高低壓配電系統(tǒng)講解

1、v 本章重點高壓配電方式高壓配電系統(tǒng)組成通信系統(tǒng)低壓交流供電原則常見的低壓電器功率因素概念以及電容補償方法本章內(nèi)容本章內(nèi)容v 高壓供電系統(tǒng)簡介高壓供電系統(tǒng)簡介v 高壓配電方式高壓配電方式v 高壓配電系統(tǒng)組成高壓配電系統(tǒng)組成v 市電分類以及通信系統(tǒng)低壓交流供電原則市電分類以及通信系統(tǒng)低壓交流供電原則v 常見低壓配電設(shè)備常見低壓配電設(shè)備v 常見的低壓電器常見的低壓電器v 功率因素概念以及電容補償方法功率因素概念以及電容補償方法本章重點、難點本章重點、難點v本章重點本章重點高壓配電方式高壓配電方式高壓配電系統(tǒng)組成高壓配電系統(tǒng)組成通信系統(tǒng)低壓交流供電原則通信系統(tǒng)低壓交流供電原則常見的低壓電器常見的低壓

2、電器功率因素概念以及電容補償方法功率因素概念以及電容補償方法v本章難點本章難點常見低壓配電設(shè)備常見低壓配電設(shè)備電容補償方法電容補償方法學(xué)習(xí)本章目的和要求學(xué)習(xí)本章目的和要求v 了解高壓輸配電過程，掌握三種高壓配電方式及其優(yōu)缺點了解高壓輸配電過程，掌握三種高壓配電方式及其優(yōu)缺點v 熟悉市電分類情況，掌握通信系統(tǒng)低壓交流供電原則熟悉市電分類情況，掌握通信系統(tǒng)低壓交流供電原則v 熟悉常見低壓配電設(shè)備和常見的低壓電器，理解它們的工熟悉常見低壓配電設(shè)備和常見的低壓電器，理解它們的工作原理。作原理。v 掌握功率因素概念，理解功率因素低下的危害和提高功率掌握功率因素概念，理解功率因素低下的危害和提高功率因素的

3、方法，掌握電容補償?shù)姆椒昂唵斡嬎阋蛩氐姆椒?，掌握電容補償?shù)姆椒昂唵斡嬎愀叩蛪号潆娤到y(tǒng)高低壓配電系統(tǒng)1低壓配電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)2 討論題討論題3高低壓配電的內(nèi)容提要高低壓配電的內(nèi)容提要1.1高壓配電系統(tǒng)高壓配電系統(tǒng)1.1.1 高壓輸配電系統(tǒng)概述高壓輸配電系統(tǒng)概述v 電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、電力線路、變電站、電力用戶組成的供電系統(tǒng)。通信局（站）屬于電力系統(tǒng)中的電力用戶。市電從生產(chǎn)到引入通信局（站），通常要經(jīng)歷生產(chǎn)、輸送、變換和分配等四個環(huán)節(jié)。v 在電力系統(tǒng)中，各級電壓的電力線路以及相聯(lián)系的變電站稱為電力網(wǎng)，簡稱電網(wǎng)。通常用電壓等級及供電范圍大小來劃分電網(wǎng)種類，一般電壓在10KV以上到幾百KV且供電

4、范圍大的稱為區(qū)域電網(wǎng)，如果把幾個城市或地區(qū)的電網(wǎng)組成一個大電網(wǎng)，則稱國家級電網(wǎng)。電壓在35KV以下且供電范圍較小，單獨由一個城市或地區(qū)建立的發(fā)電廠對附近的用戶供電，而不與國家電網(wǎng)聯(lián)系的稱為地方電網(wǎng)。而包含配電線路和配電變電站，電壓在10KV以下的電力系統(tǒng)稱為配電網(wǎng)。1.1.1 高壓輸配電系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)的輸配電方式示意圖 1.1.1 高壓輸配電系統(tǒng)概述v 我國發(fā)電廠的發(fā)電機組輸出額定電壓為3.1520KV。隨著大型發(fā)電廠的建成投產(chǎn)及輸電距離的增加，為了減少線路能耗、壓降，以及節(jié)約有色金屬和降低線路工程造價，必須經(jīng)發(fā)電廠中的升壓變電所升壓至35500KV，再由高壓輸電線傳送到受電區(qū)域變電所，降壓

5、至610KV，經(jīng)高壓配電線送到用戶配電變電所降壓至380V低壓，供用電設(shè)備使用。v 對于電信局（站）中的配電變壓器，其一次線圈額定電壓即為高壓配電網(wǎng)電壓，即6KV或10KV。二次線圈額定電壓因其供電線路距離較短，則變壓器二次側(cè)線圈的額定電壓只需高于線路額定電壓（380/220V）5，僅考慮補償變壓器內(nèi)部電壓降，一般選400/230V，而用電設(shè)備受電端電壓為380/220V。1.1.2 高壓配電方式高壓配電方式高壓配電方式，是指從區(qū)域變電所，將35KV以上的高壓降到610KV高壓送至企業(yè)變電所及高壓用電設(shè)備的接線方式，稱為高壓配電。配電網(wǎng)的基本接線方式有三種：放射式、樹干式及環(huán)狀式。1.1.2

6、高壓配電方式高壓配電方式1.放射式配電方式放射式配電方式所謂放射式，就是從區(qū)域變電所的610KV母線上引出一路專線，直接接電信局站的配電變電所配電，沿線不接其它負(fù)荷，各配電變電所無聯(lián)系 。放射式配電方式的優(yōu)點是：線路敷設(shè)簡單，維護方便，供電可靠，不受其它用戶干擾，適用于一級負(fù)荷。1.1.2 高壓配電方式高壓配電方式2.樹干式配電方式樹干式配電方式所謂樹干式配電方式，是指由總降壓變電所引出的各路高壓干線沿市區(qū)街道敷設(shè)，各中小企業(yè)變電所都從干線上直接引入分支線供電。 這種高壓配電方式的優(yōu)點是：降壓變電所610KV的高壓配電裝置數(shù)量減少，投資相應(yīng)可以減少。缺點是：供電可靠性差，只要線路上任一段發(fā)生故

7、障，線路上變電所都將斷電。1.1.2 高壓配電方式高壓配電方式3.環(huán)狀式配電方式環(huán)狀式配電方式環(huán)狀式系統(tǒng)的優(yōu)點是運行靈活，供電可靠性較高，當(dāng)線路的任何地方出現(xiàn)故障時，只要將故障鄰近的兩側(cè)隔離開關(guān)斷開，切斷故障點，便可恢復(fù)供電。為了避免環(huán)狀線路上發(fā)生故障時影響整個電網(wǎng)，通常將環(huán)狀線路中某個隔離開關(guān)斷開，使環(huán)狀線路呈“開環(huán)”狀態(tài)。1.1.3 高壓配電系統(tǒng)組成高壓配電系統(tǒng)組成v 常用的高壓電器有：高壓熔斷器、高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、避雷器等。局站變電所從電力系統(tǒng)受電經(jīng)變壓器降壓后饋送至低壓配電房。要求變電所盡量靠近負(fù)荷中心，從而縮短配電距離，使之減少電能損失。并且主接線應(yīng)簡單而運行可

8、靠，同時要便于監(jiān)控和維護。1.1.3 高壓配電系統(tǒng)組成高壓配電系統(tǒng)組成v 市電的引入一般均從附近現(xiàn)有公用電網(wǎng)上引入饋電線，采用專用電力電纜。應(yīng)根據(jù)附近電網(wǎng)中變電所的位置，電壓等級，供電質(zhì)量，局站重要性等情況選取合適可靠的市電。v 通信局站變電所可分為露天變電所和室內(nèi)變電所兩種，露天變電所又有桿架式（180KVA以下變壓器）和落地式。室內(nèi)變電所又有小型獨立變電站和帶有高壓開關(guān)柜的變電所。一般有兩路市電引入的變電所均采用帶有高壓開關(guān)柜的變電所。1.1.3 高壓配電系統(tǒng)組成高壓配電系統(tǒng)組成v 電力變壓器有油浸式和干式兩種類型，在室內(nèi)安裝變壓器時，應(yīng)考慮變壓器室的布置，高低壓進(jìn)出線位置以及操作機構(gòu)的安

9、全等問題。目前大容量變壓器廣泛采用了干式變壓器。v 所謂一次線路，表示的是變電所電能輸送和分配的電路，通常也稱主電路。根據(jù)通信局站市電引入的情況和局站對電源可靠性要求的不同，可以有不同的一次線路方案。1.1.3 高壓配電系統(tǒng)組成高壓配電系統(tǒng)組成典型一次進(jìn)線方案典型一次進(jìn)線方案 1.1.3 高壓配電系統(tǒng)組成高壓配電系統(tǒng)組成v 在上圖（b）中，局站變電所母線采用單母線制，采用兩路或以上進(jìn)線時，用高壓隔離開關(guān)分?jǐn)鄦文妇€。當(dāng)任一路進(jìn)線或變壓器發(fā)生故障時，另一路進(jìn)線或變壓器給全部負(fù)荷繼續(xù)供電，操作靈活性較好，供電可靠性較高。1.2低壓配電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)1.2.1低壓配電系統(tǒng)的概述低壓配電系統(tǒng)的概述1.

10、市電分類市電分類依據(jù)XT00595通信局（站）電源系統(tǒng)總技術(shù)要求，市電根據(jù)通信局（站）所在地區(qū)的供電條件，線路引入方式及運行狀態(tài)，將市電供電分為三類：（1）一類市電供電（市電供應(yīng)充分可靠）一類市電供電是從兩個穩(wěn)定可靠的獨立電網(wǎng)引入兩路供電線路，質(zhì)量較好的一路作主要電源，另一路作備用，并采用自動倒換裝置。兩路供電線路不會因檢修而同時停電，事故停電次數(shù)極少，停電時間極短，供電十分可靠。長途通信樞紐、大城市中心樞紐、程控交換容量萬門以上的交換局、大型無線收發(fā)信站等規(guī)定采用一類市電。1.2.1低壓配電系統(tǒng)的概述（2）二類市電供電（市電供應(yīng)比較可靠）二類市電供電是從兩個電網(wǎng)構(gòu)成的環(huán)狀網(wǎng)中引入一路供電線路

11、，也可以從一個供電十分可靠的電網(wǎng)上引入一路供電線。允許有計劃的檢修停電，事故停電不多，停電時間不長，供電比較可靠。長途通信地區(qū)局或縣局、程控交換容量在萬門以上的交換局，以及中型無線收發(fā)信站，可采用二類市電。（3）三類市電供電（市電供應(yīng)不完全可靠）三類市電供電是從一個電網(wǎng)引入一路供電線路，供電可靠性差，位于偏僻山區(qū)或地理環(huán)境惡劣的干線增音站、微波站可采用三類市電。1.2.1低壓配電系統(tǒng)的概述2.通信系統(tǒng)低壓交流供電原則通信系統(tǒng)低壓交流供電原則根據(jù)各地市電供應(yīng)條件的不同，各通信企業(yè)容量大小不同，地位的差異等因素，可采用各種不同的交流供電方案，但都必須遵循一些基本原則：（1）市電是通信用電源的主要能

12、源，是保證通信安全、不間斷的重要條件，必要時可申請備用市電電源；（2）市電引入，原則上應(yīng)采用610KV高壓引入，自備專用變壓器，避免受其他電能用戶的干擾。（3）市電和自備發(fā)電機組成的交流供電系統(tǒng)宜采用集中供電方式供電，系統(tǒng)接線應(yīng)力求簡單、靈活，操作安全，維護方便。（4）局站變壓器容量在630kVA及以上的應(yīng)設(shè)高壓配電裝置。有兩路高壓市電引入的供電系統(tǒng)，若采用自動投切的，變壓器容量在630kVA及以上則投切裝置應(yīng)設(shè)在高壓側(cè)。（5）在交流供電系統(tǒng)中應(yīng)裝設(shè)功率因數(shù)補償裝置，功率因數(shù)應(yīng)補償?shù)?.9以上。對容量較大的自備發(fā)電機電源也應(yīng)補償?shù)?.8以上。（6）低壓交流供電系統(tǒng)采用三相五線制或單相三線制供電

13、。1.2.2 常見低壓配電設(shè)備常見低壓配電設(shè)備較大容量的局站設(shè)置低壓配電房用來接受與分配低壓市電與備用油機發(fā)電機電源。低壓配電房中安裝的電氣設(shè)備包括低壓配電屏、油機發(fā)電機組控制屏、市電油機電轉(zhuǎn)換屏等設(shè)備。1.低壓配電屏低壓配電屏通信局（站）中低壓配電屏大多采用原電力工業(yè)部和機械工業(yè)部所屬企業(yè)的系列產(chǎn)品，低壓配電屏主要用來進(jìn)行受電、計量、控制、功率因數(shù)補償、動力饋電和照明饋電等功能，主要產(chǎn)品有：PGL1、PGL2、GCS、GCK、GCL及GGD等系列開關(guān)柜，以及國外引進(jìn)產(chǎn)品和合資企業(yè)生產(chǎn)的低壓開關(guān)柜。1.2.2 常見低壓配電設(shè)備常見低壓配電設(shè)備2.油機發(fā)電機組控制屏及油機發(fā)電機組控制屏及ATS發(fā)

14、電機組控制屏目前往往隨油機發(fā)電機組的購入由油機發(fā)電機組廠商配套提供。而ATS（即雙電源自動切換裝置，通常與低壓開關(guān)柜安裝在一起）則有不同的情況，如ABB新會低壓開關(guān)有限公司生產(chǎn)的DPT/SE系列自動轉(zhuǎn)換開關(guān)設(shè)備（ATS），采用PLC控制，可實現(xiàn)2路市電或1路市電與發(fā)電機電源的自動切換，且切換延時可調(diào)，同時有四種工作模式可供選擇（自動模式、正常供電模式、應(yīng)急供電模式、關(guān)斷模式），切換電流最大可達(dá)6300A。1.2.3 常見的低壓電器常見的低壓電器在低壓配電設(shè)備中常用的低壓電器有：1.低壓斷路器低壓斷路器也稱為低壓自動開關(guān)，主要作為不頻繁地接通或分?jǐn)嚯娐分谩６业蛪簲嗦菲鬟€具有過載，短路和失壓保

15、護裝置，在電路發(fā)生過載、短路、電壓降低或消失時，斷路器可自動切斷電路，從而保護電力線路及電源設(shè)備。1.2.3 常見的低壓電器常見的低壓電器v 低壓斷路器按滅弧介質(zhì)可分為空氣斷路器和真空斷路器兩種，按用途分可分為配電用斷路器、電動機保護用斷路器、照明用斷路器和漏電保護用斷路器等。配電用斷路器又可分為非選擇型和選擇型兩種。非選擇型斷路器因為是瞬時動作，所以常用作短路保護和過載保護；選擇型斷路器又可用作兩段保護、三段保護和智能化保護。兩段保護為瞬時與短延時或長延時兩段。三段保護為瞬時、短延時和長延時三段。其中的瞬時、短延時特性適用于短路保護，長延時特性適用于過載保護。1.2.3 常見的低壓電器常見的

16、低壓電器v 智能化保護是近些年研制成功的高科技保護手段，是用微機來控制各脫扣器進(jìn)行監(jiān)視和控制，保護功能多，選擇性能好。所以這種斷路器叫做智能型斷路器。另外，作為配電用斷路器，按其結(jié)構(gòu)形式又可分為塑料外殼式斷路器和萬能式斷路器兩大類，這兩類低壓斷路器目前使用較為普遍。1.2.3 常見的低壓電器常見的低壓電器典型產(chǎn)品有塑料外殼式（DZ10型）和框架式（DW10型）兩類。均由觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、傳動機構(gòu)、自由脫扣機構(gòu)及各種脫扣器等部分組成。目前塑料外殼式的改進(jìn)產(chǎn)品有AM1型及H型等，框架式改進(jìn)產(chǎn)品有DW15、DWX15、DW40、3WE及ME、AH等 。1.2.3 常見的低壓電器常見的低壓電器2.低

17、壓刀開關(guān)低壓刀開關(guān)刀開關(guān)是低壓電器中結(jié)構(gòu)最簡單的一種，廣泛應(yīng)用于各種配電設(shè)備和供電線路中，用來接通和分?jǐn)嗳萘坎惶蟮牡蛪汗╇娋€路以及作為低壓電源隔離開關(guān)使用。低壓刀開關(guān)根據(jù)其工作原理、使用條件和結(jié)構(gòu)形式的不同可分為：開啟式負(fù)荷開關(guān)（HK1、HK2、TSW系列等）、封閉式負(fù)荷開關(guān)（HH3、HH4系列等）、隔離刀開關(guān)（HS13、HD11系列等）、熔斷器式刀開關(guān)（HR3系列等）和組合開關(guān)（HZ10系列等）。1.2.3 常見的低壓電器常見的低壓電器3.熔斷器熔斷器熔斷器是一種最簡單的保護電器，在低壓配電電路中，主要用于短路保護。它串聯(lián)在電路中，當(dāng)通過的電流大于規(guī)定值時，以它本身產(chǎn)生的熱量，使熔體熔化而

18、自動分?jǐn)嚯娐?。熔斷器與其它電器配合，可以在一定的短路電流范圍內(nèi)進(jìn)行有選擇的保護。1.2.3 常見的低壓電器常見的低壓電器v 低壓熔斷器種類很多，根據(jù)其構(gòu)造和用途可分為開啟式、半封閉式和封閉式，封閉式熔斷器又可分為有填料和無填料熔斷器，有填料熔斷器中有螺旋式和管式，無填料熔斷器中有插入式和管式。目前的典型產(chǎn)品有RT0/RT10RT11系列有填料封閉管式熔斷器，RM10系列封閉管式熔斷器，RL1/RL2系列螺旋式熔斷器，PZ1100、QSA、NT系列熔斷器以及引進(jìn)的aM、gM系列熔斷器。1.2.3 常見的低壓電器常見的低壓電器（1）熔斷器的結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)）熔斷器的結(jié)構(gòu)和主要參數(shù)熔斷器主要由熔體和安

19、裝熔體的熔管或熔座兩部分構(gòu)成。熔體是熔斷器的主要部分，常做成絲狀或片狀。熔體的材料有兩種：一種是低熔點材料，如鉛、鋅、錫以及錫鉛合金等；另一種是高熔點材料，如銀和銅。熔管是熔體的保護外殼，在熔體熔斷時兼有滅弧的作用。1.2.3 常見的低壓電器常見的低壓電器v 每一種熔體都有兩個參數(shù)，即額定電流與熔斷電流。額定電流是指長時期通過熔斷器而不熔斷的電流值。熔斷電流通常是額定電流的兩倍。一般規(guī)定通過熔體的電流為額定電流的1.3倍時，應(yīng)在1小時以上熔斷；通過額定電流的1.6倍時，應(yīng)在1小時內(nèi)熔斷；達(dá)到熔斷電流時，在3040秒后熔斷；當(dāng)達(dá)到910倍額定電流時，熔體應(yīng)瞬間熔斷，熔斷器具有反時限的保護特性。

20、1.2.3 常見的低壓電器常見的低壓電器v 熔管有三個參數(shù)：額定工作電壓、額定電流和斷流能力。額定工作電壓是從滅弧角度提出的，當(dāng)熔管的工作電壓在于額定電壓時，在熔體熔斷時，可能出現(xiàn)電弧不能熄滅的危險。熔管的額定電流是由熔管長期工作所允許溫升決定的電流值，所以熔管中可裝入不同等級額電流的熔體，但所裝入熔體的額定電流不能大于熔管的額定電流值。斷流能力是表示熔管在額定電壓下斷開電路故障時所能切斷的最大電流值。1.2.3 常見的低壓電器常見的低壓電器（2）熔斷器的選用原則）熔斷器的選用原則選用熔斷器，一般應(yīng)符合下列原則：根據(jù)用電網(wǎng)絡(luò)電壓選用相應(yīng)電壓等級的熔斷器；根據(jù)配電系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最大故障電流、選用

21、具有相應(yīng)分?jǐn)嗄芰Φ娜蹟嗥鳎辉陔妱訖C回路中用作短路保護時，為避免熔體在電動機起動過程中熔斷，對于單臺電動機，熔體額定電流（1.52.5）電機額定電流；對于多臺電動機，總?cè)垠w額定電流（1.52.5）容量最大一臺電動機的額定電流其余電動機的計算負(fù)荷電流；1.2.3 常見的低壓電器常見的低壓電器對電爐及照明等負(fù)載的短路保護，熔體的額定電流等于或稍大于負(fù)載的額定電流；采用熔斷器保護線路時，熔斷器應(yīng)裝在各相線上。在二相三線或三相四線回路的中性線上嚴(yán)禁裝熔斷器，這是因為中性線斷開會引起電壓不平衡，可能造成設(shè)備燒毀事故。在公共電網(wǎng)供電的單相線路的中性線上應(yīng)裝熔斷器，電業(yè)的總?cè)蹟嗥鞒?。各級熔體應(yīng)相互配合、下一

22、級應(yīng)比上一級小。4.接觸器接觸器接觸器適用于遠(yuǎn)距離頻繁接通和分?jǐn)嘟?、直流主電路及大容量控制電路。可分為交流接觸器和直流接觸器兩種。接觸器主要由主觸頭、滅弧系統(tǒng)、電磁系統(tǒng)、輔助觸頭和支架等組成。交流接觸器主要有CJ0、CJ10、CJ12、CJ12B系列以及眾多的合資品牌。直流接觸器主要有CZ0系列。1.2.4 電容補償電容補償v 在三相交流電所接負(fù)載中，除白熾燈，電阻電熱器等少數(shù)設(shè)備的負(fù)荷功率因數(shù)接近于1外，絕大多數(shù)的三相負(fù)載如異步電動機、變壓器、整流器、空調(diào)等的功率因數(shù)均小于1，特別是在輕載情況下，功率因數(shù)更為降低。1.2.4 電容補償電容補償用電設(shè)備功率因數(shù)降低之后，帶來的影響有：（1）使供

23、電系統(tǒng)內(nèi)的電源設(shè)備容量不能充分利用；（2）增加了電力網(wǎng)中輸電線路上的有功功率的損耗；（3）功率因數(shù)過低，還將使線路壓降增大，造成負(fù)荷端 電壓下降 。1.2.4 電容補償電容補償在線性電路中，電壓與電流均為正弦波，只存在電壓與電流的相位差，所以功率因數(shù)是電流與電壓相角差的余弦，稱為相移功率因數(shù)： PF COS在非線性電路中（如開關(guān)型整流器），交流電壓為正弦波形，電流波形卻為畸變的非正弦波形，同時與正弦波的電壓存在相位差。此時全功率因數(shù)： PF COSSPUIUICOSSPRLLIUCOSIU1RICOSI1.2.4 電容補償電容補償其中P是有功功率；S是視在功率； 是電網(wǎng)電壓； 是基波電流有效值；COS 是位移因素； 是電網(wǎng)電流有效值； 稱為失真功率因數(shù)，也稱電流畸變因子，它是電流基波有效值與總有效電流值之比，所以我們可以看出，電路的全功率因數(shù)為相移功率因數(shù)cos與失真功率因數(shù)兩項的乘積。LU1IRI1