供电系统及接线方式

,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,*,1.2,供电系统及接线方式,企业供电系统的特点：,处于电力系统末端，经一至两级降压后直接向系统供电，接线简单。,一、确定供电系统的一般原则,1,、供电可靠,2,、操作方便、运行灵活,3,、经济合理,4,、便于发展,二、供电系统的接线方式,（一）、主要电气设备,根据电气设备作用的不同，分两种类型,一次设备,生产和分配电能的设备称为一次设备。,二次设备,对一次设备的工作进行监察、测量、控制和保护的设备称二次设备。,1,、一次设备,类型：,（,1,）、生产和转换电能的设备,发电机,：机械能转化为电能；,G,M,发电机,电动机,变压器,电动机,：电能转化为机械能；,变压器,：将电压升高或降低；,（,2,）接通或断开电路的开关电器,作用：,A,、正常运行时合、分电路。,B,、事故（短路）时能在继电保护装置控制下切断故障回路。,C,、 检修时使被检修设备与电源可靠隔离。,上述功能决定了开关电器在电力系统中起着非常重要的作用，占,60%,以上。,开关电器的分类,高压开关电器,（,3KV,及以上电压等级）,低压开关电器,（,1200V,及以下电压等级）,高压电器,高压断路器,作用：,正常状况下，控制各电力线路的开断与闭合。,事故时在继电保护装置控制下能自动切除短路电流。,具有灭弧装置。,可做操作电器,。,文字符号：,QF,图形符号：,QF,隔离开关,作用：,能提供一个明显的断口，在检修时使设备与电源可靠的隔离。,一般与断路器配合使用，进行倒闸操作，以改变电力系统的运行方式。,无灭弧装置，不能开断电流，故,不可做操作电器,。,文字符号：,QS,图形符号：,负荷开关,介与断路器与隔离开关之间的一种简易电器开关。,作用：专门用来,接通或断开正常工作时的负荷电流，但不能切断短路电流,。具有灭弧栅。,一般与熔断器配合使用。由熔断器切断过载及短路电流，由负荷开关接通或断开负荷电流。,文字符号：,QL,图形符号：,高压熔断器,作用：流过短路电流或较长时间过电流时熔断，来保护电器设备。,注意事项：,6KV,熔断器只能用于,6KV,，不能用于,3KV,。,10KV,熔断器只能用于,10KV,，不能用于,6KV,。,文字符号：,FU,图形符号,低压电器,自动空气开关（自动空气断路器、低压断路器）,作用：同高压断路器,文字符号：,QA,图形符号：,刀开关,作用：,检修设备时起隔离电源的作用。,当装设用灭弧罩并用杠杆操作时，能切断或接通额定电流,文字符号：,QK,图形符号：,低压熔断器,作用、符号同高压熔断器,限流电器,限制过电压的电器,避雷器,避雷器符号：,避雷器,载流导体,作用：连接各种电气设备（使发电、输电、用电成为一个可灵活调度的系统）。,分类：,电缆,：自身包括有绝缘的导体,裸导体,：无绝缘的导体。需要,绝缘子,支撑与悬挂，穿过建筑物时需要,穿墙套管,。,电缆终端头,X,架空线路,WL,二次设备,概念：,对一次设备的工作进行监察、测量、控制和保护的设备称二次设备。,分类：,测量表计,例：电流表、电压表、功率表、电能表等。,作用：测量电路中的参数。,2.,继电保护及自动装置,作用：电力系统故障时，这些装置能迅速反应，并进行自动监控和调节。,3.,直流电源,例：直流发电机、蓄电池等,作用：供保护用或事故时照明用。,一种特殊的设备,互感器,作用：将一次接线系统的高电压、大电流变换成标准等级的低电压（,100V,）和小电流（,5A/1A,），向二次测量、控制与调节装置及仪表提供电压、电流信号。,因此互感器是连接一次回路与二次回路的设备，它是一次回路与二次回路的分界线。,类型：电压互感器、电流互感器。,符号如图,互感器符号图,电压互感器,TV,双绕组,三绕组,电流互感器,TA,单次级,双次级,（二）电力负荷分级及对供电可靠性的要求,1.,一级负荷：,特点：中断供电将造成人身伤亡危险， 或重大原材料损坏且难以修复，给国民经济带来重大损失者。,要求：一级负荷应由两个独立电源供电，有特殊要求的一级负荷，两个独立电源且应来自不同的地点。,2.,二级负荷：,特点：这类负荷若突然停电，将造成生产设备局部损坏，或生产流程紊乱且恢复较困难，企业内部运输停顿，或出现大量减产，因而在经济上造成一定的经济损失。,要求：一般允许停电几分钟，在工业企业中占的比例最大。,应由两回线路供电，两回线路应尽可能取自不同的变压器或母线段。,3.,三级负荷：,不属于一、二级负荷的用电设备。,要求：对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。,（三）供电系统接线方式,1,、主接线图的定义,变配电所的,(,电气,),主接线也称一次接线，是指由各种开关电器、电力变压器、母线、电力电缆及电抗器、避雷器、电容器等一次设备依一定次序连接起来，接受和分配电能的电路。,主接线图是表示这种电路的接线方式，是表示电能由电源分配至用户的主要电路。,主接线图是按照单线图来绘制。,主接线图只表示电气装置的一相连接称之为单线图。单线图清晰易看，广泛用于设计和运行。,2,、,对,主接线图的,要求,（,1,）、安全。,必须符合国家标准和有关技术规范的要求，能充分保证人身和设备的安全。,（,2,）、可靠。,应满足各级电力负荷对供电可靠性的要求。,（,3,）、灵活。,应能适应供电系统所需的各种运行方式，便于操作维护，能适应负荷的发展。,（,4,）、经济。,在上述要求的前提下，尽量使主接线简单，投资少，运行费用低。,（,5,）、 易于扩建。,3,、供电系统接线方式,包括,单回路放射式、干线式,优点：简单、经济、运行方便,无备用结线,缺点：供电可靠性差,适用范围：三级或部分二级负荷,包括,双回路放射式、干线式和环式网络,优点：供电可靠性和电压质量高,有备用结线,缺点：不经济,适用范围：电压等级较高或重要的负荷,按对负荷供电可靠性分类,（,1,）无备用接线方式,优点：接线简单，运行方便，易于发现故障；,缺点：供电可靠性差。,适用于：三级负荷和部分次要的二级负荷。,A,、单回路放射式,QF1,QF2,QF3,QF4,QF5,QF6,T2,T1,优点是：,供电线路独立，线路故障不互相影响，易于实现自动化，停电机会少；继电保护简单，且易于整定，保护时间短；,缺点是：,电源出线回路较多，设备多，投资大。,母线,发电厂、变电站中通常出线和发电机电源数目较多，为了便于二者的连接，常用母线将电源和出线连接起来。,作用：汇集、分配、传输电能。,W,B,、直接联接的干线式,优点是：,线路总长度较短，造价较低，可节约有色金属；,由于最大负荷一般不同时出现，系统中的电压波动和电能损失较小；,电源出线回路数少，可节省设备。,缺点是,：,前段线路公用，增加了故障停电的可能性。,6kV,QS1,QF1,QS2,QF2,C,、串联型干线式,串联型干线式因干线的进出侧均安装隔离开关，当发生故障时，可在找到故障点后，拉开相应的隔离开关继续供电，从而缩小停电范围,。,QS1,QF1,（,2,） 有备用接线方式,A,、双回路放射式,QS1,QF1,QS2,QS3,QF2,QS7,QS6,QS5,QF4,QS4,（,a,）,图,13,双回路放射式接线,QS1,QF1,QS2,QS3,QF2,QS4,QS6,QF4,QS8,QS5,QF3,QS7,QS10,QF5,QS9,(b),优点是：当双回路同时工作时，可减少线路上的功率损失和电压损失,缺点是：由于每个用户用双回路供电，故线路总长度长，电源总出线回路数和所用开关设备多，投资大；如果负荷不大，常会造成有色金属的浪费。,适用范围：适用于负荷大或孤立的重要用户。,对于容量大，而且特别重要的用户可采用图,1-3,（,b,）所示的母线用断路器分段接线，从而可实现自动切换，以提高供电的可靠性。,B,、双回路干线式,特点：,其线路总长度较双回路放射式短、较环式长，所需设备较放射式少，但继电保护较放射式复杂。,QS1,QF1,QS2,QF2,图,1-4,双回路干线接线,C,、 环式,缺点是：运行线路较长，故障时（特别是靠近电源附近段故障），电压损失大。,因环式接线的导线截面应按故障情况下能担负环网全部负荷考虑，故有色金属的消耗量增加，两个负荷大小相差越悬殊，其消耗量就越大。,适用：适用于负荷容量相差不大，所处地理位置距电源均较远，而彼此相距较近的情况。,QF1,QF2,QF4,QF5,QF6,QF7,图,1-5,环式接线,QF3,优点是：所用设备少；各线路途径不同，不易同时发生故障，故可靠性较高且运行灵活；因负荷由两条线路负担，故负荷波动时电压比较稳定。,（四）变电站的主接线方式,工业企业供电系统的组成,总降压变电所,配电所,配电所,配电所,车间变电所,高压用电设备,车间变电所,车间变电所,车间变电所,车间变电所,进线,35(110)KV,35(110)KV/10(6)KV,分配,10(6)KV,10(6)KV/380V,1.,总降压变电所的作用是从电力网接受高压电能，并将电源电压降至,6-10kV,，然后分别送至各个车间变电所或高压用电设备。,2,配电所的作用是只接受和分配电能，不进行电压变换。将接受来的电源重新分配送至附近各个车间及高压用电设备。,3.,车间变电所的作用是将,接受来的,电源电压降到,380,220V,，送至车间各个低压用电设备。,4.,配电线路的作用是输送电能。,1,、工业企业总降压变电站的主接线方式,工厂,35,110,6,10kV,总降压变电所的特点是：,根据负荷的类型，电源进线一般为,1,回至,2,回；,变压器台数一般为两台,。（根据需要扩展,3-4,台）,6,10kv,侧母线采用单母线或单母线分段制，极少或甚至不采用双母线制。,无母线的接线方式,（,1,）线路,-,变压器组接线方式,当供电,电源只有一回线路,，且变电站只装设,一台变压器,时，采用线路,变压器组接线方式，如图,1-6,所示。,35,110kV,6,10kV,QF,QS,QS,(a),（,a,）进线为隔离开关；（,b,）进线为跌落式保险；（,c,）进线为断路器,(b),35,110kV,6,10kV,QF,QS,FU,(c),35,110kV,6,10kV,QF,QS,QF,线路,变压器组接线方式,优点：,接线简单，使用的设备少，基建投资省。缺点：,供电的可靠性低，当供电线路、变压器及低压母线发生故障或高压设备检修时全部负荷都将停止供电。,适用场合：,只应用于,三级或不太重要的二级负荷,的变电所。,（,2,）桥式接线,适用：,当只有,两台变压器和两条线路,时，采用桥形接线。,按桥连断路器的位置不同，可分三种：,外桥,内桥,全桥,外桥接线,特点：,桥断路器在线路侧。,变压器回路有断路器，,变压器投切方便。,线路上无断路器，,线路投入与切除复杂。,易于过渡到全桥或单母线分段接线。,比内桥少两组隔离开关，投资少，占地面积小,适用：,进线短、倒闸次数少的变电所；,或变压器采取经济运行需要经常切换的终端变电所。,L1,外桥接线,QF1,QS1,T1,QS3,QF2,QS2,QS4,QS5,QS6,QF3,L2,T2,内桥接线,特点：,桥断路器在变压器侧,每条线路都装设一台断路器，,线路投入和切除方便,。,变压器投入与切除复杂,。,不易于扩展成全桥或单母线分段接线。,适用范围：,线路较长，故障几率较多，而,变压器又不经常切除的终端变电所。,内桥接线,QF1,QS1,T2,QS3,QF2,QS2,T3,QS4,QS5,QS8,QF3,L1,L2,QS6,QS7,全桥接线,优点：,线路和变压器投入和切除均方便,。,缺点：所用设备多，投资大。,QS4,L1,全桥接线,QF1,QS1,T1,QS3,QF2,QS2,T2,QS5,QS6,QF3,L2,QF3,QF4,有母线接线方式,（,1,）单母线分段接线,优点：,当某回受电线路或变压器因故障或检修停止运行时，可通过母线分段断路器的联络，保证继续对两段母线上的重要负荷供电。,缺点：,当其中任一段母线需要检修或发生故障时，接于该段母线的全部进、出线均停止运行。,为此，一、二级负荷必须由接在两段母线上的环形系统或双回路供电，以便互为备用。,适用,：多用于具有一、二级负荷，且进、出线较多的变电所。,穿越负荷,电源,L1,电源,L2,图,18,单母线分段式接线,1,1,2,2,穿越负荷,QF,S,一般采用断路器分段，只有在出线较少且供电连续性要求不高时，为了经济才采用隔离开关作母线联络。,(2),双母线接线,联络断路器,出线,进线,1,进线,2,1,2,变电所每回进、出线通过隔离开关可以接在任何一段母线上。两母线之间用断路器联络。,优点：不论哪一段电源与母线同时发生故障，都不会中断对用户的供电，故供电可靠性高、运行灵活。,缺点：设备多、投资大、接线复杂、操作安全性差。,适用：主要用于容量大，负荷对供电可靠性要求高，进、出线回路多的重要变电所。,2,、车间变电所的主接线,（,1,）高压侧无母线的接线方式,、当中小型工业企业的车间变电所只有,一台变压器,时,高压侧宜采用变压器母线组接线，低压侧采用单母线接线。,6,10KV,电缆进线,380/,220V,低压引出线,至其它电源,适用于：,但当高压侧电气设备发生故障时，将造成全部停电，因此只适用于,三级负荷,。,当低压侧与其他电源有联络线时也可用来向一、二级负荷供电。,这种接线高压侧开关类型的选择，主要取决于变压器的容量及变电所的结构型式,高压侧可选用,隔离开关,和,户内高压熔断器,.,由于隔离开关仅能切断,320kVA,及以下的变压器的空载电流，在检修变压器，用隔离开关切断变压器与高压电源的联系时，必须先切除低压侧的负荷,即,隔离开关只能用于变压器的空载操作。,变压器的短路保护由高压熔断器实现。,熔断器,隔离开关,6,10KV,电缆进线,380/220V,低压引出线,变压器容量在,320kVA,及以下的户内变电所。,高压侧可选用户外型高压跌落式熔断器,.,高压跌落式熔断器可以接通或断开,630kVA,及以下的变压器的空载电流（变电所停电时，须先切除低压侧负荷）；,作用：,A,、在检修变压器时可起隔离开关的作用；,B,、在变压器发生故障时，可作为保护元件自动断开变压器。,380/220V,架空进线,跌落式,熔断器,6kV,10kV,低压引出线,图,1-10 630kV,及以下车间变电所的接线,变压器容量在,630kVA,及以下的户外变电所。,变压器高压侧选用,负荷开关和高压熔断器,.,A,、负荷开关作为正常运行时操作变压器之用，,B,、熔断器作为变压器的短路保护之用。,当熔断器不能满足继电保护配合要求时，高压侧须选用高压断路器，如图,1-13,所示。,380/220V,熔断器,电缆进线,6kV,10kV,低压引出线,图,1-12 560kVA,1000kVA,车间变电所的接线,负荷开关,变压器容量在,560kVA,1000kVA,时的车间变电所。,变压器容量在,1000kVA,及以上时的车间（或全厂）变电所,。,变压器高压侧选用,隔离开关和高压断路器,。,高压断路器作为正常运行时接通或断开变压器之用。,6kV,10kV,380/220V,低压引出线,图,1-13 1000kVA,及以上工矿企业变电所的接线,断路器,架空入线,、当,一、二级负荷或用电量较大,的车间变电所，采用,两回路进线、两台变压器时,。,T1,图,1-14,两回路进线两台变压器接线,6kV10kV,进线,T2,可采用以下的,接线方式。,如图,1-14,所示。,（,2,）高压侧单母线的接线,对供电可靠性要求较高、负荷变化较大，以及负荷比较集中的车间（或中、小企业），其变电所设有,两台以上变压器,，并考虑今后发展需要，则应采用,高压单母线、低压单母线分段接线,方式。,380V/220V,图,1-15,高压侧单母线接线方式,380/220V,至高压电动机,6,10KV,进线,（五） 典型供电系统接线实例综合分析,1.,线路,-,变压器组接线,适用：采用,一回路电源进线和一台变压器的,企业总降压变电所，其负荷属于,二级及三级负荷,。,优点,：简单、设备少、基建快、投资费用低。,缺点,：当线路或变压器发生故障或检修时，就需停电，故供电可靠性较差。,图,1-16,典型线路,-,变压器组接线,35kV,进线,6kV,10kV,扩大桥式接线图,T1,T2,T3,L1,L2,L3,35,110KV,进线,