工廠供配電系統(tǒng)的組成

工廠供配電系統(tǒng)的組成當(dāng)前第1頁\共有68頁\編于星期日\22點電氣構(gòu)成：由變壓器、電力線纜、自備發(fā)電設(shè)備及各種配電設(shè)備等構(gòu)成。設(shè)施構(gòu)成：由變（配）電所、電力線路、自備發(fā)電站等構(gòu)成。術(shù)語解釋。設(shè)備（Equipment，Device）：由工廠制造的具有某類特定功能的整體，以產(chǎn)品形式提供。裝置（Installation）：由若干臺設(shè)備（在工作現(xiàn)場）裝配起來的具有更復(fù)雜功能的整體。設(shè)施（Facility）：具有特定功能的一系列設(shè)備和（或）裝置的組合，連同為這些設(shè)備（裝置）服務(wù)的建、構(gòu)筑物所構(gòu)成的整體。當(dāng)前第2頁\共有68頁\編于星期日\22點第1節(jié)供配電系統(tǒng)的電壓層次2.1.1供配電系統(tǒng)的電源與負(fù)荷電源：變配電所，自備電源（包括自備發(fā)電機(jī)、電池逆變電源等）。負(fù)荷：用電設(shè)備。

供電電壓：供電企業(yè)與電力用戶連接點（PCC－PointofCommonCoupling）所處電網(wǎng)標(biāo)稱電壓，也即供配電系統(tǒng)的電源電壓。0.38～110kV。

用電電壓：用電設(shè)備額定電壓。220/380V、6～10kV。當(dāng)前第3頁\共有68頁\編于星期日\22點2.1.2供配電系統(tǒng)按電壓層次的分類供電電壓可能與用電電壓相同，也可能不同，因此電力用戶電網(wǎng)自身也有不同的電壓層次，主要有以下幾種。1、二次降壓的供配電系統(tǒng)對規(guī)模大的用戶，供電電壓可能高達(dá)35～110kV，用戶電網(wǎng)常需要兩次降壓來滿足電能傳輸與使用的需求，這種系統(tǒng)稱為二次降壓系統(tǒng)。常見電壓層次有：110/10/0.38kV；35/10（6）/0.38kV。當(dāng)前第4頁\共有68頁\編于星期日\22點1－110kV總降壓變電所2－配電所（開閉所）3－10（6）kV變電所4－高壓用電設(shè)備二次降壓供配電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖當(dāng)前第5頁\共有68頁\編于星期日\22點2、一次降壓的供配電系統(tǒng)對中等規(guī)模用戶，供電電壓為中壓10kV，只需一次降壓即可。也有少數(shù)35kV供電電壓直降0.38kV的一次降壓系統(tǒng)。住宅小區(qū)、單體高層建筑、中小型工廠等常用一次降壓系統(tǒng)。3、低壓直供供配電系統(tǒng)由電力企業(yè)的公用變配電所供電的380/220V電力用戶電網(wǎng)。當(dāng)前第6頁\共有68頁\編于星期日\22點小結(jié)1）供電電壓與用電電壓的概念。2）供電電壓是由系統(tǒng)規(guī)模決定的，用電電壓是由用電設(shè)備決定的。3）根據(jù)供電電壓與用電電壓的差異及用戶具體情況確定供配電系統(tǒng)電壓層次。4）供電企業(yè)與電力用戶的交接點叫電網(wǎng)的公共連接點，縮寫PCC（PointofCommonCoupling）。當(dāng)前第7頁\共有68頁\編于星期日\22點第2節(jié)電氣結(jié)構(gòu)之變配電所電氣主結(jié)線2.2.1變配電所電氣主結(jié)線基本概念

1）反映變配電所受、饋電方式的一次系統(tǒng)電氣連接，稱為變配電所電氣主結(jié)線。受電：接受電能。饋電：輸出電能。

2）主結(jié)線主要包括拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與設(shè)備設(shè)置兩方面內(nèi)容。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：受、饋電通道是如何形成的。設(shè)備設(shè)置：通道上應(yīng)怎樣配置設(shè)備。當(dāng)前第8頁\共有68頁\編于星期日\22點3）主結(jié)線涉及運行控制、維護(hù)檢修和造價、占地等問題。基本要求是運行可靠、靈活，檢修安全，造價恰當(dāng)，占地少。當(dāng)前第9頁\共有68頁\編于星期日\22點2.2.2主結(jié)線上常用設(shè)備簡介1、母線功能：受、饋電轉(zhuǎn)換的樞紐。電氣上相當(dāng)于一個節(jié)點（node），空間上提供足夠的連接位置。一般由矩形截面的銅排或鋁排制作，也有管形等其他形狀。除硬母線以外，有些變配電所還會用到軟母線圖用圖形符號

W圖用文字符號當(dāng)前第10頁\共有68頁\編于星期日\22點2、斷路器功能：開、合電路功能，可開合負(fù)荷電流，開斷短路電流。特征：滅弧能力強(qiáng)，觸頭狀態(tài)多不可見，可被自動控制裝置操作開、合。不能以操作開斷斷路器確認(rèn)斷電！是一種開關(guān)電器。QF

符號當(dāng)前第11頁\共有68頁\編于星期日\22點真空斷路器

VS1-12真空斷路器絕緣套筒內(nèi)有真空滅弧室及觸頭上接線端子下接線端子手車式框架二次接線插頭就地操作箱當(dāng)前第12頁\共有68頁\編于星期日\22點續(xù)上頁

VSm－12真空斷路器（配永磁操動機(jī)構(gòu)）當(dāng)前第13頁\共有68頁\編于星期日\22點3、中、高壓隔離開關(guān)功能：隔離系統(tǒng)帶電與非帶電部分。特征：開斷時有明顯可見的斷點，除非人工就地操作，否則會保持開斷狀態(tài)?；緹o滅弧能力，不能開斷負(fù)荷電流，更不能開斷短路電流。主要為保證檢修安全用。是一種隔離電器。QS

符號當(dāng)前第14頁\共有68頁\編于星期日\22點GN19-10型實物圖片

GN19-10C型實物圖片

隔離閘刀上接線端子下接線端子

操作手柄傳動機(jī)構(gòu)當(dāng)前第15頁\共有68頁\編于星期日\22點4、中、高壓負(fù)荷開關(guān)功能：正常情況下開、合電路功能，可開、合負(fù)荷電流，不能開斷短路電流。特征：滅弧能力介于斷路器與隔離開關(guān)之間。有兼具隔離開關(guān)功能的負(fù)荷開關(guān)，簡稱負(fù)荷隔離開關(guān)。是一種開關(guān)電器。QL

符號當(dāng)前第16頁\共有68頁\編于星期日\22點上隔離開關(guān)真空負(fù)荷開關(guān)上接線端子下接線端子

傳動機(jī)構(gòu)彈簧脫扣機(jī)構(gòu)接地開關(guān)當(dāng)前第17頁\共有68頁\編于星期日\22點當(dāng)前第18頁\共有68頁\編于星期日\22點5、熔斷器功能：過電流時熔斷自身以開斷電路。特征：不可自復(fù)。滅弧能力強(qiáng)。可開斷過負(fù)荷電流和短路電流。是一種一次保護(hù)電器。FU

符號當(dāng)前第19頁\共有68頁\編于星期日\22點接線端子絕緣子安裝卡座金屬管帽瓷熔管內(nèi)有金屬熔體與石英沙熔斷器底座石英沙熔斷撞針金屬熔體纏繞在內(nèi)瓷管上瓷熔管剖面戶內(nèi)高壓限流熔斷器結(jié)構(gòu)當(dāng)前第20頁\共有68頁\編于星期日\22點6、電壓、電流互感器功能：測量一次系統(tǒng)電壓、電流大小。特征：將高電壓、大電流轉(zhuǎn)變成低電壓、小電流。與一、二次系統(tǒng)都有連接。是測量電器。TATA

符號電流互感器

電壓互感器

TVTV

符號當(dāng)前第21頁\共有68頁\編于星期日\22點2.2.3構(gòu)成主結(jié)線的基本要素要素的一般解釋：

1）構(gòu)成事物必不可少的條件。如：時間、地點、人物、事件是敘述文的四大要素。

2）構(gòu)成事物的基本單元。具有層次性，一要素相對它所在的系統(tǒng)是要素，相對于組成它的要素則是系統(tǒng)。

3）構(gòu)成事物的基本方法。也具有層次性，一般指具有普遍意義的方法。

當(dāng)前第22頁\共有68頁\編于星期日\22點1、受、饋電轉(zhuǎn)換與電能分配通過進(jìn)、出線回路在母線上的連接實現(xiàn)。電源進(jìn)線將電能送到母線上，負(fù)荷出線從母線上取得電能，實現(xiàn)了受、饋電轉(zhuǎn)換。多回路出線實現(xiàn)了電能的分配。當(dāng)前第23頁\共有68頁\編于星期日\22點2、（開關(guān)）電器組合方式a：隔離開關(guān)＋斷路器組合。隔離開關(guān)保證檢修斷電，斷路器控制投切，并開斷短路故障。隔離開關(guān)設(shè)置在斷路器的電源側(cè)。方式b：方式a在移開式開關(guān)柜的另一種實現(xiàn)形式。方式c：負(fù)荷開關(guān)＋熔斷器組合。負(fù)荷開關(guān)控制投切并保證檢修斷電，熔斷器作短路保護(hù)。熔斷器與負(fù)荷開關(guān)間一般有機(jī)械聯(lián)動。當(dāng)前第24頁\共有68頁\編于星期日\22點3、設(shè)置備用設(shè)置備用在工程上有一個更具普遍意義的術(shù)語，叫做冗余技術(shù)。目的：提高運行可靠性。技術(shù)要點：冗余度與可靠性間的平衡。常見方式舉例：（n+1）備用，2n備用等，一用一備、互為備用等。工程要求：保證可靠性前提下，盡量簡潔、方便切換操作、經(jīng)濟(jì)等。當(dāng)前第25頁\共有68頁\編于星期日\22點小小結(jié)受/饋電轉(zhuǎn)換、電器組合、設(shè)置備用是構(gòu)成主結(jié)線的三個基本要素。當(dāng)前第26頁\共有68頁\編于星期日\22點2.2.4幾種典型主結(jié)線介紹

1、單母線結(jié)線受饋電轉(zhuǎn)換＋開關(guān)電器組合。既是一種常用的主結(jié)線，又是一種基本的主結(jié)線單元，由該單元可衍生出很大一類主結(jié)線形式。變化1：雙電源單母線。變化2：單母線分段。當(dāng)前第27頁\共有68頁\編于星期日\22點雙電源不能同時投入。技術(shù)措施：閉鎖。不同電源同時投入同一母線可能出現(xiàn)的問題當(dāng)前第28頁\共有68頁\編于星期日\22點兩個單母線被QF連接起來，QF：聯(lián)絡(luò)斷路器一個單母線被QF分成兩段，QF：分段斷路器運行方式：互為備用；一用一備。分析各種運行方式下斷路器狀態(tài)及故障切換。分析雙電源閉鎖的技術(shù)要求。當(dāng)前第29頁\共有68頁\編于星期日\22點2、雙母線結(jié)線單母線＋母線備用備用母線應(yīng)能被進(jìn)線和每一路出線所利用。工作方式與故障切換問題。當(dāng)前第30頁\共有68頁\編于星期日\22點3、單母線帶旁路問題的提出：饋出線斷路器故障時，要求故障回路不停電。方法：為每一出線斷路器均設(shè)置一臺備用（2n備用）如圖。方法評價：備用太多，不經(jīng)濟(jì)。改進(jìn)思路：因極少兩臺斷路器同時故障，可否只設(shè)一臺公共備用，需要時被故障回路調(diào)用。當(dāng)前第31頁\共有68頁\編于星期日\22點

QF10即公共備用斷路器，稱為旁路斷路器。這是一種（n+1）的備用方式。被故障回路調(diào)用時切換操作分析。存在的問題分析。思考：主母線與旁路母線本質(zhì)上到底有什么不同？當(dāng)前第32頁\共有68頁\編于星期日\22點4、常用無母線簡化結(jié)線當(dāng)饋線只有一路時，可取消母線，將電源進(jìn)線與饋線直接連接，并將電源進(jìn)線開關(guān)與饋線開關(guān)合并。

1）單元式結(jié)線這是單母線結(jié)線的簡化，當(dāng)單母線結(jié)線只有一路饋線時，取消母線，并將進(jìn)、出線斷路器及隔離開關(guān)合并為一組。工程中，這種結(jié)線出線通常帶變壓器，因此又稱為線路—變壓器組結(jié)線。當(dāng)前第33頁\共有68頁\編于星期日\22點2）橋型結(jié)線是單母線分段結(jié)線的一種簡化。當(dāng)單母線分段結(jié)線每一段饋線均只有一路時，可取消母線，形成全橋結(jié)線。根據(jù)情況，可選擇取消進(jìn)線或饋線斷路器，由此形成“外橋”與“內(nèi)橋”結(jié)線。工程上一般不采用全橋。全橋當(dāng)前第34頁\共有68頁\編于星期日\22點外橋內(nèi)橋取消進(jìn)線斷路器取消饋線斷路器當(dāng)前第35頁\共有68頁\編于星期日\22點小結(jié)

1）變配電所電氣主結(jié)線表達(dá)的最重要信息是變配電所的受饋電方式，這是分析主結(jié)線的最有效著眼點。

2）受饋電轉(zhuǎn)換、電器組合、備用設(shè)置是構(gòu)成主結(jié)線的基本要素。單母線結(jié)線是構(gòu)成很大一類主結(jié)線的基本單元。

3）網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑c設(shè)備設(shè)置是主結(jié)線兩個相互關(guān)聯(lián)的方面。當(dāng)前第36頁\共有68頁\編于星期日\22點第3節(jié)電氣結(jié)構(gòu)之供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)線

2.3.1供配電系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)線的基本概念本質(zhì)是電源與負(fù)荷的電氣聯(lián)系方式問題。電源：變配電所（二次母線），自備發(fā)電站?？偸羌性谝惶幓蛏贁?shù)幾處。負(fù)荷：次級配電裝置或用電設(shè)備。通常散布在各處。網(wǎng)絡(luò)結(jié)線即通過電力線纜及相應(yīng)配電設(shè)備構(gòu)建電能從電源向負(fù)荷傳輸?shù)耐ǖ?。?dāng)前第37頁\共有68頁\編于星期日\22點2.3.2放射式配電特點：一個回路只服務(wù)于一個負(fù)荷。優(yōu)缺點：自學(xué)。當(dāng)前第38頁\共有68頁\編于星期日\22點2.3.3樹干式配電特點：一個回路順次向若干負(fù)荷供電。干線分支作法：T接（如負(fù)荷1），Π接（如負(fù)荷2）。優(yōu)、缺點：與放射式相反。

當(dāng)前第39頁\共有68頁\編于星期日\22點2.3.4環(huán)式配電是樹干式配電的一種演變，將樹干式配電干線末端接回電源，即成環(huán)式。運行方式：開環(huán)、閉環(huán)。技術(shù)細(xì)節(jié)：環(huán)路開關(guān)，開環(huán)點的設(shè)置。當(dāng)前第40頁\共有68頁\編于星期日\22點2.3.5各種配電方式的變通及綜合應(yīng)用示例雙電源單環(huán)路雙電源雙環(huán)路當(dāng)前第41頁\共有68頁\編于星期日\22點雙電源雙回路放射式配電帶公共備用的放射式配電放射式＋樹干式當(dāng)前第42頁\共有68頁\編于星期日\22點小結(jié)

1）供配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)線又稱供配電方式，指處于不同空間位置的電源與負(fù)荷之間的電氣聯(lián)系方式。

2）供配電方式的確定除考慮負(fù)荷等級、類別、量值大小、運行要求等因素外，還應(yīng)著重考慮負(fù)荷的位置分布。

3）放射式、樹干式是兩種最基本的供配電方式，由此可演變或組合出其他很多供配電方式。當(dāng)前第43頁\共有68頁\編于星期日\22點第4節(jié)供配電設(shè)施之變配電所起集中與分配電能、并變換電壓等級作用的供配電設(shè)施，叫做變（配）電所。只集中與分配電能，但不變換電壓等級的配電設(shè)施，叫做配電所，或開關(guān)站、開閉所。小規(guī)模用戶低壓配電所又稱為配電室、配電間等。變配電所是供配電系統(tǒng)的樞紐，系統(tǒng)運行控制、保護(hù)等功能大多集中在變配電所中。但近年來配電自動化的發(fā)展，已有部分運行控制功能轉(zhuǎn)移到變配電所以外的現(xiàn)場。當(dāng)前第44頁\共有68頁\編于星期日\22點2.4.1變配電所的電氣設(shè)備和裝置

1、變壓器

2、（成套）配電裝置變配電所主結(jié)線是由配電裝置構(gòu)成的，可分為裝配式和成套式。前者指在現(xiàn)場安裝組合的配電裝置，后者指在工廠組裝并以模塊化形式提供的配電裝置。供配電系統(tǒng)大多采用成套配電裝置。成套配電裝置特點：模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化，開放性。當(dāng)前第45頁\共有68頁\編于星期日\22點1）原理結(jié)構(gòu)（1）模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化。對主結(jié)線的電氣結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，提煉出一些典型的構(gòu)成單元，將每種構(gòu)成單元組裝在一個柜體中，稱為配電柜，這就形成成了模塊化的基礎(chǔ)。將一個主結(jié)線用若干個配電柜（即模塊）拼搭組成，即形成模塊化結(jié)構(gòu)。給每一種構(gòu)成單元一個編號，稱為配電柜的方案號。將配電柜的尺寸、機(jī)械與電氣參數(shù)等進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)定，即形成標(biāo)準(zhǔn)化體系。當(dāng)前第46頁\共有68頁\編于星期日\22點當(dāng)前第47頁\共有68頁\編于星期日\22點（2）開放性。典型開關(guān)柜方案不可能適合每一種主結(jié)線結(jié)構(gòu)，需要時可進(jìn)行針對性設(shè)計，擴(kuò)充方案庫。2）中壓配電柜簡介。按防護(hù)方式分為兩類。（1）半封閉式中壓配電柜。2.5m以下設(shè)備裝置在接地金屬外殼內(nèi)，2.5m以上無外殼防護(hù)。典型產(chǎn)品GG1A-10等。（2）金屬封閉式中壓配電柜。又分三種。當(dāng)前第48頁\共有68頁\編于星期日\22點

a、金屬鎧裝式。柜內(nèi)由金屬隔板分隔出若干隔離室，斷路器及其兩側(cè)所連接的組件必須裝在單獨隔離室內(nèi)，其他電器或單獨或組合裝在不同隔離室內(nèi)。可靠性高。典型產(chǎn)品如KGN-10等。

b、間隔式。與金屬鎧裝式類同，但隔板可采用非金屬材料，隔離室的數(shù)量相對較少。可靠性較高。典型產(chǎn)品如JYN2-10等。

c、箱式。隔離室比上兩類更少或沒有，隔板防護(hù)等級更低?？煽啃砸话恪５湫彤a(chǎn)品如HXGN-10等。當(dāng)前第49頁\共有68頁\編于星期日\22點

按斷路器等易損設(shè)備的裝置方式，又可分為固定式和移開式。移開式將部分設(shè)備裝在手車上，可方便地推入與拉出，更換檢修都很方便。中壓配電柜應(yīng)具有規(guī)定的防誤操作的措施。

3）低壓配電柜簡介。與中壓配電柜類似，可分為以下幾種。固定式、固定間隔式、固定間隔插接式、抽出式。當(dāng)前第50頁\共有68頁\編于星期日\22點1-母線；2-母線隔離開關(guān)（QS1，GN8-10型）；3-少油斷路器（QF，SN10-10型）；4-電流互感器（TA，LQJ-10型）；5-線路隔離開關(guān)（QS2，GN6-10型）；6-電纜頭；7-下檢修門；8-端子箱門；9-操作板；10-斷路器的手動操作機(jī)構(gòu)（CS2型）；11-隔離開關(guān)的操作機(jī)構(gòu)（CS6型）手柄；12-儀表繼電器屏；13-上檢修門；14、15-觀察窗口

GG-1A（F）-07S型高壓開關(guān)柜（斷路器柜）當(dāng)前第51頁\共有68頁\編于星期日\22點

JYN-10型高壓開關(guān)柜（斷路器手車柜未推入）1-儀表屏2-手車室3-上觸頭（兼有隔離開關(guān)功能）4-下觸頭（兼有隔離開關(guān)功能）5-SN10-10型斷路器手車當(dāng)前第52頁\共有68頁\編于星期日\22點2.4.2變配電所平面布置與土建要求以下只討論室內(nèi)變配電所。

1、建筑平面由變壓器室、高（中、低）壓配電室、電容器室、控制室、值班室、工具間等組成。當(dāng)變配電所只有中、低壓電壓等級時，中壓配電室也常稱為高壓配電室。對采用無油設(shè)備的中壓變配電所，以上有些功能房間可以合并。如中、低壓配電室、電容器室和變壓器室可公用一個房間。當(dāng)前第53頁\共有68頁\編于星期日\22點2、設(shè)備布置凈距與通道的概念。通道又分為操作、維護(hù)、疏散等幾種類型。通道的尺寸與人體工學(xué)和設(shè)備形式有關(guān)，相應(yīng)工程規(guī)范中都有明確規(guī)定。變配電所平面布置示例如下。當(dāng)前第54頁\共有68頁\編于星期日\22點1-S9-800/10型電力變壓器；2-PEN線；3-接地線；4-GG-1A（F）型高壓開關(guān)柜；5-GN6型高壓隔離開關(guān)；6-GR-1型高壓電容器柜；7-GR-1型電容器放電柜；8-PGL2型低壓配電；9-低壓母線及支架；10-高壓母線及支架；11-電纜頭；12-電纜；13-電纜保護(hù)管；14-大門；15-進(jìn)風(fēng)口（百葉窗）；16-出風(fēng)口（百葉窗）；17-接地線及其固定鉤圖4-68所示工廠高壓配電所及其附設(shè)2號車間變電所的平面圖和剖面圖當(dāng)前第55頁\共有68頁\編于星期日\22點2.4.3變配電所的土建要求

1）通風(fēng)

2）防火抗爆。

3）通道設(shè)置。

4）安裝的土建配合。當(dāng)前第56頁\共有68頁\編于星期日\22點第5節(jié)供配電設(shè)施之電力線路介紹建筑物外的電力線路，即通常所說的“外線”。電線、電纜（簡稱線纜）是電力線路的核心元件，但不是電力線路的全部。按敷設(shè)部位，電力線路有架空敷設(shè)、地下敷設(shè)、水下敷設(shè)等。架空敷設(shè)一般采用電線（也有少數(shù)架空電纜），地下和水下敷設(shè)一般采用電纜，此處介紹架空線路和地下電纜線路。當(dāng)前第57頁\共有68頁\編于星期日\22點2.5.1架空線路架空線路是敷設(shè)在露天桿塔上的電力線路，由導(dǎo)線、桿塔、絕緣子、金具等構(gòu)成。

1、導(dǎo)線當(dāng)前第58頁\共有68頁\編于星期日\22點2、桿塔作用：支撐導(dǎo)線并維持導(dǎo)線的空間位置。類型：按受力要求，分為直線桿、耐張桿、轉(zhuǎn)角桿、終端桿等；按制造材料可分為木桿、水泥桿、鐵塔等。

3、橫擔(dān)、絕緣子和金具橫擔(dān)：安裝在桿塔上，用于固定絕緣子。絕緣子（瓷瓶）：固定導(dǎo)線并使導(dǎo)線與桿塔絕緣。金具：連接、緊固導(dǎo)線與桿塔等。當(dāng)前第59頁\共有68頁\編于星期日\22點當(dāng)前第60頁\共有68頁\編于星