第四章工厂变配电所及其一次系统课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第四章 工厂变配电所及其一次系统（二）,第四章 工厂变配电所及其一次系统（二）,1,4.6 工厂变配电所的主接线图,一、概述,什么是主接线图？表示供电系统中电能输送和分配路线的电路图，亦称一次电路图。,什么是二次接线图？用来控制、指示、监视、测量和保护一次电路及其设备运行的电路图，则称为二次电路图，或二次接线图。一般是通过电流互感器和电压互感器与主电路相联系的。,工厂主接线图的基本要求：安全、可靠、灵活、经济。,主接线图的表示方式：,系统式主接线图；,装置式主接线图。,4.6 工厂变配电所的主接线图一、概述 什么是主接线图？表,2,至高压,电容器室,至1号车间,变电所,图4-66 图1-1所示高压配电所及其附设2号车间变电所主接线图（下页接续）,至高压至1号车间图4-66 图1-1所示高压配电所及其附设,3,图4-66（续） 图1-1所示高压配电所及其附设2号车间变电所的主接线图,图4-66（续） 图1-1所示高压配电所及其附设2号车间,4,图4-67 图4-66中所示10kV高压配电所的 装置式主接线图,图4-67 图4-66中所示10kV高压配电所的 装置式主,5,二、高压配电所的主接线图,什么是高压配电所主接线图？表示高压配电所内从电力系统受电并向各车间变电所及某些高压用电设备配电的电路图。,电源进线,母线,高压出线,高压配电所主接线图的系统构成,高压主接线图中设备的选择,二、高压配电所的主接线图 什么是高压配电所主接线图？表,6,三、车间和小型工厂变电所的主接线图,1、车间变电所的主接线图,有工厂总降压变电所或高压配电所的车间变电所,工厂无总变、配电所的车间变电所,高压侧的开关电器、保护装置和测量仪表等，一般都安装在高压配电线路的首端（总变配电所）。,设高压配电室，安装高压开关电器、保护和测量仪表等。,车间变电所只设变压器室和低压配电室，其高压侧多数不装开关，或只装简单的隔离开关、熔断器（室外装跌开式熔断器）、避雷器等。,高压开关柜（不多于6台时）可装在低压配电室内，在高压侧计量电能。,在变压器容量较小、可不设高压配电室，其高压侧的开关电器就装设在变压器室的墙上或电杆上，在低压侧计量。,三、车间和小型工厂变电所的主接线图 1、车间变电所的主,7,图4-68 车间变电所高压侧主接线方案（示例）,a) 高压电缆进线，无开关 b) 高压电缆进线，装隔离开关 c) 高压电缆进线，装隔离开关-熔断器,d) 高压电缆进线，装负荷开关-熔断器 e) 高压架空进线，装跌开式熔断器和避雷器,f) 高压架空进线，装隔离开关和避雷器 g) 高压架空进线，装隔离开关-熔断器和避雷器,h) 高压架空进线，装负荷开关-熔断器和避雷器,图4-68 车间变电所高压侧主接线方案（示例）,8,2、小型工厂变电所的主接线图,只装有一台主变压器的小型变电所主接线图（适用于只有三级负荷的工厂及其他建筑）,高压侧采用隔离开关-熔断器或户外跌开式熔断器的变电所主接线图。,图4-69 高压侧采用隔离开关-熔断器或跌开式,熔断器的变电所主接线图,高压侧采用负荷开关-熔断器或负荷型跌开式熔断器的变电所主接线图。,高压侧采用隔离开关-断路器的变电所主接线图。,2、小型工厂变电所的主接线图 只装有一台主变压器的小,9,图4-70 高压侧采用负荷开关-熔断器或负荷型,跌开式熔断器的变电所主接线图,图4-70 高压侧采用负荷开关-熔断器或负荷型,10,图4-71 高压侧采用隔离开关- 断路器,的变电所主接线图,图4-72 高压双回路进线的一台主变压器,的变电所主接线图,图4-71 高压侧采用隔离开关- 断路器 图4-72 高,11,装有两台主变压器的小型变电所主接线图,图4-73 高压侧无母线、低压单母线分段的变电所主接线图,高压无母线、低压采用单母线分段的变电所主接线图,高压采用单母线、低压采用单母线分段的变电所主接线图,高低压侧均采用单母线分段的变电所主接线图,（适用于有一、二级负荷的工厂及其他建筑）,装有两台主变压器的小型变电所主接线图图4-73 高压侧无,12,图4-75 高低压侧均为单母线分段,的变电所主接线图,图4-74 高压单母线、低压单母线分段,的变电所主接线图,图4-75 高低压侧均为单母线分段图4-74 高压单,13,四、工厂总降压变电所的主接线图,1、只装有一台主变压器的总降压变电所主接线图,2、装有两台主变压器的总降压变电所主接线图,一次侧采用内桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图。,一次侧采用外桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所主接线图。,一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所主接线图。,一、二次侧均采用双母线的总降压变电所主接线图。,四、工厂总降压变电所的主接线图 1、只装有一台主变压器,14,图4-76 只装有一台主变压器的工厂总降压变电所主接线图,主要特点：简单经济，但供电可靠性不高，只适于三级负荷的工厂。,图4-76 只装有一台主变压器的工厂总降压变电所主接线图,15,图4-77 采用内桥式接线的,总降压变电所主接线图,图4-78 采用外桥式接线的,总降压变电所主接线图,主要特点：主接线的运行灵活性较好，供电可靠性较高，适于一、二级负荷的工厂。,主要特点：主接线的运行灵活性也较好，供电可靠性也较高，也适于一、二级负荷的工厂。,图4-77 采用内桥式接线的图4-78 采用外桥式接线的,16,图4-79 一、二次侧均采用单母线分段,的总降压变电所主接线图,图4-80 一、二次侧均采用双母线,的总降压变点所变电所主接线图,主要特点：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。,主要特点：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,图4-79 一、二次侧均采用单母线分段图4-80 一、二,17,4.7 工厂变配电所的所址、布置、结构及安装图,变电所所址选择、布置、结构及安装的技术要求，必须按照国家现行规范执行，涉及该部分内容的规范主要有：,GB50059-92 35110kV变电所设计规范；,GB50053-94 10kV及以下变电所设计规范；,JGJ 16-2008 民用建筑电气设计规范,4.7 工厂变配电所的所址、布置、结构及安装图 变,18,尽量靠近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。,进出线方便，特别是要便于架空进出线。,接近电源侧，特别是工厂的总降压变电所和高压配电所。,设备 运输方便，特别要考虑电力变压器和高低压成套配电装置的运输。,不应设在有剧烈振动或高温的场所；无法避开时，应有防振和隔热的措施。,不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所；无法远离时，不应设在污染源的下风侧。,不应设在厕所、浴室和其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴邻。,不应设在有爆炸危险环境的正下方或正上方，且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方。,不应设在地势低洼和可能积水的场所。,一、变配电所所址的选择,1、 变配电所所址选择的一般原则,尽量靠近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色,19,2、负荷指示图,图4-81 图1-2所示工厂的负荷指示图,负荷指示图是将电力负荷按一定比例（例如以1mm,2,面积代表kW）用负荷图的形式标示在工厂或车间的平面图上。各车间（建筑）的负荷圆的圆心应与车间（建筑）的负荷“重心”（负荷中心）大致相符。,式中：K为负荷园的比例（Kw/mm,2,）,2、负荷指示图图4-81 图1-2所示工厂的负荷指示图,20,3、 按负荷功率矩法确定负荷中心,图4-82 按负荷功率矩法确定负荷中心,设有负荷,P,1,、P,2,和,P,3,（均表示有功计算负荷），它们在任意选定的直角坐标系中的坐标分别为,P,1,(,x,1,y,1,)、,P,2,(,x,2,y,2,)、,P,3,(,x,3,y,3,)。总负荷,P=P,i,=P,1,+P,2,+P,3，,有：,x，y,就是总负荷中心的坐标。,3、 按负荷功率矩法确定负荷中心图4-82 按负荷功率矩法,21,二、变配电所的总体布置要求及方案示例,1、变配电所总体布置的要求,便于运行维护和检修,有人值班的变配电所，一般应设值班室。值班室应尽量靠近高低压配电室，且有门直通。如果值班室靠近高低压配电室有困难时，则值班室可经走廊与配电室相通。,值班室也可以与低压配电室合并，但在放置值班工作桌的一面或一端，低压配电装置到墙的距离不应小于3m。,主变压器应尽量靠近交通运输方便的马路侧。条件许可时，可单设工具材料室或维修间。,昼夜值班的变配电所，宜设休息室。有人值班的独立变配电所，宜设有厕所和给排水设施。,二、变配电所的总体布置要求及方案示例1、变配电所总体布置的要,22,保证运行安全,值班室内不得有高压设备 。值班室的门应朝外开。高低压配电室和电容器室的门应朝值班室开，或朝外开。,油量为100kg及以上的变压器应装设在单独的变压器室内。变压器室的大门应朝马路开，但应避免朝向露天仓库。在炎热地区，应避免朝西开门。,变电所宜单层布置。当采用双层布置时，变压器应设在底层 。,高压电容器组一般应装设在单独的房间内；但数量较少时，可装设在高压配电室内。低压电容器组可装设在低压配电室内；但数量较多时，宜装设在单独的房间内。,所有带电部分离墙和离地的距离以及各室维护操作通道的宽度等，均应符合有关规程的规定，以确保运行安全。,保证运行安全 值班室内不得有高压设备 。值班室的,23,便于进出线,如果是架空进线，则高压配电室宜位于进线侧。,考虑到变压器低压出线通常是采用矩形裸母线，因此变压器的安装位置（户内式变电所即为变压器室）宜靠近低压配电室。,低压配电室宜位于其低压架空出线侧。,适应发展要求,变压器室应考虑到扩建时有更换大一级容量变压器的可能。,高低压配电室内均应留有适当数量开关柜、屏的备用位置。,既要考虑到变配电所留有扩展的余地，又要不妨碍工厂或车间的发展。,便于进出线 如果是架空进线，则高压配电室宜位于,24,节约土地和建筑费用,值班室可与低压配电室合并；但这时低压配电室的面积应适当扩大，以便安置值班桌或控制台，满足运行值班的要求。,高压开关柜不多于6台时，可与低压配电屏设置在同一房间内，但高压柜与低压屏的间距不得小于 2 m。,不带可燃性油的高低压配电装置和非油浸电力变压器，可设置在同一房间内。,具有符合外壳防护等级代号IP3X（参看附录表13）的不带可燃性油的高低压配电装置和非油浸电力变压器，当环境允许时，可相互靠近布置在车间内。,高压电容器柜数量较少时，可装设在高压配电室内。,周围环境正常的变电所，可采用露天或半露天式，即变压器安装在户外。,高压配电所应尽量与邻近的车间变电所合建。,节约土地和建筑费用 值班室可与低压配电室合并；,25,2、变配电所总体布置方案示例,图中：,1-S9-800/10型电力变压器,2-PEN线 3- 接地线,4-GG-1A（F）型高压开关柜,5-GN6型高压隔离开关,6-GR-1型高压电容器柜,7-GR-1型电容器放电柜,8-PGL2型低压配电屏,9- 低压母线及支架,10- 高压母线及支架,11- 电缆头 12- 电缆,13- 电缆保护管,14-大门 15-进风口（百叶窗）,16- 出风口（百叶窗）,17- 接地线及其固定钩,图4-83 图4-66所示高压配电所及其附设2号车间变电所的平面图和剖面图,2、变配电所总体布置方案示例图中：图4-83 图4-66所,26,2,4,3,1,a) 室内型，有值班室，一台变压器,1,2,4,2,3,c) 室内型，有值班室，两台变压器,4,3,2,1,b) 室外型，有值班室，一台变压器,1,2,3,4,5,f ) 室外型，有值班室和高压,电容器室，两台变压器,3,4,1,2,d) 室外型，有值班室，两台变压器,1,4,2,2,3,5,e) 室内型，有值班室和高压,电容器室，两台变压器,图4-84 工厂高压配电所与附设车间变电所合建的平面布置方案（示例）,1- 高压配电室 2- 变压器室或室外变压器台 3- 低压配电室 4- 值班室 5- 高压电容器室,2431a) 室内型，有值班室，一台变压器12423c) 室,27,图4-85 无高压配电室和值班室的车间变电所平面布置方案（示例）,1- 变压器室或室外变压器台 2- 低压配电室,1,2,2,1,2,1,2,1,1,b) 室外型，一台变压器,a) 室内型，一台变压器,c) 室内型，两台变压器,d) 室外型，两台变压器,图4-85 无高压配电室和值班室的车间变电所平面布置方案（示,28,三、变配电所的结构,1、变压器室和室外变压器台的结构,变压器室的结构,表4-5 可燃油油浸变压器外廓与变压器墙壁和门的最小净距,（据GB50053-1994）,1000,800,变压器外廓与门净距/,mm,800,600,变压器外廓与后壁、侧壁净距/,mm,1250及以上,100 1000,变 压 器 容 量 /,kVA,可燃油油浸变压器室的耐火等级应为一级，非燃或难燃介质（干式）变压器室的耐火等级不应低于二级。,变压器室的门要向外开。,变压器室的布置，按变压器推进方向，分为宽面推进和窄面推进两种布置方式。,变压器室的地坪，按通风要求，分为地坪抬高和不抬高两种型式。变压器室的地坪抬高时，通风散热更好，但建筑费用增高。变压器容量在630kVA及以下的变压器室地坪，一般不抬高。,三、变配电所的结构1、变压器室和室外变压器台的结构 变压器室,29,图4-86 油浸式变压器室的结构布置示例,1-油浸式变压器 2-高压负荷开关操作机构 3-高压负荷开关 4-高压母线支架,5-高压母线 6-接地线 7-中性母线 8-临时接地线接线端子 9-高压溶断器,10-高压绝缘子 11-电缆保护管 12-高压电缆 13-电缆头 14-低压母线 15-低压母线穿墙隔板,图4-86 油浸式变压器室的结构布置示例,30,图4-87 干式变压器室的结构布置示例,1- 干式变压器（610kV）,2- 负荷开关或隔离开关,3- 负荷开关或隔离开关操作机构 4- 高压电缆,5- 电缆头 6- 电缆芯接头 7- 电缆保护管,8- 电缆支架 9- 高压母线 10- 高压母线夹具,11- 高压支柱绝缘子 12- 高压母线支架,13- 低压母线 14- 接地线 15- 低压母线夹具,16- 电车线路绝缘子 17- 低压母线支架,18-PE接地干线 19- 固定钩,20- 干式变压器安装底座（亦可落地安装）,21- 固定螺栓 22- 低压母线穿墙隔板,23- 临时接地线接线端子,24- 预埋钢板 25- 木栅栏,图4-87 干式变压器室的结构布置示例,31,室外变压器台的结构,图4-88 露天变电所变压器台的结构示例,1- 变压器 2- 水泥电杆 3-RW10-10F型跌开式熔断器 4- 避雷器,5- 低压母线 6- 中性母线 7- 低压母线穿墙隔板 8- 围墙 9- 接地线,（注：图中括号内尺寸适于容量为630kVA及以下的变压器）,室外变压器台的结构图4-88 露天变电所变压器台的结构示,32,2、配电室、电容器室和值班室的结构,高低压配电室的结构,开 关 柜,布 置 方 式,柜后维护通道,/,mm,柜 前 操 作 通 道 /,mm,固 定 式 柜,手 车 式 柜,单列布置,800,1500,单车长度 + 1200,双列面对面布置,800,2000,双车长度 + 900,双列背对背布置,1000,1500,单车长度 + 1200,表4-6 高压配电室内各种通道的最小宽度,（据GB50053-1994）,注：1. 固定式开关柜靠墙布置时，柜后与墙净距应大于50mm，侧面与墙净距应大于200mm。,2. 通道宽度在建筑物的墙面遇有柱类局部突出时，突出部位的通道宽度可减少200mm。,3. 当电源从柜后进线且需在柜后墙上另设有隔离开关及其手动操作机构时，柜后通道净宽不应小于1.5m；当柜背面的防护等级为IP2X（参看附录表7）时，其通道净宽可减为1.3m。,高压配电室的结构,2、配电室、电容器室和值班室的结构 高低压配电室的结构,33,图4-89 采用电缆进出线的GG-1A（F）型高压开关柜的高压配电室的两种布置方,a) 单列布置 b) 双列面对面布置,1- 高压开关柜 2- 母线支柱瓷瓶 3- 高压母线 4- 母线桥架 5- 电缆沟,图4-89 采用电缆进出线的GG-1A（F）型高压开关柜,34,低压配电室的结构,注：1. 当建筑物墙面遇有柱类局部突出时，突出部位的通道宽度可减少200mm。,2. 当低压屏背面墙上另设有开关和手动操作机构时，屏后通道净宽不应小于1.5m；当屏背面,的防护等级为IP2X 时，其通道净宽可减为1.3m。,表4-7 低压配电室内屏前后通道的最小宽度,（据GB50053-1994）,1000,1800,双列背对背布置,1000,2300,双列面对面布置,1000,1800,单列布置,抽屉式,1500,1500,双列背对背布置,1000,2000,双列面对面布置,1000,1500,单列布置,固定式,屏后通道 /,mm,屏前通道 /,mm,配电屏布置方式,配电屏型式,低压配电室的结构 注：1. 当建筑物墙面遇有,35,低压配电室的高度，应与变压器室综合考虑，以便变压器低压出线。当配电室与抬高地坪的变压器室相邻时，配电室的高度不应低于4m；配电室与不抬高地坪的变压器室相邻时，配电室的高度不应低于3.5m。为了布线需要，低压配电屏下面也应设电缆沟。,高压配电室的耐火等级不应低于二级；低压配电室的耐火等级不应低于三级。,高压配电室宜设不能开启的自然采光窗，窗台距室外地坪不宜低于1.8m；低压配电室可设能开启的自然采光窗。配电室临街的一面不宜开窗。,高低压配电室的门应向外开。相邻配电室之间有门时，其门应能双向开启。,配电室也应设置防止雨、雪和蛇、鼠类小动物从采光窗、通风窗、门和电缆沟等进入室内的设施。,配电室的顶棚、墙面及地面的建筑装修应使之少积灰和不起灰，顶棚不应抹灰。,长度大于7m的配电室应设两个出口，并宜布置在配电室的两端。长度大于60m时，宜增设一个出口。,低压配电室的高度，应与变压器室综合考虑，以便变压器,36,高低压电容器室的结构,高低压电容器室采用的电容器柜，通常都是成套型的。按GB50053-1994规定，成套电容器柜单列布置时，柜正面与墙面距离不应小于1.5m；双列布置时，柜面之间距离不应小于2.0m。,高压电容器室的耐火等级不应低于二级；低压电容器室的耐火等级不应低于三级。,电容器室应有良好的自然通风。当自然通风不能满足排热要求时，可增设机械排风。电容器室应设温度指示装置。,电容器室的门也应向外开。,电容器室也应设置防止雨、雪和蛇、鼠类小动物从采光窗、通风窗、门和电缆沟等进入室内的设施。,电容器室的顶棚、墙面及地面的建筑要求，与配电室相同。,值班室的结构,值班室的结构型式，要结合变配电所的总体布置和值班工作要求全盘考虑，以利于运行值班工作。,值班室要有良好的自然采光，采光窗宜朝南 。在采暖地区，值班室应采暖，采暖的计算温度为 18，采暖装置宜采用排管焊接。在蚊子和其他昆虫较多的地区，值班室应装纱窗、纱门。,值班室除通往配电室、电容器室的门外，其他的门均应向外开。,高低压电容器室的结构 高低压电容器室采用的电容,37,3、组合式成套变电所的结构,图4-90 某XZN-1型户内组合式成套变电所平面布置图,14-GFC-10A型手车式高压开关柜,5-SC或SCL型环氧树脂浇注干式变压器,6-低压总进线柜 710-BFC-10A型抽屉式低压配电柜,3、组合式成套变电所的结构图4-90 某XZN-1型户内组,38,图4-91 图4-90所示XZN-1型户内组合式成套变电所主接线图,图4-91 图4-90所示XZN-1型户内组合式成套变电所,39,4、,变配电所的电气安装图,变配电所主接线图,变配电所二次回路图,变配电所平、剖面图,构件安装大样图,4、变配电所的电气安装图 变配电所主接线图,40,