配電網(wǎng)及一次設(shè)備.ppt

36935-1a,主編,第2章配電網(wǎng)及一次設(shè)備,2.1配電網(wǎng)接線2.2配電網(wǎng)一次設(shè)備2.3開閉所2.4環(huán)網(wǎng)柜和電纜分支箱2.5配電站和箱式變壓器2.6配電網(wǎng)的接地方式,2.1配電網(wǎng)接線,2.1.1放射式接線2.1.2網(wǎng)格式接線2.1.3環(huán)式接線,1)配電網(wǎng)自動化實(shí)施區(qū)域的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，應(yīng)布局合理、成熟穩(wěn)定，其接線方式應(yīng)滿足Q/GDW156城市電力網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)導(dǎo)則和Q/GDW370城市配電網(wǎng)技術(shù)導(dǎo)則等標(biāo)準(zhǔn)要求。2)一次設(shè)備應(yīng)滿足遙測和(或)遙信要求，需要實(shí)現(xiàn)遙控功能的還應(yīng)具備電動操動機(jī)構(gòu)。3)實(shí)施饋線自動化的線路應(yīng)滿足故障情況下負(fù)荷轉(zhuǎn)移的要求，具備負(fù)荷轉(zhuǎn)供路徑和足夠的備用容量。4)配電網(wǎng)自動化實(shí)施區(qū)域的站、所應(yīng)提供適用的配電終端工作電源，進(jìn)行配電網(wǎng)電纜通道建設(shè)時(shí)，應(yīng)考慮同步建設(shè)通信通道。,2.1配電網(wǎng)接線,圖2-1中壓配電網(wǎng)接線分類,2.1配電網(wǎng)接線,2.1.1放射式接線,1.單回路放射式接線2.雙回路放射式接線3.樹枝式接線,圖2-2單回路放射式接線,1.單回路放射式接線,2.雙回路放射式接線,圖2-3雙回路放射式接線,圖2-4樹枝式接線,3.樹枝式接線,2.1.2網(wǎng)格式接線,圖2-5網(wǎng)格式接線,2.1.3環(huán)式接線,1.“N-1”接線2.多分段多聯(lián)絡(luò)接線3.“46”接線,1.“N-1”接線,(1)“2-1”手拉手接線(2)“3-1”接線(3)“4-1”接線,(1)“2-1”手拉手接線,圖2-6手拉手接線,(2)“3-1”接線,1)有備用線的環(huán)網(wǎng)接線如圖2-7所示。2)首端環(huán)網(wǎng)接線如圖2-8所示。3)末端環(huán)網(wǎng)接線如圖2-9所示。,1)有備用線的環(huán)網(wǎng)接線如圖2-7所示。,圖2-7有備用線的“3-1”環(huán)網(wǎng)接線,2)首端環(huán)網(wǎng)接線如圖2-8所示。,圖2-8首端環(huán)網(wǎng)接線,圖2-9末端環(huán)網(wǎng)接線,3)末端環(huán)網(wǎng)接線如圖2-9所示。,(3)“4-1”接線,圖2-10“4-1”接線,2.多分段多聯(lián)絡(luò)接線,圖2-11架空線路兩分段兩聯(lián)絡(luò),2.多分段多聯(lián)絡(luò)接線,圖2-12電纜線路三分段兩聯(lián)絡(luò),3.“46”接線,圖2-13架空線路三分段三聯(lián)絡(luò),3.“46”接線,圖2-14“46”接線,2.2配電網(wǎng)一次設(shè)備,2.2.1配電變壓器2.2.2斷路器2.2.3負(fù)荷開關(guān)2.2.4隔離開關(guān)2.2.5熔斷器,2.2配電網(wǎng)一次設(shè)備,1)需要實(shí)現(xiàn)遙信功能的開關(guān)設(shè)備，應(yīng)至少具備一組輔助觸點(diǎn)；需要實(shí)現(xiàn)遙測功能的一次設(shè)備，應(yīng)至少具備電流互感器，二次電流額定值宜采用1A或5A；需要實(shí)現(xiàn)遙控功能的開關(guān)設(shè)備，應(yīng)具備電動操作機(jī)構(gòu)。2)一次設(shè)備的建設(shè)與改造應(yīng)考慮預(yù)留安裝配電終端所需要的位置、空間、工作電源、端子及接口等。3)需要就地獲取配電終端的供電電源時(shí)，應(yīng)配置電壓互感器或電流互感器，且容量滿足配電終端運(yùn)行和開關(guān)操作等需求。4)配電網(wǎng)站所內(nèi)應(yīng)配置配電終端用后備電源，保證在主電源失電的情況下能夠維持配電終端運(yùn)行一定時(shí)間和開關(guān)分合閘一次。,2.2.1配電變壓器,配電變壓器(簡稱配變)通常是指電壓為35kV及以下、容量為2500kVA以下、直接向終端用戶供電的電力變壓器，它的作用有以下兩個(gè)：1)滿足用戶用電電壓等級的需要。配電變壓器的作用是把35kV、20kV或10kV的電壓變成適合于用戶生產(chǎn)和照明用的三相400V或單相220V電壓。2)向廣大用戶提供電能。根據(jù)用戶用電量的大小，安裝不同容量的配電變壓器滿足用戶的用電需求。,2.2.1配電變壓器,按照材料、制造工藝來分，常見的配電變壓器有普通油浸式變壓器、密封式油浸變壓器、卷鐵心變壓器、干式變壓器和非晶合金變壓器等。配電變壓器的主要技術(shù)參數(shù)如下：1)額定容量：變壓器在施加額定電壓、額定電流情況下連續(xù)運(yùn)行時(shí)能輸送的容量，單位為kVA。2)額定電壓：變壓器長時(shí)間運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓，單位為kV。3)額定電流：在額定容量和允許溫升條件下，允許長期通過的工作電流，單位為A。4)阻抗電壓：將變壓器的二次繞組短路，一5)空載電流：當(dāng)變壓器在一次側(cè)施加額定電壓，二次繞組空載時(shí)，在一次繞組中通過的電流。它起變壓器的勵(lì)磁作用，故又稱勵(lì)磁電流，一般以其占額定電流的百分?jǐn)?shù)表示?？蛰d電流的大小取決于變壓器容量、磁路結(jié)構(gòu)和硅鋼片質(zhì)量等。,6)空載損耗(鐵損)：變壓器二次側(cè)開路，一次側(cè)施加額定電壓時(shí)，變壓器的損耗。它等于變壓器鐵心的渦流損耗和勵(lì)磁損耗。7)負(fù)載損耗(銅損)：把變壓器的二次繞組短路，在一次繞組額定分接頭的位置通入額定電流，在繞組的電阻上所消耗的功率損耗和漏磁附加損耗。次側(cè)施加電壓，至額定電流值時(shí)，一次電壓和額定電壓之比的百分?jǐn)?shù)。,2.2.1配電變壓器,2.2.2斷路器,1.技術(shù)參數(shù)2.真空斷路器,1.技術(shù)參數(shù),1)額定電壓：表征斷路器絕緣強(qiáng)度的參數(shù)，是斷路器長期工作的標(biāo)準(zhǔn)電壓。2)最高工作電壓：較額定電壓約高15%左右。3)額定絕緣水平：反映工頻電壓下的耐壓水平，是斷路器最大額定工作電壓。4)額定電流：斷路器允許連續(xù)長期通過的最大電流。5)額定短路開斷電流：在額定電壓下，斷路器能保證可靠開斷的最大電流。6)額定短路開斷次數(shù)：反映斷路器開斷故障電流(小于額定短路開斷電流)性能，當(dāng)斷路器的實(shí)際開斷次數(shù)小于額定短路開斷次數(shù)時(shí)，其性能能夠保持完好。7)額定動穩(wěn)定電流(峰值)：斷路器在合閘狀態(tài)下或關(guān)合瞬間，允許通過的電流最大峰值，又稱為極限通過電流。,1.技術(shù)參數(shù),8)熱穩(wěn)定電流：反映斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的能力。9)機(jī)械壽命：主要指彈簧、轉(zhuǎn)軸、連動桿等構(gòu)成機(jī)械傳動控制系統(tǒng)的各個(gè)機(jī)械部件的整體使用壽命，任一部件損壞則使用機(jī)械壽命終止，至少允許10000次開斷。,2.真空斷路器,圖2-15真空斷路器,2.真空斷路器,圖2-16真空斷路器的滅弧結(jié)構(gòu)圖,2.2.3負(fù)荷開關(guān),1.技術(shù)參數(shù)2.真空式負(fù)荷開關(guān),1.技術(shù)參數(shù),1)額定電流：負(fù)荷開關(guān)長期正常工作運(yùn)行并能夠開斷的最大電流。2)額定峰值動穩(wěn)定電流和額定熱穩(wěn)定電流：額定峰值動穩(wěn)定電流即允許短時(shí)耐受電流；額定熱穩(wěn)定電流值等于開關(guān)的額定短路關(guān)合電流值。3)額定電纜充電開斷電流：空載情況下的電纜回路充電電流屬于容性電流，電纜越長，容性電流值就越大。4)額定空載變壓器開斷電流：對于1035kV電壓等級的負(fù)荷開關(guān)，國標(biāo)規(guī)定其值為開斷額定容量為1250kVA配電變壓器的空載感性電流。5)單個(gè)電容器組額定開斷電流：其數(shù)值等于負(fù)荷開關(guān)額定電流值的0.8倍。,圖2-17戶內(nèi)真空式負(fù)荷開關(guān),2.真空式負(fù)荷開關(guān),2.2.4隔離開關(guān),1.主要技術(shù)參數(shù)2.組成結(jié)構(gòu),1.主要技術(shù)參數(shù),1)額定電壓，單位為kV。2)額定電流，單位為A。3)動穩(wěn)定電流，有效值，單位為kA。4)熱穩(wěn)定電流，有效值，單位為kA。5)工頻電壓下的耐壓水平，單位為kV。6)在雷擊情況下的抵抗水平，即沖擊耐壓水平，單位為kV。,2.組成結(jié)構(gòu),1)導(dǎo)電部分：由一條彎成直角的銅板構(gòu)成靜觸頭，其有孔的一端可通過螺釘與母線相連接，叫連接板；另一端較短，合閘時(shí)它與動刀片(動觸頭)相接觸。2)絕緣部分：為了使動、靜觸頭與金屬接地的部分絕緣，采用了瓷質(zhì)絕緣或硅橡膠絕緣材料澆鑄作為絕緣支柱。3)底座部分：由鋼架組成，每個(gè)單相底座上固定兩個(gè)支柱絕緣子，支柱絕緣子及傳動主軸都固定在底座上。,2.組成結(jié)構(gòu),圖2-18柱上隔離開關(guān),2.2.5熔斷器,圖2-19戶外跌落式熔斷器,2.3開閉所,1.設(shè)置原則2.主接線,1.設(shè)置原則,1)由于開閉所能加強(qiáng)對配電網(wǎng)的控制，提高配電網(wǎng)供電的靈活性和可靠性，因此在重要用戶附近或電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)部位應(yīng)設(shè)立開閉所，如政府機(jī)關(guān)、電信樞紐、重要大樓及有多條10kV線路供電的十字路口等。2)由于開閉所具有變電站10kV母線延伸的功能，對電能進(jìn)行二次分配，為周邊用戶提供供電電源，因此在用戶比較集中的地區(qū)應(yīng)設(shè)立開閉所，如大型住宅區(qū)、商業(yè)中心地區(qū)、工業(yè)園區(qū)等。3)因?yàn)槌鞘薪ㄔO(shè)及城市景觀的需要，舊城改造及城市道路拓寬改造大規(guī)模開展，原先的架空線路需“下地”改造為電纜線路。4)開閉所應(yīng)設(shè)置在通道通暢、巡視檢修方便、電纜進(jìn)出方便的位置。,圖2-20開閉所常見接線方式a)單母線接線b)單母線分段接線c)雙母線接線,2.主接線,2.4環(huán)網(wǎng)柜和電纜分支箱,2.4.1環(huán)網(wǎng)柜2.4.2電纜分支箱,2.4.1環(huán)網(wǎng)柜,1.基本組成2.組成結(jié)構(gòu)3.應(yīng)用實(shí)例,2.4.1環(huán)網(wǎng)柜,圖2-21雙側(cè)電源環(huán)網(wǎng)供電圖,1.基本組成,1)柜體：空氣絕緣和復(fù)合絕緣環(huán)網(wǎng)柜柜體與常規(guī)的交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備在工藝和選材上類似，只是結(jié)構(gòu)更簡化，柜體體積較?。欢鳶F6氣體絕緣環(huán)網(wǎng)柜的柜體一般是按IEC標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計(jì)的，殼體由2.53mm的鋼板或不銹鋼焊成，在壽命期內(nèi)一次密封。2)母線：主母線一般根據(jù)柜體的額定電流選取，常采用電場分布較好的圓形和倒圓形母排。3)負(fù)荷開關(guān)：多為三工位，即具有負(fù)荷隔離接地等功能，這樣大大簡化了負(fù)荷開關(guān)柜的結(jié)構(gòu)。4)熔斷器：一般使用全范圍限流熔斷器，在熔斷器兩側(cè)設(shè)接地開關(guān)。5)斷路器：一般多回路配電單元進(jìn)線柜采用斷路器，開斷電流不大，也不需要重合閘功能。6)隔離開關(guān)：支路三工位隔離開關(guān)結(jié)構(gòu)與負(fù)荷開關(guān)類似，裝在斷路器下面，可實(shí)現(xiàn)線路側(cè)接地。,1.基本組成,7)電纜插接件：用來連接電纜，它是負(fù)荷開關(guān)的延伸部分，一般做成封閉的，安全可靠。8)二次控制回路：二次控制回路采用集成方式實(shí)現(xiàn)就地或遠(yuǎn)程操作，采用集控制、保護(hù)、計(jì)量、監(jiān)視、通信為一體的微機(jī)控制管理系統(tǒng)模塊，使多回路配電單元向小型化、模塊化、,圖2-22環(huán)網(wǎng)柜配電單元,2.組成結(jié)構(gòu),圖2-23環(huán)網(wǎng)供電系統(tǒng)一次接線圖a)正常運(yùn)行b)故障隔離后,3.應(yīng)用實(shí)例,2.4.2電纜分支箱,1.組成結(jié)構(gòu)2.主要分類,2.4.2電纜分支箱,圖2-2410kV環(huán)網(wǎng)柜電纜分支箱組成的電纜環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖,1.組成結(jié)構(gòu),圖2-25電纜分支箱的組成,2.主要分類,(1)普通分支箱(2)高級分支箱,(1)普通分支箱,1)單蓋式：箱殼為長方體，有一個(gè)斜蓋可以向上打開，以便安裝施工或維護(hù)檢修。三相的母排板順列布置，所有進(jìn)線和出線電纜都分相地連接到內(nèi)部電氣并聯(lián)的母排板上，亦稱并列式箱體，如圖2-26所示。母排板通常有兩聯(lián)、三聯(lián)和四聯(lián)幾種。它適用于進(jìn)出線18回的場合，缺點(diǎn)是三芯電纜的分相跨接比較困難。圖2-26單蓋式電纜分支箱2)雙蓋式：相當(dāng)于兩個(gè)單蓋式背靠背連在一起，兩個(gè)斜蓋可分別打開。中間隔板裝有三相的雙向穿壁套管，兩端均可連接電纜附件，亦稱對接式箱體，如圖2-27所示。其優(yōu)點(diǎn)是三相器件相距小，分相跨接容易。3)無箱殼式：沒有殼體，直接將電纜附件連接的組合體置于地下的電纜溝或隧洞中。,圖2-26單蓋式電纜分支箱,(1)普通分支箱,圖2-27雙蓋式電纜分支箱,(1)普通分支箱,(2)高級分支箱,圖2-28門箱式電纜分支箱,2.5配電站和箱式變壓器,2.5.1配電站2.5.2箱式變壓器,2.5.1配電站,1.主接線方式及要求2.應(yīng)用實(shí)例,1.主接線方式及要求,(1)安全性(2)可靠性(3)靈活性(4)經(jīng)濟(jì)性,(1)安全性,在高壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)；在低壓斷路器的電源側(cè)及可能反饋電能的另一側(cè)，必須裝設(shè)低壓刀開關(guān)；在裝設(shè)負(fù)荷開關(guān)高壓熔斷器的出線柜母線側(cè)，必須裝設(shè)高壓隔離開關(guān)；在配電站高壓母線上及架空線末端，必須裝設(shè)避雷器。裝于母線上的避雷器宜與電壓互感器共用一組隔離開關(guān)，避雷器前的線路上不必裝設(shè)隔離開關(guān)。,(2)可靠性,可靠連續(xù)供電是電力生產(chǎn)最重要的要求，主接線要求簡單可靠，既能保證在事故或檢修情況下可靠供電，又能達(dá)到維護(hù)方便、運(yùn)行簡單、使用經(jīng)濟(jì)、便于施工等要求。斷路器檢修時(shí)，不宜影響對系統(tǒng)的供電；斷路器或母線故障以及母線檢修時(shí)，盡量減少停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間，并要保證對一級負(fù)荷及大部分二級負(fù)荷的供電。,(3)靈活性,主接線的靈活性體現(xiàn)在倒閘操作方便，事故處理快捷，對操作人員的技術(shù)要求不高等方面。配電站的高低壓母線，一般宜采用單母線或單母線分段接線。對于兩路電源進(jìn)線，裝有兩臺主變壓器的配電站，當(dāng)兩路電源同時(shí)供電時(shí)，兩臺主變壓器一般分列運(yùn)行；當(dāng)只有一路電源供電，另一路電源備用時(shí)，則兩臺主變壓器并列運(yùn)行。主接線方案應(yīng)與主變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求相適應(yīng)，還要考慮今后可能的擴(kuò)展。,(4)經(jīng)濟(jì)性,主接線方案應(yīng)力求簡單，采用的一次設(shè)備特別是高壓斷路器數(shù)量要少，而且應(yīng)選用技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)適用的節(jié)能產(chǎn)品。由于小區(qū)配電站一般都選用安全可靠且經(jīng)濟(jì)美觀的成套配電裝置，因此配電站主接線方案應(yīng)與所選成套配電裝置的主接線方案配合一致。柜型一般采用固定式，只在供電可靠性要求較高時(shí)，才采用手車式或抽屜式。,2.應(yīng)用實(shí)例,圖2-29某工廠配電站一次電氣接線圖,2.5.2箱式變壓器,圖2-30箱式變壓器的結(jié)構(gòu)圖a)外形結(jié)構(gòu)b)典型方案,2.6配電網(wǎng)的接地方式,1.不接地方式2.自動跟蹤接地電流的諧振接地方式3.小電阻接地方式4.消弧線圈和中等阻值電阻并聯(lián)可控的接地方式,1.不接地方式,當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，無論是發(fā)生單相金屬接地或不完全接地，三相系統(tǒng)的對稱性仍保持不變，對電力用戶用電設(shè)備的繼續(xù)工作沒有影響。但是中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，不允許長期帶電接地運(yùn)行，這是因?yàn)榉枪收系膬上鄬Φ仉妷荷?倍，可能引起絕緣