第4章供配电系统.ppt

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1、第四章第四章 供配电系统供配电系统 第一节第一节 电压的选择电压的选择 第二节第二节 变电所位置的确定变电所位置的确定 第三节第三节 变压器的选择变压器的选择 第四节第四节 变电所主要电器设备变电所主要电器设备 第五节第五节 变电所主接线变电所主接线 第六节第六节 变电所的布置和结构变电所的布置和结构 供配电系统主要解决：（1）供配电电压的确定；确定；（2）变电所的配置和位置选择；）变电所的配置和位置选择；（3）变压器的台数）变压器的台数和容量的确定；（和容量的确定；（4）变电所主接线）变电所主接线的确定；（确定；（5）配电方式的确定。确定。第一节第一节 电压的选择电压的选择一、供电电压的确定

2、一、供电电压的确定 供电电压是指供配电系统从电力系统所取得的电源电压。我国目前所用的供电电压为110kV、35kV、10kV、6kV。究竟采用哪一级供电电压，主要取决于以下三个方面因素。（1）电力部门所能提供的电源电压。（2）用户负荷大小及距离电源线路远近。（3）用户大型设备的额定电压决定了企业的供电电压。二、配电电压的确定二、配电电压的确定 配电电压是指用户内部向用电设备配电的电压等级。由用户总降压变电所总降压变电所向高压用电设备高压用电设备配电的配电电压，称为高压配电电压高压配电电压；由用户车间变电所或建筑物变电所车间变电所或建筑物变电所向低压用电设备低压用电设备配电的配电电压，称为低压配

3、电电压低压配电电压。1.1.高压配电电压高压配电电压（1）一般情况下,优先采用10kV作厂内高压配电电压。（2）对于有6kV设备的企业，如化工、制药厂等：若6kV设备容量较大时，采用6kV厂内高压配电电压；若6kV设备容量较小时，高压配电电压采用10kV。6kV设备采用10/6kV变压器供电。(3)如果厂区环境条件允许也可采用35kV作为高压配电电压深入负荷中心的直配方式,将35kV直接降为380V供电。2.2.低压配电电压低压配电电压我国规定低压配电电压等级为380V/220V，但在石油、化工及矿山（井）场所可以采用660V的配电电压。第二节第二节 变电所位置的确定变电所位置的确定一、变电所

4、的类型一、变电所的类型 变电所是接受、变换、分配电能的环节，是供配电系统的重要组成部分。变电所按其在供配电系统中的地位和作用分为总降压变电所、独立变电所、车间变电所、杆上变电所、建筑物及高层建筑物变电所。1.1.总降压变电所（总降压变电所（3535110/6110/61010kV kV）企业规模不太大，车间或生产厂房布局比较集中，设一个总降压变电所；企业规模较大，且有两个或以上的集中大负荷用电车间群，而彼此之间相距又较远时，设立两个或两个以上的总降压变电所。2.独立变电所 （610/0.4/0.23kV）设置独立变电所的原因（1）相邻几个车间负荷大，将变电所建到某一车间不适宜；（2）由于车间环

5、境的限制，如制药车间、化工车间之间由于管道较多或有腐蚀性气体、易燃易爆气体等环境限制，必须建立独立变电所；（3）中小型企业负荷不太大，建立一个全厂独立变电所，向全厂各车间供电。3.车间变电所（610/0.4/0.23kV）附设变电所 附设变电所是利用车间的一面或两面墙壁，而其变压器室的大门朝外开。车间附设变电所又分内附式和外附式。车间内变电所 车间内变电所位于车间内的单独房间内。4.建筑物及建筑物及高层建筑物物变电所 建筑物及建筑物及高层建筑物物变电所是民用建筑中经常采用的变电所形式。楼内建筑物物变电所 高层建筑物多物多采用楼内建筑物物变电所，置于高层建筑物的地下室或中间物的地下室或中间某层；

6、地下室和高层；某层；地下室和高层；地地下室、中间某层和高层。下室、中间某层和高层。变压器一律采用干式变压器。辅助建筑物物变电所 与独立变电所相似，辅助建筑物物变电所置于离开高层建筑物的物的辅助建筑物内，物内，变压器采用油浸式变压器。5.柱上（或杆上）变电所 变电器安装在室外电杆上，适用于315KVA及以下变压器，常用于居民区、用电负荷小的用电单位。二、变电所的位置选择二、变电所的位置选择 变电所的位置选择应根据选择原则，从安全、经济、方便等方面来综合考虑，经技术、经济比较后确定。1总降压变电所总降压变电所位置选择选择的原则原则 （1）靠近负荷中心；（2）考虑电源的进线方向，偏向电源侧；（3）进

7、出线方便；（4）设备运输方便；（5）不应防碍企业的发展，要考虑扩建的可能性；（6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所；（7）不应设在有剧烈震动和高温场所；（8）不应设在地势低洼和可能积水的场所；（9）不应设在有爆炸危险区域。2车间变电所车间变电所位置选择选择的原则原则 在计算得出车间总计算负荷的基础上，按分散布置并接近负荷中心的原则确定车间变电所的位置，便于低压电网的备用联络。同时车间变电所位置选择还要考虑：进出线方便；靠近电源测；运输方便等。变电所选址尽量靠近负荷中心是供电设计的一项基本原则，可以按负荷矩法确定负荷中心。3 3负荷中心确定负荷中心确定负荷中心可以用负荷指示图或负荷矩的计算法近似

8、确定。（1）负荷指示图 负荷指示图是将电力负荷按一定比例用负荷圆的形式标示在企业或车间的平面图上。各车间的负荷圆的圆心位于车间的负荷“重心”（负荷中心）。在负荷均匀分布的车间，负荷中心就是车间的中心，在负荷分布不均匀的车间内，负荷中心应偏向负荷集中的一侧。由车间的计算负荷 得负荷圆的半径r为 式中K为负荷圆的比例（kW/mm2）,Pc为计算负荷。（2）负荷功率矩法确定负荷中心设有负荷P1、P2、P3，如图示。它们在任选的直角坐标系中的坐标分别为P1（x1，y1）、P2（x2，y2）、P3（x3，y3）。现假设总负荷 的负荷中心位于坐标P（x，y）处。负荷中心的坐标为：按负荷功率矩法确定负荷中心

9、，只考虑了各负荷的功率和位置，而未考虑各负荷的工作时间，因而负荷中心被认为是固定不变的。（3）按负荷电能矩法确定负荷中心 事实上，各负荷的工作时间不同，因而负荷中心不可能是固定不变的，负荷中心负荷中心不只是与各负荷的功各负荷的功率率有关，而且与各负荷的工作时间各负荷的工作时间有关，因而提出了负荷电能矩来确定负荷中心的方法。类似负荷功率矩法的公式，按负荷电能矩法确定负荷中心的公式为：式中，Pi为各负荷的有功计算负荷；Ai为各负荷的年有功电能消耗量 ti为各负荷在同一时间内的实际工作时间，应采用各负荷的年最大负荷利用小时。需要指出由于负荷中心原则并不是确定变电所需要指出由于负荷中心原则并不是确定变

10、电所位置的惟一因素，且负荷中心也是会随机变动的，位置的惟一因素，且负荷中心也是会随机变动的，大多数工厂变电所的位置都是靠近负荷中心偏向电大多数工厂变电所的位置都是靠近负荷中心偏向电源侧。源侧。第三节 变压器的选择 变压器是变电所中关键的一次设备，其主要功能是升高或降低电压，以利于电能的合理输送、分配和使用。一、变压器型号选择一、变压器型号选择文字符号：T图形符号（双绕组变压器）：1.变压器的分类（1）按绝缘介质分：油浸式；干式。（2）按调压方式分：有载调压；无载调压（3）按相数分：单相；三相（4）按导线分：铜芯；铝芯（5）按冷却方式分：自冷；风冷；强冷 （6）按用途分又可分为普通变压器和特种变

11、压器。2.型号及含义：3.变压器型号变压器型号的选择原则（1）在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全的场所，应选择密闭型变压器或防腐型变压器；（2）供电系统中没有特殊要求和民用建筑独立变电所常采用三相油浸自冷电力变压器（S9、SL9、S10-M、S11、S11-M等）；（3）对于高层建筑、地下建筑、发电厂、化工等单位对消防要求较高场所，宜采用干式电力变压器（SC、SCZ、SCL、SG3、SG10、SC6等）；如S9-1000/10表示三相铜绕组油浸式（自冷式）变压器，设计序号为9，容量为1000 kVA，高压绕组额定电压为10 kV。（4）对电网电压波动较大，为改善电能质量采用有载调压电力变压

12、器(SLZ7、SZ7、SFSZ、SGZ3等)。二、变压器台数和容量的确定二、变压器台数和容量的确定安装在总降压变电所的变压器通常称为主变压器（简安装在总降压变电所的变压器通常称为主变压器（简称主变），安装在称主变），安装在610610KV/0.4KVKV/0.4KV的变压器常叫做配电的变压器常叫做配电变压器（简称配变）。变压器（简称配变）。1 总降变电所变压器台数和容量的确定 （1）变压器台数的确定：12台 满足负荷对供电可靠性的要求,、级负荷比较大时,选择2台主变压器。季节性负荷或昼夜负荷比较大时，宜采用经济运行方式,技术经济合理时，可设2台主变。三级负荷一般选择一台主变压器，如果负荷较大时

13、，也可选择两台主变压器。有少量、级负荷可从邻近取得低压备用电源，可设1台主变压器。（2）容量：单台变压器容量的确定 单台变压器其额定容量SN应能满足全部用电设备的计算负荷Sc，留有余量，并考虑变压器的经济运行，即：SN =(1.151.4)SC 2台变压器容量的确定 任意一台主变压器容量SN应同时满足下列两个条件：任一台变压器单独运行时，应满足总计算负荷的60%70%的要求。SN=（0.60.7）Sc任一台变压器单独运行时，应能满足全部一、二级负荷SC（+）的需要 SN SC（+）考虑负荷发展留有一定的容量裕度 2 2车间变电所变压器台数和容量的确定车间变电所变压器台数和容量的确定（1）台数：

14、同总降变电所 负荷不大时视负荷大小及距邻近车间变电所的距离决定是否设车间变电所。由邻近车间变电所供电的容量和距离（2）容量：1台变压器：SN SC 2台变压器：SN =(0.60.7)SC SN SC（+）单台容量不宜超过1000KVA计算负荷（kVA）180 240 320 320以上 供电最大距离（m）320 230 175 单独设变电所 例例4-14-1 某一车间变电所（10kV/0.4 kV），总计算负荷为1350 kVA，其中一、二级负荷680kVA。试选择变压器的台数和容量。解：解：根据车间变电所变压器台数及容量选择要求，该车间变电所有一、二级负荷，故宜选择两台变压器。任一台变压器

15、单独运行时，要满足60%70%的负荷，即SN=（0.6 0.7）1350kV A=810kV A945 kV A且任一台变压器应满足SN680 kV A因此，可选两台容量均为1000 kV A的变压器，具体型号为S9-1000/10三、变压器容量和过负荷能力三、变压器容量和过负荷能力 1变压器的容量电力变压器的额定容量，是指它在规定的环境温度条件下，室外安装时，在规定的使用年限内（一般规定为20年）连续输出的最大视在功率。一般规定，如果变压器安装地点的年平均气温0.av20，则年平均气温每升高，变压器的容量应相应减小1。因此变压器的实际容量应计入一个温度校正系数K。对室外变压器其实际容量为：式

16、中SN.T为变压器的额定容量。对室内变压器其实际容量为：2变压器正常过负荷对于油浸式变压器，其允许过负荷包括以下两部分：(1）由于昼夜负荷不均匀而考虑的过负荷,由日负荷率和最大负荷持续时间确定；(2）由于夏季欠负荷而在冬季考虑的过负荷，夏季每低1%，冬季可过负荷1%，但不得超过15%。以上两部分过负荷同时考虑，室外变压器过负荷不得超过30%，室内变压器过负荷不得超过20%。干式变压器一般不考虑正常过负荷。3.变压器的故障过负荷能力 在事故情况下，允许短时间较大幅度的过负荷运行，而不论故障前负荷大小，但运行时间不得 超过规定时间。第四节第四节 变电所主要电器设备变电所主要电器设备一、高压断路器一、高压断路器1、作用：正常工作时断开和接通负荷电流；短路时断开短路电流。2、图形符号：3、文字符号：QF4、型号：5、种类和结构 1）SN10-10SN10-10型高压少油断路器型高压少油断路器 SN10-10型少油断路器按断流容量分有、型。型，断流容量Soc为300MVA，型为500MVA；型为750MVA。油仅作灭弧介质。2）SF6 断路器利用SF6气体作为绝缘和灭弧介质。SF6特点：无色、无