工厂变配电所及其一次系统

第四章工厂变配电所及其一次系统第一节工厂变配电所的任务和类型第二节电器设备的电弧问题及对触头的要求第三节高压一次设备（重点）第四节低压一次设备第五节电力变压器（重点）第六节电流互感器和电压互感器（重点）第七节工厂变配电所的主接线图(重点/难点）第八章工厂变配电所的运行维护和检修试验第一节工厂变配电所的任务和类型一、变、配电所的任务变电所的任务：担负着从电力系统受电，变换电压，分配电能的任务。配电所的任务：担负着从电力系统受电，然后直接分配电能的任务。二、工厂变配电所的类型1、变配电所的类型用户变配电所按功能分：35～110/10kV总降压变电所10kV配电所10/0.38kV（车间）变电所35/0.38kV直降变电所二、工厂变配电所的类型2、用户变配电所按安装位置分：建筑物车间内变电所独立变电所附设变电所室内变电所的几种型式楼上变电所、地下变电所、露天变电所、杆上变电所三、变配电所所址的选择1、变配电所所址选择的一般原则：1)靠近负荷中心,以减少电压损耗、电能损耗及有色金属消耗量；2)进出线方便;3)靠近电源侧;4)设备运输方便;5)不宜设在有剧烈震动和高温的场所;6)不宜设在多尘和有腐蚀性气体的场所;7)不宜设在厕所、浴室或其他经常积水的场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻；8)不应设在有爆炸危险环境、火灾危险环境的正上方或正下方，当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合国家的有关标准；9）不应设在地势低洼和可能积水的场所。2、全厂负荷中心的确定KPrrKP302301）确定车间的负荷中心如果车间负荷均匀分布，负荷中心就在车间建筑物的中心。如果车间负荷分布不均匀，负荷中心应偏向于负荷比较重的一侧。2）全厂负荷中心的确定①以工厂平面图的某一点为原点建立直角坐标系；②各车间负荷用负荷圆的形式标注在直角坐标系上，负荷圆的圆心就是车间的负荷中心，负荷圆的半径由车间的有功计算负荷决定。其中K为负荷圆的比例，单位。2/mmkW2、全厂负荷中心的确定y③按负荷矩法确定全厂的负荷中心得O1P2P3P1x1y2x2y3x3yx四、变配电所的布置1.便于运行维护与检修（一）基本要求2.便于进出线3.保证运行安全4.节约土地与建筑费用5、适应发展要求变配电装置要有足够的安全净距和操作维护通道。变配电所总体布置的方案应因地制宜，合理设计。（二）总体布置方案安全净距2表3高压开关柜前后通道的最小宽度（mm）柜前操作通道单车长＋120015001000双列背对背布置双车长＋12002000800双列面对面布置单车长＋12001500800单列布置手车柜固定柜柜后维护通道布置方式表4低压开关柜前后通道的最小宽度（mm）柜前操作通道180015001000(1500)双列背对背布置230020001000双列面对面布置180015001000单列布置抽屉柜固定柜柜后维护通道布置方式开关柜的布置某10/0.38kV变电所电气平面布置图（示例）0.38kV出线30003800380038005000低压开关柜补偿补偿低压开关柜0.38kV出线低压配电(变压器)室封闭式母线桥高压开关柜8200变压器A变压器12360900进线800PT计量变压器900800进线补偿CPT计量进线高压配电室800变压器2联络进线80010kV电源进线8002760出线出线出线3600值班室1960出线补偿出线出线工具室12345634224231413213214231或33或1a）b）f）e）c）d）213442210/0.38kV变电所的电气平面布置方案（示例）1-高压开关柜2-变压器3-低压配电屏4-值班环网进环网出10kV10kV10kV0.38kVK组合式成套变电站的布置1.预装式变电站预装式变电站是一种集高压受电部分、配电变压器、低压配电部分于一体的组合装置，俗称欧变。一般为“目”字型结构。2.组合式变压器组合式变压器是将变压器本体、开关设备、熔断器、分接开关及相应辅助设备进行组合在一起的变压器，俗称美变。一般为“品”字型结构。油箱内设备10kV环网进10kV环网出2310kV10.38kVK第二节电气设备中的电弧问题及对触头的要求电弧：电弧实际上是气体放电现象。电弧的危害：延长线路的断开时间；烧毁电气设备和导线电缆；损伤人的视力。第二节电气设备中的电弧问题及对触头的要求一、电弧的产生和熄灭机理根本原因:触头本身及周围介质中含有大量可被游离的电子。游离方式：高电场发射、碰撞游离、热电发射、高温游离。熄灭机理：去游离率大于游离率。二、交流电弧的特性与熄灭交流电弧每一个周期要暂时熄灭两次。电弧熄灭瞬间，弧隙温度骤降，热游离中止，去游离(主要为复合)大大增强。去游离方式：复合、扩散第二节电气设备中的电弧问题及对触头的要求三、现代开关电器中的灭弧方法迅速拉长灭弧法冷却灭弧法吹弧灭弧法长弧分切短弧灭弧法粗弧分细弧灭弧法狭沟灭弧法真空灭弧法六氟化硫（SF6）气体灭弧法。四、供电系统对电器触头的基本要求1、满足正常负荷的发热要求2、具有足够的机械强度3、具有足够的动稳度和热稳定度4、具有足够的断流能力第三节高压一次设备一、概述1、高压一次设备的定义承担输送和分配高压电能的电路，称为高压一次电路。高压一次电路中所用的设备为高压一次设备。2、高压一次设备的类型变换设备、控制设备、保护设备、补偿设备、成套设备。3、二次设备的定义凡用来控制、指示、监测和保护一次设备运行的电路，称为二次电路。二次电路中所用的设备为二次设备。功能：主要对高压线路及高压电气设备进行短路保护，有的也具有过负荷保护功能。二、高压一次电器1、高压熔断器定义：当高压电路中的电流超过规定的值并经过一定的时间后，使其熔体熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。类型：高压户内熔断器RN1、RN2高压户外熔断器RW4、RW10F1）高压户内熔断器RN1、RN2①主要组成：熔丝管、接触导电系统、支柱绝缘子、底座等接线端子支柱绝缘子安装卡座金属管帽瓷熔管内有金属熔体与石英沙底座••••••②高压户内熔断器的主要结构特点：*几根并联的熔丝装在充满石英沙的瓷管内；*熔丝上焊有小锡球。RN1熔断器的作用：主要用于高压线路和设备的短路保护。RN2熔断器的作用：主要用于高压电压互感器一次侧的短路保护。高压熔断器的电器符号：③高压户内熔断器的主要作用FU2）高压户外熔断器RW4、RW10F①主要组成：固定的支持部件和活动的熔管及熔体。户外跌开式熔断器结构接线端子绝缘子安装卡座钩环瓷熔管内有金属熔体灭弧罩②高压户外熔断器的主要作用用于环境正常的室外场所，做6-10KV线路和设备的短路保护；并且在一定条件下，可直接用高压绝缘棒来操作熔管分合。起隔离开关的作用。③RW4和RW10F型户外高压跌开式熔断器的主要区别：ａ结构上的区别：RW4熔断器动触头上无任何灭弧装置。RW10F熔断器动触头上有灭弧装置。ｂ操作上的区别：RW4熔断器不能带负荷操作。RW10F熔断器能带负荷操作。称为负荷型熔断器。④高压户外熔断器的电器符号FD一般型FDL负荷型高压熔断器全型号的表示和含义：RNW设计序号额定电压KV其他标志-GY-高原型断流容量（KA）额定电流（A）补充型号G-改造型F-负荷型2、高压隔离开关结构：触头装置、绝缘瓷瓶、底座及传动机构等。高压隔离开关一般采用手力操动机构。高压隔离开关GN19-10型实物图片GN19-10C型实物图片隔离闸刀上接线端子下接线端子操作手柄传动机构功能：主要用来隔离高压电源以保证其他设备的安全检修。注意：它没有专门的灭弧装置，因此不允许带负荷操作。2、高压隔离开关电器符号：2、高压隔离开关QS高压隔离开关全型号的表示和含义：2、高压隔离开关GNW设计序号额定电压KV其他标志极限通过电流（KA）额定电流（A）结构标志T-统一设计G-改造型C-穿墙型D-带接地刀闸W-放污型隔离开关在运行中应注意事项ａ处于合闸位置的隔离开关，触头处应接触紧密良好，并无发热现象。ｂ处于分闸位置的隔离开关，静触头与刀闸的距离应尽量远些。ｃ隔离开关的绝缘子表面，应保持没有尘垢、外物、裂纹、缺损等。ｄ隔离开关不能切断负荷电流。2、高压隔离开关3、高压负荷开关结构：主要作用:1、隔离高压电源，保证电器设备和线路的安全检修。2、能通断一定的负荷电流和过负荷电流。3、具有过负荷保护。问题：高压负荷开关具有哪些功能？它本身装设哪种脱扣？如何实现短路保护？3、高压负荷开关电器符号：QL高压真空负荷开关上隔离开关真空负荷开关上接线端子下接线端子传动机构弹簧脱扣机构接地开关高压SF6负荷开关上接线端子下接线端子操作机构电器符号：QL高压负荷开关全型号的表示和含义：FNW设计序号额定电压KV其他标志最大开断电流（A）额定电流（A）高压负荷开关在运行中应注意事项ａ合闸时，负荷开关的主触头处应接触紧密良好，并无发热现象。ｂ完全分闸时，刀闸的张开角度应大于58度，以起到隔离开关的作用。ｃ负荷开关多次操作后，必须定期检查灭弧腔。ｄ负荷开关的绝缘子表面，应保持没有尘垢、外物、裂纹、缺损等。ｅ负荷开关不能切断短路电流。4、高压断路器结构：触头装置、灭弧室、基座框架、传动机构（配操动机构）功能：1、隔离高压电源，保证电器设备及高压线路的安全检修；2、能通断正常负荷电流，且能带负荷拉合闸；3、具有短路保护。4、高压断路器弹簧操动机构电磁操动机构永磁操动机构操动机构(按合闸所需能量分)类型(按灭弧介质分)油断路器SF6断路器真空断路器4、高压断路器以油作为灭弧介质以SF6气体作绝缘介质和灭弧介质，可频繁操作利用“真空”作绝缘和灭弧介质，可频繁操作交流或直流操作电源，合闸所需能量小直流操作电源，合闸所需能量大直流操作电源，合闸所需能量小4、高压断路器QF符号高压断路器的电器符号开关柜是金属封闭开关设备的俗称，是按一定的电路方案将有关电气设备组装在一个封闭的金属外壳内的成套配电装置。5、高压开关柜落地式：中置式：断路器的放置位置绝缘类型空气绝缘金属封闭开关柜SF6气体绝缘金属封闭开关设备(充气柜)结构类型铠装式：间隔式：箱式：各室间用金属板隔离且接地，如KYN型和KGN型。各室间是用一个或多个非金属板隔离，如JYN型。具有金属外壳，但间隔数目少，如XGN型。断路器手车本身落地，推入柜内；手车装于开关柜中部，装卸需要装载车。中置式手车柜10kV中置式手车柜实物图片落地式手车柜高压断路器全型号的表示和含义：SDZLNW设计序号额定电压KV开断电流（KA）额定电流（A）其他标志G-改进型ⅠⅡⅢ断流能力代号开断容量（KVA）开关柜的布置变电所高压开关柜五、高压电器的选择与校验（一）选择校验项目及条件1.按正常工作条件选择考虑电气设备的环境条件和电气要求。环境条件是指电气设备的使用场所、环境温度，海拔高度以及有防尘、防腐、防火、防爆等要求，据此选择电气设备结构类型。电气要求是指电气设备在电压、电流等方面的要求，即设备的额定电压应不小于装置地点的额定电压；设备的额定电流应不小于通过设备的计算电流。对一些开断电流的电器，如熔断器、断路器和负荷开关等，则要求其最大开断电流应不小于它可能开断的最大电流。1）对断路器，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大短路电流。即(3)ock.maxII2）对负荷开关，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大负荷电流。即ocL.maxII3）对熔断器，其最大开断电流应不小于它可能开断的线路最大短路电流。即(3)ocshII（对非限流型熔断器）(3)ock.maxII（对限流型熔断器）按短路故障条件校验，就是要按最大可能的短路故障时的动稳定性和热稳定性进行校验。2.按短路故障条件校验高压一次设备的选择电器设备名称电压（KV）电流（A）断流能力（KA）短路电流校验动稳定度热稳定度高压熔断器√√√——高压隔离开关√√—√√高压负荷开关√√√√√高压断路器√√√√√电流互感器√√—√√电压互感器√————高压电容√————母线—√—√√电缆√√——√支柱瓷瓶√——√—套管瓷瓶√√—√√选择条件设备的额定电压应不小于装置地点的额定电压设备额定