《供配电技术》课件2.1 变配电所的作用、类型和位置选择

省级职业教育专业教学资源库成果教材新时代职业教育课证融通新形态一体化教材供配电技术主编

申九菊

乔志杰

赵晓东项目2变配电所及高低压配电装置的选择2.1

变配电所的作用、类型和位置选择目录变配电所的作用1变配电所的类型2变配电所的位置选择32.1.1变配电所的作用

变配电所是工厂供配电系统的核心，在工厂中处于特别重要的地位。工厂变配电所按其作用可分为工厂变电所和工厂配电所。

工厂变电所的作用是：从电力系统接受电能，经过变压器降压，然后按要求把电能分配到各车间供给各类用电设备。

工厂配电所的作用是：从电力系统接受电能，按要求给用电设备分配电能。

两者所不同的是：工厂变电所中有配电变压器，而工厂配电所中没有配电变压器。

工厂变配电所按它在工厂供配电系统中的地位，可分为总降压变电所和车间变电所。一般中、小型工厂通常采用10kV城市配电网供电，不设总降压变电所，设高压配电室和车间变电所或者只设车间变电所。有的小型工厂采用公共低压电网供电，即0.4kV低压线路进线，在工厂中只设低压配电室。

工厂的车间变电所按其主变压器的安装位置来分，主要有以下类型，如图所示。2.1.2变配电所的类型2.1.2变配电所的类型1.车间附设变电所变压器室的一面墙或几面墙与车间的墙共用，变压器室的大门朝车间外开。车间附设变电所又分为内附式车间变电所和外附式车间变电所。内附式车间变电所的变压器室位于车间的外墙以内（图中的1、2）；外附式车间变电所的变压器室位于车间的外墙以外（图中的3、4）。生产面积比较紧凑、生产流程要经常调整且设备也要相应变动的生产车间，宜采用车间附设变电所。内附式车间变电所要占用一定的生产面积，但离负荷中心较外附式车间变电所要近一些。而从建筑外观来看，内附式车间变电所一般比外附式车间变电所好。外附式车间变电所不占或少占生产面积，而且变压器室位于车间的墙外，比内附式车间变电所更安全，因此内附式车间变电所与外附式车间变电所各有所长。这两种形式的车间变电所在机械类工厂中比较常见。2.1.2变配电所的类型2.车间室内变电所变压器室或整个变电所位于车间室内，且通常位于车间中部，变压器室的大门朝车间内开(图中的5)。在负荷较大的大型厂房、负荷中心靠近厂房中部且环境条件许可时，可采用车间室内变电所。这种变电所位于车间的负荷中心，可以缩短低压配电的距离、降低电能损耗和电压损耗、减少有色金属消耗量，因此这种变电所的技术经济指标较好。但是由于它建在车间内部，要占用一定的生产面积，因此不太适合一些生产面积比较紧凑、生产流程需要经常调整且设备也要相应变动的生产车间，而且其变压器室门朝车间内开，在生产过程中存在一定的安全隐患。这种车间室内变电所在大型冶金企业中应用较多。3.露天（或半露天）变电所变压器安装在室外抬高的地面上（图中的6）。如果变压器的上方设有顶板或挑檐，则称为半露天变电所。露天或半露天变电所的形式比较简单经济，通风散热好，因此只要周围环境条件正常，无腐蚀性、爆炸性气体和粉尘，都可以采用。这种形式的变电所在小型工厂和居民区中较为常见。但这种变电所的安全可靠性较差，在靠近易燃、易爆的厂房附近及大气中含有腐蚀性物质的场所不宜采用。2.1.2变配电所的类型4.独立变电所整个变电所设在与车间建筑物有一定距离的单独建筑物内（图中的7）。独立变电所的建设费用较高，因此除各车间(或用户)相当小且分散，或者需要远离易燃、易爆和有腐蚀性物质的场所可以采用以外，一般车间变电所不宜采用。总降压变电所和高压配电所一般采用独立式。5.杆上变电所变压器安装在室外的电杆上面（图中的8）。杆上变电所最为简单经济，一般用于容量在315kVA及以下的变压器，主要对生活区和居民区供电。6.地下变电所整个变电所设在地面以下的建筑物内（图中的9）。地下变电所的通风散热条件较差，湿度也较大，建筑费用也较高，但使用过程中相当安全，不碍观瞻。这种形式的变电所在某些高层建筑、地下工程和矿井中采用，其主变压器一般采用干式变压器。2.1.2变配电所的类型7.楼上变电所整个变电所设在楼上的建筑物内（图中的10），楼上变电所，适用于高层建筑物。这种变电所要求结构尽可能轻型、安全，其主变压器也采用干式变压器，也有不少建筑物采用成套变电所。8.成套变电所由电器制造厂按给定的接线方案成套制造、现场装配的变电所。成套变电所既适用于室内，也适用于室外，占地面积小，而且安全可靠性较高，是小型变电所的一种发展趋势，在民用建筑物中应用较多。9.移动变电所整个变电所装设在一辆可移动的车上。移动变电所主要用于坑道作业及建筑施工现场的供电。上述的车间附设变电所、车间室内变电所、独立变电所、地下变电所和楼上变电所，均属于户内型变电所；露天（或半露天）变电所和杆上变电所，属于户外型变电所；成套变电所和移动变电所，则分户内型和户外型两种。2.1.3变配电所的位置选择1.变配电所位置选择的一般原则（1）尽量靠近负荷中心，以减少供配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。（2）进出线方便，特别是采用架空进出线时要考虑这一点。（3）接近电源侧，对总降压变电所、高压配电所特别要考虑这一点。（4）设备运输方便。（5）尽量避开剧烈震动和高温场所。（6）不宜设在多尘和有腐蚀性物质的场所；当无法远离时，应设在污染源的上风侧。（7）不应设在厕所、浴室或其他经常积水场所的正下方且不宜与上述场所相邻。（8）不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方且不宜设在有火灾危险环境的正上方或正下方。当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物相连时，应符合现行国家标准《爆炸危险环境电力装置设计规范》（GB50058—2014）的规定。（9）高压配电所应尽量与车间变电所或有大量高压用电设备的厂房合建。（10）不应妨碍企业或车间的发展，应与当地建设总体规划相协调，并适当考虑今后扩建的可能。2.1.3变配电所的位置选择2.负荷中心的确定（1）负荷指示图。负荷指示图是将电力负荷（计算负荷P30）按一定比例（如以1mm2面积代表若干kW）用负荷圆的形式标注在平面图上。各建筑物（或车间）的负荷圆的圆心应与建筑物（或车间）的负荷中心大致相符。负荷圆的半径r，可根据建筑物（或车间）的计算负荷P30=Kπr2求得，即式中，K为负荷圆的比例（单位：kW/mm2）。如图所示为具有高压配电所的企业的负荷指示图。根据负荷指示图确定负荷中心比较粗略。想要精确地确定负荷中心，可用下面负荷功率矩法。2.1.3变配电所的位置选择（2）负荷功率矩法。通常根据负荷功率矩法确定负荷中心，具体做法如下：设有3个负荷P1、P2和P3，它们在直角坐标系中的坐标分别为P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3)，如图所示。现假设总负荷P=ΣPi=P1+P2+P3的负荷中心位于坐标P(x,y)处。根据《力学》求重心的力矩方程可得xΣPi=P