供电工程 第2版 教学课件 ppt 作者 翁双安 第五章 供电系统的一次接线

第五章 供配电系统一次接线,第一节 概述 第二节 电力变压器选择 第三节 电气主接线的基本形式 第四节 变配电所电气主接线示例 第五节 高低压配电系统 第六节 变配电所与箱式变电站 第七节 供配电方案的技术经济比较 本章小结,一、一次接线概念,所谓一次接线是指由电力变压器、各种开关电器及配电线路，按一定顺序连接而成的用于电能输送和分配的电路，亦称主电路。 一次接线包括变配电所电气主接线和高低压配电系统接线两方面。,第一节 概述,一次接线的图形表示称为一次接线图，它是一种概略图，用国家标准电气简图用图形符号并按电流通过顺序排列，概略地表达供配电系统、电气装置的基本组成和连接关系等全面特性的简图。 一般绘制成单线图。,二、对一次接线的基本要求,应符合国家标准有关技术规范的要求，正确选择电气设备及其监视、保护系统。,基本 要求,安全 可靠 优质 灵活 经济,应符合一、二级负荷对供电可靠性的要求。,应保证供电电压偏差、电压波动和闪变、高次谐波、三相电压不平衡等技术参数不低于国家规定指标。,用最少的切换来适应各种不同的运行方式，如变压器经济运行方式、电源线路备用方式等。,在满足上述技术要求的前提下，尽量做到接线简化、占地少、总拥有费用最小。,一、电力变压器的型式选择,电力变压器型式选择是指确定变压器的相数、调压方式、绕组型式、绝缘及冷却方式、联结组别等，并应优先选用技术先进、高效节能、免维护的新产品。,第二节 电力变压器选择,调压方式：无励磁调压变压器、有载调压变压器,绝缘及冷却方式： 油浸式变压器、干式变压器和充气式变压器 有自冷、风冷、强迫油循环自冷、强迫油循环水冷、强迫油循环风冷等,联结组别： Yd11 (Ynd11)、 Dyn11、Yyno、Yzn11等,绕组型式：双绕组、三绕组和自耦变压器,Ynd11联接绕组接线图与相量图,35110/10.5kV总降压变压器一般为油浸式三相双绕组有载调压变压器， Ynd11 (Yd11)联接组 。,Dyn11联接的优点：有利于单相接地故障的切除； 有利于抑制零序谐波； 单相负载能力强。,Yyno联接绕组接线图及相量图,Dyn11联接绕组接线图及相量图,10/0.4kV配电变压器一般为 干式或油浸式三相双绕组无励磁调压变压器，Dyn11联接组 。,（二）容量的选择,容量还应满足大型电动机及其它冲击负荷的起动要求。,一般单台配电变容量不宜大于1600kVA。,（一）台数的选择,考虑因素：供电可靠性要求 负荷变化与经济运行 集中负荷容量大小,对两台变压器（一般为等容量，互为备用）满足条件： SrT0.60.7Sc 且 SrTSc（+ ）,保证在计算负荷下变压器能长期可靠运行。,二、电力变压器的台数与容量选择,对单台变压器 满足条件 ： SrTSC （应留有1530余量）,例5-1 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1800kVA，其中一、二级负荷900kVA ，cos0.8。试初选其主变压器的型式、台数和容量。,选用SCB10型10/0.4kV电力变压器。无励磁调压，分接头±5%，联接组别Dyn11，带风机冷却并配置温控仪自动控制，带IP20防护外壳。,每台变压器容量Sr.T(0.60.7)×1565kVA9391096kVA，且Sr.T783kVA，因此初选每台变压器容量为1000kVA。,解 1.选择变压器型式,因有较多的一、二级负荷，故初选两台主变压器。,无功补偿后的总计算负荷 Sc1800kVA×0.80.921565kVA，其中Sc（）900kVA×0.80.92783kVA。,2.选择变压器台数,3.选择每台变压器的容量,三、电力变压器的过负荷运行,（一）变压器过负荷分析,正常过负荷在正常周期性负载（一个周期通常是24 h）中，在某段时间内施加了超过额定负载的电流，此时绝缘寿命的过度损失可由其他时间内施加低于额定负载的电流所补偿。,事故过负荷供配电系统中发生事故或并列运行的两台变压器因故障切除一台时，由于系统中的负荷重新分配，将有可能出现部分变压器的负荷严重超过额定值（短期急救负载）或过负荷持续较长时间（长期急救周期性负载）的情况。,变压器在过负荷运行状态下，负载损耗增加，不利于节能。,（二）变压器过负荷限值,表5-1 油浸式变压器的负载电流和温度限值,注：1.表中温度与电流限值不同时适用。电流可比表中限值低一些，以满足温度限制的要求；相反地，温度可比表中限值低一些，以满足电流限制的要求。 2.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。应当注意到：当热点温度超过140时，可能产生气泡，从而使变压器的绝缘强度下降。,GB/T 1094.72008电力变压器 第7部分：油浸式电力变压器负载导则 ,对正常周期性负载，干式电力变压器负载电流不超过1.5倍的额定值。 热点温度限制到各自绝缘系统等级所规定的值，见表5-2。,表5-2 干式变压器的温度限值,GBT17211-1998干式电力变压器负载导则,第三节 电气主接线的基本形式,变配电所的电气主接线以电源进线和引出线为基本环节，以母线为中间环节构成的电能输配电路。,一、有母线接线,母线大电流低阻抗导体，可以在其上分开的各点接入若干个电路。,母线在配电装置中起着汇集电流和分配电流的作用，又称汇流排。,1. 单母线接线,所有电源进线和引出线都连接于同一组母线上。,图a 一路电源进线的单母线,图a 两路电源一用一备的单母线,联锁,单母线接线适于出线回路少的小型变配电所，一般供三级负荷，两路电源进线的单母线可供二级负荷。,2.分段单母线接线,两路电源一用一备时，分段断路器接通运行。,两路电源同时工作互为备用时，分段断路器则断开运行。,分段单母线可供一二级负荷。,特点： 每个回路经断路器和两组隔离开关分别接到两组母线上。,3. 双母线接线,应用： 仅用于有大量一、二级负荷的大型变配电所。,二、无母线的主接线,特点：在电源与出线或变压器之间没有母线连接。,特点: 接线简单，设备少，经济性好，适于只有一台主变压器的小型变电所。,1. 线路变压器组单元接线,干式变SrT 1250kVA,油浸变SrT 630kVA,单回路线路变压器组单元接线,正常运行时，两路电源及主变压器同时工作，变压器二次侧母联断路器QF3断开运行。,双回线路变压器组单元接线可供一、二级负荷。,双回路线路变压器组单元接线,任一路电源及主变压器停电，变压器二次侧母联断路器QF3接通运行。,2.桥式接线,能实现电源线路和变压器的充分利用。,图a 内桥式接线,图b 外桥式接线,内桥接线适于电源线路较长、变压器不需经常切换操作的情况。,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 一般应遵循如右步骤：,2.电气主接线图（主电路图）的绘制,主接线图的绘制应与柜、屏的实际布局相对应。,主接线图应详细标注。,第四节 变配电所电气主接线示例,二、10kV变电所电气主接线示例,1.一路外供电源，装有一台变压器,a) 变压器一次侧电气主接线,变压器一次侧采用线路变压器组单元接线。,以由公共电网供电的10kV变电所为例,b) 变压器二次侧电气主接线,二次侧采用单母线接线,2. 一路外供电源，装有两台及以上变压器,以一路外供电源，装有两台及以上变压器的变电所为例。,a) 变压器一次侧电气主接线,变压器一次侧采用单母线接线。,b) 变压器二次侧电气主接线,二次侧采用单母线分段接线。 低压配电屏采用抽出式柜，其插接头可起到隔离作用。,三、10kV配电所电气主接线示例,设配电所由两路外供电源供电，其中电源1容量可供全部负荷，电源2容量可供部分重要的负荷。,采用单母线分段接线。,四、35110kV总降压变电所电气主接线示例,以35kV双电源进线，装有两台总降压变压器的总降压变电所为例。,变压器一次侧采用内桥式接线,35kV配电装置采用户内铠装移开式金属封闭开关柜,变压器二次侧采用分段单母线接线。,10kV采用户内中置式金属封闭开关柜，柜内均配置真空断路器。变电所设置两台10.5/0.4kV所用变压器。,一、高压配电系统,第五节 高低压配电系统,高压配电系统指从总降压变电所至车间变电所和高压用电设备受电端的高压电力线路及其设备，起着输送与分配高压电能的作用。又称高压配电网。,（一）高压配电系统的接线形式,1. 放射式,特点：每路馈线仅给一个负荷点单独供电,a) 单回路放射式,b) 双回路放射式,放射式线路故障影响范围小，因而可靠性较高，而且易于控制和实现自动化，适于对重要负荷的供电。,单回路放射式接线一般供二、三级负荷或专用设备，供二级负荷时宜有备用电源；双回路放射式接线供电可靠性较单回路放射式接线大大提高，可供二级负荷，若双回路来自两个独立电源，还可供一级负荷。,2.树干式,树干式接线是有分支的辐射网络，特点是每路馈线可给同一方向的多个负荷点供电,a) 单回路树干式 1,电缆分支箱,b) 双回路树干式,树干式线路及其开关电器数量少，投资省，但可靠性不高，不便实现自动化。,3、 环式（环网接线）,特点：配电线路从一个供电点开始，接入许多负荷点后，返回至同一或不同的供电点，形成环网。,一般开环运行,可靠性 较高,a) 普通环式,环网节点,b) 拉手环式,c) 双线拉手环式,（二）高压配电系统的设计,考虑因素：供电可靠性的要求、车间配电变压器的容量及分布、地理环境等。,一般用户高压配电网宜采用放射式。,根据变压器的容量、分布及地理环境等情况，亦可采用树干式或环式。,对于重要负荷，可采用双回路放射式，或采用工作电源接线为放射式、备用电源接线为树干式的组合形式，根据情况，也可采用拉手环式接线。,对于三级负荷，为节省投资可采用树干式，负荷较大时则可采用分区树干式接线。,配电级数不宜多于两级。,例5-2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。,MSS,二、低压配电系统,低压配电系统指从车间变电所至低压用电设备受电端的低压电力线路及其设备，担负着直接向低压用电设备配电的任务。又称低压配电网。,（一）低压配电系统的接线形式,1. 放射式,a) 单回路放射式,b) 双回路放射式,2. 树干式,b)双回路树干式,a) 单回路树干式,双电源自动切换箱,3.环式,开环运行,4. 链式,适用于从配电箱对彼此相距很近、容量很小的次要用电设备的配电。,链式线路只在线路首端设置一组总的保护，可靠性低。,应满足用电设备对供电可靠性和电能质量的要求，同时应注意接线简单、操作方便安全，具有一定灵活性。,（二）低压配电网的设计,配电系统的层次不宜超过三级。,正常环境的车间或建筑物内，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。,用电设备为大容量，或负荷性质重要，或在有特殊要求的车间、建筑物内，宜采用放射式配电。,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。,高层建筑物内，当向楼层各配电点供电时，宜采用分区树干式配电；部分较大容量的集中负荷或重要负荷，应从低压配电室以放射式配电。,例5-3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、电梯等为一级负荷，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。,