第五章-工厂供电系统电气图

第五章工厂供电系统电气图第五章工厂供电系统电气图第一节电力输配电系统发电厂与用电地区和用户之间有较远的距离，而且用电设备电压等级与发电厂的电压等级之间有很大差别。例如家用电器设备、照明设备的额定电压为220V单相电压；而一般低压三相电动机的线电压为380V。这样就有一个远距离高压输电，以及一次和二次变电问题。第五章工厂供电系统电气图发电、输配电过程用可用图5-1来表示。第五章工厂供电系统电气图一、变电与配电变电与配电是电力系统中的核心环节，看懂变配电的电气线路图，就能看懂整个电力系统的线路图。变电所的任务是接受电能、变换电压和分配电能，是联系发电厂和用户的中间环节；而配电所只担负接受电能和分配电能的任务。第五章工厂供电系统电气图一、变电与配电两者的区别：变电比配电多变换电压的任务，因此变电所有电力变压器，而配电所除了可能有自用电变压器外是没有其他电力变压器的。第五章工厂供电系统电气图一、变电与配电变电所和配电所的相同之处：一是都担负接受电能和分配电能的任务；二是电气线路中都有引入线(架空线或电缆线)、各种开关电器(如隔离开关、刀开关、高低压断路器)、母线、互感器、避雷器和引出线等。第五章工厂供电系统电气图一、变电与配电变电所有升压和降压之分。升压变电所多建在发电厂内，把电能电压升高后，再进行长距离输送，降压变电所多设在用电区域，将高压电能适当降低电压后，向某地区或用户供电。第五章工厂供电系统电气图一、变电与配电降压变电所可分为三类：1．地区降压变电所地区降压变电所又称为一次变电站，位于一个大用电区域或一个大城市附近，从22O～500kv的超高压输电网或发电厂直接受电，通过变压器把电压降为35～110kV，供给该地区或大型工厂用电。其供电范围较大，若全地区降压变电所停电，将使该地区中断供电。第五章工厂供电系统电气图一、变电与配电降压变电所可分为三类：2．终端变电所终端变电所又称为二次变电站，多位于用电的负荷中心，高压侧从地区降压变电所受电，通过变压器把电压降为6～10kV，向某个市区或农村城镇供电。其供电范围较小，若全终端降压变电所停电，只使该部分用户中断供电。第五章工厂供电系统电气图一、变电与配电降压变电所可分为三类：3．工厂降压变电所及车间变电所工厂降压变电所又称工厂总降压变电所，与终端变电所类似，是对企业内部输送电能的中心枢纽。车间变电所接收工厂降压变电所提供的电能，将电压降为220／380V，给车间设备直接供电。第五章工厂供电系统电气图一、变电与配电低压配电线路的额定电压为380V／220V。用电设备的额定电压多数是220V和380V；大功率电动机的电压为3kV和6kV；机床照明和矿井安全电压规定为36V。第五章工厂供电系统电气图二、电力系统一般的输电是通过两级升高电压，而远距离输电时，中间还有升高电压的变电所。输送电能距离越远，为了减小线路损耗，则要求输电电压越高。高压输电线路把电能输送到用电中心进入市区时，要经过第一次降压；市区输送电压国标规定为10kV。市区输电到各单位变电所，则要进行再一次降压，将10kV变为380V／220V。第五章工厂供电系统电气图二、电力系统由各种电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的发电、输电、变电、配电和用电的整体称为电力系统。图5-2是一个大型电力系统的系统图，它可以是由几个水力发电厂、火力发电厂、核能发电厂等联合供电的大型电力系统。第五章工厂供电系统电气图二、电力系统图5-2大型电力系统图第五章工厂供电系统电气图二、电力系统通常将电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所称为电力网或电网。电网按电压等级来划分，有1OkV电网、1lOkV电网等；也可按地域来划分，如华东电网、东北电网等。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备1．电力变压器电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器是一种静止的电气设备，用来将某一等级的交流电压转换为频率相同的另一种或几种等级的交流电压，但不改变传输容量。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备1．电力变压器变压器的用途是多方面的，不但需要升高电压把电能送到用电地区，还要把电压降低为各级使用电压，以满足用电的需要。总之升压与降压都必需由变压器来完成。在电力系统中，凡把以高电压输送的电能降为给用户供电电压的变压器，称为配电变压器。通常使用的低压供电电压为380V和220V，大型高压电动机使用的电压为3kV或6kV。配电变压器高压侧电压一般为6、10、35kV，在大电网中也有11OkV。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备1．电力变压器图5-3是小型三相变压器的结构图。它除了绕组和铁心外，还有油箱、油枕、分接开关、安全气道、瓦斯继电器和绝缘套管等附件。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备1．电力变压器三相电力变压器的图形符号根据不同组别和绕组等有所不同。图5-4所示为Y／Y。(即Yyn0)和△／Y。(即Dyn11)组别的图形符号。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备2．高压断路器高压断路器在电路正常时，用来接通或切断负荷电流；在电路发生故障时，用来切断巨大的短路电流。它是高压开关中最重要、最复杂的一种，既能切换正常负载，又可排除短路故障，同时承担着控制和保护双重任务。断路器具有可靠的灭弧装置，其灭弧能力很强。常用的油断路器，是利用触头间产生的电弧使油分解，产生的高压气体对电弧进行吹弧和冷却，将电弧熄灭。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备2．高压断路器可分为多油断路器和少油断路器两种。图5-5是SNl0-10型少油断路器的外形图，由框架、传动机构和油箱等三个主要部分组成，油箱是核心部分，油箱中部是灭弧室。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备3．负荷开关高压负荷开关是用来在额定电压和额定电流下接通和切断高压电路的专用开关。它只允许接通和开断负荷电流，但不允许开断短路电流，即它仅能作为控制和过载保护元件，不能用作故障保护元件。它与高压熔断器配合使用时，可代替断路器。负荷开关按灭弧介质的不同，分为固体产气式、压气式和油浸式三种。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备3．负荷开关图5-7是FN3-10型户内压气式负荷开关的外形结构；上半部为负荷开关，下半部为熔断器。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备4．隔离开关隔离开关是以空气为绝缘介质，在无负荷的情况下接通或断开电路的电器。它在断开位置时形成明显可见的、足够的断开距离，把需要检修的电器与电源可靠地隔离，以保证检修工作的安全；在合闸状态时，能可靠地通过正常工作电流和短路故障电流。它在配电装置中的用量最多，通常是断路器的3～4倍。其主要用途如下：(1)检修与分段隔离。(2)倒换母线。(3)分、合空载电路。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备4．隔离开关图5-8是GN8型户内高压隔离开关的外形，操作机构通过连杆机构接在转轴上，由转轴带动闸刀分闸或合闸。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备5．高压熔断器高压熔断器是在电网中人为设置的一个最薄弱的元件，用以保护电器装置免遭过电流或短路电流作用而引起损坏。当过电流流过时，元件本身发热熔断，借灭弧介质的作用使电路开断，达到保护电力线路和电气设备的目的。熔断器在电压低于35kV的小容量电网中被广泛采用(熔断器的价格最便宜)。熔断器按使用场所分为户内式及户外式两种；按动作性能可分为固定式和自动跌落式熔断器；按工作特性又可分为有限流作用和无限流作用熔断器。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备5．高压熔断器图5-9(a)是RN1、RN2型高压熔断器的外形结构，图5-9(b)是其熔管的剖面示意图。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备5．高压熔断器不论何种高压熔断器，其管内的熔体(熔丝)的熔化时间必须符合下列规定：①当通过熔体的电流为额定电流的130％时，熔化时间应大于1h；②当通过熔体的电流为额定电流的200％时，必须在1min以内熔断；③保护电压互感器的熔断器，当通过熔体的电流在0．6～1．8A范围内时，其熔断时间不超过1min。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备6．成套配电装置成套配电装置是以断路器为主的成套电器。它主要用于配电系统，作接受与分配电能之用。这类装置的各组成元件，按主接线的要求，以一定顺序布置在一个或几个金属柜内(根据需要，在柜内还可装设控制、测量、保护及调整等没备)。它可满足各种主接线要求，并具有占地少、安装及运行维护方便、适用于大量生产等特点。选择成套配电装置要根据主接线确定其数量，并根据负荷大小和用途来选择成套配电装置型号、容量和保护方式。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备7．电流互感器将电路中流过的大电流变换成小电流(额定值为5A)，供给测量仪表(如电流表、电能表、功率表)和继电器的电流线圈，这样就可以用小电流的仪表间接测量大电流。电流互感器通常有一个一次绕组(匝数少)和一个或两个二次绕组(匝数多)。一次绕组是串联在电路中的。一、二次绕组互相绝缘并且绕在同一个铁心之上，通过电磁感应，把一次绕组的大电流按一定比例变换成二次绕组的小电流。特别要注意：在使用中电流互感器的二次侧不允许开路。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备7．电流互感器电流互感器的结构原理图如图5-10所示。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备8．电压互感器将高电压(6、10、35kV等)降为低电压(一般额定值为100V)，供给测量仪表(电压表、电能表、功率表)和继电器的电压线圈，这样就可以用低压仪表间接测量高压。电压互感器的基本结构是两个或三个互相绝缘的线圈绕在同一铁心上所组成，一次绕组匝数多，二次绕组匝数少，通过电磁感应，把高电压按一定比例变换成低电压。电压互感器的一次绕组是与高压电路并联的。特别要注意：在使用中电压互感器的二次侧不允许短路。第五章工厂供电系统电气图三、电力系统主要电气设备8．电压互感器电压互感器实质上就是一个降压变压器，原边绕组的匝数多，副边绕组的匝数少，其基本结构原理图如图5-11所示。第五章工厂供电系统电气图第二节电气主接线的形式变电所的电气主接线是变电所接受电能、变换电压和分配电能的电路。它表示由地区变电所电源引入→变压→各负载(车间等)的变配电过程。而配电所只担负接受电能和分配电能的任务，因此，它只有电源引入→各负载两个环节，相应的主接线中无变压器，其他则与变电所相同。用国家统一规定的电气图形符号、文字符号表示主接线中各电气设备相互联接顺序的图形，就是电气主接线图。电气主接线图一般都用单线图表示，即一根线就代表三相。但在三相接线不同的局部位置要用三线图表示，例如最为常见的接有电流互感器的部位。第五章工厂供电系统电气图一、变电所电气主接线的基本要求(1)安全性(2)可靠性(3)灵活性(4)经济性(5)发展性第五章工厂供电系统电气图二、电气主接线的形式电气主接线有母线接线单母线接线单母线不分段单母线分段隔离开关（刀开关）分段断路器分段分段带旁路母线双母线接线具有专用旁路断路器以母线联络断路器兼作旁路断路器分段或不分段无母线接线桥形接线内桥形外桥形角形接线一般为四角至六角单元接线发电机-变压器单元变压器-线路单元第五章工厂供电系统电气图二、电气主接线的形式1．单母线不分段接线在主接线中，单母线不分段电路是比较简单的主接线方式，如图5-12、图5-13所示，母线WB是不分段的。单母线不分段的每条引入、引出线中都安装有隔离开关及断路器，在低压线路中安装有刀开关。第五章工厂供电系统电气图二、电气主接线的形式1．单母线不分段接线图5-12单母线不分段接线（一）图5-13单母线不分段接线（二）第五章工厂供电系统电气图二、电气主接线的形式1．单母线不分段接线只装有一台主变压器的总降压变电所主接线图如图5-14所示。第五章工厂供电系统电气图二、电气主接线的形式1．单母线不分段接线只装有一台主变压器的车间变电所主接线图如图5-15所示。第五章工厂供电系统电