交流高、低压配电设备结构和系统

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1、交流高 低压配电设 备结构和系统 第三章 交流供电系统 交流供电系统 第二节 高压交流供电系统 第一节 交流供电系统概述 第三节 电力变压器 第四节 低压交流供电系统 第三章 交流供电系统 交流供电系统 第二节 高压交流供电系统 第一节 交流供电系统概述 第三节 电力变压器 第四节 低压交流供电系统 交流供电系统概述 n第一节 交流供电系统概述 n1 1交流供电的种类和系统组成 n1 1 1 交流供电的种类 n 通信局 站 电源的交流供电种类包括交流市电供电 备用发电 机组 油机或燃气轮机 供电 交流不间断电源 UPS 设备供电 风力发电供电 n 其中交流市电 备用油机发电机组或燃气轮发电机组

2、是所有通信 局 站 的必备电源 只有在特殊的通信局站 市电引入困难 用电 负荷小 适宜于风力发电 可用风力发电作为交流电源 n 通信局 站 采用交流不间断电源 UPS 设备供电的方式主要 应用于卫星地球站 全球星关口站等 在一般通信局 站 UPS电 源设备主要用于为数据网络设备 业务支撑系统 增值业务系统 网 管系统等供电 交流供电系统概述 n1 1 2 交流供电系统的组成 n 交流供电系统是由市电交流供电系统 备用发电机组 油机或燃 汽轮机 交流供电系统 电力机房交流供电系统 通信交流配电及 UPS供电系统 及变 配电设备的工作及保护接地系统组成 n 市电为主用电源 发电机组作为备用电源 根

3、据通信局 站 的 建设规模 重要性及所建局址的位置不同 通信局 站 的市电供电 类别及市电的引入电压等级 高压或低压 也有所不同 交流供电系统概述 n1 2 市电交流供电系统 n 市电交流供电系统也称外电供电系统 市电交流供电系统是由高 压配电设备 变电设备 低压配电设备及电力线路所组成 n1 2 1市电类别划分 n 电信设备所需的交流电源宜利用市电作为主用电源 根据通信局 站 所在地区的市电供电条件 线路引入方式及运行状态 将市电 分为四类 交流供电系统概述 n 1 一类市电供电为从两个可靠的独立电源各自引入一路供电线 该两路电源不应同时出现检修停电 平均每月停电次数不应大于1 次 平均每次

4、故障时间不应大于0 5h 两路供电线宜配置备用市电电 源自动投入装置 n 2 二类市电供电应符合下列条件之一的要求 由两个以上 独立电源构成稳定可靠的环形网上引入一路供电线 由一个稳定 可靠的独立电源或从稳定可靠的输电线上引入一路供电线 二类市电 供电允许有计划检修停电 平均每月停电次数不应大于3 5次 平均 每次故障时间不应大于6h 交流供电系统概述 n 3 三类市电供电为从一个电源引入一路供电线 供电线路长 用户多 平均每月停电次数不应大于4 5次 平均每次故障时间不应 大于8h n 4 四类市电供电应符合下列条件之一的要求 n 由一个电源引入一路供电线 经常昼夜停电 供电无保证 n 有季

5、节性长时间停电或无市电可用 交流供电系统概述 n1 2 2 市电交流供电的质量指标 n 供电电压及频率 n 通信局 站 市电的供电电压有高低压二种 n 低压供电 单相为 220V 三相为 380V n 高压供电 10 35 63 110 220 500kV n 供电频率 50Hz 交流供电系统概述 n 通信局 站 设备容量在 250 kW 或需用变压器容量在160kVA 及以下者 应以低压方式供电 特殊情况也可以高压方式供电 n 目前我国公用电力系统现有的6kV供电系统将逐步由10kV取代 n 供电电压及频率允许偏差 n 35kV及以上供电及对电压质量有特殊要求的用户为额定电压的 5 n 10

6、kV及以下高压供电和低压电力用户为额定电压的 7 n 低压照明用户为额定电压的 5 10 n 电网容量在 300万千瓦及以上者 频率允许偏差为 0 2 Hz n 电网容量在 300万千瓦及以下者 频率允许偏差为 0 5 Hz 第三章 交流供电系统 交流供电系统 第二节 高压交流供电系统 第一节 交流供电系统概述 第三节 电力变压器 第四节 低压交流供电系统 高压交流供电系统 n第二节 高压交流供电系统 n2 1常用高压电器 n 高压电器是指额定工作电压在3000V以上的电器 它在高压线路 中用来实现关合 开断 保护 控制 调节和测量等功能 常用的高 压电器有高压熔断器 高压断路器 高压隔离器

7、高压负荷开关 避 雷器和互感器等 高压交流供电系统 n2 1 1高压熔断器 n 高压熔断器是一种当通过的电流超过规定值时使其熔体熔化而断 开电路的保护电路 其主要是对电路及电路中的设备进行短路保护 但有的也具有过负荷保护的功能 10kV高压熔断器室内广泛采用RN型 管式熔断器 室外则广泛采用RW型跌落式熔断器 高压交流供电系统 高压交流供电系统 n2 1 2高压断路器 n 高压断路器的功能是分断和接通高压正常负荷电流 并能承受一 定时间的短路电流 高压断路器按其采用的灭弧介质可分为真空 油 压缩空气等断路器 依据灭弧过程的油量可分为少油和多油两类断 路器 少油断路器由于具有结构简单 制造方便

8、材料消耗少 性能 稳定 运行可靠 耐气候性强 维修简单 价格低廉等优点 常用于 固定安装的开关柜 而手车式高压开关柜的断路器一般为真空断路器 高压交流供电系统 高压交流供电系统 高压交流供电系统 n2 1 3高压隔离开关 n 高压隔离开关没有专门的灭弧装置 因此它的接通或切断不允许 在有负荷电流的情况下进行 否则断开隔离开关的电弧会烧毁设备 甚至造成短路故障 因此 需要接通或断开隔离开关时 应先将高压 电路中断路器分断后才能进行 但隔离开关具有分断一定小电流功能 如电容电流不超过5A的空载电路 n 高压隔离开关主要用于检修与分断隔离线路 倒换母线和分合空 载电路 高压交流供电系统 n 检修与分

9、断隔离线路 利用隔离开关断口闸的可靠绝缘 使需要 检修和分断的线路与带电部分隔离 为确保检修工作的安全 隔离开 关断口闸的绝缘均高于对地绝缘 隔离开关还可带有接地装置 当隔 离开关打开时 接地装置便可靠地接地 n 倒换母线 根据运行需要换接线路 在断口两端接近等电位的条 件下 可带负荷进行分 合闸操作 变换母线接线方式 n 分合空载电路 分合一定长度的母线 电缆 绝缘套管和架空线 路的电容电流 以及分合小容量的变压器的空载电流 高压交流供电系统 n2 1 4高压负荷开关 n 高压负荷开关主要用于3 63kV高压配电线路中 作为接通及开 断一次回路的负荷电流之用 它具有下列特点 n 1 可直接带

10、负荷进行操作 操作功率较小 并可进行远距离控制 跳闸和近距离手工合闸 安全可靠 n 2 带有三工位结构 开关可具有合 开断 接地三个功能位置 以便于线路正常运行及在故障情况下安全检修 n 3 与高压熔断器配合组成负荷开关 熔断器组合电器 可执行 短路保护及过流保护的功能 其动作时间或灵敏性低于断路器加继电 保护的传统保护动作时间 n 4 与其他类型的保护方式相比较 具有投资少 占地面积小 可 节省资金等优点 n 5 可设计成无油化开关系统 在防爆 防火等方面有优越的运行 条件 高压交流供电系统 n 高压负荷开关按灭弧方式有产气式负荷开关 压气式负荷开关和 真空负荷开关 产气式负荷开关在分断负荷

11、电流的过程中 能通过快 速分 合闸 使产气管通过电弧发热产生SF6压缩气体 将电弧迅速 熄灭 压气式负荷开关通过气缸 喷口与弧触头之间的相对运动 产 生较强的压缩空气 将电弧迅速熄灭 真空负荷开关既有接通和分断 负荷电流的功能 在分闸后又有可见的隔断口 分 合负荷电流的作 用依靠真空灭弧室来执行 隔离功能依靠联动机构装置来完成 高压交流供电系统 n2 1 5互感器 n 互感器是一种特种变压器 是一次系统和二次系统间的联络元件 用以分别向测量仪表 继电器的电压和电流线圈供电 正确反映电 气设备的正常运行和故障情况 互感器分为电压互感器和电流互感器 n 电压互感器是将电力系统的高电压变成一定标准的

12、低电压 l00V 或 的电气设备 电压互感器不输送电能 仅作为测量高 压线路电压或装置过压继电器 电压互感器二次绕组不能短路运行 n 电流互感器是将高压系统中的电流或低压系统中的大电流变成一 定量标准的小电流 5A或1A 的电气设备 电流互感器用于测量高压电 网中的电流 功率或安装过电流继电保护装置 利用电流互感器二次 线圈完成 以使高压分隔 电流互感器在运行过程中二次绕组绝对不 允许开路运行 高压交流供电系统 n2 1 6避雷器 n 避雷器的作用是防止高压 高于线路正常的供电电压 侵入危害 用电设备 过高的雷电压在避雷器内部通过间隙放电被短路通向大地 而线路正常电压仍能维持供电 因此 在有雷

13、电危害的地区 要按 供电线路的额定电压来配置避雷器 每组3只 n 避雷器分为金属氧化物 氧化锌 避雷器 碳化硅阀式避雷器和 管式等三种 金属氧化物避雷器是一种比较新型的电器 性能优良 正在逐步取代碳化硅阀式避雷器 高压交流供电系统 n2 2高压配电设备 n2 2 1高压开关柜 n 高压开关柜是按一定的线路方案将有关一 二次设备组装而成的 一种高压成套配电装置 较大的通信局 站 一般都由市电高压电网 供电 通常采用成套高压开关柜 高压开关柜及一次线路方案很多 可根据进出线方案 电路容量 变压器台数和保护方式选用若干一次 线路方案的高压开关柜组成高压供电系统 n 高压开关柜有固定式和手车式两种类型

14、 在中小型系统中一般都 采用较为经济的固定式高压开关柜 手车式高压开关柜的高压断路器 等主要电气设备是装在可以拉出和推入开关柜的手车上的 这些设备 需检修时可随时拉出 再推入同类备用手车 即可恢复供电 因此手 车式开关柜与固定式开关柜相比 具有检修安全 并可大大缩短停电 时间等显著优点 高压交流供电系统 n 成套的高压开关柜一般有高压进线柜 高压计量柜 避雷器柜 联络柜 出线柜等 n 高压进线柜 是引入的高压线接向受电设备的第一道控制设备 主要装有断路器 或兼有避雷器 其中断路器容量的选择要略大于 它所承担的各个变压器高压侧额定电流之和 并且根据短路电流的计 算 使其开断容量能断开高压进线线路

15、最大短路电流 当加装电流速 断保护时 必须征得当地供电部门的同意 使其保护时限与供电部门 的要求一致 n 高压计量柜 是为高压计量提供高压互感器和计量仪表安装的高 压柜 n 避雷器柜 主要用来防止雷电波沿线路侵入 确保供电设备安全 运行的装置 高压交流供电系统 n 高压联络柜 装有联络开关 断路器 用以实现两路高压线路 之间的联络 当有一路高压线路停电时 将其闭合 则实现由另一路 高压给全部变压器供电 高压联络柜的断路器安装在两段高压母线之 间 高压联络柜断路器的容量取决于所承担变压器的总容量 也就是 说 断路器的额定电流略大于流经它的各个变压器高压侧额定电流之 和 并且在母线发生短路时 断路

16、器必须有能力断开其短路电流 高压出线柜 是为变压器供电的一级保护设备 高压出线柜的断 路器容量取决于所控制变压器的容量 也就是说断路器的额定电流略 大于变压器高压侧额定电流 以便保护变压器不过电流 在变压器发 生短路时 断路器必须有能力断开短路电流 并且 当过电流保护时 限大于0 75s时 在故障时不能迅速断开 还应当加装电流速断保护 高压出线柜的配置数量取决于变压器台数 高压交流供电系统 n2 2 2 操作电源 n 高压供电系统的操作电源是指供给高压开关柜断路器操动机构的 控制回路 继电保护 自动装置 信号装置的电源 为高压供电系统 的电气设备能可靠地运行 就需要可靠的操作电源 n 操作电源可分为交流操作电源和直流操作电源两大类 一般中 小型高压供电系统多采用交流操作电源 交流操作电源一般取自电压 互感器 变压器和电流互感器 在容量较大的高压供电系统中 多采 用直流操作电源 直流操作电源主要由整流器 固定蓄电池组等组成 高压交流供电系统 n2 3 高压交流供电系统分类 n 高压交流供电系统由高压供电线路 高压配电设备及变压器组成 根据通信局 站 的建设规模及用电负荷而建设不同类型的变