供配电系统学习讲义

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。
(3)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.低压配电电压
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。
（1） 变压器台数的确定：1~2台
①满足负荷对供电可靠性的要求,Ⅰ、Ⅱ级负荷比较 大时,选择2台主变压器。 ②季节性负荷或昼夜负荷比较大时，宜采用经济运 行方式,技术经济合理时，可设2台主变。
③三级负荷一般选择一台主变压器，如果负荷较大时， 也可选择两台主变压器。有少量Ⅰ、Ⅱ级负荷可从邻 近取得低压备用电源，可设1台主变压器。
2．车间变电所位置选择的原则
在计算得出车间总计算负荷的基础上，按分散布置 并接近负荷中心的原则确定车间变电所的位置，便于低 压电网的备用联络。同时车间变电所位置选择还要考虑： 进出线方便；靠近电源测；运输方便等。
变电所选址尽量靠近负荷中心是供电设计的一项基 本原则，可以按负荷矩法确定负荷中心。 3．负荷中心确定 负荷中心可以用负荷指示图或负荷矩的计算法近似确定。
应用场合：适用于需频繁操作及有易燃易爆危险 的场所，要求加工精度高，对其密封性能要求更 严。
3）真空断路器
利用 “真空”作为绝缘和灭弧介质。
真空断路器有落地式、悬挂式、手车式三种形式。
二、高压隔离开关
文字符号：QS
图形符号：
（3）按负荷电能矩法确定负荷中心
事实上，各负荷的工作时间不同，因而负荷中心
不可能是固定不变的，负荷中心不只是与各负荷的功 率有关， 而且与各负荷的工作时间有关，因而提出了
负荷电能矩来确定负荷中心的方法。
类似负荷功率矩法的公式，按负荷电能矩法确定 负荷中心的公式为：
式中，Pi为各负荷的有功计算负荷；Ai为各负荷的 年有功电能消耗量 ti为各负荷在同一时间内的实际工 作时间，应采用各负荷的年最大负荷利用小时。
建筑物及高层建筑物变电所是民用建筑中经常采用 的变电所形式。
①楼内建筑物变电所
高层建筑物多采用楼 内建筑物变电所，置于高 层建筑物的地下室或中间 某层；地下室和高层；地 下室、中间某层和高层。 变压器一律采用干式变压 器。铁芯和绕组都不浸在 油中称干式
②辅助建筑物变电所 与独立变电所相似，辅助建筑物变电所置于离开高
（1）负荷指示图
负荷指示图是将电力负荷按一定比例用负荷圆的形 式标示在企业或车间的平面图上。各车间的负荷圆的圆 心位于车间的负荷“重心”（负荷中心）。在负荷均匀 分布的车间，负荷中心就是车间的中心，在负荷分布不 均匀的车间内，负荷中心应偏向负荷集中的一侧。
由车间的计算负荷
得负荷圆的半径r为
式中K为负荷圆的比例（kW/mm2）,Pc为计算负荷。
3.变压器型号的选择原则
（1）在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全的 场所，应选择密闭型变压器或防腐型变压器；
（2）供电系统中没有特殊要求和民用建筑独立变电 所常采用三相油浸自冷电力变压器（S9、SL9、S10M、S11、S11-M等）；
（3）对于高层建筑、地下建筑、发电厂、化工等单 位对消防要求较高场所，宜采用干式电力变压器 （SC、 SCZ、SCL 、SG3、 SG10、 SC6等）；
5、种类和结构
1）SN10-10型高压少油断路器 SN10-10型少油断路器按断流容量分有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ型。 Ⅰ型，断流容量Soc为300MVA，Ⅱ型为500MVA；Ⅲ型为 750MVA。 油仅作灭弧介质。 2）SF6 断路器 利用SF6气体作为绝缘和灭弧介质。 SF6特点：①无色、无味、无毒且不易燃烧，在150℃ 以下时，其化学性能相当稳定。
（2） 容量： ①单台变压器容量的确定
单算台负变荷压Sc，器留其有额余定量容，量并SN考应虑能变满压足器全的部经用济电运设行备，的即计： SN = (1.15～1.4) SC
②2台变压器容量的确定 任意一台主变压器容量SN应同时满足下列两个条件： 任一台变压器单独运行时，应满足总计算负荷的 60%~70%的要求。
1.变压器的分类
（1）按绝缘介质分：油浸式；干式。
（2）按调压方式分：有载调压；无载调压 （3）按相数分：单相；三相
（4）按导线分：铜芯；铝芯 （5）按冷却方式分：自冷；风冷；强冷 （6）按用途分又可分为普通变压器和特种变压器。
2.型号及含义：
如S9-1000/10表示三相铜绕组油浸式（自冷式）变压 器，设计序号为9，容量为1000 kVA，高压绕组额定 电压为10 kV。
（2） 容量： ① 1台变压器：SN ≥ SC ② 2台变压器：SN = (0.6～0.7) SC SN ≥ SC（Ⅰ+Ⅱ） ③ 单台容量不宜超过1000KVA
计算负荷（kVA） 180 240 320 320以上
320 供电最大距离（m） 230 175 单独设变电所
例4-1 某一车间变电所（10kV/0.4 kV），总计算负 荷为1350 kVA，其中一、二级负荷680kVA。试选择变 压器的台数和容量。
二、配电电压的确定 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.高压配电电压 （1）一般情况下,优先采用10kV作厂内高压配电电压。 （2）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；
②企业规模较大，且有两个或以上的集中大负荷用电车 间群，而彼此之间相距又较远时，设立两个或两个以上 的总降压变电所。
2. 独立变电所 （6～10/0.4/0.23kV ）
设置独立变电所的原因
（1）相邻几个车间负荷大，将变电所建到某一车间不 适宜；
（2）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；
层建筑物的辅助建筑物内，变压器采用油浸式变压器。
5. 柱上（或杆上）变电所
变电器安装在室外电杆上，适用于315KVA及以下变压 器，常用于居民区、用电负荷小的用电单位。
二、变电所的位置选择
变电所的位置选择应根据选择原则 ，从安全、经济、 方便等方面来综合考虑，经技术、经济比较后确定。 1．总降压变电所位置选择的原则
（1）靠近负荷中心； （2）考虑电源的进线方向，偏向电源侧； （3）进出线方便； （4）设备运输方便； （5）不应防碍企业的发展，要考虑扩建的可能性； （6）不宜设在多尘或有腐蚀性气体的场所； （7）不应设在有剧烈震动和高温场所； （8）不应设在地势低洼和可能积水的场所； （9）不应设在有爆炸危险区域。
对室外变压器其实际容量为：
式中SN.T为变压器 的额定容量。
对室内变压器其实际容量为：
2．变压器正常过负荷 对于油浸式变压器，其允许过负荷包括以下两部分：
(1）由于昼夜负荷不均匀而考虑的过负荷,由日负 荷率和最大负荷持续时间确定； (2）由于夏季欠负荷而在冬季考虑的过负荷，夏季 每低1%，冬季可过负荷1%，但不得超过15%。
第四章 供配电系统
供配电系统主要解决：（1）供配电电压的确定； （2）变电所的配置和位置选择； （3）变压器的台数 和容量的确定；（4）变电所主接线的确定；（5）配 电方式的确定。
第一节 电压的选择 第二节 变电所位置的确定 第三节 变压器的选择 第四节 变电所主要电器设备 第五节 变电所主接线 第六节 变电所的布置和结构
（2）负荷功率矩法确定负荷中心
设有负荷P1、P2、P3，如图示。 它们在任选的直角坐标系中的坐 标分别为P1（x1，y1）、P2（x2， y2）、P3（x3，y3）。 现假设总负荷 的负荷中心位于坐标P（x，y） 处。负荷中心的坐标为：
按负荷功率矩法确定负荷中心，只考虑了各负荷 的功率和位置，而未考虑各负荷的工作时间，因而负 荷中心被认为是固定不变的。
三、变压器容量和过负荷能力 1．变压器的容量
电力变压器的额定容量，是指它在规定的环境温度 条件下，室外安装时，在规定的使用年限内（一般 规定为20年）连续输出的最大视在功率。一般规定， 如果变压器安装地点的年平均气温θ0.av≠20 ，则年平 均气温每升高 ，变压器的容量应相应减小1％。因此 变压器的实际容量应计入一个温度校正系数Kθ 。
（3）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。
3. 车间变电所 （6～10/0.4/0.23kV）
①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。
②车间内变电所
车间内变电所位于车间内的单独房间内。
4. 建筑物及高层建筑物变电所
第二节 变电所位置的确定
一、变电所的类型
变电所是接受、变换、分配电能的环节，是供配电 系统的重要组成部分。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。
1. 总降压变电所（35～110/6～10kV ）
①企业规模不太大，车间或生产厂房布局比较集中， 设一个总降压变电所 ；
解：根据车间变电所变压ຫໍສະໝຸດ 台数及容量选择要求，该 车间变电所有一、二级负荷，故宜选择两台变压器。
任一台变压器单独运行时，要满足60%~70%的负荷，即
SN=（0.6~ 0.7）×1350kV A=810kV A~945 kV A
且任一台变压器应满足SN≥680 kV A
因此，可选两台容量均为1000 kV A的变压器，具体型 号为S9-1000/10
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。