工廠供電 第三章 供電系統(tǒng).ppt

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 選擇原則: 1)負(fù)荷大小與電源遠(yuǎn)近(負(fù)荷距)（表3.2.1) 2)考慮以下的因素 用電設(shè)備對(duì)電壓的要求 負(fù)荷的均衡度 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(廣泛使用10KV) 1.依據(jù) 該地區(qū)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

2、功率相同條件下(一般在500KW),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)其切斷容量相同時(shí)，價(jià)格相差不大。 對(duì)大型企業(yè)，當(dāng)計(jì)算負(fù)荷超過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 原則：依據(jù)用電設(shè)備性質(zhì)決定 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、變電所位置的確定,1、變電所位置選擇原則,接近負(fù)荷中心 無劇烈振動(dòng)或高溫的場(chǎng)所 進(jìn)出線方便 塵土少、無腐蝕性氣體 接近電源側(cè) 不

3、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、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)算不必十分精確,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)荷占比重大而且比較集中（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

4、備用，SNS30 暗備用：兩臺(tái)都占用50%，一臺(tái)故障，另一臺(tái)100%負(fù)荷 70%S30,第三節(jié) 變電所的設(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） SNS30 2）一二級(jí)負(fù)荷比重大，負(fù)荷比較分散，可設(shè)兩個(gè)變電所，每一個(gè)變電所有一臺(tái)變壓器； 若一二級(jí)負(fù)荷比重大，負(fù)荷集中，則設(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)線連

5、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)備用標(biāo)準(zhǔn)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。因?yàn)槿嘟涣麟姎庠O(shè)備的每相結(jié)構(gòu)一般是相同的，所以電氣主接線圖一般繪成單線圖，只是在局部需要表明三相電路不對(duì)稱連接時(shí)，才將局部繪制成三線圖；若有中性線(或接地線)可用虛線表示，使主接線清晰易看。在變電所的控制室內(nèi)，為了表明變電所主接線實(shí)際運(yùn)行狀況，通常設(shè)有電氣主接線的模擬圖。運(yùn)行時(shí)，模擬圖中的各種電氣設(shè)備所顯示的工作狀態(tài)必須與實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)相符。 3.4.1 對(duì)主結(jié)線的基本要求 電氣主接線的形式，將影響配電裝置的布置、供電可靠性、運(yùn)行靈活性和二次接線、繼電保護(hù)等問題。電氣主接

6、線對(duì)變電所以及電力系統(tǒng)的安全、可靠和經(jīng)濟(jì)的運(yùn)行起著重要作用。因此，對(duì)變配電所主接線有下列基本要求。 (1) 安全：應(yīng)符合有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范的要求，能充分保證人身和設(shè)備的安全。 (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) 靈活：應(yīng)能適應(yīng)必要的各種運(yùn)行方式，便于切換操作和檢修，且適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)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)行費(fèi)用低，并節(jié)約電能和有色金屬消耗量。,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)無母線,低壓側(cè)通過開關(guān)接成單母線結(jié)線供電 2.橋式接

7、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，而且處在線路斷路器 QFl和 QF2的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器，因此稱為內(nèi)橋式接線。這種主接線的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，適用一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。如果某路電源例如 L1線路停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開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)因而發(fā)生故障和停電檢修的機(jī)會(huì)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

8、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)，靠近電源方向，因此稱為外橋式接線。這種主接線的運(yùn)行靈活性也較好，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)合有所不同。如果某臺(tái)變壓器例如T1停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，則斷開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)行。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)行需經(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)的穿越功率不通過斷路器QFl QF2，這對(duì)改善線路斷路器的工作及其繼電保護(hù)的整定都極為有

9、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)行靈活性的優(yōu)點(diǎn)，但采用的高壓開關(guān)設(shè)備較多?？晒┮弧⒍?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)行靈活性大大提高，但開關(guān)設(shè)備也相應(yīng)大大增加，從而大大增加了初投資，所以雙母線接線在工廠變電所中很少應(yīng)用，主要應(yīng)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、測(cè)量表計(jì)回路、斷路器控制回路和

10、信號(hào)回路、中央信號(hào)回路、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置回路。 3.5.1 測(cè)量回路,1)電源進(jìn)線 裝三相有功和無功電度表 2)母線 610KV中性點(diǎn)不接地的三相系統(tǒng),應(yīng)裝設(shè)三只電壓表測(cè)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,3）610KV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)

11、算無功電能：無功電度表,3.5.2 斷路器控制與信號(hào)回路 具體操作: 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)完整的監(jiān)視 5）防止“跳躍”,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，說明合閘回路良好，但由于限流電阻R的作用，流過合閘接觸器KO的電流不足以使其動(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)

12、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打開，切斷合閘電源保證短時(shí)通電，同時(shí)QF2閉合。 松開手柄后，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狀態(tài)。,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形成回路，斷路器跳開，動(dòng)合輔助觸點(diǎn)QF2打開，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

13、 控制開關(guān),第五節(jié) 變電所的二次接線,4)自動(dòng)跳閘 5)防跳躍裝置,第五節(jié) 變電所的二次接線,3.5.3 信號(hào)裝置 按用途分:狀態(tài)指示信號(hào) 事故信號(hào)及預(yù)告信號(hào) 一 狀態(tài)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)裝置按復(fù)歸方法:就地復(fù)歸 中央復(fù)歸 動(dòng)作性能:能重復(fù)動(dòng)作 不能重復(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)常用電氣主接線形式,高壓配電網(wǎng)常用電氣主接線形式放射式、樹干式和環(huán)形等基本接線方式。,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)裝置，保護(hù)裝置也較簡(jiǎn)單，但是其高壓開關(guān)設(shè)備用得較多，且每

14、臺(tái)高壓斷路器須裝設(shè)一個(gè)高壓開關(guān)柜，從而使投資增加。而且在發(fā)生故障或檢修時(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。如果要進(jìn)一步提高其供電可靠性，可采用來自兩個(gè)電源的兩路高壓進(jìn)線，然后經(jīng)分段母線，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消耗量；采用的高壓開關(guān)數(shù)少，投資較省。但有下列缺點(diǎn)：供電可靠性較低，當(dāng)干線發(fā)生故障或檢修時(shí)，接于干線的所有變電所都要停電，且在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化方面適應(yīng)性

15、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,高壓環(huán)形接線，如圖3.51所示實(shí)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)中應(yīng)用很廣。為了避免環(huán)形線路上發(fā)生故障時(shí)影響整個(gè)電網(wǎng)，也為了便于實(shí)現(xiàn)線路保護(hù)的選擇性，因此大多數(shù)環(huán)形線路采取“開口”運(yùn)行方式，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)際上，工廠的高壓配電線路往往是幾種接線方式的組

16、合，視具體情況而定。不過對(duì)大中型工廠，高壓配電系統(tǒng)宜優(yōu)先考慮采用放射式，因?yàn)榉派涫浇泳€供電可靠性較高，且便于運(yùn)行管理。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，這比較經(jīng)濟(jì)。,圖3.51 高壓環(huán)形接線,第七節(jié) 低壓配電系統(tǒng),二、 低壓配電網(wǎng)常用電氣主接線形式,低壓配電網(wǎng)常用電氣主接線形式也有放射式、樹干式和環(huán)形等基本接線方式。,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)生故障時(shí)互不影響，因此供電可靠性較高。但在一般情況下，其有色金屬消耗量較多，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)?/p>

17、供電可靠性要求較高的設(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。一般情況下，樹干式接線采用的開關(guān)設(shè)備較少，有色金屬消耗量也較少，但當(dāng)干線發(fā)生故障時(shí)，影響范圍大，因此供電可靠性較低。樹干式接線在機(jī)械加工車間、工具車間和機(jī)修車間中應(yīng)用比較普遍，而且多采用成套的封閉型母線，它靈活方便，也相當(dāng)安全，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)整套低壓配電裝置，從而使變電所結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，投資大為降低。,低壓母

18、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)與樹干式基本相同，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)備一般不宜超過5臺(tái)，鏈?zhǔn)较噙B的配電箱不宜超過3臺(tái)，且總?cè)萘坎灰顺^10kW。,第七節(jié) 低壓配電系統(tǒng),第七節(jié) 低壓配電系統(tǒng),(a)連接配電箱 (b)連接電動(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)，可通過低壓聯(lián)絡(luò)線相互連接成為環(huán)形。環(huán)形接線供電可靠性較高。任一段線路發(fā)生故障或檢修時(shí)，都不致造成供電中斷，或