工厂供电技术第三章 供电系统

二次回路或二次接线。
二次回路
对一次设备工作状态进行监视、测量、控制和保护的电路。
二次回路综合示意图
二、测量回路
测量回路的作用
装设电气测量仪表监视变电所电气设备的运行状况、电压
质量及计算电能的耗用量。
对于测量仪表的要求
测量精度应满足测量要求，并不受环境温度、湿度和外 磁场等外界条件的影响。 仪表本身消耗的功率应越小越好。
三、总降压变电所的设置数量
1、总降变电所的设置
总降压变电所数量应尽可能的少，尽可能的只设一个变电所，
这样投资少又便于管理。 2、总降变电所变压器的设置
对于企业中一级、二级负荷所占比重大，或虽为三级负荷，
但负荷容量大而集中的变电所，应装设两台变压器。
对于三级负荷供电的总降压变电所，或者有少量一、二级
装设三只电流表和一只电压表，来监测负荷平衡情况和电
一、变电所的概述 二、变电所位置的确定 三、总降压变电所的设置数量 四、车间变电所的设置及变压器的选择
§3.3 变电所的设置和变压器的选择
一、变电所的概述
相关概念
变电所：接受电能、变换电压和分配电能。 配电所：仅用于接受和分配电能的场所。
变电所的分类
变电所按其在供配电系统中的地位和作用分为总降压变电 所、独立变电所、车间变电所、杆上变电所、建筑物及高 层建筑物变电所。
投切复杂，所以内桥式接线适用
于进线线路较长，故障机会多， 变压器不需要经常投切的场合。
适用范围
一、二级负荷工厂
（2）外桥式接线
结构
断路器跨在进线断路器的外侧，
靠近电源侧，称为外桥式接线。
特点
它适用于进线线路较短、负荷
变化较大，变压器需要经常切
换的场合。
适用范围
一、二级负荷的变电所
3、单母线和母线分段 母线的概念 母线（也叫汇流排）实质上是主接线电路中接受和分配电
变电站的主接线模拟图
二、对电气主接线的基本要求
安全性：保证在进行任何切换操作时人身和设备的安全。 可靠性：应满足各级电力负荷对供电可靠性的要求。
灵活性：应能适应各种运行方式的操作和检修、维护需要
经济性：在满足以上要求的前提下，主接线应力求简单，
尽可能减少一次性投资和年运行费用。
三、总降变电所的主接线
仪表应有足够的绝缘强度、耐压和短时过载能力，以保
证安全运行。 应有良好的读数装置。
变电装置中各部分仪表配置
1、电源进线 电源进线必须装设计算电费的三相有功和无功电度表。 2、母线
3、6～10kV高压配电电路
测量相电流
4、低压配电线路
装设三只电流表或一只带有电流转换开关的的电流表。
5、并联补偿电容器
二、变电所位置的确定
（1）变电所位置选择的原则
靠近负荷中心； 考虑电源的进线方向，偏向电源侧； 进出线方便； 设备运输方便； 不应防碍企业的发展，要考虑扩建的可能性； 不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所；
不应设在有剧烈震动和高温场所；
不应设在地势低洼和可能积水的场所； 不应设在有爆炸危险区域。
独立变电所适用场合：
相邻几个车间负荷大，将变电所建到某一车间不适宜； 由于车间环境的限制，如制药车间、化工车间之间由于管道 较多或有腐蚀性气体、易燃易爆气体等环境限制，必须建立 独立变电所； 中小型企业负荷不太大，建立一个全厂独立变电所，向全厂 各车间供电。
独立变电所的设置：设在与车间有一定距离的建筑物上。
800
PT
计 量
进线 联络 补偿 补偿
出线
出线
出线
工具室
900
PT
高 压 开 关 柜
800
封 闭 式 母 线 桥
8200
变 压 器
计 量
变 压 器
低压配电(变压器)室
3600
进 线
变压器 1
2360
进线 补偿 补偿
出线
出线
出线
2760
值班室
低压开关柜
800
A
900
0.38kV出线
第四节 变电所的电气主接线
双母线接线有两种运行方式：
只有一组母线工作：正常运行时母联打开（两侧的隔离开关 闭合），全部回路接在工作母线上，相当于单母线运行
两组母线同时工作，互为备用：正常运行时母联闭合，相当
于单母线分段接线。
3、车间变电所的一次接线
车间变电所的主接线由车间负荷生产工艺要求决定的。一
般采用线路—变压器组、单母线及单母线分段接线。
（2）负荷中心的确定
负荷指示图
负荷指示图将负荷按一定比例用负荷图标明在厂区平面图 上，负荷图的圆心与车间的负荷的“重心”大致相符。 负荷圆的半径r ：
负荷图 半径r
r
负荷图比例
P30 K
负荷功率矩法
这是一种静态的负荷计算方法，不考虑负荷工作时间。
以负荷圆的圆心为负荷点，用求物体重心的方法确定负荷
（2）附设变电所
附设变电所是利用车间的一面或两面墙壁，而其变压器室
的大门朝外开。车间附设变电所又分内附式和外附式。
（3）车间内变电所
车间内变电所位于车间内的单独房间内，可使供电在最大
程度上接近负荷中心，特别适合跨度较大、设备配置稳定
及环境一般的车间。
车间内变电所
（4）地下变电所
地下变电所设于地下，通风不良，投资较大，用于有防空
负荷，可只装设一台变压器，其额定容量SN满足：
S N S30
两台变压器的备用方式：
明备用：两台变压器均按100%的负荷选择，一台工作， 一台备用；
暗备用：每台变压器均按70%的负荷选择，两台变压器
均工作，各承担50%的最大负荷。
四、车间变电所的设置及变压器的选择
1、车间变电所的设置 （1）独立变电所
我国目前所用的供电电压为110kV、35kV、10kV、6kV。 选择供电电压的原则：
用户负荷大小及距离电源线路远近；
考虑相关的因素； 减少工厂内部中间变压等级，以减少电能损耗、降低投 资和维修费用。
二、配电电压的选择
配电电压是指用户内部向用电设备配电的电压等级。
由用户总降压变电所向高压用电设备配电的配电电压，称
( PT x ) (W x ) x ( Pt ) ( A )
i i i i i Ni i i
( PT y ) (W y ) y ( Pt ) (A )
i i i Ni i i i i
需要指出由于负荷中心原则并不是确定变电所位置的惟一
因素，且负荷中心也是会随机变动的，大多数工厂变电所 的位置都是靠近负荷中心偏向电源侧。
第三章 供电系统
3.1 供电系统概述 3.2 电压的选择 3.3 变电所的设置和变压器的选择 3.4 变电所的电气主接线 3.5 变电所的二次接线 3.6 高压配电网的接线方式 3.7 低压配电系统 3.8 高低压配电网的结构和导线的选择 3.9 环网供电单元
一、工厂供电系统
对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方
式的变电所，可考虑采用两台变压器。
拓展 某10/0.38kV变电所电气平面布置图（示例）
1 2 3 4 5 6
5000
10kV电源进线 C
800
3800
3800
0.38kV出线
3800
3000
800
进 线
低压开关柜 变压器 2
1960
高压配电室
为高压配电电压。
由用户车间变电所或建筑物变电所向低压用电设备配电的
配电电压，称为低压配电电压。
（1）工厂高压配电电压的选择原则
一般情况下,优先采用10kV作厂内高压配电电压。 对于有6kV设备的企业，如化工、制药厂等 ：
若6kV设备容量较大时，采用6kV厂内高压配电电压； 若6kV设备容量较小时，高压配电电压采用10kV。6kV 设备采用10/6kV变压器供电。
1、线路 — 变压器组接线
结构
适用于三 级负荷
当只有一路电源供电线路和一台变压 器时，可采用线路 — 变压器组接线。
特点
变压器高压侧无母线，低压侧通过
开关接成单母线供电； 该单元中任一设备发生故障时，变 电所全部停电，可靠性不高。
2、桥式接线
当电站只有两台主变和两条输电线路时，为增加供电的可
第五节 变电所的二次接线
一、二次回路概述 二、测量回路 三、断路器控制与信号回路 四、信号装置
§3.5 变电所的二次接线
一、二次回路概述
二次设备
对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制和保护的辅 助电气设备称为二次设备。 变电所的二次设备包括测量仪表、控制与信号回路、继电 保护装置以及远动装置等。它们相互间所连接的电路称为
等特殊要求的场合，此外，民用高层建筑的变电所常设置 在地下室内。 （5）杆上（或高台）变电所
变电器安装在室外电杆上，适用于315kV· A及以下变压器，
常用于居民区、用电负荷小的用电单位。
户 外 杆 上 变 电 台
变电所类型 外附设变电所
内附变电所 车间内变电所
外附露天设 变电所
独立变电所
2、车间变电所变压器的选择
中心。 负荷中心的坐标为:
y3 y1
y
y2
(P x ) x P
i i i
x1
x x2
x3
(P y ) y P
i i i
负荷电能矩法
负荷矩法也称动态负荷中心计算法，考虑负荷的容量和位
置的同时，又考虑了各负荷点的工作时间。
负荷功率矩法 + 负荷点时间 = 负荷电能矩法 负荷中心的坐标为:
§3.1 供电系统概述
一、工厂供电系统
工厂供电系统是指从工厂所需电力电源线路进场起，到厂
内高低压用电设备进线端止的整个供电系统。
典型工厂供电系统示意图
第ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ节 电压的选择
一、供电电压的选择 二、配电电压的选择
§3.2 电压的选择
一、供电电压的选择
供电电压是指供配电系统从电力系统所取得的电源电压。
车间变电所变压器的选择原则：
应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二
级负荷的变电所，宜采用两台变压器，当一台变压器发生 故障或检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。 对只有二级而无一级负荷的变电所，也可以只采用一台变 压器， 但必须在低压侧敷设与其它变电所相连的联络线作 为备用电源。
分段运行：正常情况下分段开关是
打开的。
并列运行：正常情况下分段开关是
闭合的。
特点
运行的可靠性和灵活性都较差，适用于由双回路供电的、
允许短时停电的二类负荷。
（3）双母线接线制
双母线的形式
每一回路都通过一台断路器和两组隔离开关与两组母线相 连，其中一组隔离开关闭合，另一组隔离开关打开，两组 母线之间通过母线联络断路器（简称母联）连接起来，如 图所示。
能的一个电气联结点，形式上它将一个电气联结点延展成
一条线，以便于多个进出线回路的联结。
设置母线制的意义
设置母线可以方便地把电源进线和多路引出线通过开关电 器连接在一起，以保证供电的可靠性和灵活性。
母线制的种类
单母线制、单母线分段制和双母线制。
（1）单母线制 单母线的形式 引出线。
优点
如果厂区环境条件允许也可采用35kV作为高压配电电压深
入负荷中心的直配方式,将35kV直接降为380V供电。
（2）工厂低压配电电压的选择原则
主要根据工厂用电设备的性质来确定。 我国规定低压配电电压等级为380V/220V，但在石油、化
工及矿山（井）场所可以采用660V的配电电压。
第三节 变电所的设置和变压器的选择
适用于供电连续性 要求不高的负荷。
一回路电源进线，两条及两条以上
接线简单、清晰，采用设备少、造
价低、操作方便、扩建容易。
缺点
可靠性不高，发生任一连接元件故 障或断路器拒动及母线故障时，都
将造成整个供电系统停电。
（2）单母线分段制 单母线分段的形式 这种接线方式引入线有两条回路， 母线分成二段，即Ⅰ段和Ⅱ段。
靠性，在两个单元之间接一条桥支路，即构成桥形接线。
桥形接线有两种连接方式：
断路器QF5装设在进线断路器QF1 、QF2内侧称为内桥
接线； 断路器QF5装设在进线断路器QF1 、QF2外侧称为外桥
接线。
（1）内桥式接线
结构
断路器跨在进线断路器的内侧，
靠近变压器。
特点
线路的投切比较方便，变压器的
一、变电所的主接线概念 二、对电气主接线的基本要求 三、总降变电所的主接线
§3.4 变电所的电气主接线
一、变电所的主接线概念
变电所接线的构成
变电所由一次回路和二次回路构成。
变电所的主接线概念
变电所的主接线是由电力变压器、各种开关电器、电流互 感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、 避雷器等电气设备以一定次序相连接的接受和分配电能的 只表示连接关系 不表示实际位置 变电所主接线的表示：变电所接线图 电路，也称作一次接线。