供配電系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

供配電系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)主要內(nèi)容電力系統(tǒng)〔供配電系統(tǒng)〕概述中性點(diǎn)運(yùn)行方式電力線路的接線方式變配電所的主接線方案電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)電力系統(tǒng)故障概述第二頁，共88頁。2023/2/22概述電能是人們生產(chǎn)和生活的重要能源，屬于二次能源。發(fā)電廠將一次能源(如煤、油、水、原子能等)轉(zhuǎn)換成電能，再進(jìn)展輸送和分配，最后可以轉(zhuǎn)換為其他形式的能量(如機(jī)械能、光能、熱能等)。第三頁，共88頁。2023/2/23概述構(gòu)成：發(fā)電廠、變電所、電力線路、用戶第四頁，共88頁。2023/2/24發(fā)電、輸電、配電、用電過程概述第五頁，共88頁。2023/2/25概述第六頁，共88頁。2023/2/26中性點(diǎn)運(yùn)行方式星形接線變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)稱為電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)。電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式與電壓等級(jí)、單相接地短路電流、過電壓水平、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的配置等有關(guān)，直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行平安以及對(duì)通信系統(tǒng)的干擾等。第七頁，共88頁。2023/2/27中性點(diǎn)運(yùn)行方式中性點(diǎn)非有效接地中性點(diǎn)有效接地中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地中性點(diǎn)經(jīng)高電阻接地中性點(diǎn)直接接地中性點(diǎn)經(jīng)小阻抗接地小接地電流系統(tǒng)大接地電流系統(tǒng)我國電力系統(tǒng)廣泛采用的中性點(diǎn)接地方式主要有不接地，經(jīng)消弧線圈接地及直接接地三種。中性點(diǎn)運(yùn)行方式第八頁，共88頁。一、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)正常運(yùn)行中性點(diǎn)運(yùn)行方式第九頁，共88頁。一、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)單相〔C相〕接地（1）C相對(duì)地電壓為零,非接地相A相對(duì)地電壓=+(-)=,B相對(duì)地電壓=+(-)=,如圖所示。結(jié)論：當(dāng)一相接地時(shí)，非接地兩相對(duì)地電壓均升高倍，變?yōu)榫€電壓。而且，該兩相對(duì)地電容電流也相應(yīng)的增大倍。中性點(diǎn)運(yùn)行方式第十頁，共88頁。一、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)單相〔C相〕接地

（2）當(dāng)C相接地時(shí)，系統(tǒng)的接地電流（電容電流）為非接地兩相對(duì)地電容電流之和。因此由相量圖可知，在相位上正好超前90°；而在量值上，由于，而，因此。結(jié)論：一相接地的電容電流為正常運(yùn)行時(shí)每相對(duì)地電容電流的3倍。中性點(diǎn)運(yùn)行方式第十一頁，共88頁。一、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)單相〔C相〕接地〔3〕系統(tǒng)三相的線電壓仍保持對(duì)稱且大小不變。因此，對(duì)接于線電壓的用電設(shè)備的工作并無影響，無須立即中斷對(duì)用戶供電。中性點(diǎn)運(yùn)行方式第十二頁，共88頁。一、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)產(chǎn)生的影響當(dāng)接地電流不大時(shí)，交流電流過零時(shí)電弧將自行熄滅，接地故障隨之消失，電網(wǎng)即可恢復(fù)正常運(yùn)行；當(dāng)接地電流超過一定值時(shí)，將會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定的電弧，形成持續(xù)的電弧接地，高溫的電弧可能損壞設(shè)備，甚至可能導(dǎo)致相間短路，尤其在電機(jī)或電器內(nèi)部發(fā)生單相接地出現(xiàn)電弧時(shí)最危險(xiǎn)；接地電流小于30A而大于5～10A時(shí)，有可能產(chǎn)生一種周期性熄滅與復(fù)燃的間歇性電弧，將引起過電壓，其幅值可達(dá)2.5～3倍的相電壓，這個(gè)過電壓對(duì)于正常電氣絕緣來說應(yīng)能承受，但當(dāng)絕緣存在薄弱點(diǎn)時(shí)，可能發(fā)生擊穿而造成短路，危及整個(gè)電網(wǎng)的平安。單相接地時(shí)，在接地處有接地電流流過，會(huì)引起電弧，此電弧的強(qiáng)弱與接地電流的大小成正比。中性點(diǎn)運(yùn)行方式第十三頁，共88頁。一、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)單相接地故障時(shí)，由于線電壓保持不變，對(duì)電力用戶沒有影響，用戶可繼續(xù)運(yùn)行，提高了供電可靠性。為防止由于接地點(diǎn)的電弧及伴隨產(chǎn)生的過電壓，引起故障范圍擴(kuò)大，在這種系統(tǒng)中必須裝設(shè)交流絕緣監(jiān)察裝置，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，立即發(fā)出絕緣下降的信號(hào)，通知運(yùn)行值班人員及時(shí)處理。電力系統(tǒng)的有關(guān)規(guī)程規(guī)定：在中性點(diǎn)不接地的三相系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，允許繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間不得超過2ｈ，并要加強(qiáng)監(jiān)視。系統(tǒng)中電氣設(shè)備和線路的對(duì)地絕緣必須按能承受線電壓考慮設(shè)計(jì)，從而相應(yīng)地增加了投資。

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)產(chǎn)生的影響中性點(diǎn)運(yùn)行方式第十四頁，共88頁。一、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)適用范圍

我國60kV以下系統(tǒng)，特別是3~10kV系統(tǒng)，一般采用中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式。中性點(diǎn)運(yùn)行方式第十五頁，共88頁。在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，單相接地電流超過如下的規(guī)定數(shù)值：〔1〕3～10KV系統(tǒng)中，接地電流大于30A，〔2〕20KV及以上系統(tǒng)中，接地電流大于10A，采用經(jīng)消弧線圈接地的措施來減小接地電流，熄滅電弧，防止過電壓的產(chǎn)生。二、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式第十六頁，共88頁。二、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)

消弧線圈裝在系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)或變壓器的中性點(diǎn)與大地之間，正常運(yùn)行時(shí)，中性點(diǎn)的對(duì)地電壓為零，消弧線圈中沒有電流通過。

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)的對(duì)地電壓等于接地相電壓，消弧線圈在中性點(diǎn)電壓即作用下，有一個(gè)電感電流通過，此電感電流必定通過接地點(diǎn)形成回路，接地點(diǎn)的電流為接地電流與電感電流的相量和。中性點(diǎn)運(yùn)行方式第十七頁，共88頁。二、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)

接地電流超前90°，電感電流滯后90°，在接地處接地電流和電感電流互相抵消，稱為電感電流對(duì)接地電容電流的補(bǔ)償。適中選擇消弧線圈的匝數(shù)，可使接地點(diǎn)的電流變得很小或等于零，從而消除了接地處的電弧以及由電弧所產(chǎn)生的危害，消弧線圈也正是由此得名。通過消弧線圈的電感電流：中性點(diǎn)運(yùn)行方式第十八頁，共88頁。二、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地相電壓為零，三個(gè)線電壓不變，其它兩相電壓也將升高倍?！才c中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)一樣〕中性點(diǎn)運(yùn)行方式第十九頁，共88頁。二、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)特點(diǎn)適用范圍供電可靠性高，絕緣投資較大；中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地后，能有效地減少單相接地故障時(shí)接地處的電流，使接地處的電弧迅速熄滅，防止了經(jīng)間歇性電弧接地時(shí)所產(chǎn)生的過電壓。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)多用于以架空線路為主體的3～60kV系統(tǒng)中，還可用在雷害事故嚴(yán)重的地區(qū)和某些大城市電網(wǎng)的110kV系統(tǒng)。中性點(diǎn)運(yùn)行方式第二十頁，共88頁。三、中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的電壓為零，中性點(diǎn)沒有電流流過。

由于接地相直接通過大地與電源構(gòu)成單相回路，形成單相短路故障，那么短路電流很大，繼電保護(hù)裝置立即動(dòng)作，斷路器斷開，迅速切除故障局部。當(dāng)中性點(diǎn)直接接地時(shí)，接地電阻近似為0，所以中性點(diǎn)與地之間的電位一樣，即。單相短路時(shí)，故障相的對(duì)地電壓為零，非故障相的對(duì)地電壓根本保持不變，仍接近于相電壓。正常運(yùn)行時(shí)發(fā)生單相接地時(shí)中性點(diǎn)運(yùn)行方式第二十一頁，共88頁。三、中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的應(yīng)用〔1〕110KV以上的超高壓系統(tǒng)目前我國110KV以上電力網(wǎng)均采用中性點(diǎn)直接接地方式。理由：高壓電器的絕緣問題是影響電器設(shè)計(jì)和制造的關(guān)鍵，電器絕緣要求的降低，直接降低了電器的造價(jià)，同時(shí)改善了電器的性能?！?〕380/220V低壓配電系統(tǒng)我國380/220V低壓配電系統(tǒng)也采用中性點(diǎn)直接接地方式，而且引出中性線〔N線〕、保護(hù)線〔PE線〕或保護(hù)中性線〔PEN線〕，這樣的系統(tǒng)，稱為TN系統(tǒng)。中性點(diǎn)運(yùn)行方式第二十二頁，共88頁。系統(tǒng)中一相接地的特點(diǎn)比較

中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)直接接地電流中性點(diǎn)電壓非故障相電壓線電壓接地點(diǎn)的電容電流是正常運(yùn)行時(shí)一相對(duì)地電容電流的3倍故障相電流和流入故障點(diǎn)的電流很大中性點(diǎn)電壓升高為相電壓故障相和中性點(diǎn)電壓為零非故障相對(duì)地電壓仍為相電壓非故障相對(duì)地電壓升高為線電壓與故障相相關(guān)的線電壓降低為相電壓三相之間的線電壓保持與正常時(shí)一樣經(jīng)消弧線圈接地:適中選擇線圈感抗,接地點(diǎn)電流可減小到很小,且熄滅接地電流產(chǎn)生的電弧。其他特點(diǎn)與不接地系統(tǒng)根本一樣。第二十三頁，共88頁。低壓配電系統(tǒng)的接地方式按照IEC的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，低壓配電系統(tǒng)，按照其保護(hù)接地的形式，可以分為IT、TT、和TN供電系統(tǒng)。中性點(diǎn)運(yùn)行方式第二十四頁，共88頁。TN系統(tǒng)〔1〕中性線〔N線〕的作用：①用來接相電壓為220V的單相用電設(shè)備；②用來傳導(dǎo)三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流；③減少負(fù)載中性點(diǎn)的電壓偏移?！?〕保護(hù)線〔PE線〕的作用：保障人身平安，防止觸電事故發(fā)生。保護(hù)零線PE是專門以防止觸電為目的用來與系統(tǒng)中各設(shè)備或線路的金屬外殼、接地母線等作電氣連接的導(dǎo)線。在正常工作時(shí)工作零線中有電流，保護(hù)零線中不應(yīng)有電流，如果保護(hù)零線中出現(xiàn)電流，那么必定有設(shè)備漏電情況發(fā)生。中性點(diǎn)運(yùn)行方式第二十五頁，共88頁。TN系統(tǒng)TN-C系統(tǒng)①保護(hù)中性線〔PEN線〕兼有中性線〔N線〕和保護(hù)線〔PE線〕的功能，當(dāng)三相負(fù)荷不平衡或接有單相用電設(shè)備時(shí)，PEN線上均有電流通過。②這種系統(tǒng)一般能夠滿足供電可靠性的要求，而且投資較省，節(jié)約有色金屬，但是當(dāng)PEN斷線時(shí)，可使設(shè)備外露可導(dǎo)電局部帶電，對(duì)人有觸電危險(xiǎn)。在平安要求較高的場所和要求抗電磁干擾的場所均不允許采用該系統(tǒng)。中性點(diǎn)運(yùn)行方式第二十六頁，共88頁。TN系統(tǒng)TN-S系統(tǒng)①公共PE線在正常情況下沒有電流通過，因此不會(huì)對(duì)接在PE線上的其他用電設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。②由于其N線與PE線分開，因此其N線即使斷線也并不影響接在PE線上的用電設(shè)備的平安。該系統(tǒng)多用于環(huán)境條件較差，對(duì)平安可靠性要求較高及用電設(shè)備對(duì)抗電磁干擾要求較嚴(yán)的場所。中性點(diǎn)運(yùn)行方式第二十七頁，共88頁。TN系統(tǒng)TN-C-S系統(tǒng)兼有TN-C系統(tǒng)和TN-S系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)常用于配電系統(tǒng)末端環(huán)境條件較差并且要求無電磁干擾的數(shù)據(jù)處理或具有精細(xì)檢測裝置等設(shè)備的場所。為確保PE和PEN平安可靠，除在電源中性點(diǎn)直接接地外，還必須在以下地方重復(fù)接地：在架空線的干線和分支線的中端及沿線每1km處，以及電纜和架空線在引入車間或大型建筑物處。中性點(diǎn)運(yùn)行方式第二十八頁，共88頁。TT系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地，引出中性線N。電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電局部經(jīng)各自的保護(hù)線PE分別直接接地。中性點(diǎn)運(yùn)行方式第二十九頁，共88頁。IT系統(tǒng)中性點(diǎn)不直接接地或經(jīng)阻抗接地，通常不引出中性線N，電氣設(shè)備外露可導(dǎo)電局部經(jīng)各自保護(hù)線PE接地。中性點(diǎn)運(yùn)行方式第三十頁，共88頁?？偨Y(jié)中性點(diǎn)運(yùn)行方式電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)通常采用不接地、經(jīng)消弧線圈接地、直接接地和經(jīng)低電阻接地四種運(yùn)行方式。前兩種系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，三個(gè)線電壓不變，但會(huì)使非接地相對(duì)地電壓升高倍。因此，規(guī)定帶接地故障運(yùn)行不得超過兩小時(shí)。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，那么構(gòu)成單相對(duì)地短路，引起保護(hù)裝置動(dòng)作跳閘，切除接地故障。我國6～10KV電力網(wǎng)和局部35KV電力網(wǎng)采用中性點(diǎn)不接地方式；110KV以上電力網(wǎng)和380/220V低壓電網(wǎng)均采用中性點(diǎn)直接接地方式；20KV及以上系統(tǒng)中單相接地電流大于10A及3～10KV電力網(wǎng)中單相接地電流大于30A，其中性點(diǎn)均采用經(jīng)消弧線圈接地方式；我國一些大城市的10KV系統(tǒng)采用經(jīng)低電阻接地的方式。低壓配電的380/220V三相四線制系統(tǒng)，通常接成TN系統(tǒng)。因其N線和PE線的不同形式，又可分為TN-C、TN-S、TN-C-S三種系統(tǒng)。第三十一頁，共88頁。電力線路的接線方式電力線路結(jié)線方式選擇的考慮因素(1)供配電系統(tǒng)的平安可靠；(2)供配電系統(tǒng)的操作方便、靈活；(3)供配電系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)；(4)有利于開展；(5)電源的數(shù)量、位置；(6)供配電對(duì)象的負(fù)荷性質(zhì)和大小；(7)供配電對(duì)象的建筑布局；第三十二頁，共88頁。2023/2/232電力線路的接線方式高壓電力線路的接線方案：放射式、樹干式、環(huán)式電能在高壓母線聚集后向各高壓配電線路輸送，每個(gè)高壓配電回路直接向一個(gè)用戶供電，沿線不分接其他負(fù)荷。第三十三頁，共88頁。2023/2/233電力線路的接線方式〔1〕高壓單回路放射式結(jié)線特點(diǎn)：①結(jié)線清晰，操作維護(hù)方便，各供電線路互不影響，供電可靠性較高，還便于裝設(shè)自動(dòng)裝置，保護(hù)裝置也較簡單；②高壓開關(guān)設(shè)備用的較多，投資高，某一線路發(fā)生故障或需檢修時(shí)，該線路供電的全部負(fù)荷都要停電。應(yīng)用：只能用于二、三級(jí)負(fù)荷或容量較大及較重要的專用設(shè)備。1.高壓放射式結(jié)線第三十四頁，共88頁。2023/2/234電力線路的接線方式〔2〕采用公共備用干線的放射式結(jié)線特點(diǎn)：和單回路放射式結(jié)線相比，除擁有其優(yōu)點(diǎn)外，供電可靠性得到了提高。開關(guān)設(shè)備的數(shù)量和導(dǎo)線材料的消耗量比單回路放射式結(jié)線有所增加。應(yīng)用：一般用于供電給二級(jí)負(fù)荷；如果備用干線采用獨(dú)立電源供電且分支較少，那么可用于一級(jí)負(fù)荷。1.高壓放射式結(jié)線第三十五頁，共88頁。2023/2/235電力線路的接線方式〔3〕雙回路放射式結(jié)線特點(diǎn)：采用兩路電源進(jìn)線，然后經(jīng)分段母線用雙回路對(duì)用戶進(jìn)展穿插供電。其供電可靠性更高，但投資相對(duì)較大。應(yīng)用：可供電給一、二級(jí)的重要負(fù)荷1.高壓放射式結(jié)線第三十六頁，共88頁。2023/2/236電力線路的接線方式〔4〕采用低壓聯(lián)絡(luò)線路作備用干線的放射式結(jié)線特點(diǎn)：比較經(jīng)濟(jì)、靈活，除了可提高供電可靠性以外，還可實(shí)現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。應(yīng)用：多用于工礦企業(yè)。1.高壓放射式結(jié)線第三十七頁，共88頁。2023/2/2372.高壓樹干式結(jié)線由變配電所高壓母線上引出的每路高壓配電干線上沿線均連接了數(shù)個(gè)負(fù)荷點(diǎn)的結(jié)線方式。電力線路的接線方式第三十八頁，共88頁。2023/2/2382.高壓樹干式結(jié)線電力線路的接線方式〔1〕單回路樹干式結(jié)線特點(diǎn)：①較之單回路放射式結(jié)線，出線大大減少，高壓開關(guān)柜數(shù)量也相應(yīng)減少，同時(shí)可節(jié)約有色金屬的消耗量②因多個(gè)用戶采用一條公用干線供電，各用戶之間互相影響，當(dāng)某條干線發(fā)生故障或需檢修時(shí)，將引起干線上的全部用戶停電，所以供電可靠性差。且不容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。應(yīng)用：一般用于對(duì)三級(jí)負(fù)荷配電，而且干線上連接的變壓器不得超過5臺(tái)，總?cè)萘坎粦?yīng)大于2300kVA。這種結(jié)線在城鎮(zhèn)街道應(yīng)用較多。第三十九頁，共88頁。2023/2/2392.高壓樹干式結(jié)線電力線路的接線方式〔2〕單側(cè)供電的雙回路樹干式結(jié)線方式特點(diǎn)：供電可靠性提高，但投資也相應(yīng)有所增加。應(yīng)用：可供電給二、三級(jí)負(fù)荷。第四十頁，共88頁。2023/2/2402.高壓樹干式結(jié)線電力線路的接線方式〔3〕兩端供電的單回路樹干式結(jié)線方式特點(diǎn)：假設(shè)一側(cè)干線發(fā)生故障，可采用另一側(cè)干線供電，因此供電可靠性也較高，和單側(cè)供電的雙回路樹干式相當(dāng)。正常運(yùn)行時(shí)，由一側(cè)供電或在線路的負(fù)荷分界處斷開，發(fā)生故障時(shí)要手動(dòng)切換，而且尋查故障時(shí)也需中斷供電。應(yīng)用：可供電給二、三級(jí)負(fù)荷。第四十一頁，共88頁。2023/2/2412.高壓樹干式結(jié)線電力線路的接線方式〔4〕兩端供電的雙回路樹干式結(jié)線方式特點(diǎn)：供電可靠性比單側(cè)供電的雙回路樹干式有所提高，而且其投資不比單側(cè)供電的雙回路樹干式增加很多，關(guān)鍵是要有雙電源供電的條件。應(yīng)用：主要用于二級(jí)負(fù)荷，當(dāng)供電電源足夠可靠時(shí)，亦可用于一級(jí)負(fù)荷。第四十二頁，共88頁。2023/2/2423.高壓環(huán)形結(jié)線高壓環(huán)形結(jié)線實(shí)際上是兩端供電的樹干式結(jié)線。電力線路的接線方式特點(diǎn)：運(yùn)行靈活，線路檢修時(shí)可切換電源；故障時(shí)可切除故障線段，縮短停電時(shí)間，供電可靠性高。應(yīng)用：可供二、三級(jí)負(fù)荷，在現(xiàn)代化城市電網(wǎng)中應(yīng)用較廣泛?！伴_環(huán)〞運(yùn)行理由：由于閉環(huán)運(yùn)行時(shí)繼電保護(hù)整定較復(fù)雜，同時(shí)也為防止環(huán)形線路上發(fā)生故障時(shí)影響整個(gè)電網(wǎng)，所以為了簡化繼電保護(hù)，限制系統(tǒng)短路容量，大多數(shù)環(huán)形線路采用“開環(huán)〞運(yùn)行方式，即環(huán)形線路中有一處開關(guān)是斷開的。高壓環(huán)形電網(wǎng)中通常采用以負(fù)荷開關(guān)為主開關(guān)的高壓環(huán)網(wǎng)柜.第四十三頁，共88頁。2023/2/243電力線路的接線方式總結(jié)：〔1〕供配電系統(tǒng)的高壓結(jié)線實(shí)際上往往是幾種結(jié)線方式的組合，終究采用什么結(jié)線方式，應(yīng)根據(jù)具體情況，考慮對(duì)供電可靠性的要求，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合比較后才能確定?！?〕對(duì)大中型工廠，高壓配電系統(tǒng)宜優(yōu)先考慮采用放射式結(jié)線，因?yàn)榉派涫浇Y(jié)線的供電可靠性較高，便于運(yùn)行管理。〔3〕由于放射式的投資較大，對(duì)于供電可靠性要求不高的輔助生產(chǎn)區(qū)和生活住宅區(qū)，可考慮采用樹干式或環(huán)形配電。第四十四頁，共88頁。2023/2/244電力線路的接線方式低壓電力線路的接線方案：放射式、樹干式、環(huán)式第四十五頁，共88頁。2023/2/245變配電所的主接線方案變配電所是供配電系統(tǒng)的樞紐，占有非常重要的作用。1．變配電所的分類〔1〕變電所根據(jù)變壓等級(jí)和規(guī)模大小的不同，分為：1〕總降壓變電站—35KV及以上的電壓降為10〔6〕KV電壓；2〕車間變電所—10(6)KV的電壓降為220/380電壓?！?〕配電所根據(jù)配電電壓的不同分為：1〕高壓配電所2〕低壓配電所第四十六頁，共88頁。2023/2/246變配電所的主接線方案變配電所的主接線是供配電系統(tǒng)中為實(shí)現(xiàn)電能輸送和分配的一種電氣結(jié)線；對(duì)應(yīng)的結(jié)線圖叫主結(jié)線圖，或主電路圖，又稱一次電路圖、一次結(jié)線圖。注：雖然電力系統(tǒng)是三相系統(tǒng)，通常電氣主結(jié)線圖采用單線來表示三相系統(tǒng)，使之更簡單、清楚和直觀。主接線圖根據(jù)作用不同分為兩類：系統(tǒng)式主接線圖裝置式主接線圖第四十七頁，共88頁。2023/2/247變配電所的主接線方案1〕系統(tǒng)式主結(jié)線圖①定義按照電能輸送和分配的順序、用規(guī)定的電氣符號(hào)和文字說明來表示和安排其主要電氣設(shè)備相互連接關(guān)系的主結(jié)線圖為系統(tǒng)式主結(jié)線圖。②作用這種圖能全面系統(tǒng)地反映主結(jié)線中電力電能的傳輸過程，即相對(duì)電氣連接關(guān)系，但不能反映電路中各電氣設(shè)備和成套設(shè)備之間的相互排列位置即實(shí)際位置；它一般在運(yùn)行和教材中使用。第四十八頁，共88頁。2023/2/248變配電所的主接線方案2〕裝置式主結(jié)線圖①定義裝置式主結(jié)線圖是按照高、低壓成套配電裝置之間的相互連接和排列位置繪制的主結(jié)線圖。在裝置式主結(jié)線圖中，各成套配電裝置的內(nèi)部設(shè)備和結(jié)線及各成套配電裝置之間的相互連接和排列位置一目了然。②作用這種圖多用作施工圖，便于配電裝置的采購和安裝施工。第四十九頁，共88頁。2023/2/249變配電所的主接線方案第五十頁，共88頁。2023/2/250變配電所的主接線方案由發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等一次設(shè)備按其功能要求，通過連接線連接而成的用于表示電能的生產(chǎn)、聚集和分配的電路，通常也稱一次接線或電氣主系統(tǒng)。變配電所常用主接線的類型和特點(diǎn)分類有母線單母線接線、雙母線接線等無母線橋形接線、單元接線等第五十一頁，共88頁。2023/2/251一、有匯流母線接線1、典型單母線接線特點(diǎn)：每一回線路均經(jīng)過一臺(tái)斷路器QF和隔離開關(guān)QS接于一組母線上。優(yōu)點(diǎn)：接線簡單清晰，設(shè)備少，操作方便，投資少，便于擴(kuò)建。母線側(cè)隔離開關(guān)線路側(cè)隔離開關(guān)缺點(diǎn)：可靠性和靈活性較差。在母線和母線隔離開關(guān)檢修或故障時(shí)，各支路都必須停頓工作；引出線的斷路器檢修時(shí)，該支路要停頓供電。變配電所的主接線方案第五十二頁，共88頁。2023/2/252一、有匯流母線接線1、典型單母線接線變配電所的主接線方案L1線路送電操作：檢查1QF確實(shí)斷開，合上11QS隔離開關(guān)，合上13QS隔離開關(guān)，合上1QF斷路器。典型操作：L1線路停電操作：斷開1QF斷路器，檢查1QF確實(shí)斷開，斷開13QS隔離開關(guān)，斷開11QS隔離開關(guān)。適用范圍：一般用于6～220kV系統(tǒng)，出線回路較少，對(duì)供電可靠性要求不高的中、小型發(fā)電廠與變電站中。第五十三頁，共88頁。2023/2/253一、有匯流母線接線2、單母線分段接線變配電所的主接線方案〔1〕分段斷路器閉合運(yùn)行：兩個(gè)電源分別接在兩段母線上；兩段母線上的負(fù)荷應(yīng)均勻分配。可靠性比較好，但線路故障時(shí)短路電流較大?！?〕分段斷路器斷開運(yùn)行：每個(gè)電源只向接至本段母線上的引出線供電，可以限制短路電流，兩段母線上的電壓可不一樣?？稍?QF處裝設(shè)備自投裝置，重要用戶可以從兩段母線引接采用雙回路供電。第五十四頁，共88頁。2023/2/254一、有匯流母線接線2、單母線分段接線變配電所的主接線方案優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性較高〔1〕當(dāng)母線發(fā)生故障時(shí)，僅故障母線段停頓工作，另一段母線仍繼續(xù)工作?！?〕兩段母線可看成是兩個(gè)獨(dú)立的電源，提高了供電可靠性，可對(duì)重要用戶供電。缺點(diǎn)：停電范圍仍較大

〔1〕當(dāng)一段母線故障或檢修時(shí)，該段母線上的所有支路必須斷開，停電范圍較大。〔2〕任一支路的斷路器檢修時(shí)，該支路必須停電。第五十五頁，共88頁。2023/2/255一、有匯流母線接線2、單母線分段接線變配電所的主接線方案適用范圍：〔1〕6～10k：出線回路數(shù)為6回及以上；〔2〕35～63kV：出線回路數(shù)為4～8回；〔3〕110～220kV：出線回路數(shù)為3～4回。第五十六頁，共88頁。2023/2/256一、有匯流母線接線3、單母線分段帶旁母接線變配電所的主接線方案正常運(yùn)行時(shí)旁路母線不帶電每個(gè)回路含一臺(tái)斷路器三臺(tái)隔離開關(guān)母線與旁路母線間經(jīng)斷路器相連第五十七頁，共88頁。2023/2/257一、有匯流母線接線4、雙母線接線變配電所的主接線方案特點(diǎn)：兩段母線可互為備用，運(yùn)行可靠性和靈活性都得到很大提高，但開關(guān)設(shè)備的數(shù)量大大增加，從而其投資較大。應(yīng)用：雙母線結(jié)線在中、小型變配電所中很少采用，主要用于負(fù)荷大且重要的樞紐變電站等場所。第五十八頁，共88頁。2023/2/258二、無匯流母線接線變配電所的主接線方案1、單元接線特點(diǎn)：

〔1〕接線簡單清晰，電氣設(shè)備少，配電裝置簡單，投資少，占地面積小。

〔2〕不設(shè)發(fā)電機(jī)電壓母線，發(fā)電機(jī)或變壓器低壓側(cè)短路時(shí)，短路電流小。

〔3〕操作簡便，降低故障的可能性，提高了工作的可靠性，繼電保護(hù)簡化。

〔4〕任一元件故障或檢修全部停頓運(yùn)行，檢修時(shí)靈活性差。適用范圍：機(jī)組臺(tái)數(shù)不多的大、中型不帶近區(qū)負(fù)荷的區(qū)域發(fā)電廠以及分期投產(chǎn)或裝機(jī)容量不等的無機(jī)端負(fù)荷的中、小型水電站。第五十九頁，共88頁。2023/2/259二、無匯流母線接線變配電所的主接線方案2、橋式接線內(nèi)橋接線：斷路器跨接在進(jìn)線斷路器的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器。

〔1〕線路操作方便；〔2〕正常運(yùn)行時(shí)變壓器操作復(fù)雜。外橋接線：斷路器跨在進(jìn)線斷路器的外側(cè)，靠近電源側(cè)。

〔1〕變壓器操作方便；〔2〕線路投入與切除時(shí)，操作復(fù)雜。第六十頁，共88頁。2023/2/260三、典型主接線方案變配電所的主接線方案1、10kV高壓配電所工廠10kV配電所主接線示意圖第六十一頁，共88頁。2023/2/261三、典型主接線方案變配電所的主接線方案1、10kV高壓配電所1．電源進(jìn)線該配電所有兩路10KV的電源進(jìn)線，最常見的進(jìn)線方案為：〔1〕一路是架空進(jìn)線〔1WL〕，作為主工作電源，架空線采用鋁絞線(型號(hào)LJ-95表示截面積95mm2的鋁絞線)，經(jīng)穿墻套管進(jìn)入高壓配電室，也可經(jīng)一段短電纜進(jìn)入高壓配電室；〔2〕另一路采用電纜進(jìn)線〔2WL〕，來自鄰近單位的高壓聯(lián)絡(luò)線，作備用電源。電纜線采用YJV22-10000-3×120三芯交聯(lián)聚乙稀絕緣電力電纜，截面為120mm，額定電壓10KV。第六十二頁，共88頁。2023/2/262三、典型主接線方案變配電所的主接線方案1、10kV高壓配電所1．電源進(jìn)線〔3〕電能計(jì)量專用柜1#和13#柜為電能計(jì)量專用柜，根據(jù)規(guī)定：“對(duì)10KV及以下電壓供電的用戶，應(yīng)配置專用的電能計(jì)量柜〔箱〕；對(duì)35KV及以上電壓供電的用戶，應(yīng)有專用的電流互感器二次線圈和專用的電壓互感器二次連結(jié)線，并不得與保護(hù)、測量回路共用。〞計(jì)量柜內(nèi)的電流互感器和電壓互感器二次側(cè)的準(zhǔn)確度不低于0.2或0.5級(jí)。為了方便地控制電源進(jìn)線，也可在計(jì)量柜前加一個(gè)控制柜。第六十三頁，共88頁。2023/2/263三、典型主接線方案變配電所的主接線方案1、10kV高壓配電所1．電源進(jìn)線〔4〕所用電柜2#柜和12#柜為所〔配電所〕用電柜(也可以接在電源進(jìn)線上)，主要供電給配電所內(nèi)部二次系統(tǒng)的操作電源，常用戶內(nèi)變壓器。第六十四頁，共88頁。2023/2/264三、典型主接線方案變配電所的主接線方案1、10kV高壓配電所1．電源進(jìn)線〔5〕進(jìn)線開關(guān)柜3#柜和11#柜為進(jìn)線開關(guān)柜，除饋電控制用，還可以作母線過電流保護(hù)和電流、功率及電能測量用。進(jìn)線斷路器兩側(cè)均設(shè)隔離開關(guān)，主要是考慮斷路器在檢修時(shí)會(huì)兩端受電，翻開兩側(cè)隔離開關(guān)可保證斷路器檢修時(shí)的平安。如果斷路器只有一端受電，那么只需在受電側(cè)設(shè)置隔離開關(guān)即可。第六十五頁，共88頁。2023/2/265三、典型主接線方案變配電所的主接線方案1、10kV高壓配電所2．母線〔1〕母線的類型1〕室外母線一般用軟導(dǎo)線如鋁絞線或鋼芯鋁絞線；2〕室內(nèi)采用硬母線，置于開關(guān)柜頂部；3〕開關(guān)柜內(nèi)和室內(nèi)開關(guān)柜至穿墻套管之間也用母線〔匯流排〕，母線一般采用硬鋁排、硬銅排。第六十六頁，共88頁。2023/2/266三、典型主接線方案變配電所的主接線方案1、10kV高壓配電所2．母線〔2〕母線的設(shè)置高壓變配電所的母線常采用“單(段)母線制〞，當(dāng)進(jìn)線電源為兩路時(shí)，那么采用“單母線分段制〞，分段開關(guān)一般裝在分段柜或聯(lián)絡(luò)柜中(如7#柜)。注：右圖所示的高壓配電所采用一路電源工作，一路電源備用的運(yùn)行方式，所以其母線分段開關(guān)通常是合上的；當(dāng)兩路電源進(jìn)線同時(shí)做工作電源時(shí)，分段開關(guān)一般是斷開的。第六十七頁，共88頁。2023/2/267三、典型主接線方案變配電所的主接線方案1、10kV高壓配電所2．母線〔3〕電壓互感器和避雷器柜在每段母線上都要設(shè)置電壓互感器和避雷器，它們裝在一個(gè)高壓柜內(nèi)(4#、10#柜)，并共用一組高壓隔離開關(guān)，主要用于電壓測量、監(jiān)視和過電壓保護(hù)。第六十八頁，共88頁。2023/2/268三、典型主接線方案變配電所的主接線方案1、10kV高壓配電所3．高壓配電出線按照負(fù)荷大小，每段母線分配的負(fù)荷一般大致均衡?！?〕出線柜出線柜又稱饋電柜，圖中采用的高壓出線開關(guān)柜〔5#、6#、8#、9#柜〕的主要電氣設(shè)備是隔離開關(guān)、斷路器、電流互感器的組合。2〕高壓電流互感器均有兩個(gè)二次繞組，一個(gè)二次繞組接測量儀表，用于電流、功率的測量，另一個(gè)二次繞組用做繼電保護(hù)。第六十九頁，共88頁。2023/2/269一、一般原那么電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)1.按工作環(huán)境要求選擇電氣設(shè)備的型號(hào)2.額定電壓不低于所接電網(wǎng)的最高運(yùn)行電壓如戶內(nèi)、戶外、海拔高度、環(huán)境溫度、礦山〔井〕、防塵、防爆等。＞4.根據(jù)斷流能力選擇開關(guān)類設(shè)備

斷路器、熔斷器開斷能力大于三相短路最大電流/容量：IOFF≥I(3)

負(fù)荷開關(guān)開斷能力大于計(jì)算電流：IOFF≥Ica、、12kV、、、126kV、252kV、363kV、550kV35kV以下：系統(tǒng)額定電壓35kV~220kV：系統(tǒng)額定電壓220kV以上：系統(tǒng)額定電壓3.額定電流不小于所接回路的最大持續(xù)工作電流或計(jì)算電流＞第七十頁，共88頁。2023/2/270一、一般原那么電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)5.動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定〔1〕熱穩(wěn)定校驗(yàn)通過短路電流時(shí)，導(dǎo)體和電器各部件的發(fā)熱溫度不應(yīng)超過短時(shí)發(fā)熱最高允許溫度值，即：t>=其中：t=tk＋0.05(s)當(dāng)tk>1s時(shí)可認(rèn)為t=tk tk=top+tocIt —— 額定短時(shí)耐受電流有效值t —— 熱穩(wěn)定試驗(yàn)時(shí)間I∞ —— 短路電流周期分量top —— 短路保護(hù)系統(tǒng)的反響時(shí)間toc —— 斷路器分?jǐn)鄷r(shí)間第七十一頁，共88頁。2023/2/271一、一般原那么電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)5.動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定〔2〕動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定〔電動(dòng)力穩(wěn)定〕是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。滿足動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件是：第七十二頁，共88頁。一、一般原那么電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)5.動(dòng)穩(wěn)定度和熱穩(wěn)定〔2〕動(dòng)穩(wěn)定度校驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定〔電動(dòng)力穩(wěn)定〕是指導(dǎo)體和電器承受短路電流機(jī)械效應(yīng)的能力。滿足動(dòng)穩(wěn)定度的校驗(yàn)條件是：第七十三頁，共88頁。一、一般原那么電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)第七十四頁，共88頁。二、上下壓開關(guān)電器的選擇和校驗(yàn)電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)額定開斷能力： Isc≥I∞大于三相短路時(shí)的短路電流周期分量額定短時(shí)耐受電流〔4s〕：用于熱穩(wěn)定校驗(yàn)關(guān)合能力：合閘于短路故障時(shí)的電流數(shù)值上等于“額定峰值耐受電流〞用于動(dòng)穩(wěn)定校驗(yàn)第七十五頁，共88頁。二、上下壓開關(guān)電器的選擇和校驗(yàn)2.高壓隔離開關(guān)的選擇和校驗(yàn)額定電壓、額定電流、動(dòng)穩(wěn)定、熱穩(wěn)定3.高壓熔斷器的選擇和校驗(yàn)額定電壓額定電流承受正常工作電流承受電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)尖峰電流電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)第七十六頁，共88頁。二、上下壓開關(guān)電器的選擇和校驗(yàn)承受電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)尖峰電流對(duì)于接于同一干線上的多臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)啟動(dòng)那么尖峰電流為多臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流之和分散啟動(dòng)那么尖峰電流為最大電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流與其他的計(jì)算電流之和保護(hù)變壓器的熔斷器：僅用于6~10kV，容量低于1000kVA電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)第七十七頁，共88頁。二、上下壓開關(guān)電器的選擇和校驗(yàn)熔斷器間的配合：上級(jí)熔斷體高于下級(jí)2個(gè)級(jí)差〔上級(jí)額定電流是下級(jí)的1.5~2倍〕與線纜的配合電氣設(shè)備選擇與校驗(yàn)第七十八頁，共88頁。二、上下壓開關(guān)電器的選擇和校驗(yàn)(1)高壓開關(guān)柜的選擇小型工廠，選用固定式高壓開關(guān)柜比較多，大中型工廠和高層建筑多項(xiàng)選擇用手車式高壓開關(guān)柜。普通工廠的變配電所以及對(duì)防爆、防火要求不高的場所，選用配置少油斷路器的高壓開關(guān)柜，而高層建筑和居民區(qū)等防火要求較高的場所，應(yīng)采用配有不可燃的真空斷路器或SF6斷路器的高壓開關(guān)柜。(2)低壓配電屏的選擇中小型工廠多采用固定式低壓配電屏，目前使用較廣泛的開啟式PGL型正在逐步淘汰，而GGL、GGD型封閉式構(gòu)造的固定式低壓配電屏正得到推廣應(yīng)用。抽屜式低壓配電屏的構(gòu)造