供配电系统基础知识课件.pptx

供配电系统基础知识,供配电系统基础知识,主要内容,电力系统（供配电系统）概述中性点运行方式电力线路的接线方式变配电所的主接线方案电气设备选择与校验电力系统故障概述,9/27/2022,2,主要内容电力系统（供配电系统）概述9/27/20222,概 述,电能是人们生产和生活的重要能源，属于二次能源。发电厂将一次能源(如煤、油、水、原子能等)转换成电能，再进行输送和分配，最后可以转换为其他形式的能量(如机械能、光能、热能等)。,9/27/2022,3,概 述电能是人们生产和生活的重要能源，属于二次能源。9/2,概 述,构成：发电厂、变电所、电力线路、用户,9/27/2022,4,概 述构成：发电厂、变电所、电力线路、用户9/27/202,发电、输电、配电、用电过程,概 述,9/27/2022,5,发电、输电、配电、用电过程概 述9/27/20225,概 述,9/27/2022,6,概 述9/27/20226,中性点运行方式,星形接线变压器或发电机的中性点称为电力系统的中性点。,电力系统中性点接地方式与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、继电保护和自动装置的配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的运行安全以及对通信系统的干扰等。,9/27/2022,7,中性点运行方式星形接线变压器或发电机的中性点称为电力系统的中,中性点运行方式,中性点非有效接地,中性点有效接地,小接地电流系统,大接地电流系统,我国电力系统广泛采用的中性点接地方式主要有不接地，经消弧线圈接地及直接接地三种。,中性点运行方式,中性点运行方式中性点非有效接地中性点有效接地中性点不接,一、中性点不接地的电力系统,正常运行,中性点运行方式,一、中性点不接地的电力系统正常运行中性点运行方式,一、中性点不接地的电力系统,单相（C相）接地,（1）C相对地电压为零,非接地相A相对地电压=+(-)=,B相对地电压=+(-)=,如图所示。结论：当一相接地时，非接地两相对地电压均升高 倍，变为线电压。而且，该两相对地电容电流 也相应的增大 倍。,中性点运行方式,一、中性点不接地的电力系统单相（C相）接地（1）C相对地电压,一、中性点不接地的电力系统,单相（C相）接地,（2）当C相接地时，系统的接地电流（电容电流）为非接地两相对地电容电流之和。因此 由相量图可知，在相位上正好超前 90；而在量值上，由于，而，因此。,结论：一相接地的电容电流为正常运行时每相对地电容电流的3倍。,中性点运行方式,一、中性点不接地的电力系统单相（C相）接地（2）,一、中性点不接地的电力系统,单相（C相）接地,（3）系统三相的线电压仍保持对称且大小不变。因此，对接于线电压的用电设备的工作并无影响，无须立即中断对用户供电。,中性点运行方式,一、中性点不接地的电力系统单相（C相）接地（3）系统三相的线,一、中性点不接地的电力系统,中性点不接地系统发生单相接地故障时产生的影响,当接地电流不大时，交流电流过零时电弧将自行熄灭，接地故障随之消失，电网即可恢复正常运行；当接地电流超过一定值时，将会产生稳定的电弧，形成持续的电弧接地，高温的电弧可能损坏设备，甚至可能导致相间短路，尤其在电机或电器内部发生单相接地出现电弧时最危险；接地电流小于30A而大于510A时，有可能产生一种周期性熄灭与复燃的间歇性电弧，将引起过电压，其幅值可达2.53倍的相电压，这个过电压对于正常电气绝缘来说应能承受，但当绝缘存在薄弱点时，可能发生击穿而造成短路，危及整个电网的安全。,单相接地时，在接地处有接地电流流过，会引起电弧，此电弧的强弱与接地电流的大小成正比。,中性点运行方式,一、中性点不接地的电力系统中性点不接地系统发生单相接地故障时,一、中性点不接地的电力系统,单相接地故障时，由于线电压保持不变，对电力用户没有影响，用户可继续运行，提高了供电可靠性。为防止由于接地点的电弧及伴随产生的过电压，引起故障范围扩大，在这种系统中必须装设交流绝缘监察装置，当发生单相接地故障时，立即发出绝缘下降的信号，通知运行值班人员及时处理。电力系统的有关规程规定：在中性点不接地的三相系统中发生单相接地时，允许继续运行的时间不得超过2，并要加强监视。系统中电气设备和线路的对地绝缘必须按能承受线电压考虑设计，从而相应地增加了投资。,中性点不接地系统发生单相接地故障时产生的影响,中性点运行方式,一、中性点不接地的电力系统单相接地故障时，由于线电压保持不变,一、中性点不接地的电力系统,适用范围,我国60kV以下系统，特别是310kV系统，一般采用中性点不接地运行方式。,中性点运行方式,一、中性点不接地的电力系统适用范围 我国60kV以下系统，,在中性点不接地系统中，单相接地电流超过如下的规定数值：（1）310KV系统中，接地电流大于30A，（2）20KV及以上系统中，接地电流大于10A，采用经消弧线圈接地的措施来减小接地电流，熄灭电弧，避免 过电压的产生。,二、中性点经消弧线圈接地的电力系统,中性点运行方式,在中性点不接地系统中，单相接地电流超过如下的规定数值：二、中,二、中性点经消弧线圈接地的电力系统,消弧线圈装在系统中发电机或变压器的中性点与大地之间，正常运行时，中性点的对地电压为零，消弧线圈中没有电流通过。,当系统发生单相接地故障时，中性点的对地电压等于接地相电压，消弧线圈在中性点电压即作用下，有一个电感电流通过，此电感电流必定通过接地点形成回路，接地点的电流为接地电流与电感电流的相量和。,中性点运行方式,二、中性点经消弧线圈接地的电力系统 消弧线圈装在系统中,二、中性点经消弧线圈接地的电力系统,接地电流 超前 90，电感电流 滞后 90，在接地处接地电流和电感电流互相抵消，称为电感电流对接地电容电流的补偿。,适当选择消弧线圈的匝数，可使接地点的电流变得很小或等于零，从而消除了接地处的电弧以及由电弧所产生的危害，消弧线圈也正是由此得名。,通过消弧线圈的电感电流：,中性点运行方式,二、中性点经消弧线圈接地的电力系统 接地电流 超,二、中性点经消弧线圈接地的电力系统,当发生单相接地故障时，接地相电压为零，三个线电压不变，其它两相电压也将升高 倍。（与中性点不接地系统一样）,中性点运行方式,二、中性点经消弧线圈接地的电力系统当发生单相接地故障时，接地,二、中性点经消弧线圈接地的电力系统,特点,适用范围,供电可靠性高，绝缘投资较大；中性点经消弧线圈接地后，能有效地减少单相接地故障时接地处的电流，使接地处的电弧迅速熄灭，防止了经间歇性电弧接地时所产生的过电压。,中性点经消弧线圈接地系统多用于以架空线路为主体的360kV系统中，还可用在雷害事故严重的地区和某些大城市电网的110kV系统。,中性点运行方式,二、中性点经消弧线圈接地的电力系统特点适用范围供电可靠性高，,三、中性点直接接地的电力系统,中性点的电压为零，中性点没有电流流过。,由于接地相直接通过大地与电源构成单相回路，形成单相短路故障，则短路电流很大，继电保护装置立即动作，断路器断开，迅速切除故障部分。,当中性点直接接地时，接地电阻近似为0，所以中性点与地之间的电位相同，即。单相短路时，故障相的对地电压为零，非故障相的对地电压基本保持不变，仍接近于相电压。,正常运行时,发生单相接地时,中性点运行方式,三、中性点直接接地的电力系统中性点的电压为零，中性点没有电流,三、中性点直接接地的电力系统,中性点直接接地系统的应用,（1）110KV以上的超高压系统 目前我国110KV以上电力网均采用中性点直接接地方式。理由：高压电器的绝缘问题是影响电器设计和制造的关键，电器绝缘要求的降低，直接降低了电器的造价，同时改善了电器的性能。（2）380/220V低压配电系统 我国380/220V低压配电系统也采用中性点直接接地方式，而且引出中性线（N线）、保护线（PE线）或保护中性线（PEN线），这样的系统，称为TN系统。,中性点运行方式,三、中性点直接接地的电力系统中性点直接接地系统的应用（1）1,系统中一相接地的特点比较,中性点不接地 中性点直接接地电流中性点电压非故障相电压线电压,接地点的电容电流是正常运行时一相对地电容电流的3倍,故障相电流和流入故障点的电流很大,中性点电压升高为相电压,故障相和中性点电压为零,非故障相对地电压仍为相电压,非故障相对地电压升高为线电压,与故障相相关的线电压降低为相电压,三相之间的线电压保持与正常时相同,经消弧线圈接地:适当选择线圈感抗,接地点电流可减小到很小,且熄灭接地电流产生的电弧。其他特点与不接地系统基本相同。,系统中一相接地的特点比较,低压配电系统的接地方式,按照IEC的标准规定，低压配电系统，按照其保护接地的形式，可以分为IT、TT、和TN供电系统。,中性点运行方式,低压配电系统的接地方式按照IEC的标准规定，低压配电系统，按,TN系统,（1）中性线（N线）的作用：用来接相电压为220V的单相用电设备；用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；减少负载中性点的电压偏移。（2）保护线（PE线）的作用：保障人身安全，防止触电事故发生。,保护零线PE是专门以防止触电为目的用来与系统中各设备或线路的金属外壳、接地母线等作电气连接的导线。在正常工作时工作零线中有电流，保护零线中不应有电流，如果保护零线中出现电流，则必定有设备漏电情况发生。,中性点运行方式,TN系统（1）中性线（N线）的作用：保护零线PE是专门以防止,TN系统,TN-C系统,保护中性线（PEN线）兼有中性线（N线）和保护线（PE线）的功能，当三相负荷不平衡或接有单相用电设备时，PEN线上均有电流通过。这种系统一般能够满足供电可靠性的要求，而且投资较省，节约有色金属，但是当PEN断线时，可使设备外露可导电部分带电，对人有触电危险。在安全要求较高的场所和要求抗电磁干扰的场所均不允许采用该系统。,中性点运行方式,TN系统TN-C系统 保护中性线（PEN线）兼有,TN系统,TN-S系统,公共PE线在正常情况下没有电流通过，因此不会对接在PE线上的其他用电设备产生电磁干扰。由于其N线与PE线分开，因此其N线即使断线也并不影响接在PE线上的用电设备的安全。该系统多用于环境条件较差，对安全可靠性要求较高及用电设备对抗电磁干扰要求较严的场所。,中性点运行方式,TN系统TN-S系统公共PE线在正常情况下没有电流通过，因,TN系统,TN-C-S系统,兼有TN-C系统和TN-S系统的优点常用于配电系统末端环境条件较差并且要求无电磁干扰的数据处理或具有精密检测装置等设备的场所。为确保PE和PEN安全可靠，除在电源中性点直接接地外，还必须在以下地方重复接地：在架空线的干线和分支线的中端及沿线每1km处，以及电缆和架空线在引入车间或大型建筑物处。,中性点运行方式,TN系统TN-C-S系统兼有TN-C系统和TN-S系统的优点,TT系统,中性点直接接地，引出中性线N。电气设备外露可导电部分经各自的保护线PE分别直接接地。,中性点运行方式,TT系统中性点直接接地，引出中性线N。电气设备外露可导电部分,IT系统,中性点不直接接地或经阻抗接地，通常不引出中性线N，电气设备外露可导电部分经各自保护线PE接地。,中性点运行方式,IT系统中性点不直接接地或经阻抗接地，通常不引出中性线N，电,总结,中性点运行方式,电力系统的中性点通常采用不接地、经消弧线圈接地、直接接地和经低电阻接地四种运行方式。前两种系统发生单相接地时，三个线电压不变，但会使非接地相对地电压升高 倍。因此，规定带接地故障运行不得超过两小时。中性点直接接地系统发生单相接地时，则构成单相对地短路，引起保护装置动作跳闸，切除接地故障。,我国610KV电力网和部分35KV电力网采用中性点不接地方式；110KV以上电力网和380/220V低压电网均采用中性点直接接地方式；20KV及以上系统中单相接地电流大于10A及310KV电力网中单相接地电流大于30A，其中性点均采用经消弧线圈接地方式；我国一些大城市的10KV系统采用经低电阻接地的方式。低压配电的380/220V三相四线制系统，通常接成TN系统。因其N线和PE线的不同形式，又可分为TN-C、TN-S、TN-C-S三种系统。,总结中性点运行方式电力系统的中性点通常采用不接地、经消弧线圈,电力线路的接线方式,电力线路结线方式选择的考虑因素(1)供配电系统的安全可靠；(2)供配电系统的操作方便、灵活；(3)供配电系统的运行经济；(4)有利于发展；(5)电源的数量、位置；(6)供配电对象的负荷性质和大小；(7)供配电对象的建筑布局；,9/27/2022,32,电力线路的接线方式 电力线路结线方式选择的考虑因素9/27/,电力线路的接线方式,高压电力线路的接线方案：放射式、树干式、环式,1.高压放射式结线 电能在高压母线汇集后向各高压配电线路输送，每个高压配电回路直接向一 个用户供电，沿线不分接其他负荷。,9/27/2022,33,电力线路的接线方式高压电力线路的接线方案：放射式、树干式、环,电力线路的接线方式,（1）高压单回路放射式结线,特点：结线清晰，操作维护方便，各供电线路互不影响，供电可靠性较高，还便于装设自动装置，保护装置也较简单；高压开关设备用的较多，投资高，某一线路发生故障或需检修时，该线路供电的全部负荷都要停电。应用：只能用于二、三级负荷或容量较大及较重要的专用设备。,1.高压放射式结线,9/27/2022,34,电力线路的接线方式（1）高压单回路放射式结线特点：1.高压,电力线路的接线方式,（2）采用公共备用干线的放射式结线,特点：和单回路放射式结线相比，除拥有其优点外，供电可靠性得到了提高。开关设备的数量和导线材料的消耗量比单回路放射式结线有所增加。应用：一般用于供电给二级负荷；如果备用干线采用独立电源供电且分支较少，则可用于一级负荷。,1.高压放射式结线,9/27/2022,35,电力线路的接线方式（2）采用公共备用干线的放射式结线特点：,电力线路的接线方式,（3）双回路放射式结线,特点：采用两路电源进线，然后经分段母线用双回路对用户进行交叉供电。其供电可靠性更高，但投资相对较大。应用：可供电给一、二级的重要负荷,1.高压放射式结线,9/27/2022,36,电力线路的接线方式（3）双回路放射式结线特点：1.高压放,电力线路的接线方式,（4）采用低压联络线路作备用干线的放射式结线,特点：比较经济、灵活，除了可提高供电可靠性以外，还可实现变压器的经济运行。应用：多用于工矿企业。,1.高压放射式结线,9/27/2022,37,电力线路的接线方式（4）采用低压联络线路作备用干线的放射式结,2.高压树干式结线由变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线上沿线均连接了数个负荷点的结线方式。,电力线路的接线方式,9/27/2022,38,2.高压树干式结线电力线路的接线方式9/27/202238,2.高压树干式结线,电力线路的接线方式,（1）单回路树干式结线,特点：较之单回路放射式结线，出线大大减少，高压开关柜数量也相应减少，同时可节约有色金属的消耗量 因多个用户采用一条公用干线供电，各用户之间互相影响，当某条干线发生故障或需检修时，将引起干线上的全部用户停电，所以供电可靠性差。且不容易实现自动化控制。应用：一般用于对三级负荷配电，而且干线上连接的变压器不得超过5台，总容量不应大于2300kVA。这种结线在城镇街道应用较多。,9/27/2022,39,2.高压树干式结线电力线路的接线方式（1）单回路树干式结线特,2.高压树干式结线,电力线路的接线方式,（2）单侧供电的双回路树干式结线方式,特点：供电可靠性提高，但投资也相应有所增加。,应用：可供电给二、三级负荷。,9/27/2022,40,2.高压树干式结线电力线路的接线方式（2）单侧供电的双回路树,2.高压树干式结线,电力线路的接线方式,（3）两端供电的单回路树干式结线方式,特点：若一侧干线发生故障，可采用另一侧干线供电，因此供电可靠性也较高，和单侧供电的双回路树干式相当。正常运行时，由一侧供电或在线路的负荷分界处断开，发生故障时要手动切换，而且寻查故障时也需中断供电。,应用：可供电给二、三级负荷。,9/27/2022,41,2.高压树干式结线电力线路的接线方式（3）两端供电的单回路树,2.高压树干式结线,电力线路的接线方式,（4）两端供电的双回路树干式结线方式,特点：供电可靠性比单侧供电的双回路树干式有所提高，而且其投资不比单侧供电的双回路树干式增加很多，关键是要有双电源供电的条件。,应用：主要用于二级负荷，当供电电源足够可靠时，亦可用于一级负荷。,9/27/2022,42,2.高压树干式结线电力线路的接线方式（4）两端供电的双回路树,3.高压环形结线高压环形结线实际上是两端供电的树干式结线。,电力线路的接线方式,特点：运行灵活，线路检修时可切换电源；故障时可切除故障线段，缩短停电时间，供电可靠性高。,应用：可供二、三级负荷，在现代化城市电网中应用较广泛。,“开环”运行理由：由于闭环运行时继电保护整定较复杂，同时也为避免环形线路上发生故障时影响整个电网，所以为了简化继电保护，限制系统短路容量，大多数环形线路采用“开环”运行方式，即环形线路中有一处开关是断开的。高压环形电网中通常采用以负荷开关为主开关的高压环网柜.,9/27/2022,43,3.高压环形结线电力线路的接线方式特点：应用：“开环,电力线路的接线方式,总结：（1）供配电系统的高压结线实际上往往是几种结线方式的组合，究竟采用什么结线方式，应根据具体情况，考虑对供电可靠性的要求，经技术经济综合比较后才能确定。（2）对大中型工厂，高压配电系统宜优先考虑采用放射式结线，因为放射式结线的供电可靠性较高，便于运行管理。（3）由于放射式的投资较大，对于供电可靠性要求不高的辅助生产区和生活住宅区，可考虑采用树干式或环形配电。,9/27/2022,44,电力线路的接线方式总结：9/27/202244,电力线路的接线方式,低压电力线路的接线方案：放射式、树干式、环式,9/27/2022,45,电力线路的接线方式低压电力线路的接线方案：放射式、树干式、环,变配电所的主接线方案,变配电所是供配电系统的枢纽，占有非常重要的作用。1变配电所的分类（1）变电所根据变压等级和规模大小的不同，分为：1）总降压变电站 35KV及以上的电压降为10（6）KV电压；2）车间变电所 10(6)KV的电压降为220/380电压。（2）配电所根据配电电压的不同分为：1）高压配电所2）低压配电所,9/27/2022,46,变配电所的主接线方案变配电所是供配电系统的枢纽，占有非常重要,变配电所的主接线方案,变配电所的主接线是供配电系统中为实现电能输送和分配的一种电气结线；对应的结线图叫主结线图，或主电路图，又称一次电路图、一次结线图。注：虽然电力系统是三相系统，通常电气主结线图采用单线来表示三相系统，使之更简单、清楚和直观。主接线图根据作用不同分为两类：系统式主接线图装置式主接线图,9/27/2022,47,变配电所的主接线方案变配电所的主接线是供配电系统中为实现电能,变配电所的主接线方案,1）系统式主结线图 定义 按照电能输送和分配的顺序、用规定的电气符号和文字说明来表示和安排其主要电气设备相互连接关系的主结线图为系统式主结线图。作用 这种图能全面系统地反映主结线中电力电能的传输过程，即相对电气连接关系，但不能反映电路中各电气设备和成套设备之间的相互排列位置即实际位置；它一般在运行和教材中使用。,9/27/2022,48,变配电所的主接线方案1）系统式主结线图 9/27/2022,变配电所的主接线方案,2）装置式主结线图 定义 装置式主结线图是按照高、低压成套配电装置之间的相互连接和排列位置绘制的主结线图。在装置式主结线图中，各成套配电装置的内部设备和结线及各成套配电装置之间的相互连接和排列位置一目了然。作用 这种图多用作施工图，便于配电装置的采购和安装施工。,9/27/2022,49,变配电所的主接线方案2）装置式主结线图9/27/202249,变配电所的主接线方案,9/27/2022,50,变配电所的主接线方案9/27/202250,变配电所的主接线方案,由发电机、变压器、断路器等一次设备按其功能要求，通过连接线连接而成的用于表示电能的生产、汇集和分配的电路，通常也称一次接线或电气主系统。变配电所常用主接线的类型和特点,分类,有母线,单母线接线、双母线接线等,无母线,桥形接线、单元接线等,9/27/2022,51,变配电所的主接线方案 由发电机、变压器、断路器等一次设,一、有汇流母线接线,1、典型单母线接线,特点：每一回线路均经过一台断路器QF和隔离开关QS接于一组母线上。,优点：接线简单清晰，设备少，操作方便，投资少，便于扩建。,母线侧隔离开关,线路侧隔离开关,缺点：可靠性和灵活性较差。在母线和母线隔离开关检修或故障时，各支路都必须停止工作；引出线的断路器检修时，该支路要停止供电。,变配电所的主接线方案,9/27/2022,52,一、有汇流母线接线1、典型单母线接线特点：每一回线路均经过一,一、有汇流母线接线,1、典型单母线接线,变配电所的主接线方案,L1线路送电操作：检查1QF确实断开，合上11QS隔离开关，合上13QS隔离开关，合上1QF断路器。,典型操作：L1线路停电操作：断开1QF断路器，检查1QF确实断开，断开13QS隔离开关，断开11QS隔离开关。,适用范围：一般用于6220kV系统，出线回路较少，对供电可靠性要求不高的中、小型发电厂与变电站中。,9/27/2022,53,一、有汇流母线接线1、典型单母线接线变配电所的主接线方案L1,一、有汇流母线接线,2、单母线分段接线,变配电所的主接线方案,（1）分段断路器闭合运行：,两个电源分别接在两段母线上；两段母线上的负荷应均匀分配。可靠性比较好，但线路故障时短路电流较大。,（2）分段断路器断开运行：,每个电源只向接至本段母线上的引出线供电，可以限制短路电流，两段母线上的电压可不相同。可在0QF处装设备自投装置，重要用户可以从两段母线引接采用双回路供电。,9/27/2022,54,一、有汇流母线接线2、单母线分段接线变配电所的主接线方案（1,一、有汇流母线接线,2、单母线分段接线,变配电所的主接线方案,优点：供电可靠性较高,（1）当母线发生故障时，仅故障母线段停止工作，另一段母线仍继续工作。（2）两段母线可看成是两个独立的电源，提高了供电可靠性，可对重要用户供电。,缺点：停电范围仍较大,（1）当一段母线故障或检修时，该段母线上的所有支路必须断开，停电范围较大。（2）任一支路的断路器检修时，该支路必须停电。,9/27/2022,55,一、有汇流母线接线2、单母线分段接线变配电所的主接线方案优点,一、有汇流母线接线,2、单母线分段接线,变配电所的主接线方案,适用范围：（1）610k：出线回路数为6回及以上；（2）3563kV：出线回路数为48回；（3）110220kV：出线回路数为34回。,9/27/2022,56,一、有汇流母线接线2、单母线分段接线变配电所的主接线方案适用,一、有汇流母线接线,3、单母线分段带旁母接线,变配电所的主接线方案,正常运行时旁路母线不带电,每个回路含一台断路器三台隔离开关母线与旁路母线间经断路器相连,9/27/2022,57,一、有汇流母线接线3、单母线分段带旁母接线变配电所的主接线方,一、有汇流母线接线,4、双母线接线,变配电所的主接线方案,特点：两段母线可互为备用，运行可靠性和灵活性都得到很大提高，但开关设备的数量大大增加，从而其投资较大。应用：双母线结线在中、小型变配电所中很少采用，主要用于负荷大且重要的枢纽变电站等场所。,9/27/2022,58,一、有汇流母线接线4、双母线接线变配电所的主接线方案特点：两,二、无汇流母线接线,变配电所的主接线方案,1、单元接线,特点：（1）接线简单清晰，电气设备少，配电装置简单，投资少，占地面积小。（2）不设发电机电压母线，发电机或变压器低压侧短路时，短路电流小。（3）操作简便，降低故障的可能性，提高了工作的可靠性，继电保护简化。（4）任一元件故障或检修全部停止运行，检修时灵活性差。适用范围：机组台数不多的大、中型不带近区负荷的区域发电厂以及分期投产或装机容量不等的无机端负荷的中、小型水电站。,9/27/2022,59,二、无汇流母线接线变配电所的主接线方案1、单元接线特点：,二、无汇流母线接线,变配电所的主接线方案,2、桥式接线,内桥接线：断路器跨接在进线断路器的内侧，靠近变压器。（1）线路操作方便；（2）正常运行时变压器操作复杂。,外桥接线：断路器跨在进线断路器的外侧，靠近电源侧。（1）变压器操作方便；（2）线路投入与切除时，操作复杂。,9/27/2022,60,二、无汇流母线接线变配电所的主接线方案2、桥式接线内桥接线：,三、典型主接线方案,变配电所的主接线方案,1、10kV高压配电所,工厂10kV配电所主接线示意图,9/27/2022,61,三、典型主接线方案变配电所的主接线方案1、10kV高压配电所,三、典型主接线方案,变配电所的主接线方案,1、10kV高压配电所,1电源进线 该配电所有两路10KV的电源进线，最常见的进线方案为：（1）一路是架空进线（1WL），作为主工作电源，架空线采用铝绞线(型号LJ-95表示截面积95mm2的铝绞线)，经穿墙套管进入高压配电室，也可经一段短电缆进入高压配电室；（2）另一路采用电缆进线（2WL），来自邻近单位的高压联络线，作备用电源。电缆线采用YJV22-10000-3120三芯交联聚乙稀绝缘电力电缆，截面为120mm，额定电压10KV。,9/27/2022,62,三、典型主接线方案变配电所的主接线方案1、10kV高压配电所,三、典型主接线方案,变配电所的主接线方案,1、10kV高压配电所,1电源进线（3）电能计量专用柜 1#和13#柜为电能计量专用柜，根据规定：“对10KV及以下电压供电的用户，应配置专用的电能计量柜（箱）；对35KV及以上电压供电的用户，应有专用的电流互感器二次线圈和专用的电压互感器二次连结线，并不得与保护、测量回路共用。”计量柜内的电流互感器和电压互感器二次侧的精确度不低于0.2或0.5级。为了方便地控制电源进线，也可在计量柜前加一个控制柜。,9/27/2022,63,三、典型主接线方案变配电所的主接线方案1、10kV高压配电所,三、典型主接线方案,变配电所的主接线方案,1、10kV高压配电所,1电源进线（4）所用电柜 2#柜和12#柜为所（配电所）用电柜(也可以接在电源进线上)，主要供电给配电所内部二次系统的操作电源，常用户内变压器。,9/27/2022,64,三、典型主接线方案变配电所的主接线方案1、10kV高压配电所,三、典型主接线方案,变配电所的主接线方案,1、10kV高压配电所,1电源进线（5）进线开关柜 3#柜和11#柜为进线开关柜，除馈电控制用，还可以作母线过电流保护和电流、功率及电能测量用。进线断路器两侧均设隔离开关，主要是考虑断路器在检修时会两端受电，打开两侧隔离开关可保证断路器检修时的安全。如果断路器只有一端受电，则只需在受电侧设置隔离开关即可。,9/27/2022,65,三、典型主接线方案变配电所的主接线方案1、10kV高压配电所,三、典型主接线方案,变配电所的主接线方案,1、10kV高压配电所,2母线（1）母线的类型1）室外母线一般用软导线如铝绞线或钢芯铝绞线；2）室内采用硬母线，置于开关柜顶部；3）开关柜内和室内开关柜至穿墙套管之间也用母线（汇流排），母线一般采用硬铝排、硬铜排。,9/27/2022,66,三、典型主接线方案变配电所的主接线方案1、10kV高压配电所,三、典型主接线方案,变配电所的主接线方案,1、10kV高压配电所,2母线（2）母线的设置高压变配电所的母线常采用“单(段)母线制”，当进线电源为两路时，则采用“单母线分段制”，分段开关一般装在分段柜或联络柜中(如7#柜)。注：右图所示的高压配电所采用一路电源工作，一路电源备用的运行方式，所以其母线分段开关通常是合上的；当两路电源进线同时做工作电源时，分段开关一般是断开的。,9/27/2022,67,三、典型主接线方案变配电所的主接线方案1、10kV高压配电所,三、典型主接线方案,变配电所的主接线方案,1、10kV高压配电所,2母线（3）电压互感器和避雷器柜 在每段母线上都要设置电压互感器和避雷器，它们装在一个高压柜内(4#、10#柜)，并共用一组高压隔离开关，主要用于电压测量、监视和过电压保护。,9/27/2022,68,三、典型主接线方案变配电所的主接线方案1、10kV高压配电所,三、典型主接线方案,变配电所的主接线方案,1、10kV高压配电所,3高压配电出线 按照负荷大小，每段母线分配的负荷一般大致均衡。（1）出线柜 出线柜又称馈电柜，图中采用的高压出线开关柜（5#、6#、8#、9#柜）的主要电气设备是隔离开关、断路器、电流互感器的组合。2）高压电流互感器均有两个二次绕组，一个二次绕组接测量仪表，用于电流、功率的测量，另一个二次绕组用做继电保护。,9/27/2022,69,三、典型主接线方案变配电所的主接线方案1、10kV高压配电所,一、一般原则,电气设备选择与校验,1.按工作环境要求选择电气设备的型号,2.额定电压不低于所接电网的最高运行电压,如户内、户外、海拔高度、环境温度、矿山（井）、防尘、防爆等。,4.根据断流能力选择开关类设备断路器、熔断器开断能力大于三相短路最大电流/容量：IOFF I(3)k.max负荷开关开断能力大于计算电流：IOFF Ica,3.6kV、7.2kV、12kV、40.5kV、72.5kV、126kV、252kV、363kV、550kV35kV以下：系统额定电压*1.235kV220kV：系统额定电压*1.15220kV以上：系统额定电压*1.1,3.额定电流不小于所接回路的最大持续工作电流或计算电流,9/27/2022,70,一、一般原则电气设备选择与校验1.按工作环境要求选择电气设备,一、一般原则,电气设备选择与校验,5.动稳定度和热稳定,（1）热稳定校验通过短路电流时，导体和电器各部件的发热温度不应超过短时发热最高允许温度值，即：,其中：t=tk0.05(s)当tk1s时可认为t=tk tk=top+tocIt额定短时耐受电流有效值t热稳定试验时间I短路电流周期分量top短路保护系统的反应时间toc断路器分断时间,9/27/2022,71,一、一般原则电气设备选择与校验5.动稳定度和热稳定（1）热,一、一般原则,电气设备选择与校验,5.动稳定度和热稳定,（2）动稳定度校验动稳定（电动力稳定）是指导体和电器承受短路电流机械效应的能力。满足动稳定度的校验条件是：,一、一般原则电气设备选择与校验5.动稳定度和热稳定（2）动,一、一般原则,电气设备选择与校验,5.动稳定度和热稳定,（2）动稳定度校验动稳定（电动力稳定）是指导体和电器承受短路电流机械效应的能力。满足动稳定度的校验条件是：,一、一般原则电气设备选择与校验5.动稳定度和热稳定（2）动,一、一般原则,电气设备选择与校验,一、一般原则电气设备选择与校验,二、高低压开关电器的选择和校验,电气设备选择与校验,1.高压断路器的选择和校验额定开断能力：Isc I大于三相短路时的短路电流周期分量额定短时耐受电流（4s）：用于热稳定校验关合能力：合闸于短路故障时的电流数值上等于“额定峰值耐受电流”用于动稳定校验,二、高低压开关电器的选择和校验电气设备选择与校验1.高压断路,二、高低压开关电器的选择和校验,2.高压隔离开关的选择和校验额定电压、额定电流、动稳定、热稳定3.高压熔断器的选择和校验额定电压额定电流承受正常工作电流承受电动机启动时尖峰电流,电气设备选择与校验,二、高低压开关电器的选择和校验2.高压隔离开关的选择和校验电,二、高低压开关电器的选择和校验,3.高压熔断器的选择和校验承受电动机启动时尖峰电流对于接于同一干线上的多台电动机同时启动则尖峰电流为多台电动机启动电流之和分散启动则尖峰电流为最大电动机启动电流与其他的计算电流之和保护变压器的熔断器：仅用于610kV，容量低于1000kVA,电气设备选择与校验,二、高低压开关电器的选择和校验3.高压熔断器的选择和校验电气,二、高低压开关电器的选择和校验,3.高压熔断器的选择和校验熔断器间的配合：上级熔断体高于下级2个级差（上级额定电流是下级的1.52倍）与线缆的配合,电气设备选择与校验,二、高低压开关电器的选择和校验3.高压熔断器的选择和校验电气,二、高低压开关电器的选择和校验,3.高低压开关柜的选择和校验,(1)高压开关柜的选择小型工厂，选用固定式高压开关柜比较多，大中型工厂和高层建筑多选用手车式高压开关柜。普通工厂的变配电所以及对防爆、防火要求不高的场所，选用配置少油断路器的高压开关柜，而高层建筑和居民区等防火要求较高的场所，应采用配有不可燃的真空断路器或SF 6断路器的高压开关柜。,(2)低压配电屏的选择中小型工厂多采用固定式低压配电屏，目前使用较广泛的开启式PGL型正在逐步淘汰，而GGL、GGD型封闭式结构的固定式低压配电屏正得到推广应用。抽屉式低压配电屏的结构紧凑，通用性好，安装灵活方便，防护安全性高，因此，近年来的应用也越来越多。,电气设备选择与校验,二、高低压开关电器的选择和校验3.高低压开关柜的选择和校验(,XGN2-10箱型固定式金属封闭开关柜柜内方案号,XGN2-10箱型固定式金属封闭开关柜柜内方案号,GGD1型低压固定式配电屏的柜内方案号,GGD1型低压固定式配电屏的柜内方案号,电力系统故障概述,电力系统在运行过程中常常会受到各种扰动，其中对电力系统运行影响较大的是系统中发生的各种故障。常见的故障有短路、断线等，其中，短路故障是对电力系统影响最大的。在各种类型的故障中，使故障的电力系统仍旧维持三相对称状态的故障称为对称故障；而使故障的电力系统三相之间不再能维持三相对称状态的故障，统称为不对称故障。,电力系统故障概述电力系统在运行过程中常常会受到各种扰动，其中,电力系统故障概述,各种短路的示意图和代表符号,一、短路的类型,电力系统故障概述 各种短路的示意图和代表符号,电力系统故障概述,电力系统故障概述电力系统简单故障复合故障电力系统中某一处发生,电力系统故障概述,绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所带来的设备缺陷发展成短路。恶劣天气：雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。人为误操作，如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设备检修后未拆除地线就加上电压引起短路。挖沟损伤电缆，鸟兽跨接在裸露的载流部分等。,二、短路的主要原因,电力系统故障概述绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所,电力系统故障概述,(1)电流剧增：设备发热增加，若短路持续时间较长，可能使设备过热甚至损坏;由于短路电流的电动力效应，导体间还将产生很大的机械应力，致使导体变形甚至损坏。(2)电压大幅度下降，对用户影响很大。(3)当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并列运行的发电机可能失去同步，破坏系统运行的稳定性，造成大面积停电，这是短路最严重的后果。(4)发生不对称短路时,三相不平衡电流会在相邻的通讯线路感应出电动势,影响通讯.,三、短路的危害,电力系统故障概述(1)电流剧增：设备发热增加，若短路持续时间,