第二章-工廠變配電所及其一次系統(tǒng)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第二章 工廠變配電所及其一次系統(tǒng)第一節(jié) 工廠變配電所的任務(wù)和類型二、變配電所的類型 1、車間附設(shè)變電所變電所變壓器室的一面墻或幾面墻與車間建筑的墻共用，變壓器室的大門朝車間外開。如果按變壓器室位于車間的墻內(nèi)還是墻外，還可進一步分為內(nèi)附式（圖2-1中的1、2）和外附式（圖2-1中的3、4）。2、車間內(nèi)變電所（圖2-1的5）,處于負荷中心，損耗小。 3、露天（或半露天）變電所 變壓器安裝在車間外面抬高的地面上（圖2-1中的6）。 4、獨立變電所 5、桿上變電臺 變壓器安裝在室外的電桿上，常用于居民區(qū)以及用電負荷較小的單位，如油田井場，亦稱桿上變電所（圖2-1中的8）。 6

2、、地下變電所 整個變電所設(shè)置在地下（圖2-1中的9）。 7、樓上變電所 整個變電所設(shè)置在樓上（圖2-1中的10）。 8、成套變電所 9、移動式變電所 三、電氣接線圖 一、電力變壓器及其分類 二、電力變壓器的結(jié)構(gòu)、型號和聯(lián)結(jié)組別 （一）電力變壓器的結(jié)構(gòu)和型號 圖2-2是普通三相油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)圖。 （二）電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別 1.常用配電變壓器的聯(lián)結(jié)組別 變壓器Yyn0聯(lián)結(jié)組的接線和示意圖如圖2-4所示。 2.防雷變壓器的聯(lián)結(jié)組別 防雷變壓器通常采用Yzn11聯(lián)結(jié)組，如圖2-6a所示，其正常時的電壓相量圖如圖2-6b所示。 三、變電所變壓器的選擇（二）變壓器臺數(shù)及容量的選擇六、電流互感器和

3、電壓互感器 （一）互感器及其主要功能 電流互感器，又稱儀用變流器。電壓互感器，又稱儀用變壓器。二者合稱儀用互感器，簡稱互感器。從基本結(jié)構(gòu)和工作原理來說，互感器是一種特殊變壓器。 主要功能：（1）用來使儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路絕緣。既可避免主電路高電壓直接引入儀表、繼電器等二次設(shè)備，又可防止二次設(shè)備的的故障影響主電路。提高一二次電路的安全性、可靠性，并有利于人身安全。（2）擴大儀表、繼電器等二次設(shè)備的應(yīng)用范圍。（二）電流互感器 1.電流互感器的基本結(jié)構(gòu)原理和接線方案 電流互感器的基本結(jié)構(gòu)原理如圖2-7所示。 2.電流互感器的類型和型號圖2-11是戶內(nèi)高壓LQJ-10型電流互感器的外形圖。

4、圖2-12是戶內(nèi)低壓LMZJ1-0.5型（500800/5A）電流互感器的外形圖。 3.電流互感器的使用注意事項 （1）電流互感器在工作時其二次側(cè)不得開路。 （2）電流互感器的二次側(cè)有一端必須接地。 （3）電流互感器在連接時，要注意其端子的極性。 所謂“減極性”標號法，就是互感器或變壓器按圖2-13接線時，一次繞組接上電壓U1，二次繞組感應(yīng)出電壓U2。 （三）電壓互感器 1.電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)原理和接線方案 電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)原理圖如圖2-14所示。 2.電壓互感器的類型和型號圖2-16是應(yīng)用廣泛的JDZJ-10型單相三繞組、環(huán)氧樹脂澆注絕緣的戶內(nèi)電壓互感器外形圖。 第三節(jié) 高低壓一次設(shè)備

5、一、一次設(shè)備的分類及設(shè)備運行中的電弧問題與滅弧方法 （一）一次設(shè)備的分類（1）變換設(shè)備（2）控制設(shè)備（3）保護設(shè)備（4）補償設(shè)備（5）成套設(shè)備（二）電氣設(shè)備運行中的電弧問題與滅弧方法 1. 電弧的產(chǎn)生 根本原因在于觸頭本身及其周圍介質(zhì)中含有大量可被游離的電子。當(dāng)分斷觸頭之間存在足夠大的外施電壓的條件下，就有可能產(chǎn)生強烈的電游離而產(chǎn)生電弧。第三節(jié) 高低壓一次設(shè)備2. 電弧的熄滅 要使電弧熄滅，必須使觸頭中的去游離率大于游離率，即電弧中離子消失的速率大于離子產(chǎn)生的速率。 “復(fù)合”“擴散”3.開關(guān)電器中常用的滅弧方法 （1）速拉滅弧法。 （2）冷卻滅弧法。 （3）吹弧滅弧法。按吹弧的方向分，有橫吹和

6、縱吹兩種，如圖2-17所示。 （4）長弧切短滅弧法。圖2-21所示為鋼滅弧柵（又稱去離子?xùn)牛?（5）粗弧分細滅弧法。 （6）狹溝滅弧法。圖2-22為用耐弧的陶瓷材料制成的絕緣滅弧柵。 （7）真空滅弧法。 （8）六氟化硫（SF6）滅弧法。 二、高壓一次設(shè)備 （一）高壓熔斷器 1.RN1和RN2型戶內(nèi)高壓管式熔斷器 RN1型和RN2型的結(jié)構(gòu)基本相同，都是瓷質(zhì)熔管內(nèi)充石英砂填料的密封管式熔斷器，其外形結(jié)構(gòu)如圖2-23所示。 2.RW4和RW10（F）型戶外高壓跌開式熔斷器圖2-25是RW4-10（G）型跌開式熔斷器的基本結(jié)構(gòu)。 RW10-10（F）型跌開式熔斷器是在一般跌開式熔斷器的上靜觸頭上面加

7、裝一個簡單的滅弧室，如圖2-26所示。 （二）高壓隔離開關(guān) 高壓隔離開關(guān)(high-voltage disconnector，文字符號為QS)的功能，主要是隔離高壓電源，以保證其他設(shè)備和線路的安全檢修。因此其結(jié)構(gòu)特點是斷開后有明顯可見的斷開間隙，而且斷開間隙的絕緣及相間絕緣都是足夠可靠的，能充分保障人身和設(shè)備的安全。但是隔離開關(guān)沒有專門的滅弧裝置，因此它不允許帶負荷操作。然而可用來通斷一定的小電流，如勵磁電流(空載電流)不超過2A的空載變壓器，電容電流不超過5A的空載線路以及電壓互感器和避雷器電路等。 高壓隔離開關(guān)按安裝地點，分戶內(nèi)式和戶外式兩大類。圖2-27是GN8-10型戶內(nèi)高壓隔離開關(guān)的

8、外形結(jié)構(gòu)圖。圖2-28是GW2-35型戶外高壓隔離開關(guān)的外形結(jié)構(gòu)圖。 （三）高壓負荷開關(guān) 高壓負荷開關(guān)（high-voltage load switch，文字符號為QL），具有簡單的滅弧裝置，因而能通斷一定的負荷電流和過負荷電流。但是它不能斷開短路電流，所以它一般與高壓熔斷器串聯(lián)使用，借助熔斷器來進行短路保護。負荷開關(guān)斷開后，與隔離開關(guān)一樣，也具有明顯可見的斷開間隙，因此它也具有隔離高壓電源、保證安全檢修的功能。 圖2-30是FN3-10RT型戶內(nèi)壓氣式負荷開關(guān)的外形結(jié)構(gòu)圖。 由圖2-30可以看出，上半部為負荷開關(guān)本身，外形與高壓隔離開關(guān)類似。（四）高壓斷路器 高壓斷路器(high-volta

9、ge circuit-breaker)，文字符號為QF，是一種專用于斷開或接通電路的開關(guān)設(shè)備，它有完善的滅弧裝置，因此，不僅能通斷正常負荷電流，而且能接通和承受一定時間的短路電流，并能在保護裝置作用下自動跳閘，切除短路故障部分。 高壓斷路器按其采用的滅弧介質(zhì)分為：油(oil)斷路器、六氟化硫(SF6)斷路器、真空(vacuum)斷路器以及壓縮空氣斷路器等。其中應(yīng)用最廣的是SF6斷路器和真空斷路器，壓縮空氣斷路器的性能較差，運行中故障較高，國內(nèi)已不再生產(chǎn)，油斷路器也正逐步被SF6斷路器和真空斷路器所取代。 油斷路器按其油量多少和油的功能，又分多油(high oil content)和少油(low

10、 oil content)兩大類。多油斷路器的油量多，其油一方面作為滅弧介質(zhì)，另一方面又作為相對地(外殼)甚至相與相之間的絕緣介質(zhì)。少油斷路器的油量很少(一般只幾千克)，其油只作為滅弧介質(zhì)，其外殼通常是帶電的。1.SN10-10型高壓少油斷路器 圖2-33是SN10-10型高壓少油斷路器的外形. 2.高壓真空斷路器 壓真空斷路器，是利用“真空”（氣壓為10-210-6Pa）滅弧的一種斷路器，其觸頭裝在真空滅弧室內(nèi)。 圖2-41是ZN12-12型戶內(nèi)式真空斷路器的外形結(jié)構(gòu)圖。 3.高壓六氟化硫斷路器圖2-43是LN2-10型戶內(nèi)式SF6斷路器的外形結(jié)構(gòu)圖。 （五）高壓開關(guān)柜 高壓開關(guān)柜是按一定的

11、線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝在一起的一種高壓成套配電裝置，在電力系統(tǒng)中作為控制盒保護高壓設(shè)備和線路之用，其中安裝有高壓開關(guān)設(shè)備、保護電器檢測儀表和母線、絕緣子等。 圖2-45是GG-1A（F）-07S型固定式高壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)圖，其中斷路器為SN10-10型。 手車式（又稱移開式）高壓開關(guān)柜的特點是，高壓斷路器等主要電氣設(shè)備是裝在可以拉出和推入開關(guān)柜的手車上的。圖2-46是GC-10（F）型手車式高壓開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)圖。 三、 低壓一次設(shè)備 （一）低壓熔斷器 低壓配電系統(tǒng)中應(yīng)用較多的是無填料密封管式（RM10）和有填料密封管式（RT0）兩種。1.RM10型低壓密封管式熔斷器 RM10型熔斷器由纖維

12、熔管、變截面鋅熔片和觸頭底座等部分組成。其熔管結(jié)構(gòu)如圖2-49a所示，其變截面鋅熔片如圖2-49b所示。 2.RT0型低壓有填料封閉管式熔斷器 RT0型熔斷器主要由瓷熔管、柵狀銅熔體和觸頭底座等部分組成，如圖2-50所示。 （二）低壓刀開關(guān)和負荷開關(guān) 1、低壓刀開關(guān)（文字符號為QK） 按操作方式分：單投和雙投 按極數(shù)分：單級、雙極和三級 按滅弧結(jié)構(gòu)分：不帶滅弧罩和帶滅弧罩 帶有滅弧罩的刀開關(guān)（如圖2-51所示），則能通斷一定的負荷電流。 2.低壓熔斷器式刀開關(guān)（QKF）最常見的HR3型刀熔開關(guān)，就是將HD型刀開關(guān)的閘刀換以RT0型熔斷器的具有刀形觸頭的熔管，如圖2-52所示。 3.低壓負荷開關(guān)

13、 低壓負荷開關(guān)（low-voltage load switch，QL）是由低壓負荷開關(guān)和熔斷器串聯(lián)組合而成，外裝封閉式鐵殼或開啟式膠蓋的開關(guān)電器。低壓負荷開關(guān)全型號的表示和含義如下：第三節(jié) 高低壓一次設(shè)備 （三）低壓斷路器 低壓斷路器（low-voltage circuit-breaker，文字符號為QF），既能帶負荷通斷電路，又能在短路、過負荷和低電壓下自動跳閘，其功能與高壓斷路器類似，其原理結(jié)構(gòu)和接線如圖2-53所示。 1.萬能式低壓斷路器 圖2-55是DW16型萬能式低壓斷路器的外形結(jié)構(gòu)圖。 2.塑料外殼式低壓斷路器及模數(shù)化小型斷路器 圖2-57是DZ-20型塑料外殼式低壓斷路器的剖面圖

14、。 3.低壓斷路器的操作機構(gòu) 低壓斷路器的操作機構(gòu)一般采用四連桿機構(gòu)，可自由脫扣，如圖2-60所示。 四、低壓配電屏和配電箱 （一）低壓配電屏 低壓配電屏（柜）是按一定的線路方案將有關(guān)一、二 次設(shè)備組裝而成的一種低壓成套配電裝置，在低壓配電系統(tǒng)中作動力和照明之用。 低壓配電屏的結(jié)構(gòu)型式，有固定式、抽屜式和組合式三大類型。不過抽屜式和組合式價昂，一般中小工廠多用固定式。我國廣泛應(yīng)用的固定式低壓配電屏主要有PGL、GGL、GGD等型。 圖2-61是PGL型低壓配電屏的外形圖。 （二）低壓配電箱低壓配電箱的類型很多。按其安裝方式分，有靠墻式、掛墻（明裝）式和嵌入式?，F(xiàn)在應(yīng)用的新型配電箱，一般都采用摸

15、數(shù)化小型斷路器等元件進行組合。例如DYX（R）型多用途配電箱具有XL-3、XL-10、XL-20等型動力配電箱和XM-4、XM-7等型照明配電箱的功能。它有、型。型為插座箱，裝有三相和單相的各種插座，其箱面布置如圖2-63a）所示。型為照明配電箱，箱內(nèi)裝有C45型等摸數(shù)化小型斷路器，其箱面布置如圖2-63b）所示。型為動力照明多用配電箱，箱內(nèi)安裝的電器元件更多，應(yīng)用范圍更廣，其箱面布置如圖2-63c）所示。 一、概述1、第五節(jié) 工廠變配電所的所址、布置及安裝圖 一、變配電所所址選擇的一般原則 二、變配電所的總體布置要求及方案示例 變配電所的總體布置應(yīng)滿足下列要求： （1）便于運行維護和檢修。

16、（2）保證運行安全。（3）便于進出線。（4）節(jié)約土地和建筑費用。 （5）適應(yīng)發(fā)展要求。 圖2-78是如圖2-64所示高壓配電所及其附設(shè)2號車間變電所的平面圖和剖面圖。 三、變配電所的結(jié)構(gòu) （一）變壓器室和室外變壓器臺的結(jié)構(gòu) 1.變壓器室的結(jié)構(gòu)為保證變壓器安全運行及防止變壓器失火時故障蔓延，GB50053-199410kV及以下變電所設(shè)計規(guī)范規(guī)定，可燃油油浸變壓器外廓與變壓器室墻壁和門的最小凈距應(yīng)符合表2-1的規(guī)定。 圖2-81是88D264圖集中一油浸式變壓器室的結(jié)構(gòu)布置圖，其高壓側(cè)裝有高壓負荷開關(guān)-熔斷器。本變壓器室為窄面推進式，室內(nèi)地坪不抬高，高壓電纜由左側(cè)下方進線，低壓母線由右側(cè)上方出線。 2.室外變壓器臺的結(jié)構(gòu)圖2-83是86D266圖集中一室外變壓器臺的結(jié)構(gòu)圖。 （二）配電室、電容器室和值班室的結(jié)構(gòu) 1.高低壓配電室的結(jié)構(gòu)高壓配電室內(nèi)各種通道的最小寬度，按GB50053-1994規(guī)定，如表2-2所示。表2-2 高壓配電室內(nèi)各種通道的最小寬度（據(jù)GB50053-1994） 圖2-84是88D263變配電所常用設(shè)備構(gòu)件安裝標準圖集中關(guān)于裝有GG-1A（F）型高壓開關(guān)柜、采用電纜進出線的高壓配電室的兩種布置方案剖面圖。 低壓配電室內(nèi)成列布置的配電屏，其