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1、第五章 供电系统的一次接线,第一节 概述 第二节 电力变压器选择（重点） 第三节 电气主接线基本形式（重点） 第四节 变配电所电气主接线典型方案（重点/难点） 第五节 高低压配电网接线（重点） 第六节 变配电所的类型与布置 第七节 供电方案的技术经济指标,第一节 概述,一次接线是指由电力变压器、各种开关电器及配电线路，按一定顺序连接而成的表示电能输送和分配路线的电路，亦称主电路。,一次接线常用一次接线图（主电路图）表示，它是一种采用国标符号绘制的功能性简图。一般绘制成单线图。,包括设备安全及人身安全。,一次接线应符合一、二级负荷对供电可靠性的要求,用最少的切换来适应各种不同的运行方式，检修时操
2、作简便，能适应发展，便于扩建。,做到接线简化、投资省、占地少、运行费用低。,一、一次接线的概念,二、对一次接线的要求,第二节 电力变压器的选择,一、电力变压器的型式选择,电力变压器型式选择是指确定变压器的相数、调压方式、绕组型式、绝缘及冷却方式、联结组别等，并应优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品。,油浸式 如S9、S9-M、S11型等，一般为自冷式。 干 式 如SCB10、SG10型等 ，可带风机冷却。,35110/10.5kV总降压变压器为Y,d11。 10/0.4kV配电变压器一般为 Y,yno或D,yn11。,续上页,D,yn11联接的优点：有利于单相接地故障的切除；有利于抑制零
3、序谐波；单相负载能力强。,Y,yno联接绕组接线图及相量图,D,yn11联接绕组接线图及相量图,二、电力变压器的台数与容量选择,（二）容量的选择,容量还应满足大型电动机及其它冲击负荷的起动要求。,一般单台车间变容量不宜大于1250kVA。,（一）台数的选择,考虑因素：供电可靠性要求负荷变化与经济运行集中负荷容量大小,对单台变压器 满足条件 ： SNTSC （应留有1020余量）,对两台变压器（一般为等容量，互为备用）满足条件：SNT0.7Sc且 SNTSc（+ ）,保证负荷 的正常运行,例5-1,例5-1 某工业企业拟建造一座10/0.38kV变电所，所址设在厂房 建筑内。已知总计算负荷为18
4、00kVA，其中一、二级负荷900kVA， COS0.8。试初选其主变压器的型式、台数和容量。,选用SCB10型10/0.4kV电力变压器。无载调压，分接头5%，联接组别Dyn11，带风机冷却并配置温控仪自动控制，带IP20防护外壳。,每台变压器容量SNT0.71565kVA1096kVA，且SNT783kVA，因此初选每台变压器容量为1000kVA。,解 1.选择变压器型式,因有较多的一、二级负荷，故初选两台主变压器。,无功补偿后的总计算负荷 Sc1800kVA0.80.921565kVA，其中Sc（）900kVA0.80.92783kVA。,2.选择变压器台数,3.选择每台变压器的容量,三
5、、电力变压器的过负荷能力,1）由于昼夜负荷不均匀而考虑的过负荷。 2）由于夏季欠负荷而在冬季考虑的过负荷。,电力变压器在事故情况下（例如并列运行的两台变压器因故障切除一台时），允许短时间较大幅度地过负荷运行，而不论故障前负荷情况如何，但运行时间不得超过规定时间。,（一）正常过负荷,对于油浸式变压器，其允许过负荷包括以下两部分：,（二）事故过负荷,以上两部分过负荷可以同时考虑，但是，对室内变压器，过负荷不得超过20；对室外变压器，过负荷不得超过30。,干式电力变压器一般不考虑正常过负荷。,第三节 电气主接线基本形式,一、有母线的主接线,特点：电源进线和所有引出线都连接于同一组母线WB上。,图a
6、一路电源,1.单母线接线,母线-汇集电能和分配电能,续上页,优缺点： 简单、清晰、设备少；但可靠性与灵活性不高。,应用： 一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。,联锁,图b 两路电源一用一备,续上页,单母线分段接线图,2. 单母线分段接线,两路电源一用一备时，分段断路器接通运行。,两路电源同时工作互为备用时，分段断路器则断开运行。,续上页,特点： 每个回路经断路器和两组隔离开关分别接到两组母线上。,3. 双母线接线,应用： 用于有大量一、二级负荷的大型变配电所。,双母线接线图,二、无母线的主接线,特点: 接线简单，设备少，经济性好，适于只有一台主变压器的小型变电所。,图1 线路变压
7、器组单元接线,1. 线路变压器组单元接线,续上页,图2 双回线路变压器组单元接线,正常运行时，两路电源及主变压器同时工作，变压器二次侧母联断路器QF3断开运行。,双回线路变压器组单元接线可供一、二级负荷。,续上页,桥式接线图,a) 内桥,b) 外桥,2.桥式接线,能实现电源线路和变压器的充分利用。,第四节 变配电所电气主接线 典型方案,一、变配电所电气主接线的设计与绘制,1.电气主接线的设计一般应遵循如右步骤：,2.电气主接线图（主电路图）的绘制,主接线图的绘制应与柜、屏的实际布局相对应。,主接线图应详细标注。,二、10kV变电所电气主接线典型方案,变压器一次侧采用线变组单元接线。,1、一路外
8、供电源 （1）装有一台变压器,一 次 侧 电 气 主 接 线,二次侧电气主接线图,续上页,变压器二次侧采用单母线接线。,续上页,变压器一次侧采用单母线接线。,1、一路外供电源 （2）装有两台或以上变压器,变压器一次侧电气主接线 图,二次侧采用单母线分段接线。低压配电屏采用抽出式柜，其插接头可起到隔离作用。,续上页,变压器二次侧电气主接线图,续上页,设两路外供电源采用一用一备运行方式。,2、两路外供电源,一次侧电气主接线图,变压器一次侧采用单母线接线。,续上页,低压主接线仍采用单母线分段接线形式低压配电屏采用固定分隔式，断路器为插入式安装。,二次侧电气主接线图,三、10kV配电所电气主接线典型方
9、案,设变电所由两路外供电源供电，其中电源1容量可供全部负荷，电源2容量可供部分重要的负荷。,采用单母线分段接线。,电气主接线图,第五节 高低压配电网接线,1.放射式,一、高压配电网接线,（一）高压配电网接线基本形式,特点：配电母线上每路或两路馈电出线仅给一个负荷点单独供电。,单路放射式,续上页,双路放射式,放射式线路故障影响范围小，因而可靠性较高，而且易于控制和实现自动化，适于对重要负荷的供电。,续上页,2. 树干式,电缆分支箱,单回路树干式,特点：配电母线上每路馈电出线给同一方向的多个负荷点供电。,续上页,双回路树干式,电缆分支箱,树干式线路及其开关电器数量少，投资省，但可靠性不高，不便实现
10、自动化。,续上页,3、 环式（环网接线）,特点：把两回树干式配电线路的末端或中部连接起来构成环式网络。,一般开环运行,可靠性 较高,续上页,拉手环式,续上页,（二）高压配电网的设计,考虑因素：供电可靠性的要求、车间配电变压器的容量及分布、地理环境等。,一般用户高压配电网宜采用放射式。,对一般负荷及容量在1000kVA及以下的变压器，宜采用普通环式接线。,对于重要负荷，可采用双回路放射式，或采用工作电源接线为放射式、备用电源接线为树干式的组合形式，根据情况，也可采用拉手环式接线。,对于三级负荷，为节省投资可采用树干式，负荷较大时则可采用分区树干式接线。,配电级数不宜多于两级。,例5-2,例5-2
11、：已知某工厂设有一座35/10kV总降压变电所HSS和4座10/0.38kV车间变电所STS1STS4。 STS1设两台变压器（二级负荷占70）， STS2设一台变压器（二级负荷占10）， STS3和STS4均设一台变压器（为三级负荷）。试设计该工厂高压配电网接线图。,二、低压配电网的接线方式,a) 单回路放射式,（一）低压配电网接线基本形式,b) 双回路放射式,1. 放射式,续上页,2. 树干式,b)双回路树干式,a) 单回路树干式,续上页,多用于各车间变电所低压侧之间的联络线，彼此连成环式，互为备用。,3. 环式,正常时备用电源不供电，即也采用开环运行方式。,续上页,链式线路只在线路首端设
12、置一组总的保护，可靠性低。,4. 链式,适用于从配电箱对彼此相距很近、容量很小的次要用电设备的配电。,照明箱,续上页,应满足用电设备对供电可靠性和电能质量的要求，同时应注意接线简单、操作方便安全，具有一定灵活性。,（二）低压配电网的设计,配电系统的层次不宜超过三级。,正常环境的车间或建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，且无特殊要求时，宜采用树干式配电。,用电设备为大容量，或负荷性质重要，或在有特殊要求的车间、建筑物内，宜采用放射式配电。,部分用电设备距供电点较远，而彼此相距很近、容量很小的次要用电设备，可采用链式配电。,高层建筑物内，当向楼层各配电点供电时，宜采用分区树干式配电；部分较大容量
13、的集中负荷或重要负荷，应从低压配电室以放射式配电。,例5-3,某高层住宅低压配电系统图（竖向配电系统图）,第六节 变配电所的类型与布置,一、变配电所的所址与型式,用户变配电所按功能分：35110/10kV总降压变电所10kV配电所10/0.38kV（车间）变电所35/0.38kV直降变电所,变配电所的位置（所址）选择：应接近负荷中心考虑进出线方便、设备运输方便、接近电源侧；注意防尘、防腐、防水、防火、防爆等。,续上页,总降压变电所型式有室内型和室外型。,室内变电所,户外成套变电站,户外杆上变电台,地下变电所,室内变电所的几种型式,二、变配电所的布置,1. 便于运行维护与检修,（一）基本要求,2
14、. 便于进出线,3. 保证运行安全,4. 节约土地与建筑费用,5、适应发展要求,变配电装置要有足够的安全净距和操作维护通道。,变配电所总体布置的方案应因地制宜，合理设计。,（二）总体布置方案,续上页,某10/0.38kV变电所电气平面布置图（示例）,续上页,10/0.38kV变电所的电气平面布置方案（示例）,1-高压开关柜 2-变压器 3-低压配电屏 4-值班,三、组合式成套变电站的布置,1. 预装式变电站,预装式变电站是一种集高压受电部分、配电变压器、低压配电部分于一体的组合装置，俗称欧变。一般为“目”字型结构。,续上页,2. 组合式变压器,组合式变压器是将变压器本体、开关设备、熔断器、分接
15、开关及相应辅助设备进行组合在一起的变压器，俗称美变。一般为“品”字型结构。,第七节 供电方案的技术经济指标,一、供电方案的技术指标,供电系统的技术指标包括：供电的安全性与可靠性；电能质量；运行和维护的方便及灵活程度；自动化程度；建筑设施的寿命；占地面积；新型设备的利用等。,供电系统的经济指标有投资费和年运行费。,设方案1和方案2的综合投资费用分别为Z1和Z2，年运行费用分别为F1和F2，若Z1Z2，F1F2，则采用方案1；若Z1Z2，而F1F2，可计算投资回收期T=(Z1-Z2)(F1-F2)，若T5年，则宜选方案1，否则宜选方案2。,二、供电方案的经济指标,本章小结,本章是本课程的重点，也是
16、从事供电工程设计与运行必备的基础知识。 本章首先讲述了供电系统一次接线的概念、基本要求以及电力变压器型式、台数和容量的选择方法 ；其次重点分析了变配电所主接线的基本形式及一些典型方案，介绍高低压配电网的接线形式 ;然后讲述了变配电所的型式与布置，并给出常见方案，对预装式变电站与组合式变压器也作了简要介绍 ；最后简要讨论了供电方案的技术经济指标 。本章重点：电力变压器选择、电气主接线的基本形式、高低压配电网的 接线。 本章难点：变配电所电气主接线案例、供电方案的技术经济比较。 教学基本要求：了解电力变压器的结构类型与联接组别、过负荷能力、变配电所的结构与布置要求；理解对一次接线的基本要求、供电方案的技术经济指标；掌握电力变压器台数与容量的选择方法、变配电所电气主接线基本形式、高低压配电网的接线形式；灵活运用10kV及以下变配电所电气主接线以及高低压配电网接线的设计方法。,
