1、第三章 供電系統(tǒng),3.1 供電系統(tǒng)概述 3.2 電壓的選擇 3.3 變電所的設(shè)置和變壓器的選擇 3.4 變電所的電氣主接線 3.5 變電所的二次接線 3.6 高壓配電網(wǎng)的接線方式 3.7 低壓配電系統(tǒng) 3.8 高低壓配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)線的選擇 3.9 環(huán)網(wǎng)供電單元,第一節(jié) 供電系統(tǒng)概述,一、工廠供電系統(tǒng),工廠供電系統(tǒng)是指從工廠所需電力電源線路進(jìn)場(chǎng)起，到廠內(nèi)高低壓用電設(shè)備進(jìn)線端止的整個(gè)供電系統(tǒng)。,3.1 供電系統(tǒng)概述,一、工廠供電系統(tǒng),典型工廠供電系統(tǒng)示意圖,第二節(jié) 電壓的選擇,一、供電電壓的選擇 二、配電電壓的選擇,供電電壓是指供配電系統(tǒng)從電力系統(tǒng)所取得的電源電壓。 我國(guó)目前所用的供電電壓為11

2、0kV、35kV、10kV、6kV。 選擇供電電壓的原則： 用戶(hù)負(fù)荷大小及距離電源線路遠(yuǎn)近； 考慮相關(guān)的因素； 減少工廠內(nèi)部中間變壓等級(jí)，以減少電能損耗、降低投資和維修費(fèi)用。,3.2 電壓的選擇,一、供電電壓的選擇,二、配電電壓的選擇,配電電壓是指用戶(hù)內(nèi)部向用電設(shè)備配電的電壓等級(jí)。 由用戶(hù)總降壓變電所向高壓用電設(shè)備配電的配電電壓，稱(chēng)為高壓配電電壓。 由用戶(hù)車(chē)間變電所或建筑物變電所向低壓用電設(shè)備配電的配電電壓，稱(chēng)為低壓配電電壓。,（1）工廠高壓配電電壓的選擇原則,一般情況下,優(yōu)先采用10kV作廠內(nèi)高壓配電電壓。 對(duì)于有6kV設(shè)備的企業(yè)，如化工、制藥廠等 ： 若6kV設(shè)備容量較大時(shí)，采用6kV廠內(nèi)

3、高壓配電電壓； 若6kV設(shè)備容量較小時(shí)，高壓配電電壓采用10kV。6kV設(shè)備采用10/6kV變壓器供電。 如果廠區(qū)環(huán)境條件允許也可采用35kV作為高壓配電電壓深入負(fù)荷中心的直配方式,將35kV直接降為380V供電。,（2）工廠低壓配電電壓的選擇原則,主要根據(jù)工廠用電設(shè)備的性質(zhì)來(lái)確定。 我國(guó)規(guī)定低壓配電電壓等級(jí)為380V/220V，但在石油、化工及礦山（井）場(chǎng)所可以采用660V的配電電壓。,第三節(jié)變電所的設(shè)置和變壓器的選擇,一、變電所的概述 二、變電所位置的確定 三、總降壓變電所的設(shè)置數(shù)量 四、車(chē)間變電所的設(shè)置及變壓器的選擇,相關(guān)概念 變電所：接受電能、變換電壓和分配電能。 配電所：僅用于接受和

4、分配電能的場(chǎng)所。 變電所的分類(lèi) 變電所按其在供配電系統(tǒng)中的地位和作用分為總降壓變電所、獨(dú)立變電所、車(chē)間變電所、桿上變電所、建筑物及高層建筑物變電所。,3.3 變電所的設(shè)置和變壓器的選擇,一、變電所的概述,二、變電所位置的確定,（1）變電所位置選擇的原則,靠近負(fù)荷中心； 考慮電源的進(jìn)線方向，偏向電源側(cè)； 進(jìn)出線方便； 設(shè)備運(yùn)輸方便； 不應(yīng)防礙企業(yè)的發(fā)展，要考慮擴(kuò)建的可能性； 不宜設(shè)在多塵或有腐蝕性氣體的場(chǎng)所； 不應(yīng)設(shè)在有劇烈震動(dòng)和高溫場(chǎng)所； 不應(yīng)設(shè)在地勢(shì)低洼和可能積水的場(chǎng)所； 不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)區(qū)域。,（2）負(fù)荷中心的確定,負(fù)荷指示圖 負(fù)荷指示圖將負(fù)荷按一定比例用負(fù)荷圖標(biāo)明在廠區(qū)平面圖上，負(fù)荷圖

5、的圓心與車(chē)間的負(fù)荷的“重心”大致相符。,負(fù)荷圓的半徑r ：,負(fù)荷圖比例,負(fù)荷圖半徑r,負(fù)荷功率矩法 這是一種靜態(tài)的負(fù)荷計(jì)算方法，不考慮負(fù)荷工作時(shí)間。 以負(fù)荷圓的圓心為負(fù)荷點(diǎn)，用求物體重心的方法確定負(fù)荷中心。,負(fù)荷中心的坐標(biāo)為:,負(fù)荷電能矩法 負(fù)荷矩法也稱(chēng)動(dòng)態(tài)負(fù)荷中心計(jì)算法，考慮負(fù)荷的容量和位置的同時(shí)，又考慮了各負(fù)荷點(diǎn)的工作時(shí)間。,負(fù)荷功率矩法 + 負(fù)荷點(diǎn)時(shí)間 = 負(fù)荷電能矩法,負(fù)荷中心的坐標(biāo)為:,需要指出由于負(fù)荷中心原則并不是確定變電所位置的惟一因素，且負(fù)荷中心也是會(huì)隨機(jī)變動(dòng)的，大多數(shù)工廠變電所的位置都是靠近負(fù)荷中心偏向電源側(cè)。,對(duì)于企業(yè)中一級(jí)、二級(jí)負(fù)荷所占比重大，或雖為三級(jí)負(fù)荷，但負(fù)荷容量大

6、而集中的變電所，應(yīng)裝設(shè)兩臺(tái)變壓器。 對(duì)于三級(jí)負(fù)荷供電的總降壓變電所，或者有少量一、二級(jí)負(fù)荷，可只裝設(shè)一臺(tái)變壓器，其額定容量SN滿足：,三、總降壓變電所的設(shè)置數(shù)量,1、總降變電所的設(shè)置,總降壓變電所數(shù)量應(yīng)盡可能的少，盡可能的只設(shè)一個(gè)變電所，這樣投資少又便于管理。,2、總降變電所變壓器的設(shè)置,兩臺(tái)變壓器的備用方式： 明備用：兩臺(tái)變壓器均按100%的負(fù)荷選擇，一臺(tái)工作， 一臺(tái)備用； 暗備用：每臺(tái)變壓器均按70%的負(fù)荷選擇，兩臺(tái)變壓器 均工作，各承擔(dān)50%的最大負(fù)荷。,四、車(chē)間變電所的設(shè)置及變壓器的選擇,（1）獨(dú)立變電所,獨(dú)立變電所適用場(chǎng)合： 相鄰幾個(gè)車(chē)間負(fù)荷大，將變電所建到某一車(chē)間不適宜； 由于車(chē)間

7、環(huán)境的限制，如制藥車(chē)間、化工車(chē)間之間由于管道較多或有腐蝕性氣體、易燃易爆氣體等環(huán)境限制，必須建立獨(dú)立變電所； 中小型企業(yè)負(fù)荷不太大，建立一個(gè)全廠獨(dú)立變電所，向全廠各車(chē)間供電。 獨(dú)立變電所的設(shè)置：設(shè)在與車(chē)間有一定距離的建筑物上。,1、車(chē)間變電所的設(shè)置,附設(shè)變電所是利用車(chē)間的一面或兩面墻壁，而其變壓器室的大門(mén)朝外開(kāi)。車(chē)間附設(shè)變電所又分內(nèi)附式和外附式。,（2）附設(shè)變電所,（3）車(chē)間內(nèi)變電所,車(chē)間內(nèi)變電所位于車(chē)間內(nèi)的單獨(dú)房間內(nèi)，可使供電在最大程度上接近負(fù)荷中心，特別適合跨度較大、設(shè)備配置穩(wěn)定及環(huán)境一般的車(chē)間。,車(chē)間內(nèi)變電所,（4）地下變電所,地下變電所設(shè)于地下，通風(fēng)不良，投資較大，用于有防空等特殊要求

8、的場(chǎng)合，此外，民用高層建筑的變電所常設(shè)置在地下室內(nèi)。,（5）桿上（或高臺(tái)）變電所,變電器安裝在室外電桿上，適用于315kVA及以下變壓器，常用于居民區(qū)、用電負(fù)荷小的用電單位。,戶(hù)外桿上變電臺(tái),變電所類(lèi)型,獨(dú)立變電所,外附露天設(shè)變電所,外附設(shè)變電所,內(nèi)附變電所,車(chē)間內(nèi)變電所,車(chē)間變電所變壓器的選擇原則： 應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。對(duì)供有大量一、二級(jí)負(fù)荷的變電所，宜采用兩臺(tái)變壓器，當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或檢修時(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)而無(wú)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)與其它變電所相連的聯(lián)絡(luò)線作為備用電源。 對(duì)季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷變動(dòng)

9、較大而宜于采用經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式的變電所，可考慮采用兩臺(tái)變壓器。,2、車(chē)間變電所變壓器的選擇,某10/0.38kV變電所電氣平面布置圖（示例）,拓展,第四節(jié)變電所的電氣主接線,一、變電所的主接線概念 二、對(duì)電氣主接線的基本要求 三、總降變電所的主接線,變電所接線的構(gòu)成 變電所由一次回路和二次回路構(gòu)成。 變電所的主接線概念 變電所的主接線是由電力變壓器、各種開(kāi)關(guān)電器、電流互感器、電壓互感器、母線、電力電纜或?qū)Ь€、移相電容器、避雷器等電氣設(shè)備以一定次序相連接的接受和分配電能的電路，也稱(chēng)作一次接線。 變電所主接線的表示：變電所接線圖,3.4 變電所的電氣主接線,一、變電所的主接線概念,只表示連接關(guān)系不表示

10、實(shí)際位置,變電站的主接線模擬圖,二、對(duì)電氣主接線的基本要求,安全性：保證在進(jìn)行任何切換操作時(shí)人身和設(shè)備的安全。 可靠性：應(yīng)滿足各級(jí)電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。 靈活性：應(yīng)能適應(yīng)各種運(yùn)行方式的操作和檢修、維護(hù)需要 經(jīng)濟(jì)性：在滿足以上要求的前提下，主接線應(yīng)力求簡(jiǎn)單，盡可能減少一次性投資和年運(yùn)行費(fèi)用。,三、總降變電所的主接線,結(jié)構(gòu) 當(dāng)只有一路電源供電線路和一臺(tái)變壓器時(shí)，可采用線路 變壓器組接線。 特點(diǎn) 變壓器高壓側(cè)無(wú)母線，低壓側(cè)通過(guò)開(kāi)關(guān)接成單母線供電； 該單元中任一設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，變電所全部停電，可靠性不高。,1、線路 變壓器組接線,適用于三級(jí)負(fù)荷,當(dāng)電站只有兩臺(tái)主變和兩條輸電線路時(shí)，為增加供電的可

11、靠性，在兩個(gè)單元之間接一條橋支路，即構(gòu)成橋形接線。 橋形接線有兩種連接方式： 斷路器QF5裝設(shè)在進(jìn)線斷路器QF1 、QF2內(nèi)側(cè)稱(chēng)為內(nèi)橋接線； 斷路器QF5裝設(shè)在進(jìn)線斷路器QF1 、QF2外側(cè)稱(chēng)為外橋接線。,2、橋式接線,（1）內(nèi)橋式接線,結(jié)構(gòu) 斷路器跨在進(jìn)線斷路器的內(nèi)側(cè)，靠近變壓器。 特點(diǎn) 線路的投切比較方便，變壓器的投切復(fù)雜，所以?xún)?nèi)橋式接線適用于進(jìn)線線路較長(zhǎng)，故障機(jī)會(huì)多，變壓器不需要經(jīng)常投切的場(chǎng)合。 適用范圍 一、二級(jí)負(fù)荷工廠,（2）外橋式接線,結(jié)構(gòu) 斷路器跨在進(jìn)線斷路器的外側(cè)，靠近電源側(cè)，稱(chēng)為外橋式接線。 特點(diǎn) 它適用于進(jìn)線線路較短、負(fù)荷變化較大，變壓器需要經(jīng)常切換的場(chǎng)合。 適用范圍 一、

12、二級(jí)負(fù)荷的變電所,3、單母線和母線分段,母線的概念 母線（也叫匯流排）實(shí)質(zhì)上是主接線電路中接受和分配電能的一個(gè)電氣聯(lián)結(jié)點(diǎn)，形式上它將一個(gè)電氣聯(lián)結(jié)點(diǎn)延展成一條線，以便于多個(gè)進(jìn)出線回路的聯(lián)結(jié)。 設(shè)置母線制的意義 設(shè)置母線可以方便地把電源進(jìn)線和多路引出線通過(guò)開(kāi)關(guān)電器連接在一起，以保證供電的可靠性和靈活性。 母線制的種類(lèi) 單母線制、單母線分段制和雙母線制。,（1）單母線制,單母線的形式 一回路電源進(jìn)線，兩條及兩條以上引出線。 優(yōu)點(diǎn) 接線簡(jiǎn)單、清晰，采用設(shè)備少、造價(jià)低、操作方便、擴(kuò)建容易。 缺點(diǎn) 可靠性不高，發(fā)生任一連接元件故障或斷路器拒動(dòng)及母線故障時(shí)，都將造成整個(gè)供電系統(tǒng)停電。,適用于供電連續(xù)性要求不

13、高的負(fù)荷。,（2）單母線分段制,單母線分段的形式 這種接線方式引入線有兩條回路，母線分成二段，即段和段。 分段運(yùn)行：正常情況下分段開(kāi)關(guān)是打開(kāi)的。 并列運(yùn)行：正常情況下分段開(kāi)關(guān)是閉合的。 特點(diǎn),運(yùn)行的可靠性和靈活性都較差，適用于由雙回路供電的、允許短時(shí)停電的二類(lèi)負(fù)荷。,（3）雙母線接線制,雙母線的形式 每一回路都通過(guò)一臺(tái)斷路器和兩組隔離開(kāi)關(guān)與兩組母線相連，其中一組隔離開(kāi)關(guān)閉合，另一組隔離開(kāi)關(guān)打開(kāi)，兩組母線之間通過(guò)母線聯(lián)絡(luò)斷路器（簡(jiǎn)稱(chēng)母聯(lián)）連接起來(lái)，如圖所示。 雙母線接線有兩種運(yùn)行方式： 只有一組母線工作：正常運(yùn)行時(shí)母聯(lián)打開(kāi)（兩側(cè)的隔離開(kāi)關(guān)閉合），全部回路接在工作母線上，相當(dāng)于單母線運(yùn)行 兩組母線

14、同時(shí)工作，互為備用：正常運(yùn)行時(shí)母聯(lián)閉合，相當(dāng)于單母線分段接線。,3、車(chē)間變電所的一次接線,車(chē)間變電所的主接線由車(chē)間負(fù)荷生產(chǎn)工藝要求決定的。一般采用線路變壓器組、單母線及單母線分段接線。,第五節(jié)變電所的二次接線,一、二次回路概述 二、測(cè)量回路 三、斷路器控制與信號(hào)回路 四、信號(hào)裝置,3.5 變電所的二次接線,一、二次回路概述,二次設(shè)備 對(duì)一次設(shè)備的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù)的輔助電氣設(shè)備稱(chēng)為二次設(shè)備。 變電所的二次設(shè)備包括測(cè)量?jī)x表、控制與信號(hào)回路、繼電保護(hù)裝置以及遠(yuǎn)動(dòng)裝置等。它們相互間所連接的電路稱(chēng)為二次回路或二次接線。 二次回路 對(duì)一次設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視、測(cè)量、控制和保護(hù)的電路。,二

15、次回路綜合示意圖,二、測(cè)量回路,測(cè)量回路的作用 裝設(shè)電氣測(cè)量?jī)x表監(jiān)視變電所電氣設(shè)備的運(yùn)行狀況、電壓質(zhì)量及計(jì)算電能的耗用量。 對(duì)于測(cè)量?jī)x表的要求 測(cè)量精度應(yīng)滿足測(cè)量要求，并不受環(huán)境溫度、濕度和外磁場(chǎng)等外界條件的影響。 儀表本身消耗的功率應(yīng)越小越好。 儀表應(yīng)有足夠的絕緣強(qiáng)度、耐壓和短時(shí)過(guò)載能力，以保證安全運(yùn)行。 應(yīng)有良好的讀數(shù)裝置。,1、電源進(jìn)線,變電裝置中各部分儀表配置,電源進(jìn)線必須裝設(shè)計(jì)算電費(fèi)的三相有功和無(wú)功電度表。,2、母線,3、610kV高壓配電電路,測(cè)量相電流,4、低壓配電線路,5、并聯(lián)補(bǔ)償電容器,裝設(shè)三只電流表或一只帶有電流轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的的電流表。,裝設(shè)三只電流表和一只電壓表，來(lái)監(jiān)測(cè)負(fù)荷平

16、衡情況和電壓情況。,三、斷路器控制與信號(hào)回路,四、信號(hào)裝置,1、狀態(tài)指示信號(hào),2、事故信號(hào),3、預(yù)告信號(hào),指示斷路器及隔離開(kāi)關(guān)處于分閘和合閘狀態(tài)。,集中復(fù)歸重復(fù)動(dòng)作事故音響信號(hào),對(duì)電氣設(shè)備和線路不正常狀態(tài)作出預(yù)警。,第六節(jié)高壓配電網(wǎng)的接線方式,一、高壓配電網(wǎng)概述 二、放射式接線 三、樹(shù)干式接線 四、環(huán)形接線,3.6 高壓配電網(wǎng)的接線方式,一、高壓配電網(wǎng)概述,工廠供電網(wǎng)絡(luò)：高壓供電網(wǎng)和低壓供電網(wǎng)。 高壓配電網(wǎng)：從總降變電所向各車(chē)間或高壓用電設(shè)備供電。 低壓配電網(wǎng)：從車(chē)間變電所向各供電設(shè)備供電。 高壓及低壓供電方式：放射式、樹(shù)干式、環(huán)形。,二、放射式接線,單回路放射式 企業(yè)總降變電所610kV母線

17、上引出的每一條回路，直接向一個(gè)車(chē)間變電所或高壓用電設(shè)備供電，沿線不分枝其它負(fù)荷，各車(chē)間也無(wú)聯(lián)系。,1、單回路放射式接線,僅給一個(gè)負(fù)荷點(diǎn)單獨(dú)供電,專(zhuān)線直供的方式,單回路放射式優(yōu)點(diǎn)： 線路敷設(shè)簡(jiǎn)單，操作維護(hù)方便，運(yùn)行簡(jiǎn)單，繼電保護(hù)裝置簡(jiǎn)單且易于整定，故障影響范圍小，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化； 單回路放射式缺點(diǎn)： 總降變電所出線多，有色金屬消耗量大，高壓設(shè)備（開(kāi)關(guān)柜）數(shù)量多，投資大，架空出線困難； 任意一線路或開(kāi)關(guān)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，該線路上的全部負(fù)荷都將停電，供電可靠性不高。 適用范圍： 容量較大、位置較分散的三級(jí)負(fù)荷供電。,2、雙回路放射式接線,（1）單電源雙回路放射式,單電源雙回路放射式 企業(yè)總降變電所61

18、0kV母線上引出的線路分兩個(gè)回路向兩個(gè)車(chē)間變電所或高壓用電設(shè)備供電，沿線不分枝其它負(fù)荷。,兩個(gè)回路給一個(gè)負(fù)荷點(diǎn)單獨(dú)供電,（2）雙電源雙回路放射式,雙電源雙回路放射式 兩條放射式線路連接在不同的電源母線。 雙電源雙回路放射式特點(diǎn) 該接線方式成套的設(shè)備互為備用當(dāng)任一線路發(fā)生故障，備用線路投入使用，但這種接線投資大，出線和維護(hù)困難。 適用范圍 容量較大的一、二級(jí)負(fù)荷。,低壓聯(lián)絡(luò)線，提高供電可靠性,3、帶公共備用線的放射式接線,公共備用線的放射式接線 正常時(shí)備用線路不投入使用； 任意一回路發(fā)生故障，切除故障線路，將負(fù)荷切換到備用線上恢復(fù)供電。,正常情況,故障情況,三、樹(shù)干式接線,1、直接樹(shù)干式接線,直

19、接樹(shù)干式 由總降變電所的每路高壓配電干線沿各車(chē)間廠房架空敷,設(shè)，從干線上直接接出分支線引入車(chē)間變電所。,直接樹(shù)干式優(yōu)點(diǎn)： 高壓配電裝置少，投資少，敷設(shè)方便，節(jié)省有色金屬； 直接樹(shù)干式缺點(diǎn)： 供電可靠性差，任一處發(fā)生故障，該干線上均需停電。,僅適用于三級(jí)負(fù)荷,2、鏈串型樹(shù)干式接線,鏈串型樹(shù)干式接線 在直接樹(shù)干式線路的基礎(chǔ) 上，把高壓干線引入到每 個(gè)車(chē)間變電所的高壓母線 上，然后再引出，干線進(jìn)出側(cè)均需安裝隔離開(kāi)關(guān)。 樹(shù)干式接線改進(jìn)線路 單側(cè)供電的雙回路樹(shù)干式 具有公共備用干線的樹(shù)干式 雙側(cè)供電的單回路樹(shù)干式 雙側(cè)供電的雙回路樹(shù)干式,注意接線形式，車(chē)間母線搭接在不同的相線上,（1）單側(cè)供電的雙回路樹(shù)

20、干式,特點(diǎn) 每一車(chē)間變電所從兩條干線上同時(shí)引入電源，互為備用。 適用范圍 二、三級(jí)負(fù)荷。,（2）具有公共備用干線的樹(shù)干式,特點(diǎn) 任一干線發(fā)生故障或檢修時(shí)，可將該干線的負(fù)荷手動(dòng)切換到備用干線恢復(fù)供電。 適用范圍 二、三級(jí)負(fù)荷。,（3）雙側(cè)供電的單回路樹(shù)干式,特點(diǎn) 有兩個(gè)電源對(duì)線路供電，其中一個(gè)作為備用電源，另一個(gè)向系統(tǒng)供電，一般要在樹(shù)干式線路的中間負(fù)荷分界處斷開(kāi)兩側(cè)分開(kāi)供電。,電流分點(diǎn),（4）雙側(cè)供電的雙回路樹(shù)干式,特點(diǎn) 兩條鏈串式樹(shù)干式的末端連接起來(lái)構(gòu)成的。 運(yùn)行靈活，供電可靠性較高。 適用范圍 一、二級(jí)負(fù)荷。,四、環(huán)形接線,拓展,高壓配電網(wǎng)的設(shè)計(jì),考慮因素：供電可靠性的要求、車(chē)間配電變壓器的

21、容量及分布、地理環(huán)境等。 配電級(jí)數(shù)：不宜多于兩級(jí)。 設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 一般用戶(hù)高壓配電網(wǎng)宜采用放射式。 對(duì)一般負(fù)荷及容量在1000kVA及以下的變壓器，宜采用普通環(huán)式接線。 對(duì)于重要負(fù)荷，可采用雙回路放射式，或采用工作電源接線為放射式、備用電源接線為樹(shù)干式的組合形式，根據(jù)情況，也可采用拉手環(huán)式接線。 對(duì)于三級(jí)負(fù)荷，為節(jié)省投資可采用樹(shù)干式，負(fù)荷較大時(shí)則可采用分區(qū)樹(shù)干式接線。,【工程實(shí)例1】,已知某工廠設(shè)有一座35/10kV總降壓變電所HSS和4座10/0.38kV車(chē)間變電所STS1STS4。 STS1設(shè)兩臺(tái)變壓器（二級(jí)負(fù)荷占70）， STS2設(shè)一臺(tái)變壓器（二級(jí)負(fù)荷占10）， STS3和STS4均設(shè)一臺(tái)

22、變壓器（為三級(jí)負(fù)荷）。試設(shè)計(jì)該工廠高壓配電網(wǎng)接線圖。,第七節(jié) 低壓配電系統(tǒng),一、低壓放射式系統(tǒng) 二、低壓樹(shù)干式供電系統(tǒng) 三、低壓混合式供電系統(tǒng) 四、低壓環(huán)式供電系統(tǒng),3.7 低壓配電系統(tǒng),一、低壓放射式系統(tǒng),低壓側(cè),低壓放射式接線適用范圍： 每個(gè)設(shè)備負(fù)荷不大，比較集中，且位于變電所的不同方向； 車(chē)間內(nèi)負(fù)荷配置比較穩(wěn)定； 單臺(tái)用電設(shè)備容量大，但數(shù)目不多； 車(chē)間內(nèi)的負(fù)荷排列不整齊； 車(chē)間有爆炸危險(xiǎn)的廠房，必須由車(chē)間隔離的房間引出線路。,二、低壓樹(shù)干式供電系統(tǒng),低壓樹(shù)干式供電系統(tǒng)特點(diǎn)： 樹(shù)干式接線的特點(diǎn)是多個(gè)負(fù)荷由一條干線供電，采用的開(kāi)關(guān)設(shè)備較少，但干線發(fā)生故障時(shí)，影響范圍較大，所以供電可靠性較低，

23、且在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化方面適應(yīng)性較差。 低壓樹(shù)干式供電系統(tǒng)接線方式： 低壓母線放射式配電的樹(shù)干式 低壓“變壓器-干線組”的樹(shù)干式 低壓鏈?zhǔn)浇泳€,（1）低壓母線放射式配電的樹(shù)干式,低壓母線放射式配電的樹(shù)干式是在變電所二次側(cè)引出線經(jīng)過(guò)低壓斷路器引至車(chē)間內(nèi)的母線上，再由母線上引出分支線給用電設(shè)備供電。,（2）低壓“變壓器-干線組”的樹(shù)干式,低壓“變壓器-干線組”的樹(shù)干式接線是由變電所變壓器二次側(cè)引出線經(jīng)低壓斷路器引至車(chē)間內(nèi)的干線然后干線上引出分支配線。,（3）低壓鏈?zhǔn)?低壓鏈?zhǔn)教攸c(diǎn)與樹(shù)干式相同適用于用電設(shè)備距供電點(diǎn)較遠(yuǎn)，設(shè)備之間相距較近，容量很小的次要用電設(shè)備，其可靠性較差。 鏈?zhǔn)浇泳€是后面設(shè)備的電源引自前

24、面設(shè)備的端子。特點(diǎn)是線路上無(wú)分支點(diǎn)，適用于距配電屏較遠(yuǎn)又彼此相距較近的不重要小容量用電設(shè)備。,三、低壓混合式供電系統(tǒng),放射式接線,樹(shù)干式接線,四、低壓環(huán)式供電系統(tǒng),低壓環(huán)形接線供電的可靠性高，任一線路發(fā)生故障或檢修時(shí)，都不致造成供電中斷或暫時(shí)中斷供電，只要完成切換,電源的操作，就能恢復(fù)供電。,環(huán)形接線可使電能損耗或電壓損失減少，既能節(jié)約電能又容易保證電壓質(zhì)量。但它的保護(hù)裝置及其整定配合相當(dāng)復(fù)雜，如果配合不當(dāng)，容易發(fā)生誤動(dòng)作而擴(kuò)大故障停電范圍。,拓展,低壓配電網(wǎng)的設(shè)計(jì),網(wǎng)絡(luò)要求：滿足用電設(shè)備對(duì)供電可靠性和電能質(zhì)量要求，同時(shí)應(yīng)注意接線簡(jiǎn)單、操作方便安全，具有一定靈活性。 配電級(jí)數(shù)：配電系統(tǒng)的層次不

25、宜超過(guò)三級(jí)。 設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 正常環(huán)境的車(chē)間或建筑物內(nèi)，當(dāng)大部分用電設(shè)備為中小容量，且無(wú)特殊要求時(shí)，宜采用樹(shù)干式配電。 用電設(shè)備為大容量，或負(fù)荷性質(zhì)重要，或在有特殊要求的 車(chē)間、建筑物內(nèi)，宜采用放射式配電。 部分用電設(shè)備距供電點(diǎn)較遠(yuǎn)，而彼此相距很近、容量很小 的次要用電設(shè)備，可采用鏈?zhǔn)脚潆姟?高層建筑物內(nèi)，當(dāng)向樓層各配電點(diǎn)供電時(shí)，宜采用分區(qū)樹(shù)干式配電；部分較大容量的集中負(fù)荷或重要負(fù)荷，應(yīng)從低壓配電室以放射式配電。,【工程實(shí)例2】,某高層住宅低壓配電系統(tǒng)圖（豎向配電系統(tǒng)圖）,第八節(jié)高低壓配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)線的選擇,一、架空線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè) 二、電纜線路的結(jié)構(gòu)與敷設(shè) 三、車(chē)間線路的結(jié)構(gòu)與敷設(shè) 四、導(dǎo)線和

26、電纜截面積的選擇,3.8 高低壓配電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和導(dǎo)線的選擇,一、架空線路的結(jié)構(gòu)和敷設(shè),架空線路 架空線路是用桿塔將導(dǎo)線懸掛在空中，導(dǎo)線利用絕緣瓷瓶支持在桿塔的橫擔(dān)上。 架空線路的組成 架空線路一般由導(dǎo)線、桿塔、絕緣子、金具、等組成。 高壓架空線路還有避雷線和接地裝置等。架空線路的結(jié)構(gòu)組成如圖所示。,架空線路的結(jié)構(gòu)組成示意圖,架空線路的優(yōu)點(diǎn) 設(shè)備簡(jiǎn)單，造價(jià)低。 露置空中，易于檢修和維護(hù)。 利用空氣絕緣，建造比較容易。 架空線路的缺點(diǎn) 侵占地面位置，有礙交通。 易受環(huán)境影響、安全可靠性較差。 影響廠區(qū)美化 。,1、導(dǎo)線,架空線路使用裸導(dǎo)線； 要求具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能，機(jī)械強(qiáng)度，和很好的耐腐蝕能力； 通

27、常制成絞線使用，常用的絞線有銅絞線（TJ）、鋁絞線（LJ）、鋼芯鋁絞線（LGJ）、鋼絞線（GJ）；,鋼線,鋁線,2、桿塔,電桿是支持導(dǎo)線的主體和支撐導(dǎo)線的支柱，它是架空線路的重要組成部分。 對(duì)電桿的要求主要是要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，同時(shí)盡可能地經(jīng)久耐用，價(jià)廉，便于搬運(yùn)和安裝。 電桿有水泥桿、鋼桿和鐵塔架等。 電桿根據(jù)其在線路上所處的位置和所起的作用不同，可分為直線桿、終端桿、耐張桿、轉(zhuǎn)角桿、分支桿和跨越桿等。 電桿上裝有橫擔(dān)，主要是安裝絕緣子并固定導(dǎo)線。,3、絕緣子和線路金具,絕緣子又叫瓷瓶，用來(lái)將導(dǎo)線固定在電桿上，并使導(dǎo)線與橫擔(dān)、桿塔之間保持足夠的絕緣，同時(shí)承受導(dǎo)線的重量與其他作用力。 絕緣子要

28、保證足夠的電氣絕緣強(qiáng)度與機(jī)械強(qiáng)度。,線路金具 金具是用來(lái)連接導(dǎo)線、安裝橫擔(dān)和絕緣子等的金屬部件。,4、架空線的敷設(shè),合理選擇路徑，做到路徑短，轉(zhuǎn)角小，交通運(yùn)輸方便，便于施工于維護(hù)，運(yùn)行可靠，地質(zhì)條件好。,（1）選定架空線路,（2）確定檔距、弧垂和桿高,不同電壓等級(jí)線路的擋距(即同一線路上相鄰兩電桿之間的距離)不同。一般380 V線路的擋距為5060 m，610 kV線路的擋距為80120 m。 弧垂(架空導(dǎo)線一個(gè)擋距內(nèi)最低點(diǎn)與懸掛點(diǎn)間的垂直距離)要根據(jù)擋距、導(dǎo)線型號(hào)與截面積、導(dǎo)線所受拉力及氣溫條件等決定。垂弧過(guò)大易碰線，過(guò)小則易造成斷線或倒桿。,（3）導(dǎo)線在桿上的布置方式確定,三相四線制的導(dǎo)線

29、在電桿上一般采用水平排列，中性線架設(shè)在靠近電桿的位置； 三相三線制的導(dǎo)線可采用三角形排列，也可采用水平排列； 多回路導(dǎo)線同桿架設(shè)時(shí)，可采用三角、水平混合排列，也可全部垂直排列。,二、電纜線路的結(jié)構(gòu)與敷設(shè),1、電纜的結(jié)構(gòu)和型號(hào),電纜線路是利用電力電纜敷設(shè)的線路。電纜線路一般敷設(shè)于地下，大多直接埋設(shè)于土壤中，也有的敷設(shè)于地下的電纜溝道中，有的采用電纜橋架明敷。 電纜線路與架空線路相比，具有運(yùn)行可靠，不易受外界影響，不占地面的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也具有投資大，敷設(shè)維修困難，難于發(fā)現(xiàn)和排除故障的缺點(diǎn)。,電纜工程地下電纜隧道敷設(shè)現(xiàn)場(chǎng),電纜線路主要由電力電纜和電纜頭組成。 電力電纜由導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)層三部分組成

30、。,1、電纜的結(jié)構(gòu)和型號(hào),橡膠 聚氯乙稀 交聯(lián)聚乙烯 礦物絕緣,幾根（單根）絞繞的絕緣導(dǎo)線,三相統(tǒng)包絕緣（對(duì)地）,高壓電纜采用，使各相分布電容及電容電流均衡。,導(dǎo)線:,絕緣層:,屏蔽層:,結(jié) 構(gòu),保護(hù)層,保護(hù)屏蔽層、絕緣層,鎧裝層: 外護(hù)套:,內(nèi)護(hù)層:,外護(hù)層,防止較重的外部機(jī)械損傷,保護(hù)鎧裝層、防腐,電纜型號(hào) 導(dǎo)電芯材料 銅芯、鋁芯 芯數(shù) 單芯、雙芯、三芯、四芯 絕緣材料 油浸紙絕緣電纜和塑料絕緣電纜,2、電纜頭,電纜頭指的是兩條電纜的中間接頭和電纜終端的封端頭。 電纜線路的故障大部分發(fā)生在電纜接頭處，所以電纜頭是電纜線路中的薄弱環(huán)節(jié)。對(duì)電纜頭的安裝質(zhì)量尤其要重視，要求密封性好，有足夠的機(jī)械

31、強(qiáng)度，耐壓強(qiáng)度不低于電纜本身的耐壓強(qiáng)度。,3、電纜的敷設(shè),首先挖一深0.71m的壕溝，于溝底填上100mm的細(xì)砂或軟土，再鋪設(shè)電纜，然后填以沙土，加上保護(hù)板，最后回填沙土。這種方式電纜易受機(jī)械損傷，土壤化學(xué)腐蝕，可靠性差，檢修不便，多用于根數(shù)不多的線路 。,（1）直埋地壤敷設(shè),（2）電纜溝敷設(shè),這種敷設(shè)方式將電纜敷設(shè)在電纜溝的電纜支架上。電纜溝由磚砌成或混凝土澆注而成，上加蓋板，內(nèi)側(cè)有電纜架。,（3）電纜隧道敷設(shè),電纜隧道敷設(shè)具有檢修、更換和增設(shè)電纜方便的特點(diǎn)，并且可以同時(shí)敷設(shè)幾十根以上的各種電纜。但是這種敷設(shè)方式投資很大，防火要求高等缺點(diǎn)。,（4）電纜橋架敷設(shè),這種敷設(shè)方式主要是利用車(chē)間空間

32、、墻、柱、梁等用支架固定電纜。優(yōu)點(diǎn)是排列整齊，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)檢修方便，缺點(diǎn)是積灰嚴(yán)重，不夠美觀等。,三、車(chē)間線路的結(jié)構(gòu)與敷設(shè),車(chē)間線路包括室內(nèi)配電線路和室外配電線路。 室內(nèi)配電線路大多采用絕緣導(dǎo)線，但配電干線則采用裸導(dǎo)線（裸母線結(jié)構(gòu)），少數(shù)采用電纜。 室外配電線路指沿車(chē)間外墻或屋檐敷設(shè)的低壓配電線路，都采用絕緣導(dǎo)線，也包括車(chē)間之間用絕緣導(dǎo)線敷設(shè)的短距離的低壓架空線路。,1、絕緣導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)和敷設(shè),絕緣導(dǎo)線按芯線材質(zhì)分類(lèi) 有銅芯和鋁芯兩種。除重要回路及震動(dòng)場(chǎng)所或?qū)︿X有腐蝕的場(chǎng)所應(yīng)采用銅芯絕緣導(dǎo)線外，一般應(yīng)優(yōu)先選用鋁芯絕緣導(dǎo)線。 絕緣導(dǎo)線的敷設(shè)方式 明敷是導(dǎo)線直接或在管子、線槽等保護(hù)體內(nèi)，敷設(shè)于墻壁

33、、頂棚的表面及絎架、支架等處。 暗敷是導(dǎo)線在管子、線槽等保護(hù)體內(nèi)，敷設(shè)于墻壁、頂棚、地坪及樓板等內(nèi)部，或者在混凝土板孔內(nèi)敷線等。,2、裸導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)和敷設(shè),車(chē)間內(nèi)的配電裸導(dǎo)線大多采取硬母線的結(jié)構(gòu)，其截面形狀有圓形、管形和矩形等，其材質(zhì)有銅、鋁和鋼。車(chē)間中以采用LMY型硬鋁母線最為普遍。 現(xiàn)代化的生產(chǎn)車(chē)間，大多采用封閉式母線（亦稱(chēng)母線槽）布線，封閉式母線安全、靈活、美觀，但耗用鋼材較多，投資較大。,封閉式母線布線,車(chē)間幾種干線的敷設(shè)方式,四、導(dǎo)線和電纜截面積的選擇,導(dǎo)線截面積選擇原則： 滿足正常發(fā)熱條件； 保證電壓質(zhì)量，電壓損失應(yīng)低于允許值； 滿足機(jī)械強(qiáng)度要求； 滿足經(jīng)濟(jì)要求。,電力線路截面的選擇

34、和校驗(yàn)項(xiàng)目,校驗(yàn)的項(xiàng)目，選擇的依據(jù),1、按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線和電纜的截面積,導(dǎo)體的長(zhǎng)期允許溫度al。 對(duì)應(yīng)于導(dǎo)體長(zhǎng)期允許溫度，導(dǎo)體中所允許通過(guò)的長(zhǎng)期工作電流，稱(chēng)為該導(dǎo)體的允許載流量Ial。 導(dǎo)體允許載流量Ial計(jì)算公式：,修正系數(shù)Kt,按發(fā)熱條件選擇電纜導(dǎo)線截面積的原則： 如果幾根電纜并排直接埋于土中，由于電纜互相影響，使散熱條件變壞，其允許溫度還應(yīng)乘以并排修正系數(shù)Kp。 電纜埋于土中，土壤的熱阻系數(shù)不同于允許電流表中所指出的數(shù)值時(shí)，應(yīng)乘以土壤熱阻修正系數(shù)Ktr。 電纜的允許電流應(yīng)按下式計(jì)算：,重復(fù)短時(shí)、短時(shí)工作制負(fù)荷供電導(dǎo)線截面積的選擇原則： 重復(fù)短時(shí)工作制 截面積6mm2及以下銅導(dǎo)線，截面積

35、小于或等于10mm2的鋁線按長(zhǎng)期工作制計(jì)算； 截面積大于6mm2的銅線，截面積大于10mm2的鋁線，工作周期不超過(guò)10min時(shí)，計(jì)算公式為：,重復(fù)短時(shí)、短時(shí)工作制負(fù)荷供電導(dǎo)線截面積的選擇原則： 短時(shí)工作制 工作時(shí)間不超過(guò)4min ，按重復(fù)短時(shí)工作制計(jì)算； 工作時(shí)間超過(guò)4min ，或停歇時(shí)間不足使導(dǎo)體冷卻到周?chē)鷾囟葧r(shí)，按長(zhǎng)期工作制計(jì)算。,2、按允許電壓損失選擇導(dǎo)線和電纜截面,（1）電壓降落、電壓損失、電壓偏移的概念,電壓降落 線路兩端電壓的相量差稱(chēng)為電壓降落。,電壓損失 線路兩端電壓的代數(shù)差稱(chēng)為電壓損失。,電壓損失 線路的電壓損失不宜超過(guò)規(guī)定值：高壓配電線路的電壓損失，一般不超過(guò)線路額定電壓的5%；從變壓器低壓側(cè)母線到用電設(shè)備受電端的低壓配電線路的電壓損失，一般不超過(guò)5%；對(duì)視覺(jué)要求較高的照明電路，則為2%3%。 電壓偏移 線路中任一點(diǎn)的實(shí)際電壓于線路額定電壓的數(shù)值差。,（2）線路電壓損失的計(jì)算,接有一個(gè)集中負(fù)載時(shí)線 路的電壓損失