第3章 供配电系统一次接线

第三章 供配电系统的一次接线

第三章第一节第二节 第三节 第四节 第五节

供配电系统的一次接线概述电力变压器选择 高低压电器概述 变配电所的电气主接线 高低压配电系统

第六节本章小结

变配电所与箱式变电站

第三章 供配电系统的一次接线

第一节主要内容

概述

一、一次接线的概念二、对一次接线的基本要求

第三章 供配电系统的一次接线

一、一次接线概念所谓一次接线是指由电力变压器、各种开关电器及配电线 路，按一定顺序连接而成的用于电能输送和分配的电路，亦称 主电路、一次回路。 一次接线的图形表示称为一次接线图，它是一种概略图， 用国家标准电气简图用图形符号并按电流通过顺序排列，概略 地表达供配电系统、电气装置的基本组成和连接关系等全面特 性的简图。工程上也称为系统图。

第三章 供配电系统的一次接线

二、对一次接线的基本要求 安全 如：在高压断路器的电源侧及可能

反馈电能的负荷侧，必须装设高压 隔离开关；低压断路器亦如此。 可靠 如：对一、二级负荷，其主接线方

案应设置两台变压器。 灵活 如：母线采用单母线分段制QF1 QF2 0.4kV QF3

经济

第三章 供配电系统的一次接线

第二节 电力变压器选择主要内容一、变压器的型式选择二、变压器的结构、型号和连接组别

三、变压器台数与容量选择四、变压器的过负荷运行

第三章 供配电系统的一次接线

一、电力变压器的型式选择 按功能可分为升压变压器和降压变压器两大类。 按相数可分为单相和三相两大类。 按调压方式可分为无载调压和有载调压两大类。 按绕组导体材质可分为铜绕组变压器和铝绕组变压器。 按绕组型式可分为双绕组、三绕组和自耦变压器。 按绕组绝缘和冷却方式可分为油浸式、干式和充气式(SF6)

等变压器。 按结构性能分为普通变压器、全密封变压器和防雷变压器

等。

油浸式变压器的冷却方式 又分为油浸自冷式、油浸

风冷式、油浸水冷式和强 迫油循环冷却式等。

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应用 工厂变电所一般采用三相双绕组油浸自冷式变压器(T), 建筑内的变电所采用干式、气体绝缘或非可燃性液体绝缘变压 器。高压套管和接 线端子 低压套管和接 线端子 油 枕 气体继电器

油箱及散热油管

小 车 接地端子

铁 心 绕 组

S9油浸式变压器 油浸式变压器剖面图

第三章 供配电系统的一次接线低压接线端子 铁心 温控仪

低压绕组 高压绕组 环氧树脂 浇注

高压接线端子

无载分接 开关 冷却风机

SC10型干式(环氧树脂浇注绝缘)变压器

第三章 供配电系

统的一次接线

二、电力变压器的结构，型号，联结组别★ 结构：铁芯，一、二次绕组 ★ 型号： S9-800/10 SC9-1000/10 ★ 联结组别：配电变压器常用Yyn0和Dyn11 《GB500252-2009供配电系统设计规范》规定：低压为TN及TT系 统接地形式的低压电网中，6~10kV变压器宜选用Dyn11联结。Dyn11的优点：UC U A= U AB

抑制高次谐波的能力较强；说明 在单相短路时，零序阻抗较小，短 路电流较大，有利于保护装置将故

UB

U a U ab

障切除。a b c n

Uc

Ub

承担不平衡负荷的能力较强。说明Dyn11联接绕组接线图及相量图

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三、电力变压器的台数与容量选择(一)、台数的选择 有大量一、二级负荷的变电所，应选两台变压器。只有 二级负荷的变电所，可以选一台，但须设置与其他变电所 相连的低压联络线。 对于季节性负荷或昼夜负荷变动较大且适于经济性运行 方式的变电所，也可采用两台变压器。

除上述两种情况外，一般变电所宜选一台变压器。但负 荷集中而且容量较大的变电所虽为三级负荷，也可采用两 台或多台变压器。 留有发展余量。

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(二)容量的选择 保证在计算负荷下变压器能长期可靠运行。 ①对单台变压器 满足条件 ： SrT>SC 负荷率一般取60%~70%,最大不宜超过85%。 ②对两台变压器(一般为等容量，互为备用)满足条件： SrT≈0.6~0.7Sc

且

SrT≥Sc(Ⅰ+ Ⅱ)

容量还应满足大型电动机及其它冲击负荷的起动要求。 一般单台配电变容量不宜大于1600kVA。

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例5-1 某工业企业拟建造一座10/0.38kV变电所，所址设在厂房建 筑内。已知总计算负荷为1800kVA,其中一、二级负荷900kVA ,cosφ=0.8。试初选其主变压器的型式、台数和容量。解 1.选择变压器型式 选用SCB10型10/0.4kV电力变压器。无励磁调压，分接头±5%,联接组 别Dyn11,带风机冷却并配置温控仪自动控制，带IP20防护外壳(P311附表 12)。 2.选择变压器台数 因有较多的一、二级负荷，故初选两台主变压器。 3.选择每台变压器的容量 无功补偿后的总计算负荷 Sc=1800kVA×0.8/0.92=1565kVA,其中Sc (Ⅰ+Ⅱ)=900kVA×0.8/0.92=783kVA。 每台变压器容量Sr.T≈0.7×1565kVA≈1096kVA,且Sr.T≥783kVA,因此初 选每台变压器容量为1000kVA。

第三章 供配电系统的一次接线

四、变压器的过负荷运行

分为正常过负荷和事故过负荷

(1)、正常过负荷：在正常周期性负载(一个周期通常是24 h)

中，在某段时间内施加了超过额定负载的电流，此时绝缘寿命 的过度损失可由其他时间内施加低于额定负载的电流所补偿。(2)

、事故过负荷 变压器在事故情况下(若并列运行的两台变压器，因故障切 除一台)另外一台可短时较大幅度地过负荷运行。油浸自冷式变压器 事故过负荷百分数 事故过负荷时间(min) 30 120 60 45 75 20 100 10 200 1.5

干式变压器

事故过负荷百分数 事故过负荷时间(min)

10 75

20 60

30 45

50 16

60 5

注意

变压器事故过负荷对使用寿命是有影响的。

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第三节 高低压电器概述主要内容一、电器的有关知识二、高压电器

三、互感器四、低压电器

第三章 供配电系统的一次接线

一、电器的有关知识(一)电器的功能及要求 功能：通断、保护、变换、控制、调节安全可靠的绝缘表征参数有额定电压、最高工作电压、工频试 验电压和冲击试验电压等。 表征参数有额定电流、额定短时耐受电流和额 定峰值耐受电流等。

必要的载流能力要 求

较高的通断能力 表征参数有额定开断电流和额定关合电流等。 良好的机械性能 表征参数有机械寿命等。 必要的电气寿命 表征参数有电气寿命等。 完善的保护性能 满足选择性、速动性、灵敏性、可靠性等要求。

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(二)开关电器中的电弧 在大气中开断电路时，如果电源电压超过20V,被开断的 电流超过1A,在开关触头间通常会产生一团温度极高、发出强 光和能够导电的近似圆柱形的气体——这就是电弧。 触头金属表面因一次电子发射(热离子发射、场致发射或 光电发射)导致电子逸出，间隙中气体原子或分子会因电离 (碰撞电离、光电离和热电离)而产生电子和离子。当间隙中 离子浓度足够大时，间隙被电击穿而发生电弧。 电弧对供配电系统的安全运行有很大的影响：延长电路 开断的时间，烧损触头、引起火灾等。开关电器在结构设计 上要保证其操作时电弧能迅速地熄灭。