项目三供配电系统电气主接线课件

1、项目三 供配电系统电气主接线任务一 变电所的电气主接线任务二 高压配电网的接线任务三 低压配电系统接线 工厂变、配电所的电气主接线是指变电所中各种开关设备、电力变压器、母线、电流互感器以及电压互感器等主要电气设备按照一定的工作顺序和规程要求连接变、配电一次设备的一种电路形式。主电路图又称为一次电路图、主接线图、一次接线图。主电路图中的主要电气设备应采用国家规定的图文符号来表示，由于电力系统称为三相对称系统，所以电气主接线图通常以单线图来表示，使其简单、清晰，它对电气设备选择、配电装置布置等均有较大影响，是运行人员进行各种倒闸操作的事故处理的重要依据。相关知识任务一 变电所的电气主接线下一页一、

2、对主结线的基本要求 工厂变、配电所主接线方案的确定必须综合考虑安全性、可靠性、灵活性和方便性、经济性等多方面的要求。 (1)安全性: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)可靠性:应根据负荷的等级，满足负荷在各种运行方式下对供电可靠性的要求。 (3)灵活性和方便性:能适应系统所需要运行的各种运行方式，操作维护简便。在系统故障和设备检修时，应能保证非故障和非检修回路继续供电，能适应负荷的发展，要考虑最终接线的实现以及在场地任务一 变电所的电气主接线下一页上一页任务一 变电所的电气主接线和施工等方面的可行性。 (4)经济性:在满足以上要求的前提下，尽量使主接线简单，投

3、资少，运行费用低。此外，对主接线的选择，还应考虑受电容量和受电地点短路容量的大小、用电负荷的重要程度、对电能计量(如高压侧还是低压侧计量、动力机照明分别计费等)及运行操作技术的需要等因素。如需高压侧计量电能的，则应配置高压侧电压互感器和电流互感器(或计量柜);受电容量大或用电负荷重要的或对运行操作要求快速的用户，则应配自动开关机及相应的电气系统操作装置;受电容量虽小，但受电地点短路容量大的，则应考虑保护装置开断短路电流的能力，如采用下一页上一页任务一 变电所的电气主接线真空断路器等;一般容量小且不重要的用电负荷，可以配置跌落式熔断器控制和保护。二、总降压变电所的主结线1.线路一变压器组接线 变

4、电所只有一路电源进线，只设一台变压器且变电所没有高压负荷和转送负荷的情况下，常常用线路一变压器组接线。其主要特点是变压器高压侧无母线，低压侧通过开关接成单母线结线供电。 在变电所高压侧，即变压器高压侧，可根据进线距离和系统短路容量的大小装设隔离开关QS，高压熔断器FU或高压断路器QFz如图3-1所示。下一页上一页 当供电线路较短(小于23km )，电源侧继电保护装置能反应变压器内部及低压侧的短路故障，且灵敏度能满足要求时，可只设隔离开关。如系统短路容量较小，熔断器能满足要求时，可只设一组跌落式断路器。当上述两种接线不能满足，同时又要考虑操作方便时，需采用高压断路器QF2。2.桥式接线为保证对一

5、、二级负荷可靠供电，总降压变电所广泛采用由两回路电源供电，装设两台变压器的桥式接线。 桥式主结线可分为内桥和外桥两种，图3-2所示为常见内桥主结线图，图3-3所示为常见外桥主结线图。下一页上一页任务一 变电所的电气主接线 (1)内桥式内桥式主结线的“桥”断路器QF5装设在两回路进线断路器QF1和QF2的内侧，如桥一样将两回路进线连接在一起。正常时，断路器QF5处于开断状态。 这种主结线的运行灵活性好，供电可靠性高，适用于一、二级负荷的工厂。 如果某路电源进线侧，例如L1停电检修或发生故障时，L2经QF5对变压器T1供电。因此这种接线适用于线路长，故障机会多和变压器不需经常投切的总降压变电所。

6、(2)外桥式在这种主结线中，一次侧的“桥”断路器装设在两回路下一页上一页任务一 变电所的电气主接线进线断路器QF1和QF2的外侧，此种接线方式运行的灵活性和供电的可靠性也较好，但与内桥式适用的场合不同。外桥接线对变压器回路操作方便，如需切除变压器T，时，可断开QF1，先合上QF6。对其低压负荷供电，再合上QF5，可使两条进线都继续运行。因此，外桥式接线适用于供电线路较短，工厂用电负荷变化较大，变压器需经常切换，具有一、二级负荷变电所。3.单母线和母线分段母线也称汇流排，即汇集和分配电能的硬导线。母线的色标:A相黄色; B相绿色:C相红色。母线的排列规律:从上到下为A- B-C;对着来电方向，从

7、左到右为A-B-C。下一页上一页任务一 变电所的电气主接线下一页上一页任务一 变电所的电气主接线设置母线可以方便地把电源进线和多路引出线通过开关电器连接在一起，以保证供电的可靠性和灵活性。 单母线主接线方式如图3-4所示，每路进线和出线中都配置有一组开关电器。断路器用于切断和关合正常的负荷电流，并能切断短路电流。隔离开关有两种作用:靠近母线侧的称为母线隔离开关，用于隔离母线电源和检修断路器;靠近线路侧的称为线路侧隔离开关，用于防止在检修断路器时从用户端反送电。防止雷击过电压沿线路侵入，保护维修人员安全。单母线接线简单，使用设备少，配电装置投资少，但可靠性、灵活性较差。当母线或母线隔离开关故障或

8、检修时，必须断开所有回路，造成全部用户停电。这种接线适用于单电源进线的一般中、小型容量的用户，电压为610 kV。 单母线接线分段主接线如图3-5所示。为了提高单母线接线的供电可靠性，在变电所有两个或两个以上电源进线或馈出线较多时将电源进线和引出线分别接在两段母线上，这两段母线之间用断路器或隔离开关连接。 这种主结线运行方式灵活，母线可以分段运行，也可以不分段运行，供电可靠性明显得到提高。分段运行时，各段母线互不干扰，任一段母线故障或需检修时，仅停止对本段负荷的供电，减少了停电范围。任务一 变电所的电气主接线下一页上一页当任一电源线路故障或需检修时，都可闭合母线分段开关，使两段母线均不致停电。

9、4.双母线 单母线和单母线分段有一个缺点是母线本身发生故障或需检修时，将使该母线中断供电。对供电可靠性要求很高、进线回路多的大型工厂总降压变电所的35110kV母线和有重要负荷或有自备电厂的610kV母线，如果单母线分段不能满足供电可靠性要求时，可采用双母线接线方式。双母线主接线如图3-6所示。 在这种接线中，任一电源或引出线均经一台断路器和两个隔离开关接在两条母线上，两条母线中间用母线联络断路器相连。任务一 变电所的电气主接线下一页上一页 双母线接线有两种运行方式，其一是一种母线工作，另一种母线备用;另一种方式是两种母线同时工作，互为备用。 双母线由于有了备用母线，因而它的运行灵活性和供电的

10、可靠性都大大的提高。 (1)可以不停电轮流检修每一组母线; (2)一组母线故障，可以将全部负荷切换到另一组母线上，恢复供电时间较快; (3)检修任一台出线断路器时，可用母线联络断路器替代，不会长时间中断供电; (4)检修任一台母线隔离开关，只需将该电路短时间停电，下一页上一页任务一 变电所的电气主接线待隔离开关与母线和线路连线打开后，即可通过另一组母线继续供电。 为了提高供电可靠性，可采用双母线分段的接线方式，这是在重要的变电所中常采用的接线方式。三、车间变电所的一次接线 车间变电所是将610kv的电压降为380/220V的电压，直接供给用电设备的终端变电所。如图3-7所示。 如是架空进线，都

11、需要安装避雷针以防止雷电过电压侵入变电所破坏电气设备。当变压器侧为架空线加一段引入电缆进线时，变压器高压侧仍需安装避雷器。下一页上一页任务一 变电所的电气主接线 常见的车间变电所主接线方案 (1)高压侧装隔离开关一熔断器或跌落式熔断器的变电所主接线如图3-8所示。结构简单、经济，供电可靠性不高，一般只用于500kVA及以下容量的变电所，对不重要的三级负荷供电。 (2)高压侧装置负荷开关一熔断器的变电所主接线如图3-9所示。结构简单、经济，供电可靠性仍不高，但操作比上述方案要简便、灵活，也只适用于不重要的三级负荷。 (3)高压侧采用隔离开关一熔断器控制的变电所主接线如图3-10所示。这种主接线由

12、于采用了断路器，因此变电所的停电、送电操作灵活方便。但供电可靠性仍不高，一般只用于二级负荷。下一页上一页任务一 变电所的电气主接线 (4)两路进线、两台主变压器、高压侧无母线、低压侧单母线分段的变电所主接线如图3-11所示。这种主接线的供电可靠性较高，可用于一、二级负荷。 (5)一路进线、两台主变压器、高压侧无母线、低压侧单母线分段的变电所主接线如图3-12所示。这种主接线的供电可靠性也较高，可用于二、三级负荷，如果有低压或高压联络线时，可用于一、二级负荷。 (6)两路进线、两台主变压器、高压侧和低压侧均为单母线分段的变电所主接线如图3-13所示。这种主接线的供电可靠性高，可用于一、二级负荷。

13、任务一 变电所的电气主接线下一页上一页 四、配电装置式主接线图 主接线图(图3-14)是按照电能输送和分配的顺序用规定的符号和文字来表示设备的相互连接关系，可以称这种主接线图为原理式主接线图。在工程设计的施工阶段，通常需要把主接线图转换成另外一种形式，即高压或低压配电装置之间的相互连接和排列位置而画出的主接线图(图3-15) 。这样才能便于成套配电装置的订货采购和安装施工。任务实施 由学生结合实际情况自由选题进行变电所一次主接线供电设计，由任课教师指导。下一页上一页任务一 变电所的电气主接线 任务实施的步骤: 1.选题 2.变电所一次主接线供电设计并提交设计报告，表3-1。 3.答辩评价总结

14、根据学生设计报告，采用答辩的形式进行综合评议总结，并填写成绩评议表3-2。返 回上一页任务一 变电所的电气主接线 工厂企业内部电力线路按电压高低分为高压配电网络(1kV以上的线路)和低压配电网络(1kV以下的线路)。高压配电网的作用是从总降压变电所向各车间变电所或高压用电设备供电，低压配电网的作用是从车间变电所向各用电设备供电。高压配电网的接线方式通常有三种类型:放射式、树干式和环形。相关知识一、放射式接线1.单回路放射式 所谓单回路放射式，就是由企业总降压变电所(或总配电所)6 10kV母线上引出的每一条回路，直接向一个车间变电所或车间高压任务二 高压配电网的接线下一页用电设备配电，沿线不分

15、支接其他负荷，各车间变电所之间也无联系，如图3-16所示。 这种形式的优点是:线路敷设简单，操作维护方便，保护简单，便于实现自动化;其缺点是:总降压变电所的出线多，有色金属的消耗量大，需用高压设备(开关柜)数量多，投资大，架空出线困难。此外，这种接线最大的缺点是当任一线路或开关设备发生故障时，该线路上的全部负荷都将停电，所以单回路放射式的供电可靠性不高，仅适用于三级负荷的车间。 为了提高供电的可靠性，可以考虑引入备用电源，采用双回路供电方式。任务二 高压配电网的接线下一页上一页2.双回路放射式 按电源数目双回路放射式又可分为单电源双回路放射式和双电源双回路放射式两种。 (1)单电源双回路放射式

16、 如图3-17所示，此种接线当一条线路发生故障或需检修时，另一条线路可以继续运行，保证了供电，可适用于二级负荷。在故障情况下，这种接线从切除故障线路到再投入非故障线路恢复供电的时间一般不超过30 min，对于允许极短停电时间，且容量较小的一级负荷，正常情况下，只投入一条线路，如果两回路均投入，一旦事故发生还需要检查是哪一根电缆故障，对于某些停电时间不允许过长的三级下一页上一页任务二 高压配电网的接线任务二 高压配电网的接线负荷也可采用这种接线。 (1)双电源双回路放射式 如图3-18所示，两条放射式线路连接在不同电源的母线上。在任一线路发生故障时， 或任一电源发生故障时，该种接线方式均能保证供

17、电的不中断。 双电源交叉放射式接线一般从电源到负载都是双套设备都投入工作，并且互为备用，其供电可靠性较高，适用于容量较大的一、二极负荷，但这种接线投资大，出线和维护都更为困难、复杂。 另外，为提高单回路放射式系统的供电可靠性，各车间变电所之间也可采用具有低压联络线的接线方式，如图3-19所示。下一页上一页任务二 高压配电网的接线此接线方式中电压联络开关可采用自动投入装置，使两车间变电所通过联络线互为备用，使供电可靠性大大提高，确保各车间变电所一级负荷不停电。 这种接线与双电源双回路交叉放射式接线相比，可以大大地节约投资，但联络线的容量受到限制，一般不超过变电所变压器容量的25%。3.带公共备用

18、线的放射式 如图3-20所示为具有公共备用线放射式系统接线图，正常时备用线路不投入运行。当任何一回路发生故障或检修时，可切除故障线路投入备用线路，“倒闸操作”后，可将其负荷切换到公共的备用线下一页上一页任务二 高压配电网的接线上恢复供电。这种接线其供电可靠性虽有所提高，但因投入公共备用线的操作过程中仍需短时停电，所以不能保证供电的连续性。另外，这种接线投资和金属消耗量也较大。二、树干式树干式接线可分为直接树干式和链串型树干式两种。1.直接树干式 由总降压变电所(或配电所)引出的每路高压配电干线，沿各车间厂房架空敷设，从干线上直接接出分支线引入车间变电所，如图3-21(a)所示，称为直接树干式。

19、 这种接线方式的优点是:总降压变电所610kV的高压配电装置下一页上一页任务二 高压配电网的接线数量少，投资相应减少，出线简单，敷设方便，可节省有色金属，降低线路损耗;缺点是:供电可靠性差，任一处发生故障时，均将导致该干线上的所有车间变电所全部停电，因此，要求每回路高压线路直接引接的分支线路数目不宜太多，一般限制在5个回路以内，每条支线上的配电变压器的容量不宜超过315 kVA，这种接线方式只适用三级负荷。 2.链串型树干式 在直接树干式线路基础上，为提高供电可靠性，可以采用链串型树干式线路，其特点是: 干线要引入到每个车间变电所的高压母线上，然后再引出，干线下一页上一页下一页任务二 高压配电

20、网的接线进出侧均安装隔离开关，如图3-21 (b)所示。这种接线可以缩小断电范围。当图中N点发生故障，干线始端总断路器QF跳闸，找出故障点后，只要拉开隔离开关QS4,再合上QF，便能很快恢复对1号和2号车间变电所供电，从而缩小了停电范围，提高了供电可靠性。 为进一步提高树干式配电线路的供电可靠性，可以采用一下改进措施: (1)单侧供电的双回路树干式 每一车间变电所从两条干线上同时引入电源，互为备用，如图3-22所示，供电可靠性稍低于双回路放射式，但其节省投资;供电可靠性较单回路树干式高，可供二、三级负荷。上一页任务二 高压配电网的接线 (2)具有公共备用干线的树干式 如图3-23所示接线系统，

21、当干线中的任一干线发生故障或检修时，可将该干线的负荷手动或自动切换到备用干线恢复供电，这种接线一般用于二、三级负荷供电。 (3)双侧供电的单回路树干式 如图3-24所示，系统正常运行时可由一侧供电，另一侧作为备用电源，最好在树干式线路中间负荷分界处(功率分点)断开，两侧分开供电，以减少能耗，简化保护系统。当发生故障时，切除故障线段，恢复对其他负荷供电。 (4)双侧供电的双回路树干式下一页上一页 如图3-25所示，这种接线可靠性更高，主要向二级负荷供电。三、环形环形接线实质上是由两条链串型树干式的末端连接起来构成，如图3-26。这种接线的优点是运行灵活、供电可靠性高。适用于一、二级负荷的供电系统

22、。 以上介绍了企业高压配电线路的几种接线方式，各有优缺点，在实际应用中，应根据工厂负荷的等级、容量大小和分布情况作具体分析，进行不同方案的技术经济比较后，才能决定选取合理接线方式。任务实施 由学生结合实际情况自由选题进行电力负荷配电系统主接线设计，任务二 高压配电网的接线下一页上一页任务二 高压配电网的接线由任课教师指导。任务实施的步骤:1.选题2.电力负荷供配电系统主接线设计并提交设计报告，表3-3。3.答辩评价总结 根据学生设计报告，采用答辩的形式进行综合评议总结，并填写成绩评议表3-4。返 回上一页任务三 低压配电系统接线 工厂低压配电系统与厂区高压配电线路的接线方式一样也有放射式、树干

23、式，以及混合式和环形等方式。相关知识一、低压放射式供电系统 图3-27为低压线路放射式供电系统，它又可按负荷分配情况分为带集中负荷的一级放射式和带分区集中负荷的两级放射式系统。 低压放射式供电系统，每个回路互不影响，供电可靠性高，操作方便灵活，宜实现自动控制，但使用开关设备多，有色金属消耗量较大，故投资大，施丁复杂。 这种接线系统多适用于供电可靠性要求较高的车间，具体适用范围下一页任务三 低压配电系统接线如下: 每个设备负荷不大，比较集中，且位于变电所的不同方向; 车间内负荷配置较稳定; 单台用电设备容量大，但数量不多; 车间内负荷排列不整齐; 车间为有爆炸危险的厂房，必须由车间隔离的房间引出

24、线路。 二、低压树干式供电系统 低压树干式供电系统与放射式系统刚好相反，一般情况下，它采用的开关设备较少，但干线发生故障时，停电范围较大，供电可靠性差，所以一般分支点不超过5个，适用于给容量小而分布较均匀的用电下一页上一页设备供电，如机械加工车间、机修车间和工具车间等。 低压树干式系统接线常有下列三种:低压母线配电的树干式、变压器一干线组的树干式和链式。 (1)低压母线配电的树干式 变电所二次侧引出线经过低压断路器引至车间内的母线上，再由母线上引出分支线给用电设备配电，如图3-28(a)所示。 (2)变压器一干线组的树干式 由车间变电所变压器二次侧引出线经低压断路器引至车间内的干线上，然后由干

25、线上引出分支线配电，如图3-28 (b)所示。这种接线方式，可省去变电所低压侧整套低压配电装置，从而使变电所结构简化，任务三 低压配电系统接线下一页上一页任务三 低压配电系统接线投资大为降低。 (3)低压链式 链式是树干式的一种变形，如图3-29所示，其特点与树干式相同，适用于用电设备距供电点较远，而设备之间相距很近、容量很小的次要用电设备。由于其可靠性很差，一般相连的用电设备不超过5台，总容量不宜超过10 kW。在下列情况下不宜采用链式接线:用电设备数量3台以下，总容量超过10kW，其中最大台不大于5kW单相设备与三相设备同时并存;下一页上一页任务三 低压配电系统接线技术操作与使用差别很大的

26、用电设备并存。三、低压混合供电系统 在实际情况中，常常根据用电设备的工作特点、容量、自动化要求等，将放射式和树干式混合使用如图3-30。例如，车间内动力和照明线路应分开，以免互相影响。 为了提高供电可靠性，对要求可靠性高的重要负荷，可以从两台分别运行的变压器低压母线分别引出线路到配电箱，即采用交叉供电，或者在低压母线上装设自动投入装置，也能保证重要负荷的可靠供电。四、低压环式供电系统 工厂车间变电所的低压侧均可通过低压联络线相互连接成环形如下一页上一页任务三 低压配电系统接线图3-31所示。 低压环形接线的特点与高压环形相似、供电可靠性高，电能损耗和电压损失较小，但短路电流大，保护装置及整定配合复杂，因此，常“开环”状态运行。任务实施 由学生结合实际情况自由选题进行电力负荷供配电系统主接线设计，由任课教师指导。 任务实施的步骤: 1.选题2.电力负荷供配电系统主接线设计并提交设计报告，表3-5。下一页上一页任务三 低压配电系统接线 3.答辩评价总结 根据学生设计报告，采用答辩的形式进行综合评议总结，并填写成绩评议表3-6。返 回上一页表3-1 设计任务书返 回表3-2 成绩评议表返 回表3-3 设计任冬书返 回表3-4 成绩评议表返 回表3-5 设计任冬书返