高低压配电基础.ppt

本章内容本章内容 高压供电系统简介高压供电系统简介 高压配电方式高压配电方式 高压配电系统组成高压配电系统组成 市电分类市电分类 常见低压配电设备常见低压配电设备 常见的低压电器常见的低压电器 功率因素概念以及电容补偿方法功率因素概念以及电容补偿方法 高低压配电系统高低压配电系统 1 低压配电系统低压配电系统 2 高低压供配电基础内容提要高低压供配电基础内容提要 1.1 高压配电系统高压配电系统 1.1.1 高压输配电系统概述高压输配电系统概述 电力系统是由发电厂、电力线路、变电站、电力用户组成的供电系统。我们商场属于电力系统中的电力用户。市电从生产到引入我们商场，通常要经历生产、输送、变换和分配等四个环节。在电力系统中，各级电压的电力线路以及相联系的变电站称为电力网，简称电网。通常用电压等级及供电范围大小来划分电网种类，一般电压在10KV以上到几百KV且供电范围大的称为区域电网，如果把几个城市或地区的电网组成一个大电网，则称国家级电网。电压在35KV以下且供电范围较小，单独由一个城市或地区建立的发电厂对附近的用户供电，而不与国家电网联系的称为地方电网。而包含配电线路和配电变电站，电压在10KV以下的电力系统称为配电网。1.1.1 高压输配电系统概述 电力系统的输配电方式示意图 1.1.1 高压输配电系统概述 我国发电厂的发电机组输出额定电压为3.1520KV。随着大型发电厂的建成投产及输电距离的增加，为了减少线路能耗、压降，以及节约有色金属和降低线路工程造价，必须经发电厂中的升压变电所升压至35500KV，再由高压输电线传送到受电区域变电所，降压至610KV，经高压配电线送到用户配电变电所降压至380V低压，供用电设备使用。一般大型商场的配电变压器，其一次线圈额定电压即为高压配电网电压，即6KV或10KV。二次线圈额定电压因其供电线路距离较短，则变压器二次侧线圈的额定电压只需高于线路额定电压（380/220V）5，仅考虑补偿变压器内部电压降，一般选400/230V，而用电设备受电端电压为380/220V。1.1.2 高压配电方式高压配电方式 高压配电方式，是指从区域变电所，将35KV以上的高压降到610KV高压送至企业变电所及高压用电设备的接线方式，称为高压配电。配电网的基本接线方式有三种：放射式、树干式及环状式。1.1.2 高压配电方式高压配电方式 1.放射式配电方式放射式配电方式 所谓放射式，就是从区域变电所的610KV母线上引出一路专线，直接接用户的配电变电所配电，沿线不接其它负荷，各配电变电所无联系。放射式配电方式的优点是：线路敷设简单，维护方便，供电可靠，不受其它用户干扰，适用于一级负荷。1.1.2 高压配电方式高压配电方式 2.树干式配电方式树干式配电方式 所谓树干式配电方式，是指由总降压变电所引出的各路高压干线沿市区街道敷设，各中小企业变电所都从干线上直接引入分支线供电。这种高压配电方式的优点是：降压变电所610KV的高压配电装置数量减少，投资相应可以减少。缺点是：供电可靠性差，只要线路上任一段发生故障，线路上变电所都将断电。1.1.2 高压配电方式高压配电方式 3.环状式配电方式环状式配电方式 环状式系统的优点是运行灵活，供电可靠性较高，当线路的任何地方出现故障时，只要将故障邻近的两侧隔离开关断开，切断故障点，便可恢复供电。为了避免环状线路上发生故障时影响整个电网，通常将环状线路中某个隔离开关断开，使环状线路呈“开环”状态。1.1.3 高压配电系统组成高压配电系统组成 常用的高压电器有：高压熔断器、高压断路器、高压隔离开关、高压负荷开关、避雷器等。变电所从电力系统受电经变压器降压后馈送至低压配电房。要求变电所尽量靠近负荷中心，从而缩短配电距离，使之减少电能损失。并且主接线应简单而运行可靠，同时要便于监控和维护。1.1.3 高压配电系统组成高压配电系统组成 市电的引入一般均从附近现有公用电网上引入馈电线，采用专用电力电缆。室内变电所又有小型独立变电站和带有高压开关柜的变电所。一般有两路市电引入的变电所均采用带有高压开关柜的变电所。1.1.3 高压配电系统组成高压配电系统组成 电力变压器有油浸式和干式两种类型，在室内安装变压器时，应考虑变压器室的布置，高低压进出线位置以及操作机构的安全等问题。目前大容量变压器广泛采用了干式变压器。所谓一次线路，表示的是变电所电能输送和分配的电路，通常也称主电路。1.1.3 高压配电系统组成高压配电系统组成 典型一次进线方案典型一次进线方案 1.1.3 高压配电系统组成高压配电系统组成 在上图（b）中，商场变电所母线采用单母线制，采用两路或以上进线时，用高压隔离开关分断单母线。当任一路进线或变压器发生故障时，另一路进线或变压器给全部负荷继续供电，操作灵活性较好，供电可靠性较高。1.2 低压配电系统低压配电系统 1.2.1低压配电系统的概述低压配电系统的概述 1.市电分类市电分类 我们将市电供电分为三类：（1）一类市电供电（市电供应充分可靠）一类市电供电是从两个稳定可靠的独立电网引入两路供电线路，质量较好的一路作主要电源，另一路作备用，并采用自动倒换装置。两路供电线路不会因检修而同时停电，事故停电次数极少，停电时间极短，供电十分可靠。1.2.1低压配电系统的概述 （2）二类市电供电（市电供应比较可靠）二类市电供电是从两个电网构成的环状网中引入一路供电线路，也可以从一个供电十分可靠的电网上引入一路供电线。允许有计划的检修停电，事故停电不多，停电时间不长，供电比较可靠。（3）三类市电供电（市电供应不完全可靠）三类市电供电是从一个电网引入一路供电线路，供电可靠性差。1.2.2 常见低压配电设备常见低压配电设备 较大容量的用户设置低压配电房用来接受与分配低压市电与备用油机发电机电源。低压配电房中安装的电气设备包括低压配电屏、油机发电机组控制屏、市电油机电转换屏等设备。1.低压配电屏低压配电屏 低压配电屏主要用来进行受电、计量、控制、功率因数补偿、动力馈电和照明馈电等功能，主要产品有：PGL1、2型、GCS、GCK、GCL及GGD等系列开关柜，以及国外引进产品和合资企业生产的低压开关柜。1.2.2 常见低压配电设备常见低压配电设备 2.油机发电机组控制屏及油机发电机组控制屏及ATS 发电机组控制屏目前往往随油机发电机组的购入由油机发电机组厂商配套提供。而ATS（即双电源自动切换装置，通常与低压开关柜安装在一起）则有不同的情况，例如ABB新会低压开关有限公司生产的DPT/SE系列自动转换开关设备（ATS），采用PLC控制，可实现2路市电或1路市电与发电机电源的自动切换，且切换延时可调，同时有四种工作模式可供选择（自动模式、正常供电模式、应急供电模式、关断模式），切换电流最大可达6300A。1.2.3 常见的低压电器常见的低压电器 在低压配电设备中常用的低压电器有：1.低压断路器 低压断路器也称为低压自动开关，主要作为不频繁地接通或分断电路之用。而且低压断路器还具有过载，短路和失压保护装置，在电路发生过载、短路、电压降低或消失时，断路器可自动切断电路，从而保护电力线路及电源设备。1.2.3 常见的低压电器常见的低压电器 低压断路器按灭弧介质可分为空气断路器和真空断路器两种，按用途分可分为配电用断路器、电动机保护用断路器、照明用断路器和漏电保护用断路器等。智能化保护是近些年研制成功的高科技保护手段，是用微机来控制各脱扣器进行监视和控制，保护功能多，选择性能好。所以这种断路器叫做智能型断路器。另外，作为配电用断路器，按其结构形式又可分为塑料外壳式断路器和万能式断路器两大类，这两类低压断路器目前使用较为普遍。1.2.3 常见的低压电器常见的低压电器 2.低压刀开关低压刀开关 刀开关是低压电器中结构最简单的一种，广泛应用于各种配电设备和供电线路中，用来接通和分断容量不太大的低压供电线路以及作为低压电源隔离开关使用。1.2.3 常见的低压电器常见的低压电器 3.熔断器熔断器 熔断器是一种最简单的保护电器，在低压配电电路中，主要用于短路保护。它串联在电路中，当通过的电流大于规定值时，以它本身产生的热量，使熔体熔化而自动分断电路。熔断器与其它电器配合，可以在一定的短路电流范围内进行有选择的保护。低压熔断器种类很多，根据其构造和用途可分为开启式、半封闭式和封闭式，封闭式熔断器又可分为有填料和无填料熔断器，有填料熔断器中有螺旋式和管式，无填料熔断器中有插入式和管式。1.2.3 常见的低压电器常见的低压电器 （1）熔断器的结构和主要参数）熔断器的结构和主要参数 熔断器主要由熔体和安装熔体的熔管或熔座两部分构成。熔体是熔断器的主要部分，常做成丝状或片状。熔体的材料有两种：一种是低熔点材料，如铅、锌、锡以及锡铅合金等；另一种是高熔点材料，如银和铜。熔管是熔体的保护外壳，在熔体熔断时兼有灭弧的作用。1.2.3 常见的低压电器常见的低压电器 每一种熔体都有两个参数，即额定电流与熔断电流。额定电流是指长时期通过熔断器而不熔断的电流值。熔断电流通常是额定电流的两倍。一般规定通过熔体的电流为额定电流的1.3倍时，应在1小时以上熔断；通过额定电流的1.6倍时，应在1小时内熔断；达到熔断电流时，在3040秒后熔断；当达到910倍额定电流时，熔体应瞬间熔断，熔断器具有反时限的保护特性。1.2.3 常见的低压电器常见的低压电器 4.接触器接触器 接触器适用于远距离频繁接通和分断交、直流主电路及大容量控制电路。可分为交流接触器和直流接触器两种。接触器主要由主触头、灭弧系统、电磁系统、辅助触头和支架等组成。1.2.4 电容补偿电容补偿 电容补偿 在三相交流电所接负载中，除白炽灯，电阻电热器等少数设备的负荷功率因数接近于1外，绝大多数的三相负载如异步电动机、变压器、整流器、空调等的功率因数均小于1，特别是在轻载情况下，功率因数更为降低。1.2.4 电容补偿电容补偿 用电设备功率因数降低之后，带来的影响有：（1）使供电系统内的电源设备容量不能充分利用；（2）增加了电力网中输电线路上的有功功率的损耗；（3）功率因数过低，还将使线路压降增大，造成负荷端 电压下降。1.2.4 电容补偿电容补偿 在线性电路中，电压与电流均为正弦波，只存在电压与电流的相位差，所以功率因数是电流与电压相角差的余弦，称为相移功率因数：PF COS SPUIUICOS1.2.4 电容补偿电容补偿 提高功率因数的方法很多，主要有：（1）提高自然功率因数：即提高变压器和电动机的负载率到7580，以及选择本身功率因数较高的设备。（2）对于感性线性负载电路，采用移相电容器来补偿无功功率，便可提高cos。（3）对于非线性负载电路，则通过功率因数校正电路将畸变电流波形校正为正弦波，同时迫使它跟踪输入正弦电压相位的变化，使类似高频开关整流器的输入电路呈现电阻性，提高总功率因数。1.2.4 电容补偿电容补偿 目前在用户中绝大多数采用了低压成组补偿方式。也即在低压配电屏中专门设置配套的功率因数补偿柜。例如与PGL12型低压配电屏配套的PGJ1或PGJ1A型无功功率自动补偿控制屏。电容器装于柜中两层支架上，还装有自动投切控制器，它能根据功率因数的变化，以10s120s的间隔时间自动完成投入或切除电容器，使cos保证处于设定范围内。投切循环步数PGJ1为68步，而PGL1A为810步。PGL1PGL1A型无功功率补偿屏的一次线路如图。PGL1PGL1A型无功功率补偿屏的一次线路图 小结小结 市电从生产到引入至用户，通常要经历生产、输送、变换和分配等4个环节。随着大型发电厂的建成投产及输电距离的增加，为了减少线路能耗、压降，以及节约有色金属和降低线路工程造价，必须经发电厂中的升压变电所升压至35kV-599kV，再由高压输电线传送到受电区域变电所，降压至6kV或10kV,经高压配电线送到用户配电变电所降压至380V低压，供用电设备使用。为了在用电设备受电端电压得到380/220V，用户中的配电变压器，考虑补偿变压器内部电压降，其空载额定电压为400/230V。配电网的基本接线方式有3