第4章供配电系统2介绍

第四章供配电系统第一节电压的选择第二节变电所位置的确定第三节变压器的选择第四节变电所主要电器设备第五节变电所主接线第六节变电所的布置和结构第五节变电所主接线1．一次回路供配电系统中承担输送和分配电能任务的电路，称一次回路，也称为主电路或主接(结)线。一次电路中所有的电气设备称为一次设备，如变压器、断路器、互感器等。一、变电所的构成：变电所由一次回路和二次回路构成。⑴变换设备按电力系统的要求，改变电压或电流大小的设备，如变压器、电流互感器、电压互感器等。⑵控制设备用来控制一次电路通、断的设备，如高低压断路器、开关等。⑶保护设备用来对电力系统进行过电流和过电压等保护的设备，如熔断器、避雷器等。⑷补偿设备用来补偿电力系统中无功功率以提高功率因数的设备，如并联电容器等。⑸成套设备（装置）按一次电路接线方案的要求，将有关的一次设备及其相关的二次设备组合为一体的电气装置，如高低压开关柜、低压配电箱等。一次设备按功能分类:2．二次回路凡用来控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路，叫二次回路，也叫二次接（结）线。二次回路中所有电气设备都称为二次设备或二次元件，如仪表、继电器、操作电源等。对电气主接线的基本要求工厂变配电所的电气主接线，是指按照一定的工作顺序和规程要求连接变配电一次设备的一种电路形式。主电路图又称为一次电路图、主接线图、一次接线图。由于电力系统为三相对称系统，所以电气主接线图通常以单线图来表示，使其简单清晰。它直观地表示了变电所的结构特点、运行性能、使用电气设备的多少及其前后安排等，对变配电所安全运行、电气设备选择、配电装置布置和电能质量等都起着决定性作用。对电气主接线的基本要求1、安全充分保证人身和设备的安全。2、可靠应满足用电单位对供电可靠性的要求。3、灵活能适应各种不同的运行方式，操作检修方便。4、经济主接线设计应简单，投资少，运行管理费用低。三、变电所常用主接线线路—变压器组接线；单母线接线；桥式接线。1．线路—变压器组单元接线①结构：当只有一路电源供电线路和一台变压器时，可采用线路—变压器组接线。（如右下图）②特点：接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约建设投资。该单元中任一设备发生故障时，变电所全部停电，可靠性不高。③适用范围：小容量三级负荷、小型工厂或非生产性用户。2.单母线接线（1）单母线不分段接线①结构：（如右图）②特点：a.接线简单清晰，使用设备少，经济性比较好，发生误操作的可能性小。b.可靠性和灵活性差。当电源线路、母线或母线隔离开关发生故障或进行检修时，全部用户供电中断。③适用范围：可用于对供电连续性要求不高的三级负荷用户，或有备用电源的二级负荷用户。(2)单母线分段接线①结构：可采用隔离开关或断路器分段，隔离开关分段因倒闸操作不便，现已不再采用。②特点：供电可靠性高，操作灵活。除母线故障或检修外，可对用户连续供电。缺点：母线故障或检修时，仍有50%左右的用户停电。③适用范围：在具有两路电源进线时，采用单母线分段接线，可对一、二级负荷供电，特别是装设了备用电源自动投入装置后，更加提高了单母线用断路器分段接线的供电可靠性。3.桥式接线桥式接线是指在两路电源进线之间跨接一个断路器，犹如一座桥。（1）内桥式接线：断路器跨在进线断路器的内侧，靠近变压器，称为内桥式接线。①结构：（如右图）②特点：接线简单，经济，可靠性高，安全，灵活。③适用范围：Ⅰ、Ⅱ级负荷、线路长、负荷平坦。对工厂35kV及以上总降压变电所，有两路电源供电及两台变压器时，一般采用桥式接线。（2）外桥式接线：断路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧，称为外桥式接线。①结构：（如右图）②特点（同内桥式）③适用范围（同内桥式）四、总降压变电所主接线1.单电源进线的总降压变电所主接线（1）一次侧线路—变压器组、二次侧单母线不分段主接线总降压变电所为单电源进线一台变压器时，主接线采用一次侧线路—变压器组、二次侧单母线不分段接线,又称一次侧无母线、二次侧单母线不分段主接线。这种主接线经济简单，可靠性不高，适用于负荷不大的三级负荷情况。（2）一次侧单母线不分段、二次侧单母线分段主接线单电源进线两台变压器时，总降压变电所主接线采用一次侧单母线不分段、二次侧单母分段接线。提高了供电可靠性，但单电源供电的可靠性还是不高，因此这种接线适用于负荷昼夜变化大三级负荷及部分二级负荷。2.双回电源进线总降压变电所主接线由于采用双回电源进线，总降压变电所主变压器一般都在两台或两台以上。（1）一二次侧均采用单母分段主接线由于进线开关和母线分段开关均采用了断路器控制，操作十分灵活，供电可靠性较高，适用于大中型企业的一、二级负荷供电。（2）内桥式主接线这种主接线大大提高了供电的可靠性和灵活性。适用于大中型企业的一、二级负荷供电。内桥式接线适用于以下条件的总降压变电所：①供电线路长，线路故障几率大；②负荷比较平稳，主变压器不需要频繁切换操作；③没有穿越功率的终端总降压变电所。（3）外桥式主接线外桥式接线的优点：跨接断路器靠近电源侧，省掉线路回路断路器，进线处仅装线路隔离开关。对变压器回路的操作非常方便、灵活，供电可靠性高，适用于有一、二级负荷的用户或企业。①供电线路短，线路故障几率少；②用户负荷变化大，变压器操作频繁；③有穿越功率流经的中间变电所，因为采用外桥式接线，总降压变电所运行方式的变化将不影响公共电力系统的潮流。五、独立变电所主接线1.单电源进线的独立变电所主接线(1)一次侧单母线不分段、二次侧单母线分段主接线（2）一次侧线路-变压器组接线、二次侧单母线不分段主接线接线可靠性不高，对于三级负荷且负荷不太大的企业变电所常采用单电源进线.2.双电源进线独立变电所主接线双电源进线独立变电所的主接线一般采用一、二次侧单母线分段接线。这种接线适用于有一、二级负荷的企业，变电所有两台或两台以上变压器。双回路电源进线高压侧采用单母线分段后，供电可靠较高，操作灵活方便，当电源进线采用一设备时，装备用电源自动投入装置，可提高供电可靠性。特点：适用于有一、二级负荷的企业，变电所有两台或两台以上变压器。六、车间变电所主接线1.单台变压器的车间变电所主接线电缆进线一次侧线路--变压器组接线、二次侧单母线不分段接线架空进线一次侧线路--变压器组接线、二次侧单母线不分段接线2.双回路进线两台变压器的车间变电所主接线采用一次侧双线路-变压器组接线、二次侧单母线分段接线七、配电所主接线配电所起接受和分配电能的作用，其位置应当尽量靠近负荷中心，经常和车间变电所设在一起。每个配电所的馈电线路一般不少于4～5回，配电所一般为单母线制，根据负荷的类型及进出线数目可考虑将母线不分段或分段。第六节变电所的布置和结构1.变电所布置方案户内式：变压器、配电装置安置于室内，工作条件好，运行管理方便；户内式又分为单层布置和双层布置，视投资和土地情况而定。35kV户内变电所宜采用双层布置，6~10kV变配电所宜采用单层布置。户外式：变压器，配电装置全部安装于室外；混合式：部分装于室内、部分装于室外。一、变电所的布置变电所的布置主要由变压器室2、高压配电室1、低压配电室3、电容器室5、控制室（值班室）4、休息室、工具间等组成。（1）室内布置应紧凑合理。便于值班人员操作、检修、试验、巡视和搬运，配电装置安放位置应保证所要求的最小允许通道宽度，考虑今后发展和扩建的可能。(2)合理布置变电所各室位置。高压电容器室与高压配电室、低压配电室与变压器室应相邻近，高、低压配电室的位置应便于进出线，控制室与值班室的位置应便于运行人员工作和管理。(3)变压器室和高压电容器室，应避免西晒。控制室和值班室应尽量朝南方，尽可能利用自然采光和通风。（4）配电室的设置应符合安全和防火要求。对电气设备载流部分应采用金属网板隔离。（5）高、低压配电室、变压器室、电容器室的门应向外开。相邻的配电室的门应双向开启。（6）变电所内不允许采用可燃材料装修，不允许管道从变电所内经过。2.变电所布置要求：二、变电所的结构1.变压器室（1）变压器外轮廓与墙壁的净距不小于0.6m。（2）变压器室一般采用自然通风，只设通风窗（不设采光窗）。（3）选用油浸式变压器时，应设置容量为100%变压器油量的贮油池。（4）变压器室的门朝外开，按变压器的推进面有宽面推进和窄面推进两种。（5）设置贮油池或挡油设施以防火。此外，变压器室内的其它设施如通风窗材料等应使用非燃材料。变压器室布置图2.高压配电室的结构高压配电室的结构主要取决于高压开关柜的数量、布置方式（单列或双列）、安装方式（靠墙或离墙）等因素。（1）高压配电室的尺寸：各种通道的最小宽度、高度、电缆沟。（2）高压配电室的门应向外开，相邻配电室之间有门时，应能双向开启，长度超过7米时应设两个门。（3）高压配电室的耐火等级不应低于二级。3.低压配电室低压配电室兼作值班室时，配电屏正面距墙壁不宜小于3m。低压配电室的高度，一般可参考下列尺寸。（1）与抬高地坪变压器室相邻时，其高度为4~4.5m；（2）与不抬高地坪变压器室相邻时，其高度为3.5~4m；（3）配电室为电缆进线时，其高度为3m。4.高压电容器室电容器室的结构主要取决于电容器柜的数量、布置方式（双列或单列），安装方式（靠墙或离墙）等因素。（1）高压电容器室的尺寸：各种通道的最小宽度、高度、电缆沟。（2）高压电容器室的门应向外开，相邻配电室之间有门时，应能双向开启，长度超过7米时应设两个门。（3）高压电容器室的耐火等级不应低于二级。5.控制室控制室通常与值班室合在一起，值班室位置的设置宜朝南，且应有良好的自然采光，室内布置应满足控制操作的方便及运行人员进出的方便，并应设两个可向外的出口，门应向外开。值班室与高压配电室宜直通或经过通道相通。控制屏、中央信号屏、继电器屏、直流电源屏、所用电屏安装在控制室。值班室内还应考虑通讯（如电话）、照明等问题。三、变电所布置和结构实例油浸式电力变压器10kVS9-M型35kVS9型10kVS9型续上页10kVS11-M型非晶合金铁心干式电力变压器10kV级SCB10型(IP00)高压接线端子低压接线端子温控仪冷却风机低压绕组高压绕组环氧树脂浇注铁心无载分接开关续上页10kV级SG10型10kV级干式变压器防护外壳(IP20)10kV级SCR9型高压电缆分支箱欧式电缆分支箱（对接式分支≤8）美式电缆分支箱（1分3）硅橡胶电缆插头电缆插座续上页1.分支箱顶盖2.分支箱侧门3.电缆出线分支4.电缆进线分支5.双通套管6.分支箱侧门7.分支箱箱体8.避雷器9.接地线10.接地线板11.防鼠罩12.电缆固定夹环网电缆分支箱环网柜主电路电动操作箱环网柜户外防护箱IP33高压配电级数STS10/0.38kV4STS310/0.38kVSTS110/0.38kV35/10kVHSSHDS10/10kV10/0.38kVSTS2第一级第一级一级第二级第二级低压电缆分支箱动力配电箱电源出线1出线4出线2出线3主电路图双电源切换箱出线2出线1出线4出线3主电源备用电源主电路图照明配电箱主电路图出线5出线3出线2出线1出线4电源MAPSTS10/0.38kVALM低压配电级数第一级一级第三级第二级第二级总降压变电所室内变电所组合式成套变电站高压室变压器室低压室户外杆上变电台安全净距1表1干式变压器（IP20）间及与墙、门的最小距离（m）1.00.80.6相邻两台侧面间距1.41.21.0相邻两台正面间距1.21.00.8金属外壳与门净距1.00.80.6金属外壳距后壁，侧墙净距1600kVA以上1250～1600kVA100～1000kVA最小距离项目表2油浸变压器外轮廓与墙、门的最小距离（m）1.00.8金属外壳与门净距0.80.6金属外壳距后壁，侧墙净距1250～1600kVA及以上100～1000kVA最小距离项目变压器的布置安全净距2表3高压开关柜前后通道的最小宽度（mm）柜前操作通道单车长＋120015001000双列背对背布置双车长＋12002000800双列面对面布置单车长＋12001500800单列布置手车柜固定柜柜后维护通道布置方式表4