供配电工程 教学课件 ppt 作者 莫岳平 等_ 第三章

第三章,第一节 概 述,一、一次接线的概念 二、对一次接线的基本要求,第二节 电力变压器的选择,一、电力变压器的型式选择 二、电力变压器的台数与容量选择 三、电力变压器的过负荷运行,一、电力变压器的型式选择,图3-1 配电变压器的联结组 a)Yyn0联结组 b)Dyn11联结组,二、电力变压器的台数与容量选择,(一)台数选择 (二)容量选择,(一)台数选择,(1)有大量一级或二级负荷 在变压器出现故障或检修时，多台变压器可保证一、二级负荷的供电可靠性。 (2)季节性负荷变化较大 根据实际负荷的大小，相应投入变压器的台数，可做到经济运行、节约电能。 (3)集中负荷容量较大 虽为三级负荷，但一台变压器供电容量不够，也应装设两台及以上变压器。,1)当照明负荷容量较大，或动力和照明采用共用变压器供电会严重影响照明质量及灯泡寿命时，可设专用变压器。 2)单台单相负荷容量较大时，宜设单相变压器。 3)冲击性负荷(如短路试验设备、大型电焊设备等)较大，严重影响供电系统的电压质量时，可设冲击负荷专用变压器。,(二)容量选择,(1)变压器的容量SrT首先应保证在计算负荷Sc下变压器能长期可靠运行。 (2)变压器的容量应满足大型电动机及其他冲击负荷的起动要求。 (3)10(6)/0.4kV单台变压器容量不宜大于1600kV·A。 (4)应满足今后510年负荷增长的需要。 2.选择变压器的台数 3.选择每台变压器的容量, 满足总计算负荷6070的需要，即 Sr.T(0.60.7)Sc(3-2) 满足全部一、二级负荷Sc()的需要，即 Sr.TSc()(3-3)条件是考虑到两台变压器运行时，每台变压器各承受总计算负荷的50，负载率为0.60.7，此时变压器效率较高。而在事故情况下，一台变压器承受总计算负荷时，只过载2040，可继续运行一段时间。在此时间内，完全有可能调整生产，可切除三级负荷。条件是考虑在事故情况下，一台变压器仍能保证一、二级负荷的供电。,例3-1 某工业企业拟建造一座10/0.38kV变电所，所址设在厂房建筑内。已知总计算负荷为1800kV·A，其中一、二级负荷为900kV·A，cos0.8。试选择其变压器的型式、台数和容量。 解：1.选择变压器的型式 2.选择变压器的台数 3.选择每台变压器的容量,三、电力变压器的过负荷运行,(一)变压器的过负荷分析 (二)变压器的过负荷限值,(一)变压器的过负荷分析,1.正常过负荷 2.事故过负荷,(二)变压器的过负荷限值,1.油浸式变压器 表中未规定短期急救负载的顶层油温和热点温度，是因为在配电变压器上控制急救负载的持续时间通常是不现实的。 2.干式变压器,表3-1 油浸式变压器的负载电流和温度限值,表3-2 干式变压器的温度限值,第三节 高低压电器概述,一、电器的有关知识 二、高压电器 三、互感器 四、低压电器,一、电器的有关知识,(一)电器的功能及要求 (二)开关电器中的电弧,(一)电器的功能,1)通断：按工作要求来接通(关合)、分断(开断)主电路，如各种高低压断路器、负荷开关、隔离开关等。 2)保护：对供配电系统进行过电流和过电压等保护，如高低压熔断器、低压断路器、避雷器、保护继电器等。 3)控制：控制电路和控制系统的通断，如接触器、控制继电器、控制开关等。 4)变换：按供配电系统工作的要求来改变电压和电流，如电压互感器、电流互感 5)调节：调节供配电系统的电压和功率因数等参数，如电压调节器、无功补偿装,电器的要求,(1)安全可靠的绝缘 电器应能长期耐受最高工作电压和短时耐受相应的大气过电压和操作过电压。 (2)必要的载流能力 电器的载流件应能允许长期通以额定电流而其各部分的温升不超过标准规定的极限值；同时，还应允许短时通过故障电流，既不致因其热效应使温度超过标准规定的极限值，又不致因其电动力效应使之遭到机械损伤。 (3)较高的通断能力 除高压隔离开关外，一般的开关电器均应能可靠地接通和分断额定电流及一定倍数的过载电流。 (4)良好的力学性能 电器触头的断口在分合时应满足同期性的要求，运动部件能经受规定的通断次数而不致发生机械故障或损坏，即具有一定的机械寿命。,(5)必要的电气寿命 开关电器的触头在规定的条件下应能承受规定次数的通断循环而不致损坏，即具有一定的电气寿命。 (6)完善的保护功能 凡保护电器以及具有保护功能的电器，必须能准确地检测出故障状况，及时地作出判断并可靠地且有选择性地切除故障。,二、高压电器,(一)高压断路器 (二)高压熔断器 (三)高压隔离开关 (四)高压负荷开关 (五)高压负荷开关熔断器组合电器 (六)高压金属封闭开关设备 (七)气体绝缘金属封闭开关设备,(一)高压断路器,1.真空断路器 2.六氟化硫断路器 3.高压断路器的操动机构,(二)高压熔断器,(1)从熔体中出现短路(或过载)电流起到熔体熔断 此阶段时间称为熔体的熔化时间t1，它与熔体材料、截面积、流经熔体的电流以及熔体的散热情况有关，t1长到几小时，短到几个毫秒甚至更短。 (2)从熔体熔断到产生电弧 这段时间(t2)很短，一般在毫秒级以下。 (3)从电弧产生到电弧熄灭 此阶段时间称为燃弧时间t3，它与熔断器灭弧装置的原理和结构以及开断电流的大小有关，t3一般为几十毫秒，短的可到几毫秒。,三、互感器,(一)电流互感器 (二)电压互感器 (三)电子式互感器简介,四、低压电器,(一)低压断路器 (二)低压熔断器 (三)低压开关、隔离器、隔离开关和熔断器组合电器 (四)自动转换开关电器 (五)接触器 (六)低压成套开关设备和控制设备,(一)低压断路器,1.空气式断路器 2.塑料外壳式断路器 3.微型断路器,(二)低压熔断器,1)“g”熔断体(全范围分断能力熔断体)：在规定条件下，能分断使熔体熔化的电流至额定分断能力之间的所有电流的限流熔断体，主要用作配电线路的短路保护和过负载保护。 2)“a”熔断体(部分范围分断能力熔断体)：在规定条件下，能分断示于熔断体熔断时间电流特性曲线上的最小电流至额定分断能力之间的所有电流的限流熔断体，通常用作电动机和电容器等设备的短路保护。,第四节 变配电所的电气主接线,一、电气主接线的基本形式 二、变配电所电气主接线示例,一、电气主接线的基本形式,(一)有母线接线 (二)无母线的主接线,(一)有母线接线,1.单母线接线 2.分段单母线接线 3.双母线接线,1.单母线接线,图3-2 单母线接线 a)一路电源进线 b)两路电源进线,图3-3 分段单母线接线,3.双母线接线,图3- 4 双母线接线,(二)无母线的主接线,1.线路变压器组单元接线 2.桥式接线,1.线路变压器组单元接线,图3-5 线路变压器组单元接线,图3-6 双回线路变压器组单元接线,2.桥式接线,图3-7 桥式接线 a)内桥 b)外桥,二、变配电所电气主接线示例,(一)变配电所电气主接线的设计与绘制 (二)10kV变电所电气主接线示例 (三)10kV配电所电气主接线示例 (四)35110kV总降压变电所电气主接线示例,(一)变配电所电气主接线的设计与绘制,1.电气主接线的设计 2.电气主接线图的绘制,1.电气主接线的设计,1)根据已知条件确定供电电源电压及其进线回路数。 2)根据负荷大小与性质选择主变压器的台数、容量及型式。 3)拟定可能采用的主接线形式。 4)考虑所用电与操作电源的取得。 5)由公用电网供电还需确定电能计量方式。 6)确定对负荷的配电方式和无功补偿方式。 7)选择高低压开关电器。 8)通过各方案的技术经济比较，确定最终方案。 9)确定相应的配电装置布置方案。,(二)10kV变电所电气主接线示例,3T8A.eps,3T8B.eps,(三)10kV配电所电气主接线示例,3T9.eps,(四)35110kV总降压变电所电气主接线示例,3T10A.eps,3T10B.eps,第五节 高低压配电系统,一、高压配电系统 二、低压配电系统,一、高压配电系统,(一)高压配电系统的接线形式 (二)高压配电系统的设计,(一)高压配电系统的接线形式,1.放射式 2.树干式 3.环式,1.放射式,图3-11 放射式接线 a)单回路放射式接线 b)双回路放射式接线 MSS总降压变电所 HDS高压配电所 STS配电变电所,2.树干式,图3-12 树干式接线 a)单回路树干式接线 b)双回路树干式接线,3.环式,图3-13 环式接线 a)普通环式 b)拉手环式 c)双线拉手环式,(二)高压配电系统的设计,例3-2 某工厂设有一座35/10kV总降压变电所HSS和4座10/0.38kV车间变电所STS1STS4。已知车间变电所STS1设置两台变压器，一、二级负荷占总计算负荷的70；车间变电所STS2设置一台变压器，主要为三级负荷，其中二级负荷仅占总负荷的10；车间变电所STS3和STS4处于同一方位，均设置一台变压器，为三级负荷。试设计该工厂高压配电系统接线图。 解：车间变电所STS1设置两台变压器，一、二级负荷占总计算负荷的70，因此从总降压变电所HSS采用10kV双回路放射式配电。,例3-2 某工厂设有一座35/10kV总降压变电所HSS和4座10/0.38kV车间变电所STS1STS4。已知车间变电所STS1设置两台变压器，一、二级负荷占总计算负荷的70；车间变电所STS2设置一台变压器，主要为三级负荷，其中二级负荷仅占总负荷的10；车间变电所STS3和STS4处于同一方位，均设置一台变压器，为三级负荷。试设计该工厂高压配电系统接线图。,解：车间变电所STS1设置两台变压器，一、二级负荷占总计算负荷的70，因此从总降压变电所HSS采用10kV双回路放射式配电。,图3-14 某工厂高压配电系统接线图,二、低压配电系统,(一)低压配电系统的接线形式 (二)低压配电系统的设计,(一)低压配电系统的接线形式,1.放射式 2.树干式 3.环式 4.链式,1.放射式,图3-15 放射式接线 a)单回路放射式 b)双回路放射式,2.树干式,图3-16 树干式接线 a)单回路树干式 b)双回路树干式,3.环式,图3-17 环式接线,4.链式,图3-18 链式接线 a)链接电动机 b)链接灯具 c)链接插座,(二)低压配电系统的设计,1)正常环境的建筑物内，当大部分用电设备为中小容量，且无特殊要求时，宜采用树干式配电。 2)用电设备为大容量，或负荷性质重要，或在有特殊要求(指有潮湿、腐蚀性环境或有爆炸和火灾危险场所等)的建筑物内，宜采用放射式配电。 3)部分用电设备距供电点较远，而彼此相距很近、容量很小的次要用电设备，可采用链式配电，但每一回路环链设备不宜超过5台，其总容量不宜超过10kW。 4)在多层建筑物内，由总配电箱至楼层配电箱宜采用树干式配电或分区树干式配电。 5)平行的生产流水线或互为备用的生产机组，根据生产要求，宜由不同的回路配电；同一生产流水线的各用电设备，宜由同一回路配电。,例3-3 某高层住宅楼地下1层，地上24层，屋顶局部机房层。用电负荷有：居民住宅用电、公共照明，地下室设有生活水泵、消防水泵、水处理设备，屋顶机房设有电梯、机房照明及空调，大楼景观照明等，由设置在1层的10/0.38kV变电所配电。其中，住宅公共照明、生活水泵、消防水泵、电梯等为二级负荷，其余为三级负荷。试设计该高层住宅楼的低压配电系统接线图。 解：设计高层住宅的低压配电系统时，应将照明、电力、消防及其他防灾用电负荷分别自成系统，以便控制、管理及计量。,图3-19 某高层住宅楼的低压配电系统接线图,第六节 变配电所与箱式变电站,一、变配电所的所址与型式 二、变配电所的布置 三、箱式变电站,一、变配电所的所址与型式,(1)独立变电所 独立变电所为一独立建筑物。 (2)附设变电所 附设变电所的一面或数面墙与建筑物共用，且变压器室的门向建筑物外开。 (3)车间内变电所 车间内变电所位于车间内部，且变压器室的门向车间内开。 (4)地下变电所 地下变电所设