教学材料《工厂供配电技术》-3

任务一变电所的电气主接线(4)经济性:在满足以上要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低此外，对主接线的选择，还应考虑受电容量和受电地点短路容量的大小、用电负荷的重要程度、对电能计量(如高压侧还是低压侧计量、动力机照明分别计费等)及运行操作技术的需要等因素。如需高压侧计量电能的，则应配置高压侧电压互感器和电流互感器(或计量柜);受电容量大或用电负荷重要的或对运行操作要求快速的用户，则应配自动开关机及相应的电气系统操作装置;受电容量虽小，但受电地点短路容量大的，则应考虑保护装置开断短路电流的能力，如采用真空断路器等;一般容量小且不重要的用电负荷，可以配置跌落式熔断器控制和保护。上一页下一页返回任务一变电所的电气主接线二、总降压变电所的主接线1.线路一变压器组接线变电所只有一路电源进线，只设一台变压器且变电所没有高压负荷和转送负荷的情况下，常常用线路一变压器组接线。其主要特点是变压器高压侧无母线，低压侧通过开关接成单母线接线供配电。在变电所高压侧，即变压器高压侧，可根据进线距离和系统短路容量的大小装设隔离开关QS，高压熔断器FU或高压断路器QFz，如图3一1所示。2.桥式接线为保证对一、二级负荷可靠供配电，设两台变压器的桥式接线。桥式主接线可分为内桥和外桥两种，为常见外桥主接线图。上一页下一页返回任务一变电所的电气主接线总降压变电所广泛采用由两回路电源供配电，装图3-2所示为常见内桥主接线图，图3-3所示

(i)内桥式。内桥式主接线的“桥”断路器QF5装设在两回路进线断路器QF1和QF2的内侧，如桥一样将两回路进线连接在一起。正常时，断路器QF5处于开断状态。

(2)外桥式。在这种主接线中，一次侧的“桥”断路器装设在两回路进线断路器QF1和QF2的外侧，此种接线方式运行的灵活性和供配电的可靠性一也较好，但与内桥式适用的场合不同。外桥接线对变压器回路操作方便，如需切除变压器T!时，可断开QF1，先合上QS4。对其低压负荷供配电，再合上QF5，可使两条进线都继续运行。因此，外桥式接线适用于供配电线路较短，工厂用电负荷变化较大，变压器需经常切换，具有一、二级负荷变电所。上一页下一页返回任务一变电所的电气主接线3.单母线和母线分段母线一也称汇流排，即汇集和分配电能的硬导线。母线的色标:A相一黄色;B相一绿色:C相一红色。母线的排列规律:从上到下为A->B->C;对着来电方向，从左到右为A->B->C设置母线可以方便地把电源进线和多路引出线通过开关电器连接在一起，以保证供配电的可靠性和灵活性。单母线主接线方式如图3-4所示，每路进线和出线中都配置有一组开关电器。断路器用于切断和关合正常的负荷电流，并能切断短路电流。隔离开关有两种作用:靠近母线侧的称为母线隔离开关，用于隔离母线电源和检修断路器;靠近线路侧的称为线路侧隔离开关，用于防止在检修断路器时从用户端反送电。防止雷击过电压沿线路侵入，保护维修人员安全。单母线接线简单，使用设备少，配电装置投资少，但可靠性、灵活性较差。当母线或母线隔离开关故障或检修时，必须断开所有回路，造成全部用户停电。这种接线适用于单电源进线的一般中、小型容量的用户，电压为6一10kV上一页下一页返回任务一变电所的电气主接线

单母线接线分段主接线如图3一5所示。为了提高单母线接线的供配电可靠性，在变电所有两个或两个以上电源进线或馈出线较多，将电源进线和引出线分别接在两段母线上，这两段母线之间用断路器或隔离开关连接。4.双母线单母线和单母线分段有一个缺点是母线本身发生故障或需检修时，将使该母线中断供配电。对供配电可靠性要求很高、进线回路多的大型工厂总降压变电所的35~110kV母线和有重要负荷或有自备电厂的6一10kV母线，如果单母线分段不能满足供配电可靠性要求时，可采用双母线接线方式。双母线主接线如图3一6所示上一页下一页返回任务一变电所的电气主接线三、车间变电所的一次接线车间变电所是将6一10kV的电压降为380/220V的电压，直接供给用电设备的终端变电所，如图3-7所示

(1)高压侧装隔离开关一熔断器或跌落式熔断器的变电所主接线如图3一8所示。结构简单、经济，供配电可靠性不高，一般只用于500kV·A及以下容量的变电所，对不重要的三级负荷供配电。

(2)高压侧装置负荷开关一熔断器的变电所主接线如图3一9所示。结构简单、经济，供配电可靠性仍不高，但操作比上述方案要简便、灵活，也只适用于不重要的三级负荷。上一页下一页返回任务一变电所的电气主接线(3)高压侧采用隔离开关一断路器控制的变电所主接线如图3一10所示。这种主接线由于采用了断路器，因此变电所的停电、送电操作灵活方便。

(4)两路进线、两台主变压器、高压侧无母线、低压侧单母线分段的变电所主接线如图3一11所示。这种主接线的供配电可靠性较高，可用于一、二级负荷。(5)一路进线、两台主变压器、高压侧无母线、低压侧单母线分段的变电所主接线如图3一12所示。这种主接线的供配电可靠性也较高，可用于二、三级负荷，如果有低压或高压联络线时，可用于一、二级负荷

(6)两路进线、两台主变压器、高压侧和低压侧均为单母线分段的变电所主接线如图3一13所示。这种主接线的供配电可靠性高，可用于一、二级负荷上一页下一页返回任务一变电所的电气主接线四、配电装置式主接线图主接线图是按照电能输送和分配的顺序用规定的符号和文字来表示设备的相互连接关系，可以称这种主接线图为原理式主接线图(图3一14)。在工程设计的施工阶段，通常需要把主接线图转换成另外一种形式，即高压或低压配电装置之间的相互连接和排列位置而画出的主接线图(图3一15)。这样才能便于成套配电装置的订货采购和安装施工35kV及以上的大中型工厂供电系统电气主接线选择工厂各个车间负荷的情况(表3一1)2.变电所主接线的选择

(1)当满足运行要求时，应尽量少用或不用断路器，以节省投资;(2)当变电所有两台变压器同时运行时，二次侧应采用断路器分段的单母线接线;上一页下一页返回任务一变电所的电气主接线(3)当供电电源只有一回线路，变电所装设单台变压器时，宜采用线路变压器组接线;(4)为了限制配出线短路电流，具有多台主变压器同时运行的变电所，应采用变压器分列运行;(5)接在线路上的避雷器，不宜装设隔离开关;但接在母线上的避雷器，可与电压互感器合用一组隔离开关;

一次侧采用内桥式接线，二次侧采用单母线分段的总降压变电所，这种内桥式接线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多，并且变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所。上一页下一页返回任务一变电所的电气主接线一次侧采用外桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所，这种主接线的运行灵活性也较好，供电可靠性同样较高，适用于一、二级负荷的工厂。但与内桥式接线适用的场合有所不同。这种外桥式适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适用经济运行需经常切换的总降压变电所。当一次电源电网采用环行接线时，一也宜于采用这种接线。一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所，这种主接线方式兼有上述两种桥式接线的运行灵活性的优点，但所用高压开关设备较多，可供一、二级负荷，适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所。上一页下一页返回任务一变电所的电气主接线一、二次侧均采用双母线的总降压变电所，采用双母线接线较之采用单母线接线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备一也大大增加，从而大大增加了初投资，所以双母线接线在工厂电力系统、工厂变电所中很少运用，主要用于电力系统的枢纽变电所本次设计的制造厂是连续运行，负荷变动较小，电源进线较长(2.5km)，主变压器不需要经常切换，另外再考虑到今后的长远发展。采用主接线一次侧采用内桥式接线，二次侧采用单母线分段的总降压主接线，如图3一16所示上一页返回任务二高压配电网的接线一、放射式接线单回路放射式所谓单回路放射式，就是由企业总降压变电所(或总配电所)6一10kV母线上引出的每一条回路，直接向一个车间变电所或车间高压用电设备配电，沿线不分支接其他负荷，各车间变电所之间一也无联系，如图3一17所示2.双回路放射式按电源数日双回路放射式又可分为单电源双回路放射式和双电源双回路放射式两种。下一页返回任务二高压配电网的接线(1)单电源双回路放射式如图3一18所示，此种接线当一条线路发生故障或需检修时，另一条线路可以继续运行，保证了供配电，可适用于二级负荷。在故障情况下，这种接线从切除故障线路到再投入非故障线路恢复供配电的时间一般不超过30min，对于允许极短停电时间，且容量较小的一级负荷，正常情况下，只投入一条线路，如果两回路均投入，一旦事故发生还需要检查是哪一根电缆故障，对于某些停电时间不允许过长的三级负荷也可采用这种接线。

(2)双电源双回路放射式

上一页下一页返回任务二高压配电网的接线两条放射式线路连接在不同电源的母线上。在任一线路发生故障时，或任一电源发生故障时，该种接线方式均能保证供配电的不中断。双电源双回路交又放射式接线如图3一19所示。一般从电源到负载都是双套设备都投入工作，并且互为备用，其供配电可靠性较高，适用于容量较大的一、二级负荷，但这种接线投资大，出线和维护都更为困难、复杂上一页下一页返回任务二高压配电网的接线

另外，为提高单回路放射式系统的供配电可靠性，各车间变电所之间一也可采用具有低压联络线的接线方式，如图3-20所示。此接线方式中电压联络开关可采用自动投入装置，使两车间变电所通过联络线互为备用，使供配电可靠性大大提高，确保各车间变电所一级负荷不停电。3.带公共备用线的放射式如图3-21所示为具有公共备用线放射式系统接线图，正常时备用线路不投入运行当任何一回路发生故障或检修时，可切除故障线路投入备用线路，“倒闸操作”后，可将其负荷切换到公共的备用线上恢复供配电。这种接线其供配电可靠性虽有所提高，但因投入公共备用线的操作过程中仍需短时停电，所以不能保证供配电的连续性。另外，这种接线投资和有色金属消耗量一也较大上一页下一页返回任务二高压配电网的接线、树干式树干式接线可分为直接树干式和链串型树干式两种。直接树干式由总降压变电所(或配电所)引出的每路高压配电干线，沿各车间厂房架空敷设，从干线上直接接出分支线引入车间变电所，如图3-22(a)所示，称为直接树干式这种接线方式的优点是:总降压变电所6一10kV的高压配电装置数量少，投资相应减少，出线简单，敷设方便，可节省有色金属，降低线路损耗。缺点是:供配电可靠性差，任一处发生故障时，均将导致该干线上的所有车间变电所全部停电。因此，要求每回路高压线路直接引接的分支线路数日不宜太多，一般限制在5个回路以内，每条支线上的配电变压器的容量不宜超过315kV"A，这种接线方式只适用三级负荷上一页下一页返回任务二高压配电网的接线2.链串型树干式在直接树干式线路基础上，为提高供配电可靠性，可以采用链串型树干式线路，其特点是:干线要引入到每个车间变电所的高压母线上，然后再引出，干线进出侧均安装隔离开关，如图3一22(b)所示。这种接线可以缩小断电范围。当图中N点发生故障，干线始端总断路器QF跳闸，找出故障点后，只要拉开隔离开关QS}，再合上QF，便能很快恢复对1号和2号车间变电所供配电，从而缩小了停电范围，提高了供配电可靠性

(1)单侧供配电的双回路树干式。每一车间变电所从两条干线上同时引入电源，互为备用，如图3一23所示，供配电可靠性稍低于双回路放射式，但其节省投资;供配电可靠性较单回路树干式高，可供二、三级负荷上一页下一页返回任务二高压配电网的接线(2)具有公共备用干线的树干式。如图3-24所示接线系统，当干线中的任一干线发生故障或检修时，可将该干线的负荷手动或自动切换到备用干线恢复供配电，这种接线一般用于二、三级负荷供配电

(3)双侧供配电的单回路树干式，如图3-25所示。系统正常运行时可由一侧供配电，另一侧作为备用电源，最好在树干式线路中间负荷分界处(功率分点)断开，两侧分开供配电，以减少能耗，简化保护系统。当发生故障时，切除故障线段，恢复对其他负荷供配电

(4)双侧供配电的双回路树干式，如图3-26所示。这种接线可靠性更高，主要向二级负荷供配电。上一页下一页返回任务二高压配电网的接线三、环形环形接线实质上是由两条链串型树干式的末端连接起来构成，如图3-27所示。这种接线的优点是运行灵活、供配电可靠性高。适用于一、二级负荷的供配电系统高压配电网主接线设计高、低压配电网常用电气主接线形式有:放射式、树干式、环形等基本接线形式

1)放射式放射式接线的特点是其引出线发生故障时互不影响，因此供电可靠性较高。但在一般情况下，其有色金属消耗量较多，采用的开关设备较多。多用于设备容量较大或对供电可靠性要求较高的设备配电。上一页下一页返回任务二高压配电网的接线2)树干式树干式接线的特点与放射式相反，一般情况下，树干式接线采用的开关设备较少，有色金属消耗量一也较少，但当线路发生故障时，影响范围较大，因此供电可靠性较低

3)环形高压环形接线，实质上是两端供电的树干式接线，这种接线在现代城市电网中应用很广。为了避免线路上发生故障时影响整个网络，一也为了便于实现线路保护的选择性，环形线路中有一段断开，采用负荷开关，供电可靠性较高。在一段线路发生故障时，都不致造成供电中断，但易发生误操作。上一页下一页返回任务二高压配电网的接线在正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，并且无特殊。在有特殊要求的建筑物内，应采用放射式配电。对供电可靠性要求高时，采用环形接线。学校接线较多，采用树干式与放射式相结合的方式供电，既可以节约成本.义能仅证供中可靠性-根据学生设计报告，采用答辩的形式进行综合评议总结，并填写成绩评议表(表3一3)。上一页返回任务三低压配电系统接线、低压放射式供配电系统

图3-28为低压线路放射式供配电系统，它又可按负荷分配情况分为带集中负荷的一级放射式和带分区集中负荷的两级放射式系统。低压放射式供配电系统，每个回路互不影响，供配电可靠性高，操作方便灵活，宜实现自动控制，但使用开关设备多，有色金属消耗量较大，故投资大，施工复杂这种接线系统多适用于供配电可靠性要求较高的车间，具体适用范围如下:(1)每个设备负荷不大，比较集中，且位于变电所的不同方向;(2)车间内负荷配置较稳定;下一页返回任务三低压配电系统接线(3)单台用电设备容量大，但数量不多;(4)车间内负荷排列不整齐;(5)车间为有爆炸危险的厂房，必须由车间隔离的房间引出线路二、低压树干式供配电系统低压树干式供配电系统与放射式系统刚好相反，一般情况下，它采用的开关设备较少，但干线发生故障时，停电范围较大，供配电可靠性差，所以一般分支点不超过5个，适用于给容量小而分布较均匀的用电设备供配电，如机械加工车间、机修车间和工具车间等低压树干式系统接线常有下列三种:低压母线配电的树干式、变压器一干线组的树干式和低压链式。上一页下一页返回任务三低压配电系统接线1)低压母线配电的树干式变电所二次侧引出线经过低压断路器引至车间内的母线上，再由母线上引出分支线给用电设备配电，如图3-29(a)所示

2)变压器一干线组的树干式由车间变电所变压器二次侧引出线经低压断路器引至车间内的干线上，然后由干线上引出分支线配电，如图3-29(b)所示。这种接线方式，可省去变电所低压侧整套低压配电装置，从而使变电所结构简化，投资大为降低。

3)低压链式链式是树干式的一种变形，如图3-30所示，其特点与树干式相同，适用于用电设备距供配电点较远，而设备之间相距很近、容量很小的次要用电设备。由于其可靠性很差，一般相连的用电设备不超过5台，总容量不宜超过10kW。上一页下一页返回任务三低压配电系统接线在下列情况下不宜采用链式接线:(1)用电设备数量3台以下，总容量超过10kW，其中最大台不大于5kW；(2)单相设备与三相设备同时并存;(3)技术操作与使用差别很大的用电设备并存。三、低压混合式供配电系统在实际情况中，常常根据用电设备的工作特点、容量、自动化要求等，将放射式和树干式混合使用，如图3-31所示。例如，车间内动力和照明线路应分开，以免互相影响四、低压环形供配电系统工厂车间变电所的低压侧均可通过低压联络线相互连接成环形，如图3一32所示、上一页下一页返回任务三低压配电系统接线10kV供配电电气主接线设计学校负荷的情况

W1一3号教学楼、行政楼、消防室、路灯

(2)2~6号系馆楼、实验楼

(3)图书馆

(4)一区宿舍楼、服务楼、食堂、医院食堂、体育器材室、热交换站、二区宿舍楼、锅炉房、开水房实施情况:(1)供配电系统主接线，是指有开关电器、电力变压器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等的电路上一页下一页返回任务三低压配电系统接线(2)主接线的基本要求安全性，可靠性，灵活性，经济性①供配网络的分类。主要的类别有放射式、树干式和环形以及由上述三种混合的。②低压系统。常见的网络结构有放射式结构和树干式结构。低压系统中采用单母线接线、单元式接线和桥式接线。(3)主接线方案设计技术经济包括三方面的内容:技术指标、经济计算、有色金属消耗量①技术指标:a.供电电能质量;b.运行管理、维护检修条件;c..交通运输及施工条件;d.分期建设的可能性与灵活性;P.可发展性;f.其他方面的有利与不利条件。②经济计算包括基建投资费用和年运行费用。

上一页下一页返回任务三低压配电系统接线③有色金属的消耗量。④技术方案与方案确定。对于配电系统，由于总降压变电所位置不同或配电路的路径和结构不同，可以提出很多设计方案，当拟定的各方案按同等的条件经计算得出各项指标后，应尽可能选择投资少，技术性能较好的方案。如果两个方案在技术上相当，则一般应优先采用投资和年运行费用均较小的方案。由于该大学供电范围小，供电距离短，除图书馆和行政楼外其余都是三级负荷。本设计采用的是单母线分段式。根据学生设计报告，采用答辩的形式进行综合评议总结，并填写成绩评议表(表3一4)。上一页返回图3一1线路一变压器组接线返回图3-2内桥卞接线图