第2章3 楼宇供配电系统(英文).ppt

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1、Chapter 2 Power supply and distribution system2.1 Introduction2.2 Typical system inside the building2.3 system diagram reading2.4 monitoring system2.5 Examples分配分配distributing 产生产生Generating 传输传输transmitting2.1 IntroductionPowersupplysystem110kV220kV500kV2.1 Introduction2.1 Introduction110kV 50-150k

2、m220kV 200-400km500kV 500km35kV10kV380V500kV2.1 Introduction2.1 IntroductionAutomation in Power Distribution How does Power reach us?Bottlenecks in Power Reliability The Technology Development Mission Communication and Networking Remote Terminal Unit Remotely Operable Switch (ASIC)Application Specif

3、ic Integrated Circuit DA software Distribution Network Simulator 10kV0.4kV110kV10kV10kV110kVPower stationTransformerDistribution substations User 2.1 Introduction2.2 Typical system inside the building(a)Onemain+onesparesinglebusMain Electrical Connection10kV Bus10kV BusS1S2Main Main Spare Spare 主供主供

4、备用备用（a)Two inputs Single bus barSave(area and finance)Service interruption or blackout(bus failure)Building with low reliability requirement or low loadMain Electrical Connection（b)b)Two inputs Sectionalizing bus with tie switch Additional bus tie cabinet and voltage transformer cabinet High reliabi

5、lity Building with high reliability requirement or high load(b)Twoinputssinglebuswithtieswitch10kV Bus10kV BusS1S2Main Main Spare Spare 主主 备备 10kV Bus10kV BusS1S2Power1 Power1 Power2 Power2 Tie switchTie switch2.2 Typical system inside the building(a)Onemain+onespareTwo 10kV independent power inputs

6、、self-supplied generator,Sectionalizing Single bus bar on low side。10kV bus10kV busS1S1S2S2Power1 Power1 Power2 Power2 400V bus 400V bus 10kV/400V10kV/400VtransformerSelf-providedSelf-providedgeneratorgeneratoremergency Bus Bus10kV bus10kV bus(c)Two inputs with generator(c)Two inputs with generator

7、2.2 Typical system inside the buildingGeneratoroperationdiagram3S3S 10S10S5min5min10min10minMains市电市电generatorgeneratorMain Main switchdisappearrestore Self-startstopMain switch shut down 自自备发电备发电机机组组要要选择选择有自启有自启动动装置的机装置的机组组，市，市电电停停电电后延后延时时3s后开始后开始启启动动，启，启动时间约动时间约10s，发电发电机主开关合机主开关合闸闸供供电电，当市，当市电电恢复后，

8、机恢复后，机组组延延时约时约5分分钟钟（带载带载运行），再空运行），再空载载冷却运行冷却运行约约10分分钟钟后自后自动动停停车车。2.2 Typical system inside the building两路市两路市电电与自与自备电备电源源 FireliftFireprotectionEmergencylightingHalllightinggeneratorMainIMainIIEmergencybusUPS computerImportantloadinterlockG 一一级负级负荷荷单单独分独分组组方案，方案，将消防用将消防用电电等一等一级负级负荷荷单单独分出，并集中一独分出，并集中

9、一段母段母线线供供电电，备备用用发电发电机机组仅对组仅对此段母此段母线线提供提供备备用用电电源。源。2.2 Typical system inside the building 正常情况，消防正常情况，消防设备设备等用等用电设备为电设备为两路市两路市电电同同时时供供电电，应应急母急母线电线电源源由其中一路市由其中一路市电电供供给给。当两路市。当两路市电电失去一路，可以通失去一路，可以通过过两路市两路市电电中中间间的的联络联络开关合开关合闸闸恢复大部分供恢复大部分供电电，当两路市，当两路市电电全部失去全部失去时时，自，自动动启启动动机机组组ATS开关开关转换转换，应应急母急母线线由机由机组组供供

10、电电，保，保证证消防消防设备设备等重要等重要负负荷的供荷的供电电。FireliftFireprotectionEmergencylightingHalllightinggeneratorMainIMainIIEmergencybusUPS computerImportantloadInterG2.2 Typical system inside the building 对对大大厅厅照明等稍照明等稍为为重要的重要的负负荷，由于配荷，由于配电电开关上装有失开关上装有失压压脱扣器，在脱扣器，在市市电电故障故障时时已全部分已全部分闸闸，然后可根据机，然后可根据机组负组负荷情况手荷情况手动动合合闸闸。例

11、如此。例如此时时无火灾可全部合无火灾可全部合闸闸，如一旦，如一旦发发生火灾，生火灾，则则根据消防根据消防发发出的指令自出的指令自动动跳跳闸闸。方案适用于方案适用于电电网网稳稳定、大楼重要定、大楼重要负负荷荷较较多的工程。多的工程。FireliftFireprotectionEmergencylightingHalllightinggeneratorMainIMainIIEmergencybusUPS computerImportantloadinterlockG2.2 Typical system inside the building ATS(Automatic transfer switc

12、hing equipment)自动转换开关电器自动转换开关电器 ATS:safely switching from utility power to emergency generator power主要用在紧急供电系统主要用在紧急供电系统 ATS:switching from a primary source to a secondary 将负载从一个电源自动换接至另一个（备用）电源将负载从一个电源自动换接至另一个（备用）电源 ATS:常常应用在重要用电场所，其产品可靠性尤为重要。常常应用在重要用电场所，其产品可靠性尤为重要。2.2 Typical system inside the bui

13、lding main supply main supply380V/220V bus bar 380V/220V bus bar Transformer10kV/400V10kV/400V380V/220V spare 380V/220V spare difficult to get two inputs，400V power supply nearby main input 10kV，400V spare small building,low power consumption.(d)Two inputs(main and spare)(d)Two inputs(main and spare

14、)2.2 Typical system inside the building进进线线柜柜计计量量柜柜保保护护柜柜互互感感器器柜柜变变压压器器柜柜变变压压器器柜柜其其他他变变电电所所电电容容器器柜柜保保护护柜柜进进线线柜柜meteringcabinet power incoming cabinet otherstationsProtectioncabinetVoltagetransformercabinettransformercabinetcapacitorcabinetProtectioncabinetpower incoming cabinet 进进线线柜柜计计量量柜柜保保护护柜柜互互感

15、感器器柜柜变变压压器器柜柜变变压压器器柜柜其其他他变变电电所所电电容容器器柜柜保保护护柜柜进进线线柜柜meteringcabinet power incoming cabinet otherstationsProtectioncabinetVoltagetransformercabinettransformercabinetcapacitorcabinetProtectioncabinetpower incoming cabinet 1 两路两路10KV 进线进线 一路由市网供给，电缆引入，（装有专用计量柜和进线开关）一路由市网供给，电缆引入，（装有专用计量柜和进线开关）2 另一电源为备用电源

16、，架空引入，由本企业引入。无计量柜另一电源为备用电源，架空引入，由本企业引入。无计量柜,有进线保护柜。有进线保护柜。进进线线柜柜计计量量柜柜保保护护柜柜互互感感器器柜柜变变压压器器柜柜变变压压器器柜柜其其他他变变电电所所电电容容器器柜柜保保护护柜柜进进线线柜柜meteringcabinet power incoming cabinet otherstationsProtectioncabinetVoltagetransformercabinettransformercabinetcapacitorcabinetProtectioncabinetpower incoming cabinet 3

17、Incoming line protection cabinet:进线保护柜，当变配电系统或母线出现短进线保护柜，当变配电系统或母线出现短路和过载时断路器自动跳闸。路和过载时断路器自动跳闸。circuitbreakeroperateautomatically进进线线柜柜计计量量柜柜保保护护柜柜互互感感器器柜柜变变压压器器柜柜变变压压器器柜柜其其他他变变电电所所电电容容器器柜柜保保护护柜柜进进线线柜柜meteringcabinet power incoming cabinet otherstationsProtectioncabinetVoltagetransformercabinettrans

18、formercabinetcapacitorcabinetProtectioncabinetpower incoming cabinet 4 Voltage transformer cabinet:metering and protection进进线线柜柜计计量量柜柜保保护护柜柜互互感感器器柜柜变变压压器器柜柜变变压压器器柜柜其其他他变变电电所所电电容容器器柜柜保保护护柜柜进进线线柜柜meteringcabinet power incoming cabinet otherstationsProtectioncabinetVoltagetransformercabinettransformerc

19、abinetcapacitorcabinetProtectioncabinetpower incoming cabinet 5 Power transformer:两台两台10/0.4KV电力变压器电力变压器Y/Y0，由高压断路器进行高压，由高压断路器进行高压侧短路保护和过载保护。侧短路保护和过载保护。进进线线柜柜计计量量柜柜保保护护柜柜互互感感器器柜柜变变压压器器柜柜变变压压器器柜柜其其他他变变电电所所电电容容器器柜柜保保护护柜柜进进线线柜柜meteringcabinet power incoming cabinet otherstationsProtectioncabinetVoltage

20、transformercabinettransformercabinetcapacitorcabinetProtectioncabinetpower incoming cabinet 6 High voltage output to other power station.高压引出线：去往其他变电所高压引出线：去往其他变电所或杆上变压器，也是由高压断路器进行短路和过载保护。或杆上变压器，也是由高压断路器进行短路和过载保护。进进线线柜柜计计量量柜柜保保护护柜柜互互感感器器柜柜变变压压器器柜柜变变压压器器柜柜其其他他变变电电所所电电容容器器柜柜保保护护柜柜进进线线柜柜meteringcabinet

21、 power incoming cabinet otherstationsProtectioncabinetVoltagetransformercabinettransformercabinetcapacitorcabinetProtectioncabinetpower incoming cabinet 7 Capacitor cabinet:reactive power compensation.电容器柜：在高压侧进电容器柜：在高压侧进行无功功率补偿，将本系统的功率因数提高到电业部门所规定的数值。一般在行无功功率补偿，将本系统的功率因数提高到电业部门所规定的数值。一般在0.95左右。左右。p

22、owersupplybureauB1B22 Two inputs Sectionalizing with tie switch1 low voltage bus4 Power feeder panel 3 Capacitor compensation cabinet5 Lighting feeder panel 2.2 Typical system inside the building2.3 Diagram reading ()1 Diagram type 系统图？什么系统图？系统图？什么系统图？当拿到一张图纸时当拿到一张图纸时,若看到有若看到有母线母线,就是变配电所的主电路就是变配电所的主

23、电路图。然后看是否有电力变压器，图。然后看是否有电力变压器，如果有电力变压器就是变电所如果有电力变压器就是变电所主电路图，如果没有则是配电主电路图，如果没有则是配电所的主电路图。所的主电路图。2 single wire diagram元件技术数据采用两种形式表元件技术数据采用两种形式表示：示：Datasheet（1）标注在图形符号的旁边）标注在图形符号的旁边 （如变压器、发电机等）（如变压器、发电机等）（2）以表格形式给出）以表格形式给出（如开关设备等）（如开关设备等）Transformationstation变电所变电所DistributionStation配电所配电所4 Analysis

24、methods 图的分析方法图的分析方法从电源进线开始，按照电能流从电源进线开始，按照电能流动的方向进行。动的方向进行。Bus 母线母线 Main wiring diagram主接线图主接线图CabinetType配电屏型号配电屏型号Serial number编号编号3 Construction 图的构成图的构成2.3 Diagram reading ()5 Incoming lines电源进线电源进线 两路进线两路进线（1）采用）采用LJ-325mm23根根25mm2的铝绞线，架空引入，经的铝绞线，架空引入，经过负荷开关过负荷开关QL（FN3-10/30-50R）、熔断器）、熔断器FU（RW

25、4-10-50/30A）送入主变压器（）送入主变压器（SL7-315kVA，10/0.4kV），将），将10kV的电压变换为的电压变换为0.4kV的电压送入的电压送入3号配电屏，然后进到母线上。号配电屏，然后进到母线上。（2）备用发电机经）备用发电机经QF（低压断（低压断路器）和路器）和QS（刀开关）进入（刀开关）进入2号号配电屏，之后到母线配电屏，之后到母线2.3 Diagram reading ()Circuit breaker:低压断路器对发动低压断路器对发动机进行过流保护机进行过流保护.Knife switch:刀开关起隔离带电母刀开关起隔离带电母线作用，便于检修发动机出线的自动空线作

26、用，便于检修发动机出线的自动空气断路器。气断路器。5 Incoming lines电源进线电源进线 两路进线两路进线（1）采用）采用LJ-325mm23根根25mm2的铝绞线，架空引入，经的铝绞线，架空引入，经过负荷开关过负荷开关QL（FN3-10/30-50R）、熔断器）、熔断器FU（RW4-10-50/30A）送入主变压器（）送入主变压器（SL7-315kVA，10/0.4kV），将），将10kV的电压变换为的电压变换为0.4kV的电压送入的电压送入3号配电屏，然后进到母线上。号配电屏，然后进到母线上。（2）备用发电机经）备用发电机经QF（低压断（低压断路器）和路器）和QS（刀开关）进入（

27、刀开关）进入2号号配电屏，之后到母线配电屏，之后到母线2.3 Diagram reading ()6Distribution cabinet 第第3号配电屏号配电屏 Type：BSL-11-01低压配电屏用于电源进线。低压配电屏用于电源进线。有两个刀开关（都起隔有两个刀开关（都起隔离作用，一个隔离变压器离作用，一个隔离变压器供电，一个隔离母线，防供电，一个隔离母线，防止备用发动机供电，便于止备用发动机供电，便于检修低压断路器）检修低压断路器）有有一个万能型低压断路器一个万能型低压断路器 （型号为（型号为DW10，额定电流，额定电流为为600A，电磁脱扣器的动，电磁脱扣器的动作整定电流为作整定电

28、流为800A，能对，能对变压器进行过电流保护）变压器进行过电流保护）Operationsequence:配电屏操作顺序：配电屏操作顺序：断电时：先断开断路器，后断开隔离刀开关断电时：先断开断路器，后断开隔离刀开关送电时：先合刀开关，后合断路器送电时：先合刀开关，后合断路器2.3 Diagram reading ()7Transformer protection 变压器保护变压器保护 lightning rod 避雷器避雷器 型号：型号：FS-10型型保护变压器，防止雷电袭击。保护变压器，防止雷电袭击。在变压器高压侧进线端安装了在变压器高压侧进线端安装了一组（共一组（共3个）个）2.3 Diag

29、ram reading ()8 Main electrical connection 主结线主结线分段分段 单母线单母线 隔离刀开关联络隔离刀开关联络Radial配电方式为放射式。配电方式为放射式。9Operation principle 工作原理工作原理当电源进线正常供电而备用发当电源进线正常供电而备用发电机不供电时，联络开关闭合，电机不供电时，联络开关闭合，两段母线都由主变压器供电。两段母线都由主变压器供电。当电源进线、变压器等故障或当电源进线、变压器等故障或检修时，变压器的出线开关断检修时，变压器的出线开关断开，停止供电，联络开关断开，开，停止供电，联络开关断开，备用发动机供电。备用发动

30、机供电。母线的母线的段和段和 段段Section段为重要负荷段为重要负荷Section段为一般负荷段为一般负荷2.3 Diagram reading ()10 Feeder 出线出线从母线经配电屏、馈线向电从母线经配电屏、馈线向电力负荷供电。力负荷供电。电路图中都标注有：电路图中都标注有：配电屏型号配电屏型号馈线型号、馈线型号、截面积、截面积、敷设方式、敷设方式、安装容量（或功率）安装容量（或功率）计算功率计算功率 计算电流计算电流Feedcircuit:该变电所共有该变电所共有10个馈电回路，其中个馈电回路，其中3和和9为备用为备用2.3 Diagram reading ()10个馈电回路分

31、别在不同的配电屏中，表中可以看到个馈电回路分别在不同的配电屏中，表中可以看到3和和9为备用为备用2.3 Diagram reading ()这个计算电流是设计时选用开关设备及导这个计算电流是设计时选用开关设备及导线的主要依据，也是维修时更换设备，元线的主要依据，也是维修时更换设备，元器件的论证依据。器件的论证依据。11 Calculation 相关计算（以相关计算（以6回路为例）回路为例）6回路由回路由2号屏输出，供给办公楼号屏输出，供给办公楼安装功率安装功率Pe=43.2kW计算功率计算功率P30=38.2kW需要系数需要系数kd=38.2/43.2=0.88DemandCoefficien

32、t设平均功率因数为设平均功率因数为0.85P30I30=3UNcos=68A则则计算电流计算电流2.3 Diagram reading ()12 Reserved source 备用电源备用电源柴油发电机组作为备用电源柴油发电机组作为备用电源发动机参数：发动机参数：额定功率：额定功率：120kW额定电压：额定电压：400/230V功率因数：功率因数：0.8 计算额定电流计算额定电流选用出线断路器型号为选用出线断路器型号为DZ系列，额定电流为系列，额定电流为250AI30=PN3UNcos=216.5A=30.40.81202.3 Diagram reading ()1 图的类型？图的类型？2系

33、统进线结构？系统进线结构？高压结线高压结线 低压结线低压结线3高压侧和低压侧如何高压侧和低压侧如何 区分？区分？4母线含义和标注？母线含义和标注？5高压柜有几个？高压柜有几个？分别起什么作用？分别起什么作用？6低压柜有几个？低压柜有几个？分别起什么作用？分别起什么作用？2.3 Diagram reading ()1 what kind of diagram？2 Main Electrical Connection？high side low side3 which part is high side？which part is low side？4 Type and implication o

34、f bus？5 how many high voltagecabinet？The function of each cabinet?6 how many low voltagecabinet？The function of each cabinet?2.3 Diagram reading ()1 what kind of diagram？system diagram2.3 Diagram reading ()2 which part is high side？which part is low side？The transformer is the key2.3 Diagram reading

35、 ()3 Main Electrical Connection？high side Two inputs single bus with tie switch low side Two inputs single bus With tie switch2.3 Diagram reading ()4 Type and implication of bus？LMY-3(404)Busway CMC28-800/5A 800A 的五芯母线槽的五芯母线槽 就是里面就是里面有五根铜排有五根铜排 CMC 是表示密集型母线槽是表示密集型母线槽 Bus Conductor 2.3 Diagram readin

36、g ()5 how many high voltagecabinet？The function of each cabinet?twelvemetering box in switch room 2Power line income panel 2Lightning arrestor and voltage transformer cabinet 2Feeder 62.3 Diagram reading ()5 how many high voltagecabinet？The function of each cabinet?3 Outgoing lines on the right side

37、 TM2 NO.3 workshop High voltage motor 3 Outgoing lines on the left side high voltage capacitor NO.1 workshop No.2 workshop2.3 Diagram reading ()6 how many low voltagecabinet？The function of each cabinet?7 low voltage panel power receiving box 2 Interconnection and feeder 1 Feeder 4Poweredcabinet2.3

38、Diagram reading ()Power transformer 电力变压器电力变压器 High voltage distribution room 高压配电室高压配电室 Low voltage distribution room 低压配电室低压配电室 high voltage compensation room高压电容器补偿室、控制室高压电容器补偿室、控制室 watch room 值班室和其他辅助室等部分组成。值班室和其他辅助室等部分组成。Important components2.3 Diagram reading ()High voltage distribution room 高

39、压配电室高压配电室 Low voltage distribution room 低压配电室低压配电室 high voltage compensation room Watch room 1 transformer2 PEN3 GND4 high voltage panel5 high voltage tie switch6 capacitor cabinet 8 low voltage distribution panel9 low voltage bus and bracket10 high voltage bus and bracket11 cable joint12 cable13 ca

40、ble Protectors 14 gate 15 air inlet16 air outlet1whatkindofdistributionsystem?2Residenceinformation?unit/floor3powerlineincome?4Maindistributionpanel?5Unitdistributionpanel?6Familydistributionpanel?7cablebox?8specificationofthemainswitch?2.3 Diagram reading ()Distribution system for residence buildi

41、ng six floor/three unit Cable input Main distribution panel AL-1-1 cable joint in cable box DJR specification of the main switch GM225H-3300/160A 3 3p three poles wires 3 means there is a compoundtrip 00 no accessories 160A setting value for contactors 表示触头动作整定电流表示触头动作整定电流5 Four branch from AL-1-1 1

42、L2L3L4L,three phase for each branch to unit distribution panel conduit XA10-3P-50A rated current 50A6 L user distribution panelGM100H-3300/63AGM225H-3300/160AGM100H-3300/63AGM100H-3300/63AXA10-1P-C6AAL-1-1DJPR-600600180DJR-6006001801L-325+216-SC50-FC.WC4L-325-SC15-WCResidencedistributionsystemAL-1-2

43、DJDR-05-600700160WhWhWhLLXA10-1P-C6AXA10-3P-50AXA10-1P-C6AXA10-1P-C20AXA10-1P-C20A4L3L2L1LThree meters long distance transmission Public lighting kilowatt-hourmeter;watt-hourmeter;electricmeterXA10-1P-C20AXA10LE-1/2-16A(30mA)L2XA10LE-1/2-16A(30mA)L3lightingsocketsocketSystem diagram of user distribu

44、tion panel(L)系统图系统图LE for leak protection 2 pole(a hot and a neutral)16A capacity30mA actuating current for circuit breaker Chapter 2 Power supply and distribution system2.1 Introduction2.2 Typical system inside the building2.3 system diagram reading2.4 monitoring system2.5 Examples2.4Monitoringsyst

45、em2.4.1ImportanceofMonitoring2.4.1ImportanceofMonitoring2.4Monitoringsystem Powerlinecarrier（优点）（优点）Powergridproblem（波形畸变、高次谐波）（波形畸变、高次谐波）Pollution（原因、危害、解决）（原因、危害、解决）ReliabilityofpowersupplyQualityofpowersupply2.4.1ImportanceofMonitoring Voltage偏离和波动（危害和解决办法）偏离和波动（危害和解决办法）Frequency电源频率电源频率 （速度、阻抗）（

46、速度、阻抗）Balancedthree-phase三相平衡三相平衡 2.4.1ImportanceofMonitoring2.4MonitoringsystemReliabilityofpowersupply2.4.1ImportanceofMonitoring10kV Bus10kV BusS1S2Main Main Spare Spare 主主 备备 10kV Bus10kV BusS1S2Power1 Power1 Power2 Power2 Tie switchTie switchFireliftFireprotectionEmergencylightingHalllightingge

47、neratorMainIMainIIEmergencybusUPScomputerImportantloadinterlockG main supply main supply380V/220V bus bar 380V/220V bus bar Transformer10kV/40010kV/400V V380V/220V spare 380V/220V spare 2.4.1ImportanceofMonitoring2.4Monitoringsystem Powerlinecarrier（优点）（优点）Powergridproblem（波形畸变、高次谐波）（波形畸变、高次谐波）Pollu

48、tion（原因、危害、解决）（原因、危害、解决）ReliabilityofpowersupplyQualityofpowersupply2.4.1ImportanceofMonitoring Voltage偏离和波动（危害和解决办法）偏离和波动（危害和解决办法）Frequency电源频率电源频率 （速度、阻抗）（速度、阻抗）Balancedthree-phase三相平衡三相平衡 2.4.2FunctionofMonitoringsystem Differentsymbolandcoloronthescreen表示接通、分断、短路或过载等各种运行状态，表示接通、分断、短路或过载等各种运行状态，V

49、oiceorwordalarm方便值班工作人员及时处理故障。方便值班工作人员及时处理故障。Equipmentsstatus柴油发动机、柴油发动机、UPS应急电源等应有相应状态显示。应急电源等应有相应状态显示。StatusMonitoring:The status of circuit breakers and relays2.4.2FunctionofMonitoringsystem2.4MonitoringsystemInterfaceofpowersupplyanddistributingsystem电压、电流、频率、变压器温度、有功功率、电压、电流、频率、变压器温度、有功功率、无功功率、

50、功率因数等，以及柴油发电机等无功功率、功率因数等，以及柴油发电机等其他设备的运行参数。其他设备的运行参数。Main parameters:OperationParameters Main functions:自动测量、记录存盘、超限报警。自动测量、记录存盘、超限报警。2.4.2FunctionofMonitoringsystem2.4MonitoringsystemSound&LightAlarm运行过程中发生故障，供配电设备监控系统应立运行过程中发生故障，供配电设备监控系统应立即发出声光报警。即发出声光报警。Displaytheinterfacewhichindicatethefailure