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1、1,第14章 变配电系统及安全,电工作业安全技术,2,第14章 变配电系统及安全,深刻理解供配电系统负荷级别分类方法及供电方式。 理解一般供电系统变配电站的构成及其安全维护。 掌握电力系统电气设备的倒闸操作步骤。,3,14.1 工厂供电 14.2 变配电站的组成 14.3 变配电站的安全 14.4 倒闸操作 小结,第14章 变配电系统及安全,4,14.1 工厂供电,电力系统简介,发电厂、变电站（所）和电力用户由各级电压的电力线路联系起来组成发电、输电、变电、配电和用电的整体,发电,变电,输电,配电,5,图1-1 电力系统示意图,1 供配电系统的基本概念,电力系统简介,6,1 供配电系统的基本概
2、念,电力系统简介,发电厂:,一次能源二次能源(电能),7,1 供配电系统的基本概念,电力系统简介,电力网,电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所,区域电网 范围大，220KV 地方电网 范围小，110KV,输电网 35KV-220KV 配电网 220/380-10KV,8,1 供配电系统的基本概念,电力系统简介,变配电所,接电、变电、配电,变电所：,配电所：,接电、配电,降压变电所,升压变电所,一般建在发电厂,一般建在靠近负荷中心的地点,枢纽变电站,地区变电所,用户变配电所,总降压变电所（HSS）,3511010kV,10kV配电所（HDS）,100.4kV变电所,车间变电所STS,9,
3、电力负荷的分级,2 负荷级别与供电方式,用户供配电系统概况,一级负荷,中断供电将造成人身伤亡,中断供电将在政治、经济上造成重大损失,如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料（较稀缺的工农业原料）生产的产品大量报废、国民经济中重点企业（中央各部委指定的大型骨干企业）的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等,例,煤矿、矿井、电炉炼钢、电解槽、特种化工、医院手术室 重要铁路枢纽、重要港口、重要宾馆、电台 高精尖科研部门、军事机关与基地,10,电力负荷的分级,用户供配电系统概况,一级负荷,特别重要负荷,工业生产中如：正常电源中断时处理安全停产所必须的应急照明、通讯系统；保证安全停产的自动控制装置等,民
4、用建筑中如：大型金融中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统；大型国际比赛场馆的记分系统以及监控系统等；国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂等,例,在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷,2 负荷级别与供电方式,11,电力负荷的分级,用户供配电系统概况,二级负荷,例,中断供电将在政治、经济上造成较大损失者,影响重要用户的正常工作,造成公共场所秩序混乱者,纺织厂、化工厂、铁路、通讯、大型影剧院、大型商场、高层建筑等,三级负荷 不属于一级和二级的电力负荷,2 负荷级别与供电方式,12,各级负荷对供电电源的要求,用户供配
5、电系统概况,一级负荷对供电电源的要求,要求由两个（独立）电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏,特别重要的负荷 ：增设应急电源,常用应急电源：,供电网络中独立于正常电源的专门馈电线路,蓄电池,独立于正常电源的发电机组,2 负荷级别与供电方式,13,中型用户（1000kVA10000kVA ）,用户供配电系统构成,HDS,电源进线：610kV 两路（一路备用）,母线 （单母线分段制）,高压配电所： 电能集中再分配,车间变电所610/0.4KV,低压联络线 (可靠性要求),一级降压,2 负荷级别与供电方式,14,小型用户（1000kVA）,用户供配电系统构成,610kV,22
6、0/380V,公共 低压电网,车 间,车 间,车 间,低压 配电室,610kV,220/380V,220/380V,2 负荷级别与供电方式,15,3.企业高压供电,工厂电力网络的接线应力求简单、可靠，操作维护方便。工厂电力网络包括厂内高压配电网络与车间低压配电网络，高压配电网络指从总降压变电所或配电所到各个车间变电所或高压设备之间的610kV高压配电网络，低压配电网络指从车间变电所到各低压用电设备的380/220V低压配电网络。 工厂内高低压电力线路的接线方式有三种类型：放射式、树干式及环式。,16,高压配电线路的接线方式（放射式）,高压放射式接线,17,高压配电线路的接线方式（树干式）,高压
7、树干式接线,18,高压配电线路的接线方式（环式）,高压环式接线,19,低压配电线路的接线方式（放射式）,低压放射式接线,20,低压配电线路的接线方式（树干式）,低压树干式接线,21,低压配电线路的接线方式（环式）,低压环形接线,22,14.2 变配电站的组成及接线方式,变配电站的组成： 一般变配电站由高压配电室、低压配电室、值班室、变压器室、电容器室等组成,变电所,23,变配电所主接线的基本形式,单母线接线,有母线的主接线, 特点:,简单、清晰、设备少； 运行操作方便且有利于扩建； 可靠性与灵活性不高。若母线故障或检修，会造成全部出线停电。,适于出线回路少的小型变配电所，一般供三级负荷。 10
8、kV配电装置出线回路数不超过5回； 35kV不超3回。, 应用:,变配电站的组成及接线方式,24,变配电所主接线的基本形式,单母线接线,有母线的主接线,两路电源进线的单母线可供二级负荷 。,变配电站的组成及接线方式,25,变配电所主接线的基本形式,单母线分段接线,有母线的主接线,有两种运行方式：,分段断路器接通运行 ； 分段断路器断开，分段单独运行。, 特点:,简单、清晰、设备少；运行操作方便且有利于扩建。 缩小了母线故障的影响范围，可靠性有所提高。可供一级负荷。,单母线分段接线目前应用广泛。,变配电站的组成及接线方式,26,变配电所主接线的基本形式,双母线接线,有母线的主接线, 特点:,可靠
9、性高、运行灵活、扩建方便 。 设备多、操作繁琐、造价高 。,一般仅用于有大量一、二级负荷的大型变配电所 。, 应用:,变配电站的组成及接线方式,27,变配电所主接线的基本形式,线路一变压器组单元接线,无母线的主接线,单电源,采用 跌落式熔断器,采用 负荷开关 或 隔离开关,采用 负荷开关和 熔断器配合,采用 断路器和 隔离开关配合,变配电站的组成及接线方式,28,变配电所主接线的基本形式,线路一变压器组单元接线,无母线的主接线,户外杆上变电台的典型接线形式，电源线路架空敷设，小容量变压器安装在电杆上。 户外跌落式熔断器FU作为变压器的短路保护，也可用来切除空载运行的变压器。 接线简单经济，但可
10、靠性差，且停电和送电操作程序比较麻烦。 仅适用于500kVA以下的变电所，配电给三级负荷。 随着城市电网改造和城市美化的需要，架空线改为电缆线，户外杆上变电台逐步被预装式变电站或组合式变压器所取代 。,变配电站的组成及接线方式,29,变配电所主接线的基本形式,线路一变压器组单元接线,无母线的主接线,变压器的高压侧设置负荷开关，而未设保护装置。 仅适于距上级变配电所较近的车间变电所采用，此时，变压器的保护必须依靠安装在线路首端的保护装置来完成。 当变压器容量较小时，负荷开关也可采用隔离开关代替，但需注意的是，隔离开关只能用来切除空载运行的变压器。,变配电站的组成及接线方式,30,变配电所主接线的
11、基本形式,线路一变压器组单元接线,无母线的主接线,变压器的短路保护由熔断器实现，负荷开关除用于变压器的投入与切除外，还可用来隔离高压电源以便变压器的安全检修。 因负荷开关可带负荷操作，所以这种接线较上两种接线灵活，而且价格便宜，在10kV及以下变电所中应用得越来越多。 为避免因熔断器一相熔断造成变压器缺相运行，熔断器配有熔断撞针可作用于负荷开关跳闸。,变配电站的组成及接线方式,31,变配电所主接线的基本形式,线路一变压器组单元接线,无母线的主接线,当变压器故障时，继电保护装置动作于断路器QF跳闸。 采用断路器操作简便，故障后恢复供电快，易与上级保护相配合，便于实现自动化。 如果配有自动重合闸装
12、置，供电可靠性会有所提高。 当高压侧采用双电源供电或低压侧有联络线与其他变电所相连时，可用于二级负荷。,变配电站的组成及接线方式,32,变配电所主接线的基本形式,线路一变压器组单元接线,无母线的主接线,双回线路一变压器组单元接线,正常运行时，两路电源及主变同时工作，变压器二次侧母联断路器QF3断开运行。一旦任一主变或任一电源进线故障或检修时，主变两侧断路器就在继电保护装置的作用下自动断开，QF3自动投入，即可恢复整个变电所的供电。 双回线路一变压器组单元接线可供一、二级负荷。,变配电站的组成及接线方式,33,变配电所主接线的基本形式, 桥式接线,无母线的主接线,内桥,外桥,变配电站的组成及接线
13、方式,34,变配电所主接线的基本形式, 桥式接线,无母线的主接线,内桥,内桥接线运行特点是：电源线路投入和切除时操作简便，变压器故障时操作较复杂。 内桥接线适于电源线路较长、变压器不需经常切换操作的情况。,变配电站的组成及接线方式,35,变配电所主接线的基本形式, 桥式接线,无母线的主接线,外桥,外桥接线运行特点正好和内桥接线相反，电源线路投入和切除时操作较复杂，变压器故障时操作简便。 外桥接线适于电源线路较短、变压器需经常切换操作的情况。 当系统中有穿越功率通过变电所高压侧时或两回电源线路接入环形电网时，也可采用外桥式接线。,变配电站的组成及接线方式,36,变配电所主接线的基本形式, 桥式接
14、线,无母线的主接线,桥式接线比分段单母线结构简单，减少了断路器的数量，造价低，有一定的可靠性与灵活性，易发展。桥式接线广泛用于35110kV变电所中，但由于其操作不便，不适于10kV及以下变电所采用。,变配电站的组成及接线方式,37,变配电所主接线典型方案,一路供电电源、一台变压器的10kV变电所,电源 进线,电能 计量,电压 测量,主变 保护,变压器,低压 进线,无功 补偿,低压 出线,变压器一次侧采用线路一变压器组单元接线，二次侧采用单母线接线。,高压开关柜采用HXGN10-12固定式环网开关柜。,低压开关柜采用GGD2型低压固定式开关柜 。,变压器采用SCB10低损耗双绕组干式变压器 。
15、,变配电站的组成及接线方式,38,变配电所主接线典型方案,一路供电电源、一台变压器的10kV变电所,电源 进线,电能 计量,电压 测量,主变 保护,变压器,低压 进线,无功 补偿,低压 出线,设专用电能计量柜，柜中设专用的、精度等级为0.2级的CT与PT。 注：该互感器不得与保护、测量回路共用。,高压侧设置电压测量柜以测量、监视电压，并提供交流操作电源。,变压器的控制及保护采用负荷开关与熔断器组合电器，而未采用高压断路器，以降低投资和简化二次接线 。,变配电站的组成及接线方式,39,变配电所主接线典型方案,一路供电电源、一台变压器的10kV变电所,电源 进线,电能 计量,电压 测量,主变 保护
16、,变压器,低压 进线,无功 补偿,低压 出线,低压进线总开关和低压出线开关均采用低压断路器，可带负荷操作且恢复供电快。,变电所的负荷无功补偿采用低压母线集中补偿方式，选用低压成套无功自动补偿装置，与其他低压开关柜并排安装。,变配电站的组成及接线方式,40,高压侧线路一变压器组，低压侧单母线接线,41,变配电所主接线典型方案,一路供电电源、两台或以上变压器的10kV变电所, 10kV侧采用单母线接线。,高压开关柜采用KYN 28-12(Z)型户内金属铠装移开式开关柜，柜内配置真空断路器。,高压侧设有专用电能计量柜和电压测量柜。,变配电站的组成及接线方式,42,变配电所主接线典型方案,一路供电电源、两台或以上变压器的10kV变电所, 低压侧采用单母线分段接线。, 低压开关柜采用GCK低压抽出式柜。,两台变压器为互为备用运行方式，正常运行时，低压母联断路器断开。,变配电站的组成及接线方式,43,一路供电电源、两台或以上变压器的10kV变电所,44,变配电所主接线典型方案,两路
