工廠供電 第三章 供電系統(tǒng)ppt課件

1、 第一節(jié) 概述 一)什么是工廠供電系統(tǒng) 從電力電源進(jìn)線到廠內(nèi)高低壓用電設(shè)備進(jìn)線端,將這個(gè)系統(tǒng)稱之為。 二典型系統(tǒng)第二節(jié) 電壓的選擇一供電電壓的選擇(從電力網(wǎng)-總降壓變電所)(35KV-110KV) 1.有兩種電源可供選擇 選擇原那么: 1)負(fù)荷大小與電源遠(yuǎn)近(負(fù)荷距)表3.2.1) 2)思索以下的要素用電設(shè)備對(duì)電壓的要求負(fù)荷的平衡度工廠的供電功率因數(shù)高低導(dǎo)線的橫截面工廠設(shè)備的折舊率,貸款利息電價(jià) 3)盡量減少工廠內(nèi)電壓等級(jí)第二節(jié) 電壓的選擇二)廠區(qū)高壓線供電電壓(廣泛運(yùn)用10KV)1.根據(jù)該地域原有供電條件和備用電源情況高壓電動(dòng)機(jī)及其它高壓用電設(shè)備等級(jí)供電線路傳輸功率一樣條件下(普通在500K

2、W),10KV比6KV節(jié)約金屬40%，還可減少出線回路。額定電壓6KV、10KV的開關(guān)設(shè)備，當(dāng)其切斷容量一樣時(shí)，價(jià)錢相差不大。對(duì)大型企業(yè)，當(dāng)計(jì)算負(fù)荷超越5600KVA時(shí)，不設(shè)總變電所，直接將35110KV變?yōu)?.4KV。第二節(jié) 電壓的選擇三低壓配電電壓選擇 原那么：根據(jù)用電設(shè)備性質(zhì)決議直接選擇380V/220V低壓等級(jí)潮濕地方：36V煤礦等：660V；1140V英、美、法：500V第三節(jié) 變電所的設(shè)置和變壓器的選擇一、變電所位置確實(shí)定1、變電所位置選擇原那么 接近負(fù)荷中心 無(wú)猛烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所 進(jìn)出線方便 塵土少、無(wú)腐蝕性氣體 接近電源側(cè) 不在有水的下方 設(shè)備運(yùn)輸方便 不在有爆炸危險(xiǎn)的地方2

3、、確定負(fù)荷中心的方法 1按負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心 負(fù)荷中心的計(jì)算不用非常準(zhǔn)確第三節(jié) 變電所的設(shè)置和變壓器的選擇2負(fù)荷指示圖：第三節(jié) 變電所的設(shè)置和變壓器的選擇3負(fù)荷電能矩法動(dòng)態(tài)負(fù)荷中心計(jì)算法三總變壓器設(shè)置數(shù)量1車間廠房負(fù)荷集中一個(gè)2企業(yè)非常大、容量大、分散設(shè)兩個(gè)3三級(jí)負(fù)荷，少量一、二級(jí)負(fù)荷，可以從臨近企業(yè)取備用電源，設(shè)一個(gè)且只用一臺(tái)變壓器 SNS30=SCa 選變壓器，余量：1525%4一、二級(jí)負(fù)荷占比艱苦而且比較集中定一個(gè)變電所但有2臺(tái)主變 兩臺(tái)變壓器關(guān)系：明備用：一臺(tái)用，另一臺(tái)備用，互為備用，SNS30 暗備用：兩臺(tái)都占用50%，一臺(tái)缺點(diǎn)，另一臺(tái)100%負(fù)荷 70%S30第三節(jié) 變電所的

4、設(shè)置和變壓器的選擇二.車間變電所位置及變壓器選擇獨(dú)立變電所附設(shè)變電所車間內(nèi)變電所地下變電所桿上或高臺(tái)變電所第三節(jié) 變電所的設(shè)置和變壓器的選擇變壓器選擇：1車間一臺(tái)二三級(jí)負(fù)荷 SNS302一二級(jí)負(fù)荷比艱苦，負(fù)荷比較分散，可設(shè)兩個(gè)變電所，每一個(gè)變電一切一臺(tái)變壓器； 假設(shè)一二級(jí)負(fù)荷比艱苦，負(fù)荷集中，那么設(shè)一個(gè)變電所，但有兩臺(tái)變壓器。第四節(jié) 變電所的電氣主結(jié)線 電氣主結(jié)線是指變電所中各種開關(guān)設(shè)備、電力變壓器、母線、電流互感器以及電壓互感器等主要電氣設(shè)備，按照一定順序用導(dǎo)線銜接而成的，用以接受和分配電能的電路，也稱為主電路。電氣主接線中的設(shè)備用規(guī)范的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示的電路圖稱為電氣主接線圖。由于三

5、相交流電氣設(shè)備的每相構(gòu)造普通是一樣的，所以電氣主接線圖普通繪成單線圖，只是在部分需求闡明三相電路不對(duì)稱銜接時(shí)，才將部分繪制成三線圖；假設(shè)有中性線(或接地線)可用虛線表示，使主接線明晰易看。在變電所的控制室內(nèi)，為了闡明變電所主接線實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)情況，通常設(shè)有電氣主接線的模擬圖。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，模擬圖中的各種電氣設(shè)備所顯示的任務(wù)形狀必需與實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)形狀相符。 3.4.1 對(duì)主結(jié)線的根本要求 電氣主接線的方式，將影響配電安裝的布置、供電可靠性、運(yùn)轉(zhuǎn)靈敏性和二次接線、繼電維護(hù)等問(wèn)題。電氣主接線對(duì)變電所以及電力系統(tǒng)的平安、可靠和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)轉(zhuǎn)起著重要作用。因此，對(duì)變配電所主接線有以下根本要求。 (1) 平安：應(yīng)符合有關(guān)國(guó)家

6、規(guī)范和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的平安。 (2) 可靠：應(yīng)滿足電力負(fù)荷特別是其中一、二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。 (3) 靈敏：應(yīng)能順應(yīng)必要的各種運(yùn)轉(zhuǎn)方式，便于切換操作和檢修，且順應(yīng)負(fù)荷的開展。 (4) 經(jīng)濟(jì)：在滿足上述要求的前提下，盡量使主接線簡(jiǎn)單，投資少，運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬耗費(fèi)量。第四節(jié) 變電所的電氣主結(jié)線3.4.2 總降壓變電所的主結(jié)線 1.線路-變壓器組接線 主要特點(diǎn):變壓器高壓側(cè)無(wú)母線,低壓側(cè)經(jīng)過(guò)開關(guān)接成單母線結(jié)線供電 2.橋式接線第四節(jié) 變電所的電氣主結(jié)線 1)內(nèi)橋式 這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF10跨接在兩路電源進(jìn)線之間，猶如一架橋梁，而且處在線路

7、斷路器 QFl和 QF2的內(nèi)側(cè)，接近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式接線。這種主接線的運(yùn)轉(zhuǎn)靈敏性較好，供電可靠性較高，適用一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。假設(shè)某路電源例如 L1線路停電檢修或發(fā)生缺點(diǎn)時(shí)，那么斷開QFl，投入 QF5(其兩側(cè) QS先合)，即可由L2恢復(fù)對(duì)變壓器T1的供電。這種內(nèi)橋式接線多用于電源線路較長(zhǎng)因此發(fā)生缺點(diǎn)和停電檢修的時(shí)機(jī)較多、變壓器不需經(jīng)常切換的總降壓變電所第四節(jié) 變電所的電氣主結(jié)線 2) 外橋式 二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主接線圖， 這種主接線，其一次側(cè)的高壓斷路器QF5也跨接在兩路電源進(jìn)線之間，但處在線路斷路器QFl和QF2的外側(cè)，接近電源方向，因此稱為外橋式接線。這種主接線的運(yùn)

8、轉(zhuǎn)靈敏性也較好，供電可靠性也較高，適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。但與上述內(nèi)橋式接線適用的場(chǎng)一切所不同。假設(shè)某臺(tái)變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生缺點(diǎn)時(shí)，那么斷開QFl，投入QF5(其兩側(cè)QS先合)，使兩路電源進(jìn)線又恢復(fù)并列運(yùn)轉(zhuǎn)。這種外橋式接線適用于電源線路較短而變電所晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大、適于經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)需經(jīng)常切換變壓器的總降壓變電所。當(dāng)一次電源線路采用環(huán)形接線時(shí)，也宜于采用這種接線，使環(huán)形電網(wǎng)的穿越功率不經(jīng)過(guò)斷路器QFl QF2，這對(duì)改善線路斷路器的任務(wù)及其繼電維護(hù)的整定都極為有利。第四節(jié) 變電所的電氣主結(jié)線3.單母線和母線分段 這種主接線兼有上述兩種橋式接線運(yùn)轉(zhuǎn)靈敏性的優(yōu)點(diǎn)，但采用的高壓開關(guān)設(shè)備較多。可供一

9、、二級(jí)負(fù)荷，適于一、二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所。第四節(jié) 變電所的電氣主結(jié)線 4.雙母線 采用雙母線接線較之采用單母線接線，供電可靠性和運(yùn)轉(zhuǎn)靈敏性大大提高，但開關(guān)設(shè)備也相應(yīng)大大添加，從而大大添加了初投資，所以雙母線接線在工廠變電所中很少運(yùn)用，主要運(yùn)用于電力系統(tǒng)中的樞紐變電站。第四節(jié) 變電所的電氣主結(jié)線3.4.3 車間變電所的一次接線方式:線路-變壓器、單母線及單母線分段第五節(jié) 變電所的二次接線 二次接線:操作電源回路、丈量表計(jì)回路、斷路器控制回路和信號(hào)回路、中央信號(hào)回路、繼電維護(hù)和自動(dòng)安裝回路。 3.5.1 丈量回路 1)電源進(jìn)線 裝三相有功和無(wú)功電度表 2)母線 610KV中性點(diǎn)不接地的三

10、相系統(tǒng),應(yīng)裝設(shè)三只電壓表丈量各相對(duì)地電壓用以絕緣監(jiān)測(cè)。1KV以上系統(tǒng)：電壓表接于電壓互感器二次側(cè)，500V以下：直接接入。三相對(duì)稱：無(wú)零序電壓三相不對(duì)稱：90100V零序電壓第五節(jié) 變電所的二次接線3610KV高壓配電線路裝設(shè)一只電流表監(jiān)視負(fù)荷。計(jì)量電能，再裝設(shè)一只三相有功電度表和一只無(wú)功電度表。第五節(jié) 變電所的二次接線4低壓配電線路 三個(gè)電流表，一塊電壓表 計(jì)算電能：有功、無(wú)功電度表5并聯(lián)補(bǔ)償電容器三只電流表，一塊電壓表計(jì)算無(wú)功電能：無(wú)功電度表3.5.2 斷路器控制與信號(hào)回路詳細(xì)操作:10KV以下:就地操作35KV以上;集中操作一、控制開關(guān)第五節(jié) 變電所的二次接線二、斷路器控制回路一)控制要

11、求1)操作電源(瞬時(shí)電源)2)應(yīng)能準(zhǔn)確指示、分閘、合閘3手動(dòng)及繼電器自動(dòng)兩套均有4能實(shí)時(shí)完好的監(jiān)視5防止“騰躍第五節(jié) 變電所的二次接線二斷路器控制回路1)手動(dòng)合閘 合閘前,斷路器處于“跳閘后位置，斷路器輔助觸點(diǎn)QF1閉合，SA觸點(diǎn)1110導(dǎo)通，綠燈GN亮，闡明合閘回路良好，但由于限流電阻R的作用，流過(guò)合閘接觸器KO的電流缺乏以使其動(dòng)作。 轉(zhuǎn)動(dòng)控制開關(guān)SA至“預(yù)合閘位置，然后再順時(shí)針轉(zhuǎn)45度到“合閘位置，58觸點(diǎn)導(dǎo)通，正電源經(jīng)+WCSA5-8觸點(diǎn)QF1流經(jīng)KO 負(fù)電源WC構(gòu)成通路，KO得電，接通合閘線圈YO，使高壓斷路器合閘，輔助接點(diǎn)QF1翻開，切斷合閘電源保證短時(shí)通電，同時(shí)QF2閉合。 松開手

12、柄后，開關(guān)至“合閘后位置，開關(guān)SA13-16觸點(diǎn)導(dǎo)通，紅燈RD亮，表示斷路器處于合閘形狀。第五節(jié) 變電所的二次接線2手動(dòng)分閘 轉(zhuǎn)動(dòng)控制開關(guān)SA至“預(yù)跳閘位置，然后再逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)45度到“跳閘位置此時(shí)SA6-7觸點(diǎn)導(dǎo)通，正電源+WC SA6-7 QF2 YR -WC構(gòu)成回路，斷路器跳開，動(dòng)合輔助觸點(diǎn)QF2翻開，切斷分閘回路，動(dòng)斷輔助觸點(diǎn)QF1閉合，綠燈亮。3自動(dòng)合閘 控制開關(guān)第五節(jié) 變電所的二次接線4)自動(dòng)跳閘5)防騰躍安裝第五節(jié) 變電所的二次接線3.5.3 信號(hào)安裝 按用途分:形狀指示信號(hào) 事故信號(hào)及預(yù)告信號(hào)一 形狀指示信號(hào)二 事故信號(hào) 事故音響信號(hào) 事故燈光信號(hào) 中央信號(hào)安裝按復(fù)歸方法:就地復(fù)

13、歸 中央復(fù)歸 動(dòng)作性能:能反復(fù)動(dòng)作 不能反復(fù)動(dòng)作 第六節(jié) 高壓配電網(wǎng)的接線方式一、高壓配電網(wǎng)常用電氣主接線方式 高壓配電網(wǎng)常用電氣主接線方式放射式、樹干式和環(huán)形等根本接線方式。1. 高壓放射式接線 高壓放射式接線如圖3.48所示。放射式線路之間互不影響，因此供電可靠性較高，而且便于裝設(shè)自動(dòng)安裝，維護(hù)安裝也較簡(jiǎn)單，但是其高壓開關(guān)設(shè)備用得較多，且每臺(tái)高壓斷路器須裝設(shè)一個(gè)高壓開關(guān)柜，從而使投資添加。而且在發(fā)生缺點(diǎn)或檢修時(shí)，該線路所供電的負(fù)荷都要停電。要提高其供電可靠性，可在各車間變電所的高壓側(cè)之間或低壓側(cè)之間敷設(shè)聯(lián)絡(luò)線。假設(shè)要進(jìn)一步提高其供電可靠性，可采用來(lái)自兩個(gè)電源的兩路高壓進(jìn)線，然后經(jīng)分段母線，

14、由兩段母線用雙回路對(duì)重要負(fù)荷交叉供電。 圖第六節(jié) 高壓配電網(wǎng)的接線方式2. 高壓樹干式接線 高壓樹干式接線如圖3.49所示。樹干式接線與放射式接線相比具有以下優(yōu)點(diǎn)：多數(shù)情況下，能減少線路的有色金屬耗費(fèi)量；采用的高壓開關(guān)數(shù)少，投資較省。但有以下缺陷：供電可靠性較低，當(dāng)干線發(fā)生缺點(diǎn)或檢修時(shí)，接于干線的一切變電所都要停電，且在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化方面順應(yīng)性較差。要提高供電可靠性，可采用雙干線供電或兩端供電的接線方式，如圖3.50(a)、圖3.50(b)所示。圖3.49 高壓樹干式接線(a)雙干線供電 (b)兩端供電 圖3.50 雙干線供電及兩端供電的接線方式 第六節(jié) 高壓配電網(wǎng)的接線方式3. 高壓環(huán)形接線 高

15、壓環(huán)形接線，如圖3.51所示本質(zhì)上是兩端供電的樹干式接線。這種接線在現(xiàn)代城市電網(wǎng)中運(yùn)用很廣。為了防止環(huán)形線路上發(fā)生缺點(diǎn)時(shí)影響整個(gè)電網(wǎng)，也為了便于實(shí)現(xiàn)線路維護(hù)的選擇性，因此大多數(shù)環(huán)形線路采取“開口運(yùn)轉(zhuǎn)方式，即環(huán)形線路中有一處開關(guān)是斷開的。為了便于切換操作，環(huán)形線路中的開關(guān)多采用負(fù)荷開關(guān)。實(shí)踐上，工廠的高壓配電線路往往是幾種接線方式的組合，視詳細(xì)情況而定。不過(guò)對(duì)大中型工廠，高壓配電系統(tǒng)宜優(yōu)先思索采用放射式，由于放射式接線供電可靠性較高，且便于運(yùn)轉(zhuǎn)管理。但放射式采用的高壓開關(guān)設(shè)備較多，投資較大，因此對(duì)于供電可靠性要求不高的輔助消費(fèi)區(qū)和生活住宅區(qū)，可思索采用樹干式或環(huán)形配電，這比較經(jīng)濟(jì)。圖3.51 高

16、壓環(huán)形接線第七節(jié) 低壓配電系統(tǒng)二、 低壓配電網(wǎng)常用電氣主接線方式 低壓配電網(wǎng)常用電氣主接線方式也有放射式、樹干式和環(huán)形等根本接線方式。 低壓放射式接線如圖3.52所示。放射式接線的特點(diǎn)是其引出線發(fā)生缺點(diǎn)時(shí)互不影響，因此供電可靠性較高。但在普通情況下，其有色金屬耗費(fèi)量較多，采用的開關(guān)設(shè)備較多。低壓放射式接線多用于設(shè)備容量較大或?qū)╇娍煽啃砸筝^高的設(shè)備配電。1. 低壓放射式接線圖3.52 低壓放射式接線2. 低壓樹干式接線 低壓樹干式接線如圖3.53所示。樹干式接線的特點(diǎn)正好與放射式接線相反。普通情況下，樹干式接線采用的開關(guān)設(shè)備較少，有色金屬耗費(fèi)量也較少，但當(dāng)干線發(fā)生缺點(diǎn)時(shí)，影響范圍大，因此供電

17、可靠性較低。樹干式接線在機(jī)械加工車間、工具車間和機(jī)修車間中運(yùn)用比較普遍，而且多采用成套的封鎖型母線，它靈敏方便，也相當(dāng)平安，很適于供電給容量較小而分布較均勻的用電設(shè)備如機(jī)床、小型加熱爐等。圖3.53(b)所示“變壓器-干線組接線，還省去了變電所低壓側(cè)整套低壓配電安裝，從而使變電所構(gòu)造大為簡(jiǎn)化，投資大為降低。低壓母線放射式配電的樹干式 (b) 低壓“變壓器-干線組的樹干式 圖3.53 低壓樹干式接線 圖3.54(a)和圖3.54(b)是一種變形的樹干式接線，通常稱為鏈?zhǔn)浇泳€。鏈?zhǔn)浇泳€的特點(diǎn)與樹干式根本一樣，適于用電氣設(shè)備彼此相距很近而容量均較小的次要用電設(shè)備。鏈?zhǔn)较噙B的用電設(shè)備普通不宜超越5臺(tái)，

18、鏈?zhǔn)较噙B的配電箱不宜超越3臺(tái)，且總?cè)萘坎灰顺?0kW。第七節(jié) 低壓配電系統(tǒng)第七節(jié) 低壓配電系統(tǒng) (a)銜接配電箱 (b)銜接電動(dòng)機(jī) 圖3.54 低壓鏈?zhǔn)浇泳€3. 低壓環(huán)形接線 低壓環(huán)形接線如圖3.55所示。工廠內(nèi)的一些車間變電所的低壓側(cè)，可經(jīng)過(guò)低壓聯(lián)絡(luò)線相互銜接成為環(huán)形。環(huán)形接線供電可靠性較高。任一段線路發(fā)生缺點(diǎn)或檢修時(shí)，都不致呵斥供電中斷，或者只短時(shí)停電，一旦切換電源的操作完成，就能恢復(fù)供電。環(huán)形接線可使電能損耗和電壓損耗減少，但是環(huán)形系統(tǒng)的維護(hù)安裝及其整定配合比較復(fù)雜，假設(shè)配合不當(dāng)，容易發(fā)生誤動(dòng)作，反而擴(kuò)展缺點(diǎn)停電范圍。實(shí)踐上，低壓環(huán)形線路也多采用“開口運(yùn)轉(zhuǎn)方式。 在工廠的低壓配電系統(tǒng)中，也往往是采用幾種接線方式的組合，依詳細(xì)情況而定。不過(guò)在環(huán)境正常的車間或建筑內(nèi)，當(dāng)大部分用電設(shè)備容量不很大又無(wú)特殊要求時(shí)，宜采用樹干式配電，這一方面是由于樹干式配電較之放射式經(jīng)濟(jì)，另一方面是由于我國(guó)各工廠的供電人員對(duì)采用樹干式配電積累了相當(dāng)成熟的運(yùn)轉(zhuǎn)閱歷。實(shí)際證明，低壓樹干式配電在普通正常情況下可以滿足消費(fèi)要求。第七節(jié) 低壓配電系統(tǒng) 總的來(lái)