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1、第 4 章变配电工程,电力系统、电能质量等基本概念；负荷分级以及对供电的要求；常见高低压开关设备；变配电所建设；变配电所施工图识图。,本章主要内容,（6 学时）,4.1 变配电工程概述,可使用大型机组，提高机组运行效率，降低发电成本，节约能源；合理利用能源，水电/火电等多种调配，提高运行经济性；减少备用机组数量，降低投资；提高系统运行稳定性，提高供电质量及可靠性。,第 4 章变配电工程,构建大电网的必要性:,我国电力发展情况,时间全国电力装机总容量建国之初 173 万 kW 1978年 5800 万 kW 1987年底突破 1 亿 kW 1995年3月突破 2 亿 kW 2005

2、年底突破 5 亿 kW（跃居世界第二位）2007年底突破 7 亿 kW 2009年底 8.74 亿 kW 2010年底 9.62 亿 kW（原预计6.8亿 kW，8.5亿 kW）预计2020年 15 亿 kW（原预计10亿 kW）,第 4 章变配电工程,我国电力结构,2010年12月底，电力装机 9.62 亿 kW中：火电 7.066 亿 kW 73.4%水电 2.134 亿 kW 22%（装机量居世界首位）（占可开发量 4.08 亿kW的 52%，发达国家占 5070%）核电 1082 万 kW 1.12%（发达国家：15%日本：34.5%）风电 4182.7万 kW 4.3%（装机居

3、世界首位）光伏发电约 25 万 kW。清洁能源占 27%以上。,第 4 章变配电工程,部分水电站建设情况,1.葛洲坝水电站 7081年建设总装机:271.5 万kW，最大单机容量：17万kW,2.二滩水电站上世纪建成的全国最大的水电站总装机:330 万kW，机组：655 万kW,3.三峡水电站于2009年全部建成，目前世界最大的水电站总装机:1820 万kW，年设计发电量847亿度机组：2670 万kW 2250万kW（26+6)70+25 万kW,第 4 章变配电工程,伟大的三峡水电站,第 4 章变配电工程,4.金沙江流域4大梯级水电站,第一级乌东德总装机：740 万kW

4、第二级白鹤滩 1250 万kW 第三级溪洛渡 1260 万kW；第四级向家坝 600 万kW；,“十一五”规划建设总装机:3850 万kW,第 4 章变配电工程,金沙江流域4大梯级水电站,雅砻江,云南,四川,第 4 章变配电工程,5.雅砻江流域大小21个梯级水电站开发规划,其中2015年以前建设：锦屏一级总装机：360 万kW；锦屏二级 440 万kW；官地 180 万kW；铜子林 45 万kW；,2025年以前完成总装机:3000 万kW,第 4 章变配电工程,雅砻江水电开发图,第 4 章变配电工程,第 4 章变配电工程,4.1.1 电力系统,电力系统,电力系统组成,第 4

5、章变配电工程,我国电网电压等级：0.38/0.22，10，35，110，220，500，（1000）kV,1kV以下低压电网 1kV以上高压电网,把各类型发电厂、变电所和电力用户联结起来，组成一个由发电、输电、变电、配电、和用户构成的整体，实现将发电厂的电能安全、可靠、优质地送给用户的系统。,第 4 章变配电工程,电网电压的概念线路平均电压,4.1.2 电力负荷的分级,分级依据：GB50052-95供配电系统设计规范。,分级原则：对供电可靠性的要求；中断供电在政治上、经济上所造成的损失或影响程度。,分级方法：,第 4 章变配电工程,4.1.3 各级负荷对供电的要求,一级负荷必须由两个独

6、立电源供电，对其中特别重要的负荷还应增设应急电源。二级负荷宜由两个回路供电，有困难时可由一回6kV及以上专线供电。三级负荷对供电电源无特殊要求。,4.1.4 电能质量（补充）,供电质量包含的内容：,年平均供电时间（或停电次数）,第 4 章变配电工程,国家标准对供电质量的有关规定：,供电可靠性与负荷等级要求一致,第 4 章变配电工程,第 4 章变配电工程,变电所分类,变电所的作用用于接受、转换、分配以及控制管理电能。,变电所主要电气设备,4.2 变电所及高低压变配电设备,4.2.1 高低压开关设备,1）高压开关设备：,第 4 章变配电工程,（1）高压断路器（QF）,结构特点及使用要求

7、有较完善的灭弧装置，灭弧能力较强，既可以在正常情况下通断负荷电流，也可以在事故情况下切断短路电流。没有可见的断开点，一般与隔离开关配合使用，保证检修安全。,第 4 章变配电工程,类型,第 4 章变配电工程,型号含义,按灭弧介质分：油/空气/六氟化硫(SF6)/真空按安装位置分：户内/户外，,（2）高压隔离开关（QS）,结构特点及使用要求没有专门灭弧装置，灭弧能力较差，不允许带负荷接通和断开回路。有明显可见的断开点。主要用于隔离高压，方便检修。,第 4 章变配电工程,型号含义,（3）高压负荷开关（QL）,结构特点及使用要求有简单的灭弧装置，有一定的灭弧能力，用于正常情况下通、断负荷电流

8、，但不能在事故情况下通、断短路电流。有明显可见的断开点，一般与熔断器配合使用，实现短路保护。,第 4 章变配电工程,型号含义,（4）高压熔断器（FU）,（5）高压开关柜（AH）,第 4 章变配电工程,类型固定式/移开式，金属封闭式/铠装式，,结构特点,常见型号固定式：GG-1A XGN2-10 KGN-10 移开式：JYN-10 KYN-10,固定封闭式高压开关柜,第 4 章变配电工程,移开高压开关柜,高压柜的“五防”装置,防止误合、误分断路器；防止带负荷分、合隔离开关；防止带电挂接地线；防止带接地线合闸；防止误入带电间隔。,第 4 章变配电工程,高压回路分合闸操作程序1：,合闸：

9、从上到下合，先合QS，再合QF；分闸：从下到上分，先分QF，再分QS。,第 4 章变配电工程,思考题：双隔离高压回路的分合闸程序？,第 4 章变配电工程,2）低压开关设备及电器,第 4 章变配电工程,（1）低压隔离开关(刀开关)（QS）,第 4 章变配电工程,（2）低压负荷开关（QL）,（3）低压熔断器,第 4 章变配电工程,熔断器特性曲线,第 4 章变配电工程,（4）交流接触器,第 4 章变配电工程,（5）热继电器,第 4 章变配电工程,（6）低压断路器,第 4 章变配电工程,低压断路器分类,第 4 章变配电工程,框架式断路器,第 4 章变配电工程,塑壳式断路器,第 4

10、章变配电工程,低压断路器型号含义:,第 4 章变配电工程,DZ20-100型低压断路器：,热脱扣器额定电流：16A，20A，32A，40A，50A，63A，80A，100A,电磁脱扣器额定电流：配电：5In 10In 电动机：8In 12In 照明：6In,第 2章室内供配电线路工程,DZ20J-100/33002,低压断路器保护特性曲线,第 4 章变配电工程,（7）漏电保护装置,第 4 章变配电工程,3）电力变压器,变压器的作用利用电磁感应原理来传递、变换交流电能。,第 4 章变配电工程,（1）变压器结构及工作原理,第 4 章变配电工程,电压变换关系：,电动势,电压方程式

11、,电压比：,第 4 章变配电工程,变压器的工作原理,电流变换关系：,磁动势：,电流比：,第 4 章变配电工程,变压器结构特点：,变压器是利用电磁感应的原理工作的，原边和副边之间无直接的电联系；原副边电压之比近似等于匝比；负载时，原副边电流之比近似等于匝比的倒数。,第 4 章变配电工程,（2）三相变压器,第 4 章变配电工程,变压器芯,第 4 章变配电工程,三相干式电力变压器,第 4 章变配电工程,第 4 章变配电工程,变压器分类油浸式：SL9 S9 S11 干式：SC9 SCL SG,（3）变压器的型号,额定电压一、二次侧的线电压。如：10/0.4kV,工程估算方法：,第 4

12、章变配电工程,额定容量电源输入端的视在功率。如：1000kVA,额定电流一、二次侧的线电流。,国家标准容量等级：50，100，160，200，250，315，400，500，630，800，1000，1250，1600，2000，2500（kVA）,变压器参数,变压器效率：,第 4 章变配电工程,Y,yn0 联结组别：,线电压之间的大小关系：,三相变压器的联接组别：,第 4 章变配电工程,D,yn11 联结组别：,线电压之间的大小关系：,2.4 变压器和电动机,配电变压器的分接头,第 4 章变配电工程,变压器选择：,型号选择单相/三相；油浸式/干式；有载调压/普通分接头，；台数确定根

13、据负荷大小、负荷特点等，技术经济比较确定；容量确定根据负荷大小、总开关电流限制、经济运行、一次投资限制、运行维护费用以及电力贴费政策等，通过技术经济比较确定。,第 4 章变配电工程,4）互感器,互感器的作用利用变压器的工作原理，将高电压、大电流转换成低电压、小电流。,扩大测量仪表的量程；使测量回路、控制回路等与高压隔离，保证运行、检修人员的安全；保护元件、仪表（利用磁滞饱和现象）；使元件、仪表规格统一，降低制造成本。,第 4 章变配电工程,（1）电流互感器（TA）,电流表结构特点：R0极小，近似短路。,第 4 章变配电工程,二次侧匝数较多，而一次侧匝数极少（一般仅为1匝）；,电流互感器的

14、结构特点：,第 4 章变配电工程,（2）电压互感器（TV）,电压表结构特点：R0极大，近似开路。,第 4 章变配电工程,一次侧匝数较多，而二次侧匝数较少；,电压互感器的结构特点：,第 4 章变配电工程,5）高低压开关设备安装,第 4 章变配电工程,高压开关设备安装,高低压配电柜安装,第 4 章变配电工程,落地式配电箱安装,第 4 章变配电工程,墙上式配电箱安装,第 4 章变配电工程,1）变电所一次接线（主结线）,第 4 章变配电工程,电气主结线图用标准的图形符号和文字符号画出的，用以描述供配电系统中受电、变电、配电情况，表示主要设备之间的连接关系，而不考虑实际位置的电路简图。,

15、4.2.2 变电所建设,主要考虑因素,第 4 章变配电工程,常用变配电系统主结线形式（高压）,（1）线路变压器组（无高压母线）,第 4 章变配电工程,（2）单母线不分段,第 4 章变配电工程,（3）单母线分段,第 4 章变配电工程,主结线图方案技术经济比较举例：,第 4 章变配电工程,变电所所址的选择原则,高压尽可能深入负荷中心；靠近电源侧；考虑设备材料搬运、维修等所需通道；考虑进出线方便；考虑污染、振动、潮湿、等环境因素；结合工程规划，适当留有发展余地。,第 4 章变配电工程,2）变电所布置,变电所布置的一般技术要求,第 4 章变配电工程,变压器室要尽量避免西晒；低压室宜紧靠变

16、压器室；变配电实的门均应向外开启；进出孔洞需防小动物进入，值班人员不能在室内吃饭；无人值班的配电室一般不需要采暖；与电气无关的管线不能穿越配电室；变压器室按一级耐火等级设计；尽量避免室内空间中存在障碍物（如柱子等）；保证安全间距、维护通道、出入口数量、设备搬运通道等；室内外地坪高差应大于150，一般200以上；露天变压器四周应设1.7米以上高度的固定围栏；,变电所布置方案举例1：,第 4 章变配电工程,变电所布置方案举例2：,第 4 章变配电工程,高层建筑变压器布置方案：,第 4 章变配电工程,第 4 章变配电工程,4.3 变电所工程图识读,电气图形符号2,第 4 章变配电工程,高压

17、供电系统图,第 4 章变配电工程,低压配电系统图,第 4 章变配电工程,第4章复习思考题：,第 4 章变配电工程,电力负荷分为几级?各级负荷对供电电源的基本要求有何不同？电能质量包含哪些内容？国家对电能质量是如何规定的？三大高压开关的结构特点、用途及使用要求上有何区别？双隔离高压回路分合闸操作程序？为什么？高压开关柜的“五防”措施指的是什么？了解低压断路器、热继电器、漏电保护器、互感器等的结构特点、用途及使用要求。变压器结构特点是什么？了解其型号含义。试计算：SL9-500/10（10/0.4kV 500kVA）配电变压器的额定电压和额定电流。常见高压主结线方式有哪些？了解变配电所布置的基本原则和技术要求。,

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