第三章 變配電所主接線

第3章工廠變配電所及其一次系統(tǒng)3.2變配電所主接線3.4變壓器的選擇3.2.1電氣主接線及其要求變配電所電氣主接線就是變配電所的一次回路，它是將各種開(kāi)關(guān)設(shè)備、變壓器、母線、輸電線路等電氣設(shè)備以規(guī)定的圖形與符號(hào)，按電能輸送和分配的順序連接起來(lái)的電路圖。電氣一次設(shè)備：是指直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能的生產(chǎn)過(guò)程的高壓電氣設(shè)備。它包括發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)、自動(dòng)開(kāi)關(guān)、接觸器、刀開(kāi)關(guān)、母線、輸電線路、電力電纜、電抗器、電動(dòng)機(jī)等。3.2.1電氣主接線及其要求電氣二次設(shè)備：是指對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)、保護(hù)以及為運(yùn)行、維護(hù)人員提供運(yùn)行工況或生產(chǎn)指揮信號(hào)所需的低壓電氣設(shè)備。電氣二次設(shè)備主要包括：（1）儀表（2）控制和信號(hào)元件（3）繼電保護(hù)裝置（4）操作、信號(hào)電源回路（5）控制電纜及連接導(dǎo)線（6）發(fā)出音響的信號(hào)元件（7）接線端子排及熔斷器等3.2.1電氣主接線及其要求安全、可靠、靈活、經(jīng)濟(jì)是對(duì)變電所主接線的基本要求。安全:包括設(shè)備安全和人身安全。

可靠:就是變電所的主接線應(yīng)能滿足各級(jí)負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求。

靈活性：就是在保障安全可靠的前提下，主接線能夠適應(yīng)不同的運(yùn)行方式。例如負(fù)荷較輕時(shí)，能方便地切除不必要的變壓器，而在負(fù)荷增大時(shí)，又能方便地投入，以利于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。檢修時(shí)操作簡(jiǎn)單，不致中斷供電等。

經(jīng)濟(jì)性：是在滿足以上要求的前提下，盡量降低建設(shè)投資和年運(yùn)行費(fèi)用。但是，在投資增加不多或經(jīng)濟(jì)許可的情況下，應(yīng)盡量提高供電可靠性，減少停電損失。3.2.2主接線的基本形式常用主接線主要有三種：?jiǎn)文妇€制雙母線制線路-變壓器單元接線橋形接線1．單母線接線圖3-1單母線接線單母線接線的可靠性和靈活性都較低，母線或直接連接于母線上的任一開(kāi)關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，全部負(fù)荷都將中斷供電適用于一回進(jìn)線的情況2．單母線分段接線

單母線分段接線在可靠性和靈活性方面較單母線制有所提高，可滿足二類負(fù)荷和部分一類負(fù)荷的供電要求。當(dāng)雙回路同時(shí)供電時(shí)，母線分段開(kāi)關(guān)正常是打開(kāi)的，一條回路故障或一段母線故障將不影響另一段母線的正常供電。此外，檢修亦可采用分段檢修方式，不致使全部負(fù)荷供電中斷。圖3-2單母線分段制a)用隔離開(kāi)關(guān)分段b)用斷路器分段2．單母線分段接線

單母線分段的缺點(diǎn)：（1）某分段上的母線或母線隔離開(kāi)關(guān)發(fā)生故障或檢修時(shí)，該段母線上的負(fù)荷將中斷供電，而且電源只能通過(guò)一回進(jìn)線供電，供電功率較低。

圖3-2單母線分段制a)用隔離開(kāi)關(guān)分段b)用斷路器分段2．單母線分段接線

單母線分段的缺點(diǎn)是：

（2）任一出線斷路器檢修時(shí)，該回路必須停止工作。圖3-2單母線分段制a)用隔離開(kāi)關(guān)分段b)用斷路器分段3．雙母線接線圖3-3雙母線接線雙母線制的優(yōu)點(diǎn)有：①輪流檢修母線或母線隔離開(kāi)關(guān)，不致引起供電中斷；②在工作母線發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)備用母線能迅速恢復(fù)供電。雙母線制的缺點(diǎn)：開(kāi)關(guān)數(shù)目增多，聯(lián)鎖機(jī)構(gòu)復(fù)雜，切換操作繁瑣，造價(jià)高。對(duì)用戶供電系統(tǒng)不推薦采用雙母線制。4.線路—變壓器組接線圖3-4線路—變壓器組接線方式線路變壓器組接線方式的共同特點(diǎn)：一回電源進(jìn)線經(jīng)過(guò)一臺(tái)主降壓變壓器供電到廠內(nèi)配電母線上。圖3-5雙回線路變壓器組接線方式當(dāng)用戶有兩回電源進(jìn)線時(shí)，可采用雙回線路一變壓器組接線配以單母線分段制，用于對(duì)一、二級(jí)負(fù)荷供電，如圖3-5所示。如繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置無(wú)要求，母線分段開(kāi)關(guān)可僅設(shè)隔離開(kāi)關(guān)。4.線路—變壓器組接線5．橋形接線圖3-6橋形接線方式a)內(nèi)橋接線b)外橋接線橋形接線可用于給一、二級(jí)負(fù)荷供電。內(nèi)橋接線適用于線路較長(zhǎng)或不需經(jīng)常切換變壓器的情況外橋接線適用于供電線路較短或需要經(jīng)常切換變壓器的情況。橋形接線線路復(fù)雜，高壓設(shè)備多，操作不便，投資大，在用戶供電系統(tǒng)中應(yīng)用很少。外橋接線跨接橋在變壓器斷路器QF1和QF2的外線路側(cè)，進(jìn)線回路只有隔離開(kāi)關(guān)。對(duì)變壓器的切換操作方便，對(duì)電源進(jìn)線操作不便。

適用變電所：A.供電線路短、切換線路少；B.要經(jīng)常切換變壓器的；C.有穩(wěn)定的穿越功率的；D.處于環(huán)網(wǎng)中；E.向一、二級(jí)負(fù)荷供電的。外橋接線—操作倒閘：…為進(jìn)行送電、斷電而按順序?qū)﹂_(kāi)關(guān)進(jìn)行閉合和斷開(kāi)。原來(lái)線路WL1通過(guò)變壓器T1對(duì)負(fù)載供電(此時(shí)WL2、T2退出運(yùn)行)，假設(shè)現(xiàn)在需要：切換變壓器：切除負(fù)載->斷QF1,QS5,QS3->合QS4,QS6，再合QF2->合QS7,QS8，再合QF3,->向負(fù)載供電切換線路：切除負(fù)載->斷QF1,QS5,QS3->等待上級(jí)變電所斷WL1->斷QS1、合QS2->等待上級(jí)送電->合QS7,QS8，QF3->合QS3,QS5，QF1->向負(fù)載供電橋式接線--內(nèi)橋跨接橋在變壓器斷路器QF1和QF2的靠變壓器側(cè)，變壓器電源端只有隔離開(kāi)關(guān)。提高對(duì)電源線路運(yùn)行的可靠性和倒閘操作的靈活方便性。

適用變電所：A.供電線路長(zhǎng)（線路故障幾率大）；B.不需要經(jīng)常切換變壓器的且負(fù)荷穩(wěn)定；C.沒(méi)有穩(wěn)定的穿越功率的；D.處于電網(wǎng)終端；E.向一、二級(jí)負(fù)荷供電的。內(nèi)橋結(jié)線—操作原來(lái)線路WL1通過(guò)變壓器T1對(duì)負(fù)載供電，(此時(shí)假設(shè)WL2、T2退出運(yùn)行)假設(shè)現(xiàn)在需要：切換變壓器：切除負(fù)載->斷QF1,QS1,QS3->斷開(kāi)QS5->閉合QS6->合QS1,QS3，再合QF1->合QS7,QS8，再合QF3->向負(fù)載供電切換線路：切除負(fù)載->斷QF1,QS3,QS1->合QS2,QS4，再合QF2->合QS8,QS7，再合QF3->向負(fù)載供電3.2.4變配電所電氣接線實(shí)例見(jiàn)教材P46圖3-16,3-17,3-183.4變壓器的選擇3.4.1、變壓器種類和型號(hào)選擇：3.4.2、變壓器連接組別選擇：3.4.3、變壓器臺(tái)數(shù)和容量選擇：1、變壓器的分類：（1）變壓器類別-變壓方式升壓變壓器——升高電壓的變壓器降壓變壓器——降低電壓的變壓器特殊變壓器，如試驗(yàn)用高壓變壓器、電爐用變壓器、電焊用變壓器、晶閘管線路中的變壓器、用于測(cè)量?jī)x表的電壓互感器和電流互感器等等3.4.1、變壓器種類和型號(hào)選擇：《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器22（2）變壓器類別-冷卻與繞組絕緣

油浸式變壓器—鐵芯和繞組都一起浸入灌滿了變壓器油的油箱中，可以加強(qiáng)絕緣和改善冷卻散熱條件干式變壓器，能滿足特殊要求，如安全《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器23(3）變壓器類別-線圈數(shù)目

雙繞組變壓器，在鐵芯中有兩個(gè)繞組，一個(gè)為初級(jí)繞組，一個(gè)為次級(jí)繞組自耦變壓器，初級(jí)、次級(jí)繞組合為一個(gè)三繞組變壓器，三個(gè)繞組連接三種不同電壓的線路多繞組變壓器，如分裂變壓器《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器24(4）變壓器類別-調(diào)壓方式

無(wú)載調(diào)壓變壓器。無(wú)載調(diào)壓必須停電后采用分接開(kāi)關(guān)來(lái)調(diào)節(jié)有載調(diào)壓變壓器，可以實(shí)現(xiàn)不斷電進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)《電機(jī)學(xué)》第三章變壓器25(5）變壓器類別-相數(shù)

單相變壓器三相變壓器3.4變壓器的選擇2、變壓器的型號(hào)：（1）型號(hào)含義（2）型號(hào)選擇?多塵或有腐蝕氣體環(huán)境：選密閉或防腐蝕變壓器?無(wú)特殊要求和民用建筑獨(dú)立變壓器所：三相油浸自冷

（S9，SL9)?高層建筑、地下建筑、化工單位等：干式變壓器（SC，SCZ,SG3等）?電壓波動(dòng)大時(shí)：有載調(diào)壓（SLZ7，SZ7等）3.4.2、變壓器連接組別選擇：變壓器一、二次繞組因采用不同的連接方式而形成的一、二次繞組對(duì)應(yīng)的線電壓之間不同的相位關(guān)系6-10kV配電變壓器常用連接組別Yyn0和Dyn113.4.2、變壓器連接組別選擇：Dyn11較Yyn0有如下優(yōu)點(diǎn)：（1）能較好的抑制3的整數(shù)倍諧波（2）前者承受不平衡負(fù)荷的能力強(qiáng)（3）前者零序阻抗小，單相短路電流大，有利于故障保護(hù)與切除3.4.3、變壓器臺(tái)數(shù)與容量選擇：1、臺(tái)數(shù)選擇原則：（1）總降壓變電所主變壓器臺(tái)數(shù)選擇原則①應(yīng)滿足用電負(fù)荷對(duì)供電的可靠性的要求②季節(jié)性負(fù)荷或晝夜負(fù)荷比變動(dòng)比較大的，可考慮兩臺(tái)變壓器③一般的III類負(fù)荷只采用一臺(tái)變壓器④考慮負(fù)荷的發(fā)展，留有安裝第二臺(tái)變壓器的空間（2）車間變電所主變壓器臺(tái)數(shù)選擇原則①通常對(duì)II，III類負(fù)荷只設(shè)一臺(tái)變壓器，同時(shí)從其他車間的低壓線路取得一路備用電源②對(duì)于I,II類負(fù)荷較重要的車間，采用兩條獨(dú)立進(jìn)線，兩臺(tái)變壓器3.4.3、變壓器臺(tái)數(shù)與容量