10KV变电所-柴油发电机（电气工程）

备用电源1.备用电源供电级别较高的建筑，在正常情况下要能够提供充足的电源，在正常使用的电源出现故障时也要有足够的备用电源，当建筑遇到紧急情况时(如:火灾、地震等)，也必须有应急电源保证救灾和人员疏散。任何建筑都需要消耗大量电能才能得以正常使用和运转，建筑消耗的电能，主要来源是国家或地区的电网，在电网不能保证供电或自身有特殊条件时也会以自备小型电厂作为主要电源或补充电源;在很多情况还会设置柴油发电机组和蓄电池储能设备作为备用和应急电源。2.备用电源的选择(l)自备柴油发电机发电机的额定电压为230V/400V，装机功率在800kW以下。①设置自备发电机的条件：为保证一级负荷中特别重要的负荷用电；有一级负荷，但从市电取得第二电源有困难或不经济合理时；市电中断供电将会使大、中型商业性大厦造成经济效益重大损失时。②机组应靠近一级负荷或变电所，也可以在地下。③在市电停电时，应立即起动，并在15s内投入正常带负荷状态。机组与电力系统有联锁，不得与其并联运行。当市电恢复时，机组应自动退出工作并延时停机。④发电机功率在500kW以上时应设控制室。2.备用电源的选择(2)自备应急燃气轮发电机组机组额定电压为230V/400V，装机功率在l250kW以下。机组应靠近一级负荷或变配电所。3.备用电源的接线柴油发电机作为备用电源时的切换：市电正常—QF3断开，QFL闭合，QF1闭合，所有负荷由市电供电。市电停电—QF1断开、QFL断开，QF3闭合，重要负荷由柴油发动机供电，普通负荷停电。QFL操作电源1.操作电源变电所中为二次设备供电的电源，称为操作电源。操作电源的供电应十分可靠，它应保证正常和故障情况下都不间断供电。操作电源有直流和交流两种，除一些小型变（配）电所采用交流操作电源外，一般变电所均采用直流操作电源。交流操作电源取自电压互感器和电流互感器。它加大了电流互感器的负荷，有时误差不能满足要求，亦不能满足复杂的继电保护和自动装置的要求。所以，交流操作电源适用于小型变电所，这种变电所一般采用手动合闸、电动脱扣。02壁挂直流电源主要为直流操作机构的开关分、合闸，保护、控制回路，事故跳闸，应急照明等提供直流电源。03微型直流电源可靠性高，用于小型开关站、环网柜和用户终端，为一次开关设备及二次控制线路提供直流电源。01分布式直流电源用于小型开关站和用户末端，为二次控制线路（如微机保护等智能终端）提供不间断工作电源。2.操作电源种类3.操作电源的应用1（1）重要配电所装有电磁操动机构断路器时，应采用220V或110V镉镍电池组作为合、分闸直流操作电源；装有弹簧储能操动机构断路器时，宜采用小容量镉镍电池作为合、分闸操作电源。（2）大、中型配电所装有电磁操动机构断路器时，合闸电源宜采用硅整流，分闸电源可采用小容量镉镍电池装置；装有弹簧储能操动机构断路器时，宜采用小容量镉镍电池组作为分闸操作电源。采用硅整流作为电磁操动机构合闸电源时，应校核该整流合闸电源能否保证断路器在事故情况下可靠合闸。3.操作电源的应用2（3）小型配电所宜采用弹簧储能操动机构合闸和去分流分闸的全交流操作。（4）采用小容量镉镍电池组易跳闸，而外电源又不可靠时，直流部分信号灯的电源不应接在镉镍电池组的放电回路上。4.操作电源的选择（1）操作电源的电压等级选择交流操作电源电压应选用AC220V。直流操作电源电压有DC220V、DCllOV与DC48V三种。DC220V与DClOV用于各种变电站，DC48V主要用于有配电网自动化的环网柜与箱式变压器。弹簧储能操动机构与永磁操动机构的储能与合分闸操作需要的电流都非常小，一般不超过5A，所以采用直流操作时，应选用DCllOV电压等级。

（2）操作电源的容量选择变电站交流操作后备电源容量一般选用1—3KVA。直流操作的直流屏蓄电池容量一般选用38～lOOAh。柴油发电机133.4发电机作为备用电源的主接线在工程中，自备应急发电机一般不允许与市电源并网运行，柴油发电机组的主断路器与市电源供电断路器间应设置电气和机械连锁，防止柴油发电机组与市电源误并网。应急柴油发电机组只在市电源停电时自动向应急负荷(即工程的一级负荷)供电。大部分应急负荷为防止供电线路故障而造成失电，除要求两路电源供电外，还要求两路电源在负荷侧切换。负荷侧切换的供电系统见图3.14和图3.15。图3.14所示是常用的两台市电源供电变压器和一台应急柴油发电机组的供电系统。供电系统分三段母线，第三段母线为应急母线。QF4、QF5低压断路器设有电气和机械连锁。在正常情况时，应急负荷由一段或二段母线供电，应急母线为备用；两路市电源都停电时，应急柴油发电机组自启动，自动向应急负荷供电。14图3.14负荷侧切换的供电系统图(一)15图3.15所示是大型工程中有多个变电所，仅设一台柴油发电机组的应急发电机的供电系统图。从应急发电机处向各变电所敷设配电专线，各变电所的应急负荷正常情况时由各变电所供电，应急电源不工作；当某一变电所的市电源因故停电时，应急发电机组应急自启动，向该变电所的应急负荷供电。市电源与应急电源在负荷侧实施电气和机械连锁。16图3.15负荷侧切换的供电系统图(二)柴油发电机的选择1.柴油发电机的技术参数（1）额定功率、备用功率、最大功率；（2）电压稳定时间；（3）频率稳定时间；（4）稳定电压调整率δu；（5）稳态频率调整率δf。2.柴油发电机的选择1（1）容量的确定：初步设计阶段，应急柴油发电机容量推荐按市电变压器总容量的15％进行估算。施工图设计阶段，柴油发动机的容量应不小于应急负荷总容量，且要大于应急负荷中最大单台电动机容量的4倍。（2）台数的确定：一般设置通常为2台以上，以保证供电的连续性及适应用电负荷曲线的变化。机组台数多，才可以根据用电负荷的变化确定投入发电机组的运行台数，使柴油机在经济负荷下运行，减少燃油消耗率，降低发电成本。柴油机的最佳经济运行状态是在标定功率的75%-90%之间。为保证供电的连续性，常用机组本身应考虑设置备用机组。2.柴油发电机的选择2（3）转速的确定：一般民用建筑宜选用转速为1000～1500转/分的高速机组。（4）电压的确定：柴油发电机输出电压一般为400V。3.备用柴油发电机的选择负荷容量之和，乘以需要系数之后的计算负荷小于应急柴油发电机组的容量时，备用系数按1.2考虑，即1.2倍计算容量小于应急柴油发电机组的容量，在市电停电后，由应急发电机组向负荷供电。负荷容量之和，乘以需要系数之后的计算负荷大于单台应急柴油发电机组的容量时，可选择2台型号、容量相同、调压、调速特性相近的自动化发电机组。在市电停电后，由其中一台或二台机组向生活和商业用电供电；当市电停电，又发生火灾时，由2台机组向消防负荷供电，以利消防。4.应急柴油发电机的选择应急柴油发电机一般宜选用高速、增压、油耗低、同容量的柴油发电机组。高