第1章變配電系統(tǒng)

第一章變配電系統(tǒng)第一節(jié)變配電系統(tǒng)的基本概念建筑配電與設(shè)計(jì)第一章變配電系統(tǒng)一、變配電系統(tǒng)的組成區(qū)域變電站住宅發(fā)電廠醫(yī)院體育場(chǎng)學(xué)校商廈輸電網(wǎng)建筑配電與設(shè)計(jì)各種發(fā)電廠升壓變壓器高壓輸電線路區(qū)域變電站用戶變配電站用電設(shè)備電力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)方框圖包括發(fā)電、變電（升壓和降壓）、輸電、配電、用電五部分。這個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了非電能量通過電能方式傳輸，最終可以在人們需要的地方，以人們希望的非電能量方式消耗的全過程。變配電系統(tǒng)：包括變電（降壓）、配電（包括短距離輸電）、用電。這個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的是電能按人們的需要，以非電能量形式消耗的過程。第一章第一節(jié)變配電系統(tǒng)的基本概念建筑配電與設(shè)計(jì)二、變配電系統(tǒng)的電壓1.變配電系統(tǒng)的額定電壓第一章第一節(jié)變配電系統(tǒng)的基本概念建筑配電與設(shè)計(jì)電網(wǎng)額定電壓:它是一個(gè)國家根據(jù)本國電力工業(yè)的發(fā)展確定的。線路的始端允許高于電網(wǎng)額定電壓5%，線路的末端允許低于電網(wǎng)額定電壓5%。用電設(shè)備額定電壓:規(guī)定與同等級(jí)電網(wǎng)的額定電壓相同。發(fā)電機(jī)額定電壓:規(guī)定高于同等級(jí)電網(wǎng)額定電壓5%。變壓器額定電壓:原邊：接電網(wǎng)，額定電壓與電網(wǎng)額定電壓相同；接發(fā)電機(jī)，額定電壓高于電網(wǎng)額定電壓5%。副邊：接電網(wǎng)，額定電壓應(yīng)比電網(wǎng)額定電壓高10%；

接低壓電網(wǎng)或直接接用電設(shè)備，額定電壓應(yīng)高于電網(wǎng)額定電壓5%，第一章第一節(jié)變配電系統(tǒng)的基本概念建筑配電與設(shè)計(jì)2.變配電系統(tǒng)額定電壓的選擇用電設(shè)備總?cè)萘吭?50kW以下或變壓器容量在160kVA以下時(shí)，可由低壓供電。JGJ/16－2008《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定：用電設(shè)備總?cè)萘吭?50kW及以上或變壓器容量在160kVA以上時(shí)，宜以10(6)kV供電，第一章第一節(jié)變配電系統(tǒng)的基本概念建筑配電與設(shè)計(jì)3.變配電系統(tǒng)電壓允許偏差電壓偏差實(shí)際電壓與額定電壓之差的百分?jǐn)?shù)，即：Ｕ－電網(wǎng)實(shí)際電壓。其中：

Ｕ－電壓偏差；ＵN－電網(wǎng)額定電壓；在《民用建筑電氣設(shè)計(jì)規(guī)范》中，對(duì)用電單位受電端供電電壓允許偏差作出了相應(yīng)規(guī)定：當(dāng)電網(wǎng)電壓偏差超過允許值時(shí)，應(yīng)采取相應(yīng)措施對(duì)系統(tǒng)電壓進(jìn)行調(diào)整。第一章第一節(jié)變配電系統(tǒng)的基本概念1.10kV及以下三相供電電壓允許偏差應(yīng)為標(biāo)稱系統(tǒng)電壓的

7%；2.220V單相供電電壓允許偏差應(yīng)為標(biāo)稱系統(tǒng)電壓的+7%~-10%；3.對(duì)供電電壓允許偏差有特殊要求的用電單位，應(yīng)與供電企業(yè)協(xié)議確定。

建筑配電與設(shè)計(jì)三、用電負(fù)荷的分類根據(jù)用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上造成的影響或損失程度，可將用電負(fù)荷分為三級(jí)?！睹裼媒ㄖ姎庠O(shè)計(jì)規(guī)范》中規(guī)定一級(jí)負(fù)荷：二級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷的用電負(fù)荷應(yīng)為三級(jí)負(fù)荷。（1）中斷供電將造成人身傷亡；（2）中斷供電將造成重大影響或重大損失；（3）中斷供電將破壞有重大影響的用電單位的正常工作，或造成公共場(chǎng)所秩序嚴(yán)重混亂。

（1）中斷供電將造成較大影響或損失；（2）中斷供電將影響重要用電單位的正常工作或造成公共場(chǎng)所秩序混亂。

三級(jí)負(fù)荷：第一章第一節(jié)變配電系統(tǒng)的基本概念建筑配電與設(shè)計(jì)四、變配電系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求安全：可靠：優(yōu)質(zhì)：經(jīng)濟(jì)：在電能的供應(yīng)，分配，使用中，不應(yīng)發(fā)生人身傷亡事故和設(shè)備事故；滿足不同級(jí)別用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求；為用戶提供符合電能質(zhì)量指標(biāo)要求的電能；電壓：系統(tǒng)在正常運(yùn)行情況下用電設(shè)備端子處電壓偏差不應(yīng)超過國家

規(guī)范所確定的允許值。波形：要求系統(tǒng)輸出波形為較嚴(yán)格的正弦波。頻率：一般用電設(shè)備要求頻率的變化范圍為-0.5Hz～+0.5Hz。變配電系統(tǒng)投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能節(jié)約電能和減少有色金屬損耗。第一章第一節(jié)變配電系統(tǒng)的基本概念第二節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式建筑配電與設(shè)計(jì)第一章第二節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式一、電源中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地中性點(diǎn)直接接地大電流接地系統(tǒng)小電流接地系統(tǒng)下圖是電源中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的電路圖和電流、電壓相量圖。建筑配電與設(shè)計(jì)下圖是電源中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地時(shí)的電路圖和電流、電壓相量圖。結(jié)論：2.電源中性點(diǎn)電壓上升為相電壓；1.接地（故障）相（W相）對(duì)地電壓為零；3.非故障相（U相和V相）對(duì)地電壓上升為線電壓，即升高為原對(duì)地電壓的倍。4.接地相（W相）的接地電流為正常運(yùn)行每相對(duì)地電容電流的3倍；第一章第二節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式建筑配電與設(shè)計(jì)二、電源中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)第一章第二節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式電源中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)配電線路越長(zhǎng)，單相接地電流就越大，而單相接地故障大多是非金屬性短路，當(dāng)接地電流大到一定程度時(shí)，會(huì)引起單相接地點(diǎn)出現(xiàn)斷續(xù)電弧，可能引起系統(tǒng)過電壓。故當(dāng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的單相接地電容電流大于一定值時(shí)，該電源中性點(diǎn)必須采取經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。建筑配電與設(shè)計(jì)三、電源中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)第一章第二節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式對(duì)220/380V低壓配電系統(tǒng)來說，我國廣泛采用中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式，而且引出有中性線（N線）和保護(hù)線（PE線）。TN－C系統(tǒng)中性線與保護(hù)線共用一根導(dǎo)線－保護(hù)中性線（PEN線）T—表示電源端有一點(diǎn)

直接接地；N—表示電氣裝的外露

可導(dǎo)電部分與電源

端接地點(diǎn)有直接電

氣連接；C—表示中性線和保護(hù)

線是合一的。特點(diǎn)：對(duì)接地故障反應(yīng)靈敏度高，線路經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)單，但它只適合用于三相負(fù)荷較平衡的場(chǎng)所。TN－C系統(tǒng)不適合作為智能建筑的低壓供電系統(tǒng)。建筑配電與設(shè)計(jì)第一章第三節(jié)變配電系統(tǒng)的接線方式中性線與保護(hù)線完全分開TN－S系統(tǒng)U相電源三相設(shè)備單相設(shè)備V相W相NPENS—表示中性線和保護(hù)線是

分開的。系統(tǒng)中性線N和保護(hù)接地線PE僅在變壓器中性點(diǎn)共同接地，兩根導(dǎo)線不再有其它任何電氣連接。特點(diǎn)：同TN－C系統(tǒng)相比，造價(jià)顯然大一些，但明顯提高了人體及設(shè)備的安全性。TN－S系統(tǒng)可以用做智能建筑的低壓供電系統(tǒng)。建筑配電與設(shè)計(jì)第一章第三節(jié)變配電系統(tǒng)的接線方式中性線與保護(hù)線，前邊共用，后邊全部或部分分開TN－C－S系統(tǒng)U相電源三相設(shè)備單相設(shè)備單相設(shè)備PENV相W相NPEN特點(diǎn)：

這種系統(tǒng)在中性線與保護(hù)線分開點(diǎn)之前是一個(gè)TN－C系統(tǒng)，而在之后是一個(gè)TN－S系統(tǒng)。一般用于建筑物的供電由區(qū)域變電所引來的場(chǎng)所，進(jìn)戶之前采用TN－C系統(tǒng)，進(jìn)戶處中性線做重復(fù)接地，進(jìn)戶后以TN－S系統(tǒng)運(yùn)行。由于這種系統(tǒng)進(jìn)戶后具有TN－S系統(tǒng)的特點(diǎn)，故也可以作為智能建筑的一種低壓供電系統(tǒng)。電流互感器變配電系統(tǒng)的一次設(shè)備低壓設(shè)備第三節(jié)變配電系統(tǒng)的接線方式建筑配電與設(shè)計(jì)一、變配電所的接線方式第一章第三節(jié)變配電系統(tǒng)的接線方式變壓器、高壓設(shè)備、低壓設(shè)備連接方式輸配電路連接方式變配電所的主接線方式供電線路的接線方式1.變配電所常用變配電設(shè)備變壓器高壓設(shè)備高壓斷路器、高壓隔離開關(guān)、高壓負(fù)荷開關(guān)、高壓熔斷器等低壓斷路器、低壓刀開關(guān)、低壓負(fù)荷開關(guān)、低壓熔斷器等繼電器或計(jì)量?jī)x表電壓互感器一次側(cè)與配電設(shè)備串聯(lián)，二次側(cè)接繼電器或計(jì)量?jī)x表一次側(cè)與電源并聯(lián)，二次側(cè)接繼電器或計(jì)量?jī)x表建筑配電與設(shè)計(jì)第一章第三節(jié)變配電系統(tǒng)的接線方式2.變電所的主接線方式1)有一臺(tái)變壓器變電所的接線方式：220/380VTATFUQL6～10kV電纜線路220/380VTA2TQS16～10kV電纜線路QF1QF2TA16～10kV電纜線路220/380VTATFUQS隔離開關(guān)－熔斷器接線方式負(fù)荷開關(guān)－熔斷器接線方式隔離開關(guān)－斷路器接線方式特點(diǎn)：簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，可靠性不高。只適用于帶三級(jí)負(fù)荷、變壓器容量為500kVA及以下的小容量變電所。特點(diǎn)：操做上較前一種接線方式簡(jiǎn)便靈活，且較簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)。但供電可靠性仍不高，一般也只適用于三級(jí)負(fù)荷的變電所。特點(diǎn)：操作靈活方便。一般用于三級(jí)負(fù)荷。若變壓器低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)線與其它變電所相連時(shí)，則可用于二級(jí)負(fù)荷。建筑配電與設(shè)計(jì)第一章第三節(jié)變配電系統(tǒng)的接線方式2)有兩臺(tái)變壓器變電所的接線方式：(1)高壓側(cè)無母線，低壓側(cè)單母線分段的接線方式(2)高壓側(cè)單母線，低壓側(cè)單母線分段的接線方式TA3T16～10kV架空線路TA1220/380VTA4T2QS4QF2QF5TA2QF6QF3QS5QS1QS3QS2FFUTV高壓聯(lián)絡(luò)線QF1QF4TA2T1FU1QS16～10kV電纜線路QS2F1QF1QF2TV1220/380VTA4T2FU2QS3QS4F2QF4TA3TV2QF5TA1QF3這種接線方式的供電可靠性較高，可供一、二級(jí)負(fù)荷用電。適用于高壓一路進(jìn)線，裝有兩臺(tái)及以上變壓器的變電所，適合于二、三級(jí)負(fù)荷。建筑配電與設(shè)計(jì)第一章第三節(jié)變配電系統(tǒng)的接線方式(3)高低壓側(cè)均為單母線分段的接線方式3.高壓配電所的主接線方式QS110kV電纜配出線路QF1TA1QS2QF2TA2QS3QF3QS4QF4QS5QF5QS7QF7QS6QF6QS8QF810kV電纜進(jìn)線QF9QS9TA2T1FU16～10kV電纜線路F1TA1TV1220/380VTA4T2QS5QF2QF4TA3QF5FU2F2TV2QS3QF1QF3QS1QS4QS2QS6QS7QF7此種接線方式供電可靠性相當(dāng)高，可供電給一、二級(jí)負(fù)荷。高壓配電所的功能主要是對(duì)高壓電能的分配，由于不進(jìn)行供電電壓的變換，所以高壓配電所內(nèi)沒有電力變壓器。建筑配電與設(shè)計(jì)二、供電線路的接線方式第一章第三節(jié)變配電系統(tǒng)的接線方式1.低壓線路的接線方式6～10kV電纜線路FUTQS220/380V220/380VTATFUQL6～10kV電纜線路QF1TQS220/380VTA6～10kVQF2QF6QF3QF4QF5QF7QF8QF9QF11QF10QF13QF12QF14放射式接線樹干式接線環(huán)形接線特點(diǎn)：引出線發(fā)生故障時(shí)互不影響，供電可靠性較高；但有色金屬消耗較多，采用開關(guān)設(shè)備也較多。多用于設(shè)備容量較大或負(fù)荷性質(zhì)較重要的用電負(fù)荷。特點(diǎn)：采用開關(guān)設(shè)備較少，有色金屬消耗較少；但干線發(fā)生故障時(shí)，