變配電所電氣主接線ppt課件

.,變電所的電氣主接線,電氣主接線是指變電所中的一次設(shè)備按照設(shè)計要求連接起來，表示接受和分配電能的電路，也稱為主電路。電氣主接線中的設(shè)備用標(biāo)準(zhǔn)的圖形符號和文字符號表示的電路圖稱為電氣主接線圖。因為三相交流電氣設(shè)備的每相結(jié)構(gòu)一般是相同的，所以電氣主接線圖一般繪成單線圖，只是在局部需要表明三相電路不對稱連接時，才將局部繪制成三線圖；若有中性線(或接地線)可用虛線表示，使主接線清晰易看。在變電所的控制室內(nèi)，為了表明變電所主接線實際運行狀況，通常設(shè)有電氣主接線的模擬圖。運行時，模擬圖中的各種電氣設(shè)備所顯示的工作狀態(tài)必須與實際運行狀態(tài)相符。電氣主接線的形式，將影響配電裝置的布置、供電可靠性、運行靈活性和二次接線、繼電保護等問題。電氣主接線對變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟的運行起著重要作用。因此，對變配電所主接線有下列基本要求。(1)安全：應(yīng)符合有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。(2)可靠：應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是其中一、二級負(fù)荷對供電可靠性的要求。(3)靈活：應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展。(4)經(jīng)濟：在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡單，投資少，運行費用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。,.,變電所的電氣主接線,主接線圖有兩種繪制形式。(1)系統(tǒng)式主接線圖：這是按照電力輸送的順序依次安排其中的設(shè)備和線路相互連接關(guān)系而繪制的一種簡圖，如圖3.33所示。它全面系統(tǒng)地反映出主接線中電力的傳輸過程，但是它并不反映其中各成套配電裝置之間相互排列的位置。這種主接線圖多用于變配電所的運行中。通常應(yīng)用的變配電所主接線圖均為這一形式。(2)裝置式主接線圖：這是按照主接線中高壓或低壓成套配電裝置之間相互連接關(guān)系和排列位置而繪制的一種簡圖，通常按不同電壓等級分別繪制，如圖3.34所示。從這種主接線圖上可以一目了然地看出某一電壓級的成套配電裝置的內(nèi)部設(shè)備連接關(guān)系及裝置之間相互排列位置。這種主接線圖多在變配電所施工圖中使用。,.,圖3.34高壓配電所的裝置式主接線圖,.,變電所的電氣主接線,圖3.33工廠供電系統(tǒng)中高壓配電所及其附設(shè)2號車間變電所的主接線圖,.,變電所的電氣主接線,一、電氣主接線的作用,變電所中電氣主接線的作用如下。(1)電氣主接線是電氣運行人員進行各種操作和事故處理的重要依據(jù)，因此電氣運行人員必須熟悉變電所中電氣主接線，了解電路中各種設(shè)備的用途、性能及維護檢查項目和運行操作步驟等。(2)電氣主接線表明了變壓器、斷路器和線路等電氣設(shè)備的數(shù)量、規(guī)格、連接方式及可能的運行方式。電氣主接線直接關(guān)系著全廠電氣設(shè)備的選擇、配電裝置的布置、繼電保護和自動裝置的確定。是變電所電器部分投資大小的決定性因素。(3)由于電能生產(chǎn)的特點是：發(fā)電、變電、輸電和用電是在同一時刻完成的，所以主接線的好壞直接關(guān)系著電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、靈活和經(jīng)濟運行，也直接影響到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活。所以電氣主接線擬訂是一個綜合性問題，必須在國家有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟政策的前提下，力爭使其技術(shù)先進，經(jīng)濟合理，安全可靠。,.,變電所的電氣主接線,二、電氣主接線的基本形式,1.高壓配電所的主接線圖,高壓配電所擔(dān)負(fù)著從電力系統(tǒng)受電并向各車間變電所及某些高壓用電設(shè)備配電的任務(wù)。圖3.33是工廠供電系統(tǒng)中高壓配電所及其附設(shè)2號車間變電所的主接線圖。這一高壓配電所主接線方案具有一定的代表性。下面依其電源進線、母線和出線的順序?qū)Υ伺潆娝饕环治鼋榻B。1)電源進線該配電所有兩路10kV電源進線，一路是架空城WL1,另一路是電纜線WL2。最常見的進線方案是一路電源來自發(fā)電廠或電力系統(tǒng)變電站，作為正常工作電源，而另一路電源則來自鄰近單位的高壓聯(lián)絡(luò)線，作為備用電源。供電營業(yè)規(guī)則規(guī)定：對10kV及以下電壓供電的用戶，應(yīng)配置專用的電能計量柜(箱)；對35kV及以上電壓供電的用戶，應(yīng)有專用的電流互感器二次線圈和專用的電壓互感器二次連接線，并不得與保護、測量回路共用。根據(jù)以上規(guī)定，因此在兩路電路進線的主開關(guān)(高壓斷路器)柜之前(在其后亦可)各裝設(shè)一臺GG1AJ型高壓計量柜(NO.101和NO.112)，其中的電流互感器和電壓互感器只用來連接計費的電度表。,.,變電所的電氣主接線,裝設(shè)進線斷路器的高壓開關(guān)柜(NO.102和NO.111)，因為需與計量柜相連，因此采用GG1A(F)11型。由于進線采用高壓斷路器控制，所以切換操作十分靈活方便，而且可配以繼電保護和自動裝置，使供電可靠性大大提高。考慮到進線斷路器在檢修時有可能兩端來電，因此為保證斷路器檢修時的人身安全，斷路器兩側(cè)都必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)。2)母線母線(busbar，文字符號為W或WB)又稱匯流排，是配電裝置中用來匯集和分配電能的導(dǎo)體。高壓配電所的母線，通常采用單母線制。如果是兩路或以上電源進線時，則采用高壓隔離開關(guān)或高壓斷路器(其兩側(cè)裝隔離開關(guān))分段的單母線制。母線采用隔離開關(guān)分段時，分段隔離開關(guān)可安裝在墻上，也可采用專門的分段柜(亦稱聯(lián)絡(luò)柜)，如GG1A(F)119型柜。圖3.33所示為高壓配電所通常采用一路電源工作、一路電源備用的運行方式，因此母線分段開關(guān)通常是閉合的，高壓并聯(lián)電容器對整個配電所進行無功補償。如果工作電源發(fā)生故障或進行檢修時，在切除該進線后，投入備用電源即可恢復(fù)對整個配電所的供電。如果裝設(shè)備用電源自動投入裝置(auto-put-intodeviceofreserve-source，APD)，則供電,.,變電所的電氣主接線,可靠性可進一步提高，但這時進線斷路器的操作機構(gòu)必須是電磁式或彈簧式。為了測量、監(jiān)視、保護和控制主電路設(shè)備的需要，每段母線上都接有電壓互感器，進線上和出線上都接有電流互感器。圖3.33中的高壓電流互感器均有兩個二次繞組，其中一個接測量儀表，另一個接繼電保護裝置。為了防止雷電過電壓侵入配電所時擊毀其中的電氣設(shè)備，各段母線上都裝設(shè)了避雷器。避雷器和電壓互感器同裝設(shè)在一個高壓柜內(nèi)，且共用一組高壓隔離開關(guān)。3)高壓配電出線該配電所共有6路高壓配電出線。其中有兩路分別由兩段母線經(jīng)隔離開關(guān)-斷路器配電給2號車間變電所；有一路由左段母線(WB1)經(jīng)隔離開關(guān)-斷路器供1號車間變電所；有一路由右段母線(WB2)經(jīng)隔離開關(guān)-斷路器供3號車間變電所；有一路由左段母線(WB1)經(jīng)隔離開關(guān)-斷路器供無功補償用的高壓并聯(lián)電容器組；還有一路由右段母線(WB2)經(jīng)隔離開關(guān)-斷路器供組高壓電動機用電。由于這里的高壓配電線路都是由高壓母線來電，因此其出線斷路器需在其母線側(cè)加裝隔離開關(guān)，以保證斷路器和出線的安全檢修。圖3.34是圖3.33所示10kV高壓配電所的裝置式主接線圖。,.,2.車間和小型工廠變電所的主接線圖,變電所的電氣主接線,車間變電所和小型工廠變電所，都是將高壓6kV10kV降為一般用電設(shè)備所需低壓220V/380V的降壓變電所。其變壓器容量一般不超過1000kVA，主接線方案通常比較簡單。1)車間變電所的主接線圖車間變電所的主接線分以下2種情況。(1)有工廠總降壓變電所或高壓配電所的車間變電所。其高壓側(cè)的開關(guān)電器、保護裝置和測量儀表等，一般都安裝在高壓配電線路的首端，即總變配電所的高壓配電室內(nèi)，而車間變電所只設(shè)變壓器室(室外為變壓器臺)和低壓配電室，其高壓側(cè)多數(shù)不裝開關(guān)，或只裝簡單的隔離開關(guān)、熔斷器(室外為跌開式熔斷器)、避雷器等，如圖3.35所示。由圖可以看出，凡是高壓架空進線，變電所高壓側(cè)必須裝設(shè)避雷器，以防雷電波沿架空線路侵入變電所擊毀電力變壓器及其他設(shè)備的絕緣。而采用高壓電纜進線時，避雷器是裝設(shè)在電纜的首端的(圖上未示出)，而且避雷器的接地端要連同電纜的金屬外皮一起接地。此時變壓器高壓側(cè)一般可不再裝設(shè)避雷器。如果變壓器高壓側(cè)為架空線又經(jīng)一段電纜引入時，如圖3.33中的進線WL1，則變壓器高壓倒仍應(yīng)裝設(shè)避雷器。,.,變電所的電氣主接線,(a)高壓電纜進線，無開關(guān)(b)高壓電纜進線，裝隔離開關(guān)(c)高壓電纜進線，裝隔離開關(guān)-熔斷器(d)高壓電纜進線，裝負(fù)荷開關(guān)-熔斷器(e)高壓架空進線，裝跌開式熔斷器和避雷器(f)高壓架空進線，裝隔離開關(guān)和避雷器(g)高壓架空進線，裝隔離開關(guān)-熔斷器和避雷器(h)高壓架空進線，裝負(fù)荷開關(guān)-熔斷器和避雷器圖3.35車間變電所高壓側(cè)主接線方案(示例),(2)工廠無總變配電所的車間變電所。工廠內(nèi)無總變配電所時，其車間變電所往往就是工廠的降壓變電所，其高壓側(cè)的開關(guān)電器、保護裝置和測量儀表等，都必須配備齊全，所以一般要設(shè)置高壓配電室。在變壓器容量較小、供電可靠性要求不高的情況下，也可不設(shè)高壓配電室，其高壓側(cè)的開關(guān)電器就裝設(shè)在變壓器室(室外為變壓器臺)的墻上或電桿上，而在低壓側(cè)計量電能；或者其高壓開關(guān)柜(不多于6臺時)就裝在低壓配電室內(nèi)，在高壓側(cè)計量電能。,.,變電所的電氣主接線,2)小型工廠變電所的主接線圖這里介紹一些常見的主接線方案。為使主接線圖簡明，下面的主接線圖中未繪出電能計量柜的電路。(1)只裝有一臺主變壓器的小型變電所主接線圖。只裝有一臺主變壓器的小型變電所，其高壓倒一般采用無母線的接線。根據(jù)其高壓側(cè)采用的開關(guān)電器不同，有以下3種比較典型的主接線方案。高壓側(cè)采用隔離開關(guān)-熔斷器或戶外跌開式熔斷器的變電所主接線圖，如圖3.36所示。這種主接線受隔離開關(guān)和跌開式熔斷器切斷空載變壓器容量的限制，一般只用于500kVA及以下容量的變電所中。這種變電所相當(dāng)簡單經(jīng)濟，但供電可靠性不高，當(dāng)主變壓器或高壓側(cè)停電檢修或發(fā)生故障時，整個變電所要停電。由于隔離開關(guān)和跌開式熔斷器不能帶負(fù)荷操作，因此變電所送電和停電的操作程序比較麻煩，如果稍有疏忽，還容易發(fā)生帶負(fù)荷拉閘的嚴(yán)重事故，而且在熔斷器熔斷后，更換熔體需一定時間，從而影響供電可靠性。但是這種主接線對于三級負(fù)荷的小容量變電所是相當(dāng)適宜的。高壓側(cè)采用負(fù)荷開關(guān)-熔斷器或負(fù)荷型跌開式熔斷器的變電所主接線圖，如圖3.37所示。由于負(fù)荷開關(guān)和負(fù)荷型跌開式熔斷器能帶負(fù)荷操作，從而使變電所停、送電的操作,.,變電所的電氣主接線,圖3.36高壓側(cè)采用隔離開關(guān)-熔斷器或跌開式熔斷器的變電所主接線圖,圖3.37高壓側(cè)采用負(fù)荷開關(guān)-熔斷器或負(fù)荷型跌開式熔斷器的變電所主接線圖,比上述主接線，如圖3.36所示要簡便靈活得多，也不存在帶負(fù)荷拉閘的危險。但在發(fā)生短路故障時，只能是熔斷器熔斷，因此這種主接線仍然存在著在排除短路故障時恢復(fù)供電的時間較長的缺點，供電可靠性仍然不高。這種主接線一般也只用于三級負(fù)荷的變電所。高壓側(cè)采用隔離開關(guān)-斷路器的變電所主接線圖，如圖3.38所示。這種主接線由于采用了高壓斷路器，因此變電所的停、送電操作十分靈活方便，而且在發(fā)生短路故障時，過電流保護裝置動作，斷路器會自動跳閘，如果短路故障已經(jīng)消除，則可立即合閘恢復(fù)供電。,.,變電所的電氣主接線,圖3.38高壓側(cè)采用隔離開關(guān)-斷路器的變電所主接線圖,圖3.39高壓雙回路進線的一臺主變壓器變電所主接線圖,如果配備自動重合間裝置(auto-reclosingdevice，ARD)，則供電可靠性更高。但是如果變電所只此一路電源進線時，一般也只用于三級負(fù)荷；但如果變電所低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)線與其他變電所相連時，或另有備用電源時，則可用于二級負(fù)荷。如果變電所有兩路電源進線，則供電可靠性相應(yīng)提高，可供二級負(fù)荷或少量一級負(fù)荷。,.,變電所的電氣主接線,(2)裝有兩臺主變壓器的小型變電所主接線圖。高壓無母線、低壓單母線分段的變電所主接線圖，如圖3.40所示。這種主接線的供電可靠性較高，當(dāng)任一主變壓器或任一電源進線停電檢修或發(fā)生故障時，該變電所通過閉合低壓母線分段開關(guān)，即可迅速恢復(fù)對整個變電所的供電。如果兩臺主變壓器高壓側(cè)斷路器裝設(shè)互為備用的備用電源自動投入裝置，則任一主變壓器高壓側(cè)斷路器因電源斷電(失壓)而跳閘時，另一主變壓器高壓側(cè)的斷路器在備用電源自動投入裝置作用下自動合閘，恢復(fù)整個變電所的供電。這時該變電所可供一、二級負(fù)荷。高壓采用單母線、低壓單母線分段的變電所主接線圖，如圖3.41所示。這種主接線適用于裝有兩臺及以上主變壓器或具有多路高壓出線的變電所，其供電可靠性也較高。任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時，,圖3.40高壓側(cè)無母線、低壓單母線分段的變電所主接線圖,.,變電所的電氣主接線,通過切換操作，即可迅速恢復(fù)對整個變電所的供電。但在高壓母線或電源進線進行檢修或發(fā)生故障時，整個變電所仍要停電。這時只能供電給三級負(fù)荷。如果有與其他變電所相連的高壓或低壓聯(lián)絡(luò)線時，則可供一、二級負(fù)荷。,圖3.41高壓采用單母線、低壓單母線分段的變電所主接線圖,圖3.42高低壓側(cè)均為單母線分段的變電所主接線圖,高低壓側(cè)均為單母線分段的變電所主接線圖，如圖3.42所示。這種變電所的兩段高壓母線，在正常時可以接通運行，也可以分段運行。任一臺主變壓器或任一路電源進線停電檢修或發(fā)生故障時，通過切換操作，均可迅速恢復(fù)整個變電所的供電，因此供電可靠性相當(dāng)高，可供一、二級負(fù)荷。,.,變電所的電氣主接線,3.工廠總降壓變電所的主接線圖,對于電源進線電壓為35kV及以上的大中型工廠，通常是先經(jīng)工廠總降壓變電所降為6kV10kV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所，降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓如220/380V。下面介紹工廠總降壓變電所幾種較常見的主接線方案。為了使主接線圖簡明起見，圖上省略了包括電能計量所需的所有電流互感器、電壓互感器及避雷器等一次設(shè)備。1)只裝有一臺主變壓器的總降壓變電所主接線圖如圖3.43所示這種主接線的一次側(cè)無母線、二次側(cè)為單母線。其特點是簡單經(jīng)濟，但供電可靠性不高，只適于三級負(fù)荷的工廠。,圖3.43只裝有一臺主變壓器的總降壓變電所主接線圖,2)裝有兩臺主變壓器的總降壓變電所主接線圖(1)一次側(cè)采用內(nèi)橋式接線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖，如圖3.44所示。,.,變電所的電氣主接線,圖3.44采用內(nèi)橋式接線的總降壓變電所主接線圖,這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF10跨接在兩路電源進線之間，猶如一架橋梁，而且處在線路斷路器QFll和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式接線。這種主接線的運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用一、二級負(fù)荷的工廠。如果某路電源例如WL1線路停電檢修或發(fā)生故障時，則斷開QFll，投入QF10(其兩側(cè)QS先合)，即可由WL2恢復(fù)對變壓器T1的供電。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長因而發(fā)生故障和停電檢修的機會較多、變壓器不需經(jīng)常切換的總降壓變電所。(2)一次側(cè)采用外橋式接線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖，如