工厂供电 第三章 供电系统

第一节概述一)什么是工厂供电系统从电力电源进线到厂内高低压用电设备进线端,将这个系统称之为～。二）典型系统第二节电压的选择一）供电电压的选择(从电力网---总降压变电所)(35KV---110KV)1.有两种电源可供选择选择原则:1)负荷大小与电源远近(负荷距)（表3.2.1)2)考虑以下的因素用电设备对电压的要求负荷的均衡度工厂的供电功率因数高低导线的横截面工厂设备的折旧率,贷款利息电价3)尽量减少工厂内电压等级第二节电压的选择二)厂区高压线供电电压(广泛使用10KV)1.依据该地区原有供电条件和备用电源情况高压电动机及其它高压用电设备等级供电线路传输功率相同条件下(一般在500KW),10KV比6KV节约金属40%，还可减少出线回路。额定电压6KV、10KV的开关设备，当其切断容量相同时，价格相差不大。对大型企业，当计算负荷超过5600KVA时，不设总变电所，直接将35～110KV变为0.4KV。第二节电压的选择三）低压配电电压选择原则：依据用电设备性质决定直接选择380V/220V低压等级潮湿地方：36V煤矿等：660V；1140V英、美、法：500V第三节变电所的设置和变压器的选择一、变电所位置的确定1、变电所位置选择原则接近负荷中心无剧烈振动或高温的场所进出线方便尘土少、无腐蚀性气体接近电源侧不在有水的下方设备运输方便不在有爆炸危险的地方2、确定负荷中心的方法1）按负荷功率矩法确定负荷中心负荷中心的计算不必十分精确第三节变电所的设置和变压器的选择2）负荷指示图：rKP230KPr30第三节变电所的设置和变压器的选择3）负荷电能矩法（动态负荷中心计算法）三）总变压器设置数量1）车间厂房负荷集中（一个）2）企业非常大、容量大、分散（设两个）3）三级负荷，少量一、二级负荷，可以从临近企业取备用电源，设一个且只用一台变压器SN﹥S30=SCa选变压器，余量：15～25%4）一、二级负荷占比重大而且比较集中（定一个变电所但有2台主变）两台变压器关系：明备用：一台用，另一台备用，互为备用，SN≥S30暗备用：两台都占用50%，一台故障，另一台100%负荷70%S30第三节变电所的设置和变压器的选择二.车间变电所位置及变压器选择独立变电所附设变电所车间内变电所地下变电所杆上或高台变电所第三节变电所的设置和变压器的选择变压器选择：1）车间一台（二三级负荷）SN≥S302）一二级负荷比重大，负荷比较分散，可设两个变电所，每一个变电所有一台变压器；若一二级负荷比重大，负荷集中，则设一个变电所，但有两台变压器。第四节变电所的电气主结线电气主结线是指变电所中各种开关设备、电力变压器、母线、电流互感器以及电压互感器等主要电气设备，按照一定顺序用导线连接而成的，用以接受和分配电能的电路，也称为主电路。电气主接线中的设备用标准的图形符号和文字符号表示的电路图称为电气主接线图。因为三相交流电气设备的每相结构一般是相同的，所以电气主接线图一般绘成单线图，只是在局部需要表明三相电路不对称连接时，才将局部绘制成三线图；若有中性线(或接地线)可用虚线表示，使主接线清晰易看。在变电所的控制室内，为了表明变电所主接线实际运行状况，通常设有电气主接线的模拟图。运行时，模拟图中的各种电气设备所显示的工作状态必须与实际运行状态相符。3.4.1对主结线的基本要求电气主接线的形式，将影响配电装置的布置、供电可靠性、运行灵活性和二次接线、继电保护等问题。电气主接线对变电所以及电力系统的安全、可靠和经济的运行起着重要作用。因此，对变配电所主接线有下列基本要求。(1)安全：应符合有关国家标准和技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。(2)可靠：应满足电力负荷特别是其中一、二级负荷对供电可靠性的要求。(3)灵活：应能适应必要的各种运行方式，便于切换操作和检修，且适应负荷的发展。(4)经济：在满足上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低，并节约电能和有色金属消耗量。第四节变电所的电气主结线3.4.2总降压变电所的主结线1.线路-变压器组接线主要特点:变压器高压侧无母线,低压侧通过开关接成单母线结线供电2.桥式接线第四节变电所的电气主结线1)内桥式这种主接线，其一次侧的高压断路器QF10跨接在两路电源进线之间，犹如一架桥梁，而且处在线路断路器QFl和QF2的内侧，靠近变压器，因此称为内桥式接线。这种主接线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用一、二级负荷的工厂。如果某路电源例如L1线路停电检修或发生故障时，则断开QFl，投入QF5(其两侧QS先合)，即可由L2恢复对变压器T1的供电。这种内桥式接线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、变压器不需经常切换的总降压变电所第四节变电所的电气主结线2)外桥式二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图，这种主接线，其一次侧的高压断路器QF5也跨接在两路电源进线之间，但处在线路断路器QFl和QF2的外侧，靠近电源方向，因此称为外桥式接线。这种主接线的运行灵活性也较好，供电可靠性也较高，适用于一、二级负荷的工厂。但与上述内桥式接线适用的场合有所不同。如果某台变压器例如T1停电检修或发生故障时，则断开QFl，投入QF5(其两侧QS先合)，使两路电源进线又恢复并列运行。这种外桥式接线适用于电源线路较短而变电所昼夜负荷变动较大、适于经济运行需经常切换变压器的总降压变电所。当一次电源线路采用环形接线时，也宜于采用这种接线，使环形电网的穿越功率不通过断路器QFlQF2，这对改善线路断路器的工作及其继电保护的整定都极为有利。第四节变电所的电气主结线3.单母线和母线分段这种主接线兼有上述两种桥式接线运行灵活性的优点，但采用的高压开关设备较多。可供一、二级负荷，适于一、二次侧进出线较多的总降压变电所。第四节变电所的电气主结线4.双母线采用双母线接线较之采用单母线接线，供电可靠性和运行灵活性大大提高，但开关设备也相应大大增加，从而大大增加了初投资，所以双母线接线在工厂变电所中很少应用，主要应用于电力系统中的枢纽变电站。第四节变电所的电气主结线3.4.3车间变电所的一次接线方式:线路-变压器、单母线及单母线分段第五节变电所的二次接线二次接线:操作电源回路、测量表计回路、断路器控制回路和信号回路、中央信号回路、继电保护和自动装置回路。3.5.1测量回路1)电源进线装三相有功和无功电度表2)母线6~10KV中性点不接地的三相系统,应装设三只电压表测量各相对地电压用以绝缘监测。1KV以上系统：电压表接于电压互感器二次侧，500V以下：直接接入。三相对称：无零序电压三相不对称：90~100V零序电压第五节变电所的二次接线3）6~10KV高压配电线路装设一只电流表监视负荷。计量电能，再装设一只三相有功电度表和一只无功电度表。第五节变电所的二次接线4）低压配电线路三个电流表，一块电压表计算电能：有功、无功电度表5）并联补偿电容器三只电流表，一块电压表计算无功电能：无功电度表3.5.2断路器控制与信号回路具体操作:10KV以下:就地操作35KV以上;集中操作一、控制开关第五节变电所的二次接线二、断路器控制回路一)控制要求1)操作电源(瞬时电源)2)应能准确指示、分闸、合闸3）手动及继电器自动两套均有4）能实时完整的监视5）防止“跳跃”第五节变电所的二次接线二）断路器控制回路1)手动合闸合闸前,断路器处于“跳闸后”位置，断路器辅助触点QF1闭合，SA触点11~10导通，绿灯GN亮，说明合闸回路良好，但由于限流电阻R的作用，流过合闸接触器KO的电流不足以使其动作。转动控制开关SA至“预合闸”位置，然后再顺时针转45度到“合闸”位置，5~8触点导通，正电源经+WC→SA5-8触点→QF1→流经KO→负电源→WC构成通路，KO得电，接通合闸线圈YO，使高压断路器合闸，辅助接点QF1打开，切断合闸电源保证短时通电，同时QF2闭合。松开手柄后，开关至“合闸后”位置，开关SA13-16触点导通，红灯RD亮，表示断路器处于合闸状态。第五节变电所的二次接线2）手动分闸转动控制开关SA至“预跳闸”位置，然后再逆时针转动45度到“跳闸”位置此时SA6-7触点导通，正电源+WC→SA6-7→QF2→YR→-WC形成回路，断路器跳开，动合辅助触点QF2打开，切断分闸回路，动断辅助触点QF1闭合，绿灯亮。3）自动合闸控制开关第五节变电所的二次接线4)自动跳闸5)防跳跃装置第五节变电所的二次接线3.5.3信号装置按用途分:状态指示信号事故信号及预告信号一状态指示信号二事故信号事故音响信号事故灯光信号中央信号装置按复归方法:就地复归中央复归动作性能:能重复动作不能重复动作第六节高压配电网的接线方式一、高压配电网常用电气主接线形式高压配电网常用电气主接线形式放射式、树干式和环形等基本接线方式。1.高压放射式接线高压放射式接线如图3.48所示。放射式线路之间互不影响，因此供电可靠性较高，而且便于装设自动装置，保护装置也较简单，但是其高压开关设备用得较多，且每台高压断路器须装设一个高压开关柜，从而使投资增加。而且在发生故障或检修时，该线路所供电的负荷都要停电。要提高其供电可靠性，可在各车间变电所的高压侧之间或低压侧之间敷设联络线。如果要进一步提高其供电可靠性，可采用来自两个电源的两路高压进线，然后经分段母线，由两段母线用双回路对重要负荷交叉供电。图第六节高压配电网的接线方式2.高压树干式接线高压树干式接线如图3.49所示。树干式接线与放射式接线相比具有以下优点：多数情况下，能减少线路的有色金属消耗量；采用的高压开关数少，投资较省。但有下列缺点：供电可靠性较低，当干线发生故障或检修时，接于干线的所有变电所都要停电，且在实现自动化方面适应性较差。要提高供电可靠性，可采用双干线供电或两端供电的接线方式，如图3.50(a)、图3.50(b)所示。图3.49高压树干式接线(a)双干线供电(b)两端供电图3.50双干线供电及两端供电的接线方式第六节高压配电网的接线方式3.高压环形接线高压环形接线，如图3.51所示实质上是两端供电的树干式接线。这种接线在现代城市电网中应用很广。为了避免环形线路上发生故障时影响整个电网，也为了便于实现线路保护的选择性，因此大多数环形线路采取“开口”运行方式，即环形线路中有一处开关是断开的。为了便于切换操作，环形线路中的开关多采用负荷开关。实际上，工厂的高压配电线路往往是几种接线方式的组合，视具体情况而定。不过对大中型工厂，高压配电系统宜优先考虑采用放射式，因为放射式接线供电可靠性较高，且便于运行管理。但放射式采用的高压开关设备较多，投资较大，因此对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式或环形配电，这比较经济。图3.51高压环形接线第七节低压配电系统二、低压配电网常用电气主接线形式低压配电网常用电气主接线形式也有放射式、树干式和环形等基本接线方式。低压放射式接线如图3.52所示。放射式接线的特点是其引出线发生故障时互不影响，因此供电可靠性较高。但在一般情况下，其有色金属消耗量较多，采用的开关设备较多。低压放射式接线多用于设备容量较大或对供电可靠性要求较高的设备配电。1.低压放射式接线图3.52低压放射式接线2.低压树干式接线低压树干式接线如图3.53所示。树干式接线的特点正好与放射式接线相反。一般情况下，树干式接线采用的开关设备较少，有色金属消耗量也较少，但当干线发生故障时，影响范围大，因此供电可靠性较低。树干式接线在机械加工车间、工具车间和机修车间中应用比较普遍，而且多采用成套的封闭型母线，它灵活方便，也相当安全，很适于供电给容量较小而分布较均匀的用电设备如机床、小型加热炉等。图3.53(b)所示“变压器-干线组”接线，还省去了变电所低压侧整套低压配电装置，从而使变电所结构大为简化，投资大为降低。(a)低压母线放射式配电的树干式(b)低压“变压器-干线组”的树干式图3.53低压树干式接线图3.54(a)和图3.54(b)是一种变形的树干式接线，通常称为链式接线。链式接线的特点与