供电工程—供电系统的一次接线
供电工程复习题-翁双安
供电工程复习题—翁双安第一章1.P1 电力系统的构成包含：发电、输电、变电、配电和用电。
2.P4 电力系统运行的特点：（1）电力系统发电与用电之间的动态平衡（2）电力系统的暂态过程十分迅速 (3）电力系统的地区性特色明显(4）电力系统的影响重要3、P4 简答:对电力系统运行的要求（1）安全在电能的生产、输送、分配和使用中,应确保不发生人身和设备事故(2）可靠在电力系统的运行过程中，应避免发生供电中断，满足用户对供电可靠性的要求(3)优质就是要满足用户对电压和频率等质量的要求(4）经济降低电力系统的投资和运行费用，尽可能节约有色金属的消耗量,通过合理规划和调度，减少电能损耗,实现电力系统的经济运行。
4、P7 电力系统中性点的接地方式：电源中性点不接地，电源中性点经消弧线圈接地，电源中性点经小电阻接地和中性点直接接地.P9 电源中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，非故障相的对地电压电压升至电源相电压的√3倍，非故障相的电容电流为正常工作时的√3,而故障相的对地电容电流升至正常工作时的3倍.·中性点不接地发生单相短路时，短路电流小;·源中性点直接接地发生单相短路时，短路电流很大。
对于3-10kV电力系统中单相接地电流大于30A,20kV及以上电网中单相接地电流大于10A时，电源中性点必须采用经消弧线圈的接地方式.5、P14 三相低压配电系统分类N、TT和IT系统。
6、P18 各级电力负荷对供电电源的要求：一级负荷:由两个独立电源供电二级负荷:采用两台变压器和两回路供电三级负荷：对供电方式无特殊要求（一个回路）7、额定电压的计算：P6用电设备的额定电压=所连电网的额的电压UN发电机的额定电压UN。
G =1.05UN(UN同级电网额定电压）电力变压器的额定电压:一次绕组：与发电机或同级电网的额定电压相同,U1N.T =UN.G或U1N。
T=UN1;二次绕组：线路长：U2N.T =1.1UN.G；线路短： U2N.T=1.05UN28、输电电压等级:220/380v，380/660v,1kv，3kv，6kv，10kv，20kv，35kv,66kv，110kv，220kv，330kv，500kv，750kv. 我国最高电压等级为750kv。
供电系统的主要接线方式
1、供电系统的主要接线方式，各中接线方式的优缺点是什么？①桥式接线：采用有两回电源线路受电和装设两台变压器的桥式主接线。
桥式接线分为：外桥、内桥和全桥三种。
外桥接线对变压器的切换方便，比内桥少两组隔离开关，继电保护简单，易于过渡到全桥或单母线分段的接线，且投资少，占地面积小。
缺点是倒换线路时操作不方便，变电所一侧无线路保护。
适用于进线短而倒闸次数少的变电所，或变压器采取经济运行需要经常切换的终端变电所，以及可能发展为有穿越负荷的变电所。
内桥接线一次侧可设线路保护，倒换线路操作方便，设备投资与占地面积均较全桥少。
缺点是操作变压器和扩建成全桥或单母线分段不如外侨方便。
适用于进线距离长，变压器切换少的终端变电所。
全桥接线适应性强，对线路、变压器的操作均方便，运行灵活，且易于扩展成单母线分段式的中间变电所。
缺点是设备多，投资大，变电所占地面积大。
②线路变压器组结线：其优点是简单，设备少，基建快，投资费用低，但供电设备可靠性差。
③单母线:进出线均有短路器以及与母线相连的母线隔离开关，与负电线路的线隔离开关。
一般分为单母线不分段和单母线分段两种典型结线。
a、单母线不分段：结果简单，造价低，运行不够灵活，供电可靠性差，适用于小容量用户。
b、单母线分段的可靠性和灵活性比单母线不分段有所提高。
隔断开关分段（QS分段）—适用由双回路供电，允许短时间停电的二级负荷。
短路器分段（QF分段）—适用一级负荷较多的情况，可切断负荷和故障电流，也可在继电保护下实现自动分合闸，在其中一条路线故障或需要检修时，可以将负荷转到另外一条线路，避免全部停电，但它使电源只能通过一回路供进线供电，供电功率降低，从而使更多的用户停电。
2、无限大容量供电系统和有限大容量供电系统答：所谓无限大容量供电系统是指电源内阻抗为零，在短路过程中电源端电压恒定不变，短路电流周期分量恒定不变的供电系统。
事实上，真正无限大容量供电系统是不存在的，通常将电源内阻抗小于短路回路总阻抗10%的电源看做无限大容量供电系统。
开关柜一次接线图
与主接线有关的概念
电气主接线：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、汇集和分配电能的电路。 是电力系统的一个子系统，其作用是将电源发出的电能通过变压器 将电压升高（或降低），再通过不同的接线方式输送给用户或下级变电 所。
电气主接线图：用规定的设备文字符号和图形符号，按其实际连
通常，为了限制短路电流，简化继电保护，分 段断路器QFd处于断开状态，电源是并列运行。为 分段单母线接线
了防止因电源断开而引起的停电，在QFd上装设备用 电源自动投入装置。
电气主接线的基本接线形式单母 Nhomakorabea接线分段单母线接线
2.特点 优点：接线简单，操作方便，调度方便 分段母线及其所连接的设备检修或故障，只影响一段 母线及所连接的回路停电，可靠性稍高于单母线。 缺点：对重要负荷必须采用接在不同母线段上的两条出线同时供 电，接线复杂，可靠性受到限制 3.分段的数目 取决于电源数量和功率。段数分得越多故障时停电范围越小，但 同时所用断路器等设 备也增多，且运行也越复杂。通常2～3段为宜，为减少母线故障 的影响范围，应尽可能使一段母线上的电源功率与出线功率之和相等。 4.适用范围 这种方式适用于Ⅲ类负荷，当采用接在不同母线段上的两条出线同 时供电时，能够应用于Ⅰ、Ⅱ 类负荷。
电气主接线
双母线接线
无母线接线
单元接线
多角形接线
电气主接线的基本接线形式
单母线接线
（一）单母线接线
1.不分段单母线接线
1.断路器QF:用来接通或切断电路 隔离开关QS:检修断路器时，形成一个明显的断口 母线隔离开关:紧靠母线的隔离开关QS1、QS3 出线隔离开关:靠近线路的隔离开关QS2 接地隔离开关QE:检修出线时闭合，代替安全接地线 的作用. 此外:为防止误操作，除严格执行操作规程外，在隔 离开关和相应的断路器之间，应加装电磁闭锁或机 械闭锁。 2.运行操作时的顺序 1）送电时：先合上隔离开关QS1、QS2和QS3，然 后再闭合断路器QF 2）断电时：先跳开断路器QF然后再拉开隔离开关 QS1、QS2和QS3。
某城市供暖 一次配电系统及接线图设计
电力工程第17次课电气主接线的基本接线形式(第一部分)
（3）电能损耗少 在发电厂或变电站中，正常运行时， 电能损耗主要来自变压器，应该合理选 择变压器的型式、容量和台数，尽量避 免两次变压而增加电能的损耗。
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二、主接线的基本接线形式
主接线的基本形式，就是主要电气 设备常用的几种连接方式。概括地可以 分为两大类：有母线的接线形式和无母 线的接线形式。
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（三）经济性 在设计主接线的时候，主要矛盾往往 发生在可靠性和经济性之间。欲使主接 线 、灵活，必然需要选用高质量的设 备和现代化的自动装置，从而导致投资 费用的增加。（这就如同生活中追求时 尚是一样的，必然导致花消费用的增加） 因此，主接线的设计应在满足可靠性和 灵活性的前提下作到经济合理。一般应 该从以下几个方面考虑。
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发电厂和变电站电气主接线的基本环节 是电源（发电机和变压器）、母线和出线。 各个发电厂或变电站的出线回路数和电源数 不同，而且每路出线传输的功率也不一样。 在进出线回数超过4回时，为了便于电能的汇 集和分配，采用母线作为中间环节，可以使 得接线简单清晰，运行方便，有利于安装和 扩建。但是有了母线，配电装置占地面积较 大，使得断路器等设备增加。无母线的接线 方式使用开关较少，占地面积少，适用于进 出线回路少，不再扩建和发展的发电厂和变 电站。现在无母线的变电站和发电厂很少了， 所以我们主要介绍有母线的主接线形式。
5
（2）发电厂和变电站运行方式和负 荷性质 电力负荷复杂多样，我们家用电器 属于基本负荷，相对来说可靠性要求就 低一些，但是某些企业，例如钢铁企业、 军事部门等属于重要负荷，对可靠性的 要求就相当高，一旦发生停电事故，将 有不可估量的损失。
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（二）灵活性 电气主接线应该能够适应各种运行状态， 并能灵活进行运行方式的转换。不仅正常运 行时能安全可靠地供电，而且在电力系统故 障或电气设备检修以及故障的时候，也能适 应调度的要求，并能灵活、简便、迅速地倒 换运行方式，使得停电时间最短，影响范围 最小。根据电力系统的发展需要，往往对已 经投产的发电厂或变电站还需要加以扩建。 所以在设计主接线的时候应该留有扩建的余 地。
电气一次主接线图讲解和分析剖析
为了减少设备，节省投资，也可以采用下列的接线方式：
图2-4分段断路器兼作旁路断路器的接线
图2-5旁路断路器兼作分段断路器的接线
有汇流母线 ——双母线 不分段双母线接线
不分段双母线接线有三种运行方式： 第一种是所有电源和出线回路都连接在同一组 母线上，另一组母线作为备用； 第二种是电源和出线回路均匀的连接在两组不 同母线上，母联断路器断开； 第三种是电源和出线回路均匀的连接在两组不 同母线上，母联断路器接通。
不分段单母线接线的优点是：接线简单、操作方便、 设备少、经济性好；并且，母线便于向两端延伸，扩建方 便。 缺点是（1）可靠性差。出现回路的断路器进行检修 时，该回路要停电，直至断路器修好，也可能是长期停电； 母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工 作，也就是造成全厂或全所长期停电。 （2）调度不方便。电源只能并列运行，不能分列运行。 并且线路侧发生短路时，有较大的电流。
一台半断路器接线
图示为一台半断路器接线图，每一个 回路经一台断路器接至一组母线，分别接 在两组母线上的两条回路之间装有一台半 联络断路器，在两组母线之间形成一个三 台断路器构成的“断路器串”平均每条回 路一台半断路器，所以称一台半断路器接 线，又称二分之三接线。 正常运行时，两组母线同时运行。任 一组母线或断路器要检修时，只要断开相 连接的隔离开关就可进行，各条回路仍正 常工作。有一条母线发生故障时，与它相 连的断路器都会自动跳开，而不会引起任 何回路停电。
有汇流母线 ——分段双母线接线
图2-7 分段 双母 线接 线
采用分段双母线接线可以减小母线故障的停电范 围，图示。Ⅰ段和Ⅱ段工作母线各自用母联断路器与备 用母线相连，电源和出线回路均匀的分布在两段工作母 线上。 分段双母线接线的可靠性比不分段双母线接线高， 当一段母线发生故障时，在继电器保护下，分段断路器 会自动跳开，然后，故障母线所连的电源回路的断路器 也跳开，即该段故障母线上所连的出线回路停电，这时， 只需将故障母线所连的电源回路和出线回路切换到备用 母线上，即可恢复正常供电，这样就只是部分短时停电， 而不是全部短时停电。
供电工程复习
第一章绪论1.电力系统的构成：电力系统是发电、输电及配电的所有装置和设备的组合。
它由不同类型的发电厂(站)、各种电压等级的电力网及广大用户组成，形成发电、输电、变电、配电和用电的统一整体。
2.变电站：接受电能、改变电能、分配电能。
配电所：接受电能、分配电能。
3.电力系统运行的特点与要求：电力系统运行的特点：①电力系统必须保持电能的生产、输送、分配和使用处于一种平衡状态。
②电力系统的暂态过程十分迅速。
③电力系统的地区性特色明显。
④随着社会的进步和电气化的提高，电能对国民经济和人民生活具有重要影响。
对电力系统运行的要求：安全、可靠、优质、经济。
（顺序不可以乱）4.电力系统的电压传输：线路传输功率越大，传输距离越远，则所选择的电压等级也应越高。
5.电力系统的中性点接地方式：中性点不接地、中性点经消弧线圈接地、中性点经阻抗（电阻）接地和中性点直接接地。
中性点不接地系统：系统发生单相接地故障时，非故障相的对地电压升至电源相电压的3倍，非故障相的电容电流为正常工作时的3倍，而故障相的对地电容电流将升至正常工作时的3倍。
优点：可靠性高。
缺点：成本高（绝缘）。
中性点经消弧线圈接地系统：为减少正常工作时中性点的位移，消弧线圈一般工作在略过补偿状态。
中性点直接接地系统：优点：绝缘成本低，防止超高压系统发生接地故障后引起的过电压。
缺点：可靠性不高。
6.系统接地的形式：低压配电系统的接地形式有TN系统、TT系统和IT系统。
TN系统：①TN-S系统：整个系统中，全部采用单独的保护导体。
②TN-C系统：在整个系统中，中性导体的功能与保护导体的功能合并在一根导体中（PEN导体）。
③TN-C-S系统：TN-C-S系统自电源到建筑物内电气装置采用较经济的TN-C型式，对安全要求较高及抗电磁干扰要求较高的建筑物内采用TN-S型式。
各类TN系统不宜用于路灯、施工现场、农业用电等无等位联络的户外场所。
7.用电负荷分级：一级负荷、二级负荷、三级负荷。
电力工程基础课件——电气主接线
有汇流母线-单母线接线
优点：简单清晰、设备少、投资小、运行操作方便， 且有利于扩建 。
缺点是：可靠性和灵活性较差 。 应用： 6～10kV配电装置的出线回路数不超过5回； 35～63kV配电装置的出线回路数不超过3回； 110～220kV配电装置的出线回路数不超过2回。 改进： 单母线分段接线 单母线带旁路接线
间隙击穿。
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屋内配电装置安全净距
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屋外配电装置安全净距
60
屋内配电装置安全净距
屋内配电装置的布置应注意：
1、同一回路的电器和导体应布置在一 个间隔内；2、尽量将电源进线布置在 每段的中部；3、较重设备布置在下层； 4、充分利用间隔空间；5、布置对称， 便于操作；6、易于扩建；7、要有必要 的操作通道、维护通道防爆通道；
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三、配电网的接线方式— 放射式接线
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三、配电网的接线方式— 树干式接线
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第五节 低压配电网接线方式
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一、低压放射式接线
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一、低压树干接线
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一、低压混合式接线
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一、低压链式接线
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一、低压链式接线
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第六节 工厂供电系统的主接线
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工厂供电系统结构图
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10kV变电所电气主接线典型方案 -路外供电源
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一、架空线路的结构
优点： 设备简单，建设低；露置在空气中， 易于检修与维护；利用空气绝缘，建 造较为容易。 缺点： 容易遭受雷击和风雨冰雪等自然灾害 的侵袭；需要大片土地作为出线走廊 ；对交通、建筑、市容和人身安全有 影响。
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二、电缆线路的结构
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二、电缆线路的结构
优点： 占地少；整齐美观；受气候条件和周围 环境的影响小；传输性能稳定，故障少， 供电可靠性高；维护工作量少。 缺点：电缆线路的投资大；线路不易变 动；寻测故障点难，检修费用大；电缆 终端的制作工艺要求复杂。
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第一节 概述 第二节 电力变压器选择
（重点）
第三节 电气主接线基本形式
（重点）
第四节 变配电所电气主接线典型方案 （重点/难点）
第五节 高低压配电网接线
（重点）
第六节 变配电所的类型与布置
第七节 供电方案的技术经济指标
第一节 概述
一、一次接线的概念
一次接线是指由电力变压器、各种开关电器及配电线路， 按一定顺序连接而成的表示电能输送和分配路线的电路，亦称 主电路。
联结 组别
35～110/10.5kV总降压变压器为Y,d11。 10/0.4kV配电变压器一般为 Y,yno或D,yn11。
续上页
ABC
UA UAB
UA=UAB UC
UC
UB
Ua Uab
UB Ua Uab
Uc
Ub
Uc
Ub
a bc n
Y,yno联接绕组接线图及相量图
a bc n
D,yn11联接绕组接线图及相量图
每 台 变 压 器 容 量 SNT≈0.7×1565kVA≈1096kVA， 且 SNT≥783kVA，因此初选每台变压器容量为1000kVA。
三、电力变压器的过负荷能力 （一）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。 2）由于夏季欠负荷而在冬季考虑的过负荷。
出线1
出线2
出线3双母线接ຫໍສະໝຸດ 图出线4二、无母线的主接线 1. 线路－变压器组单元接线
特点: 接线简单， 设备少， 经济性好， 适于只有 一台主变 压器的小 型变电所。
电 源 电 源 电 源 电 源
Q S Q L Q F F U
Q L Q F U
a ） b ） c ） d ）
图1 线路－变压器组单元接线
第三节 电气主接线基本形式
一、有母线的主接线 母线----汇集电
能和分配电能
1.单母线接线
特点：电源进线和所 有引出线都连接于同 一组母线WB上。
电源
QF
QS 母线WB
QS QF
出线1 出线2 出线3
图a 一路电源
出线4
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优缺点： 简单、清晰、设 备少；但可靠性 与灵活性不高。
应用： 一般供三级负荷， 两路电源进线的 单母线可供二级 负荷。
第二节 电力变压器的选择
一、电力变压器的型式选择
电力变压器型式选择是指确定变压器的相数、调压方式、 绕组型式、绝缘及冷却方式、联结组别等，并应优先选用技术 先进、高效节能、免维护的新产品。
绝缘与 油浸式 如S9、S9-M、S11型等，一般为自冷式。 冷却方式 干 式 如SCB10、SG10型等 ，可带风机冷却。
QS1 QS1
QF1 QF1
能实现
QS3
电源线 路和变 压器的 QS5 充分利
用。
T1
QS3 QF3 QS5
T1
电源2 电源2
QS2 QS2 QF2 QF2
QS4 QS4 QF3
QS6 QS6
T2
T2
电源1 电源1
电源2 电源
QS1 QS1
QS2
QF3 QF3
QS3 QS3 QF1 QF1
QS4 QF2
SNT≈0.7Sc 且 SNT≥Sc（Ⅰ+ Ⅱ） 容量还应满足大型电动机及其它冲击负荷的起动要求。
一般单台车间变容量不宜大于1250kVA。
例5-1
例5-1 某工业企业拟建造一座10/0.38kV变电所，所址设在厂房 建筑内。已知总计算负荷为1800kVA，其中一、二级负荷900kVA，
COSφ＝0.8。试初选其主变压器的型式、台数和容量。
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正常运行时， 两路电源及主变压 器同时工作，变压 器二次侧母联断路 器QF3断开运行。
双回线路－ 变压器组单元接 线可供一、二级 负荷。
电源1 QS QF
T1
电源2 QS QF
T2
QF1
QF3
QF2
QS1 WB1
QS2 WB2
图2 双回线路－变压器组单元接线
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电源1 电源1
2.桥式
接线
解 1.选择变压器型式
选用SCB10型10/0.4kV电力变压器。无载调压，分接头±5%， 联接组别Dyn11，带风机冷却并配置温控仪自动控制，带IP20防 护外壳。
2.选择变压器台数 因有较多的一、二级负荷，故初选两台主变压器。
3.选择每台变压器的容量 无 功 补 偿 后 的 总 计 算 负 荷 Sc＝1800kVA×0.8／0.92＝ 1565kVA，其中Sc（Ⅰ＋Ⅱ）＝900kVA×0.8／0.92＝783kVA。
工作电源
联锁
QF1
备用电源 QF2
QS1 母线WB
QS
QS2
QF
出线1 出线2 出线3 出线4
图b 两路电源一用一备
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2. 单母线分段接线
电源1
电源2
①两路 电源一用一 备时，分段 断路器接通 运行。
②两路 电源同时工 作互为备用 时，分段断 路器则断开 运行。
WB1
QF1 QF3
QS1
QS
QF
以上两部分过负荷可以同时考虑，但是，对室内变压器，过 负荷不得超过20％；对室外变压器，过负荷不得超过30％。
干式电力变压器一般不考虑正常过负荷。 （二）事故过负荷
电力变压器在事故情况下（例如并列运行的两台变压器因 故障切除一台时），允许短时间较大幅度地过负荷运行，而不 论故障前负荷情况如何，但运行时间不得超过规定时间。
一次接线常用一次接线图（主电路图）表示，它是一种 采用国标符号绘制的功能性简图。一般绘制成单线图。
二、对一次接线的要求
安全 包括设备安全及人身安全。
可靠 一次接线应符合一、二级负荷对供电可靠性的要求
基本 要求
灵活 用最少的切换来适应各种不同的运行方式，检修时
操作简便，能适应发展，便于扩建。
经济 做到接线简化、投资省、占地少、运行费用低。
D,yn11联接的优点：①有利于单相接地故障的切除； ②有利于抑制零序谐波； ③单相负载能力强。
二、电力变压器的台数与容量选择 （一）台数的选择
考虑因素：①供电可靠性要求
②负荷变化与经济运行 ③集中负荷容量大小 （二）容量的选择 保证负荷 的正常运行
①对单台变压器 满足条件 ： SNT>SC （应留有10～20％余量） ②对两台变压器（一般为等容量，互为备用）满足条件：
QF2
QS2 WB2 QS
QF
出线1 出线2 出线3
出线4 出线5 出线6
供一级负荷 单母线分段接线图
续上页
3. 双母线接线
特点：
每个回路经 断路器和两 组隔离开关 分别接到两 组母线上。
电源1 QF1
电源2
QF3
QF2
WB1 WB2
应用：
用于有大量 一、二级负 荷的大型变 配电所。
QF
QF
QF
QF