工厂变配电所及其一次系统(精)
第四章 变配电所及其一次系统
二.高压一次设备. 一).高压熔断器
有的也具有过负荷保护功能 6～10kV,FU广泛采用室内:RN1,RN2型,RN3型 管式(均限流). 室外:RW4型(跌开式),RW7,RW9,RW10. 熔体熔断后造成明显可见的断开间隙（还具有QS的功能）.
FU
功能:对电路及电路中的设备进行短路保护,
二).高压隔离开关
SN·T↓1%来自二).变压器的正常过负荷
1.昼夜负荷不均匀
KOL(1)
据典型的负荷曲线填充系数 β(即日负荷系数 KL)和典 型日最大负荷持续时间t,查→KOL(1) 2.夏季欠负荷可在冬季过负荷 6～8三个月平均日负荷曲线中的最大负荷Sm <ST,每低1%→ 可在冬季12、1、2三个月过负荷1%,但不得超过15%. S T − Sm KOL(2)= 1 + S ≤1.15 T 3.总过负荷
五).高压开关柜
—按一定的接线方案将有关一,二次设备组装而成的一种高 压成套配电装置. 分有固定式和手车式两大类：
1.固定式:如GG-1A（F),五防柜,防止电气误操作的闭锁装置. —防止误跳、误合断路器,防止带负荷误拉、合隔离开关,防 止带电挂接电线,防止带接地线合QS,防止人员误入带电间隔. GG-1A(F)-07D型:
KOL = KOL(1) + KOL(2)-1.
∴ST(OL)
室内KOL≤1.2； 室外KOL≤1.3 ·ST
= KOL·ST≤（1.2～1.3)
三)变压器的事故过负荷
在事故情况下:油浸变压器、干式变压器,不论事故负荷 大小,运行时间和过负荷的规定
三.变电所主变压器台数和容量的选择 一)台数的选择
Ki =
I1N 变流比 I 2N
三相电路中有四种常见的接线方案. 1)一相式接线—电流线圈的电流反应一次电路对应相的电流, 用于负荷平衡的三相电路或在继电保护中作过负荷保护.
四章工厂变配电所及其一次系统
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工业与民用供电
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4.真空断路器
开关触头在真空的容器内 闭合和断开。 灭弧能力强燃弧时间短，属高速断路器。 开断能力强。结构简单，重量轻，体积 小。寿命长，易维修。可频繁操作。无 易燃易爆危险。
国内生产的真空断路器归纳起来大致 可分为三类：
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引进技术并国产化的产品。如ZN12-12， 引进西门子3AF；ZN18-12，引进日本东 芝公司VK系列产品；ZN21-12，引进比利 时EIB公司的产品技术；ZN67-12，引进 日本三菱电机VPR型真空断路器等。
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1.电弧的主要影响 延长了电路的开断时间。 电弧高温烧坏开关的触头。
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2.产生的原因
触头本身及触头周围介质含有大量可被游 离的电子。（内因〕
当分断的触头间存在足够大的外施电压的 条件下，而且电路电流也达到最小生弧电 流，其间的介质就会强烈游离形成电弧。 （外因〕
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(1)出线回路在六回以下，且变压器总容量 不超过5000kvA时，可选用交流操作机 构；
(2)变压器总容量超过5000kvA，高压母 线采用单母线分段时，宜选用直流操作， 采用直流弹簧储能机构；
(3)一类负荷或特别重要负荷容量较大，且 系统容量在10000kw左右时，应选用直 流操作，采用CD型直流操作机构。
的空载变压器、电容电流不超过5A的空载 线路及电压互感器和避雷器电路）
第四章 工厂变配电所及其一次系统习题及答案
第四章工厂变配电所及其一次系统习题及答案4-1 某厂的有功计算负荷为3000kW，功率因数经补偿后达到0.92。
该厂6kV进线上拟安装一台SN10-10型高压断路器，其主保护动作时间为0.9s，断路器断路时间为0.2s。
该厂高压配电所6kV母线上的IK（3）=20kA。
试选择该高压断路器的规格。
解：应选SN10-10II/1000-500型高压少油断路器。
4-2 某10/0.4kV的车间附设式变电所，总计算负荷为780k V·A,其中一、二级负荷有460k V·A。
试初步选择该变电所主变压器的台数和容量。
已知当地的年平均气温为+25℃。
解：初步选两台S9-630/10型电力变压器。
如选两台S9-500/10型，则在一台运行时，考虑当地年平均温度较高，又是室内运行，因此一台运行的容量实际只有500k V·A*（0.92-0.05）=435k V·A<460k V·A 不满足一、二级负荷要求，因此不合适。
4-3 某10/0.4kV的车间附设式变电所，原装有S9-1000/10型变压器一台。
现负荷发展，计算负荷达1300k V·A。
问增加一台S9-315/10型变压器与S9-1000/10型变压器并列运行，有没有什么问题？如果引起过负荷，将是哪一台过负荷？过负荷多少？已知两台变压器均为YynO联结。
解：ST315=340k V·A ST1000=960k V·A(340-315)/315=7.9%将使S9-315/10型变压器过负荷7.9%。
4-4 习题4-1所示6kV进线上装设有两个LQJ-10型电流互感器（A, C相各一个），其0.5级的二次绕组接测量仪表，接线如图7-6所示，其中电流表PA（1T1-A型）消耗功率3V·A,有功电能表PJ1(DS2型）和无功电能表PJ2（DX2型）的每一电流线圈消耗功率0.7V·A;其3级的二次绕组接GL-15型电流继电器，其接线如图6-25所示，其线圈消耗功率15V·A。
(工厂变配电及一次系统)
高压负荷开关型号:
高压断路器 高压断路器的功能是，不仅能通断正常 负荷电流，而且能接通和承受一定时间 的短路电流，并能在保护装置作用下自 动跳闸，切断短路故障。 高压断路器按起采用的灭弧介质分为油 断路器、六氟化硫断路器、真空断路器 以及压缩空气断路器和磁吹断路器等。 油断路器按其油量多少和油量的功能分 为少油断路器和多油断路器两种。 目前我国主要采用SN10-10型户内少油断 路器。
工厂变配电及一次系统
第一节 工厂变配电所的任务和类型
变配电所的任务 变配电所担负着从电力系统受电，经过 变压然后配电的任务。配电所担负着从 电力系统受电，然后直接配电的任务。 变配电所的类型 工厂变电所分总降压变电所和车间变电 所，不过一般中小型工厂不设总降压变 电所。
车间变电所按其主变压器的安装位置分 以下几个类型： (1)车间附设变电所 (2)车间内变电所 (3)露天（或半露天）变电所 (4)独立变电所 (5)杆上变电所 (6)地下变电所 (7)楼上变电所 (8)成套变电所 (9)移动式变电所
Sn.t =(0.6~0.7) S30 任一台变压器单独运行时，应满足全部 一、二级负荷的需要，即 Sn.t ≥ S30 （I+II） 3.车间变电所主变压器的单台容量上限一 般不宜大于1000KV*A或（1250KV*A） 4.适当考虑负荷的发展 应考虑今后5~10年电力负荷的增长，留 有一定的余地。 电力变压器的额定容量Sn.t是在一定的温
高压断路器型号:
SN10-10型户内少油断路器外型结构如图 实物图:
SN10-10型户内少油断路器可配用CS2型手 动操作机构、CD10型电磁操动机构或 CT7型弹簧操动机构。 CD10型电磁操动机构如图
工厂变配电所及其一
生产面积比较紧凑和生产流程要经常调整、设备也要相应变动的
生产车间，宜采用附设变电所的型式。至于是采用内附式还是外附式，
要视具体情况而定。内附式要占一定的生产面积，但离负荷中心比外
附式稍近一些，而从建筑外观来看，内附式一般也比外附式好。外附
式不占或少占车间生产面积，而且变压器室处于车间的墙外，比内附
式更安全一些。因此，内附式和外附式各有所长。这两种型式的车间
量。 2)进出线方便，特别是要便于架空进出线。 3）接近电源侧，特别是工厂的总降压变电所和高压配电所。 4)设备运输方便，特别是要考虑电力变压器和高低压成套配电装置的运输。 5)不应设在有剧烈振动或高温的场所，无法避开时，应有防振和隔热的措施。 6)不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所，无法远离时，不应设在污染源的 下风侧。 7)不应设在厕所、浴室和其他经常积水场所的正下方，且不宜与上述场所相贴
邻。 8)不应设在有爆炸危险环境的正上方或正下方，且不宜设在有火灾危险环 境的正上方或正下方。当与有爆炸或火灾危险环境的建筑物毗连时，应符合现 行国家标准GB50058—1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。 9)不应设在地势低洼和可能积水的场所。
第四章 工厂变配电所及其一次系统
变电所，在机械类工厂中比较普遍。
第四章 工厂变配电所及其一次系统
(2)车间内变电所变压器室位于车间内的单独房间 内，变压器室的大门朝车间内开如图。
用在负荷较大的多跨厂房、负荷中心在厂房中 央且环境许可时，可采用车间内变电所。
车间内变电所，位于车间的负荷中心，可以缩 短低压配电距离，从而降低电能损耗和电压
又称箱式变电所
(9)移动式变电所整个变电所装设在可移动的车上。
移动式变电所主要用于坑道作业及临时施工现场供电。
电力工程概论教学课件PPT发电厂、变电所的一次系统
第一节 发电厂、变电所主接线
电气设备及保护控制
dianligongcheng
教学要求： ➢熟悉电气主接线的基本形式、接线特点及应用 重 点：常用主接线的接线特点及适用范围 难 点：技术经济比较确定最优方案
电气设备及保护控制
dianligongche一n、g 概述
1 、 主接线的定义
电气设备图及5-4保护控制
dianligo3n）g、ch单e母n线g带旁路母线接线
（1）接线形式：图5-5
旁路母线WBa是通
过旁路断路器QFa与
旁 路
主母线WB相连，通 母
过旁路隔离开关QSa 线
与每一出线相连。旁
主
路隔离开关QSa倒闸
母
操作用。
线
旁路隔 离开关
旁 路 断 路 器
电气设备图及5-5保护控制
1)、电气主接线（主电路）：指发电厂或变电站中的一次设备 按照设计要求连接起来，表示生产、汇聚和分配电能的电路。
2）、电气主接线图：指电气主接线中的设备用标准的图形符 号和文字符号表示的电路图。图5-1
2 、 主接线的作用：
1）、可以了解各种电气设备的规范、数量、联接方式和作用， 以及和各电力回路的相互关系和运行条件等。
电气设备图及5-5保护控制
dianligong3）c、he单n母g线带旁路母线接线
（3）特点 同一电压等级，各回路经过断路器、隔离开关接至公共
母线。把每一回线与旁路母线相连。 ➢优点：每一进出线回路的断路器检修，这一回路可不停电 ➢缺点：设备多，操作复杂。 (4)适用
35kV及以上有重要联络线路或较多重要用户时采用，回 路多采用专用旁母，否则采用简易接线。
工厂变配电所及其一次系统概述
工厂变配电所及其一次系统概述工厂变配电所及其一次系统概述一、引言随着工业的发展，工厂的用电需求日益增加，为了满足这种需求，工厂需要建立具有较高电力供应能力的变配电所及其一次系统。
变配电所是工厂电力系统中的重要组成部分，承担着将高电压输电线路的输电能力转化为低电压供电能力的重要任务。
一次系统则是变配电所中的主要设备，负责将高压电能分配给各个电力用户。
因此，对于工厂变配电所及其一次系统的概述非常重要。
二、工厂变配电所的功能和结构工厂变配电所一般由变电设备室、配电设备室、机房、控制室等组成。
其中变电设备室主要安放变压器、低压配电柜等设备；配电设备室主要安放电力配电系统所需的开关设备、接地阻抗装置等设备；机房主要安放供电设备的监控系统和自动控制系统；控制室主要安放控制设备和操作设备。
工厂变配电所的功能主要包括：1. 转换电能：将来自输电线路的高电压电能通过变压器转换为低电压电能，以供工厂内各个电力用户使用。
2. 配电：将变压器输出的低电压电能通过配电设备按需进行分配，以保证工厂内各个设备、设施均能得到足够的电能供应。
3. 维护电力安全：通过对电力设备的监控和保护，及时排除各类故障，保证工厂电力系统的稳定运行。
工厂变配电所的结构根据所需功率大小和用电情况来设计，一般包括主变压器、进线柜、电容器柜、配电柜、开关柜、控制柜等设备。
这些设备通过电缆和导线等进行互联，构成一个完整的电力系统。
三、工厂一次系统的主要设备1. 主变压器：主变压器是将高电压通过电力变压器变成低电压的设备。
主变压器一般分为高压侧和低压侧两部分，通过变压器的变损进行电能转换。
2. 进线柜：进线柜是主变压器和辅助电源之间的连接设备。
进线柜具有隔离、切断、分段、测量和保护等功能。
3. 电容器柜：电容器柜是用来改善和补偿电力系统的功率因数的设备。
电容器柜通过调整电压和电流的相位差来提高功率因数。
4. 配电柜：配电柜是将主变压器输出的低电压电能分配给工厂内各个用户的设备。
《工厂供电》试题库(第四章)
第四章工厂变配电所及其一次系统一、填空题1、变电所的任务是，，。
答：受电，变压，配电2、配电所担负着从电力系统，然后直接的任务。
答：受电，直接配电3电气设备中最常发生的一种物理现象是，其特点是和答：电弧，光亮很强，温度很高4、在变电所中承担和任务的电路，称为一次电路；凡用来、、和的电路，称为二次回路。
答：输送电能，分配电能，控制，指示，监测，保护一次设备运行5、高压隔离开关不允许操作，高压负荷开关只能通断电流，高压断路器能通断电流。
答：带负荷，负荷和过负荷，短路6、变配电所增设联络线的目的是。
答：为了提高供电系统运行的可靠性和灵活性7、GG—1A型开关柜，型号中第一个“G”表示，型号中第二个“G”表示。
答：高压开关柜，固定式8、低压配电系统中，系统称为三相四线制系统，系统中的外露可导电部分经各自的PE线直接接地。
答：TN、TT，TT、IT9、采用Y0/Y0/Δ接线的电压互感器，接成Y0二次绕组作用是，接成Δ的二次绕组作用是，用这种装置可以监视中性点不接地系统有无故障，有故障Δ两端电压为V，无故障Δ两端电压为V。
答：供电给需线电压的仪表、继电器及作为绝缘监察的电压表，供电给用作绝缘监察的电压继电器，单相接地，100，010、低压断路器具有、和等保护功能。
答：过载，欠压，过流11、有一380V线路接一电动机，PN=56kW，η=0.8，cosφ=0.7,Kst=7,若采用RT0型熔断器作短路保护，则熔断器选为，熔体电流为 A 。
答：RT0-400，35012、某用户变电所装有两台S9-400/10型的配电变压器（均Yyn0联结）。
则此两台变压器经济运行的临界负荷为： KV A。
答：25516、电流互感器在工作时其二次侧不允许；电压互感器在工作时其二次侧不允许；所以，互感器在工作时其二次侧有一端必须。
答：开路，短路，接地17、校验电器设备的热稳定度时采用的电流为。
答：三相短路稳态电流闸刀型开关带负荷操作（拉合闸）是 C 。
变电所的一次系统PPT课件
5.5 互感器
3. 电压互感器的类型和型号 ➢按相数分：有单相和三相两大类； ➢按用途分：有测量用和保护用两大类； ➢按准确度等级分: 有0.2、0.5、1、3、3P、6P等级； ➢按安装地点分：有户内式和户外式； ➢按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）。 电压互感器的型号
•2 2
5.5 互感器
图5-37为电流互感器的原理接线图。
电流互感器的一次电流I1与二次电流I2之 间的关系为
I1
N2 N1
I2
Ki I2
式中，Ki为电流互感器的变流比，Ki IN1 IN2。 图5-37 电流互感器
原理接线图
2．电流互感器的误差
电流互感器的简化等效电路和相量图如图5-38所示。
X和x为同名端。如果一次电压的方向由A指向X，则二次
电压的方向由a指向x。
电压互感器的接线方式（见图5-51）
•22 22
图5-51 电压互感器的接线方式
a）单相式接线 b）V/V形接线 c）Y0/Y0形接线
d）Y0/Y0/（开口三角）形接线
•23 23
5.5 互感器
✓单相式接线（见图5-51a）：可测量一个线电压。 ✓V/V形接线（见图5-51b）：可测量三个线电压。 ✓Y0/Y0形接线（见图5-51c）：可测量电网的线电压，并可 供电给接相电压的绝缘监视电压表。 ✓Y0/Y0/ ∆ （开口三角）形接线（见图5-51d）：接成Y0的 二次绕组，接绝缘监视电压表；接成开口三角形的辅助二 次绕组，构成零序电压过滤器。
5. 电压互感器的使用注意事项 ➢电压互感器在工作时二次侧绝对不允许短路； ➢电压互感器的二次侧必须有一端接地。
•24 24
第五章 变电所的一次系统
工厂变配电所及其一次系统
（3）不完全星形接线，或称两相式接线。流过 公共线的电流等于A、C两相电流的向量和，广泛 用于三相负荷平衡或不平衡电路中.
5、电流互感器的接线
电流互感器接线时，必须注意标注在电流互 感器端子上的符号和极性。通常用字母L1与L2表 示原绕组端子，副绕组端子用K1和K2表示。原边 电流从L1流向L2时，副边电流从K1流出经测量仪 表流回K2，则L1与K1，L2与K2分别为同极性端子。
当熔件通过的电流等于额定电流时，熔件长期不 熔断；通过1.3倍额定电流时,熔断时间约1小时左右； 通过的电流越大，熔断时间越短，呈反时限特性。 熔断器熔断时间与通过电流的关系曲线，称为熔断 器的保护特性曲线，由制造厂给出。
1、高压熔断器
在工厂变配电系统中，对容量较小且不太重要的 负荷，可以使用高压熔断器作为配电线路及变压 器、电压互感器的过载和短路保护，即经济又可 满足一定程度的可靠性。高压熔断器不仅要满足 额定电压、电流的要求，而且短路电流不能超过 熔断器的最大开断电流。主要类型有： RN型户 内高压管型熔断器 、RW型户外高压跌落式熔断 器。
第五章 工厂变配电所及其一次系统
5.1 工厂变配电所的作用和类型 5.2 电气设备中的电弧问题及对触头的要求 5.3 高压一次设备
5.4 低压一次设备 5.5 电压互感器和电流互感器 5.6 工厂变配电所的一次主接线 5.7 工厂变配电所的布置与结构 5.8 工厂变配电所的运行管理
5.1 变配电所的作用和类型
一、变、配电所的作用
变配电站是电力系统变换电压、接受和分配电能、
控制电力的流向和调整电压的设施。
工厂变配电所及其一次系统
工厂变配电所及其一次系统一、概述工厂变配电所是指为满足工业生产过程中对电能的需求而建立的电力配电设施。
它负责接收高压输电线路的电能，并将其变压、配电至工业设备的一次电气系统中。
一次系统是指电力系统中的最高电压等级的电气系统，通常为工厂内部的输电设备、配电设备和终端设备等。
本文将重点介绍工厂变配电所及其一次系统的组成、功能和运行原理，以帮助读者对工厂电气系统有更深入的了解。
二、工厂变配电所的组成工厂变配电所一般由以下几个主要组成部分组成：1.变电设备：包括变压器、断路器、隔离开关等。
变压器用于将高压电能变换为适合工厂内部使用的低压电能，断路器和隔离开关用于对电路进行控制和隔离。
2.配电设备：包括配电箱、开关柜、开关插座等。
配电箱用于将低压电能分别供应给不同的电路，开关柜用于对电路进行监控和保护，开关插座用于连接和断开电路。
3.电力负荷：包括工业设备、照明设备、动力设备等。
工业设备是工厂生产过程中主要的电力负荷，照明设备用于提供照明，动力设备用于提供机械动力。
4.控制设备：包括继电器、传感器、控制器等。
继电器用于对电路进行远程控制，传感器用于感知电路的状态，控制器用于对电路进行自动化控制。
三、工厂变配电所的功能工厂变配电所具有以下几个主要功能：1.电能接收和变压：工厂变配电所作为电力系统的接入点，负责接收高压输电线路传输的电能，并将其变压为适合工业设备使用的低压电能。
2.电能配电和分配：工厂变配电所将变压后的低压电能通过配电设备分别供应给不同的电路，满足工业设备、照明设备和动力设备等的电能需求。
3.电路控制和保护：工厂变配电所通过断路器、隔离开关和开关柜等设备对电路进行控制和保护，确保电路正常运行并防止电路过载、短路等故障。
4.故障诊断和维修：工厂变配电所配备了继电器、传感器和控制器等设备，可以对电路状态进行监测和诊断，一旦发现故障，及时采取措施修复。
四、工厂变配电所的运行原理工厂变配电所的运行原理可以概括为以下几个步骤：1.电能接收：工厂变配电所通过高压输电线路接收来自电力系统的高压电能。
工厂供电的一次系统
4
第二章 工厂供电的一次系统
第一节 工厂变配电所的电气主接线
2.单母线分段接线 单母线分段接线是由电源的数量和负
荷计算、电网的结构来决定的。
可采用隔离开关或断路器分段，隔离开 关分段因倒闸操作不便，现已不再采用。单 母线分段接线可以分段单独运行，也可以并 列同时运行。
高压放射式线路
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第二章 工厂供电的一次系统
第二节 工厂供电线路
2、树干式接线 优点：①引出线发生故障时互不影响。 ②高压开关设备用得较少，耗用导线少。 ③增加用户时不必另增线路，易适应发 应发展。 缺点：某段干线发生故障或检修时，其后的若 干变电所都要停电，供电可靠性较低。
3、环形接线 优点：高压开关设备用得较少，耗用导 线少，增加用户时不必另增线路 易适应发展。 缺点：①供电可靠性较差； ②某段干线发生故障或检修时， 其后的若干变电所都要停电。
高压树干式线路 高压环形接线 13
第二章 工厂供电的一次系统
第二节 工厂供电线路
（二）双电源供电方式
有双放射式、双树干式、公共备用干线式等。
双放射式接线
双树干式接线
环网供电方式实质是两端供电的树干式，多采用“开口”运行方式。 环网供电方式适用于允许短时间停电的二、三级负荷供电。
工厂高压线路的接线力求简单可靠。 高压配电线路应尽可能深入负荷中心，减少电能损耗和金属的消耗 量，同时尽可能采用架空线路以节约投资。
14
第二章 工厂供电的一次系统
第二节 工厂供电线路
二、低压线路的接线方式
有放射式、树干式、环形等几种基本接线方式
（一）放
缺点：有色金属消耗量较多，开 关设备较多,系统的灵活 性较差。
第四章工厂变配电所及其一次系统(3)
• 高压侧采用隔离开关-熔 断器或户外跌开式熔断器 的变电所主接线图。
• 高压侧采用负荷开关-熔 断器或负荷型跌开式熔 断器的变电所主接线图。
• 高压侧采用隔离开关-断 路器的变电所主接线图。
图4-69 高压侧采用隔离开关-熔断器或跌开式 熔断器的变电所主接线图
图4-70 高压侧采用负荷开关-熔断器或负荷型 跌开式熔断器的变电所主接线图
GB50059-92 35~110kV变电所设计规范； GB50053-94 10kV及以下变电所设计规范； JGJ 16-2008 民用建筑电气设计规范
一、变配电所所址的选择
1、 变配电所所址选择的一般原则
• 尽量靠近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金
属消耗量。
• 进出线方便，特别是要便于架空进出线。
图4-81 图1-2所示工厂的负荷指示图
3、 按负荷功率矩法确定负荷中心
设有负荷P1 、P2 和P3（均表示有功计算负荷），它们
在任意选定的直角坐标系中的坐标分别为P1(x1,y1)、P2 (x2,y2)、P3 (x3,y3)。总负荷P=∑Pi=P1+P2+P3，有：
x Pi P1x1 P2 x2 P3x3 y Pi P1 y1 P2 y2 P3 y3
主要特点：主接 线的运行灵活性 较好，供电可靠 性较高，适于一、 二级负荷的工厂。
主要特点：主接线 的运行灵活性也较 好，供电可靠性也 较高，也适于一、 二级负荷的工厂。
图4-77 采用内桥式接线的 总降压变电所主接线图
图4-78 采用外桥式接线的 总降压变电所主接线图
主要特点：主 接线兼有上述 两种桥式接线 运行灵活性的 优点，但采用 的高压开关设 备较多。
工厂变配电所及其一次系统介绍
（3） 电压互感器在连接时要注意其端子的极性
电压互感器在连接时一定要注意端子的极性，否则其二次侧所接仪表 、继电器中的电压就不是预想的电压而影响正确测量，乃至引起保护 装置的误动作。
电压互感器的一次电压U1与其二次电压U2之间 有下列关系： U1≈N1/N2U2≈KUU2
←电压互感器 1铁心,2一次绕组,3二次绕组
2.电压互感器的分类
按相数分，有单相、三相三芯柱和三相五芯柱式； 按绕组分，有双绕组式和三绕组式；
按绝缘与其冷却方式分，有干式（含环氧树脂浇注式）、油浸式和充气式 （SF6）；
第四章 工厂变配电所及其一次系统
本章主要内容：
工厂变配电所任务和类型 电力变压器 电流互感器和电压互感器 高压、低压一次设备结构、原理及选择 变配电所主接线图的分析
第一节 工厂变配电所的任务和类型
一、变配电所的任务
变电所：受电、变压、配电的任务 配电所：受电、配电的任务
二、变配电所的类型
工厂变电所：总降压变电所
分类
（1）按功能分：升压变压器和降压变压器； （2）按相数分：单相和三相变压器； （3）绕组导体的材料：铜绕组和铝绕组；
铜绕组电阻率小，但价格贵；铝绕组的电阻率大，但是价格便 宜 ； （4）冷却方式和绕组绝缘分：油浸式和干式；
（5）按用途分：普通变压器和特种变压器； （6）调压方式：无载调压变压器和有载调压变压器；
（一）、电弧的产生
触头在分断电流时，触头本身及触头周围的介质中含有 大量可被游离的电子，在外加电压足够大时，产生强烈的电 游离而发生电弧。
1、产生电弧的游离方式：
工厂供电第6版 (刘介才)_第4章__工厂变配电所及其一次系统
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第二节 电力变压器
一. 电力变压器及其分类
工厂变电所大多采用普通电力变压器。
在易燃易爆场所及安全要求特高的场所采用全封闭 变压器，在多雷区采用防雷变压器。
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第二节 电力变压器
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第二节 电力变压器
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第二节 电力变压器
一. 电力变压器的结构、型号
（一）电力变压器的结构和型号 电力变压器的基本结构，包括铁心和绕组两大部分。 绕组又分高压和低压或一次和二次绕组。 普通三相油浸式电力变压器和环氧树脂浇注绝缘的三相干式 电力变压器
时分针与时针的相互关
系一样。图中一、二次 绕组标有黑点 “•” 的
a)一、二次绕组接线图 b)一、二次电压相量图 c)时钟示意图 33
端子为对应的“同名
端” 。
第二节 电力变压器
三、电力变压器的联结组别及其选择
（一）常用配电变压器的联接组别 变压器Dyn11联结
组的接线和示意图。
一次线电压与对应 的二次线电压之间
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第二节 电力变压器
三、电力变压器的联结组别及其选择
（一）常用配电变压器的联接组别 Dyn11联结较Yyn0联结有下列优点 (2) Dyn11联结变压器的零序阻抗较之 Yyn0联结变压器的 零序阻抗小得多，有利于低压单相接地短路故障保护的动作 及故障的切除。
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第二节 电力变压器
三、电力变压器的联结组别及其选择
工厂供电
刘介才
霍平
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工厂供电
第四章工厂变配电所及其一次系统
本章首先介绍工厂变配电所的任务和类型，然后 重点讲述工厂变配电所的一次设备和主接线图， 对电力变压器、互感器和高低压一次设备着重介 绍其功能、结构特点、基本原理及其选择，对主 接线图着重讲述其基本要求及一些典型接线。 最 后讲述工厂变配电所的所址选择、布置、结构、 安装图及其运行维护和检修试验的基本知识。本 章是本课程的重点，也是从事工厂变配电所运行、 维护和设计必备的基础知识。
第四章工厂变配电所及其一次系统课件
触头开断瞬间产生少量的自由电子的原因：阴极的热电子发射或强 电场发射。
热电子发射：触头刚分离时，触头间的接触压力和接触面积不断 减小，接触电阻迅速增大，使接触处剧烈发热，局部高温使此处 电子获得动能，就可能发射出来成为自由电子。
强电场发射：触头刚分离时，由于触头间的间隙很小，在电压作 用下间隙形成很高的电场强度，当电场强度超过3×106V／m时， 阴极触头表面的电子就可能在强电场力的作用下，被拉出金属表 面成2为024自年3由月16电日 子。
• 2.影响去游离的物理因素
（1）介质的特性 （2）电弧的温度
（3）气体介质压力 （4）游离质点的密度
（5）触头材料
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交流电弧的特性
• 1. 随时间变化。
• 2. 热惯性
• 电弧电压呈马鞍形变化，电流小时，电弧电压高，电流大时，电弧电压减小且接近于 常数。由于弧柱的受热升温或散热降温都有一定过程，跟不上快速变化的电流，所以
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二．变配电所的所址选择 变配电所所址的选择，应根据下列要求综合考虑确定：
(1) 尽量接近或深入负荷中心 理由：可缩短配电线路的长度，对于节约电能、节约有色金属和提 高电能质量都有重要意义。 (2) 进出线方便，使变配电所尽可能靠近电源进线侧 目的：避免高压电源线路，尤其是架空线路跨越其他建筑或设施。
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2．变配电所的类型 变配电所的类型应根据用电负荷情况和周围环境情况等综合确定。
工厂变配电所与高层建筑变配电所的型式及所址虽有所区别，但根
据安装位置、方式、结构的不同，它们大致有以下几种类型：
（1）工厂总降压变电所 用于电源电压为35kV及以上的大中型工厂。 1）作用 它是从电力系统接受35kV或以上电压的电能后，由主变 压器把电压降为10kV(当有6kV高压设备时，一般再经 10／6.3kV变 压器降压；也可直接采用35／6.3kV变压器)，经10kV母线分别配电 到各车间变电所。
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• 结论： • 碰撞游离产生电弧， 热游离维持电弧。
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三、电弧的熄灭
（一）熄灭电弧的条件 去游离率>游离率 （二）熄灭电弧的去游离方式 • 正负带电质点的“复合”，重新成为中性质点 • 正负带电质点的“扩散”，使电弧区带电质点减少 （三）交流电弧的熄灭特点 交流电弧每一个周期要暂时熄灭两次，完善的灭弧装置熄 灭交流电弧一般需要几个周期，真空断路器灭弧只要半 个周期，同等条件下交流电弧比直流电弧容易熄灭。 （四）开关电器中常用的灭弧方法 速拉灭弧法、冷却灭弧法、吹弧灭弧法、长弧切短灭弧法、 粗弧切短灭弧法、狭沟灭弧法、真空灭弧法 、SF6灭弧 法。
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吹弧方式（1电弧，2触头） a)横吹 b)纵吹
电动力吹弧
磁力吹弧
1磁吹线圈，2灭弧触头，3电弧
铁磁吸弧 1电弧，2钢片
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钢灭弧栅对电弧的作用 1钢栅片，2电弧，3触头
绝缘灭弧栅对电弧的作用 1绝缘栅片，2电弧，3触头
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四、对电气触头的基本要求
• • • •
（1）满足正常负荷的发热要求 （2）具有足够的机械强度 （3）具有足够的动稳定度和热稳定度 （4）具有足够的断流能力
1.户内型 （ RN 〕 固定式 2.户外型 （ RW 〕 跌开式 RN1 主要用作高压线路和设备的短 路保 护， 也起过负荷保护。 RN2 用作高压互感器的短路保护。 RN1 、RN2灭弧能力很强，为”限流 “式熔断器。
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(一)RN1和RN2型户内高压管式熔断器（限流式）
• RN1型：主要用于高压电路和设备的短路保护（额定 电流可达100A） • RN2型：高压电压互感器一次侧短路保护 （额定电流 一般为0.5A）
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第2节 电气设备中电弧及触头
一、概述 电弧是一种强烈的电游离现象。 其特点是：光亮很强和温度很高。可烧毁触头、延长 断电时间等。（表面温度3000～4000度，弧心温度 10000度。）
二、电弧的产生
（一）产生电弧的根本原因 触头在分断电流时，触头本身及触头周围的介质中含 有大量可被游离的电子，在外加电压足够大时，产 生强烈的电游离而发生电弧。
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• 本章主要内容：工厂变配电所任务和类型 • 触头间电弧的产生和熄灭 • 变配电所一次设备结构、原理及选择 • 变配电所主接线图的分析 • 变配电所的布置、结构、安装及运行 和检修
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章节目录
• 第一节 变配电所的任务、类型及所址选择 • 第二节 电气设备中的电弧问题及对触头的 要求 • 第三节 高压一次设备 • 第四节 低压一次设备 • 第五节 电力变压器 • 第六节 电流互感器和电压互感器 • 第七节 工厂变配电所的主接线图 • 第八节 工厂变配电所的所址、布置、结构 及安装图
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二、高压熔断器(fuse，文字符号为FU)
在电路电流超过规定值并经过一定时间后，使熔体熔化 而分断电流、断开电路的一种保护电器。
熔断器的功能主要是对电路及设备进行短路保护，有的 熔断器还具有过负荷保护的功能。
高压熔断器全型号的表示和含义如下：
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熔断器的类型及特点
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第3节 高压一次设备
一、概述 1.变配电所中担负输送和分配电能任务的电路,称一次回 路或一次电路,或主电路、主接线。一次电路中所有的 设备称一次设备。 2.凡是 用来控制、指示、测量一次 设备运行的电路称二次回路（电路、接线)。二次回路 通常接在互感器的二次侧，二次电路的电气设备称二 次设备或二次元件。 • 一次设备分类： • 1)变换设备 其功能是按电力系统运行的要求改变电压 或电流、频率等，例如电力变压器、电压互感器、电 流互感器、变频机等。
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（二）产生电弧的游离方式：
• （1）热电发射：触头分断电流时，阴极表面由于大电 流收缩集中，出现炽热光 斑，触头表面电子吸收热能 发射到触头间隙，形成自由电子。 • （2）高电场发射：触头开断初，电场强度大，触头表 面电子被强行拉出。 • （3）碰撞游离：高速电子碰撞中性质点，使中性质点 变成正离子和自由电子， • 当离子浓度足够大时，介质击穿产生电弧。 • （4）热游离：电弧中心温度高达10000摄氏度，电弧 中的中性质点游离为正离子和自由电子。
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• (2)控制设备 其功能是按电力系统运行的要求来控制一 次电路的通、断，例如各种高低压开关设备。 (3)保护设备 其功能是用来对电力系统进行过电流和过电 压等的保护，例如熔断器和避雷器等。 • (4)补偿设备 其功能是用来补偿电力系统中的无功功率， 提高系统的功率因数，例如并联电容器等。 (5)成套设备 它是按一次电路接线方案的要求，将有关一 次设备及控制、指示、监测和保护一次设备的二次设备 组合为一体的电气装置，例如高压开关柜、低压配电屏、 动力和照明配电箱等。 （本节介绍一次电路中的高压熔断器、隔离开关、负荷开 关、断路器及开关柜）
第4
章 工厂变配电所及其一次系统
内容简介
变配电所的任务、类型及开关触点间电弧产 生和熄灭的基本知识 变配电所的一次 设备和主电路图 变配电所的所址选择、布置、结构、安装图 首先概述供配电系统电气设备按其功能的分 类，然后分别讲述电力变压器和互感器、高 低压开关电器、熔断器和避雷器、无功补偿 设备等的功用、结构特点、主要性能及使用 注意事项，最后介绍高低压成套配电装置的 类型和结构特点等，为后面进一步学习供配 电技术知识打下一个基础。
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第1节 工厂变配电所的任务和类型
• • • • • • • • 一、变配电所的任务 变电所：受电、变压、配电的任务 配电所：受电、配电的任务 二、变配电所的类型 工厂变电所：总降压变电所 车间变电所: 车间附设变电所 车间内变电所
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车间变电所的类型 1、2内附式，3、4外附式，5车间内式，6露天或半露天式， 7独立式，8杆上，9地下式，10楼上式