变电站与柴油发电机.ppt

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1、变配电所及柴油发电机,3.1电压的选择,3.1.1 供电电压的确定三个方面因素。（1）电力部门所能提供的电源电压。（2）用户负荷大小及距离电源线路远近。（3）用户大型设备的额定电压决定了企业的供电电压3.1.2 配电电压的确定（1）高压配电电压（2）低压配电电压,3.2 变电所的配置,3.2.1 变电所的类型,一.独立变电所 610/0.4/0.23kV,按所处位置,二.附设变配电所 附设变电所是利用车间的一面或两面墙壁，而其变压器室的大门朝外开，如图4-45所示。,地下变配电所,5.柱上变电所 变电器安装在室外电杆上，适用于315KVA及以下变压器，常用于居民区、用电负荷小的用电单位。6.组

2、合式变电所,3.2.2 变电所的位置确定,变电所的位置选择应根据选择原则，1总降压变电所位置选择的原则（1）靠近负荷中心；经济（2）考虑电源的进线方向，偏向电源侧；（3）进出线方便；方便（4）设备吊装运输方便；（5）不应防碍企业的发展，要考虑扩建的可能性；（6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所；（7）不应设在有剧烈震动和高温场所；（8）不应设在地势低洼和可能积水的场所；安全（9）不应设在有爆炸危险区域。,变电所的布置和结构,变电所的布置 1布置方案 变电所一般采用户内式。户内式又分为单层布置和双层布置，视投资和土地情况而定。35kV户内变电所宜采用双层布置，610kV变配电所宜采用单层布置。变

3、电所的布置主要由变压器室、高压配电室、低压配电室、电容器室、控制室（值班室）、休息室、工具间等组成。,2布置要求,（1）室内布置应紧凑合理，便于值班人员操作、检修、试验、巡视和搬运，配电装置安放位置应保证所要求的最小允许通道宽度，考虑今后发展和扩建的可能。(2)合理布置变电所各室位置，高压电容器室与高压配电室、低压配电室与变压器室应相邻近,高、低压配电室的位置应便于进出线，控制室与值班室的位置应便于运行人员工作和管理。(3)变压器室和高压电容器室，应避免西晒，控制室和值班室应尽量朝南方，尽可能利用自然采光和通风。（4）配电室的设置应符合安全和防火要求，对电气设备载流部分应采用金属网板隔离。（5

4、）高、低压配电室、变压器室、电容器室的门应向外开，相邻的配电室的门应双向开启。（6）变电所内不允许采用可燃材料装修，不允许热力管道、可燃气管等各种管道从变电所内经过。,*1-高压配电室；2-变压器室；3-低压配电室；4-值班室；5-高压电容器室。,变配电所的结构,1变压器室 变压器室的结构设计要考虑变压器的安装方式(地平抬高方式或不抬高)、变压器的推进方式（宽面推进或窄面推进）、进线方式（架空或电缆）、进线方向、高压侧进线开关、通风、防火和安全以及变压器的容量和外型尺寸。（1）变压器室的尺寸：变压器外轮廓与墙壁的净距；（2）变压器室的通风；（3）贮油池；（4）变压器室的门朝外开；（5）变压器室

5、的防火；（6）每台变压器都放在独立的变压器室里,(a)剖面图(b)平面图,2高压配电室,高压配电室的结构主要取决于高压开关柜的数量、布置方式（单列或双列）、安装方式（靠墙或离墙）等因素。（1）高压配电室的尺寸：各种通道的最小宽度、高度、电缆沟。（2）高压配电室的门应向外开，相邻配电室之间有门时，应能双向开启，长度超过8米时应设两个门。（3）高压配电室的耐火等级不应低于二级。架空电缆要求,GG-1A(F)型固定式高压开关设备,KYN28A-12(Z)B型铠装移开式交流金属开关设备,3低压配电室（1）低压配电室的尺寸：各种通道的最小宽度、高度、电缆沟。（2）低压配电室的门应向外开，长度超过8米时应

6、设两个门。（3）低压配电室的耐火等级不应低于三级。,3.3 变压器的选择,3.3.1变压器型号的选择 变压器是变电所中关键的一次设备，其主要功能是升高或降低电压，以利于电能的合理输送、分配和使用。1.变压器的分类（1）按绝缘介质分：油浸式；干式（2）按调压方式分：有载调压；无载调压（3）按相数分：单相；三相（4）按导线分：铜芯；铝芯（5）按冷却方式分：自冷；风冷；强冷,2.型号及含义：,3.变压器型号的选择 根据使用要求和工作环境选择变压器型号，应选用低损耗节能型变压器S9系列或S10系列）；对于高层建筑、地下建筑等对消防要求较高场所，应采用干式电力变压器（SC6，SG10系列）；对电网电压波

7、动较大、电能质量要求较高时，采用有载调压电力变压器（SZ7系列）。,3.3.2 变压器台数和容量的确定,安装在总降压变电所的变压器通常称为主变压器（简称主变）安装在610KV/0.4KV的变压器常叫做配电变压器（简称配变）1变压器台数和容量的确定（1）变压器台数的确定：（2）容量：1台变压器：SN=(1.151.4)SC SN SC 2台变压器：SN=(0.60.7)SC SN SC（+）,例 某一10/0.4kV车间变电所，总计算负荷为1350 kVA，其中一、二级负荷680kVA。选择变压器的台数和容量。,解：该车间变电所有一、二级负荷，故宜选择两台变压器。任一台变压器单独运行时，要满足6

8、0%70%的负荷，即SN=（0.6 0.7）1350kVA=810kVA 954 kVA且任一台变压器应满足SN680 kVA，因此，可选两台容量均为1000 kVA的变压器，具体型号为S9-1000/10。,二、对变配电所主接线的要求,变电所的主接线是实现电能输送和分配的一种电气接线，1安全 2可靠 3灵活 4经济,供电方式,放射式,树干式,环形供电式,高压常用主接线,1线路变压器组接线 结构：当只有一路电源供电线路和 一台变压器时，可采用线路变压器组接线。特点：接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约建设投资。该单元中任一设备发生故障时，变电所全部停电，可靠性不高。适用范围：小容量三级

9、负荷、小型工厂或非生产性用户。,2单母线接线,（1）单母线不分段接线 结构：如图。特点：接线简单清晰，使用设备少，经济性比较好，发生误操作的可能性小。可靠性和灵活性差。当电源线路、母线或母线隔离开关发生故障或进行检修时，全部用户供电中断。适用范围：三级负荷，有备用电源的二级负荷。,（2）单母线分段接线,结构：可采用隔离开关或断路器分段，隔离开关分段因倒闸操作 不便，现已不再采用。单母线分段接线可以分段单独运 行，也可以并列同时运行。,特点：供电可靠性高，操作灵活。,采用分段单独运行时，当任一段母线发生故障或检修时，仅停止对该段母线所带负荷的供电。当任一电源线路故障或检修时，可经“倒闸操作”恢复

10、该段母线所带负荷的供电。母线故障或检修时，仍有50%左右的用户停电。“倒闸操作”的原则：接通电路时先闭合隔离开关，后闭合断路器；切断电路时先断开断路器，后断开隔离开关。采用并列运行时，若遇电源检修，无需母线停电，只需断开电源的断路器及其隔离开关，调整另外电源的负荷就行。但是当母线故障或检修时，就会引起正常母线的短时停电。适用范围：有两路电源进线时。三路高压电源供电单母线分段接线,用于高层宾馆饭店。,（4）组合式变电所主接线,组合式变电所愈来愈多地应用于中小型企业、住宅小区、高层建筑。组合式变电所是将高、低压开关柜、电力变压器等组合为一体的接线方式。典型组合式变电所主接线如图4-30所示，是由高

11、压组合单元、低压组合单元和变压单元组成。,（a）户内组合式变电所（b）户外组合式变电所 4-30 典型组合式变电所主接线,3桥式接线,桥式接线是指在两线路变压器组接线的高压侧间跨接一个断路器，犹如一座桥。（1）内桥式接线 断路器跨在进线断路器的内侧，靠近变压器，称为内桥式接线。结构：如右图。特点：接线简单，经济，可靠性高，安全，灵活。线路检修或故障时由另一路电源供电。变压器检修或故障时经倒闸操作恢复供电。适用范围：适用于电源进线线路较长，负荷比较平稳，变压器不需要经常操作，没有穿越功率的终端总降压变电所。,（2）外桥式接线,断路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧，称为外桥式接线。结构：如右图。

12、特点：接线简单，经济，可靠性高，安全，灵活。变压器检修或故障时不影响供电。线路检修或故障时经倒闸操作，变压器由另一路外桥供电。适用范围：电源进线线路较短、负荷变化大，变压器操作频繁，有穿越功率流经的中间变电所。,主接线实例,1.独立变电所主接线 该变电所一路电缆线路进线，装两台S9-800kVA 10/0.4/0.23kV变压器，选用5台 KGN-10型固定式开关柜，其中进线柜、计量柜和电压互感器、避雷器柜各1只，馈线柜2只。,3.4 变电所常用的电气设备,3.4.1 高压断路器 1.作用：正常工作时断开和接通负荷电流；短路时断开短路电流。2.图形符号：3.文字符号：QF4.型号：5.种类和结

13、构 少油断路器 油仅作灭弧介质 SF6 断路器 利用SF6气体作为绝缘和灭弧介质 真空断路器“真空”作为绝缘和灭弧介质,5、高压断路器（QF）,能通断负荷电流和短路电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障。,SNl010型高压少油断路器,1铝帽，2上接线端子，3油标，4绝缘筒，5下接线端子，6基座，7主轴，8框架，9断路弹簧,3.4.2 高压隔离开关,1.作用：正常时隔离电源，保证人身和设备安全。2.图形符号：3.文字符号：QS4.型号：5.种类和结构户内式：GN24户外式：GW10-35/400,合闸,分闸,3、高压隔离开关（QS）,隔离高压电源、保证设备和线路的安全检修。断开后有明

14、显可见的断开间隙，没有专门的灭弧装置，不允许带负荷操作，可以通断不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路，与高压断路器配合使用。户内用CS6（83页）型手动操作机构、户外多用绝缘钩棒手工操作。,GN810600型高压隔离开关,1上接线端子，2静触头，3闸刀，4绝缘套管，5下接线端子，6框架，7转轴，8拐臂，9升降瓷瓶，10支柱瓷瓶,4.4.3 高压负荷开关,1.作用：通断负荷电流和过负荷电流。2.图形符号：3.文字符号：QL4.型号：5.种类和结构 户内式：FN3-10RT 户外式：FW8-10/400,4、高压负荷开关（QL）,具有简单的灭弧装置，能通断一定的负荷电流和过负荷电流

15、，不能断开短路电流，与高压熔断器配合使用。,FN310RT型高压负荷开关,1主轴，2上绝缘子兼气缸，3连杆，4下绝缘子，5框架，6 RN1型高压熔断器，7下触座，8闸刀，9弧动触头，10绝缘喷嘴(内有弧静触头)，11主静触头，12上触座，13断路弹簧，14绝缘拉杆，15热脱扣器,4.4.4 高压熔断器,1.作用：过载、短路保护。2.图形符号：3.文字符号：FU4.型号：5.种类和结构（1）RN系列 RN1型用于电力变压器和电力线路短路保护，RN2型用于电压互感器的短路保护。主要由熔管、触头座、动作指示器、绝缘子和底板构成。熔管一般为瓷质管，熔丝由单根或多根镀银的细铜丝并联绕成螺旋状，熔丝埋放在

16、石英砂中，熔丝上焊有小锡球。（2）RW系列 用于配电变压器或电力线路的短路保护和过负荷护。其结构主要由上静触头、上动触头、熔管、熔丝、下动触头、下静触头、瓷安装板等组成。,熔断器,1、RN1和RN2型户内高压管式熔断器（限流式）,RN1型：主要用于高压电路和设备的短路保护（额定电流可达100A）,RN2型：高压电压互感器一次侧短路保护（额定电流一般为0.5A）,RN1、RN2型高压熔断器安装图,l瓷熔管，2金属管帽3弹性触座，4熔断指示器，5接线端子，6支柱瓷瓶，7底座,RN1、RN2型熔断器的熔管剖面示意图,1管帽，2瓷管，3工作熔体，4指示熔体，5锡球，6石英砂填料，7熔断指示器(虚线表示

17、熔断指示器在熔体熔断时弹出),2、RW4和RW10（F）型户外高压跌开式熔断器,既可作610KV线路和设备的短路保护，又可在一定条件下，用高压绝缘钩棒操作熔管的分合，起高压隔离开关的作用。,RW410(G)型跌开式熔断器,1上接线端子，2上静触头，3上动触头，4管帽，5操作环，6熔管(内套纤维质消弧管)，7铜熔丝，8下动触头，9下静触头，10下接线端子，11绝缘瓷瓶，12固定安装板,4.4.5 互感器,1.作用：(1)将高电压、高电流变换成低电压、小电流供仪表、继电器使用；(2)隔离电源保证人身、仪表安全；(3)使仪表、继电器制造标准化。2.电流互感器(1）图形符号：(2）文字符号：TA(3）

18、型号：(4）工作原理：一、二次饶组与一、二次电路串联，工作时接近于短路状态。电流互感器的变流比用Ki表示，则,实际电流互感器,LQJ10型电流互感器,1次接线端子，2一次绕组，3二次接线端子，4铁心，5二次绕组，6警示牌,LMZJ10.5型电流互感器,1铭牌，2一次母线穿孔，3铁心，树脂浇注4安装板，5二次接线端子,4、电流互感器使用注意事项,工作时二次侧不得开路，二次侧有一端必须接地，电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。,(5）接线方式,一相式接线 B相装一个电流互感器，如图4-15a所示。能测量一相电流，用于三相负荷平衡系统，供测量电流和过负荷保护。,两相式接线 这种接线也叫不完全星形

19、接线，如图4-15b所示。能测量三个相电流，公共线上的电流为，广泛用于中性点不接地系统，测量三相电流、电能及作过电流保护之用。两相电流差接线 这种接线又叫两相一继电器式接线，如图4-15c所 示。流过 电流继电器线圈的电流为两相电流之差，其量值是相电流的 倍。适用于中性点不接地系统，作过电流保护之用。三相星形接线 由于每相均装有互感器，能反映各相电流，广泛用于三相不平衡高压或低压系统中，作三相电流、电能测量及过电流保护之用，如图4-15d所示。,（5）电流互感器的主要性能 准确级 电流互感器测量线圈的准确级设为0.1、0.2、0.5、1、3、5六个级别（数值越小越精确），保护用的互感器或线圈的

20、准确级一般为和10级两种。准确级的含义是：在额定频率下，二次负荷为额定负荷的25%100%之间，功率因数为0.8时，各准确级的电流误差和相位误差不超过规定的限值。在上述条件下，0.1级电流误差为0.1%，保护用电流互感器、10级的电流误差分别为1%和3%，其复合误差分别为5%和10%。线圈铁芯特性 测量用的电流互感器的铁芯在一次电路短路时易于饱和,以限制二次电流的增长倍数，保护仪表。保护用的电流互感器铁芯则在一次电流短路时不应饱和，二次电流与一次电流成比例增长，以保证灵敏度要求。变流比与二次额定负荷 电流互感器的一次额定电流有多种规格可供用户选择。二次绕组都规定了额定负荷，二次绕组回路所带负荷

21、不应超过额定负荷值，否则会影响精确度。（6）使用注意事项：工作时二次侧不得开路；二次侧一端必须接地；接线时注意极性。,3.电压互感器,(1）图形符号：(2）文字符号：TV(3）型号：(4）工作原理：一、二次饶组与一、二次电路并联，工作时接近于断路状态。电压互感器的变压比用Ku表示,二、电压互感器,1、基本原理和特点,一次绕组导线很细，匝数很多，二次绕组匝数少导线粗。,电压互感器,1铁心,2一次绕组,3二次绕组,、电压互感器的使用注意事项,工作时二次侧不得短路，二次侧有端必须接地，互感器在连接时注意其端子的极性。,（5）接线方式,一相式接线采用一个单相电压互感器如图4-19所示。供仪表和继电器测

22、量一个线电压，如用作做备用线路的电压监视。两相式接线又叫V-V形接线，采用两个单相电压互感器如图4-19b所示。供仪表和继电器测量三个线电压。Y0/Y0形接线采用三个单相电压互感器如图4-19c所示。供仪表和继电器测量三个线电压和相电压。在小电流接地系统中，这种接线方式中的测量相电压的电压表应按线电压选择。采用三个单相三绕组电压互感器或一个三相五芯柱式电压互感器接成Y0/Y0/形(图4-19d)。其中一组二次绕组接成Y0，供测量三个线电压和三个相电压；另一组绕组（零序绕组）接成开口三角形，接电压继电器，当线路正常工作时，开口三角两端的零序电压接近于零，而当线路上发生单相接地故障时，开口三角两端

23、的零序电压接近100V，使电压继电器动作，发出信号。,(a)一相式接线(b)两相V-V形接线(c)三相星形接线(d)三相三绕组接线,(7）使用注意事项：工作时二次侧不得短路，装熔断器；二次侧一端必须接地；接线时注意极性。,(6)电压互感器的准确级 电压互感器的二次绕组的准确级规定为0.1、0.2、0.5、1、3五个级别，保护用的电压互感器规定为3P级和6P级，用于小电流接地系统电压互感器（如三相五芯柱式）的零序绕组准确级规定为6P级。,4.4.6 避雷器,1.作用：用于保护电力系统中电气设备的绝缘免受沿线路传来的雷电 过电压或 由操作引起的内部过电压的损害。2.图形符号：3.文字符号:F 4.

24、种类:(1)保护间隙避雷器(2)管型避雷器(3)阀型避雷器（有普通阀型避雷器FS、FZ型和磁吹阀型避雷 器）(4)氧化锌避雷器 具有良好的非线性、动作迅速、残压低、通 流容量大、无续流、结构简单可靠性高、耐污能力强等优点。,实图,4.4.7 高压开关柜,1.作用：按一定的线路方案将有关一次设备和二次设备组装在柜内，节约空间、安装方便。2.种类和结构 固定式 移开式,表4-3 主要高压开关柜型号及外型尺寸,注：括号内数字适用于架空进（出）线柜。,7、高压一次设备的选择,注：表中表示必须校验，表示不要校验。,4.4.8 低压电气设备,1.低压配电屏(1)作用：按一定的线路方案将有关低压设备组装在一

25、起的成套配 电装置。(2)种类：低压抽屉式开关柜 GCL1、GCK1系列 低压固定开关柜 PGL1、PGL2、GGD系列(3)型号：,2低压熔断器,表4-2低压熔断器的分类及用途,注：R熔断器；M密闭管式；L螺旋式；T有填料式；S快速式；Z自复式,一、低压熔断器,种类：插入式（RC型）螺旋式（RL型）无填料密封管式（RM型）有填料密封管式（RT型）有填料管式（gF、aM）高分断能力（NT型）RZ1型低压自复式熔断器,RMl0型低压熔断器,a)熔管b)熔片,1铜管帽，2管夹，3纤维熔管，4刀形触头(触刀)，5变截面锌熔片,RT0型低压熔断器,a)熔体b)熔管C)熔断器d)绝缘操作手柄,1栅状铜熔

26、体，2刀形触头(触刀)，3瓷熔管，4熔断指示器，5盖板，6弹性触座，7瓷质底座，8接线端子，9扣眼，10绝缘拉手手柄,RZ1型低压自复式熔断器,1接线端子，2云母玻璃，3氧化铍瓷管，4不锈钢外壳，5钠熔体，6氩气，7接线端子,3低压断路器,（1）作用：能带负荷通断电路，在短路、过负荷、欠压或失压的情况下自动跳闸。（2）型号：（3）种类和结构 DZ型塑壳式低压断路器 DW型万能式低压断路器 它由触头、灭弧装置、转动机构和脱扣器等部分组成。脱扣器种类:分励脱扣器 用于远距离跳闸。欠压或失压扣脱器 用于欠压或失压（零压）保护时，当电源电压低于定值时自动断开断路器。热脱扣器 用于线路或设备过载保护 过

27、流脱扣器 用于短路、过负荷保护，分瞬时短路脱扣器和过流脱扣器,过流脱扣器又分长延时和短延时两种。,低压断路器,塑料外壳式、万能式等很多种类。,低压断路器的原理结构和接线图,1主触头，2跳钩，3锁扣，4分励脱扣器，5失压脱扣器，6、7脱扣按钮，8加热电阻丝，9热脱扣器，10过流脱扣器,四、低压配电屏,将一、二次设备组合在一起的一种低压成套配电装置，有PGL、GGL、GGD等型号。,五、低压一次设备的选择,注：表中表示必须校验，表示一般可不校验，表示不要校验。,小 结,1常用的供电电压一般为35kV和6kV10kV，高压配电电压为6kV10kV，低压为380V，照明系统电压为220V。2根据用电负

28、荷对可靠性的要求确定变压器台数，按电能损耗最小的原则来确定变压器容量。3高压电气设备主要有高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压熔断器、互感器、高压开关柜、避雷器等4低压设备主要有低压断路器、低压熔断器、低压开关、低压开关柜等。5主接线的基本要求是安全、可靠、灵活、经济。6.变电所常用主接线按基本形式分三种类型：（1）线路-变压器组单元接线；（2）单母线接线；（3）桥式接线。7变电所的位置、布置和结构：变电所的布置主要是从安全、经济、方便和环境要求等方面考虑。,习题1.工业企业变电所主要有。2.变压器的台数与 有关。3.变电所的主要高压电气设备有。4.主接线的要求是。5.主接线分 三种。

29、,返回,高压配电所的装置式主接线图,二、车间和小型工厂变电所的主接线图,车间变电所高压侧主接线方案(示例),a)高压电缆进线，无开关 b)高压进线，装隔离开关C)高压进线，装隔离开关和熔断器d)高压进线，装负荷开关和熔断器 e)高压架空进线，装跌开式熔断器和避雷器f)高压架空进线，装隔离开关和避雷器 g)高压架空进线，装隔离开关熔断器和避雷器h)高压架空进线，装负荷开关、熔断器和避雷器,高压侧采用隔离开关和熔断器或跌开式熔断器的变电所主接线图,高低压侧均为单母线分段的变电所主接线图,哪些情况宜设自备应急柴油发电机组 1为保证一级负荷中特别重要的负荷用电。2有一级负荷，但从市电取得第二电源有困难

30、或不经济合理时。3大、中型商业性大厦，当市电中断供电将会造成经济效益有较大损失时。选择柴油发电机组需要考虑那些因素 应急负荷 重要的非消防负荷的容量 经济投资，启动时间,柴油发电机组的台数及容量的确定1在方案或初步设计阶段 可按供电变压器容量的10%20%估算2在施工图阶段可根据一级负荷、消防负荷以及某些重要的一、二级负荷容量.供电范围:1)消防电梯、消防水泵、喷淋泵、防排烟风机和应急照明等。2)建筑中内的一级负荷。例如大型商场、大型餐厅、国际会议室、贵重展品陈列室、银行重要经营场所等有关设备的用电。3）一些重要的民用建筑中的一级负荷和部分二级负荷。如生活水泵、一般客梯、货梯等用电设备负荷。3

31、、按最大的单台电动机或成套机组电动机起动的需要，计算发电机容量。发电机组的容量（功率）为被启动电动机功率的最小倍数，,消防总负荷：475.55KVA平时用消防负荷：176.69KVA 平时用非消防一级负荷：912.37KVA(一般照明、扶梯、生活水泵)选择:平时用消防负荷 平时用非消防一级负荷考虑最大电机启动,应注意下面的问题：1）尽量减少消防水泵的电机容量。2）对功率较大的电动机采用降压起动，如采用“星形三角形”起动器、自耦变压器降压起动器等。3)尽可能调整起动顺序。首先起动大容量的异步电动机，然后再按顺序起动较小容量4)动时间要错开，避免电动机同时起动5)发电机组除接带消防负荷外，平时又要接入其它重要负荷时，要考虑两者不得同时运行,