工业企业变电站及供电网络.ppt
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1、工业企业变电站及供电网络工业企业变电站及供电网络 要要点点:围围绕绕工工厂厂内内部部供供电电系系统统,着着重重讨讨论论变变电电站站、企企业业供供电电网网络络的的各各种种接接线线方方式式:变变压压器器台台数数、容容量量的的选选择择原原则和方法,则和方法,导线电缆截面选择导线电缆截面选择,高压电气设备选择高压电气设备选择。1 1 工业企业变电站工业企业变电站1.1 1.1 变电变电站位置和数量的确定原站位置和数量的确定原则则 工工业业企企业业变变电电站站组组成成:企企业业总总降降压压变变电电站站、车车间间变变(配)电站和变流站等。(配)电站和变流站等。变电站的位置确定原则:变电站的位置确定原则:1
2、.1.选选择择在在负负荷荷中中心心。减减少少配配电电线线长长度度及及导导线线截截面面,降降低低有色金属及年电能消耗。有色金属及年电能消耗。2.2.线路进出方便。线路进出方便。3.3.运输条件好运输条件好。便于变压器和电气设备的搬运。便于变压器和电气设备的搬运。4.4.远离剧烈震动的大型设备和车间远离剧烈震动的大型设备和车间(如锻造车间)。(如锻造车间)。5.5.地下水位较低的场所地下水位较低的场所。防止电缆沟内出现积水。防止电缆沟内出现积水。6.各各种种污污染染源源的的上上风风侧侧(如如化化工工厂厂、烟烟囱囱、烧烧结结厂厂等等)。防止因空气污秽引起电气设备的绝缘水平降低。防止因空气污秽引起电气
3、设备的绝缘水平降低。7.与其他建筑物保持足够的与其他建筑物保持足够的防火间距防火间距;8.有有扩建和发展的余地。扩建和发展的余地。变电站的数量确定原则:变电站的数量确定原则:1.总降压变电站总降压变电站设设一一个个总总降降压压变变电电站站车车间间和和厂厂房房布布局局比比较较集集中中。但但要要考虑一级负荷的备用电源问题。考虑一级负荷的备用电源问题。设设二二个个或或二二个个以以上上总总降降压压变变电电站站两两个个或或两两个个以以上上集集中中大负荷,且彼此之间相距较远时。大负荷,且彼此之间相距较远时。2.车间变(配)电站车间变(配)电站根根据据车车间间负负荷荷的的大大小小、负负荷荷级级别别及及相相邻
4、邻车车间间的的距距离离等等因因素全面考虑。素全面考虑。1.2变电站的主要电气设备变电站的主要电气设备电力变压器电力变压器变电站的核心变电站的核心高压断路器高压断路器闭合和开断电路的设备。由于有熄灭电闭合和开断电路的设备。由于有熄灭电弧的机构,所以用于通断短路故障电流。弧的机构,所以用于通断短路故障电流。隔离开关隔离开关隔离电压的作用,保证设备检修时与电源隔离电压的作用,保证设备检修时与电源系统隔离,没有熄弧机构,不能切负荷,系统隔离,没有熄弧机构,不能切负荷,必须与高压断路器配合使用必须与高压断路器配合使用。隔离开关与断路器的操作顺序:隔离开关与断路器的操作顺序:断电时,先断路器,后隔离开关断
5、电时,先断路器,后隔离开关合闸时,先隔离开关,后断路器合闸时,先隔离开关,后断路器 QSQS 隔离开关隔离开关QF1QF1断路器断路器S11-MR-301000/10系列三相卷铁心全密封配电变压器系列三相卷铁心全密封配电变压器开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧功能,油开关触头在绝缘油中闭合和断开。油只作灭弧功能,油量少,易燃易爆危险性较小。体积小,价廉,维护方量少,易燃易爆危险性较小。体积小,价廉,维护方便。不能频繁操作。便。不能频繁操作。610kv多用。多用。开关触头在开关触头在SF6气体气体中中闭合和断开。闭合和断开。SF6气体兼有灭弧和绝缘气体兼有灭弧和绝缘功能。灭弧能力强,功能。
6、灭弧能力强,属高速断路器。断流属高速断路器。断流容量大,电绝缘性能容量大,电绝缘性能好,检修周期长。可好,检修周期长。可频繁操作。无燃烧爆频繁操作。无燃烧爆炸危险,体积小,维炸危险,体积小,维护要求严格,价贵。护要求严格,价贵。在全封闭组合电器中在全封闭组合电器中多采用。不适于高寒多采用。不适于高寒地区。地区。LW8-40.5型户外交流型户外交流高压六氟化硫断路器高压六氟化硫断路器开关触头在真空的容器内开关触头在真空的容器内闭合和断开。灭弧能力闭合和断开。灭弧能力强,燃弧时间短,属高强,燃弧时间短,属高速断路器。开断能力强。速断路器。开断能力强。结构简单,重量轻,体结构简单,重量轻,体积小。寿
7、命长,易维修。积小。寿命长,易维修。可频繁操作。无易燃易可频繁操作。无易燃易爆危险爆危险。由于开断速度高,由于开断速度高,易产生截流过电压,对易产生截流过电压,对变压器等感性负载易造变压器等感性负载易造成危害,应配置过电压成危害,应配置过电压吸收装置吸收装置。ZN28A-12系列户内交系列户内交流高压真空断路器流高压真空断路器闸刀式隔离开关闸刀式隔离开关负荷开关负荷开关介于隔离开关与高压断路器之间的开关设备;结构上与介于隔离开关与高压断路器之间的开关设备;结构上与隔离开关相似,但具有特殊的隔离开关相似,但具有特殊的灭弧装置;能断开相应的负荷灭弧装置;能断开相应的负荷电流,不能切断短路电流。通常
8、与高压熔断器配合使用(利电流,不能切断短路电流。通常与高压熔断器配合使用(利用熔断器断短路电流)用于次要网络系统(用熔断器断短路电流)用于次要网络系统(10KV10KV以下)。以下)。母线母线汇集和分配电流的主要环节。分为:汇集和分配电流的主要环节。分为:钢心铝绞线(户外);钢心铝绞线(户外);矩形铝(或铜)排(户内)。矩形铝(或铜)排(户内)。电流互感器及电压互感器电流互感器及电压互感器 供计量检测仪表的继电保护装置使用供计量检测仪表的继电保护装置使用 电流互感器电流互感器变流(通常二次为变流(通常二次为5A)5A)电压互感器电压互感器变压(通常二次为变压(通常二次为100V100V)FZR
9、N21-12D/T125-31.5型户内交流高压真空负荷开关熔断器组合电器型户内交流高压真空负荷开关熔断器组合电器电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器三相电压互感器三相电压互感器单相电压互感器单相电压互感器母线母线其它:其它:高压开关柜高压开关柜 电容器电容器功率补偿;功率补偿;避雷器避雷器防雷击;防雷击;继电保护装置继电保护装置各种变压器、线路保护;各种变压器、线路保护;计计量量仪仪表表电电度、度、电压电压、电电流、流、频频率、功率因数。率、功率因数。GG-1A(F)型固定式高压开关设备)型固定式高压开关设备XGN2-12(Z)箱型固定式交流金属封闭开关设备箱型固定式交流金属封闭开关设备
10、KYN28A-12(Z)B型铠装移开式交流金属开关设备型铠装移开式交流金属开关设备高压电容器与电容器柜高压电容器与电容器柜4.1工业企业变电站工业企业变电站高压避雷器高压避雷器4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.34.1.3变电站的主结线变电站的主结线4.1.34.1.3变电站的主结线变电站的主结线 组成:组成:电力变压器电力变压器、高压断路器高压断路器、隔离开关隔离开关、母线母线、电流互感器和电压互感器电流互感器和电压互感器及及连接导线连接导线。目的:目的:接受和分配电能。接受和分配电能。基本要求:基本要求:(1 1)根据)根据负负荷等荷等级级要求保要求保证证供供电电的可靠性的可靠性。
11、(2 2)力求简单、运行灵活、操作安全方便,避)力求简单、运行灵活、操作安全方便,避免运行人员误操作。免运行人员误操作。(3 3)应使投资最省,运行费用最少。)应使投资最省,运行费用最少。(4 4)具有)具有发发展的可能性展的可能性。4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.34.1.3变电站的主结线变电站的主结线4.1.34.1.3变电站的主结线变电站的主结线4.1.3.1总降压变电站主结线总降压变电站主结线(1)线路)线路变压器组单元结线变压器组单元结线适用于:适用于:供电电源只有一回线路,供电电源只有一回线路,变电站装设一台变压器,变电站装设一台变压器,三级负荷的变电站。三级负荷的变电站
12、。主结线图:主结线图:4.1工业企业变电站工业企业变电站 电源侧:电源侧:由双侧隔离开关的线路由双侧隔离开关的线路 、断路器、断路器QF1QF1送电。送电。变压器高压侧:变压器高压侧:只只装装一一组组隔隔离离开开关关,具具有有切切断断变变压压器器空空载载电电流流的能力;的能力;条条件件:供供电电线线路路较较短短,电电源源侧侧继继电电器器保保护护装装置置反反应应变变压压器器内内部部及及其其低低压压侧侧的的短短路路故故障障,且且灵灵敏敏度度亦亦满满足要求。足要求。图图4 41 1 线路线路变压器单元主结线变压器单元主结线 变压器变压器低压侧低压侧变压器变压器高压侧高压侧QSQS 隔离开关隔离开关电
13、源侧电源侧QF1QF1断路器断路器QSQSQSQSQFQFQSQSQSQSFUFUQF2QF24.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 装一组高压熔断器,切断短路电流。装一组高压熔断器,切断短路电流。条件:系统短路电流小。条件:系统短路电流小。装设高压断路器、隔离开关装设高压断路器、隔离开关 条件:高压熔断器不能满足切开短路电流的要求,同条件:高压熔断器不能满足切开短路电流的要求,同 时考虑运行操作上的方便。时考虑运行操作上的方便。变压器低压侧:变压器低压侧:通过断路器接至单母线,向各配出负荷供电。通过断路器接至单母线,向各配出负荷供电。优点:结线简单,使用设备
14、少。优点:结线简单,使用设备少。缺点:当发生短路或任一高压设备检修时全部负荷缺点:当发生短路或任一高压设备检修时全部负荷 停电。停电。4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线变电站停送电规程:变电站停送电规程:停电过程:停电过程:先停低压侧断路器、隔离器开关先停低压侧断路器、隔离器开关 再停高压再停高压 侧断路器、隔离开关。侧断路器、隔离开关。送电过程:送电过程:先送高压侧隔离开关,断路器,再送低压侧先送高压侧隔离开关,断路器,再送低压侧 隔离开关,断路器。隔离开关,断路器。(2 2)桥式结线)桥式结线 适用:企业总降压变电站适用:企业总降压变电站两回两回电源线
15、路供电,装设电源线路供电,装设两台两台变压器。变压器。由于可保证对一、二级负荷的可靠供电,所以被由于可保证对一、二级负荷的可靠供电,所以被广泛采用。广泛采用。内桥式主结线内桥式主结线 如如图图4-24-2所示所示 4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 内内桥桥式式主主结结线线实实际际是是利利用用桥桥接接断断路路器器QF5QF5将将两两个个线线路路变变压压器器组组单单元元结结线线连连接起来。接起来。所谓内桥式主结线,即所谓内桥式主结线,即桥接桥接 断断路路器器QF5QF5位位于于线线路路断断路路器器,QF1QF1和和QF2QF2的的内内侧侧,并并靠靠近近变压器
16、。变压器。优优点点:提提高高了了线线路路运运行行的的灵灵活活性性,增增强强了了变变电电站站供供电电的可靠性。的可靠性。图图4 42 2 内桥式主结线内桥式主结线电源进线电源进线QS1QS1QF1QF1QS3QS3QS5QS5QF3QF3QS7QS7QS11QS11QS12QS12QF6QF6QS2QS2QF2QF2QS4QS4QS6QS6QF4QF4QS8QS8QS9QS9QS10QS10QF5QF5T1T1T2T2电源进线电源进线4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 例:线路例:线路 ,检修或故障时,断开,检修或故障时,断开QF1QF1,变压器,变压器T
17、T由线由线 路路 经断路器经断路器QF2QF2和桥接断路器和桥接断路器QF5QF5继续供电。继续供电。缺点:缺点:检修线路断路器检修线路断路器QF1QF1或或QF2QF2时系统只能有一路电源时系统只能有一路电源 进线供电。不满足一级负荷的供电要求。进线供电。不满足一级负荷的供电要求。内桥主线结线方式适用于:内桥主线结线方式适用于:进线线路较长进线线路较长,因而故障与检修机会较多,因而故障与检修机会较多,变电站负荷比较平稳,因而其变电站负荷比较平稳,因而其变压器不经常切换变压器不经常切换的的总降压变电站。总降压变电站。(因为企业总降压变电所正常运行时是一台变压器工作,且使因为企业总降压变电所正常
18、运行时是一台变压器工作,且使用一个电源进线。如果负荷变化,需要投入另一台变压器时,只能用一个电源进线。如果负荷变化,需要投入另一台变压器时,只能通过通过QF5QF5,而变压器的保护是,而变压器的保护是由由QF1QF1和和QF2QF2完成的,完成的,QF5QF5并不能可靠保并不能可靠保护护)4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线外桥式主结线外桥式主结线桥接断路器桥接断路器QF5跨接跨接在线路断器在线路断器QF1和和QF2的外侧。的外侧。适用场合:适用场合:进线线路较短,故进线线路较短,故障与检修机会较少障与检修机会较少的总降压变电站。的总降压变电站。变电站的负荷
19、变化变电站的负荷变化较大,变压器需经较大,变压器需经常切换的总降压变电常切换的总降压变电站。站。QS1QS1QF1QF1QF3QF3QS5QS5QF2QF2QF4QF4QS6QS6QF5QF5T1T1T2T2QS3QS3QS7QS7QS8QS8QS2QS2电源进线电源进线QS4QS4图图4 43 3 外桥式主结线外桥式主结线电源进线电源进线4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 (由于(由于QF5在在QF1、QF2的外侧,因此,两台变压器都投入时,的外侧,因此,两台变压器都投入时,QF1,QF2会分别保护相应的变压器)会分别保护相应的变压器)当供电系统采用环网
20、供电,变电站的高压侧有穿越功当供电系统采用环网供电,变电站的高压侧有穿越功率时。率时。所谓穿越功率,即所谓穿越功率,即或或由于穿越功率不通过线路断电器由于穿越功率不通过线路断电器QF1,QF2,直接由桥,直接由桥接断电器接断电器QF5转送,这对减少线路断路器的故障以及对转送,这对减少线路断路器的故障以及对继电保护装置的整定极为有利。继电保护装置的整定极为有利。(3)单母线分段主结线)单母线分段主结线见图见图44单母线分段主结线单母线分段主结线供供4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 单母线分段主结线单母线分段主结线基本基本同外桥式主结线。由于同外桥式主结线。
21、由于企业总降压变电站的高企业总降压变电站的高压进线还负责将进线二压进线还负责将进线二电源转送到其它负荷中电源转送到其它负荷中,所以,所以在二个进线电源在二个进线电源侧增加两段母线。侧增加两段母线。原来的桥接断路器,现原来的桥接断路器,现负责二段母线的连接,负责二段母线的连接,所以标为所以标为QF1分段分段断路器。断路器。图图44单母线分段主结线单母线分段主结线QF1QF1电源进线电源进线电源进线电源进线转送负荷转送负荷转送负荷转送负荷QF2QF2T1T1T2T2一段母线一段母线二段母线二段母线4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 适用于:适用于:具有一、二级
22、负荷,且进出线数量较多的总具有一、二级负荷,且进出线数量较多的总降压变电站。降压变电站。变电站的低压侧也为单母线分段结线方式,分段断路变电站的低压侧也为单母线分段结线方式,分段断路器器QF2可合上,使两台变压器并列运行,也可断开使两可合上,使两台变压器并列运行,也可断开使两台变压器分别运行。台变压器分别运行。缺点:缺点:当其中任一段当其中任一段母线母线需要检修或发生故障时,则需要检修或发生故障时,则接于该段母线的全部进出线均将停止运行。接于该段母线的全部进出线均将停止运行。4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 (4)双母线主结线)双母线主结线参见书中图参见书
23、中图44(P70)特特点点:各各级级电电压压的的母母线线均均由由、两两组组母母线线组组成成,两两组组母母线线间间用用母母线线联联络络断断电电器器连连接接,正正常常运运行行一一组组母母线线工工作作,另另一一组组母母线线备备用用,母母线线联联络络断断路路器器QF1断开。断开。图图45双母线主结线双母线主结线电源进线电源进线L2电源进线电源进线L1T1T1T2T24.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线QF1QF1优优点点:克克服服上上述述几几种种主主结结线线由由于于母母线线故故障障或或检检修修而而长长期期影响供电的缺点。影响供电的缺点。缺点:缺点:设备较多,初投资增
24、加,结线复杂。设备较多,初投资增加,结线复杂。4.1.3.2 4.1.3.2 车间变电站主结线车间变电站主结线 车车间间变变电电站站的的主主结结线线由由车车间间的的负负荷荷性性质质及及生生产产工工艺艺要要求决定。求决定。一般采用:一般采用:线路一变压器组线路一变压器组、单母线单母线或或单母线分单母线分段方式。段方式。(1)(1)线线路路一一变变压压器器组组只只对对三三级级负负荷荷供供电电,且且用用电量较小的车间(同总降压变)电量较小的车间(同总降压变)(2)(2)单单母母线线6 610KV10KV高高压压负负荷荷的的出出线线较较多多时时,如如负负荷荷中中有有一一、二二级级负负荷荷,则则应应有有
25、与与其其它它电电源源相相联联络络的的线路作为备用电源。线路作为备用电源。4.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站的主结线变电站的主结线 T Ttransformertransformer TVvoltage transformer TAcurrent transformer Farrester FVvalve arrester FPpipe arrester 图46 车间变电站单母线主结线(仪仪用用互互感感器器)M电源进线电源进线380V380V高高压压电电机机阀阀型型避避雷雷针针M 10KVFUFUF FTATA1TV1TVT1T14.1工业企业变电站工业企业变电站4.1.3变电站
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