第1章变配电系统

第一章变配电系统第一节变配电系统的基本概念建筑配电与设计第一章变配电系统一、变配电系统的组成区域变电站住宅发电厂医院体育场学校商厦输电网建筑配电与设计各种发电厂升压变压器高压输电线路区域变电站用户变配电站用电设备电力系统：电力系统方框图包括发电、变电（升压和降压）、输电、配电、用电五部分。这个系统实现了非电能量通过电能方式传输，最终可以在人们需要的地方，以人们希望的非电能量方式消耗的全过程。变配电系统：包括变电（降压）、配电（包括短距离输电）、用电。这个系统实现的是电能按人们的需要，以非电能量形式消耗的过程。第一章第一节变配电系统的基本概念建筑配电与设计二、变配电系统的电压1.变配电系统的额定电压第一章第一节变配电系统的基本概念建筑配电与设计电网额定电压:它是一个国家根据本国电力工业的发展确定的。线路的始端允许高于电网额定电压5%，线路的末端允许低于电网额定电压5%。用电设备额定电压:规定与同等级电网的额定电压相同。发电机额定电压:规定高于同等级电网额定电压5%。变压器额定电压:原边：接电网，额定电压与电网额定电压相同；接发电机，额定电压高于电网额定电压5%。副边：接电网，额定电压应比电网额定电压高10%；

接低压电网或直接接用电设备，额定电压应高于电网额定电压5%，第一章第一节变配电系统的基本概念建筑配电与设计2.变配电系统额定电压的选择用电设备总容量在250kW以下或变压器容量在160kVA以下时，可由低压供电。JGJ/16－2008《民用建筑电气设计规范》中规定：用电设备总容量在250kW及以上或变压器容量在160kVA以上时，宜以10(6)kV供电，第一章第一节变配电系统的基本概念建筑配电与设计3.变配电系统电压允许偏差电压偏差实际电压与额定电压之差的百分数，即：Ｕ－电网实际电压。其中：

Ｕ－电压偏差；ＵN－电网额定电压；在《民用建筑电气设计规范》中，对用电单位受电端供电电压允许偏差作出了相应规定：当电网电压偏差超过允许值时，应采取相应措施对系统电压进行调整。第一章第一节变配电系统的基本概念1.10kV及以下三相供电电压允许偏差应为标称系统电压的

7%；2.220V单相供电电压允许偏差应为标称系统电压的+7%~-10%；3.对供电电压允许偏差有特殊要求的用电单位，应与供电企业协议确定。

建筑配电与设计三、用电负荷的分类根据用电负荷对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上造成的影响或损失程度，可将用电负荷分为三级。《民用建筑电气设计规范》中规定一级负荷：二级负荷：不属于一级和二级负荷的用电负荷应为三级负荷。（1）中断供电将造成人身伤亡；（2）中断供电将造成重大影响或重大损失；（3）中断供电将破坏有重大影响的用电单位的正常工作，或造成公共场所秩序严重混乱。

（1）中断供电将造成较大影响或损失；（2）中断供电将影响重要用电单位的正常工作或造成公共场所秩序混乱。

三级负荷：第一章第一节变配电系统的基本概念建筑配电与设计四、变配电系统运行的基本要求安全：可靠：优质：经济：在电能的供应，分配，使用中，不应发生人身伤亡事故和设备事故；满足不同级别用电负荷对供电可靠性的要求；为用户提供符合电能质量指标要求的电能；电压：系统在正常运行情况下用电设备端子处电压偏差不应超过国家

规范所确定的允许值。波形：要求系统输出波形为较严格的正弦波。频率：一般用电设备要求频率的变化范围为-0.5Hz～+0.5Hz。变配电系统投资要少，运行费用要低，并尽可能节约电能和减少有色金属损耗。第一章第一节变配电系统的基本概念第二节电力系统中性点运行方式建筑配电与设计第一章第二节电力系统中性点运行方式一、电源中性点不接地系统中性点不接地中性点经阻抗接地中性点直接接地大电流接地系统小电流接地系统下图是电源中性点不接地系统正常运行时的电路图和电流、电压相量图。建筑配电与设计下图是电源中性点不接地系统单相接地时的电路图和电流、电压相量图。结论：2.电源中性点电压上升为相电压；1.接地（故障）相（W相）对地电压为零；3.非故障相（U相和V相）对地电压上升为线电压，即升高为原对地电压的倍。4.接地相（W相）的接地电流为正常运行每相对地电容电流的3倍；第一章第二节电力系统中性点运行方式建筑配电与设计二、电源中性点经消弧线圈接地系统第一章第二节电力系统中性点运行方式电源中性点不接地系统配电线路越长，单相接地电流就越大，而单相接地故障大多是非金属性短路，当接地电流大到一定程度时，会引起单相接地点出现断续电弧，可能引起系统过电压。故当中性点不接地系统的单相接地电容电流大于一定值时，该电源中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方式。建筑配电与设计三、电源中性点直接接地系统第一章第二节电力系统中性点运行方式对220/380V低压配电系统来说，我国广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中性线（N线）和保护线（PE线）。TN－C系统中性线与保护线共用一根导线－保护中性线（PEN线）T—表示电源端有一点

直接接地；N—表示电气装的外露

可导电部分与电源

端接地点有直接电

气连接；C—表示中性线和保护

线是合一的。特点：对接地故障反应灵敏度高，线路经济简单，但它只适合用于三相负荷较平衡的场所。TN－C系统不适合作为智能建筑的低压供电系统。建筑配电与设计第一章第三节变配电系统的接线方式中性线与保护线完全分开TN－S系统U相电源三相设备单相设备V相W相NPENS—表示中性线和保护线是

分开的。系统中性线N和保护接地线PE仅在变压器中性点共同接地，两根导线不再有其它任何电气连接。特点：同TN－C系统相比，造价显然大一些，但明显提高了人体及设备的安全性。TN－S系统可以用做智能建筑的低压供电系统。建筑配电与设计第一章第三节变配电系统的接线方式中性线与保护线，前边共用，后边全部或部分分开TN－C－S系统U相电源三相设备单相设备单相设备PENV相W相NPEN特点：

这种系统在中性线与保护线分开点之前是一个TN－C系统，而在之后是一个TN－S系统。一般用于建筑物的供电由区域变电所引来的场所，进户之前采用TN－C系统，进户处中性线做重复接地，进户后以TN－S系统运行。由于这种系统进户后具有TN－S系统的特点，故也可以作为智能建筑的一种低压供电系统。电流互感器变配电系统的一次设备低压设备第三节变配电系统的接线方式建筑配电与设计一、变配电所的接线方式第一章第三节变配电系统的接线方式变压器、高压设备、低压设备连接方式输配电路连接方式变配电所的主接线方式供电线路的接线方式1.变配电所常用变配电设备变压器高压设备高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压熔断器等低压断路器、低压刀开关、低压负荷开关、低压熔断器等继电器或计量仪表电压互感器一次侧与配电设备串联，二次侧接继电器或计量仪表一次侧与电源并联，二次侧接继电器或计量仪表建筑配电与设计第一章第三节变配电系统的接线方式2.变电所的主接线方式1)有一台变压器变电所的接线方式：220/380VTATFUQL6～10kV电缆线路220/380VTA2TQS16～10kV电缆线路QF1QF2TA16～10kV电缆线路220/380VTATFUQS隔离开关－熔断器接线方式负荷开关－熔断器接线方式隔离开关－断路器接线方式特点：简单经济，可靠性不高。只适用于带三级负荷、变压器容量为500kVA及以下的小容量变电所。特点：操做上较前一种接线方式简便灵活，且较简单经济。但供电可靠性仍不高，一般也只适用于三级负荷的变电所。特点：操作灵活方便。一般用于三级负荷。若变压器低压侧有联络线与其它变电所相连时，则可用于二级负荷。建筑配电与设计第一章第三节变配电系统的接线方式2)有两台变压器变电所的接线方式：(1)高压侧无母线，低压侧单母线分段的接线方式(2)高压侧单母线，低压侧单母线分段的接线方式TA3T16～10kV架空线路TA1220/380VTA4T2QS4QF2QF5TA2QF6QF3QS5QS1QS3QS2FFUTV高压联络线QF1QF4TA2T1FU1QS16～10kV电缆线路QS2F1QF1QF2TV1220/380VTA4T2FU2QS3QS4F2QF4TA3TV2QF5TA1QF3这种接线方式的供电可靠性较高，可供一、二级负荷用电。适用于高压一路进线，装有两台及以上变压器的变电所，适合于二、三级负荷。建筑配电与设计第一章第三节变配电系统的接线方式(3)高低压侧均为单母线分段的接线方式3.高压配电所的主接线方式QS110kV电缆配出线路QF1TA1QS2QF2TA2QS3QF3QS4QF4QS5QF5QS7QF7QS6QF6QS8QF810kV电缆进线QF9QS9TA2T1FU16～10kV电缆线路F1TA1TV1220/380VTA4T2QS5QF2QF4TA3QF5FU2F2TV2QS3QF1QF3QS1QS4QS2QS6QS7QF7此种接线方式供电可靠性相当高，可供电给一、二级负荷。高压配电所的功能主要是对高压电能的分配，由于不进行供电电压的变换，所以高压配电所内没有电力变压器。建筑配电与设计二、供电线路的接线方式第一章第三节变配电系统的接线方式1.低压线路的接线方式6～10kV电缆线路FUTQS220/380V220/380VTATFUQL6～10kV电缆线路QF1TQS220/380VTA6～10kVQF2QF6QF3QF4QF5QF7QF8QF9QF11QF10QF13QF12QF14放射式接线树干式接线环形接线特点：引出线发生故障时互不影响，供电可靠性较高；但有色金属消耗较多，采用开关设备也较多。多用于设备容量较大或负荷性质较重要的用电负荷。特点：采用开关设备较少，有色金属消耗较少；但干线发生故障时，