTCT，其文字符号为，其文字符号为TATA，图形符号为，图形符号为 ，用于为计量、测量、保护及控制等二次回路提供电流信号。用于为计量、测量、保护及控制等二次回路提供电流信号。 或或 0.4kV 0.4kV低压配电出线的测量也需电流互感器。电流互感器的低压

23、配电出线的测量也需电流互感器。电流互感器的一次绕组匝数极少一次绕组匝数极少甚至只是一棵导线，因其二次负荷阻抗很小，工作时的二次绕组近似于短路状态。甚至只是一棵导线，因其二次负荷阻抗很小，工作时的二次绕组近似于短路状态。 第66页/共99页 电流互感器一次侧额定电流电流互感器一次侧额定电流 与二次侧额定电流与二次侧额定电流 之比称为电流互感器变流比之比称为电流互感器变流比NI1NI2iK1221NNIIKNNi1. 电流互感器的种类与型号电流互感器的种类与型号 电流互感器根据绝缘介质可分为油浸及环氧树脂浇注等形式，按安装位置可分为户内型与户外型，按额定电压可分为不同电压等级，按一次绕组匝数可分为

24、单匝式（包括母线式、芯柱式、套管式）与多匝式（包括线圈式、绕环式、串联式），按用途可分为测量、计量与保护等类别。电流互感器根据绝缘介质可分为油浸及环氧树脂浇注等形式，按安装位置可分为户内型与户外型，按额定电压可分为不同电压等级，按一次绕组匝数可分为单匝式（包括母线式、芯柱式、套管式）与多匝式（包括线圈式、绕环式、串联式），按用途可分为测量、计量与保护等类别。 第67页/共99页第68页/共99页第69页/共99页22icom第70页/共99页NS2NZ23. 3. 电流互感器各种接线方式电流互感器各种接线方式 电流互感器一般具有图电流互感器一般具有图4-314-31所示五种不所示五种不同接线方

25、式，其简图形式也分别视于图中，同接线方式，其简图形式也分别视于图中，其中的前三种形式针对分相电流，后两种形其中的前三种形式针对分相电流，后两种形式针对零序电流。各种接线方式的特点如下式针对零序电流。各种接线方式的特点如下： 第71页/共99页 一相式接线一相式接线 一相式接线如图一相式接线如图4-31（a）所示，也称为一相一继电器接线。一般在）所示，也称为一相一继电器接线。一般在B相安装一个单相电流互感器，该方式用于线路负荷电流的测量，或线路过负荷电流的保护。相安装一个单相电流互感器，该方式用于线路负荷电流的测量，或线路过负荷电流的保护。 第72页/共99页 两相式接线两相式接线 测量三相电流

26、、三相功率及三相电能，并可用于三段式电流保护，以针对相间短路。测量三相电流、三相功率及三相电能，并可用于三段式电流保护，以针对相间短路。 三相式接线三相式接线 三相式接线如图三相式接线如图4-31（c）所示，可用于配电系统的计量与测量，或用于供电系统的线路、母线或变压器的电流差动保护。）所示，可用于配电系统的计量与测量，或用于供电系统的线路、母线或变压器的电流差动保护。第73页/共99页 线式零序接线线式零序接线 线式分相零序接线如图线式分相零序接线如图4-31（d）所示。于分相线路的零序电流保护，以针对单相接地的故障或事故。）所示。于分相线路的零序电流保护，以针对单相接地的故障或事故。 缆式

27、零序接线缆式零序接线 缆式三相零序接线如图缆式三相零序接线如图4-31（e）所示）所示,也称电缆零序接线。该电流互感器称为零序电流互感器，该接线方式可用于电缆结构的零序电流保护，以针对接地的故障或事故。也称电缆零序接线。该电流互感器称为零序电流互感器，该接线方式可用于电缆结构的零序电流保护，以针对接地的故障或事故。第74页/共99页第75页/共99页也可依据互感器的热稳定电流也可依据互感器的热稳定电流 与热稳定时间与热稳定时间 ， 电流互感器的热稳定校验可依据互感器的热稳定电流倍数电流互感器的热稳定校验可依据互感器的热稳定电流倍数 与热稳定时间与热稳定时间 ,即即 shNesiIK12也可依据

28、互感器的动稳定电流也可依据互感器的动稳定电流 esshIitKtimakNttItIK2)3(21)(tIt即即 2(3)2tkimaItIt NSS22第76页/共99页 电压互感器（电压互感器（ potential transformer potential transformer ）简称）简称PTPT，文字符号为，文字符号为TVTV，图形符号为，图形符号为 ，用于为计量、测量、保护及控制等二次回路提供电压信号，也可兼作配电站的交流操作电源。，用于为计量、测量、保护及控制等二次回路提供电压信号，也可兼作配电站的交流操作电源。 因负荷阻抗很大，工作时的二次侧绕组近似于开路状态。因负荷阻抗很大

29、，工作时的二次侧绕组近似于开路状态。 NU1NU2uK 电压互感器一次侧额定电压电压互感器一次侧额定电压 与二次侧额定电压与二次侧额定电压 之比称为电压互感器变压比之比称为电压互感器变压比 2121NNUUKNNu第77页/共99页1. 电压互感器的类型与型号电压互感器的类型与型号 第78页/共99页2. 电压互感器的各主要参数电压互感器的各主要参数 额定电压额定电压 电压互感器的额定电压系指互感器一次绕组的工作电压，二次侧额定电压一般为电压互感器的额定电压系指互感器一次绕组的工作电压，二次侧额定电压一般为100V。 第79页/共99页3. 电压互感器各种接线方式电压互感器各种接线方式 电压互

30、感器四种接线方式如图电压互感器四种接线方式如图4-35所示。所示。第80页/共99页电压测量。电压测量。 （末端）（末端）第81页/共99页 三相式接线三相式接线 采用三相电压互感器，可提供三个相采用三相电压互感器，可提供三个相电压与三个线电压。三相式电压互感器可电压与三个线电压。三相式电压互感器可用于电压的测量。（首端）用于电压的测量。（首端） 第82页/共99页第83页/共99页第84页/共99页第85页/共99页 各相裸母线间的绝缘由电压等级决定的安装间距加以保证，无需选择母线的额定电压各相裸母线间的绝缘由电压等级决定的安装间距加以保证，无需选择母线的额定电压 ,但尚需选择母线的截面，并校验其动稳定与热稳定。但尚需选择母线的截面，并校验其动稳定与热稳定。alImaxI 母线截面选择母线截面选择 按照计算电流选择母线截面时，要求母线允许载流量按照计算电流选择母线截面时，要求母线