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第4章供配电一次系统供配电工程2第4章工厂变配电所及其一次系统4.1工厂变配电所的任务、类型及所址4.2电气设备中的电弧问题及对触头的要求4.3高压一次设备及其选择4.4低压一次设备及其选择4.5电力变压器及其选择4.6互感器及其选择4.7避雷器4.8成套配电装置4.9工厂变配电所的主接线图3供配电系统是电力系统的重要组成部分，也是变配电所设计的第一环节。本章重点介绍了供配电系统的电压选择、变电所位置的确定、变配电所的一次设备及主接线图以及变电所的布置和结构。本章是本课程的重点，也是从事供电设计与运行必备的基础知识。44.1供配电电压的选择一、供电电压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。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。如某一中小型企业，可采用10kV供电电压，但附近只有35kV电源线路，而要取得远处10kV供电电压，投资较大时，则只有采用35kV供电电压。（2）企业负荷大小及距离电源线路远近。5每一级供电电压都有其合理的供电容量和供电距离（见表4-1），当负荷较大时，相应的供电距离就会减小，如果企业距离供电电源较远时，为了减少能量损耗，可采用较高的供电电压。表4-1各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离6（3）企业大型设备的额定电压决定了企业的供电电压。例如，某些制药厂或化工厂的大型设备，其额定电压为6kV，则必须采用6kV电源电压供电。当然也可采用35kV或10kV电源进线，再降成6kV厂内配电电压供电。在选择供电电压时，必须进行技术经济比较，才能确定应该采用的供电电压，而这一工作通常由有关设计部门去做。我国目前所用的企业供电电压为35～110kV、10kV、6kV。一般来讲，大中型企业常采用35～110kV作供电电压，中小型企业常采用10kV、6kV作供电电压，其中，采用10kV供电电压是最为常见的。7二、配电电压1.高压配电电压厂内高压配电电压通常采用10kV或6kV,一般情况下,采用10kV作厂内高压配电电压。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。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。考虑到企业以后的扩建，这种高压线深入负荷中心的供电方式，只要从供电线路上引向新负荷点，建立新变电站就可以了。82.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。主要考虑在这些场合变电所不能设在负荷中心，距离负荷中心较远返回目录94.1变配电所的配置一、变配电所的任务二、变配电所的类型变电所担负从电网接受电能、变换电压、分配电能的任务。配电所担负从电网接受电能、分配电能的任务。变配电所是供配电系统的重要组成部分。变电所：受电、变电、配电配电所：受电、配电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等。101.总降压变电所一般来讲，企业规模不太大，车间或生产厂房布局比较集中，应尽量设一个总降压变电所，这样既节省投资，又便于运行维护。用户是否要设置总降压变电所，是由地区供电电源的电压等级和企业负荷大小及分布情况而定。对大中型企业，由于负荷较大，往往采用35KV（或以上）电源进线，一般降压至10kV或6kV，再向各车间变电所和高压用电设备配电，这种降压变电所称为总降压变电所。112.车间变电所车间变电所主要有以下两种类型的变电所。（1）车间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，如图4-1所示。车间附设变电所又分内附式（图4-1中1）和外附式（图4-1中2）。内附式变电所要占用一定的车间面积，但其在车间内部，故对车间外观没有影响。外附式变电所在车间的外部，不占用车间面积，便于车间设备的布置,而且安全性也比内附设变电所要高一些。12变压器室位于车间内的单独房间内（如图4-1中3），虽然这种车间内变电所占用了车间内的面积，但它处于负荷的中心，因而可以减少线路上的电能损耗和有色金属消耗量。由于设在车间内其安全性要差一些，故适用于负荷较大的多跨厂房内，在大型冶金企业中比较多见。（2）车间内变电所133.独立变电所图4-2独立变电所与车间位置关系独立变电所为独立建筑，是指整个变电所设在与车间或建筑物有一定距离的单独区域内，通常是户内式变电所，向周围几个车间或建筑物供电，或向全厂（或小区〕供电,如图4-2所示。设置独立变电所主要是因为相邻几个车间负荷大，将变电所建到某一车间不适宜；或由于车间环境的限制，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；或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。适用于用电负荷比较分散，或有防火、防爆、防尘和安全管理方面要求的场所。14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。5、成套变电站成套变电站是由电气制造厂家按一定接线方案成套制造，现场装配的变电所。由高压开关设备、电力变压器和低压开关设备三部分组合在一起而构成的配电装置。成套变电站是组合式变电站、箱式变电站和可移动式变电站的统称。4.杆上变电所15杆上变电所16箱式变电站17这是民用建筑中经常采用的变电所形式，变压器一律采用干式变压器，高压开关一般采用真空断路器，也可采用六氟化硫断路器，但通风条件要好，从防火安全角度考虑，一般不采用少油断路器。5.楼内变电所高层建筑内，根据规模变电所位置可设在：•地下室或中间层•地下室和高层•地下室、中间层和高层18原纽约的世贸中心共110层，建筑面积840000平米,变压器总容量132000kVA,配置在第7、41、75、108层。日本新宿中心大厦共60层，变压器配置在地下4层和地面40层。840000m2132000kVA19原纽约曼哈顿世贸大楼20212223242526它的高度仅次于马来西亚吉隆坡的双塔大厦和美国芝加哥的西尔斯大厦，是目前国内第一、世界第三高楼。美国SOM设计事务所主设计。金茂大厦高达420.5米，主楼88层、裙房6层、地下室3层，占地面积为2.4万平方米，总建筑面积为29万平方米。供电:35kV进线,2*10MVA+2*12MVA共计4台主变(35/6.3kV).13台配电变压器(6*2500+7*1500kVA).自备柴油发电机--3台*1600kW垂直运输电梯:61部.自动扶梯18套,总装机容量2840kW上海金茂大厦27282930311．变电所位置选择的原则变电所的位置选择原则：①应尽可能接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量；②考虑电源的进线方向，偏向电源侧；③进出线方便；④不应防碍企业的发展，要考虑扩建的可能性；⑤设备运输方便；⑥尽量避开有腐蚀性气体和污秽地段，如无法避免，应位于污源的上风侧；⑦变电所屋外配电装置与其他建筑物、构筑物之间的防火间距符合规定；⑧变电所建筑物、变压器及屋外配电装置与附近的冷却塔或喷水池之间距离符合规定。三、变配电所所址的选择变电所的位置选择应根据选择原则经技术、经济比较后确定。32不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所。不应设在厕所、浴室附近及地势低洼和可能积水的场所。不应设在有爆炸和火灾危险环境的正上方或正下方。高层建筑地下室等变电所宜选择通风散热好的场所，并近电气竖井及负荷中心。不应设在有剧烈振动的场所33负荷中心可以用负荷指示图或负荷矩的计算法近似确定（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。2．负荷中心确定负荷圆的半径r，由车间的计算负荷得230PKr30PrK式中K为负荷圆的比例（kW/mm2）。34图4-3某企业负荷指示图。由负荷指示图结合变电所所址选择的其他条件，最后择其最佳方案，确定变配电所的位置。图4-3企业负荷指示图（2）负荷功率矩法确定负荷中心321PPPPPi总负荷设有负荷P1、P2、P3，分布如图4-4所示。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。36需要指出由于负荷中心原则并不是确定变电所位置的惟一因素，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源侧。负荷中心的坐标为：）（24)()(iiiiiiPyPyPxPx返回目录