变配电系统

任务一建筑变配电工程的基本知识一、建筑供配电系统的组成（一）、供配电系统的组成电能由发电厂产生，发电机发出的电压经变压器变换后再送至用户。由发电、变电、送配电和用电构成的一个整体，即电力系统。2021/2/3图4-1发电送变电过程1.发电厂发电厂是把其他形式的能量，如水能、热能、太阳能、风能、核能等转换成电能的工厂。根据所利用的能量形式不同，发电厂可分为水力发电厂、火力发电厂、风力发电厂、核能发电厂、地热发电厂等。2021/2/32.变电所变电所是接受电能和变换电压的场所，主要由电力变压器和控制设备等组成。变电所是电力系统的重要组成部分，一般可分为升压变电所和降压变电所。只接受电能而不改变电压，并进行电能分配的场所叫配电所。2021/2/3变电所的划分及形式变电站主要可分为枢纽变电所、终端变电所；按电压升降分类：升压变电所、降压变电所；按系统用途分类：电力系统的变电所、工矿变电所、铁路变电所；按电压等级分类：1)在供配电系统中，一般将110kV/10（6）kV或35kV/10（6）kV的变电所称为区域变电所或总降压变电所。2)10（6）kV/0.4kV的变配电所称为用户变电所，在工业企业中则称为车间变电所。3)10kV配电站又称开闭所，在城市电网中使用较为普遍。3.电力线路电力线路是输送电能的通道。其任务是把发电厂生产的电能输送并分配到用户，把发电厂、变配电所和电能用户联系起来。电力线路由不同电压等级和不同类型的线路构成。建筑供配电线路的额定电压等级多为10kV线路和380V线路，通常分为架空线路和电缆线路。城市供电网常用多用于建筑内部供电线路架空线路电缆线路4.低压配电系统低压配电系统由配电装置(配电盘)及配电线路组成。配电方式有放射式、树干式及混合式等。2021/2/3图4-2配电方式分类示意图优点：各个负荷独立受电，供电可靠；缺点是设备和材料消耗量大。优点：节省设备和材料；缺点是供电可靠性较低。综合了放射式和树干式的优点，供电可靠性较好，有效的节约了材料。5.电力负荷分级电力负荷根据其重要性和中断供电后在政治上、经济上所造成的损失或影响的程度分为三级，即一级负荷、二级负荷、三级负荷。2021/2/3一、符合下列情况之一时，应为一级负荷：1．中断供电将造成人身伤亡时。2．中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。3．中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷。符合下列情况之一时，应为二级负荷：1．中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。2．中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。（二）、供电电压等级1）电压等级：我国规定交流电网的额定电压等级有：220v、380v、3kv、6kv、10kv、35kv、110kv、220kv等；2）各种电压等级的适用范围：高压多用于远距离输送电能，三相四线制低压供电采用380/220v;3）国际电工委员会标准IEC439-1规定：AC≤1kV，DC≤1.5kV为低压；AC1kV，DC1.5kV为高压。4）6～10kV电压用于向输电距离为10km左右的工业与民用建筑供电，380V电压用于建筑物内部或向工业生产设备供电，220V电压多用于向生活设备、小型生产设备及照明设备供电。2021/2/3三相:是指A、B、C三相，他们的相位角相差120度，相间电压为380伏（线电压）。四线：是指采用四根导线供电的方式。其中三根线着分别作为A、B、C三相的导体，另一根导线做为零线。这三相对零线之间的电压都是220V（相电压）。（三）、电力系统的中性点运行方式在三相电力系统中，发电机和变压器的中性点有三种运行方式：即中性点不接地系统；中性点经阻抗接地系统；中性点直接接地系统。前两种合称小电流接地系统，后一种称大电流接地系统。2021/2/32021/2/3图4-3中性点不接地的电力系统（小电流接地）中性点不接地，当电网发生单相接地故障时，不会构成回路，电源不会短路。2021/2/3图4-4中性点经消弧线圈接地的电力系统（小电流接地）弧线圈的作用是当电网发生单相接地故障后，防止弧光重燃，达到灭弧的目的，降低高幅值过电压出现的几率，防止事故进一步扩大。小电流接地系统特点：发生单相接地故障时，不会出现电源被短接现象，系统可带故障工作1~2h，可提高供电稳定性，但电气设备绝缘费用增大。2021/2/3图4-5中性点直接接地的电力系统为减少单相接地时线路跳闸造成供电中断，课辅以自动重合闸的措施。即断路器切断线路后，经很短时间再自动关合。低压配电系统按保护接地形式分：TN系统：TN-C、TN-S、TN-C-STT系统IT系统2021/2/3TN-C第三个字母表示工作零线与保护线的组合关系。如C表示工作零线与保护线是合一的，如TN-C；S表示工作零线与保护线是严格分开的，所以PE线称为专用保护线，如TN-S。C-S表示部分工作零线和保护线合一。第一个字母表示电力（电源）系统对地关系。如T表示是中性点直接接地；I表示电源侧无接地或经阻抗接地。第二个字母表示用电装置外露的可导电部分对地的关系。如T表示设备外壳接地，它与系统中的其他任何接地点无直接关系；N示负载采用接零保护。2021/2/3(a)TN—C系统；(b)TN—S系统；(c)TN—C—S系统特点：单相对地短路故障，熔断器的熔丝会熔断，低压断路器的脱扣器会立即动作而跳闸，使故障设备断电，比较安全。TT系统TT系统，是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统。第一个符号T表示电力系统中性点直接接地；第二个符号T表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接。特点：当电气设备的金属外壳带电时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。但是，低压断路器不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压。且耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。IT系统IT系统，I表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。每二个字母T表示负载侧电气设备进行接地保护，特点：IT方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。二、室内变电所的布置6~10kV室内变电所主要由三部分组成：即高压配电室、变压器室、低压配电室。（一）、高压配电室高压配电室是安装高压配电设备的房问，其布置方式取决于高压开关柜的数量和型式，运行维护时的安全和方便。当台数较少时采用单列布置；当台数较多时采用双列布置。2021/2/3(a)单列布置(b)双列布置1—高压支柱绝缘子;2—高压母线;3—母线桥（二）、变压器室变压器室是安装变压器的房间。变压器室的结构型式与变压器的型式、容量、安放方向、进出线方位及电气主接线方案等有关。变压器在室内安放的方向根据设计来确定，通常有宽面推进和窄面推进。图4-8变压器室布置（a）变压器窄面推进式（电缆进线）（b）变压器宽面推进式（架空进线）（三）、低压配电室低压配电室是安装低压开关柜(低压配电屏)的房间，其布置方式取决于低压开关柜的数量和型式以及运行维护时的安全和方便。根据低压开关柜数量的不同可采用单列布置或双列布置。2021/2/3图4-9低压配电室布置（四）、变配电所主接线变配电所主接线是指由各种开关电器、电力变压器、母线、电力电缆、移相电容器等电器设备依一定次序相连接的接受电能并分配电能的电路。1．只有一台变压器的变电所主接线2．有两台变压器的变电所主接线2021/2/3图4-10只有一台变压器的6～10kv变配电所主接线a)高压侧设隔离开关和熔断器b)高压侧设负荷开关和高压熔断器c)高压侧设隔离开关和高压断路器熔断器隔离开关负荷开关熔断器隔离开关高压断路器断路器隔离开关断路器断路器此系统隔离开关仅能切断320kvA以下电流，变压器容量也在320kVA以下此系统负荷开关用于正常运行时操作变压器，熔断器用于短路保护，容量可达560~1000kVA隔离开关和高压熔断器用于正常运行时接通或断开变压器，切断故障时高压侧电流。容量可达1000kVA以上特点:只有一台变压器的变配电系统，投资少，运行操作方便，但供电可靠性差。当高压或低压侧发生故障或电源进线停电时，整个变电所都要停电，只能用于三类负荷用户。2021/2/3a)高压侧无母线b)高压侧有母线图4-11有两台变压器的6～10kv变配电所主接线一二类负荷或用电量大的民用建筑或工业企业需采用双回路或两台变压器的接线。其中一路进线电源出现故障，可通过母线联络开关将断电部分的负荷接到另一路进线上去，保证用电设备继续工作。母线联络开关母线联络开关任务二建筑变配电工程常用材料一、常用导电材料及其应用（一）、导线导线又称为电线，常用导线可分为绝缘导线和裸导线。导线对线芯和绝缘层各有要求。1.裸导线：导线外面没有覆盖绝缘层，有利于散热。常用材料：铜、铝、钢；裸导线分为裸单线和裸绞线；按线芯性能分：硬裸导线（主要用于高、低压架空电力线路）、软裸导线（主要用于电气装置的接线、元件接线、接地线等）。2021/2/32021/2/3线芯材料特性派生形状加工软、硬轻、加强符号意义符号意义符号意义符号意义符号意义符号意义TL铜线铝线YG圆型沟型JX绞制镀锡RYFG柔软硬防腐钢芯QJ轻型加强型123第一种第二种第三种表4-1裸导线文字符号含义2021/2/3型号名称导线截面(mm2)主要用途LJ铝绞线10～800短距离输配电线路LGJ钢芯铝绞线10～800高、低压架空电力线路LGJQ轻型钢芯铝绞线150～700高、低压架空电力线路LGJJ加强型钢芯铝绞线150～400高、低压架空电力线路TJ铜绞线10～400短距离输配电线路TJR软铜绞线0.012～500引出线、接地线及电器设备部件间连接用TJRX镀锡软铜绞线0.012～500引出线、接地线及电器设备部件间连接用表4-2常用裸导线的型号和主要用途裸绞线可用芯线结构表示，也可用标称截面来表示。裸导线的规格p1362.绝缘导线具有绝缘包层(单层或数层)的电线称为绝缘导线。绝缘导线按线芯材料分为铜芯和铝芯；按线芯股数分为单股和多股；按结构分为单芯、双芯、多芯等；按绝缘材料分为橡皮绝缘导线和塑料绝缘导线等。2021/2/3橡皮绝缘导线塑料绝缘导线BVV性能分类代号或用途线芯材料绝缘护套派生符号意义符号意义符号意义符号意义符号意义符号意义ZRNH阻燃耐火ABYTHRHP安装线布电线移动电器线天线电话软线电话配线TL铜(省略)铝VFYXXFST聚氯乙烯氟塑料聚乙烯橡皮氯丁橡皮天然丝VHBNSKL聚氯乙烯橡套编织套尼龙套尼龙丝腊克PRSBDP1屏蔽软双绞平型带形缠绕屏蔽表4-3绝缘导线文字符号含义2021/2/3型号名称导线截面(mm2)主要用途BX铜芯橡皮线0.75～500用于交流500V及以下，直流1000V及以下的户内外架空、明设、穿管固定敷设的照明及电气设备电路BLX铝芯橡皮线2.5～700BXR铜芯橡皮软线0.75～400用于交流500V及以下，直流1000V及以下电气设备及照明装置要求电线比较柔软的室内安装BXF铜芯氯丁橡皮线0.75～95用于交流500V及以下，直流1000V及以下的户内外架空、明设、穿管固定敷设的照明及电气设备电路(尤其适用于户外)BLXF铝芯氯丁橡皮线2.5～95表4-4橡皮绝缘导线的型号和主要用途2021/2/3型号名称导线截面(mm2)主要用途BLV铝芯塑料线1.5～185交流电压500V以下，直流电压