工厂供电第三章供电系统.ppt

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1、第一节 概述,一)什么是工厂供电系统 从电力电源进线到厂内高低压用电设备进线端,将这个系统称之为。二）典型系统,第二节 电压的选择,一）供电电压的选择(从电力网-总降压变电所)(35KV-110KV)1.有两种电源可供选择 选择原则:1)负荷大小与电源远近(负荷距)（表3.2.1)2)考虑以下的因素用电设备对电压的要求负荷的均衡度工厂的供电功率因数高低导线的横截面工厂设备的折旧率,贷款利息电价 3)尽量减少工厂内电压等级,第二节 电压的选择,二)厂区高压线供电电压(广泛使用10KV)1.依据该地区原有供电条件和备用电源情况高压电动机及其它高压用电设备等级供电线路传输功率相同条件下(一般在500

2、KW),10KV比6KV节约金属40%，还可减少出线回路。额定电压6KV、10KV的开关设备，当其切断容量相同时，价格相差不大。对大型企业，当计算负荷超过5600KVA时，不设总变电所，直接将35110KV变为0.4KV。,第二节 电压的选择,三）低压配电电压选择 原则：依据用电设备性质决定直接选择380V/220V低压等级潮湿地方：36V煤矿等：660V；1140V英、美、法：500V,第三节 变电所的设置和变压器的选择,一、变电所位置的确定,1、变电所位置选择原则,接近负荷中心 无剧烈振动或高温的场所 进出线方便 尘土少、无腐蚀性气体 接近电源侧 不在有水的下方 设备运输方便 不在有爆炸危

3、险的地方,2、确定负荷中心的方法,1）按负荷功率矩法确定负荷中心,负荷中心的计算不必十分精确,第三节 变电所的设置和变压器的选择,2）负荷指示图：,第三节 变电所的设置和变压器的选择,3）负荷电能矩法（动态负荷中心计算法）三）总变压器设置数量1）车间厂房负荷集中（一个）2）企业非常大、容量大、分散（设两个）3）三级负荷，少量一、二级负荷，可以从临近企业取备用电源，设一个且只用一台变压器 SNS30=SCa 选变压器，余量：1525%4）一、二级负荷占比重大而且比较集中（定一个变电所但有2台主变）两台变压器关系：明备用：一台用，另一台备用，互为备用，SNS30 暗备用：两台都占用50%，一台故障

4、，另一台100%负荷 70%S30,第三节 变电所的设置和变压器的选择,二.车间变电所位置及变压器选择独立变电所附设变电所车间内变电所地下变电所杆上或高台变电所,第三节 变电所的设置和变压器的选择,变压器选择：1）车间一台（二三级负荷）SNS302）一二级负荷比重大，负荷比较分散，可设两个变电所，每一个变电所有一台变压器；若一二级负荷比重大，负荷集中，则设一个变电所，但有两台变压器。,第四节 变电所的电气主结线,电气主结线是指变电所中各种开关设备、电力变压器、母线、电流互感器以及电压互感器等主要电气设备，按照一定顺序用导线连接而成的，用以接受和分配电能的电路，也称为主电路。电气主接线中的设备用

5、标准的图形符号和文字符号表示的电路图称为电气主接线图。因为三相交流电气设备的每相结构一般是相同的，所以电气主接线图一般绘成单线图，只是在局部需要表明三相电路不对称连接时，才将局部绘制成三线图；若有中性线(或接地线)可用虚线表示，使主接线清晰易看。在变电所的控制室内，为了表明变电所主接线实际运行状况，通常设有电气主接线的模拟图。运行时，模拟图中的各种电气设备所显示的工作状态必须与实际运行状态相符。3.4.1 对主结线的基本要求 电气主接线的形式，将影响配电装置的布置、供电可靠性、运行灵活性和二次接线、继电保护等问题。电气主接线对变电所以及电力系统的安全、可靠和经济的运行起着重要作用。因此，对变配

6、电所主接线有下列基本要求。(1)安全：应符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。(2)可靠：应满足电力负荷特别是其中一、二级负荷对供电可靠性的要求。(3)灵活：应能适应必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，且适应负荷的发展。(4)经济：在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属消耗量。,第四节 变电所的电气主结线,3.4.2 总降压变电所的主结线 1.线路-变压器组接线 主要特点:变压器高压侧无母线,低压侧通过开关接成单母线结线供电 2.桥式接线,第四节 变电所的电气主结线,1)内桥式 这种主接线，其一次侧的高压断路器QF10跨接

7、在两路电源进线之间，犹如一架桥梁，而且处在线路断路器 QFl和 QF2的内侧，靠近变压器，因此称为内桥式接线。这种主接线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用一、二级负荷的工厂。如果某路电源例如 L1线路停电检修或发生故障时，则断开QFl，投入 QF5(其两侧 QS先合)，即可由L2恢复对变压器T1的供电。这种内桥式接线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、变压器不需经常切换的总降压变电所,第四节 变电所的电气主结线,2)外桥式 二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图，这种主接线，其一次侧的高压断路器QF5也跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路器QFl和QF2的外侧，靠近电

8、源方向，因此称为外桥式接线。这种主接线的运行灵活性也较好，供电可靠性也较高，适用于一、二级负荷的工厂。但与上述内桥式接线适用的场合有所不同。如果某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，则断开QFl，投入QF5(其两侧QS先合)，使两路电源进线又恢复并列运行。这种外桥式接线适用于电源线路较短而变电所昼夜负荷变动较大、适于经济运行需经常切换变压器的总降压变电所。当一次电源线路采用环形接线时，也宜于采用这种接线，使环形电网的穿越功率不通过断路器QFl QF2，这对改善线路断路器的工作及其继电保护的整定都极为有利。,第四节 变电所的电气主结线,3.单母线和母线分段 这种主接线兼有上述两种桥式接线运行灵

9、活性的优点，但采用的高压开关设备较多。可供一、二级负荷，适于一、二次侧进出线较多的总降压变电所。,第四节 变电所的电气主结线,4.双母线 采用双母线接线较之采用单母线接线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也相应大大增加，从而大大增加了初投资，所以双母线接线在工厂变电所中很少应用，主要应用于电力系统中的枢纽变电站。,第四节 变电所的电气主结线,3.4.3 车间变电所的一次接线方式:线路-变压器、单母线及单母线分段,第五节 变电所的二次接线,二次接线:操作电源回路、测量表计回路、断路器控制回路和信号回路、中央信号回路、继电保护和自动装置回路。3.5.1 测量回路,1)电源进线 装三相有功

10、和无功电度表 2)母线 610KV中性点不接地的三相系统,应装设三只电压表测量各相对地电压用以绝缘监测。1KV以上系统：电压表接于电压互感器二次侧，500V以下：直接接入。三相对称：无零序电压三相不对称：90100V零序电压,第五节 变电所的二次接线,3）610KV高压配电线路,装设一只电流表监视负荷。计量电能，再装设一只三相有功电度表和一只无功电度表。,第五节 变电所的二次接线,4）低压配电线路 三个电流表，一块电压表 计算电能：有功、无功电度表5）并联补偿电容器三只电流表，一块电压表计算无功电能：无功电度表,3.5.2 断路器控制与信号回路具体操作:10KV以下:就地操作35KV以上;集中

11、操作一、控制开关,第五节 变电所的二次接线,二、断路器控制回路一)控制要求1)操作电源(瞬时电源)2)应能准确指示、分闸、合闸3）手动及继电器自动两套均有4）能实时完整的监视5）防止“跳跃”,第五节 变电所的二次接线,二）断路器控制回路1)手动合闸 合闸前,断路器处于“跳闸后”位置，断路器辅助触点QF1闭合，SA触点1110导通，绿灯GN亮，说明合闸回路良好，但由于限流电阻R的作用，流过合闸接触器KO的电流不足以使其动作。转动控制开关SA至“预合闸”位置，然后再顺时针转45度到“合闸”位置，58触点导通，正电源经+WCSA5-8触点QF1流经KO 负电源WC构成通路，KO得电，接通合闸线圈YO

12、，使高压断路器合闸，辅助接点QF1打开，切断合闸电源保证短时通电，同时QF2闭合。松开手柄后，开关至“合闸后”位置，开关SA13-16触点导通，红灯RD亮，表示断路器处于合闸状态。,第五节 变电所的二次接线,2）手动分闸 转动控制开关SA至“预跳闸”位置，然后再逆时针转动45度到“跳闸”位置此时SA6-7触点导通，正电源+WC SA6-7 QF2 YR-WC形成回路，断路器跳开，动合辅助触点QF2打开，切断分闸回路，动断辅助触点QF1闭合，绿灯亮。3）自动合闸 控制开关,第五节 变电所的二次接线,4)自动跳闸5)防跳跃装置,第五节 变电所的二次接线,信号装置 按用途分:状态指示信号 事故信号及

13、预告信号一 状态指示信号二 事故信号 事故音响信号 事故灯光信号 中央信号装置按复归方法:就地复归 中央复归 动作性能:能重复动作 不能重复动作,第六节 高压配电网的接线方式,一、高压配电网常用电气主接线形式,高压配电网常用电气主接线形式放射式、树干式和环形等基本接线方式。,1.高压放射式接线,高压放射式接线如图3.48所示。放射式线路之间互不影响，因此供电可靠性较高，而且便于装设自动装置，保护装置也较简单，但是其高压开关设备用得较多，且每台高压断路器须装设一个高压开关柜，从而使投资增加。而且在发生故障或检修时，该线路所供电的负荷都要停电。要提高其供电可靠性，可在各车间变电所的高压侧之间或低压

14、侧之间敷设联络线。如果要进一步提高其供电可靠性，可采用来自两个电源的两路高压进线，然后经分段母线，由两段母线用双回路对重要负荷交叉供电。,图,第六节 高压配电网的接线方式,2.高压树干式接线,高压树干式接线如图3.49所示。树干式接线与放射式接线相比具有以下优点：多数情况下，能减少线路的有色金属消耗量；采用的高压开关数少，投资较省。但有下列缺点：供电可靠性较低，当干线发生故障或检修时，接于干线的所有变电所都要停电，且在实现自动化方面适应性较差。要提高供电可靠性，可采用双干线供电或两端供电的接线方式，如图3.50(a)、图3.50(b)所示。,图3.49 高压树干式接线,(a)双干线供电(b)两

15、端供电 图3.50 双干线供电及两端供电的接线方式,第六节 高压配电网的接线方式,3.高压环形接线,高压环形接线，如图3.51所示实质上是两端供电的树干式接线。这种接线在现代城市电网中应用很广。为了避免环形线路上发生故障时影响整个电网，也为了便于实现线路保护的选择性，因此大多数环形线路采取“开口”运行方式，即环形线路中有一处开关是断开的。为了便于切换操作，环形线路中的开关多采用负荷开关。实际上，工厂的高压配电线路往往是几种接线方式的组合，视具体情况而定。不过对大中型工厂，高压配电系统宜优先考虑采用放射式，因为放射式接线供电可靠性较高，且便于运行管理。但放射式采用的高压开关设备较多，投资较大，因

16、此对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式或环形配电，这比较经济。,图3.51 高压环形接线,第七节 低压配电系统,二、低压配电网常用电气主接线形式,低压配电网常用电气主接线形式也有放射式、树干式和环形等基本接线方式。,低压放射式接线如图3.52所示。放射式接线的特点是其引出线发生故障时互不影响，因此供电可靠性较高。但在一般情况下，其有色金属消耗量较多，采用的开关设备较多。低压放射式接线多用于设备容量较大或对供电可靠性要求较高的设备配电。,1.低压放射式接线,图3.52 低压放射式接线,2.低压树干式接线,低压树干式接线如图3.53所示。树干式接线的特点正好与,放射式接

17、线相反。一般情况下，树干式接线采用的开关设备较少，有色金属消耗量也较少，但当干线发生故障时，影响范围大，因此供电可靠性较低。树干式接线在机械加工车间、工具车间和机修车间中应用比较普遍，而且多采用成套的封闭型母线，它灵活方便，也相当安全，很适于供电给容量较小而分布较均匀的用电设备如机床、小型加热炉等。,图3.53(b)所示“变压器-干线组”接线，还省去了变电所低压侧整套低压配电装置，从而使变电所结构大为简化，投资大为降低。,低压母线放射式配电的树干式(b)低压“变压器-干线组”的树干式 图3.53 低压树干式接线,图3.54(a)和图3.54(b)是一种变形的树干式接线，通常称为链式接线。链式接

18、线的特点与树干式基本相同，适于用电气设备彼此相距很近而容量均较小的次要用电设备。链式相连的用电设备一般不宜超过5台，链式相连的配电箱不宜超过3台，且总容量不宜超过10kW。,第七节 低压配电系统,第七节 低压配电系统,(a)连接配电箱(b)连接电动机 图3.54 低压链式接线,3.低压环形接线,低压环形接线如图3.55所示。工厂内的一些车间变电所的低压侧，可通过低压联络线相互连接成为环形。环形接线供电可靠性较高。任一段线路发生故障或检修时，都不致造成供电中断，或者只短时停电，一旦切换电源的操作完成，就能恢复供电。环形接线可使电能损耗和电压损耗减少，但是环形系统的保护装置及其整定配合比较复杂，如

19、果配合不当，容易发生误动作，反而扩大故障停电范围。实际上，低压环形线路也多采用“开口”运行方式。在工厂的低压配电系统中，也往往是采用几种接线方式的组合，依具体情况而定。不过在环境正常的车间或建筑内，当大部分用电设备容量不很大又无特殊要求时，宜采用树干式配电，这一方面是由于树干式配电较之放射式经济，另一方面是由于我国各工厂的供电人员对采用树干式配电积累了相当成熟的运行经验。实践证明，低压树干式配电在一般正常情况下能够满足生产要求。,第七节 低压配电系统,总的来说，工厂电力线路(包括高压和低压线路)的接线应力求简单。运行经验证明，供配电系统如果接线复杂，层次过多，不仅浪费投资，维护不便，而且由于电路串联的元器件过多，因操作错误或元器件故障而产生的事故也随之增多，且事故处理和恢复供电的操作也比较麻烦，从而延长了停电时间。同时由于配电级数多，继电保护级数也相应增加，动作时间也相应延长，对供配电系统的故障保护十分不利。因此，GB 500521995供配电系统设计规范规定：供配电系统应简单可靠，同一电压供电系统的变配电级数不宜多于两级。此外，高低压配电线路均应尽可能深入负荷中心，以减少线路的电能损耗和有色金属消耗量，提高负荷端电压水平。,图3.55 低压环形接线,