《供配電技術(shù)》課件2.1 變配電所的作用、類型和位置選擇

省級(jí)職業(yè)教育專業(yè)教學(xué)資源庫(kù)成果教材新時(shí)代職業(yè)教育課證融通新形態(tài)一體化教材供配電技術(shù)主編

申九菊

喬志杰

趙曉東項(xiàng)目2變配電所及高低壓配電裝置的選擇2.1

變配電所的作用、類型和位置選擇目錄變配電所的作用1變配電所的類型2變配電所的位置選擇32.1.1變配電所的作用

變配電所是工廠供配電系統(tǒng)的核心，在工廠中處于特別重要的地位。工廠變配電所按其作用可分為工廠變電所和工廠配電所。

工廠變電所的作用是：從電力系統(tǒng)接受電能，經(jīng)過變壓器降壓，然后按要求把電能分配到各車間供給各類用電設(shè)備。

工廠配電所的作用是：從電力系統(tǒng)接受電能，按要求給用電設(shè)備分配電能。

兩者所不同的是：工廠變電所中有配電變壓器，而工廠配電所中沒有配電變壓器。

工廠變配電所按它在工廠供配電系統(tǒng)中的地位，可分為總降壓變電所和車間變電所。一般中、小型工廠通常采用10kV城市配電網(wǎng)供電，不設(shè)總降壓變電所，設(shè)高壓配電室和車間變電所或者只設(shè)車間變電所。有的小型工廠采用公共低壓電網(wǎng)供電，即0.4kV低壓線路進(jìn)線，在工廠中只設(shè)低壓配電室。

工廠的車間變電所按其主變壓器的安裝位置來分，主要有以下類型，如圖所示。2.1.2變配電所的類型2.1.2變配電所的類型1.車間附設(shè)變電所變壓器室的一面墻或幾面墻與車間的墻共用，變壓器室的大門朝車間外開。車間附設(shè)變電所又分為內(nèi)附式車間變電所和外附式車間變電所。內(nèi)附式車間變電所的變壓器室位于車間的外墻以內(nèi)（圖中的1、2）；外附式車間變電所的變壓器室位于車間的外墻以外（圖中的3、4）。生產(chǎn)面積比較緊湊、生產(chǎn)流程要經(jīng)常調(diào)整且設(shè)備也要相應(yīng)變動(dòng)的生產(chǎn)車間，宜采用車間附設(shè)變電所。內(nèi)附式車間變電所要占用一定的生產(chǎn)面積，但離負(fù)荷中心較外附式車間變電所要近一些。而從建筑外觀來看，內(nèi)附式車間變電所一般比外附式車間變電所好。外附式車間變電所不占或少占生產(chǎn)面積，而且變壓器室位于車間的墻外，比內(nèi)附式車間變電所更安全，因此內(nèi)附式車間變電所與外附式車間變電所各有所長(zhǎng)。這兩種形式的車間變電所在機(jī)械類工廠中比較常見。2.1.2變配電所的類型2.車間室內(nèi)變電所變壓器室或整個(gè)變電所位于車間室內(nèi)，且通常位于車間中部，變壓器室的大門朝車間內(nèi)開(圖中的5)。在負(fù)荷較大的大型廠房、負(fù)荷中心靠近廠房中部且環(huán)境條件許可時(shí)，可采用車間室內(nèi)變電所。這種變電所位于車間的負(fù)荷中心，可以縮短低壓配電的距離、降低電能損耗和電壓損耗、減少有色金屬消耗量，因此這種變電所的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)較好。但是由于它建在車間內(nèi)部，要占用一定的生產(chǎn)面積，因此不太適合一些生產(chǎn)面積比較緊湊、生產(chǎn)流程需要經(jīng)常調(diào)整且設(shè)備也要相應(yīng)變動(dòng)的生產(chǎn)車間，而且其變壓器室門朝車間內(nèi)開，在生產(chǎn)過程中存在一定的安全隱患。這種車間室內(nèi)變電所在大型冶金企業(yè)中應(yīng)用較多。3.露天（或半露天）變電所變壓器安裝在室外抬高的地面上（圖中的6）。如果變壓器的上方設(shè)有頂板或挑檐，則稱為半露天變電所。露天或半露天變電所的形式比較簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，通風(fēng)散熱好，因此只要周圍環(huán)境條件正常，無腐蝕性、爆炸性氣體和粉塵，都可以采用。這種形式的變電所在小型工廠和居民區(qū)中較為常見。但這種變電所的安全可靠性較差，在靠近易燃、易爆的廠房附近及大氣中含有腐蝕性物質(zhì)的場(chǎng)所不宜采用。2.1.2變配電所的類型4.獨(dú)立變電所整個(gè)變電所設(shè)在與車間建筑物有一定距離的單獨(dú)建筑物內(nèi)（圖中的7）。獨(dú)立變電所的建設(shè)費(fèi)用較高，因此除各車間(或用戶)相當(dāng)小且分散，或者需要遠(yuǎn)離易燃、易爆和有腐蝕性物質(zhì)的場(chǎng)所可以采用以外，一般車間變電所不宜采用。總降壓變電所和高壓配電所一般采用獨(dú)立式。5.桿上變電所變壓器安裝在室外的電桿上面（圖中的8）。桿上變電所最為簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì)，一般用于容量在315kVA及以下的變壓器，主要對(duì)生活區(qū)和居民區(qū)供電。6.地下變電所整個(gè)變電所設(shè)在地面以下的建筑物內(nèi)（圖中的9）。地下變電所的通風(fēng)散熱條件較差，濕度也較大，建筑費(fèi)用也較高，但使用過程中相當(dāng)安全，不礙觀瞻。這種形式的變電所在某些高層建筑、地下工程和礦井中采用，其主變壓器一般采用干式變壓器。2.1.2變配電所的類型7.樓上變電所整個(gè)變電所設(shè)在樓上的建筑物內(nèi)（圖中的10），樓上變電所，適用于高層建筑物。這種變電所要求結(jié)構(gòu)盡可能輕型、安全，其主變壓器也采用干式變壓器，也有不少建筑物采用成套變電所。8.成套變電所由電器制造廠按給定的接線方案成套制造、現(xiàn)場(chǎng)裝配的變電所。成套變電所既適用于室內(nèi)，也適用于室外，占地面積小，而且安全可靠性較高，是小型變電所的一種發(fā)展趨勢(shì)，在民用建筑物中應(yīng)用較多。9.移動(dòng)變電所整個(gè)變電所裝設(shè)在一輛可移動(dòng)的車上。移動(dòng)變電所主要用于坑道作業(yè)及建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的供電。上述的車間附設(shè)變電所、車間室內(nèi)變電所、獨(dú)立變電所、地下變電所和樓上變電所，均屬于戶內(nèi)型變電所；露天（或半露天）變電所和桿上變電所，屬于戶外型變電所；成套變電所和移動(dòng)變電所，則分戶內(nèi)型和戶外型兩種。2.1.3變配電所的位置選擇1.變配電所位置選擇的一般原則（1）盡量靠近負(fù)荷中心，以減少供配電系統(tǒng)的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量。（2）進(jìn)出線方便，特別是采用架空進(jìn)出線時(shí)要考慮這一點(diǎn)。（3）接近電源側(cè)，對(duì)總降壓變電所、高壓配電所特別要考慮這一點(diǎn)。（4）設(shè)備運(yùn)輸方便。（5）盡量避開劇烈震動(dòng)和高溫場(chǎng)所。（6）不宜設(shè)在多塵和有腐蝕性物質(zhì)的場(chǎng)所；當(dāng)無法遠(yuǎn)離時(shí)，應(yīng)設(shè)在污染源的上風(fēng)側(cè)。（7）不應(yīng)設(shè)在廁所、浴室或其他經(jīng)常積水場(chǎng)所的正下方且不宜與上述場(chǎng)所相鄰。（8）不應(yīng)設(shè)在有爆炸危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方且不宜設(shè)在有火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的正上方或正下方。當(dāng)與有爆炸或火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境的建筑物相連時(shí)，應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《爆炸危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50058—2014）的規(guī)定。（9）高壓配電所應(yīng)盡量與車間變電所或有大量高壓用電設(shè)備的廠房合建。（10）不應(yīng)妨礙企業(yè)或車間的發(fā)展，應(yīng)與當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)總體規(guī)劃相協(xié)調(diào)，并適當(dāng)考慮今后擴(kuò)建的可能。2.1.3變配電所的位置選擇2.負(fù)荷中心的確定（1）負(fù)荷指示圖。負(fù)荷指示圖是將電力負(fù)荷（計(jì)算負(fù)荷P30）按一定比例（如以1mm2面積代表若干kW）用負(fù)荷圓的形式標(biāo)注在平面圖上。各建筑物（或車間）的負(fù)荷圓的圓心應(yīng)與建筑物（或車間）的負(fù)荷中心大致相符。負(fù)荷圓的半徑r，可根據(jù)建筑物（或車間）的計(jì)算負(fù)荷P30=Kπr2求得，即式中，K為負(fù)荷圓的比例（單位：kW/mm2）。如圖所示為具有高壓配電所的企業(yè)的負(fù)荷指示圖。根據(jù)負(fù)荷指示圖確定負(fù)荷中心比較粗略。想要精確地確定負(fù)荷中心，可用下面負(fù)荷功率矩法。2.1.3變配電所的位置選擇（2）負(fù)荷功率矩法。通常根據(jù)負(fù)荷功率矩法確定負(fù)荷中心，具體做法如下：設(shè)有3個(gè)負(fù)荷P1、P2和P3，它們?cè)谥苯亲鴺?biāo)系中的坐標(biāo)分別為P1(x1,y1)、P2(x2,y2)、P3(x3,y3)，如圖所示。現(xiàn)假設(shè)總負(fù)荷P=ΣPi=P1+P2+P3的負(fù)荷中心位于坐標(biāo)P(x,y)處。根據(jù)《力學(xué)》求重心的力矩方程可得xΣPi=P