用户供电系统、、PPT课件

1、.,1,第五节 变电所的二次接线,.,2,一、 二次接线的基本概念,一次设备是指直接生产、输送和分配电能的设备，主电路中的变压器、高压断路器、隔离开关、电抗器、并联补偿电力电容器、电力电缆、送电线路以及母线等设备都属于一次设备。,.,3,对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制和保护的辅助电气设备称为二次设备。 变电所的二次设备包括测量仪表、控制与信号回路、继电保护装置以及远动装置等。它们相互间所连接的电路称为二次回路或二次接线。 二次回路按照功用可分为控制回路、合闸回路、信号回路、测量回路、保护回路以及远动装置回路等；按照电路类别分为直流回路、交流回路和电压回路。 反映二次接线间关系的图称为

2、二次回路图。二次回路的接线图按用途可分为原理接线图、展开接线图和安装接线图3种形式。,.,4,图2-25 变电所二次系统与一次系统的关系,.,5,一、电气测量仪表及测量回路,具体要求如下： 1)测量精度应满足测量要求，并不受环境温度、湿度和外磁场等外界条件的影响。 2)仪表本身消耗的功率应越小越好。 3)仪表应有足够的绝缘强度、耐压和短时过载能力，以保证安全运行。 4)应有良好的读数装置。,图2-26 610kV高压线路电气测量仪表接线原理图,.,6,图2-27 610kV母线的电压测量及绝缘监视接线原理图 TV电压互感器 S联锁开关 Q电压切换开关 KV电压继电器 KS信号继电器,.,7,二

3、、断路器的操作控制与信号回路,断路器的控制与信号回路一般分为控制保护回路、合闸回路、事故信号回路和预告信号回路等。,.,8,.,9,.,10,图2-29 LW2-Z型控制开关触点表,.,11,图2-28 灯光监视的断路器的控制与信号回路,.,12,三、信号装置,在变电所运行的各种电气设备，随时都可能发生不正常的工作状态。在变电所装设的中央信号装置，主要用来示警和显示电气设备的工作状态，以便运行人员及时了解、采取措施。,中央信号装置按用途分： 事故信号：供电系统发生故障使保护动作的信号 预告信号：供电系统异常，但系统不中断给出通知值班人员处理的指示信号。 位置信号：反映设备的工作状态的信号,.,

4、13,四、操作电源,操作电源应满足如下基本要求： 1)正常情况下，提供信号、保护、自动装置、断路器跳合闸以及其他二次设备的操作控制电源。 2)在事故状态下，当电网电压下降甚至消失时，应能提供继电保护跳闸和应急照明电源，避免事故扩大。,1.直流操作电源:交流整流后通过直流母线对直流负荷供电； 同时向蓄电池充电，交流故障消失，蓄电池供电,2.交流操作电源:所用变压器、电流互感器或电压互感器引入,第六节 高低压配电网,一、配电网的接线方式,用户供电系统的配电网主要是10(6)kV高压配电网和380V低压配电网。配电网常用的典型配电方式分为放射式、树干式和环式三种。,1放射式,放射式的优点是：供电可靠

5、性高，故障发生后影响范围小；继电保护装置简单且易于整定；便于实现自动化；运行简单，切换操作方便。放射式的缺点是：配电线路和高压开关柜数量多，投资大。,图2-34 放射式接线图 a)单回路放射式 b)双回路放射式 c)带有公共备用线路的放射式,2树干式,树干式的优点是变配电所的馈出线回路数少、投资小、结构简单，其缺点是可靠性差、线路故障影响范围大。为减小干线故障时的停电范围，每条线路连接的变压器台数不宜超过5台，总容量不超过3000kVA。,架空线,电缆,双回路树干式接线图,3环式,环式接线的供电可靠性较高，运行方式灵活，可用于对二、三级负荷供电。当环中任一点发生故障时，只要查明故障点，经过短时

6、停电“倒闸操作”，拉开故障点两侧隔离开关，即可全部恢复供电。,低压配电系统的接线方式 a)放射式配电系统 b)树干式配电系统 c)链式配电系统,二、配电网的结构,工厂高低压配电网最普通的两种户外结构是架空线和电缆。,架空线的主要优点有：设备简单，造价低。架空线与电缆比较，电缆的造价约为架空线的4倍。露置空中，依靠定期巡线便能及时发现缺陷，有故障时易于检修和维护，电缆线路埋设在地下，不易发现缺陷，有故障时较难寻找，修复工作量也大。利用空气绝缘，建造比较容易，这一优点在超高压线路上尤为明显。,架空线路也存在以下问题：需占一定的空间，导线距地高度及距邻近建筑物的距离根据电压高低都有明确的规定，往往因

7、为厂区生产厂房密集，人员较多，运输频繁，加之负荷分散，采用架空线时线路纵横交错，占地较大。架空线影响厂区美化，这也是厂区供电采用电缆线路的原因之一。,电缆，它的导电部分和绝缘部分都在一个整体中，所以电缆线路的结构问题实际上就是电缆的敷设方法。电缆户外敷设有三种类型： 1)直接埋地 2)敷设在混凝土管中 3)敷设在电缆沟中,图2-39 电缆直接埋地,电缆敷设在混凝土管中,电缆沟 a)户内 b)户外 c)厂内 1盖板 2电缆支架 3预埋铁件,三、供电线路的电阻和电抗,1电阻,2电抗： 大小与导线的几何尺寸、三相导线的排列方式及相间距离有关,对于系统频率为50Hz的电网，且导线为有色金属,三相交流线

8、路中的线间距离,导线的换位,发热条件，要求通过导线或电缆的电流不应大于它的允许载流量 机械强度条件，要求架空导线的截面不应小于它的最小截面 电压质量，线路电压损失不应大于正常运行时允许的电压损耗 满足经济要求,对于35kV及110kV高压供电线路，其截面主要按照经济电流密度来选择，但应按允许载流量来校验。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗的校验。 车间内动力线路一般按照允许载流量来选择截面。 照明线路一般按照电压损耗来选择。,四、导线截面的选择,1按发热条件（允许载流量）选择导线、电缆截面,为保证安全可靠，导线和电缆的正常发热温度不能超过其允许值。或者说通过导线的计算电流或正常运行方式

9、下的最大负荷电流Imax应当小于它的允许载流量，,式中：Ial导线允许载流量； Ic线路最大长期工作电流，即最大计算负荷电流。,允许载流量与环境温度有关。查允许载流量时注意根据环境温度查出或乘上温度修正系数求出相应的允许载流量。,导体正常工作时的最高允许温度； 导体允许载流量所采用的环境温度； 导体敷设地点实际的环境温度。,选择降压变压器高压侧的导线时，应取变压器额定一次电流。 选高压电容器的引入线应为电容器额定电流的1.35倍； 选低压电容器的引入线应为电容器额定电流的1.5倍（主要考虑电容器充电时有较大涌流）。 一般三相负荷基本平衡的低压线路的中性线截面，不宜小于相线截面的50%； 三次谐

10、波电流相当突出的三相线路，选中性线截面与相线截面相同； 由三相线路分出的两相三线线路和单相双线线路中的中性线，中性线截面应与相线截面相等。,室内明敷的绝缘导线，其最小截面不得小于4mm2。 低压架空导线，其最小截面不得小于16 mm2。 保护线截面一般不得小于相线截面的一半，但当相线截面小于16 mm2时，保护线截面应与相线截面相等。 保护中性线的截面选择应同时满足中性线和保护线选择的条件。,2.按经济电流密度选择导线截面 建设电网，从经济上分为：初投资+年运行费用 初投资费应包括：1）线路的设计勘探、杆塔、绝缘子、开关设备等与截面无关的费用（Z0）。 2）与导线截面有关的费用，截面越大则投资

11、费用越大。 总投资费：,电网的年运行费用F应包括： 1）为更新设备，每年需提取的设备折旧费 2）网路的维护管理费 3）管理费 4）电网中年电能损耗费,前三项费用：,电能损耗费：,年运行费用 与导线截面的关系：,令：,则 ：,3按电压损耗选择导线和电缆截面,为了保证用电质量，导线上的电压损失不高于最大允许值5%， 对于输电距离较长或负荷电流较大的线路，必须按允许电压损耗来选择或校验导线的截面:,根据上式所得A值选出导线标称截面后，再根据线路布置情况得出实际和进行校验。,架空线：X0=0.4/km；电缆： X0=0.08/km；,满足电压损失要求的导线截面面积A:,例 设有一回10kV的LJ型架空

12、线路向两个负荷点供电，线路长度和负荷情况如图所示。已知架空线线间距为1m，空气中最高温度为37，允许电压损耗 ，试选择导线截面。,解：设线路AB段和BC段选取同一截面LJ型铝绞线，先取 ，则对AB段（l1段）来说，P1=p1+p2， Q1=q1+q2 ；对BC段（ l2段）来说， P2=p2 ， Q2=q2 。因此可得,代入数据可得 ：,选取LJ-70铝绞线，查表可得： ， 将参数代入可得：,可见，LJ-70型导线满足电压损失要求，下面按发热条件进行校验。 导线最大负荷电流为AB段承载电流，其值为 ：,查表，得LJ-70型导线在40条件下的载流量为215A，大于导线最大负荷电流，满足发热条件。

13、,第七节 用户供电系统的电能损耗与节约,一、电能节约的途径 电能消费的形式：电能损耗（变压器、线路的损耗）、电能消耗（转化为其它形式的能量、发热等浪费）。 节电的途径： 1、降低供电系统的电能损耗，提高供电效率。 2、降低生产中的电能消耗，提高电能的生产利用率。 二、供电系统中的电能损耗与节约 1、变压器的电能损耗与经济运行 （1）变压器的功率损耗：,（2）变压器的电能损耗：,（3）变压器的经济运行：首先应选择低能耗高效变压器，然后再考虑变压器的经济运行方式。,年最大负荷损耗小时数：一个假想时间，当输配电设备以最大负荷输送时，在时间内产生的电能损耗恰好等于设备中的全年的实际电能损耗。,经济运行

14、条件：传输单位kVA所消耗的有功功率损耗归算值最小。为此可求得经济负荷率KL.e，通常，变压器的经济负荷率约在70%左右。 多台并联运行的变压器在负荷相同的条件下，变压器总有功损耗归算值最小的运行方式称为经济运行。 两台等容量同参数的变压器，在单台和两台并列运行方式下，变压器的损耗随负荷的变化曲线如图2-47，两曲线的交点为单台与两台并列运行方式相互切换的临界容量。 其它经济运行的条件：变压器运行效率最高或年有功和无功电能综合效率最高。,2、线路的电能损耗与经济运行,（1）线路的电能损耗,（2）线路的经济运行： 合理选择导线截面和材质； 合理走线，避免线路迂回，减少线路长度； 采用灵活的主接线

15、，双回路并列运行； 用多回载流导体并联供电，将三相载流导体正确排列，减小近距效应，从而使电抗减小。,3、供电系统的节电措施 当变压器和线路确定后，电能损耗还与负荷的变化情况及负荷功率因数有关。 可以看出：Tmax和功率因数越高，则计算负荷越小，变压器和线路中的电能损耗就越小，所以，通过负荷调配来平稳负荷和装设电容器来补偿无功是供电系统节电的两个重要措施。 (1)供电系统负荷的经济调配 1）在空间上对负荷进行调整 2）在时间上对负荷进行调整，削峰填谷 3）在三相负荷分配上，尽量均衡。,(2)供电系统的无功功率补偿 无功补偿不消耗电能，但它会使负荷电流增大，从而增大供电系统中的电能损耗，所以无功补

16、偿也是供电系统节能降耗的主要措施之一。,三、用电系统中的电能节约 用电系统中的电能节约：用电设备的合理选择和经济运行。包括：电力拖动设备节电、电热设备节电、整流设备节电、照明节电等。 1、电动机节电 （1）采用高效电动机； （2）大力推广交流电动机变频调速技术； （3）提高电动机的负载率。,2.照明节电,（1）充分利用天然采光节电,（2）推广使用高效节能光源,（3）合理选择高效灯具,（4）使用智能照明控制系统,用电系统中的电能节约，其主要途径如下： 1)利用工业余热发电供热。 2)改进旧设备，提高效率及性能。 3)在保证设备安全运行条件下，缩短生产周期，增加产量，提高质量。 4)减少工序和压缩每道工序所需时间。 5)改善工艺，改进操作。 6)加强设备维修，减少机械磨损。 7)减少工业用气、用风、用水的漏失。 8)采用新技术、新工艺。,例 某起重机厂总降变电所有一台5600kVA变压器，P0.T=12kW，PCu.N.T=50kW。调整前，每日6时至22时平均负荷为3100kV