《变配电系统》PPT课件.ppt

第一章 变配电系统,第一节 变配电系统的基本概念,建筑配电与设计,第一章 变配电系统,一、变配电系统的组成,建筑配电与设计,电力系统：,电力系统方框图,包括发电、变电（升压和降压）、输电、配电、用电五部分。这个系统实现了非电能量通过电能方式传输，最终可以在人们需要的地方，以人们希望的非电能量方式消耗的全过程。,变配电系统：,包括变电（降压）、配电（包括短距离输电）、用电。这个系统实现的是电能按人们的需要，以非电能量形式消耗的过程。,第一章 第一节 变配电系统的基本概念,建筑配电与设计,二、变配电系统的电压,1.变配电系统的额定电压,第一章 第一节 变配电系统的基本概念,建筑配电与设计,电网额定电压:,它是一个国家根据本国电力工业的发展确定的。,线路的始端允许高于电网额定电压5%，线路的末端允许低于电网额定电压5%。,用电设备额定电压:,规定与同等级电网的额定电压相同。,发电机额定电压:,规定高于同等级电网额定电压5%。,变压器额定电压:,原边：接电网，额定电压与电网额定电压相同；,接发电机，额定电压高于电网额定电压5%。,副边：接电网，额定电压应比电网额定电压高10%；,接低压电网或直接接用电设备，额定电压应高于电网额定电压5%，,第一章 第一节 变配电系统的基本概念,建筑配电与设计,2.变配电系统额定电压的选择,用电设备总容量在250kW以下或变压器容量在160kVA以下时，可由低压供电。,JGJ/162008民用建筑电气设计规范中规定：,用电设备总容量在250kW及以上或变压器容量在160kVA以上时，宜以10(6)kV供电，,第一章 第一节 变配电系统的基本概念,建筑配电与设计,3.变配电系统电压允许偏差,电压偏差,实际电压与额定电压之差的百分数，即：,电网实际电压。,其中：电压偏差；,N 电网额定电压；,在民用建筑电气设计规范中，对用电单位受电端供电电压允许偏差作出了相应规定：,当电网电压偏差超过允许值时，应采取相应措施对系统电压进行调整。,第一章 第一节 变配电系统的基本概念,1.10kV及以下三相供电电压允许偏差应为标称系统电压的7%；,2.220V单相供电电压允许偏差应为标称系统电压的+7%-10%；,3.对供电电压允许偏差有特殊要求的用电单位，应与供电企业协议确定。,建筑配电与设计,三、用电负荷的分类,根据用电负荷对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上造成的影响或损失程度，可将用电负荷分为三级。,民用建筑电气设计规范中规定,一级负荷：,二级负荷：,不属于一级和二级负荷的用电负荷应为三级负荷。,（1）中断供电将造成人身伤亡；,（2）中断供电将造成重大影响或重大损失；,（3）中断供电将破坏有重大影响的用电单位的正常工作，或造成公共场所秩序严重混乱。,（1）中断供电将造成较大影响或损失；,（2）中断供电将影响重要用电单位的正常工作或造成公共场所秩序混乱。,三级负荷：,第一章 第一节 变配电系统的基本概念,建筑配电与设计,四、变配电系统运行的基本要求,安全：,可靠：,优质：,经济：,在电能的供应，分配，使用中，不应发生人身伤亡事故和设备事故；,满足不同级别用电负荷对供电可靠性的要求；,为用户提供符合电能质量指标要求的电能；,波形：要求系统输出波形为较严格的正弦波。,频率：一般用电设备要求频率的变化范围为-0.5Hz+0.5Hz。,变配电系统投资要少，运行费用要低，并尽可能节约电能和减少有色金属损耗。,第一章 第一节 变配电系统的基本概念,第二节 电力系统中性点运行方式,建筑配电与设计,第一章 第二节 电力系统中性点运行方式,一、电源中性点不接地系统,中性点不接地,中性点经阻抗接地,中性点直接接地,大电流接地系统,小电流接地系统,下图是电源中性点不接地系统正常运行时的电路图和电流、电压相量图。,建筑配电与设计,下图是电源中性点不接地系统单相接地时的电路图和电流、电压相量图。,结论：,2.电源中性点电压上升为相电压；,1.接地（故障）相（W相）对地电压为零；,3.非故障相（U相和V相）对地电压上升为线电压，即升高为原对地电压的 倍。,4.接地相（W相）的接地电流为正常运行每相对地电容电流的3倍；,第一章 第二节 电力系统中性点运行方式,建筑配电与设计,二、电源中性点经消弧线圈接地系统,第一章 第二节 电力系统中性点运行方式,电源中性点不接地系统配电线路越长，单相接地电流就越大，而单相接地故障大多是非金属性短路，当接地电流大到一定程度时，会引起单相接地点出现断续电弧，可能引起系统过电压。故当中性点不接地系统的单相接地电容电流大于一定值时，该电源中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方式。,建筑配电与设计,三、电源中性点直接接地系统,第一章 第二节 电力系统中性点运行方式,对220/380V低压配电系统来说，我国广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中性线（N线）和保护线（PE线）。,TNC系统,中性线与保护线共用一根导线保护中性线（PEN线）,T表示电源端有一点 直接接地；N表示电气装的外露 可导电部分与电源 端接地点有直接电 气连接；C表示中性线和保护 线是合一的。,特点：对接地故障反应灵敏度高，线路经济简单，但它只适合用于三相负荷较平衡的场所。,TNC系统不适合作为智能建筑的低压供电系统。,建筑配电与设计,第一章 第三节 变配电系统的接线方式,中性线与保护线完全分开,TNS系统,S表示中性线和保护线是 分开的。,系统中性线N和保护接地线PE仅在变压器中性点共同接地，两根导线不再有其它任何电气连接。,特点：同TNC系统相比，造价显然大一些，但明显提高了人体及设备的安全性。,TNS系统可以用做智能建筑的低压供电系统。,建筑配电与设计,第一章 第三节 变配电系统的接线方式,中性线与保护线，前边共用，后边全部或部分分开,TNCS系统,特点：这种系统在中性线与保护线分开点之前是一个TNC系统，而在之后是一个TNS系统。,一般用于建筑物的供电由区域变电所引来的场所，进户之前采用TNC系统，进户处中性线做重复接地，进户后以TNS系统运行。,由于这种系统进户后具有TNS系统的特点，故也可以作为智能建筑的一种低压供电系统。,第三节 变配电系统的接线方式,建筑配电与设计,一、变配电所的接线方式,第一章 第三节 变配电系统的接线方式,变压器、高压设备、低压设备连接方式,输配电路连接方式,变配电所的主接线方式,供电线路的接线方式,1.变配电所常用变配电设备,变压器,高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压熔断器等,低压断路器、低压刀开关、低压负荷开关、低压熔断器等,一次侧与配电设备串联，二次侧接继电器或计量仪表,一次侧与电源并联，二次侧接继电器或计量仪表,建筑配电与设计,第一章 第三节 变配电系统的接线方式,2.变电所的主接线方式,1)有一台变压器变电所的接线方式：,特点：简单经济，可靠性不高。只适用于带三级负荷、变压器容量为500kVA及以下的小容量变电所。,特点：操做上较前一种接线方式简便灵活，且较简单经济。但供电可靠性仍不高，一般也只适用于三级负荷的变电所。,特点：操作灵活方便。一般用于三级负荷。若变压器低压侧有联络线与其它变电所相连时，则可用于二级负荷。,建筑配电与设计,第一章 第三节 变配电系统的接线方式,2)有两台变压器变电所的接线方式：,(1)高压侧无母线，低压侧单母线分段的接线方式,(2)高压侧单母线，低压侧单母线分段的接线方式,这种接线方式的供电可靠性较高，可供一、二级负荷用电。,适用于高压一路进线，装有两台及以上变压器的变电所，适合于二、三级负荷。,建筑配电与设计,第一章 第三节 变配电系统的接线方式,(3)高低压侧均为单母线分段的接线方式,3.高压配电所的主接线方式,此种接线方式供电可靠性相当高，可供电给一、二级负荷。,高压配电所的功能主要是对高压电能的分配，由于不进行供电电压的变换，所以高压配电所内没有电力变压器。,建筑配电与设计,二、供电线路的接线方式,第一章 第三节 变配电系统的接线方式,1.低压线路的接线方式,特点：引出线发生故障时互不影响，供电可靠性较高；但有色金属消耗较多，采用开关设备也较多。多用于设备容量较大或负荷性质较重要的用电负荷。,特点：采用开关设备较少，有色金属消耗较少；但干线发生故障时，影响范围较大，所以供电可靠性较差。适合于供电容量较小而分布较均匀的用电设备。,特点：任一线路发生故障或检修时，都不致造成供电中断；或只短时停电，一旦切换电源的操作完成，就能恢复供电，因此供电可靠性较高。,建筑配电与设计,第一章 第三节 变配电系统的接线方式,2.高压线路的接线方式,放射式接线,树干式接线,环形接线,一般认为，高压配电系统宜首先考虑采用放射式，因为放射式供电可靠性较高，且便于运行管理；但放射式供电投资较大，因此对供电可靠性要求不高的负荷，可考虑采用树干式或环形配电，比较经济。,