供电系统的一次接线

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。基本要求安全可靠灵活经济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。绝缘与冷却方式35～110/10.5kV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。联结组别续上页D,yn11联接的优点：①有利于单相接地故障的切除；②有利于抑制零序谐波；③单相负载能力强。bancBACUcUbUaUabUCUBUAUABY,yno联接绕组接线图及相量图acbnUCUABUA=UBUabUaUbUcD,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：①供电可靠性要求②负荷变化与经济运行③集中负荷容量大小①对单台变压器满足条件：SNTSC（应留有10～20％余量）②对两台变压器（一般为等容量，互为备用）满足条件：SNT≈0.7Sc且SNT≥Sc（Ⅰ+Ⅱ）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1800kVA，其中一、二级负荷900kVA，COSφ＝0.8。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SNT≈0.7×1565kVA≈1096kVA，且SNT≥783kVA，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Sc＝1800kVA×0.8／0.92＝1565kVA，其中Sc（Ⅰ＋Ⅱ）＝900kVA×0.8／0.92＝783kVA。2.选择变压器台数3.选择每台变压器的容量三、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。QF出线1出线4出线2出线3QSQS母线WBQF电源图a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两路电源一用一备出线2出线1QF出线3出线4母线WBQSQS1工作电源QF1QS2备用电源QF2续上页WB1WB2出线3出线1出线2QFQS出线6荷供一级负出线4出线5QFQSQS1电源1QF1QF2QF3QS2电源2单母线分段接线图2.单母线分段接线①两路电源一用一备时，分段断路器接通运行。②两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QF1出线1QF电源1出线4出线2出线3QFQFQFQF3QF2WB2WB1电源2二、无母线的主接线a）QSQF电源b）QLFU电源c）QL电源特点: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－变压器组单元接线1.线路－变压器组单元接线d）QFU电源续上页图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。QF3WB1QS1QF1QFT1QSWB2QS2QF2QFT2QS电源2电源1续上页桥式接线图T1QS5T2QS6QF3QS3QS1QF1QS4QS2QF2T2T1QS4QF1QS3QF2QF3QS1QS2电源1电源2电源1电源2a)内桥T1QS5T2QS6QF3QS3QS1QF1QS4QS2QF2T2T1QS4QF1QS3QF2QF3QS1QS2电源1电源2电源1电源2b)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：确定供电电源电压及其进线回路数选择主变压器的台数、容量及型式拟定可能采用的主接线形式考虑所用电与操作电源的取得确定电能计量方式确定配电方式和无功补偿方式选择高低压开关电器确定相应的配电装置布置方案通过技术经济比较，确定最终方案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、一路外供电源（1）装有一台变压器AH2AH1AH310kV进线AH4T10kV0.38kVPEN电源引入用途设备编号电能计量电压测量变压器保护变电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。TAA1AA210kV0.38kVKAA3AA4低压进线变电无功补偿出线出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10kV进线至变压器T2至变压器T1变压器保护变压器保护电压测量＋主进电能计量电源引入隔离设备编号用途AH5AH4AH2AH3AH1二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。续上页低压进线无功补偿出线联络出线无功补偿低压进线KAA4AA1AA2T2AA3T1AA5AA6AA7K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AH7AH4AH3AH6AH5AH8AH2AH1电源进线电能计量电压测量变压器保护变压器保护隔离电能计量电源进线10kV备用电源10kV工作电源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。AA3AA4AA5AA6T1T2出线低压进线无功补偿联络低压进线无功补偿AA7AA1AA2出线KK二次侧电气主接线图三、10kV配电所电气主接线典型方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AH1AH3AH2AH4AH6AH5AH7AH9AH8AH10TMY-3(808)×8)×TMY-3(80电源进线电能计量电压测量电能计量电源进线隔离联络电压测量10kV电源110kV电源2出线出线AH12AH11出线出线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HSS或HDS10kV10/10kVHDSSTSn10/0.38kVSTS210/0.38kVSTS110/0.38kV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。STS1HSS或HDS10kV10/0.38kVSTSn10/0.38kV10/0.38kV10/0.38kV10/0.38kVHSS或HDS10kVSTS2STS1STSn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10/0.38kV10/0.38kV10/0.38kVHSS或HDS10kVSTS1STS2STSn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。普通环式环网节点环网节点HSS或HDS10/0.38kVSTS210kV10/0.38kVSTS110/0.38kVSTS10/0.38kVSTS22n-1n环网节点一般开环运行可靠性较高续上页拉手环式环网节点10/0.38kVHSS或HDS10kVSTS1HSS或HDS10kVSTS10/0.38kV环网节点n双环网节点双环网节点STSn10/0.38kV10/0.38kVSTS110kVHSS1或HDS110kVHSS2或HDS2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：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STS1～STS4。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。10/0.38kVSTS2STS110/0.38kVSTS410/0.38kVSTS310/0.38kVHSS35/10kV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AT10.38kVATn车间变电所双电源自动切换箱1.放射式MSTSAP0.38kVMM车间变电所配电箱用电设备APn0.38kVSTSAP1AP2配电箱车间变电所分支箱续上页2.树干式b)双回路树干式a)单回路树干式双电源自动切换箱车间变电所0.38kVSTSAT2AT1ATn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。0.38kVSTS10.38kVSTS30.38kVSTS2续上页链式线路只在线路首端设置一组总的保护，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ALb）ALAPMMMa）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