供配电相关知识

第一章供配电基础整个供电系统由发电，输电，变电，配电，用电组成，而我们所要了解的只是配电方面的。在讲配电方面的知识前，让我们看一下电力网组成和电压等级。一，中国电力网和电压等级1，电网由各种不同电压等级和不同结构类型的线路组成，按电压的高低可将电力网分为低压网，中压网，高压网和超高压网。低压网6KV;6~35KV称中压网；35KV＜高压网≤330KV;超高压网330KV;电网按供电范围可分为：区域供电，地方供电和终端供电区域供电范围较大，电压一般为220KV以上；地方供电范围较小，电压一般为35~110KV;终端供电范围最小，电压一般为20KV~6KV；2.根据国家（GB156-193）规定交流电网的额定电压等级分为（单位：KV）系统额定电压设备额定电压备注0.22/0.380.22/0.38斜边左边为相电压，右边为线电压。0.38/0.660.38/0.66系统额定电压设备最高运行电压备注3KV3.6KV电压单位为KV,电压是指线电压。6KV7.2KV10KV12KV20KV24KV35KV40.5KV66KV72.5KV110KV125KV220KV252KV330KV363KV500KV550KV二．电力系统示意图（见27页）三．配电的基本要求安全在电能的供应，分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。可靠应满足用电设备对供电可靠性的要求。优质应满足用电设备对电压，频率，谐波等供电质量的要求。经济供配电应尽量做到投资省，运行费用低，尽可能的降低电能损耗，提高电能利用率。现阶段，用户越来越多的考虑供电设备在整个寿命周期的全部费用，并以此为依据来选择合适的电力设备。也就是说用户不仅仅考虑设备的初期投入，还考虑设备的寿命，后期维护及维修等方面的支出。第01页共24页四．电力负荷1.用电负荷：对用户而言，就是某时刻从电力网中取用功率总和（P=UI）；对电力系统而言，就是某时刻满足用户用电需要的发电能力。2.线路损失负荷：再输电过程中产生的功率和能量的损失。3.供电负荷：即用电负荷加上线路损失负荷五.电力负荷的分类1.根据发生的时间不同分为：（1）高峰负荷（2）低谷负荷（3）平均负荷2.根据用电的重要性可分为：（1）一类负荷一类负荷又称一级负荷，是指突然中断供电将造成人身伤亡或引起对周围环境的严重污染，造成经济的巨大损失。如重要大型设备，重要产品或用重要原料生产的产品大量报废，连续生产过程中需要过程被打乱且需长时间才能恢复，造成社会秩序严重混乱或产生政治上的重大影响，重要的交通和通讯枢纽中断，国际社交场所突然断电等。（2）二类负荷二类负荷又称二级负荷，是指突然中断供电会造成经济上的较大损失。如生产主要设备的损坏，产品大量报废，造成社会秩序混乱，在政治上有一定的影响，交通和通讯枢纽以及城市供水中断，广播电视，商贸中心被迫停止营运等。（3）三类负荷三类负荷又称三级负荷，是指不属于以上一类负荷和二类负荷的其他用电负荷。对这类负荷，供电所造成的损失不大或不会直接造成经济损失。用电负荷的分类，其主要目的是确定供电工程设计和建设的标准，保证建成投入运行工程供电的可靠性，满足生产或社会安定的需要。对于一级负荷的用电设备，应有两个以上的独立电源供电，并辅助其他必要的非电保护措施。3.根据国民经济的各个时期的政策和季度的要求又可分为三类：（1）优先保证供电的重点负荷；（2）一般性供电的非重要负荷；（3）可以暂时限制或停止断电的负荷六．根据电力负荷分类的不同供电方式各级负荷的供电方式，应根据地区条件，按下列情况考虑决定：一级负荷的供电应有两个独立电源供电，有特殊要求的一级负荷两个独立电源来自不同的地点。另外应有自备发电机组。除此之外，对供电可靠的要求使其对开关柜也有较高的要求；这也使得新一代的真空，SF6开关为主开关，单元化，模块化，适用于配电自动化的，即紧凑又可扩充的金属封闭开关需求越来越大。其具有结构简单，操作灵活，联锁可靠，安装方便等特点；根据具体的环境的需要，在绝缘方式上有空气绝缘和SF6绝缘等，以满足不同场合和不同客户的的需求，基本上取代了以前的油开关。二级负荷的供电系统应尽量做到当电力变压器或电力线路出现故障时，不致中断供电或中断供电后能及时恢复供电。三级负荷的供电系统对供电电源并无特殊要求。独立电源的要求是当发生任何一种故障时，两个电源的任何部分不能同时受到损坏。满足这种要求条件是两个独立电源来自不同的发电机或发电厂，变电所的不同母线，母线分段之间无联系或有联系，但某一段发生故障时能自动将其联系断开，不影响另一段母线的供电。第02页共24页目前，中压部分市场销售的主要产品如下：A，法国施耐德梅兰日兰开关柜1.SM6：IMQMDMI-1等2.RM6：IQIQIQIDIDI等B.ABB产品1.SFG三工位负荷开关2.SF6绝缘紧凑型开关Safering.Safeplus3.VD4真空断路器4.HD4SF6断路器C.我司自行生产的开关柜LHP—A型和LHP—B型第二章中压基础知识概述我们平常所说的高压电器通常包括中压部分，而公司目前所经营的产品也以中压6~20KV为主。因此本章主要介绍6~20KV这方面的知识。一．SF6气体SF6气体是由法国化学家于1900年合成的。大约从20世纪60年代起，SF6开始用于电器行业。现阶段在中压领域，SF6与真空开关已成为并驾齐驱的两大支柱。1.SF6气体的化学性质SF6气体是一种化学性质非常稳定的且呈惰性的气体；无色﹑无毒﹑不燃且不溶于水。2.SF6气体的物理特性虽然SF6的热导率低，但由于其粘度较低且密度较高（是空气的5倍），故总的热导率好于空气2~5倍。3.SF6气体的电气特性SF6气体具有优异的绝缘性能，是由于其分子的负电性，SF6气体具有吸附自由电子而构成重离子的明显趋向。SF6气体具有优异的灭弧性能（是空气灭弧能力的100倍），是因为它的离解温度低且离解能量大。二．中压开关柜开关柜是金属封闭开设备的俗称。按照GB3906的定义，金属封闭开关设备是指除进出线时，完全被金属设备封闭的开关设备。金属封闭开关设备分为三类：（1）铠装式各室间用金属板隔离且接地，如KYN（2）间隔式各室间用一个或多个非金属板隔开（3）箱式具有金属外壳，但间隔数目少于铠装式或间隔式，如带开关的分接箱。用金属板的好处是可将故障电弧限制在产生隔室内。若电弧触及金属隔板，即被引入地内。而在间隔式中，电弧有可能烧穿绝缘板进入其他隔室甚至窜入其他柜子，造成火烧连营。从柜体的形成分为：（1）焊接式柜体是焊接而成的。（2）组装式是将金属根据柜体尺寸，剪裁成各种板块用螺丝进行组装。第03页共24页1.一次线路安装的主要元器件和用途断路器柜负荷开关柜负荷开关—熔断器组合柜隔离开关柜计量柜等A.中压断路器柜：不仅能通过正常的负荷和过负荷电流，而且承担一定时间的短路电流，具有完善的灭弧结构，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。按灭弧介质分：油断路器真空断路器SF6断路器等。B．中压负荷开关柜；要求能通过正常的负荷和过负荷电流，但不能通断断短路电流，具有简单的灭弧装置，通常断开后有明显可见的断口，与隔离开关类似。按灭弧介质分；固体产气式压气式油管式真空式SF6式等。C.中压隔离开关柜：主要是用来隔离高压电源，断开或具有明显的断开间隙，没有灭弧装置，不能带负荷操作。能通断一定的小电流（5A以下的空载线路的充电电流，电压互感器回路电流）。2.国内开关柜定型字母的含义：G;固定式Y;移开式K;金属铠装式N;户内J;间隔式X;箱式三．充气柜1.气体绝缘金属封闭开关柜（充气柜）充气柜，是将高压元器件如母线断路器隔离开关等密封在充有较低压力（一般为0.02~0.05Mpa）气体的壳体内。充气柜的优势：1.不受外界环境影响，如凝露，污秽，小动物及化学物质等。2.使用压缩气体，大大缩小外形尺寸，有利于向小型化发展。3.免维护，大大减小了维护和维修的工作量。2.充气柜的适用场合充气柜以它的结构优势，可用于一般空气绝缘柜不能用的场所如：沿海的盐雾，工业粉尘等。3.充气柜的市场充气柜是由Siemens公司于1982年率先推出，但在目前中国市场，以ABB的Safe和Schneider的RM6系列为主导。四．负荷开关—熔断器组合电器与断路器对环网供电单元和预装式变电站来说，高压开关设备面临的短路故障保护主要有两种途径解决：1.断路器(主保护与后备保护)2.负荷开关与限流熔断器组合（小电流开断）第三章电器元件一．高压熔断器熔断器是一种应用极广的过流保护电器。其主要功能是对电路及电力设备进行保护，但有的第04页共24页也具有过负荷保护的功能。工厂供电系统中，室内广泛采用XRNT/XRNP等字母含义；X.限流式R熔断器N.户内T.变压器保护P.互感器保护二．高压避雷器避雷器是用来防止雷电产生的过电压波经线路侵入变电所及其他建筑物内，以免危及被保护线路的绝缘。避雷器应与被保护的设备并联，装在被保护设备的电源侧。这里主要介绍金属氧化物避雷器金属氧化物避雷器主要有两种类型。最常见的一种是无火花间隙只有压敏电阻片的避雷器；另一种是有火花间隙并由金属氧化物电阻片的避雷器。金属氧化物避雷器全型号的表示和含义如下：(H)Y5WS—17/45WY;金属氧化锌避雷器；5.额定放电电流5KA；W，无放电间隙（C。串有放电间隙；B,并有放电间隙）S;变配所用17：额定电压17KV;50：额定放电电流下最大残压值50KV;特殊性能代号W：防污型三．互感器互感器根据用途不同分为电压互感器和电流互感器。A.电压互感器简称PT1.我们常见的电压互感器多为三相PT(通常10KV为VV接法)和单相PT2.其准确等级分为0.2级0.5级1级3级3.额定容量电压互感器的额定容量Sn是指保证在某一准确等级下电压互感器的最大工作容量。电压互感器的最大工作容量，是按长期允许条件决定的容量。只有当仪表。指示灯等对误差没有严格要求时，方可使用最大工作容量。4.电压互感器运行注意事项（1）电压互感器正常运行时二次侧不能短路。（2）电压互感器的二次线圈一端应接地，防止一次高压窜入二次侧，保护人身及设备安全。（3）电压互感器在接二次线时应注意，依照同名同极原则。第05页共24页B.电流互感器简称CT1我们常见的电流互感器多为浇注式（环氧树脂）2准确等级分为0.2S级0.2级0.5级1级3级10P1010P200.2S级多为计量用，因其精确度高0.20.513级多用于测量用，0.2级有时也做计量用10P10和10P20是稳态保护用CT；P前面数字是指复合误差百分比；后面数字是指CT额定一次电流的倍数。3．电流互感器运行注意事项（1）电流互感器不能开路，否则二次侧会出现高压。（2）电流互感器二次线圈的一端需接地，防止一次高压窜入二次侧，危机人身安全和设备安全。第四章母线拼柜母线是连接多个电气回路的低阻抗导体（多为矩形或裸导体）A.母线相序的排列及相序颜色母线相序排列及相序颜色类别相序涂漆（色标）颜色母线排列垂直排列水平排列前后排列交流L1（A）黄色上左远L2（B）绿色中中中L3（C）红色下右近中性线（N）（中性保护线）淡蓝色最下最右最近直流正极（+）棕色上左远负极（-）蓝色下右近接地中性线淡蓝色最下最右最近安全用接地线（保护线）PE黄绿相间（每种色宽约150mm～300mm交替相间）闪光母线红绿说明：1、在特殊情况下，如果按此相序排列会造成制作困难时，可不按表中规定。2、中性线或中性保护线如果不在相线附近并列安排，其位置可不按表中的规定。B.矩形铜母线的额定载流量（仅为参考）第06页共24页矩形铜母线（TMY）交流载流量（A）最大允许持续电流（A）母线截面（mm²）40℃母线截面（mm²）40℃母线截面（mm²）40℃平放竖放平放竖放平放竖放15×316217150×10104711002（80×10）2493261820×321422560×68739202（100×6）2171228020×428129560×8101910702（100×8）2567269625×326227560×1011381195