1、矿山供电,重庆大学资源与环境科学学院张仕进 2010年10月制作,第3章 供电系统电气主接线,重庆大学资源与环境科学学院,供电系统电气主接线,主要内容：围绕供配电系统，介绍电气主接线基本概念，讨论变压器台数、容量选择的原则及方法；并重点讲解变电所、配电所的电气主接线形式及电力线路的接线方法。,重庆大学资源与环境科学学院,供电系统电气主接线,主要内容：电气接线图的基本概念 电压选择 变配电所配置 变压器的选择 变配电所的电气主接线 电力线路的接线方式,重庆大学资源与环境科学学院,电气主接线的基本概念,企业供电系统：外部供电电源（35KV） 企业供电系统内部供电系统：包括总降压变电所（35KV10
2、/6KV)、总配电所、下级变电所、下级配电所、高低压配电网络、各种用电设备。变电所和配电所的区别：变电所的功能包括受电、变电、配电配电所的功能包括受电、配电,重庆大学资源与环境科学学院,电气主接线的基本概念,电气接线图：描述主要电气设备间的电气联系的示意图，包括一次接线图和二次接线图。电气接线图犹如人的骨骼，描绘了供电系统的供配电系统结构，对整个系统具有重大影响。,重庆大学资源与环境科学学院,电气主接线的基本概念,一次接线（电气主接线、一次回路）：将各主要电气设备按一定顺序连接而成的接受、传输和分配电能的总电路。 规定：一般用单线表示对称的三相，特殊时标出三相。 一次设备：一次接线中所有的电气
3、设备。,重庆大学资源与环境科学学院,电气主接线的基本概念,一次设备包括： 变换设备：变压器、互感器 控制设备：高低压开关、断路器 保护设备：熔断器、避雷器 补偿设备：并联电容器 成套设备：高低压开关柜、照明配电箱 配电线路：母线、电缆、架空线路,重庆大学资源与环境科学学院,深井供电系统图,电气主接线,地面变电所,井下中央变电所,采区变电所,工作面配电点,受电,变电,配电,重庆大学资源与环境科学学院,浅井供电系统图,电气主接线,地面变电所,采区变电所,重庆大学资源与环境科学学院,电气主接线的基本概念,二次接线（二次回路）：用来测量、控制、信号指示、保护、自动调节一次设备运行的电路，主要为一次回路
4、服务，并不直接参与电能的输送、分配。 二次设备：二次回路中所有的电气设备，包括仪表、测量元件、继电器等。 注意： 一次设备和二次设备通过互感器连接，但一般将互感器归属于一次设备。,重庆大学资源与环境科学学院,供电电压的选择,供电电压：供配电系统从电力系统取得的电源电压。（电源进线的电压等级） 供电电压等级的确定考虑三个因素： 电力部门提供的电源电压 企业负荷的大小及距离电源线路的远近 企业内部大型设备的额定电压 注意：一般情况下，大中型企业采用35KV/110KV电压等级，中小型企业采用10KV/6KV电压。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所变压器的选择,变电所的作用：受电、变电、配电变电所
5、的分类： 总降压变电所 地面变电所 车间变电所 中央变电所 独立变电所 采区变电所,重庆大学资源与环境科学学院,变电所变压器的选择,总降压变电所 作用：110KV/35KV10KV/6KV，供给车间变电所或高压用电设备设置： 中小型企业，一般负荷较集中，设置一个 大型企业，一般规模较大，存在两个或两个以上负荷用电群，可设置两个或多于两个。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所变压器的选择,车间变电所 作用：10KV/6KV380V/220V，供给用电设备设置： 车间附设变电所，优点是占用空间小 车间内变电所，处于负荷中心，损耗较小。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所变压器的选择,独立变电所 作
6、用：将10KV/6KV送到各车间应用场合： 相邻多个车间负荷相当，不适合将变电所建于某一车间内 车间环境限制（易燃、易爆）,重庆大学资源与环境科学学院,变电所变压器的选择,变压器（transformer）：是变电所的核心设备，通过它将一种电压的交流电能转换成另一种电压的交流电能，以满足输电、供电、配电或用电的需要。变压器分类： 按相数分类：有三相变压器和单相变压器。 按绕组导电材料分类：有铜绕组变压器和铝绕组变压器。 按绝缘介质分类：有油浸式变压器和干式变压器,重庆大学资源与环境科学学院,变电所变压器的选择,常用变压器的容量系列我国目前的变压器产品容量系列为R10系列，即变压器容量等级是按 为
7、倍数确定的，如：100kVA、125 kVA、160 kVA、200 kVA、250 kVA、315 kVA、500 kVA、630 kVA、800 kVA、1000 kVA、1250 kVA、1600 kVA等。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所变压器的选择,常用变压器的选择原则 尽量选择低损耗节能型，S9和S10系列 在多尘或具有腐蚀性气体的环境，选密闭型或防腐型 供电系统中没有特殊要求的，通常采用三相油浸式自冷变压器 有消防要求的，采用干式变压器 对于电压波动较大场合，采用有载调压变压器,重庆大学资源与环境科学学院,变电所变压器的选择,总降压变电所主变压器台数的确定满足用电负荷对供电可
8、靠性的要求（有一、二级负荷时，选择两台或更多） 对于季节性负荷或昼夜负荷变化较大的，采用两台主变 三级负荷一般选一台主变，但负荷较大时也可选两台。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所变压器的选择,总降压变电所主变压器容量的确定装单台变压器时，其额定容量SN应能满足全部用电设备视在计算负荷，并考虑冗余性 SN(1.151.4)Sca 装两台主变时，应满足下列条件：任意一台主变单独运行时，SN=6070%Sca任意一台主变单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要,重庆大学资源与环境科学学院,变电所变压器的选择,车间变电所变压器台数的确定当有较多一二级负荷时，装两台或两台以上变压器 当只有少量一二级
9、负荷时，也可考虑一台变压器 三级负荷一般选一台主变，但如果负荷较大，采用两台，另外，对于季节性负荷或昼夜变化较大负荷，采用两台。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所变压器的选择,车间变电所变压器容量的确定单台容量1000，主要考虑低压开关设备的断流能力及短路稳定性要求。,重庆大学资源与环境科学学院,变压器的容量及过负荷能力,变压器的额定容量在标准规定的环境温度下和使用年限内，所能连续输出的最大视在功率。 变压器的实际容量计算：一般规定，如变压器安装地点的年平均温度不等于时，则温度每升高，容量减少，每降低，则升高。,重庆大学资源与环境科学学院,变压器的容量及过负荷能力,变压器的实际容量计算：对于
10、室内变压器，由于其温度一般要高出室外8左右，可采用下列公式计算其实际容量,重庆大学资源与环境科学学院,变压器的容量及过负荷能力,变压器的正常过负荷：对于变压器，实际工作时一般不会达到计算容量，且设计时都考虑了一定冗余量，故存在过负荷潜力。 变压器的过负荷能力：指在保证变压器规定使用年限内，在较短时间内所能输出的最大容量。,重庆大学资源与环境科学学院,变压器的容量及过负荷能力,变压器的过负荷能力：指在保证变压器规定使用年限内，在较短时间内所能输出的最大容量。 变压器的过负荷潜力来自于以下部分： 昼夜负荷不均匀而考虑的过负荷 夏季欠负荷而在冬季考虑的过负荷 注意：一般规定，对于户外变压器，最大过负
11、荷不超过30%，室内不超过20%，干式变压器不考虑过负荷。,重庆大学资源与环境科学学院,变压器的容量及过负荷能力,变压器的事故过负荷能力：指在事故情况下，可允许短时较大幅度过负荷，主要考虑过负荷的大小及允许时间。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所电气主接线,变电所电气主接线：变电所的电气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电路。主要反映系统中电能接受、输送和分配的电路，是整个系统的骨架，决定着整个系统的总体结构，对整个系统具有重大影响。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所电气主接线,变
12、电所电气主接线： 安全性 必须保证在任何可能的运行方式及检修状态下运行人员及设备的安全。 可靠性 能满足各级用电负荷供电可靠性要求。 灵活性 主接线应在安全、可靠的前提下，力求接线简单运行灵活，应能适应各种可能的运行方式的要求。 经济性 在满足以上要求的条件下，力求达到最少的一次投资与最低的年运行费用最低。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所电气主接线,母线：母线（bus）实质上是主接线电路中接受和分配电能的一个电气联结点（理论上是一个等电位点），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。 使用母线的原因：在任何变电所中，总是进线少，出线多，由于进出线间须有一定的安全间
13、隙，必须采用母线装置。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所电气主接线,电力系统中通常按照母线的形式对电气主接线进行分类：单母线：简单单母线、单母线分段有母线双母线：简单双母线、双母线分段单元接线无母线 桥式接线,重庆大学资源与环境科学学院,变电所电气主接线,简单单母线接线：当只有一条进线时才考虑此种接法。 优点：接线清晰、设备少、经济性好、不易误操作。 缺点：可靠性差、灵活性差。 适用范围：三级负荷。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所电气主接线,单母线分段接线：在双电源进线时，通常考虑此种接法。 优点：可靠性、灵活性大大提高。 缺点：当母线故障时，仍然有50%的用户停电。 适用范围：一二级负
14、荷。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所电气主接线,隔离开关（QS）和断路器（QF）的区别： 隔离开关：起电气隔离作用，具有明显的断开点，不具灭弧装置，不能带负荷操作。 断路器：不具明显的断开点，具有灭弧装置，能带负荷操作。 两者一般配合使用。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所电气主接线,倒闸操作：当电气主接线从一种运行状态转换到另一种运行状态时，需要按照一定顺序对隔离开关和断路器进行接通和断开的操作。 原则：送电时，先合隔离开关，后合断路器；停电时，先分断断路器，后分断隔离开关。 。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所电气主接线,双母线接线：解决单母线分段在母线检修、故障时需停电的弊端。
15、优点：供电可靠、检修方便、运行灵活。 缺点：隔离开关数目增加，配电装置复杂。 适用范围：一二级负荷。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所电气主接线,桥式接线：主要适用于两路进线和两台变压器的降压变电所。 特点：四条回路只有三个断路器。 分类：可分为内桥接线和外桥接线。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所电气主接线,内桥接线：跨桥靠近变压器侧。 特点：灵活性好、可靠性高、线路出故障时不影响正常运行。 适用场合：一二级负荷，电源线路较长，易发生故障及停电检修，且变压器不需经常切换，无穿越功率。 穿越功率：指某一功率由一条路径流入，然后穿入跨桥，并经另一线路流出。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所
16、电气主接线,外桥接线：跨桥靠近线路侧。 特点：灵活性好、可靠性高、对变压器检修、处理方便。 适用场合：一二级负荷，电源线路较短，故障率小，且变压器负荷变动大，适用于经常需要切换的总降压变电所，有穿越功率。,重庆大学资源与环境科学学院,变电所电气主接线,线路变压器组单元接线： 特点：一条进线，一台变压器，电气设备少，可靠性低。 适用场合：适用于小容量的三级负荷、小型企业、非生产性用户。,重庆大学资源与环境科学学院,总降压变电所电 气主接线举例,高压侧多采用内桥式接线低压侧采用单母线分段接线,重庆大学资源与环境科学学院,供配电网络接线方式,供配电网络的接线方式：电源端向负荷端输送电能时采用的接线方
17、式。放射式供配电网络接线方式 树干式环形式,重庆大学资源与环境科学学院,配电网络接线方式,单回路放射式： 优点：配电线路互不影响，接线清晰，操作方便，可靠性高。 缺点：可靠性差，投资高，只能给二、三级负荷供电。,重庆大学资源与环境科学学院,配电网络接线方式,改善结构 双回路放射式： 优点：可靠性增加，可给一二级负荷供电。 缺点：投资高。,重庆大学资源与环境科学学院,配电网络接线方式,改善结构 带公共备用线放射式： 优点：可靠性增加，可给一二级负荷供电。 缺点：投资高。,重庆大学资源与环境科学学院,配电网络接线方式,单回路树干式： 优点：配电装置简单，投资小，线损小。 缺点：可靠性差，只能给三级负荷供电。,重庆大学资源与环境科学学院,配电网络接线方式,改善结构 双回路树干式： 优点：可靠性得以提高。 缺点：可给一二级负荷供电。,重庆大学资源与环境科学学院,配电网络接线方式,环形式： 优点：可靠性较高。 缺点：整定困难。,重庆大学资源与环境科学学院,本章小结：,主要内容：电气接线图的基本概念 电压选择 变配电所配置 变压器的选择 变配电所的电气主接线 电力线路的接线方式,
