电气主结线与高压配电装置PPT课件.ppt

电气主结线与高压配电装置 主结线是变电所的重要组成部分 是进行变电所的设计 施工和运营管理的重要依据 大家在今后工作中要养成按图设计 按图施工 按图检修和按图操作的习惯 1 第一节电气主结线的功能 基本要求与设计原则变电所 含配电所 开闭所和分区所 的主结线 是由变压器 如果有的话 高压开关 导线等高压电器组成的变换 分配电能的电路 在主结线图上 各种设备以规定的文字符号 图形和设备之间的连线来表示 并标明各主要设备的规格 数量和型号 1 电气主结线应满足的基本要求1 保证对用户供电的可靠性 根据用户负荷性质不同 如一级负荷 二级负荷或三级负荷 采用不同可靠性的主结线 2 2 运行的灵活性 主结线应能给高压设备的检修提供保证 3 良好的经济性 在达到供电可靠性和运行灵活性的前提下 尽可能减少投资 4 简单明了 简单明了的主结线是运行过程中减少出错的有力保证 2 电气主结线设计应遵循的主要原则和步骤整个设计一般分为以下几个阶段 方案论证和确定 初步设计 施工设计 1 应以批准的设计任务书为依据 在进行供变电工程的立项中 工程都要进行充分的调查论证 完成论证后报批准 所批准的文件就 3 成为设计的依据 2 根据具体工程的实际情况确定工程的主要技术参数和技术要求 如操作原则 检修方案等 确定主结线形式 3 对供变电工程中高压设备进行选型设计 包括选何中设备 设备如何安装 对选择的设备进行校验 工程的综合技术经济比较 进行设计的方案一般要提出若干个 在进行综合技术经济比选后才确定最终方案 4 注意新技术的应用 在这方面应该对可能运用的新技术 新设备进行充分调查和研究的基础上作出决定 既要考虑新技术带来的好处 也要考虑到所带来的不利因素 4 第2节电气主结线的基本结线形式主结线的功能是转换 分配电能 根据不同的工程要求 主要的主结线形式有以下几种 主结线图通常用单线图表示 1 单母线结线母线 是一种把电能汇聚在一起后进行重新分配的导线 也称汇流排 5 图3 1单母线结线示意图 6 特点 1 结线简单 设备少 投资省 2 母线失效 检修母线 断路器和隔离开关都会造成不同范围的停电 检修操作适用范围为了克服单母线结线的某些缺陷 在单母线结线的形式上派生出了以下两种结线 1 单母线分段结线单母线分段结线与单母线结线最大的差别在于把母线分成两段 两段母线之间通过母线断路器相连 如图3 2所示 7 图3 2单母线分段结线示意图 8 特点 检修操作适用范围 2 单母线带旁路母线结线单母线带旁路母线结线形式上与单母线最大的差别在于增加了一条备用母线 在主母线和旁路母线之间增加一台旁路断路器 如图3 3所示 9 图3 3单母线带旁路母线结线示意图 10 特点 检修操作适用范围以上的操作步骤不是唯一的 但操作原则是一样的 隔离开关不能带负荷进行分闸或合闸操作 对于空载线路 母线 不带电线路和母线 与其它带电母线连接的最后操作必须通过断路器进行 母线之间切换 要求在等电位后才进行功率的转移 11 2 双母线结线这种结线设置了两条主母线 两条母线之间通过母联断路器连接 每条电源进线或用户馈线都通过两台隔离开关和母线相联 正常时母联断路器断开 如图3 4所示 12 图3 4双母线结线示意图 13 特点 检修操作适用范围断路器的备用问题由双母线结线派生出来的主结线形式还有 双母线带旁路母线结线 双母线分段等 3 桥形结线桥型结线有两种 内桥和外桥结线 14 图3 5桥结线示意图 15 内桥和外桥的区别特点检修操作适用范围电气化牵引变电所110kV侧有采用桥型结线的 4 简单分支结线 16 图3 6双 T 结线示意图 17 特点检修操作适用范围电气化牵引变电所110kV侧常用的结线形式就是双 T 结线 此外 还有一些结线形式 如单元结线 扩大单元结线等 多用于发电厂的主结线 本节完 18 19 第3节牵引变电所负荷侧电气结线特点 前面所提到的是一些常见的主结线 针对具体的工程 需要分析研究后确定采用何种主结线 对于牵引变电所 也要根据其特点来确定主结线 牵引变电所主结线由两部分组成 高压侧和低压侧 常见的牵引变电所高压侧主结线形式为双 T 也有采用桥结线的 牵引供电系统特点 1 接触网没有备用 2 影响牵引侧结线的因素多 20 3 牵引侧为单相母线 4 馈线断路器动作频繁 牵引侧多采用单母线分段的结线形式 馈出线与母线之间断路器采用100 或50 备用 21 图3 9断路器100 备用方式 22 图3 10断路器50 备用方式牵引变电所27 5KV侧的断路器多采用手车式 23 第4节交流牵引变电所和供电装置电气主结线 前面所说的交流牵引变电所110KV侧多采用双 T 结线或桥结线 而牵引侧则多采用单母线分段结线只是一个一般情况 对于不同的牵引变电所 实际上其主结线形式还是有一些差别 1 中心牵引变电所电气主结线特点 除了给牵引负荷供电之外 还要向邻近牵引变电所和地区变电所供电 基于上述认识 中心牵引变电所电气主结线的与一般牵引变电所电气主结线的差别在高压侧而非牵引侧 24 一般来说 中心牵引变电所110kV侧主结线多采用单母线分段或单母线分段带旁路母线的结线形式 2 中间及终端式牵引变电所主结线与中心牵引变电所差别在于不存在向邻近牵引变电所和附近地区变电所供电的情况 我们常提到的牵引变电所就是这一类的变电所 3 AT 自耦变压器 供电系统牵引变电所主结线AT牵引供电系统采用的是2 25kV电压供电 一般采用三相 二相变压器 即平衡变压器 这种供电方式的每个供电臂的供电距离可以达到约50kM 由正馈线 负馈线 回流 和钢轨形成电能的通路 通常每 25 隔10kM设置一座AT站 AT牵引供电系统的牵引变压器多采用如SCOTT 十字交叉 当量平衡的结线的变压器 这种牵引变电所总的来说 在主结线上没有特殊的地方 4 开闭所 分区所主结线及其功用4 1开闭所主结线开闭所的作用在于把供电系统划分为若干个区域 以便在检修或电路出现故障时把停电限制在一个较小的范围内 所以实际上是一个与配电所类似的东西 主要类型有以下两种 26 1 在电气化枢纽地区 设置开闭所 用于把从牵引变电所引来的馈线再作为开闭所的电源进线 这种开闭所通常采用单母线或单母线分段结线形式 2 在AT供电系统中 设置开闭所 用于把供电区域划分为若干个小的区域 4 2分区所主结线分区所常见于复线牵引供电系统中 其功能有二 1 对接触网末端在必要时进行并联 以提高接触网末端电压水平 2 实施必要时的越区供电 27 分区所的主结线形式主要有两断路器 三断路器和四断路器结线几种 图3 11三断路器分区所结线示意 28 第5节直流牵引变电所主结线构成 特点及其运行 略 29 第6节确定主结线方案的技术经济分析与比较 主结线方案的确定主要地受到技术方面的因素和经济方面的因素的影响 在工程设计中 一般要根据设计任务提出若干个方案 对每个方案分别分析其技术特点和经济指标 最后进行比较分析 从中确定较优的方案 1 主变压器类型 容量和台数选择及其备用方式问题主变压器是一座牵引变电所的核心 影响到整个工程的技术经济指标 30 主变压器的容量确定在供电系统课程中介绍 牵引供电系统的供电方式一般来说也是在方案论证阶段就已经确定的 需要根据现行运能的需求 对运能需求的预测 对电源的调查以及整个工程的地理环境等方面的分析后确定 主变压器接线形式主变压器容量 台数和备用方式主变压器容量 台数和备用方式是互相关联的 固定备用 移动备用 2 有关主结线方案的若干技术原则与要求技术原则 31 1 牵引变电所必须有两回电源供电 这两回电源线可以从不同发电厂或变电站获得 也可以从同一发电厂或变电站中的不同母线获得 2 采用从较高电压等级的变电站母线获得电源 一般来说 110kV或220kV电压等级 3 如果存在地区负荷 则必须考虑地区负荷对牵引负荷的影响 对电能质量的技术要求有些电能质量指标 不是我们能考虑的 如工频偏移 年平均停电时间等 因此对于电能质量的技术要求 从以下三个方面考虑 电压损失 电能损失和三相电压不平衡度 可以通过潮流计算确定 32 是否满足要求 其中的电压损失对电力机车的正常运行有很大的影响 要根据运行机车型号确定接触网最低电压 电压不平衡度 校验是否超过国家允许标准 如果超过允许值 则要采取相应的技术措施 3 经济比较在进行完技术分析比较后 还要计算考虑方案在经济上的合理性 每一个方案的经济性都包含两个方面 一次投资设备投资 安装费用 含配电装置 占地和土石方工程费用等 综合造价 33 年运行费用变压器电能损耗费 变压器和配电装置的折旧费 设备的管理和维修费 对于双绕组变压器 kW h上式中的前面部分对应的是变压器空载损耗 K是无功当量系数 n是相同的变压器台数 T是变压器挂网运行时间 8760小时 是变压器对应负荷使用时间 34 对于变压器使用时间 一种方法是根据负荷曲线进行积分计算 上式可以是某一时间段的计算公式 另一种方法是根据负荷的最大年利用小时数折算出 对于三绕组变压器 注意 三绕组变压器的三个绕组容量不一定相等 检修维护费 一般取综合造价的6 10 折旧费 可取综合造价的1 5 2 5 因此 方案的综合造价为 35 I为主体设备投资 变压器 开关设备 母线 配电装置及明显的增修桥梁 公路和拆迁等费用 A为附加费用比例系数 如基础 电缆沟等 年运行费为 为电能损失折算系数 后两项分别为检修维护费和折旧费 方案比较 偿还年限 36 如果偿还年限小于5 8年 采用造价高的第2方案 反之采用第1方案 37 第7节主结线与一次供电系统可靠性分析 略 38 第8节配电装置类型及对其基本要求 配电装置 就是对按照主结线要求 把各种功能的设备连接组成电能分配功能电路的称呼 1 配电装置类型配电装置的类型有 屋内配电装置和屋外配电装置两种 两者之间重要的差别有 对带电部分的绝缘距离有很大的差别 一般来说 电压等级高的配电装置多采用屋外型 而电压等级低的配电装置多采用屋内型 这与电压等级高的设备要求的绝缘距离大有关 39 屋内配电装置与屋外配电装置相比 建筑的投资要大些 但屋内配电装置的运行条件要好些 两相比较 各有利弊 要根据工程的具体情况决定采用何种配电装置形式 一般来说 10kV及以下配电装置采用屋内形式 高于10kV电压等级则考虑采用屋外形式 但具体到有些工程 如果环境条件不佳 污染 场地 则在110kV乃至220kV配电装置 也有采用屋内配电装置形式的 牵引变电所中 110kV配电装置多采用屋外的 沙漠地区采用屋内 牵引侧配电装置采用屋内形式 40 2 配电装置应满足的基本要求对于配电装置 其基本要求可以从以下几个方面考虑 符合国家基本建设的有关政策法规 安全性 便于维护 节省投资 有扩充的余地 在进行配电装置设计时 需要重点考虑的一点就是带电设备的最小安全距离 配电装置从断面上看 有低型 高型和半高型三种 考虑的基点是占地面积的问题 41 第9节屋内配电装置 图3 12 42 图3 13 43 第10节屋外配电装置 图3 14 44 本章完 45 。