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1、第4章 工厂变配电所及其一次系统,第一节 工厂变配电所的任务和类型,第二节 电气设备中的电弧问题及对触头的要求,第三节 高压一次设备,第四节 低压一次设备,第五节 电力变压器,第六节 电流互感器和电压互感器,第七节 工厂变配电所的主接线,第八节 工厂变配电所的所址、布置、结构及安装图,第九节 工厂变配电所的运行维护和检修试验,第一节 工厂变配电所的任务和类型 一、变配电所的任务从电力系统受电 变压 配电（重新分配电能）。 二、变配电所的类型,工厂变电所分为：,总降压变电所（一般中小型工厂没有）,车间变电所,车间变电所分类： （1）附设式变电所 1、2、3、4 ； （2）车间内变电所 5； （3
2、）露天（或半露天）变电所 6； （4）独立变电所 7； （5）杆上变电台 8； （6）地下变电所 9 （7）楼上变电所 10 （8）成套变电所 （9）移动式变电所,电力系统中变电所类型：,升压变电所 降压变电所 终端变电所,（1）附设式变电所 优点：靠近负荷，节约土建投资。 缺点：腐蚀、易燃、易爆车间不能采用，且车间扩建困难。,（2）车间内变电所 适于负荷集中的大型生产车间 优点：接近负荷，节约有色金属，有功损耗小，电压损失小。 缺点：腐蚀、易燃、易爆车间不能采用，且门向车间内开，对车间的生产安全有危险。,（3）露天（或半露天）变电所 适于小型工厂 优点：通风好，造价低。 缺点：易受环境影响，
3、污染、污秽易燃、易爆环境不能用。,（4）独立变电所 适于易燃、易爆的化工类车间 优点：容易发展，防火、防爆好。 缺点：线损大，造价高。,（5）杆上变电台 适于生活区，变压器容量在315kvA及以下， 无低压配电装置。优点：投资小、最经济。缺点：可靠性差。,（6）地下变电所 适于高层建筑、地下工程或矿井中 优点：安全、不碍观瞻。 缺点：建筑费用高，潮湿，通风散热差。,（7）楼上变电所 适于高层建筑，变压器采用干式的 优点：接近负荷，节约土建投资。 缺点：设备的价格高。,（8）成套变电所例：箱式变电站 节省投资，但安全可靠性较差。,（9）移动式变电所主要用于坑道作业及临时施工现场,注意：工厂高压配
4、电所一般与邻近的车间变电所合建，节约建筑费用。,第二节 电力变压器,一、 电力变压器的类型 按相数分：单相、三相； 按冷却方式分：干式、油浸式；工厂变电所常用的变压器为三相油浸式双绕组电力变压器，通常采用无载调压的方式。新的变压器容量等级为：100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000KVA等等。 二、电力变压器的结构和型号 型号： SL7油浸式铝绕组低损耗电力变压器，采用冷轧硅钢片。 S9油浸式铜绕组低损耗三相变压器，采用冷轧硅钢片。 SG或SC环氧树脂浇注绝缘的干式变压器。,自96年开始，我国已逐步推广应用 Dyn11 型变压器。 采用Dyn11
5、型有下述优点： 可以抑制3n次的高次谐波。对于3n次谐波的激磁电流，在接线的一次绕组内形成环流，不会注入到公共的高压电网中去。 Dyn11型变压器零序阻抗小，有利于低压单相接地故障的切除。 （ Dyn11：X0=X1+X2； Yyn0：X0=X1+X0） 承受单相不平衡负荷的能力强。Dyn11连接的变压器中性线电流允许达到相线电流的75%以上，Yyn0连接的变压器中性线电流不应超过相线电流的25%。,变压器的零序激磁电抗,四、变电所主变压器台数和容量的选择 （一）变电所主变压器台数的选择 1、总降压变电所（进线电压为35110kv ）台数的选择：一般选两台。若一路进线，另一路可以从610kv获
6、得时，可选一台总降压变压器。2、车间变电所变压器台数的选择： 对有一、二级负荷的变电所，应选两台；仅有二级无一级负荷时，也可只选一台，但在低压应有从其它变电所引来的备用线或自备电源。 对昼夜负荷变动较大的或季节性负荷变动较大的，也可选两台。 除上述情况外，一般选一台。但负荷集中且较大的三级负荷，也可选两台或多台。,（二）变电所主变压器容量的选择 4条 1、只装一台主变压器的变电所： SNTS30 式中： SNT变压器的额定容量；S30 变电所总的计算负荷。 2、装有两台主变压器的变电所，每台变压器应同时满足以下条件：（1）SNTS30（+）（2） SNT=（0.60.7）S30 式中 SNT任
7、一台变压器的额定容量；S30 变电所总的计算负荷。,新规取消此条,3、车间变电所主变压器单台容量上限：单台容量一般不宜大于1000KVA（或1250KVA），若负荷较大且集中，也可选用2000KVA以下的变压器。,4、适当考虑发展应考虑510年的发展，留有余地。,某10/0.4kv变电所，总计算负荷为1200KVA，其中一二级负荷为680KVA。试初步选择变电所主变压器的台数和容量。 解：因为有一二级负荷，所以应选两台，每台的容量应满足：SNTS30（+） =680KVASNT=（0.60.7）1200KVA=（720840）KVA。因此每台变压器应同时满足上述条件，根据变压器的标准容量， 可
8、选任一台变压器容量为800KVA。,例4-2,作业：4-1 4-2 4-3选作,4-2,新规取消此条,五、电力变压器并列运行的条件3个基本条件： 1、电压相等。两台变压器的一次及二次电压对应相等，误差在5%以内。 2、阻抗电压相等。即短路电压相等。允许差值不超过10%以内。 3、连接组别相同。应注意两台变压器的容量最好相同或相近。容量比不能超过3：1。,现有一台S9-800/10/0.4型配电变压器与一台S9-2000/10/0.4型配电变压器并列运行，均为Dyn11连接，问负荷达到2800KVA时，上列变压器那一台将要过负荷？过负荷可达多少？ 解：并列运行的变压器之间的负荷分配与阻抗标么值成
9、反比，应先计算阻抗标么值。 变压器阻抗标么值的计算：查附录表，得S9-800型变压器的UK%=5， S9-2000型变压器的UK%=6，取Sd=100MVA：,例4-3,由此计算出当负荷达2800KVA时，两台变压器分别承担的负荷为：,由此可看出， S9-800型变压器将过载，（908-800）=108KVA 超过其额定容量的比率为：,根据规程规定：油浸式变压器（户内）允许过载最高可达20%，两台变压器的容量之比不能超过1：3。而S9-800型变压器过载13.5%在允许范围之内，且容量比为1：2.5。 但是当变压器的过负荷倍数为1.35时：若变压器上层油温为24时，允许过载时间不能超过35分钟
10、；若变压器上层油温为30时，允许过载时间不能超过15分钟。因此，若使变压器都能安全运行，负荷最好不宜超过：,第三节 电流互感器和电压互感器,一、概述 作用： 电流互感器：将大电流变为5A以下的小电流，额定电流为5A。 电压互感器：把高电压变为100V的低电压，额定电压为100V。 准确度等级： 0.2级：精密测量； 0.5级：计费的电度表； 1级：不计费的电度表或变配电所配电盘仪表； 3级：监视仪表或继电保护用； 5级：非精密测量； 5P、10P：继电保护用。准确度等级一般与互感器的二次负荷大小有关。 工厂变电所常采用：0.5级、1级和3级。,0.5级：计费的电度表； 1级：不计费的电度表或变
11、配电所配电盘仪表； 3级：监视仪表或继电保护用；,二、电流互感器 TA （一）电流互感器的工作原理和接线方案1、工作原理 二次侧额定值为5A,相当于电流源。变比：,TA的接线方式,返62,l1,l1,l1,l1,（二）TA的类型和型号 类型： 按一次线圈匝数分：单匝，多匝；按电压分：高压、低压； 单匝：允许通过大电流，动稳定性较好。但测量误差较大。 多匝：测量误差小，一次侧允许通过的电流小，动稳定性不如单匝。LDZ(J)1-10型、LMZJ1-0.5型的TA见下图。,（三）TA的选择和校验 选择和校验条件：额定电压、额定电流、准确度等级、二次负荷、校验动、热稳定性、用于继电保护的还应按10%误
12、差曲线（复合误差）校验。 额定电压应与系统电压相符。 额定一次电流I1N=（1.21.5）I30 I30：计算负荷电流。,准确度等级：工厂配电系统一般采用0.5、1、3级。 二次负荷：应满足此公式：S2TA的二次负荷。式中： TA的额定值。 查产品样本或手册，VA。TA二次回路各仪表线圈的总阻抗，。TA二次回路各仪表继电器总容量之和，VA。接头接触电阻，一般取0.1。TA到仪表继电器的连线电阻，RWL=R0L=L/（A） L：连线的等效长度，m。 A：导线截面 ，mm2。 ：电导率。 铝：=32m/.mm2， 铜： =53m/.mm2 。,单位长度的电阻,热稳定倍数。见产品样本。,应注意：a）
13、TA二次接线一般采用铜芯线，截面不小于2.5mm2。b）TA连线的电阻RWL与连线的等效长度L有关、与TA和负荷的接线方式有关。设从TA到仪表继电器的单相长度为 ,图当一相接线时： 当星形接线时： 当不完全星形接线时： 动稳定和热稳定度的校验应按照设备安装处的短路电流校验。动稳定校验： 动稳定倍数，见产品样本。,热稳定度的校验：或：,10%误差曲线（用于继电保护的TA）：对应某一电流互感器的负载Z2，当TA一次侧实际电流为其额定电流n倍时（n=I1/I1N），电流误差达到-10%。关系曲线n=f（z2）称为TA的10%误差曲线。参见工厂供电技术p148图4-37,（电流倍数）,n=I1/I1N
14、,(四)电流互感器使用注意事项 1、TA二次侧不允许开路。 原因：TA二次开路后，总磁势F=I0N1大大增加，则I0 E 。 产生的后果：1）产生高电压，对人和设备造成有危险；2）铁心损耗增加，严重发热，TA有烧坏的可能。同时铁心中产生剩磁，使测量误差增大。 2、TA二次侧必须有一端接地。（ TA二次侧接地属于保护接地。） 3、TA在连接时，应注意极性不得接反。 我国采用 “减极性 ”标号法: 图4-54,三、电压互感器 TV,（一）电压互感器的工作原理和接线方案 1、工作原理 相当于空载变压器，起电压源的作用。 变压比为：误差： 电压误差：角误差：一次电压与二次电压的相位差。,2、电压互感器
15、的接线方案 图4-56单相式、V/V型、Y0/Y0型、YO/YO/ 型。,单相式,V/V型,2、电压互感器的接线方案 图4-56,YO/YO/ 型,Y0/Y0型,（二）电压互感器的类型和型号1、类型： 按绝缘冷却方式分：干式、油式； 按相数分：单相、三相； 按装置地点分：户内、户外。 常用的有：JDJ、JDZ、JDZX、JSJW,常用的有：JDJ、JDZ、JDZX、JSJWJDJ单相双线圈油浸式的TV，户外常用JDJ-10、JDJ-35。 JDZ单相双线圈环氧树脂半浇注绝缘的户内用TV。JDZX单相三线圈环氧树脂半浇注绝缘的户内用TV。一个原线圈，两个二次线圈，其中一个二次线圈为辅助的次级线圈
16、（又称为剩余电压线圈）。不能单相运行，三个JDZX型可代替一台JSJW型TV。JSJW三相三线圈五铁心柱油浸式电压互感器，接线方式为：。辅助的次级线圈结成开口三角形，用于监视中性点不接地系统的线路绝缘情况，其每相电压为100/3V，正常运行时，开口处电压为0V；当系统一相接地时，开口处电压大约100V，同时使继电器动作发出信号。,YO/YO/ 型,（三）电压互感器的选择按额定电压、准确度等级、二次负荷选择。 （不需要校验动、热稳定性）在考虑准确度等级和二次负荷时，应以最大一相负荷值为依据。 应满足的条件：式中： TV二次侧所有并联的仪表继电器的负荷容量。分别为仪表继电器电压线圈所消耗的总有功和总无功功率。TV的准确度等级与二次所接负荷的大小有关。在一定的准确度等级下允许的二次负载是一定的。例如：某一TV 0.5级允许80VA、1级允许150VA、3级允许320VA。,
