高速公路收费供配电系统原理与操作

供配电系统基础知识
• 电力系统的基本概念 电能是国民经济各部门和社会生活中的主要能源和动力，是应用非 常广泛的二次能源（一次能源是指直接取自自然界没有经过加工转换的 各种能量和资源，由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品，称为 二次能源）。电能可以比较浓郁地从其他形式的能量转换而得，又能很 方便地转变成其他形式的能量，并可以很经济地远距离传输。电能的控 制、分配、测量都很方便。建筑物所需电能由电力系统提供，由于发电 厂距离用户较远，需要通过输电线路和变电所中间环节，才能把电力输 送给用户。同时，为了提高供电的可靠性和实现经济运行，常将许多的 发电厂和电力网连接在一起并联运行。所谓电力系统就是由各种电压等 级的输电线路将发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电 、变电、配电和用电的整体。
高压开关柜
• 作用：指用于电力系统发电、 输电、配电、电能转换和消耗 中起通断、控制或保护等作用， 主要包括高压断路器、高压隔 离开关与接地开关、高压负荷 开关、高压操作构、等部件组 成。（10KV绝缘环网柜） • 操作方法 合闸：转动接地开关断开--转动 储能开关储能--按绿色按钮合闸。 分闸：按红色按钮分闸--转动接 地开关合闸。 只有部分收费站设计配备该设 备。
供配电系统基础知识
建筑中由于安装了大量的用电设备，电能消耗量大，为了接受和使 用来自电网的电能，内部需要一个供配电系统，该系统由高压供配电系 统、低压供配电系统、变配电所和用电设备组成。通常电源进线电压多 采用10KV，电能先经过高压配电所，再由高压配电所将电能分送给各终 端变电所。经配电变压器将10KV高压降为一般用电设备所需的电压（ 220/380V），然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备使用。
高速公路收费供配电系统介绍
潘明兴
江西方兴科技有限公司
课程目标
• 了解收费供配电系统原理及构成 • 了解收费供配电系统设备的组成 • 掌握万用表、钳形表的使用及实践操作
收费供配电系统
• 供配电系统原理及构成 • 供配电系统设备组成
• 仪表使用及实践操作
供配电系统原理及构成
• 供配电系统基础知识
• 收费站供配电系统原理及构成
• 变电房、UPS配电房、广场配电箱、岗亭配电介绍。
收费站供配电系统构成图
变电房
• 低压开关柜、发电机、变压器 、稳压器、配电箱等是收费站 所有电源的来源地。
UPS配电房
• 一般我们现在新收费站一进去 UPS配电房可以看见两台UPS、 一台稳压器（有些放在变电房 中）、三个配电箱功能分别是 ：稳压器输出配电箱、UPS供电 配电箱、监控室供电配电箱。
供配电系统基础知识
电力系统示意图
供配电系统基础知识
（1）电网 电力系统中各电压等级的电力线路及其联系的变电所称为电网。电 网通常分为输电网和配电网两大部分。由35KV以上的输电线路和与其相 连接的变电所组成的称为输电网，其作用是将电力输送到各个地区或直 接供给大型用户。35KV以下的输电线路称为配电网，其作用是直接供给 用户。 （2）变电所 将来自电网的电源经变压器变换成另一电压等级后，再由配电线路 送至各变电所或直接供给用户的电能供配电厂所称为变电所。 （3）配电所 引入电源不经过变压器变换，直接以同等级电压重新分配给各配电 所或供给各用电设备的场所称为配电所。
• L、N、PE分别表示火线、零线 、地线。
• 电流计算方法 • 单相：P（功率）=U（电压）I （电流）； • 三相：P（功率）=1.732（根号 3的近似值）U（电压）I（电流 ）（功率因素一般取0.58）公 式是P=UI。单相就是 1000/220=4.5三相就是 1000/380=2.6,一般估算就是单 相1KW是4A，三相1KW是2A
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（3）合闸的时候操作顺序拉闸时相反，先合迎风边相，再合背风的边相，最 后合上中间相
跌落保险的操作顺序及方法
• （4）正常的操作： 停电操作：先中间后两边。 送电操作：先两边后中间。 有风时的操作： 停电操作：先中间相，然后背风相，最后迎风相。 送电操 作：先迎风相，然后背风相，最后中间相。 停电时先拉中间相的原因主要 是考虑到中相切断时的电流要小于边相（电路一部分负荷转由两相承担）， 因而电弧小，对两边相无危险。操作第二相（边相）跌落式熔断器时，电流 较大。而此时中相已拉开，零两个跌落式熔断器相距较远，可防止电弧拉长 造成相间短路。遇到大风时，要按先拉中间相，再拉背风相，最后拉迎风相 的顺序进行停电。送电时则先合迎风相，再合背风相，最后合中间相，这样 可以防止风吹电弧造成短路
供配电系统基础知识
电力配电系统示意图
供配电系统基础知识
• 高低压定义 • 根据IEC60038 / GB10056标准 低压：1000V以下 中压：10kV, 20kV, 35kV 高压/超高压：110kV, 220kV, 330kV, 500kV • 单相、二相、三相区别 单相 是220伏电压。相线对零线间的 电压。两相的是相线的A和B或C ，之间的相电压是380，常见的 用电器是380的电焊机。三相的 是A.B.C之间的380V的相间电压 ，用电器是三相电380V的电机 或设备。
跌落保险的操作顺序及方法
• （1）操作时由两人进行(一人监护，一人操作)，但必须戴经试验合格的绝缘 手套，穿绝缘靴、戴护目眼镜，使用电压等级相匹配的合格绝缘棒操作，在 雷电或者大雨的气候下禁止操作。 （2）在拉闸操作时，一般规定为先拉断中间相，再拉背风的边相，最后拉断 迎风的边相。这是因为配电变压器由三相运行改为两相运行，拉断中间相时 所产生的电弧火花最小，不致造成相间短路。其次是拉断背风边相，因为中 间相已被拉开，背风边相与迎风边相的距离增加了一倍，即使有过电压产生 ，造成相间短路的可能性也很小。最后拉断迎风边相时，仅有对地的电容电 流，产生的电火花则已很轻微。
变压器
• 主要功能：电压变换、电流变 换、阻抗变换、隔离、稳压（ 磁饱和变压器）等。 • 10KV输入380V输出给低压开关 柜 • 一次侧电压对于变电站来说就 是输入端的电压。二次侧就是 输出端的电压。 • 三相：A 黄 B绿 C红 火线 N 淡蓝 零线 PE 黄蓝 地线 按冷却方式分： 油浸式变压器与干式变压器
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高压跌落式熔断器
• 用途：跌落式熔断器适用于频率为
50HZ、额定电压为35KV及以下的 电力系统中，装在配电变压器高压 侧或配电之干线路上。主要功能有 对保护性能要求不高的地方，它可 以与隔离开关配合使用，代替自动 空气开关；还可以与负荷开关配合 使用，代替价格高昂的断路器。同 时还具有短路保护、过载及隔离电 路
供配电系统基础知识
收费站供配电系统原理
企业供配电是整个电力系统的重要组成部分，它是在企业内部接受、 变换、分配和消耗的供配电系统。企业供配电系统主要分为两部分组成 ：外部电源系统（比如架空10KV线路），内部变配电系统（指从企业总 降压变、配电所到用电设备的所有配电系统）。
• 收费站供配电系统构成 10KV—跌落式熔断器—高压柜—变压器—低压开关柜—稳压器— 柴油发电机组 UPS—广场配电箱—岗亭配电。 小型汽油发电机
三相四线制
• 三相线线制及线序颜色在低压配电网中，输电线路一般采用三相四 线制，其中三条线路分别代表A,B,C三相，另一条是中性线N（区别 于零线，在进入用户的单相输电线路中，有两条线，一条我们称为 火线，另一条我们称为零线，零线正常情况下要通过电流以构成单 相线路中电流的回路，而三相系统中，三相自成回路，正常情况下 中性线是无电流的），故称三相四线制；在380V低压配电网中为了 从380V相间电压中获得220V线间电压而设N线，有的场合也可以用 来进行零序电流检测，以便进行三相供电平衡的监控。
三相五线制
• 三相五线制是指A、B、C、N和PE线 ，其中，PE线是保护地线，也叫安全线， 是专门用于接到诸如设备外壳等保证用电 安全之用的。PE线在供电变压器侧和N线 接到一起，但进入用户侧后约不能当作零 线使用，否则，发生混乱后就与三相四线 制无异了。由于这种混乱容易让人丧失警 惕，可能在实际中更加容易发生触电事故 。不论N线还是PE线，在用户侧都要采用 重复接地，以提高可靠性。重复接地只是 重复接地，它只能在接地点或靠近接地的 位置接到一起，但绝不表明可以在任意位 置特别是户内可以接到一起。应用中最好 使用标准/规范的导线颜色： A黄、B绿、 C红、N淡蓝、PE线用黄绿色。
广场配电箱：市电配电箱
• 市电配电箱：主要负责给广场 照明、岗亭空调等除收费机电 设备以外的设备供电。
广场配电箱：UPS电源配电箱
• UPS电源配电箱：负责给收费系 统机电设备供电，如车道控制 器、工控机、自动发卡机、挡 车器、费显等等。 • UPS配电箱电源由两台UPS供电 供给，一台给奇数车道供电， 一台给偶数车道供电，其中一 台UPS故障的情况下能保障收费 系统正常工作。
岗亭配电
• 岗亭配电：UPS电源、市电电源 各一组。 • 特别注意： UPS电源除给收费机电设备供 电以外禁止给其它设备供电或临时 用电，否则会给收费系统造成影响 ，严重的情况可能会损坏收费系统 电气装置的中性点、电气设备的外露导 电部分和装置外导电部分经由导体与大地相连。可以分为 工作接地、防雷接地和保护接地。 • 工作接地是指工作需要而设置的接地点，如：变压器中性 点接地。 保护接地是指为了人员防护而设置的接地点，如 ：电气设备的外壳接地。 防雷接地是指为了消除雷击伤害 而设置的接地点 ，如：防雷器接地。防雷接地电阻≤10， Ω 联合接地电阻≤1Ω ，外场保护接地≤4Ω
供配电系统设备组成
• 高压跌落式熔断器 • 高压开关柜 • 变压器 • 低压开关柜 • UPS • 稳压器 • 发电机（柴油、汽油）
高压跌落式熔断器
• 组成：跌落式熔断器由绝缘支座、
动静触头、熔丝管三部分组成。静 触头安装在绝缘支座两端，熔丝管 由内层的消弧管和外层的酚醛纸管 或环氧玻璃纤维布管组成。 原理：跌落式熔断器在正常运行时 ，熔丝管借助熔丝张紧后形成闭合 位置。当系统发生故障时，故障电 流使熔丝迅速熔断，并行成电弧， 消弧管受电弧灼热，分解出大量气 体，使管内形成很高的压力，并沿 管道强烈纵吹，电弧迅速被拉长而 熄灭。熔丝熔断后，下部静触头失 去张力而下翻，使缩紧机构释放熔 丝管，熔丝管跌落形成明显的开断 位置。