第4章 供配電系統(tǒng)2

1、第四章第四章 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng)第一節(jié)第一節(jié) 電壓的選擇電壓的選擇第二節(jié)第二節(jié) 變電所位置的確定變電所位置的確定第三節(jié)第三節(jié) 變壓器的選擇變壓器的選擇第四節(jié)第四節(jié) 變電所主要電器設(shè)備變電所主要電器設(shè)備第五節(jié)第五節(jié) 變電所主接線變電所主接線第六節(jié)第六節(jié) 變電所的布置和結(jié)構(gòu)變電所的布置和結(jié)構(gòu)第五節(jié)第五節(jié) 變電所主接線變電所主接線1一次回路一次回路 供配電系統(tǒng)中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路，供配電系統(tǒng)中承擔(dān)輸送和分配電能任務(wù)的電路，稱一次回路，也稱為主電路或主接稱一次回路，也稱為主電路或主接(結(jié)結(jié))線。線。一次電路中所有的電氣設(shè)備稱為一次設(shè)備，如變壓器、斷一次電路中所有的電氣設(shè)備稱為一次設(shè)備，如變

2、壓器、斷路器、互感器等。路器、互感器等。 一、變電所的構(gòu)成一、變電所的構(gòu)成 ：變電所由一次回路和二次回路構(gòu)成。：變電所由一次回路和二次回路構(gòu)成。 變換設(shè)備變換設(shè)備 按電力系統(tǒng)的要求，改變電壓或電流大小的設(shè)備，如變壓器、按電力系統(tǒng)的要求，改變電壓或電流大小的設(shè)備，如變壓器、電流互感器、電壓互感器等。電流互感器、電壓互感器等。 控制設(shè)備控制設(shè)備 用來控制一次電路通、斷的設(shè)備，如高低壓斷路器、開關(guān)等。用來控制一次電路通、斷的設(shè)備，如高低壓斷路器、開關(guān)等。 保護(hù)設(shè)備保護(hù)設(shè)備 用來對電力系統(tǒng)進(jìn)行過電流和過電壓等保護(hù)的設(shè)備，如熔斷用來對電力系統(tǒng)進(jìn)行過電流和過電壓等保護(hù)的設(shè)備，如熔斷器、避雷器等。器、避雷器

3、等。 補償設(shè)備補償設(shè)備 用來補償電力系統(tǒng)中無功功率以提高功率因數(shù)的設(shè)備，如并聯(lián)用來補償電力系統(tǒng)中無功功率以提高功率因數(shù)的設(shè)備，如并聯(lián)電容器等。電容器等。 成套設(shè)備（裝置）成套設(shè)備（裝置） 按一次電路接線方案的要求，將有關(guān)的一次設(shè)備及其按一次電路接線方案的要求，將有關(guān)的一次設(shè)備及其相關(guān)的二次相關(guān)的二次設(shè)備組合為一體的電氣裝置，如高低壓開關(guān)柜、低壓配電箱等。設(shè)備組合為一體的電氣裝置，如高低壓開關(guān)柜、低壓配電箱等。 一次設(shè)備按功能分類一次設(shè)備按功能分類:2二次回路 凡用來控制、指示、監(jiān)測和保護(hù)一次設(shè)備運行的電路，叫二次回路，也叫二次接（結(jié)）線。 二次回路中所有電氣設(shè)備都稱為二次設(shè)備或二次元件，如儀表

4、、繼電器、操作電源等。 對電氣主接線的基本要求對電氣主接線的基本要求工廠變配電所的電氣主接線，是指按照一定的工作順工廠變配電所的電氣主接線，是指按照一定的工作順序和規(guī)程要求連接變配電一次設(shè)備的一種電路形式。主電序和規(guī)程要求連接變配電一次設(shè)備的一種電路形式。主電路圖又稱為一次電路圖、主接線圖、一次接線圖。由于電路圖又稱為一次電路圖、主接線圖、一次接線圖。由于電力系統(tǒng)為三相對稱系統(tǒng)，所以電氣主接線圖通常以單線圖力系統(tǒng)為三相對稱系統(tǒng)，所以電氣主接線圖通常以單線圖來表示，使其簡單清晰。它直觀地表示了變電所的結(jié)構(gòu)特來表示，使其簡單清晰。它直觀地表示了變電所的結(jié)構(gòu)特點、運行性能、使用電氣設(shè)備的多少及其前后

5、安排等，對點、運行性能、使用電氣設(shè)備的多少及其前后安排等，對變配電所安全運行、電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置和電能變配電所安全運行、電氣設(shè)備選擇、配電裝置布置和電能質(zhì)量等都起著決定性作用。質(zhì)量等都起著決定性作用。 對電氣主接線的基本要求對電氣主接線的基本要求1 、安全 充分保證人身和設(shè)備的安全。 2 、可靠 應(yīng)滿足用電單位對供電可靠性的要求。3 、靈活 能適應(yīng)各種不同的運行方式，操作檢修方便。4 、經(jīng)濟(jì) 主接線設(shè)計應(yīng)簡單，投資少，運行管理費用低。 三、變電所常用主接線三、變電所常用主接線線路線路變壓器組接線；單母線接線；橋式接線。變壓器組接線；單母線接線；橋式接線。1線路變壓器組單元接線 結(jié)構(gòu)：當(dāng)

6、只有一路電源供電線路和一臺變壓器時，可采用線路變壓器組接線。（如右下圖） 特點：接線簡單，所用電氣設(shè)備少，配電裝置簡單，節(jié)約建設(shè)投資。該單元中任一設(shè)備發(fā)生故障時，變電所全部停電，可靠性不高。 適用范圍：小容量三級負(fù)荷、小型工廠或非生產(chǎn)性用戶。 2. 2. 單母線接線單母線接線（1） 單母線不分段接線 結(jié)構(gòu)： （如右圖） 特點：a.接線簡單清晰，使用設(shè)備少，經(jīng)濟(jì)性比較好，發(fā)生誤操作的可能性小。 b.可靠性和靈活性差。當(dāng)電源線路、母線或母線隔離開關(guān)發(fā)生故障或進(jìn)行檢修時，全部用戶供電中斷。 適用范圍：可用于對供電連續(xù)性要求不高的三級負(fù)荷用戶，或有備用電源的二級負(fù)荷用戶。 (2)(2)單母線分段接線單

7、母線分段接線 結(jié)構(gòu)：可采用隔離開關(guān)或斷路器分段，隔離開關(guān)分段因倒閘操作不便，現(xiàn)已不再采用。 特點：供電可靠性高，操作靈活。除母線故障或檢修外，可對用戶連續(xù)供電。缺點：母線故障或檢修時，仍有50%左右的用戶停電。適用范圍：在具有兩路電源進(jìn)線時，采用單母線分段接線，可對一、二級負(fù)荷供電，特別是裝設(shè)了備用電源自動投入裝置后，更加提高了單母線用斷路器分段接線的供電可靠性。3. 3. 橋式接線橋式接線橋式接線是指在兩路電源進(jìn)線之間跨接一個斷路器，猶如一座橋。 （1） 內(nèi)橋式接線：斷路器跨在進(jìn)線斷路器的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，稱為內(nèi)橋式接線。 結(jié)構(gòu)： （如右圖） 特點：接線簡單，經(jīng)濟(jì)，可靠性高，安全，靈活 。

8、適用范圍：、級負(fù)荷、線路長、負(fù)荷平坦。 對工廠35kV及以上總降壓變電所，有兩路電源供電及兩臺變壓器時，一般采用橋式接線。（2） 外橋式接線：外橋式接線： 斷路器跨在進(jìn)線斷路器的外側(cè)，靠近電源側(cè)，稱為外橋式接線。 結(jié)構(gòu)： （如右圖） 特點 （同內(nèi)橋式） 適用范圍 （同內(nèi)橋式）四、總降壓變電所主接線四、總降壓變電所主接線 1. 單電源進(jìn)線的總降壓變電所主接線單電源進(jìn)線的總降壓變電所主接線 （1）一次側(cè)線路變壓器組、二次側(cè)單母線不分段主接線 總降壓變電所為單電源進(jìn)線一臺變壓器時，主接線采用一次側(cè)線路變壓器組、 二次側(cè)單母線不分段接線, 又稱一次側(cè)無母線、二次側(cè)單母線不分段主接線。 這種主接線經(jīng)濟(jì)簡

9、單，可靠性不高，適用于負(fù)荷不大的三級負(fù)荷情況。（2）一次側(cè)單母線不分段、二次側(cè)單母線分段主接線）一次側(cè)單母線不分段、二次側(cè)單母線分段主接線 單電源進(jìn)線兩臺變壓器時，總降壓變電所主接線采用一次側(cè)單母線不分段、二次側(cè)單母分段接線。提高了供電可靠性，但單電源供電的可靠性還是不高，因此這種接線適用于負(fù)荷晝夜變化大三級負(fù)荷及部分二級負(fù)荷。2. 2. 雙回電源進(jìn)線總降壓變電所主接線雙回電源進(jìn)線總降壓變電所主接線由于采用雙回電源進(jìn)線，總降壓變電所主變壓器一般都在兩臺或兩臺以上。 （1）一二次側(cè)均采用單母分段主接線）一二次側(cè)均采用單母分段主接線 由于進(jìn)線開關(guān)和母線分段開關(guān)由于進(jìn)線開關(guān)和母線分段開關(guān)均采用了斷路

10、器控制，操作十分靈活，均采用了斷路器控制，操作十分靈活，供電可靠性較高，適用于大中型企業(yè)供電可靠性較高，適用于大中型企業(yè)的一、二級負(fù)荷供電。的一、二級負(fù)荷供電。（2 2）內(nèi)橋式主接線）內(nèi)橋式主接線 這種主接線大大提高了供電的可靠這種主接線大大提高了供電的可靠性和靈活性。適用于大中型企業(yè)的一、性和靈活性。適用于大中型企業(yè)的一、二級負(fù)荷供電。二級負(fù)荷供電。 內(nèi)橋式接線適用于以下條件的總降壓變電所： 供電線路長，線路故障幾率大；負(fù)荷比較平穩(wěn)，主變壓器不需要頻繁切換操作； 沒有穿越功率的終端總降壓變電所。（3 3）外橋式主接線）外橋式主接線 外橋式接線的優(yōu)點：跨接斷路器靠近電源側(cè)，省掉線路回路斷路器，

11、進(jìn)線處僅裝線路隔離開關(guān)。 對變壓器回路的操作非常方便、靈活，供電可靠性高，適用于有一、二級負(fù)荷的用戶或企業(yè)。供電線路短，線路故障幾率少；用戶負(fù)荷變化大，變壓器操作頻繁；有穿越功率流經(jīng)的中間變電所，因為采用外橋式接線，總降壓變電所 運行方式的變化將不影響公共電力系統(tǒng)的潮流。五、獨立變電所主接線五、獨立變電所主接線單電源進(jìn)線的獨立變電所主接線單電源進(jìn)線的獨立變電所主接線(1)一次側(cè)單母線不分段、二次側(cè)單母線分段主接線 （2）一次側(cè)線路-變壓器組接線、二次側(cè)單母線不分段主接線 接線可靠性不高 ，對于三級負(fù)荷且負(fù)荷不太大的企業(yè)變電所常采用單電源進(jìn)線. 2. 2. 雙電源進(jìn)線獨立變電所主接線雙電源進(jìn)線獨

12、立變電所主接線 雙電源進(jìn)線獨立獨立變電所的主接線一般采用一、二次側(cè)單母線分段接線。這種接線適用于有一、二級負(fù)荷的企業(yè)，變電所有兩臺或兩臺以上變壓器。 雙回路電源進(jìn)線高壓側(cè)采用單母線分段后，供電可靠較高，操作靈活方便，當(dāng)電源進(jìn)線采用一設(shè)備時，裝備用電源自動投入裝置，可提高供電可靠性。特點特點：適用于有一、二級負(fù)荷的企業(yè)，變電所有兩臺或兩臺以上變壓器。 六、車間變電所主接線六、車間變電所主接線1.單臺變壓器的車間變電所主接線單臺變壓器的車間變電所主接線 電纜進(jìn)線一次側(cè)線路電纜進(jìn)線一次側(cè)線路-變變壓器組接線、二次側(cè)單母線壓器組接線、二次側(cè)單母線不分段接線不分段接線 架空進(jìn)線一次側(cè)線路架空進(jìn)線一次側(cè)線

13、路-變壓變壓器組接線、二次側(cè)單母線不分器組接線、二次側(cè)單母線不分段接線段接線 2.2.雙回路進(jìn)線兩臺變壓器的車間變電所主接線雙回路進(jìn)線兩臺變壓器的車間變電所主接線 采用一次側(cè)雙線路采用一次側(cè)雙線路-變壓器組接線、二次側(cè)單母線分段接線變壓器組接線、二次側(cè)單母線分段接線七、配電所主接線七、配電所主接線配電所起接受和分配電能的作用，其位置應(yīng)當(dāng)盡量靠近負(fù)荷中心，經(jīng)常和車間變電所設(shè)在一起。 每個配電所的饋電線路一般不少于45回，配電所一般為單母線制，根據(jù)負(fù)荷的類型及進(jìn)出線數(shù)目可考慮將母線不分段不分段或分段分段。第六節(jié)第六節(jié) 變電所的布置和結(jié)構(gòu)變電所的布置和結(jié)構(gòu)1. 變電所布置方案戶內(nèi)式：戶內(nèi)式：變壓器、

14、配電裝置安置于室內(nèi)，工作條件好，運行管理方便；戶內(nèi)式又分為單層布置和雙層布置，視投資和土地情況而定。 35kV戶內(nèi)變電所宜采用雙層布置，610kV變配電所宜采用單層布置。戶外式：戶外式：變壓器，配電裝置全部安裝于室外；混合式：混合式：部分裝于室內(nèi)、部分裝于室外。一、變電所的布置一、變電所的布置 變電所的布置主要由變壓器室變電所的布置主要由變壓器室2 2、高壓配電室、高壓配電室1 1、低壓配電、低壓配電室室3 3、電容器室、電容器室5 5、控制室（值班室）、控制室（值班室）4 4、 休息室、工具間等組休息室、工具間等組成。成。 （1）室內(nèi)布置應(yīng)緊湊合理。便于值班人員操作、檢修、試驗、巡視和搬運，

15、配電裝置安放位置應(yīng)保證所要求的最小允許通道寬度，考慮今后發(fā)展和擴建的可能。 (2) 合理布置變電所各室位置。高壓電容器室與高壓配電室、低壓配電室與變壓器室應(yīng)相鄰近，高、低壓配電室的位置應(yīng)便于進(jìn)出線，控制室與值班室的位置應(yīng)便于運行人員工作和管理。 (3) 變壓器室和高壓電容器室，應(yīng)避免西曬。控制室和值班室應(yīng)盡量朝南方，盡可能利用自然采光和通風(fēng)。 （4）配電室的設(shè)置應(yīng)符合安全和防火要求。對電氣設(shè)備載流部分應(yīng)采用金屬網(wǎng)板隔離。 （5）高、低壓配電室、變壓器室、電容器室的門應(yīng)向外開。相鄰的配電室的門應(yīng)雙向開啟。 （6）變電所內(nèi)不允許采用可燃材料裝修，不允許管道從變電所內(nèi)經(jīng)過。2. 變電所布置要求：變電

16、所布置要求：二、變電所的結(jié)構(gòu)二、變電所的結(jié)構(gòu)1. 1. 變壓器室變壓器室 （1）變壓器外輪廓與墻壁的凈距不小于0.6m。 （2）變壓器室一般采用自然通風(fēng)，只設(shè)通風(fēng)窗（不設(shè)采光窗）。 （3）選用油浸式變壓器時，應(yīng)設(shè)置容量為100%變壓器油量的貯油池。 （4）變壓器室的門朝外開，按變壓器的推進(jìn)面有寬面推進(jìn)和窄面推進(jìn)兩種。 （5）設(shè)置貯油池或擋油設(shè)施 以防火。此外，變壓器室內(nèi)的其它設(shè)施如通風(fēng)窗材料等應(yīng)使用非燃材料。變壓器室布置圖變壓器室布置圖2. 2. 高壓配電室的結(jié)構(gòu)高壓配電室的結(jié)構(gòu) 高壓配電室的結(jié)構(gòu)主要取決于高壓開關(guān)柜的數(shù)量、布置方式（單列或雙列）、安裝方式（靠墻或離墻）等因素。 （1）高壓配電

17、室的尺寸：各種通道的最小寬度、高度、電纜溝。 （2）高壓配電室的門應(yīng)向外開，相鄰配電室之間有門時，應(yīng)能雙向開啟，長度超過7米時應(yīng)設(shè)兩個門。 （3）高壓配電室的耐火等級不應(yīng)低于二級。3. 3. 低壓配電室低壓配電室 低壓配電室兼作值班室時，配電屏正面距墻壁不宜小于3m。低壓配電室的高度，一般可參考下列尺寸。（1）與抬高地坪變壓器室相鄰時，其高度為44.5m；（2）與不抬高地坪變壓器室相鄰時，其高度為3.54m；（3）配電室為電纜進(jìn)線時，其高度為3m。4. 4. 高壓電容器室高壓電容器室 電容器室的結(jié)構(gòu)主要取決于電容器柜的數(shù)量、布置方式（雙列或單列），安裝方式（靠墻或離墻）等因素。 （1）高壓電容

18、器室的尺寸：各種通道的最小寬度、高度、電纜溝。 （2）高壓電容器室的門應(yīng)向外開，相鄰配電室之間有門時，應(yīng)能雙向開啟，長度超過7米時應(yīng)設(shè)兩個門。 （3）高壓電容器室的耐火等級不應(yīng)低于二級。 5 . 5 . 控制室控制室 控制室通常與值班室合在一起，值班室位置的設(shè)置宜朝南，且應(yīng)有良好的自然采光，室內(nèi)布置應(yīng)滿足控制操作的方便及運行人員進(jìn)出的方便，并應(yīng)設(shè)兩個可向外的出口，門應(yīng)向外開。值班室與高壓配電室宜直通或經(jīng)過通道相通。 控制屏、中央信號屏、繼電器屏、直流電源屏、所用電屏安裝在控制室。 值班室內(nèi)還應(yīng)考慮通訊（如電話）、照明等問題。 三、變電所布置和結(jié)構(gòu)實例三、變電所布置和結(jié)構(gòu)實例油浸式電力變壓器油浸

19、式電力變壓器10kVS9-M型型35kVS9型型10kVS9型型續(xù)上頁續(xù)上頁10kVS11-M型型非晶合金鐵心非晶合金鐵心干式電力變壓器干式電力變壓器10kV級級SCB10型型 (IP00)高壓接線端子高壓接線端子低壓接線端子低壓接線端子溫控儀溫控儀冷卻風(fēng)機冷卻風(fēng)機低壓繞組低壓繞組高壓繞組高壓繞組環(huán)氧樹脂環(huán)氧樹脂澆注澆注 鐵心鐵心無載分接無載分接開關(guān)開關(guān)續(xù)上頁續(xù)上頁 10kV級級SG10型型10kV級干式變壓器防級干式變壓器防護(hù)外殼護(hù)外殼 (IP20) 10kV級級SCR9型型高壓電纜分支箱高壓電纜分支箱歐式電纜分支箱（歐式電纜分支箱（對接式分支對接式分支 8）美式電纜分支箱（美式電纜分支箱（

20、1分分3）硅橡膠硅橡膠電纜插頭電纜插頭電纜插座電纜插座續(xù)上頁續(xù)上頁1.分支箱頂蓋分支箱頂蓋2.分支箱側(cè)門分支箱側(cè)門3.電纜出線分支電纜出線分支4.電纜進(jìn)線分支電纜進(jìn)線分支5.雙通套管雙通套管6.分支箱側(cè)門分支箱側(cè)門7.分支箱箱體分支箱箱體8.避雷器避雷器9.接地線接地線10.接地線板接地線板11.防鼠罩防鼠罩12.電纜固定夾電纜固定夾環(huán)網(wǎng)電纜分支箱環(huán)網(wǎng)電纜分支箱 環(huán)網(wǎng)柜主電路環(huán)網(wǎng)柜主電路 電動操作箱電動操作箱環(huán)網(wǎng)柜環(huán)網(wǎng)柜戶外防護(hù)箱戶外防護(hù)箱IP33IP33高壓配電級數(shù)高壓配電級數(shù)STS10/0.38kV4STS310/0.38kVSTS110/0.38kV35/10kVHSSHDS 10/10

21、kV10/0.38kVSTS2第一級第一級第一級第一級一一級級第二級第二級第二級第二級低壓電纜分支箱低壓電纜分支箱動力配電箱動力配電箱電 源出 線 1出 線 4出 線 2出 線 3主電路圖主電路圖雙電源切換箱雙電源切換箱出 線 2出 線 1出 線 4出 線 3主 電 源 備 用 電 源主電路圖主電路圖照明配電箱照明配電箱主電路圖主電路圖出 線 5出 線 3出 線 2出 線 1出 線 4電 源MAPSTS 10/0.38kVALM低壓配電級數(shù)低壓配電級數(shù)第一級第一級一級一級第三級第三級第二級第二級第二級第二級總降壓變電所總降壓變電所室內(nèi)變電所室內(nèi)變電所組合式成套變電站組合式成套變電站高壓室高壓室變壓器室變壓器室低壓室低壓室戶戶外外桿桿上上變變電電臺臺安全凈距安全凈距1 1表表1 1 干式變壓器（干式變壓器（IP20IP20）間及與墻、門的最