供配电技术(第3版)[唐志平]第4章ppt课件

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1、第四章变配电所及其一次系统 内容 供电系统的组成 电气设备 供配电电压 变电所的配置 变压器台数和容量 主接线 变电所的布置和结构 重点 供配电系统的电压选择 变电所位置的确定 变配电所的一次设备和主接线图 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 第四章变配电所及其一次系统 4 1电压的选择 4 2变电所的配置 4 3变压器的选择 4 4变电所主要电气设备 4 5变配电所主接线 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 第六章 第七章 第八章 第九章 第十章 第十一章 第一节电压的选择 一 供电电压确定供电电压 供配电系统从电力系统所取得的电源电

2、压 电源进线的电压等级 针对系统或者针对用户而言 供电电压的选择考虑三个因素 1 电力部门提供的电源电压 外部因素 充分考虑设计的经济性 第一节电压的选择 2 企业负荷的大小及距离电源线路的远近 对于电源而言 供电容量和供电距离的影响 内外部因素结合 考虑不同电压等级的线路具有供电容量以及供电距离的限制 当容量较大距离较远时 为了减少损耗 采用较高的供电电压 3 企业内部大型设备的额定电压决定了企业的供电电压 内部因素 但是也可以采用较高的电压经过降压后再供电 目前 我国所用的企业供电电压为35 110kV 10Kv 6kV 一般来讲 大中型企业常采用35 110Kv作为供电电压 中小型企业常

3、采用10Kv 6Kv作为供电电压 其中10kV作为供电电压较为常见 总之电压等级的确定考虑综合因素 第一节电压的选择 二 配电电压配电电压 指用户内部向用电设备配电的电压等级 针对设备 第二节变电所的配置 变电所的类型变电所作用 接受电能 变换电压 分配电能 按照其在供配电系统中的作用和地位进行分类 第二节变电所的配置 总降压变电所 第二节变电所的配置 2 车间变电所 第二节变电所的配置 3 独立变电所 1 当相邻的几个车间负荷都比较大 不适于将变电所建到某一个车间中 2 由于车间环境的限制 如制药 化工车间之间由于腐蚀性气体 易燃易爆气体等环境限制 必须建独立变电所 3 中小型企业 建立全厂

4、的独立变电所 给全厂供电 第二节变电所的配置 4 杆上变电所安装在室外电杆上 适用于时 常用于居民区 用电负荷较小的单位 如油田井场 5 建筑物及高层建筑物变电所民用建筑中使用 考虑安全性 干式变压器 真空断路器等 对于高层建筑物而言 一般装在楼内 地下室 中层或者高层 第三节变电所变压器的选择 一 变压器型号的选择1 变压器 文字符号T 双绕组 三绕组变压器图形符号分别如图所示 主要完成电压等级的变换 第三节变电所变压器的选择 2 分类 1 按功能分 升压变压器和降压变压器 2 按相数分 单相和三相变压器 3 绕组导体的材料 铜绕组和铝绕组 铜绕组电阻率小 但价格贵 铝绕组的电阻率大 但是价

5、格便宜 4 冷却方式和绕组绝缘分 油浸式和干式 其中 油浸式包括 油浸自冷式 油浸风冷式 油浸水冷式以及强迫油循环冷却式等 干式变压器主要包括 浇注式 开启式 充气式 SF6 5 按用途分 普通变压器和特种变压器 6 调压方式 无载调压变压器和有载调压变压器 第三节变电所变压器的选择 3 变压器型号表示 直接从型号上分析变压器的类型和特性 决定是否符合现场的需要 第三节变电所变压器的选择 4 变压器类型的选择注意的几点 选择的原则 1 尽量选择低损耗节能型 如S9系列或者S10系列 2 在多尘或者具有腐蚀性气体严重影响变压器安全的场合 选择密闭型变压器或者防腐型变压器 3 供电系统中没有特殊要

6、求和民用建筑独立变电所常采用三相油浸自冷式电力变压器 4 对于高层建筑 地下建筑 发电厂 化工等单位对消防要求较高的场所 宜采用干式变压器 5 对于电网电压波动比较大的场合 为改善电能质量应采用有载调压电力变压器 第三节变电所变压器的选择 二 变压器台数及容量的选择 第三节变电所变压器的选择 一 总降压变电所主变压器台数和容量的确定考虑因素 供电条件 负荷性质 用电容量 运行方式等 1 变压器台数的确定 1 满足用电负荷对供电可靠性的要求 在有一 二级负荷的变电所中 选择两台甚至多于两台主变 第三节变电所变压器的选择 2 对于季节性负荷或者昼夜负荷变化较大的 宜采用经济运行方式的变电所 技术经

7、济合理时可以采用两台主变 即 根据负荷的季节性或者昼夜性变化的特点 合理安排变压器并列运行的台数 保证可靠供电的前提下 减少电能的损失 以达到最佳的经济效益 3 三级负荷一般选择一台主变 负荷较大时也可选择两台主变 一般在下列情况下设置一台主变 只有一路电源进线 变电所可以通过附近的低压电网 6kv 10kv 获取备用电源 工厂所带负荷绝大多数为三级负荷 且少量的一 二次负荷满足备用电源获取的条件 第三节变电所变压器的选择 2 变压器容量的确定 1 装单台变压器时 其额定容量应能够满足全部用电设备的视在计算负荷 考虑到冗余性 以及变压器的经济运行 容量满足 其中 所有用电设备的计算容量之和 第

8、三节变电所变压器的选择 2 装设两台主变时 其中任意一台主变容量应该同时满足下列两个条件 A 任意一台主变单独运行时 应该能够满足总计算负荷的60 70 的要求 即 B 任意一台主变单独工作时 应该能够满足全部一 二级负荷的需要 即 一般而言 变压器容量和台数的确定与变电所主接线方案一起确定 在设计主接线时需要考虑到用电单位对变压器台数和容量的选择 第三节变电所变压器的选择 二 车间变电所变压器台数及容量选择原则1 车间变电所变压器台数选择 考虑因素 与总降压变电所基本相同 即在保证电能质量的前提下 应该尽量减少投资 运行费用和有色金属耗用量 1 带一 二级负荷 一二级负荷较多时 装设两台及两

9、台以上的变压器 只有少量的一二级负荷 且可以从附近的车间变电所获取低压备用电源时 可以采用一台变压器 第三节变电所变压器的选择 2 带三级负荷 负荷较小时 采用一台 负荷较大时 采用两台及两台以上 季节性负荷或昼夜变化较大的负荷 一般采用两台 负荷高峰时 两台并列运行 负荷低谷时 单台运行 变压器经济运行 3 负荷不大的车间按照与其他变电所的距离 以及本身负荷的大小 决定是否单独设立变压器 考虑负荷大小以及输送距离 第三节变电所变压器的选择 2 车间变电所变压器容量的选择车间变电所变压器容量的确定方法与总降压变电所变压器容量的选择相同 另注意 单台变压器容量小于1000KVA 主要考虑 低压开

10、关设备的断流能力及短路稳定性要求 对于装设在二层楼上的干式变压器 容量不宜大于630KVA 第三节变电所变压器的选择 三 变压器的容量及过负荷能力电力变压器的额定容量 在标准规定的环境温度下 最高温度40度 年平均温度20度 和使用年限 一般20年 内 所能连续输出的最大视在功率 kVA 第三节变电所变压器的选择 1 变压器的实际容量计算由于现场使用环境的平均温度与标准的温度规定有差异 使得变压器的实际容量与额定容量并不相等 一般规定 如果变压器安装地点的年平均气温时 则年平均气温每升高1 变压器的容量应相应减小1 对应着每低1 变压器的容量应相应增加1 因此 变压器的实际容量 出力 应计入一

11、个温度校正系数 第三节变电所变压器的选择 对室外变压器 通风条件好 易于散热 其实际容量为 其中 为变压器的额定容量 对室内变压器 由于散热条件较差 变压器进风口和出风口间大概有15 的温差 因此处在室内的变压器环境温度比户外温度大约高8 因此其容量要减小8 即 第三节变电所变压器的选择 电力变压器在运行中 其负荷总是变化 不均匀的 就一昼夜而言 很大一部分时间的负荷都低于最大负荷 而变压器容量是按最大负荷选择的 因此变压器运行时实际上没有充分发挥其负荷能力 选择变压器容量时 有时还需考虑系统发生故障时的变压器过负荷 以保证负荷用电要求 2 变压器的正常过负荷 第三节变电所变压器的选择 变压器

12、的过负荷能力 是指它在保证变压器规定使用年限内 在较短时间内所能输出的最大容量 因此 在正常工作时 变压器往往达不到它的额定值 从维持变压器规定的使用年限考虑 在保证变压器规定使用年限内 变压器在必要时完全可以过负荷运行 第三节变电所变压器的选择 3 变压器的事故过负荷能力一般来讲 变压器在运行时最好不要过负荷 但是在事故情况下 可以允许短时间较大幅度地过负荷运行 当工厂供电系统发生故障时 在较短时间内让变压器多带些负荷 保证供电的连续性 但运行时间不得超过表4 2所规定的时间 第四节变电所主要电气设备 变配电所中承担输送和分配电能任务的电路 称为一次回路 或者主回路 主接线 主回路中的电气设

13、备称为一次设备包括 高压一次设备和低压一次设备 一 高压断路器高压断路器文字符号QF图形符号1 作用 1 正常运行时 能够通 断正常负荷电流 2 系统故障时 能够配合继电保护装置 切除故障电流 因而 具有完善的灭弧装置和足够的灭弧能力 第四节变电所主要电气设备 2 型号表示及含义 第四节变电所主要电气设备 3 分类根据灭弧介质 主要包括以下几种 1 少油断路器绝缘油的作用 a 灭弧介质 b 绝缘 动 静触头之间的绝缘介质 少油断路器对地绝缘靠空气 套管以及其他的绝缘材料完成 而多油断路器的油还作为带电导体对外壳的绝缘介质 二者的区别 第四节变电所主要电气设备 2 真空断路器灭弧和绝缘介质是 真

14、空 利用真空的高绝缘强度熄灭电弧 特点 动作快 体积小 断流容量大 但制造复杂 主要适用于220KV及以上系统 以及防火 防爆的场合 3 SF6断路器灭弧和绝缘介质 SF6气体 主要适用于220kV以上系统中 以及全封闭的组合电器中 第四节变电所主要电气设备 二 高压隔离开关文字符号QS图形符号1 作用 正常时隔离电源 保证人身和设备安全 2 型号表示和含义 第四节变电所主要电气设备 3 种类和结构户内式 GN24户外式 GW10 35 400 三 高压负荷开关文字符号QL图形符号 1 作用 具有简单的灭弧装置 可通断负荷电流和过负荷电流 但不能断开短路电流 2 型号表示及含义3 种类和结构户

15、内式 FN3 10RT户外式 FW8 10 400 第四节变电所主要电气设备 四 高压熔断器文字符号 FU图形符号 1 作用对电路及设备进行短路和过负荷保护 属于保护设备 2 型号表示及含义 第四节变电所主要电气设备 3 种类和结构 1 RN系列RN1型用于电力变压器和电力线路短路保护 RN2型用于电压互感器的短路保护 主要由熔管 触头座 动作指示器 绝缘子和底板构成 2 RW系列用于配电变压器或电力线路的短路保护和过负荷保护 其结构主要由上静触头 上动触头 熔管 熔丝 下动触头 下静触头 瓷安装板等组成 第四节变电所主要电气设备 五 互感器 互感器 一种特殊的变压器 用于一次回路和二次回路之

16、间的联络 属于一次设备 分类 互感器作用 隔离 一二次侧只有电磁联系 高压隔离 保证测量 监测设备以及人身安全 变换 将高电压 大电流变换成标准的测量信号 电压变为100V 电流变为5A或1A 使测量仪表和继电器标准化 形成了一定的规范 标准 利于相关产品的生产和匹配 第四节变电所主要电气设备 1 电流互感器电流互感器 CurrentTransformer简称CT 文字符号 TA单二次绕组的电流互感器的图形符号为 第四节变电所主要电气设备 1 工作原理 一 二次饶组与一 二次电路串联 工作时接近于短路状态 电流互感器的变流比用Ki表示 则 2 型号表示方法 第四节变电所主要电气设备 一相式接线B相装一个电流互感器 如图a所示 能测量一相电流 用于三相负荷平衡系统 供测量电流和过负荷保护 两相式接线这种接线也叫不完全星形接线 如图b所示 能测量三个相电流 公共线上的电流为 广泛用于中性点不接地系统 测量三相电流 电能及作过电流保护之用 两相电流差接线这种接线又叫两相一继电器式接线 如图c所示 流过电流继电器线圈的电流为两相电流之差 其量值是相电流的倍 适用于中性点不接地系统 作过电流保护