發(fā)電廠交直流系統(tǒng)1要求:(1)在任何情況下都能不間斷供電;(2)電源能量和電壓質(zhì)量均應(yīng)能在最嚴(yán)重事故情況下保證用電設(shè)備可靠工作。一、操作電源分類交流操作電源直流操作電源:主要的操作電源；2（一）蓄電池組操作電源蓄電池是一種獨(dú)立的可靠電源。在發(fā)電廠內(nèi)發(fā)生任何事故時(shí)，甚至在全廠電源全部停電的情況下，蓄電池都應(yīng)能保證直流系統(tǒng)中的用電設(shè)備可靠而連續(xù)地工作，同時(shí)還可以作為全廠事故照明電源。蓄電池分類密封型(免維護(hù)):具有使用方便、壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)敞開式直流操作電源可用來供電給直流控制負(fù)荷和直流動(dòng)力負(fù)荷。31、酸性蓄電池：容量大，多用于大、中型發(fā)電廠和變電所。但由于它充電時(shí)要排出氫和氧的混合氣體，有爆炸危險(xiǎn)，而且隨著氣體帶出硫酸蒸氣，有強(qiáng)腐蝕性，限制了應(yīng)用。放電過程:正常工作充電過程:當(dāng)端電壓由2.4V(最大電壓)降至1.8～1.75V后，需充電后才能放電.2、堿性蓄電池：常用鎘鎳蓄電池，多用于中、小型發(fā)電廠和變電所。大電流放電性能好，機(jī)械強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)，腐蝕性小，體積小，無需專用房間來裝設(shè)，應(yīng)用比較普遍。4（二）硅整流電容儲(chǔ)能直流操作電源硅整流電容儲(chǔ)能直流操作電源由硅整流設(shè)備和儲(chǔ)能電容器兩部分并聯(lián)構(gòu)成。正常運(yùn)行時(shí)電容器充電儲(chǔ)能，在故障情況下，直流母線電壓過度降低或消失時(shí)，電容器迅速對(duì)繼電器和跳閘回路放電，保證其正常動(dòng)作。

優(yōu)點(diǎn)：投資省、設(shè)備少、維護(hù)簡(jiǎn)單、占地面積小。主要缺點(diǎn)：儲(chǔ)能容量有限而且電容放電電壓按指數(shù)曲線衰減，不能保證對(duì)負(fù)荷長(zhǎng)期連續(xù)供電，因此只能用作小型變電所的直流操作電源。5（三）復(fù)式整流直流操作電源提供直流操作電壓的整流裝置有兩個(gè)：一是由變電所自用變壓器或電壓互感器供電的整流設(shè)備，屬于交流電壓供電；二是由電流互感器供電的整流設(shè)備，屬于交流電流供電。因?yàn)閮H有交流電壓供電的直流操作電源，則當(dāng)變電所內(nèi)部或外部發(fā)生故障時(shí)，直流母線電壓會(huì)降得很低，無法保證正常工作；而發(fā)生短路故障時(shí)，流過相關(guān)電流互感器的一次電流就是短路電流，由它供電的整流設(shè)備的輸出電壓反而增大。上述兩種電源配合使用，能保證供電系統(tǒng)在正常和短路故障情況下直流系統(tǒng)均能可靠地供電。

特點(diǎn):與上述電容儲(chǔ)能式相比，復(fù)式整流裝置的輸出功率更大，電壓穩(wěn)定性更好。設(shè)備少、投資省、維護(hù)簡(jiǎn)單和占地??；但是整流系統(tǒng)設(shè)置和調(diào)試?yán)щy，其可靠性受系統(tǒng)運(yùn)行方式影響較大，應(yīng)用范圍不廣，僅適用于中小變電站或小型水電站。6二、直流系統(tǒng)的運(yùn)行以蓄電池為例來介紹直流系統(tǒng)的運(yùn)行。1.電壓等級(jí):基本單元為2V。蓄電池直流系統(tǒng)是由多個(gè)蓄電池串聯(lián)而成的，其個(gè)數(shù)和組數(shù)應(yīng)根據(jù)使用場(chǎng)所和直流系統(tǒng)的電壓等級(jí)確定。直流系統(tǒng)的電壓等級(jí)有220V、110V、48V和24V等。

大型火電廠采用220V和110V兩種電壓等級(jí)，將動(dòng)力負(fù)荷和控制、信號(hào)、保護(hù)電源用蓄電池組分開，前者采用220V、后者采用110V。72.浮充電運(yùn)行方式將充滿電的蓄電池組與浮充電裝置并聯(lián)運(yùn)行，浮充電裝置正常工作時(shí)，除供給直流母線上的經(jīng)常性負(fù)荷外，還用不大的浮充電電流向蓄電池浮充電以補(bǔ)償蓄電池的自放電損耗，使蓄電池經(jīng)常處于滿充電狀態(tài)。在需要很大沖擊電流（如斷路器合閘）時(shí)，絕大部分電流可由蓄電池組供給；在浮充電設(shè)備中斷時(shí)，則全部直流負(fù)荷可由蓄電池組供電。3.直流系統(tǒng)接線圖8圖6.48蓄電池（EA和EB）、一套浮充電裝置（DA和DB），兩組蓄電池設(shè)一套共用充電裝置（DC）主母線：1A和1B；充電母線：1CA和1CB聯(lián)絡(luò)開關(guān)：Q1和Q2；蓄電池電源開關(guān)：QA和QB整流充電設(shè)備輸出開關(guān)：QCA和QCB采用單母分段方式。每段接一組蓄電池（EA和EB）、一套浮充電裝置（DA和DB），正常時(shí)兩段母線解列運(yùn)行。兩組蓄電池設(shè)一套共用充電裝置（DC）9三、交流不停電電源采用交流操作電源，可使二次回路簡(jiǎn)化，投資減少，維護(hù)方便，但是它不適于比較復(fù)雜的繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置及其他二次回路。交流操作電源廣泛用于中小工廠變配電所中斷路器采用手動(dòng)操作或彈簧操作及繼電保護(hù)采用交流操作的場(chǎng)合。1.UPS供電電源來源交流整流直流系統(tǒng)旁路備用電源2.UPS組成整流充電裝置逆變裝置旁路裝置:變壓器、調(diào)壓變、穩(wěn)壓器及控制器逆變103.UPS工作原理:(1)正常：由工作電源經(jīng)整流、逆變后經(jīng)K2K3K5提供交流220V恒頻、恒壓電源饋送到交流配電盤母線上供負(fù)載用。(2)工作電源或整流器故障:可由蓄電池直流系統(tǒng)供給。11(3)逆變器故障：由靜態(tài)切換開關(guān)自動(dòng)切換至旁路備用電源，經(jīng)變壓器，調(diào)壓變壓器及K1K3K4饋送到交流配電母線。逆變器的輸出頻率、相位應(yīng)與備用電源保持同步。12小結(jié)13思考題與習(xí)題1、14不同類型的工廠，其供電系統(tǒng)組成各不相同。1.大型工廠及某些電源進(jìn)線電壓為35kV及以上的中型工廠：一般經(jīng)過兩次降壓，也就是電源進(jìn)廠以后，先經(jīng)總降壓變電所，將35kV及以上的電源電壓降為6～10kV的配電電壓，然后通過高壓配電線路將電能送到各個(gè)車間變電所，也有的經(jīng)高壓配電所再送到車間變電所，最后經(jīng)配電變壓器降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓。

工廠供電系統(tǒng)組成15大中型工廠供配電系統(tǒng)特點(diǎn)：35~220kV電源進(jìn)線設(shè)總降壓站（供10kV設(shè)備）設(shè)車間變電所（供低壓設(shè)備）（規(guī)模大、設(shè)備數(shù)量多、容量大、有中壓設(shè)備。）

兩級(jí)變電圖6-1兩次變壓的供配電系統(tǒng)162.一般中型工廠的電源進(jìn)線電壓是6～10kV。電能先經(jīng)高壓配電所集中，再由高壓配電線路將電能分送到各車間變電所或由高壓配電線路直接供給高壓用電設(shè)備。車間變電所內(nèi)裝設(shè)有電力變壓器，將6～10kV的高壓降為一般低壓用電設(shè)備所需的電壓(如220／380V)，然后由低壓配電線路將電能分送給各用電設(shè)備使用。工廠供電系統(tǒng)組成17中型工廠供配電系統(tǒng)特點(diǎn)：?jiǎn)文妇€分段制。一條電源進(jìn)線供電，另一條電源進(jìn)線作為備用。10kV電源進(jìn)線設(shè)配電所（供10kV設(shè)備）設(shè)車間變電所（供低壓設(shè)備）（規(guī)模小、中壓設(shè)備數(shù)量少、主要是低壓設(shè)備）一級(jí)變電圖6-2具有高壓配電所的供電系統(tǒng)18圖6-3低壓進(jìn)線的供配電系統(tǒng)小型工廠供配電系統(tǒng)3.對(duì)于小型工廠，由于所需容量一般不大于1000kVA，因而通常只設(shè)一個(gè)降壓變電所，將6～10kV電壓降為低壓用電設(shè)備所需的電壓。當(dāng)工廠所需容量不大于160kVA時(shí)，一般采用低壓電源進(jìn)線，因此工廠只需設(shè)一個(gè)低壓配電間，直接采用380/220V低壓電源進(jìn)線，將電能直接分配給各車間低壓用電設(shè)備使用196.7.2工廠的自備電源對(duì)大型企業(yè)有重要的用電設(shè)備，供電可靠性要求較高，應(yīng)有應(yīng)急自備電源。自備電源柴油發(fā)電機(jī)組（常用）不間斷電源（重要計(jì)算機(jī)系統(tǒng)用）20柴油發(fā)電機(jī)組優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)便、起動(dòng)迅速（電網(wǎng)停電時(shí)，10~15s可供電）效率高、功率范圍大、體積小。運(yùn)行可靠、維護(hù)方便公共電網(wǎng)21不間斷電源特點(diǎn)：效率高、體積小。無噪聲、振動(dòng)可靠高、維護(hù)費(fèi)用低容量相對(duì)較小用于電能質(zhì)量要求高的場(chǎng)所正常時(shí)：公共電網(wǎng)供電，同時(shí)電池充電；電網(wǎng)沒電時(shí)：切換到電池供電226.7.3車間（或小型工廠）變電所的主電路圖1.只裝有一臺(tái)主變壓器的小型變電所主電路圖

只有一臺(tái)主變壓器的小型變電所，其高壓側(cè)一般采用無母線接線。高壓側(cè)采用隔離開關(guān)－斷路器的變電所主電路如圖所示。這種主電路由于采用了高壓斷路器，因而變電所的停、送電操作十分靈活方便。同時(shí)，高壓斷路器都配有繼電保護(hù)裝置，在變電所發(fā)生短路和過負(fù)荷時(shí)均能自動(dòng)跳閘。由于只有一路電源進(jìn)線，因而此種接線一般只用于三級(jí)負(fù)荷；如果變電所低壓側(cè)有聯(lián)絡(luò)線與其它變電所相連，則可用于二級(jí)負(fù)荷。

23

2.裝有兩臺(tái)主變壓器的小型變電所主電路圖

高壓側(cè)無母線、低壓側(cè)單母線分段的變電所主電路如圖所示。這種主電路的供電可靠性較高。當(dāng)任一主變壓器或任一電源線停電檢修或發(fā)生故障時(shí)，該變電所通過閉合低壓母線分段開關(guān)，即可迅速恢復(fù)對(duì)整個(gè)變電所的供電。這種主電路可供一、二級(jí)負(fù)荷。24高壓側(cè)單母線、低壓側(cè)單母線分段的變電所主電路如圖所示。這種主電路適用于裝有兩臺(tái)及以上主變壓器或具有多路高壓出線的變電所，其供電可靠性也較高。當(dāng)任一主變壓器檢修或發(fā)生故障時(shí)，通過切換操作，可很快恢復(fù)整個(gè)變電所的供電，此電路可供二、三級(jí)負(fù)荷；有聯(lián)絡(luò)線時(shí)，可供一、二級(jí)負(fù)荷。256.7.4總降壓變電所主電路圖

對(duì)于電源進(jìn)線電壓為35kV及以上的大、中型工廠，通常先經(jīng)工廠總降壓變電所將電壓降為6～10kV的高壓配電電壓，然后經(jīng)車間變電所降為一般用電設(shè)備所需的電壓(如220V/380V)。工廠總降壓變電所一般設(shè)變壓器1～2臺(tái)，電源進(jìn)線1～2回，電壓為35～110kV/6～10kV。

26一次側(cè)采用橋形接線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路如圖11.5.8所示。在這種主電路中，一次側(cè)的高壓斷路器QF10跨接在兩路電源進(jìn)線之間，內(nèi)橋形接線斷路器處在線路斷路器QF11和QF12的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器；外橋形接線斷路器處在線路斷路器QF11和QF12的外側(cè)，靠近電源方向。這種主電路的運(yùn)行靈活性較好，供電可靠性較高，

適用于一、二級(jí)負(fù)荷的工廠。

1.一次側(cè)采用橋形接線、二次側(cè)采用單母線分段的總降壓變電所主電路27一、

二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主電路如圖11.5.9所示，

這種主電路兼有上述橋式接線運(yùn)行靈活的優(yōu)點(diǎn)，

但所用高壓開關(guān)設(shè)備較多，

可供一、

二級(jí)負(fù)荷，

適于一、

二次側(cè)進(jìn)出線較多的總降壓變電所。

2.一次、二次側(cè)均采用單母線分段的總降壓變電所主電路286.7.5低壓供配電線路的接線方式

1放射式接線

圖所示為低壓放射式接線。此接線方式由變壓器低壓母線上引出若干條回路，再分別配電給各配電箱或用電設(shè)備。放射式接線的特點(diǎn)是：供電線路獨(dú)立，引出線發(fā)生故障時(shí)互不影響，供電可靠性較高，但是一般情況下有色金屬消耗量較多，采用的開關(guān)設(shè)備也較多。放射式接線多用于設(shè)備容量大或?qū)╇娍煽啃砸筝^高的場(chǎng)合，例如大型消防泵、電熱器、

生活水泵和中央空調(diào)的冷凍機(jī)組等。

292樹干式接線

圖所示為兩種常見的低壓樹干式接線。樹干式接線從變電所低壓母線上引出干線，沿干線再引出若干條支線，然后再引至各用電設(shè)備。樹干式接線的特點(diǎn)正好與放射式接線相反。一般情況下，樹干式接線采用的開關(guān)設(shè)備較少，有色金屬消耗量也較少，但干線發(fā)生故障時(shí)的影響范圍大，因此供電可靠性較低。樹干式接線在機(jī)械加工車間、工具車間和機(jī)修車間中應(yīng)用比較普遍，而且多采用成套的封閉型母線，使用靈活、方便，也比較安全，很適于供電給容量較小而分布較均勻的用電設(shè)備，如機(jī)床、小型加熱爐等。圖(b)所示的“變壓器－干線組”接線還省去了變電所低壓側(cè)的整套低壓配電裝置，從而使變電所結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，

投資大為降低。

30(a)低壓母線放射式接線；(b)“變壓器－干線組”接線

31某校實(shí)驗(yàn)樓樹形供電線路示意圖去教學(xué)樓去宿舍食堂干線干線干線2#生活區(qū)配電柜1#教學(xué)區(qū)配電柜3#實(shí)驗(yàn)區(qū)配電柜實(shí)驗(yàn)樓總配電箱……X房間配電箱X房間配電箱分支線分支線分支線2層配電箱11層配電箱1層配電箱1#主配電柜10kV去報(bào)告廳實(shí)驗(yàn)樓配電變壓器配電柜32圖(a)和(b)所示為一種變形的樹干式接線，通常稱為鏈?zhǔn)浇泳€。鏈?zhǔn)浇泳€的特點(diǎn)與樹干式基本相同，適于用電設(shè)備彼此相距很近而容量均較小的次要用電設(shè)備。鏈?zhǔn)较噙B的設(shè)備一般不超過5臺(tái)；

鏈?zhǔn)较噙B的配電箱不宜超過3臺(tái)，且總?cè)萘坎灰顺^10kW。

333環(huán)形接線

圖所示為由一臺(tái)變壓器供電的低壓環(huán)形接線方式。環(huán)形接線實(shí)質(zhì)上是兩端供電的樹干式接線方式的改進(jìn)型。一個(gè)工廠內(nèi)的一些車間變電所低壓側(cè)也可以通過低壓聯(lián)絡(luò)線相互連接成為環(huán)形。環(huán)形接線供電可靠性較高，任一段上的線路發(fā)生故障或檢修時(shí)，都不致造成供電中斷；或只短時(shí)停電，一但切換電源的操作完成，即能恢復(fù)供電。環(huán)形接線可使電能損耗和電壓損耗減少，但是環(huán)形系統(tǒng)的保護(hù)裝置及其整定配合比較復(fù)雜，如配合不當(dāng)，容易發(fā)生誤動(dòng)作，

反而會(huì)擴(kuò)大故障停電范圍。

346.7.6工廠供電設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容工廠供電設(shè)計(jì)變配電所設(shè)計(jì)---供配電系統(tǒng)、變壓器、開關(guān)設(shè)備配電線路設(shè)計(jì)—線纜的選擇電氣照明設(shè)計(jì)---光源、燈具線纜選擇及布置設(shè)計(jì)一般分為兩個(gè)階段擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)階段施工設(shè)計(jì)階段。351設(shè)計(jì)前需要收集的原始資料工廠總平面圖、各車間土建平、剖面圖；生產(chǎn)工藝、全廠所有用電設(shè)備性質(zhì)、容量、臺(tái)數(shù)、平面布置等有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)；全廠的年產(chǎn)量或年產(chǎn)值及年最大負(fù)荷利用小時(shí)；向供電部門了解：電源系統(tǒng)電抗、對(duì)功率因數(shù)要求繼電保護(hù)方式，電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)間電能計(jì)量方式，電費(fèi)收取方式向氣象、地質(zhì)部門了解年、月、日平均最高溫度、主導(dǎo)風(fēng)向、年雷暴日數(shù)土壤溫度、土壤電阻、凍土層深度地震烈度、最高洪水水位362擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（一）（1）按照工藝、公用設(shè)計(jì)所提供的資料，計(jì)算車間及全廠的計(jì)算負(fù)荷；（2）根據(jù)車間環(huán)境及計(jì)算負(fù)荷數(shù)字，選擇車間變電所位置及變壓器容量、數(shù)量；（3）根據(jù)負(fù)荷等級(jí)，全廠計(jì)算負(fù)荷，選定供電電源、電壓等級(jí)及供電方式；（4）確定提高功率因數(shù)的補(bǔ)償措施；（5）選擇總降壓變電所（配電所）位置、變壓器臺(tái)數(shù)及容量；373擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（二）（6）確定總降壓變電所（配電所）接線圖和廠區(qū)內(nèi)的高壓配電方案；（7）選擇高壓電氣設(shè)備及配電網(wǎng)路載流導(dǎo)體的截面，必要時(shí)，并需進(jìn)行短路條件下動(dòng)穩(wěn)定及熱穩(wěn)定的校驗(yàn)；（8）選擇繼電保護(hù)及供電系統(tǒng)的自動(dòng)化方式，進(jìn)行參數(shù)的整定計(jì)算；（9）提出變電所和工廠建筑物的防雷措施、接地方式及接地電阻的設(shè)計(jì)計(jì)算；（10）選定高壓變電所的控制及調(diào)度方式；（11）核算建設(shè)所需器材與總投資。384擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)需提交的技術(shù)資料設(shè)計(jì)說明書供電系統(tǒng)總體布置圖變配電所主電路圖平、剖面圖二次回路圖設(shè)備材料清單及工程概（預(yù)）算報(bào)上級(jí)主管部門審批。395施工設(shè)計(jì)在初