工厂变配电所及其一.ppt
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1、第四章 工厂变配电所及其一次系统,刘红宇,第四章 工厂变配电所及其一次系统,第一节 工厂变配电所的任务和类型一、变配电所任务二、变配电所的类型 工厂变电所分总降压变电所和车间变电所,不过一般中小型工厂不设总降压变电所。车间变电所按其主变压器的安装位置来分,有下列类型:(1)车间附设变电所,变电所变压器室的一面墙或几面墙与车间建筑的墙共用,变压器室的大门朝车间外开。如果按变压器室位于车间的墙内还是墙外,还可进一步分为内附式和外附式如图。生产面积比较紧凑和生产流程要经常调整、设备也要相应变动的生产车间,宜采用附设变电所的型式。至于是采用内附式还是外附式,要视具体情况而定。内附式要占一定的生产面积,
2、但离负荷中心比外附式稍近一些,而从建筑外观来看,内附式一般也比外附式好。外附式不占或少占车间生产面积,而且变压器室处于车间的墙外,比内附式更安全一些。因此,内附式和外附式各有所长。这两种型式的车间变电所,在机械类工厂中比较普遍。,第四章 工厂变配电所及其一次系统,(2)车间内变电所变压器室位于车间内的单独房间内,变压器室的大门朝车间内开如图。用在负荷较大的多跨厂房、负荷中心在厂房中央且环境许可时,可采用车间内变电所。车间内变电所,位于车间的负荷中心,可以缩短低压配电距离,从而降低电能损耗和电压损耗,减少有色金属消耗量,因此这种变电所的技术经济指标比较好。,第四章 工厂变配电所及其一次系统,(3
3、)露天(或半露天)变电所,变压器安装在车间外面抬高的地面上(如图41中的6)。变压器上方没有任何遮蔽物的,称露天式。变压器上方设有顶板或挑檐的,称半露天式。露天或半露天变电所的型式,比较简单经济,通风散热好,但要求周围环境条件正常,无腐蚀性、爆炸性气体和粉尘。这种型式的变电所在小厂中较为常见。露天或半露天变电所的变压器四周应设不低于高的固定围栏(墙)。变压器外廓与围栏(墙)的净距不应小于,变压器底部距地面不应小于,相邻变压器外廓之间的净距不应小于。(4)独立变电所整个变电所设在与车间建筑有一定距离的单独建筑物内(如图41中的7)。独立变电所,建筑费用较高,因此除非各车间的负荷相当小而分散,或需
4、远离易燃易爆和有腐蚀性物质的场所可以采用外,一般车间变电所不宜采用。电力系统中的大型变配电所和工厂的总变配电所,则一般采用独立式。,第四章 工厂变配电所及其一次系统,(5)(双)杆上变电台,变压器安装在室外的电杆上,亦称杆上变电所(如图41中的8)。杆上变电台最为简单经济,一般用于容量在315kVA及以下的变压器,而且多用于生活区供电。(6)地下变电所整个变电所设置在地下(如图41中的9)。地下变电所的通风散热条件较差,湿度较大,建筑费用也较高,但相当安全,且不碍观瞻。这种型式的变电所在一些高层建筑、城市中心、地下工程、军事工程和矿井中采用。(7)楼上(梁上)变电所整个变电所设置在楼上或梁上(
5、如图41中的10)。楼上变电所,适于高层建筑。这种变电所要求结构尽可能轻型、安全,其主变压器通常采用无油的干式变压器,不少采用成套变电所。梁上变电所架在建筑物的梁上,采用成套变电所。(8)成套变电所 由电器制造厂按一定接线方案成套制造、现场装配的变电所。又称箱式变电所(9)移动式变电所整个变电所装设在可移动的车上。移动式变电所主要用于坑道作业及临时施工现场供电。,第四章 工厂变配电所及其一次系统,工厂变配电所的所址、布置、结构及安装图一、变配电所所址的选择(一)变配电所所址选择的一般原则(10KV及以下变电所)1)尽量接近负荷中心,以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。2)进出线
6、方便,特别是要便于架空进出线。3)接近电源侧,特别是工厂的总降压变电所和高压配电所。4)设备运输方便,特别是要考虑电力变压器和高低压成套配电装置的运输。5)不应设在有剧烈振动或高温的场所,无法避开时,应有防振和隔热的措施。6)不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所,无法远离时,不应设在污染源的下风侧。7)不应设在厕所、浴室和其他经常积水场所的正下方,且不宜与上述场所相贴邻。8)不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方,且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方。当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时,应符合现行国家标准GB500581992爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定。9)不应设在地势低洼和
7、可能积水的场所。,第四章 工厂变配电所及其一次系统,(35KV110KV变电所)一、靠近负荷中心;二、节约用地,不占或少占耕地及经济效益高的土地;三、与城乡或工矿企业规划相协调,便于架空和电缆线路的引入和引出;四、交通运输方便;五、周围环境宜无明显污秽,如空气污秽时,所址宜设在受污源影响最小处;六、具有适宜的地质、地形和地貌条件(例如避开断层、滑坡、塌陷区、溶洞地带、山区风口和有危岩或易发生滚石的场所),所址宜避免选在有重要文物或开采后对变电所有影响的矿藏地点,否则应征得有关部门的同意;七、所址标高宜在50年一遇高水位之上,否则,所区应有可靠的防洪措施或与地区(工业企业)的防洪标准相一致,但仍
8、应高于内涝水位;八、应考虑职工生活上的方便及水源条件;九、应考虑变电所与周围环境、邻近设施的相互影响。,第四章 工厂变配电所及其一次系统,负荷中心可用下面介绍的负荷指示图或负荷功率矩法来近似地确定。(二)负荷指示图负荷指示图是将电力负荷按一定比例用负荷圆的形式标示在工厂或车间的平面图上,如图 各车间(建筑)的负荷圆的圆心应与车间(建筑)的负荷“重心”(负荷中心)大致相符。在负荷大体均匀分布的车间(建筑)内,这一重心就是车间(建筑)的中心。在负荷分布不均匀的车间(建筑)内,这一重心应偏向负荷集中的一侧。负荷圆的半径r,由车间(建筑)的计算负荷P30K r2得:,第四章 工厂变配电所及其一次系统,
9、(三)按负荷功率矩法确定负荷中心(四)按负荷电能矩法确定负荷中心,第四章 工厂变配电所及其一次系统,第三节高压一次设备一、概述变配电所中承担输送和分配电能任务的电路(回路),称为一次电路(回路),或称主电路、主接线(主结线)。一次电路中所有的电气设备,称为一次设备或一次元件。(二次)二、高压熔断器 熔断器(文字符号为FU),是一种在电路电流超过规定值并经一定时间后,使其熔体(文字符号FE)熔化而断开电路的一种保护电器。熔断器的功能主要是对电路及电路设备进行短路保护,有的熔断器还具有过负荷保护的功能。工厂供电系统中,室内广泛采用RN型高压管式熔断器,室外则广泛采用RW型高压跌开式熔断器,高压熔断
10、器全型号的表示和含义如下:,第四章 工厂变配电所及其一次系统,(一)RNl和RN2型户内高压管式熔断器 RNl型和RN2型的结构基本相同,都是瓷质熔管内充石英砂填料的密闭管式熔断器,其外形结构如图所示。RNl型主要用作高压电路和设备的短路保护,并能起过负荷保护的作用,其熔体要通过主电路的大电流,因此其结构尺寸较大,额定电流可达100A。而RN2型只用作高压电压互感器一次侧的短路保护。RN2型的结构尺寸较小,其熔体额定电流一般为05A。RNl、RN2型熔断器熔管的内部结构如图所示。熔断器的工作熔体(铜熔丝)上焊有小锡球。过负荷时锡球受热首先熔化,包围铜熔丝,相互渗透形成铜锡合金,使铜熔丝能在较低
11、的温度下熔断,这就是所谓“冶金效应”。它使熔断器能在不太大的过负荷电流和较小的短路电流下动作,从而提高了保护灵敏度。又由图可知,该熔断器采用多根熔丝并联,熔断时能产生多根并行的电弧,利用粗弧分细灭弧法可加速电弧的熄灭。而且该熔断器熔管内是充填有石英砂的,熔丝熔断时产生的电弧完全在石英砂内燃烧,因此其灭弧能力很强,能在短路后不到半个周期即短路电流未达冲击值i。之前即能完全熄灭电弧,切断短路电流,从而使熔断器本身及其所保护的电气设备不必考虑短路冲击电流的影响,因此这种熔断器属于“限流”熔断器。当短路电流或过负荷电流通过熔断器的熔体时,工作熔体熔断后,指示熔体相继熔断,其红色的熔断指示器弹出,如图中
12、虚线所示,给出熔断的指示信号。,第四章 工厂变配电所及其一次系统,(二)RW(F)型户外高压跌开式熔断器 跌开式熔断器其文字符号一般型用FD,负荷型用FDL),又称跌落式熔断器,广泛用于环境正常的室外场所,其功能是,既可作610kV线路和设备的短路保护,又可在一定条件下,直接用高压绝缘钩棒(俗称令克棒)来操作熔管的分合,起高压隔离开关的作用。一般的跌开式熔断器只能无负荷操作,或通断小容量的空载变压器和空载线路等。而负荷型跌开式熔断器如RW(F)型,则能带负荷操作。图是跌开式熔断器的基本结构。这种跌开式熔断器串接在线路上。正常运行时,其熔管上端的动触头借熔丝张力拉紧后,利用绝缘钩棒将此动触头推人
13、上静触头内锁紧,同时下动触头与下静触头也相互压紧,从而使电路接通。当线路上发生短路时,短路电流使熔丝熔断,形成电弧。熔管(消弧管)内壁由于电弧烧灼而分解出大量气体,使管内压力剧增,并沿管道形成强烈的气流纵向吹弧,使电弧迅速熄灭。熔管的上动触头因熔丝熔断后失去张力而下翻,使锁紧机构释放熔管,在触头弹力及熔管自重的作用下,回转跌开,造成明显可见的断开间隙。,第四章 工厂变配电所及其一次系统,三、高压隔离开关 高压隔离开关(文字符号QS)的功能,主要是隔离高压电源,以保证其他设备和线路的安全检修。因此其结构特点是断开后有明显可见的断开间隙,而且断开间隙的绝缘及相间绝缘都是足够可靠的,能充分保障人身和
14、设备的安全。但是隔离开关没有专门的灭弧装置,因此它不允许带负荷操作。然而可用来通断一定的小电流,如励磁电流(空载电流)不超过2A的空载变压器,电容电流不超过5A的空载线路以及电压互感器和避雷器电路等。高压隔离开关按安装地点,分户内式和户外式两大类。图412是GN8型户内高压隔离开关的外形结构图。户内式高压隔离开关通常采用CS型手动操作机构进行操作,而户外式高压隔离开关则大多采用绝缘钩棒(令克棒)手工操作。图是CS6型手动操动机构与GN8型隔离开关配合的一种安装方式。,第四章 工厂变配电所及其一次系统,四、高压负荷开关 高压负荷开关(文字符号为QL),具有简单的灭弧装置,因而能通断一定的负荷电流
15、和过负荷电流。但是它不能断开短路电流,所以它一般与高压熔断器串联使用,借助熔断器来进行短路保护。负荷开关断开后,与隔离开关一样,也具有明显可见的断开间隙,因此它也具有隔离高压电源、保证安全检修的功能。高压负荷开关的类型较多,书上介绍一种传统应用的户内压气式高压负荷开关FN3。(FN5),第四章 工厂变配电所及其一次系统,五、高压断路器 高压断路器(文字符号为QF)的功能是,不仅能通断正常负荷电流,而且能接通和承受一定时间的短路电流,并能在保护装置作用下自动跳闸,切除短路故障。高压断路器按其采用的灭弧介质分,有油断路器、六氟化硫(SF6)断路器、真空断路器以及压缩空气断路器、磁吹断路器、产气断路
16、器等。高压断路器全型号的表示和含义如下:1、油断路器按其油量多少和油的功能,又分多油和少油两大类。多油断路器的油量多,其油一方面作为灭弧介质,另一方面又作为相对地(外壳)、相与相之间的绝缘介质。少油断路器的油量很少(一般只几千克),其油只作为灭弧介质,其外壳通常是带电的。SNl010型户内少油断路器。(DW、SW)操作机构:CS、CT、CD,第四章 工厂变配电所及其一次系统,(二)高压真空断路器 高压真空断路器,是利用“真空”(气压为10-210-6Pa)灭弧的一种断路器,其触头装在真空灭弧室内。由于真空中不存在气体游离的问题,所以该断路器的触头断开时很难发生电弧。但是在触头断开时因高电场发射
17、和热电发射而产生一点电弧,这电弧称为“真空电弧”,它能在电流第一次过零时熄灭。这样,燃弧时间既短(至多半个周期),又不致产生很高的过电压。图4-25是ZN3-10型户内式真空断路器的外形结构图,其真空灭弧室结构图如图426所示。真空灭弧室的中部,有一对圆盘状的触头。真空断路器具有体积小、动作快、寿命长、安全可靠和便于维护检修等优点,但价格较贵,主要适用于频繁操作的场所。,第四章 工厂变配电所及其一次系统,(三)高压六氟化硫断路器六氟化硫(SF6)断路器,是利用SF6气体作灭弧和绝缘介质的一种断路器。SF6是一种无色、无味、无毒且不易燃的惰性气体。在150。C以下时,化学性能相当稳定。SF6不含
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- 工厂 配电 所及 其一
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