1、供配電設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 范銘印 目 錄1、工廠供配電系統(tǒng)概述2、供電網(wǎng)路的結(jié)構(gòu)3、電壓的選擇4、變電所位置和容量的選擇，變壓器容量和數(shù)量的選擇5、總降壓變電所、配電所、車間變電所的接線方式6、廠區(qū)內(nèi)部的接線方式7、方案比較的主要內(nèi)容和比較方法劃1、工廠供配電系統(tǒng)概述 工廠供電（Power Supply）,就是工廠所需的電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電。是電力系統(tǒng)的主要組成部分，它是電能的主要用戶。 工廠供電的基本要求： 安全：在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。 可靠：應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性即連續(xù)供電的要求。 優(yōu)質(zhì)：應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓和頻率等電能質(zhì)量的要求。 經(jīng)濟(jì)：就是供電系統(tǒng)

2、的投資要少，運(yùn)行的費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。 劃2、供電網(wǎng)路的結(jié)構(gòu) 架空線和電纜是用得最普遍的兩種戶外網(wǎng)路的結(jié)構(gòu)。架空線和電纜的優(yōu)缺點(diǎn)比較：架空線設(shè)備簡單、造價(jià)低。電纜與架空線比較，它的造價(jià)約為架空線的四倍；架空線裸置空中，依靠定期巡線便能及時(shí)發(fā)現(xiàn)缺陷，有故障時(shí)易于檢修和維護(hù)。電纜線路埋設(shè)在地下，不易發(fā)現(xiàn)缺陷，有故障時(shí)較難尋找，修復(fù)的工作量大。架空線主要利用空氣絕緣，建造比較容易，這一優(yōu)點(diǎn)在超高壓線路上尤為明顯。單這對(duì)工廠的網(wǎng)路來說意義不大。架空線需占用一定的空間，它的對(duì)地高度及臨近建筑物距離都根據(jù)電壓的高低由明確的規(guī)定，工廠的廠區(qū)生產(chǎn)廠房密集，人員較多，運(yùn)輸頻繁，加

3、之負(fù)荷分散，采用架空線時(shí)，線路縱橫交錯(cuò)，占地面積較大。 劃 架空線影響廠區(qū)的美化。 因此，綜上所述的情況來看，廠區(qū)工廠供電多采用電纜線路。 架空線的主要構(gòu)成部分是包括避雷線在內(nèi)的導(dǎo)線、桿塔、絕緣子和用來作為連接、防震及保護(hù)用的金具。 由于電纜的導(dǎo)體和絕緣部分都在一個(gè)整體中，因此，電纜線路的結(jié)構(gòu)問題實(shí)際上就成了電纜的敷設(shè)問題。 戶外電纜的敷設(shè)主要有三種：最常用、經(jīng)濟(jì)的類型就是把電纜直接埋入地下；電纜數(shù)量較多或是容易受到外界損傷的場所，電纜應(yīng)敷設(shè)在埋入地下的排管中； 如果平行敷設(shè)的電纜較多時(shí)，可將電纜敷設(shè)在隧道中。當(dāng)電纜的數(shù)量超過30根時(shí)，修建隧道往往是經(jīng)濟(jì)的。劃3、電壓的選擇（1） 供電電壓的選

4、擇 一般說來，提高供電電壓能減少電能損耗，提高電壓質(zhì)量，節(jié)約有色金屬，但卻增加了線路設(shè)設(shè)備的投資費(fèi)用。 負(fù)荷大小和距離電源遠(yuǎn)近對(duì)供電電壓的選擇有很大關(guān)系。某一供電電壓，必然有它所對(duì)應(yīng)的最合理的供電容量和供電距離。如果導(dǎo)線的截面積是按照電流的經(jīng)濟(jì)密度選擇的，根據(jù)計(jì)算證明：當(dāng)電壓一定時(shí)，能量損耗與有色金屬的消耗量和負(fù)荷距離成正比。根據(jù)不同電壓推薦的輸送容量和輸送距離列表如下： 劃 額定電壓（kv）傳輸方式輸送功率(kw)輸送距離(km)0.22架空線500.150.22電纜1000.20.38架空線1000.250.38電纜1750.353架空線1001000316架空線20001036電纜300

5、0810架空線300015510電纜50001035架空線200010000502060架空線35003000010030110架空線100005000015050220架空線100000500000200300劃供電電壓還與以下因數(shù)有關(guān):導(dǎo)線截面的大?。还S的生產(chǎn)班次和負(fù)荷曲線的均衡程度；負(fù)荷的功率因數(shù)；電價(jià)制度；折舊等費(fèi)用在設(shè)計(jì)時(shí)占投資額的百分比；國家規(guī)定的還本年限；是否有大型用電設(shè)備等。 根據(jù)上述這些復(fù)雜的條件，選擇供電電壓顯然不可能用一個(gè)簡單的公式就完滿地概括。但是，有一點(diǎn)卻是很明顯的，那就是在設(shè)計(jì)時(shí)盡量減少中間變壓等級(jí)，就會(huì)取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。本地區(qū)的原有電壓對(duì)工廠供電電壓的選擇起了

6、及嚴(yán)格的限制作用。其實(shí)工廠能夠自己比較和決定的可能性不大。 劃（2）工廠廠區(qū)高壓配電電壓的選擇 工廠廠區(qū)高壓配電電壓一般為610kV。3kV電壓太低，作為配電電壓不經(jīng)濟(jì)，基本上已經(jīng)不再采用了。主要設(shè)備、元器件與電壓之間的關(guān)系如下：感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的額定電壓愈低，其效率愈高，且價(jià)格也較低。同容量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)用于380V時(shí)，較用于3kV時(shí)效率約高1%；同容量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)用于3kV時(shí)，較用于6kV時(shí)效率約高1%；同容量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)用于6kV時(shí)，較用于10kV時(shí)效率及價(jià)格大致相等。同容量的變壓器在6、10kV時(shí)，效率與價(jià)格相同，35kV的變壓器較6、10kV的變壓器貴2030%。傳輸相同的功率（500kVA

7、以上），10kV線路比6kV線路，節(jié)省有色金屬約40%。這兩種電壓的線路設(shè)計(jì)中，除投資占較小部分的絕緣子有所不同外，其他相差無幾。因此，全部線路由于導(dǎo)線截面的減小，將會(huì)節(jié)約投資費(fèi)用。如果用電纜送電，額定電壓愈高，價(jià)格也愈高，但6、10kV差別很小。從傳輸功率來看，它與電壓成正比，故用電纜在廠區(qū)內(nèi)配電時(shí)，10kV較6kV的費(fèi)用便宜得多。在傳輸相同功率的條件下，10kV可以減少配電線路的回路數(shù)，從而可以使配變電所及網(wǎng)路的接線簡化。 額定電壓為6、10kV的開關(guān)設(shè)備，其價(jià)格主要是根據(jù)其切斷容量及流過短路電流時(shí)的穩(wěn)定程度而定。當(dāng)切斷容量相同時(shí)，價(jià)格相差不大。但如果把開關(guān)設(shè)備的電壓由10kV增至35kV

8、時(shí)，價(jià)格將會(huì)較顯著地增加。如果導(dǎo)線的電流密度相同，則10kV比6kV線路功率損失約少40%，電壓損耗也越少40%。 根據(jù)以上條件分析，工廠內(nèi)選用10kV高壓配電的優(yōu)點(diǎn)較多。一般接近農(nóng)村的電網(wǎng)都屬于10kV的電網(wǎng)，獲得作為第二備用電源的可能性較大。過去10kV的電動(dòng)機(jī)一般最低的額定功率只能夠做到2000kW，而2002000kW之間的高壓電機(jī)只能夠選用6kV和3kV兩種電機(jī)。但是現(xiàn)在10kV的高壓電機(jī)也能做到132kW的容量。因此，是否采用10kV的電壓供電，還需要經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能決定。 為了簡化供電系統(tǒng)，減少投資費(fèi)和電能損失，近些年來不少采用供電和廠區(qū)配電電壓合一的高壓線深入負(fù)荷中心的供電

9、方式，這種方式就是把35kV110kV，甚至是220kV的供電電壓直接送入工廠內(nèi)部。對(duì)于大型，廠區(qū)面積較大的工廠，在負(fù)荷較大且集中的地方，直接采用高壓線引至負(fù)荷中心。降價(jià)到610kV，這樣的做法，就等于把降壓變電所分散，從而減少了610kV的配電網(wǎng)，取消了中轉(zhuǎn)傳送的環(huán)節(jié)，經(jīng)濟(jì)效益比較明顯。劃 而對(duì)于那些中、小型工廠，如果沒有大容量的用電設(shè)備，35110kV的高壓線深入廠區(qū)后，在車間直接用35110kV/0.4kV的變壓器向車間內(nèi)部供電，不需要建設(shè)總降壓變電所，就免除了總降壓變電所的投資和變壓器的電能損耗，經(jīng)濟(jì)效果還是比較顯著的。（2）1000V以下電壓的選擇 除非因?yàn)榘踩?guī)定的的特殊電壓以外

10、，對(duì)于供給用戶直接使用的交流動(dòng)力及照明電壓，國際標(biāo)準(zhǔn)直列入了380V/220V一種，但是在礦井里，因?yàn)樽冸娝荒軌蛟O(shè)在負(fù)荷中心，為了保證電壓的質(zhì)量，也有采用660V電壓供電的。另外，隨著不少國外企業(yè)的進(jìn)入，不少國外的一些工藝用電設(shè)備也被引入進(jìn)來。通常有美國的一些用電設(shè)備，美國最常用的電壓是480V/277V，而民用的單相電壓是120V/240V。 按照IEC的規(guī)定，220/380V（50Hz）和240/415V（50Hz）的電源推薦在2013年前過渡到230/400V（50Hz）（國際標(biāo)準(zhǔn)電壓），60Hz的國際標(biāo)準(zhǔn)電壓為120/208V（民用）或277/480V（工業(yè)用）。 劃4、變電所位

11、置和容量的選擇，變壓器容量和數(shù)量的選擇 變電所是接收、變換、分配電能的環(huán)節(jié)，是供電系統(tǒng)中極其重要的組成部分。它是由變壓器（有變流器的叫變流站）、配電裝置，保護(hù)及控制設(shè)備，測量儀表以及其它附屬設(shè)備（實(shí)驗(yàn)、維修、油處理）及有關(guān)建筑物構(gòu)成的。 變電所分總降壓變電所和車間變電所。只用來接收和分配電能，而不進(jìn)行電壓變換的稱之為配電所。一、總降壓變電所位置的選擇 變電所位置的選擇原則是要使它盡量接近負(fù)荷中心。對(duì)于總降壓變電所來說，還要考慮電源進(jìn)線的方向。為使有色金屬消耗最小和功率消耗最小，電壓的比值越大，降壓變電所的位置越應(yīng)由負(fù)荷中心向電源側(cè)靠近。實(shí)際上影響總降壓變電所位置選擇的因素有很多，如工廠生產(chǎn)廠房

12、的布置，工藝設(shè)備的布局，工廠環(huán)境，進(jìn)出線路徑，防火要求，廠區(qū)運(yùn)輸，安全甚至水位、風(fēng)向，以及建筑觀等都對(duì)總降壓變電所的選擇有影響。有時(shí)不得不偏離負(fù)荷中心。但是，應(yīng)當(dāng)明確，任何偏離負(fù)荷中心的位置都對(duì)投資、運(yùn)行，以及有色金屬的消耗量產(chǎn)生不利的后果。 劃二、總降壓變電所變壓器臺(tái)數(shù)及容量的選擇變壓器的過載能力變壓器是有過負(fù)荷潛力的，其原因是：變壓器在運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷不可能保持恒定不變，在晝夜二十四小時(shí)中，很多時(shí)間甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于變壓器的額定電流。設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，變壓器運(yùn)行時(shí)周圍最高空氣的溫度為40。最高日平均氣溫為30。實(shí)際上，我國最熱的地區(qū)也不可能全年固定維持在這個(gè)溫度上。選擇變壓器容量時(shí)，往往考慮系統(tǒng)的故障

13、運(yùn)行狀態(tài)，因此，在正常工作時(shí)，變壓器一般不可能達(dá)到它的額定值。 在故障情況下，由于部分變壓器被切除，還在工作的變壓器，不管在故障前的負(fù)荷大小均可按下列條件短期過負(fù)荷，這是根據(jù)絕緣自然損壞率的20%余量決定的。 劃三、車間變電所位置的選擇 在計(jì)算得出車間總計(jì)算負(fù)荷的基礎(chǔ)上，按照下屬原則確定車間變電所的位置，分散設(shè)置并接近負(fù)荷中心；便于低壓網(wǎng)路的備用聯(lián)絡(luò)；盡量減少故障影響波及面等。 負(fù)荷中心的概念，從理論上講，可以用力學(xué)上求重心的方法計(jì)算出來，然而工藝、建筑、運(yùn)輸及低壓配電的方式、結(jié)構(gòu)都有可能是車間變電所偏離理論上的負(fù)荷中心。但是，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量滿足這一條基本的要求。 車間變電所的位置主要有以下幾

14、種類型：獨(dú)立變電所，獨(dú)立地設(shè)置在車間的外部。主要是用在負(fù)荷過于分散，將變電所建到任一車間均不適宜，有時(shí)由于車間生產(chǎn)環(huán)境的限制，如防火、防爆、防塵、有腐蝕氣體等，才考慮設(shè)置獨(dú)立變電所。現(xiàn)在已經(jīng)很少使用了，因?yàn)樗惶?jīng)濟(jì)。設(shè)置獨(dú)立變電所時(shí)要考慮該電壓下的合理輸送容量及距離，如果條件允許，變壓器也可設(shè)在戶外。附設(shè)變電所，附設(shè)變電所利用車間一面或是兩面墻壁，其中外附式車間變電所一般用在廠房生產(chǎn)面積受限制，車間環(huán)境特殊，或因生產(chǎn)工藝要求設(shè)備經(jīng)常變動(dòng)的情況。 劃 附設(shè)變電所最好布置在車間較長的一邊上，并使其略偏向電源的方向，在兩個(gè)跨度或是三個(gè)跨度的車間，也可以將變電所棋布在車間的兩端。車間內(nèi)變電所，車間內(nèi)

15、變電所設(shè)置在車間內(nèi)部，可使供電點(diǎn)最大程度的接近負(fù)荷中心，特別適用于跨度較大，設(shè)備配置穩(wěn)定及一般環(huán)境的車間。 如果能進(jìn)一步發(fā)展全封閉組合電器，是變電所小型化，占地少，易于搬動(dòng)，變壓器采用干式變壓器，車間內(nèi)變電所的應(yīng)用范圍還可以更廣泛。地下或梁架上變電所，前者設(shè)于地下，通風(fēng)不良，投資較大，用于防空等特殊場合。而設(shè)于工廠梁、架上，主要是考慮車間面積狹窄，運(yùn)輸不便。但為了充分利用車間空間，接近負(fù)荷中心等方面的原因，為減少體積，減輕重量，保證安全，地下或梁架上變電所可考慮采用全封閉組合電器及干式變壓器。 劃四、車間變電所變壓器數(shù)量及容量的選擇變電所變壓器數(shù)量的選擇，應(yīng)考慮下列原則：應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可

16、靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，應(yīng)采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障檢修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷繼續(xù)供電。對(duì)只有二級(jí)二五一級(jí)負(fù)荷的變電所，也可以只采用一臺(tái)變壓器，但必須在低壓側(cè)敷設(shè)于其他變電所相聯(lián)的聯(lián)絡(luò)線最為備用電源，或另有自備電源。對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)較大而易于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，也可考慮采用兩臺(tái)變壓器。除以上另種情況外，一般車間變電所宜采用一臺(tái)變壓器。但是負(fù)荷集中且容量相當(dāng)大的變電所，雖為三極負(fù)荷，也可采用兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器。在確定變電所主變壓器數(shù)量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有一定的余地。變電所主要變壓器容量的選擇：只裝一臺(tái)住變壓器的變電所，主變壓器容

17、量SN.T應(yīng)滿足全部用電設(shè)備中計(jì)算負(fù)荷S30的需要，即 SN.TS30裝有兩臺(tái)主變壓器的變電所，每臺(tái)變壓器的容量SN.T應(yīng)同時(shí)滿足以下兩個(gè)條件：劃任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，宜滿足總計(jì)算負(fù)荷S30的大約60%70%的需要，即 SN.T=（0.60.7）S30任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要，即SN.TS30（I+II）車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量上限，車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量，一般不宜太大。這一方面是受到低壓開關(guān)電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制；另一方面也是考慮到可以是變壓器更接近于車間負(fù)荷中心，以減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。如果車間負(fù)荷容量較大

18、、負(fù)荷集中且運(yùn)行合理，也可以選用單臺(tái)容量為25003150KVA的配電變壓器，這樣可以減少主變壓器臺(tái)數(shù)及高壓開關(guān)電器和電纜等。適當(dāng)考慮負(fù)荷的發(fā)展，適當(dāng)考慮今后510年電力負(fù)荷的增長，留有一定的余地。干式變壓器的過載能力較小，更易留有較大的裕量。電力變壓器的額定容量SN.T是在一定溫度條件下（例如戶外安裝，年平均氣溫為20）的持續(xù)最大輸出容量（出力）。如果安裝地點(diǎn)的年平均氣溫每升高1，變壓器容量相應(yīng)地減小1%。 劃電力變壓器事故過負(fù)荷允許值 油浸自冷式變壓器過負(fù)荷百分?jǐn)?shù)(%)306075100200過負(fù)荷時(shí)間/min1204520101.5干式變壓器過負(fù)荷百分?jǐn)?shù)(%)1020305060過負(fù)荷時(shí)

19、間/min756045165電力變壓器并列運(yùn)行的條件 兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器并列運(yùn)行時(shí)，必須滿足以下三個(gè)條件：并列變壓器的額定一、二次電壓必須對(duì)應(yīng)相等。 亦即并列變壓器的電壓比必須相同，允許差值不超過5%。如果并列變壓器的電壓比不同，則并列變壓器二次繞組的回路內(nèi)將出現(xiàn)環(huán)流，即二次電壓高的繞組將向二次電壓低的繞組供給電流，導(dǎo)致繞組過熱甚至燒毀。并列變壓器的阻抗電壓（即短路電壓）必須相等。 由于并列運(yùn)行變壓器的負(fù)荷是按其阻抗電壓值成反比分配的，如果阻抗電壓相差很大，可能導(dǎo)致阻抗電壓小的變壓器發(fā)生過負(fù)荷現(xiàn)象，所以要求辦理運(yùn)行變壓器的阻抗電壓必須相等，允許值不得超過10%。 劃并列運(yùn)行變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相

20、同。 這也就是所有并列變壓器一、二次 電壓的相序和相位都必須對(duì)應(yīng)地相同，否則不能并列運(yùn)行。假設(shè)兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行，一臺(tái)為Yyn0聯(lián)結(jié)，另一臺(tái)為Dyn11聯(lián)結(jié)，則它們的二次電壓將出現(xiàn)30相位差，從而在兩臺(tái)變壓器的二次繞組間產(chǎn)生電位差U，這一U將在變壓器的二次側(cè)產(chǎn)生一個(gè)很大的環(huán)流，可能是變壓器繞組燒毀。 此外，并列運(yùn)行的變壓器容量應(yīng)盡量相同或相近，其最大容量與最小容量之比，一般不能超過3:1。如果容量相差懸殊，不僅運(yùn)行很不方便，而且在變壓器特性稍有差異時(shí)，變壓器間的環(huán)流將相當(dāng)顯著，特別是容量小的變壓器容易過負(fù)荷或燒毀。 劃5、總降壓變電所、配電所、車間變電所的接線方式一、接線圖的意義和目的 表示電

21、氣設(shè)備的元件與其相互間聯(lián)接順序的圖稱為接線圖。接線圖分為兩類：即二次接線圖及主接線圖（原理圖）。 二次接線表示儀表及保護(hù)的接入和聯(lián)結(jié)。其中有測量用的電流和電壓互感器，各種儀表、繼電器及控制電路的元件等，二次接線圖中應(yīng)附有主電路的設(shè)備或元件，以便進(jìn)行了解。 主接線圖表示電能由電源分配至用戶的主要電路。在此圖上應(yīng)表示出所有的電氣設(shè)備。有時(shí)為了更好地說明電力系統(tǒng)的工作，也列入二次接線的元件（儀表、繼電器等）。 一般說來，主接線圖只表示電氣裝置的一相連接，因?yàn)槿嘟涣鞯昀镅b置中的所有三相連接方法都是相同的，所接的電氣設(shè)備也是一樣的，這種圖稱之為單線圖。為了使看圖更容易，圖上只畫出系統(tǒng)中的主要元件（設(shè)備

22、），如發(fā)電機(jī)、變壓器、變流器、斷路器、隔離開關(guān)等，及其相互間的連接。單線圖清晰易懂，廣泛用于設(shè)計(jì)和運(yùn)行。二、變電所主接線圖的要求 變電所的接線應(yīng)從安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)出發(fā)。 安全包括：設(shè)備安全及人身安全。因此，必須嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)和桂發(fā)的規(guī)定，正確選擇電氣設(shè)備及正常情況下的監(jiān)視系統(tǒng)和故障情況下的保護(hù)系統(tǒng)，考慮各種保障人身安全的技術(shù)措施。 可靠就是變電所的接線應(yīng)能滿足不同類型負(fù)荷的不中斷供電要求。 用很多辦法都可以達(dá)到電力裝置的工作可靠。例如，可將電力裝置分段。為了使裝置可靠，接線圖應(yīng)力求簡單清晰。電器是電力裝置中最薄弱的元件，所以不應(yīng)當(dāng)不適當(dāng)?shù)卦黾与娖鞯臄?shù)目，以免引起事故。 靈活就是利用最少

23、的切換，能適應(yīng)不同的運(yùn)行方式，例如負(fù)荷不均衡時(shí)，能自由切除不需要的變壓器，而在最大負(fù)荷時(shí)，又能方便地投入，以利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。檢修時(shí)操作簡單，不致中斷供電。 經(jīng)濟(jì)就是滿足了以上要求的條件外，保證需要的計(jì)算投資最少。電力設(shè)計(jì)投資最少的方案不一定就是最好的方案，有時(shí)候規(guī)定電力設(shè)計(jì)的投資限額可能會(huì)影響可靠性和靈活性，以致引起工廠的停工，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)造成很大的損失。目前有很多國家在經(jīng)濟(jì)性的估算上進(jìn)一步研究接線方式與用戶中斷供電之間的概率關(guān)系。核算工廠故障停電的固定損失和隨停電時(shí)間而引起的產(chǎn)量、質(zhì)量、工藝過程的損失以及對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的影響，從而確定合理的供電方式。 確定接線方式還應(yīng)該考慮未來的發(fā)展。有的工廠和企業(yè)

24、是分期建設(shè)的，由于沒有分析研究進(jìn)一步發(fā)展情況下如何做到使原有的接線方式易于合理改造，致使接線方式零亂、復(fù)雜，互不銜接而影響了供電的可靠性和靈活性，在基建投資上也造成了極大的浪費(fèi)。劃三、總降壓變電所接線圖 工廠35110/610kV 總降壓變電所的特點(diǎn)：根據(jù)負(fù)荷的類型，電源進(jìn)線一般為1回路至2回路；變壓器臺(tái)數(shù)一般不超過兩臺(tái)；為了節(jié)省投資，簡化結(jié)構(gòu)，供電線路與變壓器連接成高壓側(cè)五母線的線路-變壓器組；610kV側(cè)母線采用單母線或單母線分段制，極少或甚至不采用雙母線制。 供電系統(tǒng)中除斷路器QF1和QF2外，尚有線路隔離開關(guān)QS2及QS3。在架空線路的隔離開關(guān)上，一般都帶有接地刀閘QSE，由于檢修時(shí)，

25、線路通過它與地短接。為了簡單起見，現(xiàn)在接地開關(guān)一般不在接線圖中表示了。 以上的接線圖一般是用來供給三級(jí)負(fù)荷的用電。但也必須考慮具備以下的條件：（1）重要負(fù)荷應(yīng)在變壓器的二次側(cè)，從其他電源引入備用線路；（2）系統(tǒng)中有可以用來迅速更換的備用變壓器。 在工廠供電系統(tǒng)中，為了簡化配電裝置，減少投資，往往從簡化變壓器一次側(cè)的開關(guān)設(shè)備著手。如下圖 這種接線方式在正常工作時(shí)，如欲切除變壓器，首先需要斷開高壓斷路器QF2，然后在打開隔離開關(guān)QS3。在投入變壓器時(shí)，首先合上QS3，然后再合上QF2。 劃 使用隔離開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器的空載合閘和分閘，在容量上有一定的限制。對(duì)于35kV電壓，限制在1000kVA以內(nèi)，

26、對(duì)于110kV電壓，限制在3200kVA以內(nèi)。因此，它的應(yīng)用范圍比較小。 在變壓器故障情況下，跳閘依靠QF1實(shí)現(xiàn)。因此，采用這種簡單接線的條件是：工廠變電所為終端變電所，且由區(qū)域變電所專線供電；變壓器容量較??；區(qū)域變電所距離工廠變電所不超過23公里；該變壓器未設(shè)瓦斯保護(hù)，致使進(jìn)線處設(shè)置短路器的必要性不大，而且利用首端斷路器處的保護(hù)裝置可以取得對(duì)變壓器的全部保護(hù)效果時(shí)。 當(dāng)總降壓變電所是由穿越式架空線引出供電時(shí)，變壓器前可設(shè)置斷路器，以便本廠的總降壓變電所的電氣設(shè)備檢修時(shí)，不影響其他用戶的供電。 高壓線深入負(fù)荷中心的配電方式，當(dāng)變壓器容量小時(shí)，推薦使用熔斷器作為高壓端的保護(hù)元件。 雙回路進(jìn)線、雙

27、變壓器的接線方式。當(dāng)電源進(jìn)線來自兩個(gè)不同獨(dú)立電源，二次側(cè)設(shè)備有自動(dòng)備用投入裝置時(shí)，完全可以滿足任何類型用戶的要求。 雙回路進(jìn)線、雙變壓器二次側(cè)斷路器合（并聯(lián)）分（單獨(dú)）運(yùn)行的優(yōu)缺點(diǎn)：劃合的優(yōu)點(diǎn)：線路和變壓器擔(dān)負(fù)的負(fù)荷平均分配，使能量消耗較小；當(dāng)工廠變電所距離電源較遠(yuǎn)時(shí)，單獨(dú)供電電壓損失較大（根據(jù)線路長度和變壓器的負(fù)荷程度估計(jì)約為820%），如超過允許限額，需要采用調(diào)壓措施或設(shè)置帶負(fù)荷調(diào)壓變壓器；沖擊負(fù)荷對(duì)電壓的波動(dòng)值小。分的優(yōu)點(diǎn)：短路電流小；不需要裝設(shè)復(fù)雜昂貴。調(diào)整困難的繼電保護(hù)裝置；沖擊負(fù)荷電壓的波動(dòng)的影響面小。 “合”、“分”可根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。工廠供電系統(tǒng)中一般采用“分”的辦法。 在

28、雙回路、雙變壓器的供電系統(tǒng)中，共有四個(gè)“元件”，即l1，T1和l2，T2,如果其中一個(gè)元件故障，另一個(gè)元件也就同時(shí)不能夠投入工作。為了彌補(bǔ)這一缺陷，可以采用靈活性較大的橋型接線方式。 橋型接線圖需要大量的高壓電器，運(yùn)行、操作、維護(hù)、保護(hù)都比較復(fù)雜，所以現(xiàn)實(shí)中一般不采用。四、母線制 盡管母線極少發(fā)生故障，但是故障的后果極為嚴(yán)重，在設(shè)計(jì)與安裝時(shí)，須使其結(jié)構(gòu)可靠，在運(yùn)行中也要加強(qiáng)監(jiān)測和維護(hù)。 母線制分為單母線制、單母線分段制和雙母線制。 一回路進(jìn)線只能采用單母線制，這種母線制的可靠性和靈活性都較低。 單母線分段制，在兩回路進(jìn)線的條件下，便可以實(shí)現(xiàn)單母線分段制。單母線可以采用隔離開關(guān)或斷路器分段。 用

29、隔離開關(guān)分段可以消除不分段單母線的部分缺點(diǎn)。只要分段隔離開關(guān)是斷開的，就可以對(duì)每段母線及母線隔離開關(guān)進(jìn)行檢修，但當(dāng)隔離開關(guān)合閘時(shí)，任一端母線的故障仍將破壞全場的供電。如分段開關(guān)采用斷路器，則比較優(yōu)越，在母線隔離斷路器上設(shè)置相應(yīng)的保護(hù)裝置，一旦母線發(fā)生故障，母線隔離斷路器與進(jìn)線斷路器同時(shí)切斷，另一端非故障母線仍能保持正常運(yùn)行工作。 隔離開關(guān)的可靠性和靈活性雖然較低，但如果分段母線室段杜運(yùn)行，母線隔離開個(gè)QSW只在確知一回路進(jìn)線發(fā)生故障并已切除的條件下才投入，基本上也能夠滿足供給級(jí)負(fù)荷用戶的要求。 劃 為了所轄故障影響的范圍，可將母線多分段。如分為三段，對(duì)重要用戶可以用三段同時(shí)供電。如分為兩段，網(wǎng)

30、路的備用能力對(duì)級(jí)負(fù)荷用戶需按100%考慮。分為三段，則備用容量可按50%考慮。在線路較長時(shí)，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較可增設(shè)分段以減少網(wǎng)路對(duì)備用能力的要求。 雙母線制，當(dāng)工廠負(fù)荷大，重要負(fù)荷多，已致使饋電回路太多，采用單母線分段存在一定困難時(shí)，則可以考慮采用雙母線制。 劃 雙母線制的優(yōu)點(diǎn)：輪流修理母線而不致引起供電中斷；修理任一母線隔離開關(guān)僅時(shí)本回路斷開；在母線發(fā)生故障時(shí)，通過備用母線能迅速的恢復(fù)供電；修理其中一回路的斷路器時(shí)，可利用備用母線及母線聯(lián)絡(luò)斷路器（QFW），不使本回路的供電長期中斷。 雙母線制的主要缺點(diǎn)是：母線隔離開關(guān)用作操作電器，在負(fù)載情況下進(jìn)行各種切換操作過程的失誤，將引起母線短路，造成

31、極為嚴(yán)重的后果。此外，母線隔離開關(guān)數(shù)目增加，聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)浮躁，有色金屬消耗增多；配電裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高。為了保證類負(fù)荷的不間斷供電，往往在工作母線上還需采取分段的辦法。 不推薦在工廠變電所中使用雙母線制，除因其本身具有的缺點(diǎn)之外，工廠中配電所，車間變電所都分散設(shè)置，因而每個(gè)配電所內(nèi)饋電線路并非很多，采用雙母線制似無很大必要。此外，對(duì)絕對(duì)不允許停電的重要負(fù)荷，采取其他方法滿足備用要求，故除特大型工廠總降壓變電所或工廠具有大容量自備電廠偶有應(yīng)用外，一本情況下極少采用。 五、配電所接線圖 配電所在大中型工廠中設(shè)置，它是廠內(nèi)電能的中轉(zhuǎn)站，它的位置應(yīng)當(dāng)盡量靠近負(fù)荷中心，經(jīng)常是配電所與變電所設(shè)在一起。每個(gè)配

32、電所的饋電線路一般不少于45回路。配電所一般為單母線制，根據(jù)負(fù)荷類型及進(jìn)出線數(shù)目可考慮將母線分段。 在大而分散的工廠供電系統(tǒng)中，從技術(shù)經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，有時(shí)可以建設(shè)兩個(gè)或兩個(gè)以上的配電所，從何磊布局來看，配電所間距離不宜太近，大約不低于150m200m之間較好。配電所的建設(shè)，往往是工廠電力建設(shè)中進(jìn)行方案比較的重要內(nèi)容之一。 配電所的進(jìn)出線數(shù)目與用戶的可靠性要求和轉(zhuǎn)送的功率大小有關(guān)。配電所的進(jìn)線可采用負(fù)荷開關(guān)或斷路器。負(fù)荷開關(guān)斷流能力小，且不能實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的自動(dòng)化。母線分段上或進(jìn)線上設(shè)自動(dòng)備用合閘時(shí)，必須采用斷路器。 如果配電所進(jìn)線的首端為斷路器，有廠內(nèi)總降壓變電所或總配電所以放射式直接供電給配電

33、所，則進(jìn)線開關(guān)可以考慮利用負(fù)荷開關(guān)或隔離開關(guān)以減少繼電保護(hù)動(dòng)作時(shí)間級(jí)差配合上的困難。 配電所的引出線可根據(jù)用戶類型采用熔斷器、熔斷器加負(fù)荷開關(guān)、斷路器。熔斷器加負(fù)荷開關(guān)較斷路器結(jié)構(gòu)簡單，體積小，可以用于供給560KVA以內(nèi)的變壓器，400kVAR以內(nèi)的靜電電容器，它的缺點(diǎn)是切斷容量小，不能實(shí)現(xiàn)供電系統(tǒng)的自動(dòng)化。另外，在運(yùn)行中熔體的觀察以及損壞后的更換操作都不方便。 至于610kV端母線分段，在正常工作時(shí)是否閉合，可根據(jù)以下情況考慮：如進(jìn)線由不同的電源來，進(jìn)線電壓是否相同；閉合后是否影響短路電流值，以致影響到開關(guān)設(shè)備的選擇；分段開關(guān)的結(jié)構(gòu)，如利用隔離開關(guān)分段；利用斷路器分段；利用斷路器加自動(dòng)備用

34、合閘分段；繼電保護(hù)由于閉合二復(fù)雜的程度；負(fù)荷不能中斷供電的程度；大型沖擊負(fù)荷的功率計(jì)分布等。一般來說，分列運(yùn)行（斷開狀態(tài)）比較好。 劃六、車間變電所接線圖 車間變電所是將高壓610kV降為一般用電設(shè)備所需低壓220/380V的降壓變電所。其變壓器容量一般不超過1000kVA，主接線方案通常比較簡單。 車間變電所接線圖分為兩種情況：有工廠總降壓變電所或高壓配電所的車間變電所 其高壓側(cè)的開關(guān)電器、保護(hù)裝置、測量儀表等，一般都安裝在高壓配電線路的首端，即總變、配電所的高壓配電室內(nèi)，而車間變電所只設(shè)變壓器室（室外為變壓器臺(tái)）和低壓配電室，其高壓側(cè)多數(shù)不裝開關(guān)，或只裝簡單的隔離開關(guān)、熔斷器（室外為跌落式

35、熔斷器）、避雷器等。凡是高壓架空進(jìn)線，變電所高壓側(cè)必須裝設(shè)避雷器，以防止雷電波沿架空線路侵入變電所擊毀電力變壓器及其他設(shè)備的絕緣。而采用高壓電纜進(jìn)線時(shí)，避雷器則裝設(shè)在電纜的首端，而且避雷器的接地端要連同電纜的金屬外皮一起接地。此時(shí)的變壓器高壓側(cè)一般可以不再裝設(shè)避雷器。如果變壓器高壓側(cè)為架空線又經(jīng)一段電纜引入時(shí)，則變壓器高壓側(cè)仍應(yīng)裝設(shè)避雷器。工廠無總變、配電所的車間變電所 工廠內(nèi)無總變、配電所的車間變電所時(shí)，其車間變電所往往就是工廠的降壓變電所，其高壓側(cè)的開關(guān)電器、保護(hù)裝置、測量儀表等，都必須配備齊全，所以一般要設(shè)置高壓配電室。在變壓器容量較小、供電可靠性要求不高的情況下，也可以不設(shè)高壓配電室，

36、其高壓側(cè)的開關(guān)電器就裝設(shè)在變壓器室（室外為變壓器臺(tái)） 的墻上或電桿上，而在低壓側(cè)計(jì)量電能；或者其高壓開關(guān)柜（不多于6臺(tái)時(shí)）就裝在低壓配電室內(nèi)，在高壓側(cè)計(jì)量電能。 6、廠區(qū)內(nèi)部的接線方式 在確定了供電電壓，變、配電所位置和容量及變、配電所的接線圖后，便要進(jìn)一步確定工廠廠區(qū)高壓電網(wǎng)的配電方式。 配電方式可分為：放射式、樹干式和環(huán)式。一、放射式 放射式配電方式的優(yōu)點(diǎn)：本線路上的故障不影響其它用戶；容易進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的整定，并易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；根據(jù)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，即使在廠區(qū)內(nèi)采用電纜的單回路放射式，可靠性也較高。 高壓供電系統(tǒng)放射式接線一般采用電纜，中、小型工廠廠區(qū)高壓配電只有一級(jí)放射，大型工廠可以有兩

37、級(jí)放射，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)避免采取二級(jí)以上的高壓放射配電系統(tǒng)，以減少開關(guān)柜數(shù)量級(jí)繼電保護(hù)的延時(shí)時(shí)限 。 放射式線路科用于大型、位置分散的集中負(fù)荷。如水泵、壓縮機(jī)、電爐及變流器設(shè)備等。該方式供電系統(tǒng)接線清晰，運(yùn)行簡單，但因缺乏備用，所以可靠性較差。 劃 為了增加可靠性，考慮備用時(shí)，接線方式可做如下調(diào)整：采用兩根電纜并聯(lián)的供電方式。這種方式可用于級(jí)負(fù)荷的配電。對(duì)于某些通電時(shí)間不允許過長的級(jí)負(fù)荷用戶，也可以采用這種配電。對(duì)數(shù)個(gè)車間采用一根備用電纜的供電方案。正常工作時(shí)，備用線路不投入，故障時(shí)可切除故障線路，投入備用線路。備用線路的導(dǎo)線截面應(yīng)按照負(fù)荷最大的供電線路考慮。 上述接線方式主要用于級(jí)負(fù)荷，恢復(fù)供電

38、時(shí)間一般不超過30分鐘。接線方式的缺點(diǎn)是備用線路的分支點(diǎn)太多，特別是采用電纜的情況下，往往影響供電的可靠性。對(duì)于有較大容量的級(jí)負(fù)荷或要求可靠性較高的級(jí)負(fù)荷，可采用有母線分段供電或雙電源供電的放射式供電系統(tǒng)，導(dǎo)線截面要根據(jù)負(fù)荷類型和可靠性要求的程度選定。對(duì)于容量不大的重要負(fù)荷可以采用車間變壓器二次側(cè)備用聯(lián)絡(luò)的方式，聯(lián)絡(luò)線的容量一般不超過該變電所變壓器容量的25%。劃二、樹干式 樹干式配電系統(tǒng)有可能降低投資費(fèi)用和有色金屬消耗量，使變、配電所的饋出線路減少，結(jié)構(gòu)簡化，但車間變電所的位置必須恰當(dāng)。 單樹干式配電不像放射式那樣，能在380V側(cè)取得備用聯(lián)絡(luò)線，所以只能用于級(jí)負(fù)荷，為了減小干線故障時(shí)影響用戶范圍，干線上連接的變壓器不得超過5臺(tái)，總?cè)萘坎粦?yīng)大于3000kVA。并且單樹干高壓配電系統(tǒng)一般多采用架空線結(jié)構(gòu)。 但是帶有備用線路和自動(dòng)化裝置的樹干式（電纜）配電系統(tǒng)，也完全可以滿足級(jí)以上負(fù)荷配電要求。 如果低壓系統(tǒng)再加自動(dòng)切換的備用聯(lián)絡(luò)線，則該接線方式極為可靠，完全可以滿足級(jí)負(fù)荷的供電要求。但這種接線方式在某些情況下比放射式投資多，有色金屬消耗量也大，并且運(yùn)行比較復(fù)雜。 用母線配電一般采用樹干式，如封閉式插接母線。三、環(huán)式 環(huán)式對(duì)工廠供電系統(tǒng)來說，只不過是樹干式的另一種型式。環(huán)式供電與樹干式供電一樣，正常時(shí)開環(huán)運(yùn)