配套課件-供配電技術

項目一電力系統(tǒng)的認知任務1-1電力系統(tǒng)的認知與單線圖的識讀訓練項目1變電所供配電系統(tǒng)的認任務1-2電力系統(tǒng)額定電壓的確定與電能質(zhì)量訓練項目2電力系統(tǒng)額定電壓的計算復習思考題

★項目描述:本項目包含兩個任務,主要學習電力系統(tǒng)及電網(wǎng)的相關知識、電力系統(tǒng)額定電壓的國家標準與規(guī)定、影響工廠電壓質(zhì)量的因素與改進措施等專業(yè)基本內(nèi)容,最后完成變電所組成結(jié)構(gòu)及現(xiàn)場設備感官認知實踐教學活動。通過本項目的學習,明確電力系統(tǒng)、電網(wǎng)、單線圖的基本概念;能識讀簡單的電力系統(tǒng)單線圖和母線相序;能夠熟練地計算電力系統(tǒng)電網(wǎng)、發(fā)電機、變壓器、用電設備的額定電壓;熟知工廠電壓波動和諧波產(chǎn)生的原因;能夠完成變電所供配電系統(tǒng)認知實踐報告。

★職業(yè)崗位:變電所運行值班電工。

★教學設備:變電所教學設備如圖1－0－1所示。圖1－0－1變電所教學設備

任務1－1電力系統(tǒng)的認知與單線圖的識讀

一、課程簡介及對供配電工作的要求

1.課程簡介供配電系統(tǒng)分為輸電、配電和變電,是電力系統(tǒng)的主要組成部分,涉及供電局、企事業(yè)單位等電能用戶,工廠是電能的主要用戶。“供配電技術”是研究電能的供應與分配的一門專業(yè)課程。

2.對供配電工作的要求

現(xiàn)代社會的信息化和網(wǎng)絡化都是建立在電氣化基礎之上的。工業(yè)生產(chǎn)只有電氣化以后,才能大大增加產(chǎn)量,提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高勞動生產(chǎn)率,降低生產(chǎn)成本,減輕工人的勞動強度,從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化。

供配電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟服務,切實保證工業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟的需要,切實搞好安全用電、節(jié)約用電、計劃用電(合稱“三電”)工作,必須達到下列基本要求:

(1)安全。在電力的供應、分配和使用中,不應發(fā)生人身事故和設備事故。

(2)可靠。應滿足電力用戶對供電可靠性即連續(xù)供電的要求。

(3)優(yōu)質(zhì)。應滿足電力用戶對電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量等方面的要求。

(4)經(jīng)濟。在滿足安全、可靠和電能質(zhì)量的前提下,應使供配電系統(tǒng)的投資少,運行費用低,并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。

二、電力系統(tǒng)組成框圖

如圖1－1－1所示,發(fā)電廠從發(fā)電到用戶用電的過程如下:發(fā)電廠發(fā)電機發(fā)出的交流電,經(jīng)發(fā)電廠內(nèi)的升壓變壓器,再經(jīng)遠距離輸電線路,到一次高壓變電所、二次高壓變電所,若為大、中型工廠,則經(jīng)工廠總降變電所、各車間變電所(或地方變電所)降壓后輸送到用電設備(或用戶);若為小型工廠或用戶,則經(jīng)地方變電所降壓后直接輸送給用戶。圖1－1－1發(fā)電到用電過程圖

由發(fā)電機、輸配電線路、變電所、用戶組成的電力系統(tǒng)如圖1－1－2所示。圖1－1－2電力系統(tǒng)組成框圖

1.電力系統(tǒng)

電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、變電、配電及用戶組成的整體。

2.動力系統(tǒng)

動力系統(tǒng)是指火力發(fā)電廠的汽輪機、鍋爐、供熱管道和熱力用戶,以及水力發(fā)電廠的水輪機和水庫等動力部分。

3.電網(wǎng)

電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所稱為電力網(wǎng),簡稱電網(wǎng)。它是電力系統(tǒng)的重要組成部分,承擔著將發(fā)電廠發(fā)出的電能輸送給電力用戶的任務。

三、單線圖

單線圖是用一根線來表示三相線路的三根線,目的是使圖清晰。圖1－1－3所示為某電力系統(tǒng)單線圖。圖1－1－3電力系統(tǒng)單線圖

1.母線(匯流排)

母線是匯集和分配電能的導體。母線為裸導體裝置,通過的功率大,是發(fā)電機、變壓器和配電裝置等大電流回路的導體,也用于各種高壓電氣設備連接的導線。

2.母線的分類與特點

母線一般涂有不同顏色的漆,主要用以防腐蝕、區(qū)分交流電的相序。

A相為黃色,B相為綠色,C相為紅色;中性線不接地的,為紫色;中性線接地的,為黑色。

零母線涂為黑色;PE接地保護線為黃綠相間色。

母線類型較多,現(xiàn)重點介紹矩形母線、管形母線和軟母線三種類型。圖1－1－4所示為三種母線類型。

(1)矩形母線。矩形母線具有集膚效應小、散熱條件好、安裝簡單、連接方便等優(yōu)點。

(2)管形母線。管形母線為空心導體,其集膚效應小、抗彎能力好、放電電暈電壓高,多用于35kV及以上的戶外配電裝置中,如圖1－1－4(b)所示。

(3)軟母線。軟母線采用懸式絕緣子將其兩端拉緊固定,一般采用鋼芯鋁絞線,相間距離較大,常用于戶外配電裝置和架空輸電線路中,如圖1－1－4(c)所示。(a)矩形母線;(b)管形母線;(c)軟母線圖1－1－4三種母線類型

四、工廠供配電系統(tǒng)單線圖識讀

1.10kV變電所供配電系統(tǒng)單線圖

某10kV變電所供配電系統(tǒng)單線圖,如圖1－1－5所示。圖1－1－5某10kV變電所供配電系統(tǒng)單線圖

(1)電源進線。采用兩路電源進線,高壓母線上裝設了高壓隔離開關(在后面項目中介紹),因此,母線采用了單母線分段制。

單母線分段制:高壓母線間裝隔離開關,以保證一條電源進線故障或檢修切除后,通過隔離開關可恢復整個系統(tǒng)供電。

高壓隔離開關可以斷開,也可以閉合運行,實際中要根據(jù)變電所供配電的設計方案來確定。若設計中采用高壓隔離開關閉合運行,則電源進線為一路工作,一路備用;若設計中采用高壓隔離開關斷開運行,則兩路電源可以同時供電。當一路電源因故障跳閘時,可以閉合高壓隔離開關,實現(xiàn)重要變電所不停電供電。

(2)高壓母線集中無功補償電容器C1。高壓電容器C1是無功功率補償電容器,用于提高功率因數(shù)(后面項目中介紹無功補償內(nèi)容)。

(3)高壓電動機M。高壓電動機M為高壓負荷。

(4)高壓配電輸出。

(5)車間變電所。

(6)低壓母線無功補償電容器C2。

思考題:

①選兩條電源進線或一條電源進線的區(qū)別是什么?

②為何變電所用聯(lián)絡線而不用變壓器?

③輸電遠近與輸送電壓的等級關系是什么?

2.35kV變電所供配電系統(tǒng)單線圖

電源進線電壓為35kV(中型工廠),一般需經(jīng)兩次降壓,即電源進廠以后,電源進線電壓35kV,先經(jīng)總降壓變電所降壓為10kV,然后再通過各個車間變電所變壓器降壓為220V/380V,如圖1－1－6(a)所示。35kV采用無母線制,10kV采用單母線分段制。圖1－1－6

5kV變電所供配電系統(tǒng)單線圖(a)35kV經(jīng)兩級降壓供配電單線圖;

有35kV進線的工廠,可只經(jīng)一次降壓,由于架空線進線,高壓采用無母線制,即35kV線路直接引入靠近負荷中心的車間變電所,經(jīng)車間變電所的變壓器直接降為低壓用電設備所需的380V電壓,但需要在工廠內(nèi)裝設35kV架空線進入變電所的安全走廊,以確保供電安全,否則不允許采用35kV直降380V的供電方式。若35kV進線電壓直接一次降壓為220V/380V,則此供電方式稱為高壓深入負荷中心的直降配電方式,如圖1－1－6(b)所示。圖1－1－6

5kV變電所供配電系統(tǒng)單線圖(b)35kV直降380V供配電單線圖

3.10kV供電系統(tǒng)單線圖

10kV供電系統(tǒng)單線圖如圖1－1－7所示。圖1－1－7(a)為一臺變壓器供電,高壓采用無母線制,低壓采用單母線制;圖1－1－7(b)為兩臺變壓器供電,高壓采用單母線制,

低壓采用單母線分段制。(a)10kV變電所一臺變壓器供電;(b)10kV變電所兩臺變壓器供電圖1－1－7

0kV供電系統(tǒng)單線圖

五、發(fā)電廠簡介

發(fā)電廠將其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能,經(jīng)過變壓器和不同電壓等級的輸電線路將電能輸送給電力用戶,通過各種用電設備將電能轉(zhuǎn)換為適合用戶需要的其他形式的能量。

發(fā)電廠是把其他形式的能量轉(zhuǎn)換為電能的特殊工廠。按發(fā)電廠利用能源的不同,可將其分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠、風力發(fā)電廠及太陽能發(fā)電廠等。圖1－1－8所示為幾種類型發(fā)電廠。(a)火力發(fā)電廠;(b)水力發(fā)電廠;(c)核能發(fā)電廠;(d)風力發(fā)電廠;(e)太陽能發(fā)電廠圖1－1－8幾種類型發(fā)電廠

訓練項目1變電所供配電系統(tǒng)的認識

一、項目描述

(1)通過變電所供配電系統(tǒng)現(xiàn)場實物的認識,掌握變電所的結(jié)構(gòu)組成及各部分的作用。

(2)畫出變電所供配電系統(tǒng)組成框圖。

(3)總結(jié)高低壓母線的特點。

(4)完成自我評價和總結(jié)報告。

二、教學目標

(1)了解校內(nèi)變電所供配電系統(tǒng)組成及高低壓室、變壓器室的結(jié)構(gòu)與功能。

(2)認識變電所高低壓器件、高低壓母線、三相油浸式電力變壓器及高、低壓開關柜實物。

(3)明確值班電工崗位職責及要求。

三、學時與教學實施

現(xiàn)場教學2學時。采用學校變電所設備現(xiàn)場教學形式,學生分兩組進行。

四、實訓設備

校內(nèi)10kV變電所設備與供配電系統(tǒng)如圖1－1所示。

五、項目評價標準

項目評價標準如表1－1所示。圖－110kV變電所設備與供配電系統(tǒng)圖

任務1－2電力系統(tǒng)額定電壓的確定與電能質(zhì)量

★任務導入:圖121所示的電力系統(tǒng)單線圖中的發(fā)電機G、變壓器(T1、T2、T3)、輸電線路(WL1、WL2、WL3、WL4)的額定電壓如何確定?工廠生產(chǎn)用電部門中大量使用電動機、電焊機、變壓器、感應電爐等非線性元件,產(chǎn)生諧波電壓或電流,這將嚴重影響電能質(zhì)量。同時,電動機的啟動、電焊機的工作、大型電弧爐和軋鋼機的投入運行,這種變動較大的沖擊性負荷,都將引起電網(wǎng)電壓上下波動,也將影響電能質(zhì)量。圖1－2－1電力系統(tǒng)單線圖中的額定電壓

一、電力系統(tǒng)的額定電壓

為了使電力工業(yè)和電氣設備制造行業(yè)的生產(chǎn)標準化、系列化和統(tǒng)一化,世界上許多國家和相關部門都制定了關于額定電壓的等級標準。電氣設備在額定電壓下工作,其技術經(jīng)濟效果最佳。GB/T156—2007《標準電壓》規(guī)定,我國三相交流電網(wǎng)和電力設備的額定電壓見表1－2－1。表中變壓器一、二次繞組的額定電壓是依據(jù)我國電力變壓器標準產(chǎn)品規(guī)格確定的。

1.電網(wǎng)(電力線路)的額定電壓

電力系統(tǒng)額定電壓的等級是根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要,經(jīng)全面的技術經(jīng)濟分析后,由國家制定頒布的。它是確定各類電力設備額定電壓的基本依據(jù)。電網(wǎng)(電力線路)的額定電

壓見表1－2－1。

2.用電設備的額定電壓

規(guī)定:用電設備的額定電壓與同級電網(wǎng)的額定電壓相同。

3.發(fā)電機的額定電壓

(1)發(fā)電機與電網(wǎng)相連。

規(guī)定:發(fā)電機的額定電壓應高于同級電網(wǎng)(電力線路)電壓5%。

(2)發(fā)電機與變壓器相連(如圖1－2－1中的變壓器T1)。

規(guī)定:發(fā)電機的額定電壓與變壓器一次繞組的額定電壓相同。

4.電力變壓器的額定電壓

(1)電力變壓器一次繞組的額定電壓。若變壓器直接與發(fā)電機相連,如圖1－2－1中的變壓器T1,則T1一次繞組的額定電壓應與發(fā)電機的額定電壓相同。

(2)電力變壓器二次繞組的額定電壓。若變壓器二次側(cè)供電線路較長,為高壓供電輸出,如圖1－2－1中變壓器T2的二次側(cè),則變壓器T2二次繞組的額定電壓應高于二次側(cè)電網(wǎng)額定電壓的10%。這里的10%考慮到補償變壓器二次繞組本身5%的電壓降和線路上5%的電壓降。

若變壓器二次側(cè)供電線路不長,為低壓供電輸出,如圖1－2－1中變壓器T3的二次側(cè),則變壓器T3二次繞組的額定電壓應高于二次側(cè)電網(wǎng)額定電壓的5%。這里的5%只考慮到補償變壓器二次繞組本身5%的電壓降。

【例1－2－1】如圖1－2－2所示電力系統(tǒng)中線路的額定電壓,試求發(fā)電機和變壓器的額定電壓。圖1－2－2電力系統(tǒng)中線路的額定電壓

二、工廠供配電電壓的選擇

1.工廠高壓配電電壓的選擇

工廠高壓配電電壓的選擇,主要取決于當?shù)毓╇婋娫措妷杭肮S高壓用電設備的電壓、容量和數(shù)量等因素。

2.工廠低壓配電電壓的選擇

工廠低壓配電電壓的選擇,主要取決于低壓用電設備的電壓,一般采用220V/380V。其中,線電壓380V接三相動力設備,而相電壓220V接220V的照明燈具及其他220V的單相設備。

三、電能質(zhì)量

電能質(zhì)量是指電壓質(zhì)量與頻率質(zhì)量兩項基本指標。

電壓質(zhì)量是以電壓偏離額定電壓的幅度、電壓波動、閃變和電壓波形畸變來衡量的。電力系統(tǒng)中有大量非線性負荷,使電壓波形發(fā)生畸變,除基波外,還可能產(chǎn)生諧波。

頻率質(zhì)量是以頻率偏差來衡量的,我國采用的額定頻率為50Hz。按照電力工業(yè)部發(fā)布的《供電營業(yè)規(guī)則》,電力系統(tǒng)頻率允許偏差如表1－2－2所示。

1.電壓偏差與調(diào)整

(1)電壓偏差。

電壓偏差是用電設備的端電壓U1與用電設備的額定電壓UN

之差對UN的百分數(shù),即

(2)電壓調(diào)整措施。

為了減少電壓偏差,工廠供配電系統(tǒng)必須采取相應的電壓調(diào)整措施,具體如下:

①正確選擇變壓器的電壓分接頭或采用有載調(diào)壓變壓器。

②合理減少供配電系統(tǒng)的阻抗,以減小電壓損耗,從而減小電壓偏差。

③盡量使系統(tǒng)的三相負荷均衡,以減小電壓偏差。

④合理調(diào)整供電系統(tǒng)的運行方式,如采用兩臺變壓器運行,在輕負荷時去掉一臺變壓器,以減小空載損耗;在重負荷時,兩臺變壓器并列運行,以減小電壓偏差。

⑤采用無功功率補償裝置,提高功率因數(shù),降低損耗。

2.電壓波動與抑制

電網(wǎng)電壓有效值快速變化的現(xiàn)象叫做電壓波動。

電壓波動會影響電動機的正常啟動,可以使同步電動機轉(zhuǎn)子振動,使電子設備特別是計算機無法正常工作。電壓波動對照明的影響最為明顯,可使照明燈發(fā)生明顯的閃爍。為

了減小電壓波動,應采用相應的措施,具體如下:

①對負荷變動劇烈的大型用電設備,采用專門供電線路或?qū)Ｓ米儔浩鲉为毠╇姟?/p>

②對于大型電弧爐和爐用變壓器的受電電壓最好采用較高的電壓,以減小電壓波動。

③增大供電系統(tǒng)容量,減小系統(tǒng)阻抗。

④對于大型沖擊性負荷,若采取上述措施達不到要求,可裝設吸收沖擊性無功功率的靜止型無功補償裝置。

⑤在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重電壓波動時,應切除引起電壓波動的負荷。

3.電網(wǎng)諧波與抑制

電網(wǎng)諧波主要是因為電力系統(tǒng)的各種非線性元件的存在而產(chǎn)生的。如異步電動機、交流弧焊機、變壓器、感應電爐、熒光燈和高壓汞燈等氣體放電燈,都要產(chǎn)生諧波電流或電壓。特別是大型晶閘管變流設備、大型煉鋼電弧爐,它們產(chǎn)生諧波電流最為突出,是造成電網(wǎng)諧波的主要因素,嚴重影響電網(wǎng)質(zhì)量。

抑制電網(wǎng)諧波的措施如下:

①三相整流變壓器采用Yd或Dy聯(lián)結(jié)。

②在大型晶閘管變流設備與電網(wǎng)連接處,裝設分流濾波器。

③選用Dyn11聯(lián)結(jié)組別的三相變壓器。

訓練項目2電力系統(tǒng)額定電壓的計算圖2－1電力系統(tǒng)圖1

一、項目描述

(1)如圖2－1所示,計算發(fā)電機以及變壓器T1、T2、T3的額定電壓。

(2)如圖2－2所示,計算變壓器T1以及線路WL1和WL2的額定電壓。

(3)完成訓練項目的自我評價與總結(jié)報告。圖2－2電力系統(tǒng)圖2

1－1如何確定電力系統(tǒng)設備的額定電壓?

1

－2影響電能質(zhì)量的因素有哪些?

1

－3電壓波動的原因及改進措施有哪些?

1－4電網(wǎng)諧波是何原因產(chǎn)生的?如何改進?

1－5工廠供電對工業(yè)生產(chǎn)有何重要作用?對工廠供電工作有哪些基本要求?

1－6工廠供電系統(tǒng)包括哪些范圍?

復習思考題

1－7變電所和配電所的任務有什么不同?

1

－8什么情況下可采用高壓深入負荷中心的直配方式?

1

－9什么叫電力系統(tǒng)、電網(wǎng)和動力系統(tǒng)?

1

－10電網(wǎng)分為幾類?劃分的電壓等級是多少?

1

－11我國規(guī)定的“工頻”是多少?對其頻率偏差有何要求?

1

－12國家是如何規(guī)定用電設備端口處的額定電壓的?

1－13試確定圖中所示變壓器T1一、二次繞組的額定電壓,以及線路WLl和WL2的額定電壓。

1－14填空題。

(1)發(fā)電機的額定電壓高于所供電網(wǎng)額定電壓的()。

(2)變壓器直接與發(fā)電機相連時,其一次繞組的額定電壓應與發(fā)電機的額定電壓()。變壓器不與發(fā)電機相連,而是連接在線路上時,其一次繞組的額定電壓應與同級電網(wǎng)的額

定電壓()。

(3)變壓器二次側(cè)供電線路較長時,變壓器二次繞組的額定電壓要高于二次側(cè)電網(wǎng)額定電壓()。變壓器二次側(cè)供電線路不長時,變壓器二次繞組的額定電壓要高于二次側(cè)電網(wǎng)額定電壓()。項目二變電所高低壓設備的運行與維護

任務2-1工廠變電所的認識任務2-2變電所高壓一次設備任務2-3變電所低壓一次設備任務2-4電力變壓器的運行與維護任務2-5互感器訓練項目3變電所高低壓設備的運行與維護復習思考題

★項目描述:本項目包含五個工作任務,主要介紹變電所高低壓室內(nèi)一次設備的相關專業(yè)知識與職業(yè)崗位技能。通過本項目學習,學生能在變電所現(xiàn)場認識開關柜中的高低壓器件,如高壓斷路器、隔離開關、熔斷器、負荷開關,以及能量轉(zhuǎn)換的設備,掌握開關柜中高低壓器件的作用,識讀電氣符號。

★職業(yè)崗位:高低壓設備組裝與調(diào)試;變電所值班電工。變電所運行與維護如圖2－0－1所示。圖2－0－1變電所運行與維護

★教學設備:

供配電系統(tǒng)實訓裝置如圖2－0－2所示。

圖2－0－2供配電系統(tǒng)實訓裝置

任務2－1工廠變電所的認識

一、工廠變電所的任務和類型變電所的主要任務就是接受電能、變換電壓和分配電能。變電所的重要特點是電能的輸入電壓與輸出電壓不相等。配電所的任務就是接受電能和分配電能。配電所的特點是輸入電壓與配電輸出電壓相等。一般變電所和配電所是合建在一起的,稱為變配電所。

變配電所(以下簡稱變電所)可分為升壓變電所(一般為發(fā)電廠變電所)和降壓變電所(含總降變電所、車間變電所)。

變電所根據(jù)在系統(tǒng)中所處的地位,可分為樞紐變電所、中間變電所、終端變電所。根據(jù)變電所在電網(wǎng)的位置,又可分為區(qū)域變電所、地方變電所。

變電所還可分為戶內(nèi)式、戶外式和組合式等類型。

1.總降變電所

用戶是否要設置總降變電所,是由地區(qū)供電電源的電壓等級、企業(yè)負荷大小及分布情況而確定的。對于大中型工廠,由于負荷較大,總降變電所一般采用110kV供電,再降壓

至10kV,向各車間變電所和高壓用電設備配電。

2.車間變電所

車間變電所的類型如圖2－1－1所示,有車間內(nèi)、獨立、附設、露天或半露天、戶內(nèi)、地下、桿上或樓上等類型變電所。圖2－1－1車間變電所的類型

(1)車間內(nèi)變電所。

車間內(nèi)變電所如圖2－1－1中的5所示。其優(yōu)點是位于車間配電中心,縮短低壓配電距離,降低電能損耗和電壓損耗,減少有色金屬消耗;缺點是占用生產(chǎn)面積,變壓器室門朝車間內(nèi)開,存在安全隱患。

(2)車間附設變電所。

車間附設變電所有內(nèi)附式和外附式兩種。內(nèi)附式變電所的特點是離生產(chǎn)負荷中心近一些,變電所門朝外,較安全;建造變電所可借助于車間的一面或兩面墻,節(jié)約了變電所的建設資金,如圖2－1－1中的1、2所示。外附式變電所的特點是不占或少占車間的占地面積,更加安全,但從車間整體外觀上看,不美觀,如圖2－1－1中的3、4所示。

(3)露天或半露天變電所。

露天或半露天變電所如圖2－1－1中的6所示。在周圍環(huán)境條件正常,無腐蝕性、爆炸性氣體和粉塵的場所可以設置露天或半露天變電所。其特點是簡單經(jīng)濟,通風散熱好,

節(jié)約建設資金,但安全可靠性差。

(4)獨立變電所。

獨立變電所如圖2－1－1中的7所示。設置獨立變電所是因為幾個車間位置比較分散,且車間負荷還較大,將變電所建到某一車間不適宜;或者由于車間環(huán)境的限制,有易燃易爆、腐蝕性的物質(zhì),因此需要在距離幾個車間的負荷中心位置上建立獨立變電所,使其向各個車間配電距離均較近,有著低電能損耗和電壓損耗,減少有色金屬消耗,但變電所建造費用高。

(5)桿上變電所。

桿上變電所如圖2－1－1中的8所示。其特點是簡單經(jīng)濟,可用于315kV·A及以下容量的變壓器,但它沒有遮欄,存在安全隱患。

(6)地下變電所。

地下變電所如圖2－1－1中的9所示。其特點是用于高層建筑,通風散熱差,濕度大,建造費用較高,但較為安全。

(7)樓上變電所。

樓上變電所結(jié)構(gòu)要求輕型、安全,變壓器采用無油的干式變壓器。

(8)移動式變電所。

移動式變電所主要用于坑道作業(yè)及臨時施工現(xiàn)場供電。

二、箱式變電站

除了上述變電所分類外,還有用于住宅小區(qū)、城市公用變、繁華鬧市、施工電源等箱式變電站。

箱式變電站的特點是技術先進可靠,自動化程度高,投資省,見效快,占地面積小,外形美觀。箱式變電站還適用于礦山、工廠企業(yè)、油氣田和風力發(fā)電站,它替代了原有的土建配電房、配電站,目前已經(jīng)成為新型的成套變配電裝置。箱式變電站的外觀如圖2－1－2所示。圖2－1－2箱式變電站

三、變電所的位置確定

變電所的位置確定應根據(jù)選擇原則,從安全、經(jīng)濟、方便等方面來綜合考慮,經(jīng)技術、經(jīng)濟比較后確定。

1.總降壓變電所位置選擇的原則

(1)靠近負荷中心。

(2)考慮電源的進線方向,偏向電源側(cè)。

(3)進出線方便。

(4)設備運輸方便。

(5)不妨礙企業(yè)的發(fā)展,要考慮擴建的可能性。

(6)不宜設在多塵或有腐蝕性氣體的場所。

(7)不應設在有劇烈震動和高溫的場所。

(8)不應設在地勢低洼和可能積水的場所。

(9)不應設在爆炸危險區(qū)域。

2.車間變電所位置選擇的原則

在計算出車間總計算負荷的基礎上,按分散布置并接近負荷中心的原則確定車間變電所的位置,以便于低壓電網(wǎng)的備用聯(lián)絡。同時,車間變電所位置選擇還要考慮:進出線方

便,靠近電源側(cè),運輸方便等。

四、變配電所的主要組成

變配電所主要由高壓配電室、低壓配電室、變壓器室、休息室、值班室等組成的。變電所的結(jié)構(gòu)組成如圖2－1－3所示。圖2－1－3變電所的結(jié)構(gòu)組成

1.高壓配電室

高壓配電室的作用是接受和分配電能,主要是由高壓進線柜、計量柜、電壓互感器柜、高壓配電出線柜等組成,一般由成套開關柜設計、配置而成。

2.變壓器室

每臺變壓器都放在獨立的變壓器室內(nèi),變壓器室門朝外開。

3.低壓配電室

低壓配電室的作用是用于低壓配電輸出,主要是由低壓進線柜、低壓無功補償柜、低壓配電屏等組成,一般由成套低壓開關柜設計、配置而成。低壓配電室除了低壓配電屏裝

設的低壓開關、保護設備外,還有低壓母線、測量儀表、補償電容等。

4.值班室

值班室通常與控制室合在一起,控制屏、中央信號屏、直流電源屏安裝在控制室。

任務2－2變電所高壓一次設備

一、變電所高壓一次設備變電所高壓一次設備是擔負著輸送和分配電能任務的電氣設備。一次設備分為如下幾種:

(1)能量轉(zhuǎn)換的設備:變壓器。

(2)開關設備:高壓斷路器、高壓隔離開關、高壓熔斷器、高壓負荷開關。

(3)隔離高壓設備:電壓互感器(PotentialTransformer,PT)、電流互感器(CurrentTransformer,CT)。

(4)載流導體:母線、絕緣子和電纜。

(5)限制電流和防止過電壓設備:避雷器。

二、變電所二次設備

變電所二次設備是對電氣一次設備的工作狀況進行監(jiān)測、控制和保護的輔助性電氣設備。由繼電器保護柜與中央信號屏共同完成不正常工作狀態(tài)報警、燈光顯示等。

三、高壓斷路器

高壓斷路器(文字符號為QF),它有完善的滅弧裝置,可以帶負荷操作。它不僅能通斷正常負荷電流,還可在線路發(fā)生短路故障時,與繼電保護裝置配合,自動跳閘,快速地切除故障。

1.高壓斷路器的分類

高壓斷路器按其采用的滅弧介質(zhì)分為:

(1)油斷路器:采用絕緣油作為滅弧介質(zhì),分為多油斷路器(D)和少油斷路器(S)。SN10－110高壓少油斷路器如圖2－2－1所示,SW6系列高壓少油斷路器如圖2－2－2所示。

(2)真空斷路器(Z):采用真空作為滅弧介質(zhì)。

(3)六氟化硫(SF6)斷路器(L):采用SF6

氣體作為滅弧、絕緣介質(zhì)。

目前應用最廣的是真空斷路器和SF6

斷路器,油斷路器也逐步被SF6

斷路器和真空斷路器所取代。圖2－2－1SN10－10高壓少油斷路器圖2－2－2SW6系列高壓少油斷路器

2.電氣符號

高壓斷路器的電氣符號如圖2－2－3所示。圖2－2－3電氣符號

3.高壓斷路器型號的認識

高壓斷路器全型號的表示含義如圖2－2－4所示。圖2－2－4高壓斷路器全型號的表示含義

4.斷路器操作機構(gòu)

斷路器操作機構(gòu)的作用是控制斷路器合閘、分閘,使斷路器維持合閘狀態(tài)。它由操動部分、傳動部分組成。

斷路器操作機構(gòu)分類有手動型(S)、電磁型(D)、液壓型(Y)、氣壓型(Q)和彈簧型(T)。

斷路器操作機構(gòu)的型號如圖2－2－5所示。圖2－2－5斷路器操作機構(gòu)的型號

特點:

手操器(CS2)———需交流操作電源,操作速度有限,只能手動合閘。

電磁操作器(CD10)———需直流電源,能夠手動和遠距離分、合閘。

彈簧操作器CT7)———直、交流操作電源均可,能夠手動和遠距離分、合閘。由于采用交流操作電源,故在實際中普遍采用。

5.高壓真空斷路器

真空斷路器外形如圖2－2－6所示,且該斷路器為戶內(nèi)真空斷路器;圖2－2－7所示為戶外真空斷路器。圖2－2－8所示為ZN3－10型戶內(nèi)式高壓真空斷路器。

真空斷路器具有體積小、動作快、壽命長、安全可靠和便于維護檢修等優(yōu)點,但價格較貴,主要適用于頻繁操作的場所。配用CD10等型電磁操動機構(gòu)或CT7等型彈簧操縱機構(gòu)。圖2－2－6戶內(nèi)真空斷路器圖2－2－7戶外真空斷路器

6.高壓SF6

斷路器

高壓SF6

斷路器的結(jié)構(gòu),按其滅弧方式分雙壓式和單壓式兩類。雙壓式具有兩個氣壓系統(tǒng),壓力低的作為絕緣,壓力高的作為滅弧。單壓式只有一個氣壓系統(tǒng),滅弧時,SF6

的

氣流靠壓氣活塞產(chǎn)生。單壓式的結(jié)構(gòu)簡單,LN1、LN2型斷路器均為單壓式。

圖2－2－9所示是LN2－10型高壓SF6

斷路器的外形結(jié)構(gòu)圖;圖2－2－10所示是LW系列高壓SF6

斷路器的外形結(jié)構(gòu)圖。

圖2－2－8ZN3－10型戶內(nèi)式高壓真空斷路器圖2－2－

9LN2－10型高壓SF6

斷路器的外形結(jié)構(gòu)圖圖2－2－10LW系列高壓SF6斷路器的外形結(jié)構(gòu)圖

四、高壓隔離開關

高壓隔離開關(文字符號為QS)的作用主要是隔離高壓電源,以保證其他設備和線路的安全檢修。高壓隔離開關沒有專門的滅弧裝置,因此它不允許帶負荷操作。高壓隔離開

關需配手操器(CS6)。

1.高壓隔離開關的型號認識

高壓隔離開關全型號的表示含義如圖2－2－11所示。

圖2－2－11

高壓隔離開關全型號的表示含義

2.電氣符號

電氣符號如圖2－2－12所示。圖2－2－12電氣符號

3.高壓隔離開關的分類

高壓隔離開關按安裝地點,分戶內(nèi)式和戶外式兩大類。圖2－2－13所示是GN8－10/600型戶內(nèi)式高壓隔離開關的外形結(jié)構(gòu)圖;圖2－2－14所示是戶外式高壓隔離開關的外形圖。圖2－2－13

GN8－10/600型戶內(nèi)式高壓隔離開關的外形結(jié)構(gòu)圖圖2－2－14

五、高壓負荷開關

高壓負荷開關(文字符號為QL),具有簡單的滅弧裝置,能通斷一定的負荷電流和過負荷電流,但不能斷開短路電流,因此,必須與高壓熔斷器串聯(lián)使用,借助熔斷器來進行短路保護。負荷開關斷開后,與隔離開關一樣,也具有明顯可見的斷開間隙,因此它也具有隔離高壓電源,保證安全檢修的功能。

1.高壓負荷開關型號的認識

高壓負荷開關全型號的表示含義如圖2－2－15所示。圖2－2－15高壓負荷開關全型號的表示含義．

2.電氣符號

電氣符號如圖2－2－16所示。圖2－2－16電氣符號

3.高壓負荷開關的類型

高壓高壓負荷開關的類型較多,圖2－2－17所示是FN3－10RT型戶內(nèi)壓氣式高壓負荷開關的外形結(jié)構(gòu)圖。圖2－2－17

FN3－10RT型戶內(nèi)壓氣式高壓負荷開關的外形結(jié)構(gòu)圖

六、高壓熔斷器

高壓熔斷器(文字符號為FU)的主要功能是對電路及電路設備進行短路保護,但有的熔斷器還具有過負荷保護功能。

1.高壓熔斷器的類型

高壓熔斷器按照限流作用可分為限流式和非限流式兩種。

(1)限流式熔斷器。

限流式熔斷器是指在短路沖擊(最大)電流到來之前,完全熄滅電弧,斷開電路。這種限流式熔斷器的特點是切斷電路速度快,易產(chǎn)生過電壓(感性電網(wǎng)),因此對線路上的絕緣設備有害。

工廠供電系統(tǒng)中,室內(nèi)變電所廣泛采用RN1、RN2等高壓管式熔斷器。它們均屬于限流式熔斷器,其結(jié)構(gòu)基本相同,都是瓷質(zhì)熔管內(nèi)充石英砂填料的密閉管式熔斷器,其外形

結(jié)構(gòu)如圖2－2－18所示;圖2－2－19所示為RW9－35型戶外高壓限流熔斷器的外形圖。圖2－2－18

RN1、RN2戶內(nèi)高壓管式熔斷器外形結(jié)構(gòu)圖圖2－2－19

RW9－35型戶外高壓限流熔斷器的外形圖

(2)非限流式熔斷器。

非限流式熔斷器(或高壓跌開式熔斷器)是指在短路沖擊(最大)電流到來之前,不能完全熄滅電弧,切斷電路。這種非限流式熔斷器的特點是切斷電路速度慢,不產(chǎn)生過電壓。

工廠供電系統(tǒng)中,室外廣泛采用RW4－10、RW10(F)－10型等高壓跌開式熔斷器。其功能既可作10kV線路和設備的短路保護,又可在一定條件下,直接用高壓絕緣鉤棒來操作熔管的分合,起高壓隔離開關的作用。一般的跌開式熔斷器,如RW4－10(G)型,只能無負荷操作,或通斷小容量的空載變壓器和空載線路等,其操作要求與高壓隔離開關相同;而負荷型跌開式熔斷器,如RW10－10(F)型,則能帶負荷操作,其操作要求與高壓負荷開關相同,其外形結(jié)構(gòu)如圖2－2－20所示。圖2－2－20

RW系列高壓跌開式熔斷器的外形結(jié)構(gòu)圖

2.電氣符號

電氣符號如圖2－2－21所示。圖2－2－21電氣符號

3.型號認識

高壓熔斷器全型號的表示含義如圖2－2－22所示。圖2－2－2高壓熔斷器全型號的表示含義

七、避雷器

避雷器(文字符號FV)是用來保護電力系統(tǒng)中各種電器設備免受雷電過電壓、操作過電壓、工頻暫態(tài)過電壓沖擊而損壞的一個電器。避雷器應與被保護設備并聯(lián)連接,如圖2－2－23所示。圖2－2－23避雷器的連接圖

1.避雷器的分類

避雷器有管式和閥式兩大類。閥式避雷器分為碳化硅避雷器和金屬氧化物避雷器(又稱氧化鋅避雷器)。氧化鋅避雷器由于保護性能優(yōu)于碳化硅避雷器,故取代了碳化硅避雷

器,而管式避雷器已經(jīng)不生產(chǎn)了。實際中普遍使用的是氧化鋅避雷器,其主要材質(zhì)為氧化鋅。

氧化鋅避雷器利用了氧化鋅閥片理想的伏安特性(非線性極高,即在高電壓時呈低電阻特性,限制了避雷器上的電壓,在正常工頻電壓下呈高電阻特性),具有無間隙、無續(xù)流、殘壓低等優(yōu)點,也能限制內(nèi)部過電壓,被廣泛使用。避雷器有時也稱為過電壓保護器,它不僅用于限制電力系統(tǒng)中因雷電引起的過電壓,也用于限制因系統(tǒng)操作產(chǎn)生的過電壓。氧化鋅避雷器外形如圖2－2－24所示。低壓型避雷器一般用在低壓配電柜、開關柜及控制柜中,保護柜中的電器設備免受過電壓的危害。(a)氧化鋅低壓避雷器;(b)輸變電線路用氧化鋅避雷器;(c)配電氧化鋅避雷器圖2－2－24氧化鋅避雷器外形圖

閥式避雷器由火花間隙和閥片組成,裝在密封的磁套管內(nèi),閥式避雷器結(jié)構(gòu)如圖2－2－25所示。圖2－2－25閥式避雷器結(jié)構(gòu)

閥式避雷器的閥片具有非線性特性,當電壓正常時,閥電阻很大;當有過電壓作用時,閥片呈現(xiàn)很小的電阻。因此在線路上出現(xiàn)過電壓時,閥式避雷器的火花間隙擊穿,閥片使雷電暢通地泄入大地;當過電壓消失后,線路又恢復工頻電壓,閥片呈現(xiàn)很大的電阻,使火花間隙絕緣迅速恢復,并切斷工頻續(xù)流,從而使線路恢復正常工作,保護了電氣設備的絕緣。

金屬氧化鋅(ZnO)避雷器是一種沒有火花間隙,只有壓敏電阻片的閥式避雷器,又稱壓敏避雷器。壓敏電阻片是由金屬氧化鋅(ZnO)燒結(jié)制成的多晶半導體陶瓷元件,具有理想的閥特性。在工頻電壓下,它呈現(xiàn)極大的電阻,能有效地阻斷工頻續(xù)流,因此無需火花間隙來熄滅由工頻續(xù)流引起的電弧,而在雷擊過電壓作用下,其電阻又變得很小,能很好地泄放雷電流。ZnO避雷器具有結(jié)構(gòu)簡單,體積小,通流容量大,保護特性優(yōu)越等優(yōu)點,因此廣泛應用于交、直流系統(tǒng),保護發(fā)電、變電設備的絕緣,尤其適用于中性點有效接地的110kV及以上電網(wǎng)。

2.電氣符號

電氣符號如圖2－2－26所示。圖2－2－26電氣符號

3.型號的認識

避雷器型號的含義如圖2－2－27所示。圖2－2－27避雷器型號的含義

八、高壓開關柜

成套高壓開關柜主要由高壓斷路器、負荷開關、接觸器、高壓熔斷器、隔離開關、接地開關、互感器,以及控制、測量、保護、調(diào)節(jié)裝置,內(nèi)部連接件、輔件、外殼和支持件等組成的。

1.高壓開關柜的型號認識

老系列高壓開關柜全型號的表示含義如圖2－2－28所示。

新系列高壓開關柜全型號的表示含義如圖2－2－29所示。圖2－2－29新系列高壓開關柜全型號的表示含義

2.高壓開關柜類型

高壓開關柜按安裝方式分為固定式和移開式(又稱手車式)。

(1)固定式高壓開關柜。

在一般中小型工廠中,普遍采用較為經(jīng)濟的固定式高壓開關柜。目前,應用較多的是“五防”開關柜,該開關柜裝設了防止電氣誤操作和保障人身安全的閉鎖裝置,應用中更為

安全、可靠。

開關柜的“五防”是指防止誤分、誤合斷路器,防止帶負荷誤拉、誤合隔離開關,防止帶電誤掛接地線,防止帶接地線誤合隔離開關,防止人員誤入帶電間隔。老式的GG－1A(F)固定式開關柜結(jié)構(gòu)如圖2－2－30所示,具有“五防”功能的XGN212固定式金屬封閉高壓開關柜如圖2－2－31所示。圖2－2－30

GG－1A(F)固定式高壓開關柜結(jié)構(gòu)圖2－2－31

XGN2－12固定式金屬封閉高壓開關柜

(2)手車式高壓開關柜。

手車式高壓開關柜的特點是,高壓斷路器等主要電氣設備都裝在開關柜的手車上,斷路器故障時可以將手車拉出,便于檢修人員檢修,檢修完成后,再將手車推進開關柜中。因此手車式高壓開關柜具有檢修方便、供電可靠性高的優(yōu)點,但比固定式開關柜價格貴。GCD1－

(F)手車式高壓開關柜結(jié)構(gòu)圖如圖2－2－32所示。圖2－2－32

GCD－10(F)手車式高壓開關柜結(jié)構(gòu)圖

現(xiàn)以JYN210/01型手車式高壓開關柜為例,說明其組成部分。JYN2-10/01型手車式高壓開關柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖如圖2－2－33所示。圖2－2－33

JYN210/01型手車式高壓開關柜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖

這種系列的開關柜,為單母線接線,一般由以下幾部分組成:

①手車室。

柜前正中部為手車室,斷路器及操動機構(gòu)均裝在小車上,斷路器手車正面上部為推進結(jié)構(gòu),用腳踩手車上部連鎖腳踏板,車后母線室面板上的遮板提起,插入手柄,轉(zhuǎn)到蝸桿,可使手車在柜內(nèi)平穩(wěn)前進或后移。

手車與柜相連的二次線采用插頭連接。當斷路器離開工作位置后,其一次隔離插頭雖已斷開了,但二次線仍可接通,以便調(diào)試斷路器。手車兩側(cè)及底部設有接地滑道、定位銷和位置指示等附件。

②繼電器儀表室。

測量儀表、信號繼電器和繼電保護用壓板裝在該小室內(nèi),小室內(nèi)還有端子排、熔斷器和電能表。

③母線室。

母線室位于開關柜的后上部,室內(nèi)裝有母線和靜隔離觸頭。母線為封閉式,不易積灰和短路,可靠性高。

④出線室。

出線室位于柜后部下方,室內(nèi)裝有出線側(cè)靜隔離觸頭、電流互感器、引出電纜(或硬母線)和接地開關等。

⑤小母線室。

在柜頂?shù)那安吭O有小母線室,室內(nèi)裝有小母線和接線座。在柜前,后面板上設有觀察窗,便于巡視。高壓開關柜的封閉結(jié)構(gòu),能防止小動物侵入而造成短路。高壓開關柜運行可靠,維護工作量少,故可用于10kV的廠用配電裝置。

(3)中置開關柜。

中置開關柜是手車開關柜的改進型,其不同于手車開關柜的是,它的可抽出部件安裝在柜體中部的小車上。中置高壓開關柜結(jié)構(gòu)如圖2－2－34所示。圖2－2－34中置高壓開關柜結(jié)構(gòu)圖

(4)環(huán)網(wǎng)柜。

環(huán)網(wǎng)柜是一組高壓開關設備裝在金屬或非金屬絕緣柜體內(nèi)或做成拼裝間隔式環(huán)網(wǎng)供電單元的電氣設備,其核心部分采用負荷開關和熔斷器,具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價格低、可提高供電參數(shù)和性能以及供電安全等優(yōu)點。

環(huán)網(wǎng)是指環(huán)形配電網(wǎng),即供電干線形成一個閉合的環(huán)形,供電電源向這個環(huán)形干線供電,從干線上再一路一路地通過高壓開關向外配電。

全絕緣充氣環(huán)網(wǎng)柜是一個完全密封的系統(tǒng),帶電部件以及開關封閉在一個不銹鋼的殼體內(nèi),充氣柜是以氣體如SF

6氣體為絕緣介質(zhì),整個開關裝置不受外部環(huán)境的影響,以確

保運行的可靠性及人身安全,實現(xiàn)了免維護。通過選擇可擴展母線,可以實現(xiàn)任何組合和模塊化方式。環(huán)網(wǎng)柜外形如圖2－2－35所示。圖2－2－35環(huán)網(wǎng)柜外形圖

九、高壓/低壓預裝式變電站

組合式變電站是將高壓電器設備、變壓器、低壓電器設備等組合成緊湊型成套配電裝置,用于城市高層建筑、城鄉(xiāng)建筑、居民小區(qū)、高新技術開發(fā)區(qū)、中小型工廠、礦山油田以及臨時施工用電等場所,作配電系統(tǒng)中接受和分配電能之用。高壓/低壓預裝式變電站外形如圖2－2－36所示。圖2－2－36高壓/低壓預裝式變電站外形圖

十、高壓開關柜的幾種接線方案

高壓開關柜的幾種接線方案如圖2－2－37所示。圖2－2－37高壓開關柜的幾種接線方案

任務2－3變電所低壓一次設備

一、低壓配電屏

低壓配電屏是按一定的線路方案將有關一、二次設備組裝成一種低壓成套配電裝置的,在低壓配電系統(tǒng)中作動力和照明配電之用。

1.低壓配電屏型號的認識

低壓配電屏的型號有老系列和新系列兩種不同表示方法。

老系列低壓配電屏全型號的表示含義如圖2－3－1所示。圖2－3－1老系列低壓配電屏全型號的表示含義

新系列低壓配電屏全型號的表示含義如圖2－3－2所示。圖2－3－2新系列低壓配電屏全型號的表示含義

2.低壓配電屏的類型

低壓配電屏的類型有固定式和抽屜式兩大類。

(1)固定式低壓配電柜。

固定式低壓配電柜的屏面上部安裝測量儀表,中部裝刀開關的操作手柄,柜下部為外開的金屬門。柜內(nèi)上部有繼電器、二次端子和電度表。母線裝在柜頂,自動空氣開關和電

流互感器都裝在柜后。固定式低壓配電柜一般離墻安裝,單面(正面)操作,雙面維護,GGD型低壓配電柜外形圖如圖2－3－3所示。圖2－3－3

GGD型低壓配電柜外形圖

(2)抽屜式低壓配電柜。

抽屜式低壓配電柜為封閉式結(jié)構(gòu),主要設備均放在抽屜內(nèi)或手車上。當回路故障時,可換上備用手車或抽屜,迅速恢復供電,以提高供電的可靠性和便于檢修。目前常用的有

MNS型低壓成套配電柜,GCS、GCK型抽屜式配電柜,DOMINO、CUBIC型組合式低壓配電柜等。

二、低壓斷路器

低壓斷路器(文字符號為QF),又稱低壓自動開關,它能帶負荷通斷電路,在短路、過負荷、低電壓(失壓)情況下,能自動跳閘。因此低壓斷路器具有短路、過負荷、低電壓(失壓)、單相接地等保護功能。

1.低壓斷路器型號與電氣符號的認識

低壓斷路器全型號的表示含義如圖2－3－4所示,電氣符號如圖2－3－5所示。圖2－3－4低壓斷路器全型號的表示含義圖2－3－5電氣符號

2.低壓斷路器的分類

低壓斷路器按結(jié)構(gòu)分有塑料外殼式和萬能式兩大類。

(1)塑料外殼式低壓斷路器。

塑料外殼式低壓斷路器又稱裝置式自動開關,如DZ47小型斷路器又稱空氣開關,是具有過載與短路雙重保護的限流型高分斷小型斷路器,可作線路過載和短路保護之用。

DZ47小型斷路器外形如圖2－3－6所示。圖2－3－6

DZ47小型斷路器外形圖

DZ20塑料外殼式斷路器一般作為配電用,額定電流225A及以下,和400Y型斷路器相同亦可作為保護電動機用。在正常情況下,斷路器可分別作為線路不頻繁開關之用。

DZ20塑料外殼式斷路器外形如圖2－3－7所示。圖2－3－7

DZ20塑料外殼式斷路器外形圖

(2)萬能式低壓斷路器。

目前,在低壓配電柜中,常采用DW45智能型萬能式斷路器,額定電流為630~6300A,額定電流整定方便。DW45智能型萬能式斷路器外形如圖2－3－8所示。DW15萬能式斷路器是幾十年前變電所用的型號。DW15萬能式斷路器外形如圖2－3－9所示。圖2－3－8

DW45智能型萬能式斷路器外形圖圖2－3－9

DW15萬能式斷路器外形圖

三、低壓刀開關和負荷開關

1.低壓刀開關

低壓刀開關(文字符號為QK)的類型很多。按其操作方式分,有單投、雙投;按其極數(shù)分,有單極、雙極和三極;按其滅弧結(jié)構(gòu)分,有不帶滅弧罩和帶滅弧罩的兩種。不帶滅弧罩

的刀開關一般只能在無負荷或小負荷下操作,作隔離開關使用。帶有滅弧罩的低壓刀開關能通斷一定的負荷電流。

低壓刀開關型號的表示含義及電氣符號如圖2－3－10和圖2－3－11所示。圖2－3－10低壓刀開關型號的表示含義圖2－3－11電氣符號

HD、HS型低壓刀開關外形如圖2－3－12所示。圖2－3－12

HD、HS型低壓刀開關外形圖

2.低壓刀熔開關

低壓刀熔開關(文字符號為QKF)是一種由低壓刀開關與熔斷器組成的開關電器。低壓刀熔開關具有刀開關和熔斷器的雙重功能。采用這種組合型開關電器,可以簡化配電裝

置結(jié)構(gòu),經(jīng)濟實用,應用廣泛。

低壓刀熔開關型號的表示含義及電氣符號如圖2－3－13和圖2－3－14所示。圖2－3－13低壓刀熔開關型號的表示含義圖2－3－14電氣符號

HR3、HRW型低壓刀熔開關外形如圖2－3－15所示。圖2－3－15

HR3、HRW型低壓刀熔開關外形圖

3.低壓負荷開關

低壓負荷開關(文字符號為QL),是由低壓刀開關和低壓熔斷器串聯(lián)組合而成,外裝有封閉式鐵殼或開啟式膠蓋。低壓負荷開關具有帶滅弧罩刀開關和熔斷器的雙重功能,既

可帶負荷操作,又能進行短路保護,但短路熔斷后需更換熔體才能恢復供電。HK2、HH3型低壓負荷開關外形如圖2－3－16所示。圖2－3－16

HK2、HH3型低壓負荷開關外形圖

低壓負荷開關型號的表示含義如圖2－3－17所示。圖2－3－17低壓負荷開關型號的表示含義

四、低壓熔斷器

低壓熔斷器主要是實現(xiàn)低壓配電系統(tǒng)的短路保護。

低壓熔斷器的類型很多,如插入式(RC型)、螺旋式(RL型)、無填料密閉管式(RM型)、有填料封閉管式(RT型)等,其外形如圖2－3－18所示。圖2－3－18各類型低壓熔斷器外形圖

低壓熔斷器型號的含義及電氣符號表示如圖2－3－19和圖2－3－20所示。圖2－3－19

圖2－3－20電氣符號

五、低壓配電屏的幾種接線方案

低壓配電屏的幾種接線方案,如圖2－321所示。圖2－321

任務2－4電力變壓器的運行與維護

一、電力變壓器的分類電力變壓器按相數(shù)分為三相電力變壓器和單相電力變壓器。大多數(shù)場合使用三相電力變壓器,在一些低壓單相負載較多的場合,也使用單相變壓器;電力變壓器按用途分為升壓和降壓變壓器,發(fā)電廠用升壓變壓器,工廠用降壓變壓器;按繞組數(shù)分三繞組、雙繞組、自耦變壓器,工廠上述三種都有應用;按調(diào)壓方式分有載調(diào)壓和無載調(diào)壓變壓器;按繞組導電材料分為銅繞組、鋁繞組變壓器,目前,采用銅繞組變壓器;按絕緣介質(zhì)分為油浸式和干式;按容量大小分小型、中型、大型和特大型變壓器。

1.三相油浸式電力變壓器

三相油浸式電力變壓器適用于工廠車間變壓器,常采用雙繞組、三繞組變壓器。三相油浸式電力變壓器的鐵芯和三相繞組均浸在絕緣油中。三相油浸式電力變壓器是工廠供配

電系統(tǒng)中的重要設備之一,它將10kV或35kV電壓降至用戶使用的220V/380V電壓。圖2－4－1所示為三相油浸式電力變壓器外形結(jié)構(gòu)圖。圖2－4－1三相油浸式電力變壓器外形結(jié)構(gòu)圖

油浸式變壓器的特點如下:

(1)變壓器油絕緣性能好、導熱性能好,同時變壓器的油廉價、成本低。

(2)能夠解決變壓器大容量散熱問題和高電壓絕緣問題。

(3)可以正常過負荷。

(4)易漏油,污染環(huán)境;當油遇到火時,會燃燒、爆炸。

(5)變壓器油需定期檢查,并按照要求及時更換變壓器油。

(6)單獨設置變壓器室,門朝外開。由于油浸式變壓器有滲漏和消防問題,因此不能直接安裝在配電室內(nèi)。

2.干式變壓器

干式變壓器一般有環(huán)氧樹脂絕緣干式變壓器、氣體絕緣干式變壓器以及H級絕緣干式變壓器。干式變壓器廣泛用于居民小區(qū)、高層建筑、機場、大廈、商業(yè)區(qū)、碼頭等眾多場所。冷卻方式分為自然空氣冷卻(AN)和強迫空氣冷卻(AF)。自然空冷時,變壓器可在額定容量下長期連續(xù)運行。強迫風冷時,變壓器的輸出容量可提高50%。干式變壓器的外形如2－4－2所示。圖2－4－2干式變壓器的外形

干式變壓器的特點如下:

(1)干式變壓器的周邊環(huán)境干凈,較油浸式變壓器安全,不易引起火災,適合高密度負荷、現(xiàn)代化大城市發(fā)展的需要。

(2)不可以過負荷。

(3)能與低壓配電設備放置在一個房間。

3.非晶合金變壓器

非晶合金變壓器是用新型導磁材料———非晶合金制作鐵芯而成的變壓器,它比硅鋼片作鐵芯變壓器的空載損耗下降80%左右,空載電流下降約85%,是目前節(jié)能效果較理想的配電變壓器。非晶合金變壓器的性能超越了各類硅鋼變壓器,其顯著特點是空載損耗很低,符合電網(wǎng)節(jié)能降耗的要求,節(jié)能效果最為先進。雖然價格比同類變壓器高一些,但從

長遠使用成本來說,它是較為經(jīng)濟的配電變壓器。

非晶合金變壓器的特點:空載損耗低,無油,阻燃自熄,耐潮,但價格較貴。

SH15、SCBH15非晶合金電力變壓器外形如圖2－4－3所示。圖2－4－3

H15、SCBH15非晶合金電力變壓器外形圖

4.箱式變壓器

預裝式箱式變電器是將高壓電器設備、變壓器、低壓電器設備和其他附屬器件組合成的緊湊型成套配電裝置。內(nèi)部結(jié)構(gòu)分為高壓室、變壓室、低壓室三大部分,能適應戶外環(huán)

境,能完成電壓變化和電能保護、測量、控制及分配等功能。箱式變壓器外形如圖2－4－4所示。圖2－4－4箱式變壓器外形圖

箱式變壓器的特點:

(1)可單路/雙路電源進線,組合靈活方便,成套性強、體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、運行安全可靠、維護方便。

(2)箱式變壓器廣泛適用于城市高層建筑、城鄉(xiāng)建筑、居民小區(qū)、中小型工礦企業(yè)及需臨時施工用電等場所,以作配電系統(tǒng)中接受和分配電能之用。

二、電力變壓器型號的認識

電力變壓器型號的含義如圖2－4－5所示。圖2－4－5電力變壓器型號的含義

三、電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別

10kV變壓器有Yyn0和Dyn1兩種聯(lián)結(jié)組別,Yyn0和Dyn1兩種聯(lián)結(jié)組別如圖2－4－6、圖2－4－7所示。10kV高壓電網(wǎng)采用中性點不接地系統(tǒng)運行方式,用戶變壓器

供電大都選用Yyn0聯(lián)結(jié)方式的中性點直接接地系統(tǒng)運行,可實現(xiàn)三相四線制或五線制供電,如TNS系統(tǒng)。(a)一、二次繞組接線;(b)一、二次電壓相量;(c)時鐘表示圖2－4－6變壓器Yyn0聯(lián)結(jié)組(a)一、二次繞組接線;(b)一、二次電壓相量;(c)時鐘表示圖2－4－7變壓器Dyn1聯(lián)結(jié)組別

Dyn1與Yyn0聯(lián)結(jié)相比有如下優(yōu)點:

(1)有利于抑制高次諧波。

(2)有利于單相短路接地故障的切除。

(3)承受單相不平衡負荷能力更強。

四、三相油浸式電力變壓器的正常過負荷

正常運行時,三相油浸式變壓器一般不應超過其額定容量,但在特殊情況下,它也可以在規(guī)定的范圍內(nèi)過負荷運行。其過負荷能力的大小和持續(xù)時間,是根據(jù)一定的運行情況

(如負荷變化、周圍介質(zhì)溫度等)以及變壓器絕緣老化等條件確定的。當變壓器存在較大缺陷時,如冷卻系統(tǒng)不正常、嚴重漏油、色譜分析不正常等情況,不應過負荷運行。

三相油浸式變壓器的過負荷可分為正常情況下的過負荷和事故情況下的過負荷兩種。

對于三相油浸式變壓器,其允許過負荷包括以下兩種情況:

(1)由于晝夜負荷不均勻,可以考慮正常過負荷。

(2)由于季節(jié)性生產(chǎn)特點,某季節(jié)輕負荷,而在某季節(jié)可以考慮正常過負荷。比如冬季負荷低1%,則在不影響變壓器壽命情況下,在夏季可過負荷1%。干式變壓器不能過負荷。

五、電力變壓器的事故過負荷

1.電力變壓器并列運行條件

電力變壓器并列運行條件如下:

(1)并列變壓器的一、二次額定電壓相等。

(2)并列變壓器的阻抗電壓(即短路電壓)相等。

(3)并列變壓器的聯(lián)結(jié)組別相同。

(4)并列變壓器的容量相同。

2.電力變壓器的事故過負荷

如兩臺變壓器同時運行,當一臺變壓器故障需切除時,在沒有備用設備的情況下,另一臺變壓器允許作短時的過負載運行,這種情況稱為變壓器的事故過負荷。在事故情況下,運行時間不得超過國家規(guī)定時間。事故過負荷與允許運行持續(xù)時間,國家有嚴格的規(guī)定,例如,負荷為額定負荷的1.3倍時,對室外變壓器超負荷允許時間為2h,而對室內(nèi)變壓器則為1h。表2－4－1所示為自然冷卻油浸式電力變壓器允許事故過負荷能力。

六、變電所主變壓器數(shù)量的確定

選擇主變壓器臺數(shù)時應考慮下列原則:

(1)應滿足電力負荷對供電可靠性的要求。

(2)對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大、宜采用經(jīng)濟運行方式的變電所,可考慮采用兩臺變壓器。

(3)除上述兩種情況外,一般車間變電所采用一臺變壓器。但是負荷集中、容量相當大的變電所,雖為三級負荷,但也可以采用兩臺或多臺變壓器。

(4)在確定變電所的主變壓器臺數(shù)時,應適當考慮負荷的發(fā)展,留有一定的余地。

3.車間變電所主變壓器的單臺容量上限

車間變電所主變壓器的單臺容量,一般不宜大于1000kV·A(或1250kV·A)。這一方面是受以往低壓開關電器斷流能力和短路穩(wěn)定度要求的限制;另一方面也是考慮到可以使變壓器更接近于車間負荷中心,以減少低壓配電線路的電能損耗、電壓損耗和有色金屬消耗量?，F(xiàn)在我國已能生產(chǎn)一些斷流能力更大和短路穩(wěn)定度更好的新型低壓開關電器,如DW15型低壓斷路器及其他電器,因此當車間負荷容量較大、負荷集中且運行合理時,可以選用單臺容量為1250(或1600)~2000kV·A的配電變壓器。

4.適當考慮負荷的發(fā)展

容量的選擇應適當考慮今后5~10年電力負荷的增長,留有一定的余地。干式變壓器的過負荷能力較小,更宜留有較大的裕量。

變電所主變壓器臺數(shù)和容量的最后確定,應結(jié)合主接線方