电气供配电设计基础.ppt

1、供配电设计基础 范铭印 目 录1、工厂供配电系统概述2、供电网路的结构3、电压的选择4、变电所位置和容量的选择，变压器容量和数量的选择5、总降压变电所、配电所、车间变电所的接线方式6、厂区内部的接线方式7、方案比较的主要内容和比较方法划划1 1、工厂供配电系统概述、工厂供配电系统概述 工厂供电（Power Supply）,就是工厂所需的电能的供应和分配，亦称工厂配电。是电力系统的主要组成部分，它是电能的主要用户。工厂供电的基本要求：安全：在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。可靠：应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。优质：应满足电能用户对电压和频率等电能质量的要求。经

2、济：就是供电系统的投资要少，运行的费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。划划2 2、供电网路的结构、供电网路的结构 架空线和电缆是用得最普遍的两种户外网路的结构。架空线和电缆的优缺点比较：架空线设备简单、造价低。电缆与架空线比较，它的造价约为架空线的四倍；架空线裸置空中，依靠定期巡线便能及时发现缺陷，有故障时易于检修和维护。电缆线路埋设在地下，不易发现缺陷，有故障时较难寻找，修复的工作量大。架空线主要利用空气绝缘，建造比较容易，这一优点在超高压线路上尤为明显。单这对工厂的网路来说意义不大。架空线需占用一定的空间，它的对地高度及临近建筑物距离都根据电压的高低由明确的规定，工厂的厂区

3、生产厂房密集，人员较多，运输频繁，加之负荷分散，采用架空线时，线路纵横交错，占地面积较大。划划 架空线影响厂区的美化。因此，综上所述的情况来看，厂区工厂供电多采用电缆线路。架空线的主要构成部分是包括避雷线在内的导线、杆塔、绝缘子和用来作为连接、防震及保护用的金具。由于电缆的导体和绝缘部分都在一个整体中，因此，电缆线路的结构问题实际上就成了电缆的敷设问题。户外电缆的敷设主要有三种：u最常用、经济的类型就是把电缆直接埋入地下；u电缆数量较多或是容易受到外界损伤的场所，电缆应敷设在埋入地下的排管中；u如果平行敷设的电缆较多时，可将电缆敷设在隧道中。当电缆的数量超过30根时，修建隧道往往是经济的。划划

4、3 3、电压的选择、电压的选择（1）供电电压的选择 一般说来，提高供电电压能减少电能损耗，提高电压质量，节约有色金属，但却增加了线路设设备的投资费用。负荷大小和距离电源远近对供电电压的选择有很大关系。某一供电电压，必然有它所对应的最合理的供电容量和供电距离。如果导线的截面积是按照电流的经济密度选择的，根据计算证明：当电压一定时，能量损耗与有色金属的消耗量和负荷距离成正比。根据不同电压推荐的输送容量和输送距离列表如下：划划 额定电压（额定电压（kv）传输方式传输方式输送功率输送功率(kw)(kw)输送距离输送距离(km)(km)0.22架空线500.150.22电缆1000.20.38架空线10

5、00.250.38电缆1750.353架空线1001000316架空线20001036电缆3000810架空线300015510电缆50001035架空线200010000502060架空线35003000010030110架空线100005000015050220架空线100000500000200300划划供电电压还与以下因数有关:导线截面的大小；工厂的生产班次和负荷曲线的均衡程度；负荷的功率因数；电价制度；折旧等费用在设计时占投资额的百分比；国家规定的还本年限；是否有大型用电设备等。根据上述这些复杂的条件，选择供电电压显然不可能用一个简单的公式就完满地概括。但是，有一点却是很明显的，那就

6、是在设计时尽量减少中间变压等级，就会取得较好的经济效益。本地区的原有电压对工厂供电电压的选择起了及严格的限制作用。其实工厂能够自己比较和决定的可能性不大。划划（2）工厂厂区高压配电电压的选择 工厂厂区高压配电电压一般为610kV。3kV电压太低，作为配电电压不经济，基本上已经不再采用了。主要设备、元器件与电压之间的关系如下：感应电动机的额定电压愈低，其效率愈高，且价格也较低。同容量的感应电动机用于380V时，较用于3kV时效率约高1%；同容量的感应电动机用于3kV时，较用于6kV时效率约高1%；同容量的感应电动机用于6kV时，较用于10kV时效率及价格大致相等。同容量的变压器在6、10kV时，

7、效率与价格相同，35kV的变压器较6、10kV的变压器贵2030%。传输相同的功率（500kVA以上），10kV线路比6kV线路，节省有色金属约40%。这两种电压的线路设计中，除投资占较小部分的绝缘子有所不同外，其他相差无几。因此，全部线路由于导线截面的减小，将会节约投资费用。如果用电缆送电，额定电压愈高，价格也愈高，但6、10kV差别很小。从传输功率来看，它与电压成正比，故用电缆在厂区内配电时，10kV较6kV的费用便宜得多。在传输相同功率的条件下，10kV可以减少配电线路的回路数，从而可以使配变电所及网路的接线简化。额定电压为6、10kV的开关设备，其价格主要是根据其切断容量及流过短路电流

8、时的稳定程度而定。当切断容量相同时，价格相差不大。但如果把开关设备的电压由10kV增至35kV时，价格将会较显著地增加。如果导线的电流密度相同，则10kV比6kV线路功率损失约少40%，电压损耗也越少40%。根据以上条件分析，工厂内选用10kV高压配电的优点较多。一般接近农村的电网都属于10kV的电网，获得作为第二备用电源的可能性较大。过去10kV的电动机一般最低的额定功率只能够做到2000kW，而2002000kW之间的高压电机只能够选用6kV和3kV两种电机。但是现在10kV的高压电机也能做到132kW的容量。因此，是否采用10kV的电压供电，还需要经过技术经济比较才能决定。为了简化供电系

9、统，减少投资费和电能损失，近些年来不少采用供电和厂区配电电压合一的高压线深入负荷中心的供电方式，这种方式就是把35kV110kV，甚至是220kV的供电电压直接送入工厂内部。对于大型，厂区面积较大的工厂，在负荷较大且集中的地方，直接采用高压线引至负荷中心。降价到610kV，这样的做法，就等于把降压变电所分散，从而减少了610kV的配电网，取消了中转传送的环节，经济效益比较明显。划划 而对于那些中、小型工厂，如果没有大容量的用电设备，35110kV的高压线深入厂区后，在车间直接用35110kV/0.4kV的变压器向车间内部供电，不需要建设总降压变电所，就免除了总降压变电所的投资和变压器的电能损耗

10、，经济效果还是比较显著的。（2）1000V以下电压的选择 除非因为安全所规定的的特殊电压以外，对于供给用户直接使用的交流动力及照明电压，国际标准直列入了380V/220V一种，但是在矿井里，因为变电所往往不能够设在负荷中心，为了保证电压的质量，也有采用660V电压供电的。另外，随着不少国外企业的进入，不少国外的一些工艺用电设备也被引入进来。通常有美国的一些用电设备，美国最常用的电压是480V/277V，而民用的单相电压是120V/240V。按照IEC的规定，220/380V（50Hz）和240/415V（50Hz）的电源推荐在2013年前过渡到230/400V（50Hz）（国际标准电压），60

11、Hz的国际标准电压为120/208V（民用）或277/480V（工业用）。划划4 4、变电所位置和容量的选择，变压器容量和数量的选择变电所位置和容量的选择，变压器容量和数量的选择 变电所是接收、变换、分配电能的环节，是供电系统中极其重要的组成部分。它是由变压器（有变流器的叫变流站）、配电装置，保护及控制设备，测量仪表以及其它附属设备（实验、维修、油处理）及有关建筑物构成的。变电所分总降压变电所和车间变电所。只用来接收和分配电能，而不进行电压变换的称之为配电所。一、一、总降压变电所位置的选择总降压变电所位置的选择 变电所位置的选择原则是要使它尽量接近负荷中心。对于总降压变电所来说，还要考虑电源进

12、线的方向。为使有色金属消耗最小和功率消耗最小，电压的比值越大，降压变电所的位置越应由负荷中心向电源侧靠近。实际上影响总降压变电所位置选择的因素有很多，如工厂生产厂房的布置，工艺设备的布局，工厂环境，进出线路径，防火要求，厂区运输，安全甚至水位、风向，以及建筑观等都对总降压变电所的选择有影响。有时不得不偏离负荷中心。但是，应当明确，任何偏离负荷中心的位置都对投资、运行，以及有色金属的消耗量产生不利的后果。划划二、总降压变电所变压器台数及容量的选择二、总降压变电所变压器台数及容量的选择变压器的过载能力变压器是有过负荷潜力的，其原因是：变压器在运行时，负荷不可能保持恒定不变，在昼夜二十四小时中，很多

13、时间甚至远远低于变压器的额定电流。设计标准中规定，变压器运行时周围最高空气的温度为40。最高日平均气温为30。实际上，我国最热的地区也不可能全年固定维持在这个温度上。选择变压器容量时，往往考虑系统的故障运行状态，因此，在正常工作时，变压器一般不可能达到它的额定值。在故障情况下，由于部分变压器被切除，还在工作的变压器，不管在故障前的负荷大小均可按下列条件短期过负荷，这是根据绝缘自然损坏率的20%余量决定的。划划三、车间变电所位置的选择三、车间变电所位置的选择 在计算得出车间总计算负荷的基础上，按照下属原则确定车间变电所的位置，分散设置并接近负荷中心；便于低压网路的备用联络；尽量减少故障影响波及面

14、等。负荷中心的概念，从理论上讲，可以用力学上求重心的方法计算出来，然而工艺、建筑、运输及低压配电的方式、结构都有可能是车间变电所偏离理论上的负荷中心。但是，在设计时应尽量满足这一条基本的要求。车间变电所的位置主要有以下几种类型：独立变电所，独立地设置在车间的外部。主要是用在负荷过于分散，将变电所建到任一车间均不适宜，有时由于车间生产环境的限制，如防火、防爆、防尘、有腐蚀气体等，才考虑设置独立变电所。现在已经很少使用了，因为它不太经济。设置独立变电所时要考虑该电压下的合理输送容量及距离，如果条件允许，变压器也可设在户外。附设变电所，附设变电所利用车间一面或是两面墙壁，其中外附式车间变电所一般用在

15、厂房生产面积受限制，车间环境特殊，或因生产工艺要求设备经常变动的情况。划划 附设变电所最好布置在车间较长的一边上，并使其略偏向电源的方向，在两个跨度或是三个跨度的车间，也可以将变电所棋布在车间的两端。车间内变电所，车间内变电所设置在车间内部，可使供电点最大程度的接近负荷中心，特别适用于跨度较大，设备配置稳定及一般环境的车间。如果能进一步发展全封闭组合电器，是变电所小型化，占地少，易于搬动，变压器采用干式变压器，车间内变电所的应用范围还可以更广泛。地下或梁架上变电所，前者设于地下，通风不良，投资较大，用于防空等特殊场合。而设于工厂梁、架上，主要是考虑车间面积狭窄，运输不便。但为了充分利用车间空间

16、，接近负荷中心等方面的原因，为减少体积，减轻重量，保证安全，地下或梁架上变电所可考虑采用全封闭组合电器及干式变压器。划划四、车间变电所变压器数量及容量的选择四、车间变电所变压器数量及容量的选择1.变电所变压器数量的选择，应考虑下列原则：应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对供有大量一、二级负荷的变电所，应采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障检修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电。对只有二级二五一级负荷的变电所，也可以只采用一台变压器，但必须在低压侧敷设于其他变电所相联的联络线最为备用电源，或另有自备电源。对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而易于采用经济运行方式的变电所，也可考虑采用两台变压

17、器。除以上另种情况外，一般车间变电所宜采用一台变压器。但是负荷集中且容量相当大的变电所，虽为三极负荷，也可采用两台或多台变压器。在确定变电所主变压器数量时，应适当考虑负荷的发展，留有一定的余地。2.变电所主要变压器容量的选择：只装一台住变压器的变电所，主变压器容量SN.T应满足全部用电设备中计算负荷S30的需要，即 SN.TS30装有两台主变压器的变电所，每台变压器的容量SN.T应同时满足以下两个条件：划划任一台变压器单独运行时，宜满足总计算负荷S30的大约60%70%的需要，即 SN.T=（0.60.7）S30任一台变压器单独运行时，应满足全部一、二级负荷的需要，即SN.TS30（I+II）

18、车间变电所主变压器的单台容量上限，车间变电所主变压器的单台容量，一般不宜太大。这一方面是受到低压开关电器断流能力和短路稳定度要求的限制；另一方面也是考虑到可以是变压器更接近于车间负荷中心，以减少低压配电线路的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。如果车间负荷容量较大、负荷集中且运行合理，也可以选用单台容量为25003150KVA的配电变压器，这样可以减少主变压器台数及高压开关电器和电缆等。适当考虑负荷的发展，适当考虑今后510年电力负荷的增长，留有一定的余地。干式变压器的过载能力较小，更易留有较大的裕量。电力变压器的额定容量SN.T是在一定温度条件下（例如户外安装，年平均气温为20）的持续最大输

19、出容量（出力）。如果安装地点的年平均气温每升高1，变压器容量相应地减小1%。划划电力变压器事故过负荷允许值 油浸自冷式变压器过负荷百分数(%)306075100200过负荷时间/min1204520101.5干式变压器过负荷百分数(%)1020305060过负荷时间/min7560451653.电力变压器并列运行的条件 两台或多台变压器并列运行时，必须满足以下三个条件：并列变压器的额定一、二次电压必须对应相等。亦即并列变压器的电压比必须相同，允许差值不超过5%。如果并列变压器的电压比不同，则并列变压器二次绕组的回路内将出现环流，即二次电压高的绕组将向二次电压低的绕组供给电流，导致绕组过热甚至烧

20、毁。并列变压器的阻抗电压（即短路电压）必须相等。由于并列运行变压器的负荷是按其阻抗电压值成反比分配的，如果阻抗电压相差很大，可能导致阻抗电压小的变压器发生过负荷现象，所以要求办理运行变压器的阻抗电压必须相等，允许值不得超过10%。划划并列运行变压器的联结组别必须相同。这也就是所有并列变压器一、二次 电压的相序和相位都必须对应地相同，否则不能并列运行。假设两台变压器并列运行，一台为Yyn0联结，另一台为Dyn11联结，则它们的二次电压将出现30相位差，从而在两台变压器的二次绕组间产生电位差U，这一U将在变压器的二次侧产生一个很大的环流，可能是变压器绕组烧毁。此外，并列运行的变压器容量应尽量相同或

21、相近，其最大容量与最小容量之比，一般不能超过3:1。如果容量相差悬殊，不仅运行很不方便，而且在变压器特性稍有差异时，变压器间的环流将相当显著，特别是容量小的变压器容易过负荷或烧毁。划划5 5、总降压变电所、配电所、车间变电所的接线方式总降压变电所、配电所、车间变电所的接线方式一、接线图的意义和目的一、接线图的意义和目的 表示电气设备的元件与其相互间联接顺序的图称为接线图。接线图分为两类：即二次接线图及主接线图（原理图）。二次接线表示仪表及保护的接入和联结。其中有测量用的电流和电压互感器，各种仪表、继电器及控制电路的元件等，二次接线图中应附有主电路的设备或元件，以便进行了解。主接线图表示电能由电

22、源分配至用户的主要电路。在此图上应表示出所有的电气设备。有时为了更好地说明电力系统的工作，也列入二次接线的元件（仪表、继电器等）。一般说来，主接线图只表示电气装置的一相连接，因为三相交流店里装置中的所有三相连接方法都是相同的，所接的电气设备也是一样的，这种图称之为单线图。为了使看图更容易，图上只画出系统中的主要元件（设备），如发电机、变压器、变流器、断路器、隔离开关等，及其相互间的连接。单线图清晰易懂，广泛用于设计和运行。二、变电所主接线图的要求二、变电所主接线图的要求 变电所的接线应从安全、可靠、灵活、经济安全、可靠、灵活、经济出发。安全安全包括：设备安全及人身安全。因此，必须严格按照国家标

23、准和桂发的规定，正确选择电气设备及正常情况下的监视系统和故障情况下的保护系统，考虑各种保障人身安全的技术措施。可靠可靠就是变电所的接线应能满足不同类型负荷的不中断供电要求。用很多办法都可以达到电力装置的工作可靠。例如，可将电力装置分段。为了使装置可靠，接线图应力求简单清晰。电器是电力装置中最薄弱的元件，所以不应当不适当地增加电器的数目，以免引起事故。灵活灵活就是利用最少的切换，能适应不同的运行方式，例如负荷不均衡时，能自由切除不需要的变压器，而在最大负荷时，又能方便地投入，以利于经济运行。检修时操作简单，不致中断供电。经济经济就是满足了以上要求的条件外，保证需要的计算投资最少。电力设计投资最少

24、的方案不一定就是最好的方案，有时候规定电力设计的投资限额可能会影响可靠性和灵活性，以致引起工厂的停工，对国民经济造成很大的损失。目前有很多国家在经济性的估算上进一步研究接线方式与用户中断供电之间的概率关系。核算工厂故障停电的固定损失和随停电时间而引起的产量、质量、工艺过程的损失以及对国民经济的影响，从而确定合理的供电方式。确定接线方式还应该考虑未来的发展。有的工厂和企业是分期建设的，由于没有分析研究进一步发展情况下如何做到使原有的接线方式易于合理改造，致使接线方式零乱、复杂，互不衔接而影响了供电的可靠性和灵活性，在基建投资上也造成了极大的浪费。划划三、总降压变电所接线图三、总降压变电所接线图

25、工厂35110/610kV 总降压变电所的特点：根据负荷的类型，电源进线一般为1回路至2回路；变压器台数一般不超过两台；为了节省投资，简化结构，供电线路与变压器连接成高压侧五母线的线路-变压器组；610kV侧母线采用单母线或单母线分段制，极少或甚至不采用双母线制。供电系统中除断路器QF1和QF2外，尚有线路隔离开关QS2及QS3。在架空线路的隔离开关上，一般都带有接地刀闸QSE，由于检修时，线路通过它与地短接。为了简单起见，现在接地开关一般不在接线图中表示了。以上的接线图一般是用来供给三级负荷的用电。但也必须考虑具备以下的条件：（1）重要负荷应在变压器的二次侧，从其他电源引入备用线路；（2）系

26、统中有可以用来迅速更换的备用变压器。在工厂供电系统中，为了简化配电装置，减少投资，往往从简化变压器一次侧的开关设备着手。如下图 这种接线方式在正常工作时，如欲切除变压器，首先需要断开高压断路器QF2，然后在打开隔离开关QS3。在投入变压器时，首先合上QS3，然后再合上QF2。划划 使用隔离开关实现对变压器的空载合闸和分闸，在容量上有一定的限制。对于35kV电压，限制在1000kVA以内，对于110kV电压，限制在3200kVA以内。因此，它的应用范围比较小。在变压器故障情况下，跳闸依靠QF1实现。因此，采用这种简单接线的条件是：1.工厂变电所为终端变电所，且由区域变电所专线供电；2.变压器容量

27、较小；3.区域变电所距离工厂变电所不超过23公里；4.该变压器未设瓦斯保护，致使进线处设置短路器的必要性不大，而且利用首端断路器处的保护装置可以取得对变压器的全部保护效果时。当总降压变电所是由穿越式架空线引出供电时，变压器前可设置断路器，以便本厂的总降压变电所的电气设备检修时，不影响其他用户的供电。高压线深入负荷中心的配电方式，当变压器容量小时，推荐使用熔断器作为高压端的保护元件。双回路进线、双变压器的接线方式。当电源进线来自两个不同独立电源，二次侧设备有自动备用投入装置时，完全可以满足任何类型用户的要求。双回路进线、双变压器二次侧断路器合（并联）分（单独）运行的优缺点：划划合的优点：1.线路

28、和变压器担负的负荷平均分配，使能量消耗较小；2.当工厂变电所距离电源较远时，单独供电电压损失较大（根据线路长度和变压器的负荷程度估计约为820%），如超过允许限额，需要采用调压措施或设置带负荷调压变压器；3.冲击负荷对电压的波动值小。分的优点：1.短路电流小；2.不需要装设复杂昂贵。调整困难的继电保护装置；3.冲击负荷电压的波动的影响面小。“合”、“分”可根据技术经济比较确定。工厂供电系统中一般采用“分”的办法。在双回路、双变压器的供电系统中，共有四个“元件”，即l1，T1和l2，T2,如果其中一个元件故障，另一个元件也就同时不能够投入工作。为了弥补这一缺陷，可以采用灵活性较大的桥型接线方式。

29、桥型接线图需要大量的高压电器，运行、操作、维护、保护都比较复杂，所以现实中一般不采用。四、母线制四、母线制 尽管母线极少发生故障，但是故障的后果极为严重，在设计与安装时，须使其结构可靠，在运行中也要加强监测和维护。母线制分为单母线制、单母线分段制和双母线制。一回路进线只能采用单母线制，这种母线制的可靠性和灵活性都较低。单母线分段制，在两回路进线的条件下，便可以实现单母线分段制。单母线可以采用隔离开关或断路器分段。用隔离开关分段可以消除不分段单母线的部分缺点。只要分段隔离开关是断开的，就可以对每段母线及母线隔离开关进行检修，但当隔离开关合闸时，任一端母线的故障仍将破坏全场的供电。如分段开关采用断

30、路器，则比较优越，在母线隔离断路器上设置相应的保护装置，一旦母线发生故障，母线隔离断路器与进线断路器同时切断，另一端非故障母线仍能保持正常运行工作。隔离开关的可靠性和灵活性虽然较低，但如果分段母线室段杜运行，母线隔离开个QSW只在确知一回路进线发生故障并已切除的条件下才投入，基本上也能够满足供给级负荷用户的要求。划划 为了所辖故障影响的范围，可将母线多分段。如分为三段，对重要用户可以用三段同时供电。如分为两段，网路的备用能力对级负荷用户需按100%考虑。分为三段，则备用容量可按50%考虑。在线路较长时，通过技术经济比较可增设分段以减少网路对备用能力的要求。双母线制，当工厂负荷大，重要负荷多，已

31、致使馈电回路太多，采用单母线分段存在一定困难时，则可以考虑采用双母线制。划划 双母线制的优点：1.轮流修理母线而不致引起供电中断；2.修理任一母线隔离开关仅时本回路断开；3.在母线发生故障时，通过备用母线能迅速的恢复供电；4.修理其中一回路的断路器时，可利用备用母线及母线联络断路器（QFW），不使本回路的供电长期中断。双母线制的主要缺点是：母线隔离开关用作操作电器，在负载情况下进行各种切换操作过程的失误，将引起母线短路，造成极为严重的后果。此外，母线隔离开关数目增加，联锁机构浮躁，有色金属消耗增多；配电装置结构复杂，造价高。为了保证类负荷的不间断供电，往往在工作母线上还需采取分段的办法。不推荐

32、在工厂变电所中使用双母线制，除因其本身具有的缺点之外，工厂中配电所，车间变电所都分散设置，因而每个配电所内馈电线路并非很多，采用双母线制似无很大必要。此外，对绝对不允许停电的重要负荷，采取其他方法满足备用要求，故除特大型工厂总降压变电所或工厂具有大容量自备电厂偶有应用外，一本情况下极少采用。五、配电所接线图五、配电所接线图 配电所在大中型工厂中设置，它是厂内电能的中转站，它的位置应当尽量靠近负荷中心，经常是配电所与变电所设在一起。每个配电所的馈电线路一般不少于45回路。配电所一般为单母线制，根据负荷类型及进出线数目可考虑将母线分段。在大而分散的工厂供电系统中，从技术经济的角度出发，有时可以建设

33、两个或两个以上的配电所，从何磊布局来看，配电所间距离不宜太近，大约不低于150m200m之间较好。配电所的建设，往往是工厂电力建设中进行方案比较的重要内容之一。配电所的进出线数目与用户的可靠性要求和转送的功率大小有关。配电所的进线可采用负荷开关或断路器。负荷开关断流能力小，且不能实现供电系统的自动化。母线分段上或进线上设自动备用合闸时，必须采用断路器。如果配电所进线的首端为断路器，有厂内总降压变电所或总配电所以放射式直接供电给配电所，则进线开关可以考虑利用负荷开关或隔离开关以减少继电保护动作时间级差配合上的困难。配电所的引出线可根据用户类型采用熔断器、熔断器加负荷开关、断路器。熔断器加负荷开关

34、较断路器结构简单，体积小，可以用于供给560KVA以内的变压器，400kVAR以内的静电电容器，它的缺点是切断容量小，不能实现供电系统的自动化。另外，在运行中熔体的观察以及损坏后的更换操作都不方便。至于610kV端母线分段，在正常工作时是否闭合，可根据以下情况考虑：1.如进线由不同的电源来，进线电压是否相同；2.闭合后是否影响短路电流值，以致影响到开关设备的选择；3.分段开关的结构，如利用隔离开关分段；利用断路器分段；利用断路器加自动备用合闸分段；4.继电保护由于闭合二复杂的程度；5.负荷不能中断供电的程度；6.大型冲击负荷的功率计分布等。一般来说，分列分列运行（断开状态）比较好。划划六、车间

35、变电所接线图 车间变电所是将高压610kV降为一般用电设备所需低压220/380V的降压变电所。其变压器容量一般不超过1000kVA，主接线方案通常比较简单。车间变电所接线图分为两种情况：1.有工厂总降压变电所或高压配电所的车间变电所 其高压侧的开关电器、保护装置、测量仪表等，一般都安装在高压配电线路的首端，即总变、配电所的高压配电室内，而车间变电所只设变压器室（室外为变压器台）和低压配电室，其高压侧多数不装开关，或只装简单的隔离开关、熔断器（室外为跌落式熔断器）、避雷器等。凡是高压架空进线，变电所高压侧必须装设避雷器，以防止雷电波沿架空线路侵入变电所击毁电力变压器及其他设备的绝缘。而采用高压

36、电缆进线时，避雷器则装设在电缆的首端，而且避雷器的接地端要连同电缆的金属外皮一起接地。此时的变压器高压侧一般可以不再装设避雷器。如果变压器高压侧为架空线又经一段电缆引入时，则变压器高压侧仍应装设避雷器。2.工厂无总变、配电所的车间变电所 工厂内无总变、配电所的车间变电所时，其车间变电所往往就是工厂的降压变电所，其高压侧的开关电器、保护装置、测量仪表等，都必须配备齐全，所以一般要设置高压配电室。在变压器容量较小、供电可靠性要求不高的情况下，也可以不设高压配电室，其高压侧的开关电器就装设在变压器室（室外为变压器台）的墙上或电杆上，而在低压侧计量电能；或者其高压开关柜（不多于6台时）就装在低压配电室

37、内，在高压侧计量电能。6、厂区内部的接线方式 在确定了供电电压，变、配电所位置和容量及变、配电所的接线图后，便要进一步确定工厂厂区高压电网的配电方式。配电方式可分为：放射式、树干式和环式。一、放射式 放射式配电方式的优点：本线路上的故障不影响其它用户；容易进行继电保护装置的整定，并易于实现自动化；根据实际运行经验，即使在厂区内采用电缆的单回路放射式，可靠性也较高。高压供电系统放射式接线一般采用电缆，中、小型工厂厂区高压配电只有一级放射，大型工厂可以有两级放射，实际设计时应避免采取二级以上的高压放射配电系统，以减少开关柜数量级继电保护的延时时限。放射式线路科用于大型、位置分散的集中负荷。如水泵、

38、压缩机、电炉及变流器设备等。该方式供电系统接线清晰，运行简单，但因缺乏备用，所以可靠性较差。划划 为了增加可靠性，考虑备用时，接线方式可做如下调整：1.采用两根电缆并联的供电方式。这种方式可用于级负荷的配电。对于某些通电时间不允许过长的级负荷用户，也可以采用这种配电。2.对数个车间采用一根备用电缆的供电方案。正常工作时，备用线路不投入，故障时可切除故障线路，投入备用线路。备用线路的导线截面应按照负荷最大的供电线路考虑。上述接线方式主要用于级负荷，恢复供电时间一般不超过30分钟。接线方式的缺点是备用线路的分支点太多，特别是采用电缆的情况下，往往影响供电的可靠性。3.对于有较大容量的级负荷或要求可

39、靠性较高的级负荷，可采用有母线分段供电或双电源供电的放射式供电系统，导线截面要根据负荷类型和可靠性要求的程度选定。4.对于容量不大的重要负荷可以采用车间变压器二次侧备用联络的方式，联络线的容量一般不超过该变电所变压器容量的25%。划划二、树干式 树干式配电系统有可能降低投资费用和有色金属消耗量，使变、配电所的馈出线路减少，结构简化，但车间变电所的位置必须恰当。单树干式配电不像放射式那样，能在380V侧取得备用联络线，所以只能用于级负荷，为了减小干线故障时影响用户范围，干线上连接的变压器不得超过5台，总容量不应大于3000kVA。并且单树干高压配电系统一般多采用架空线结构。但是带有备用线路和自动

40、化装置的树干式（电缆）配电系统，也完全可以满足级以上负荷配电要求。如果低压系统再加自动切换的备用联络线，则该接线方式极为可靠，完全可以满足级负荷的供电要求。但这种接线方式在某些情况下比放射式投资多，有色金属消耗量也大，并且运行比较复杂。用母线配电一般采用树干式，如封闭式插接母线。三、环式 环式对工厂供电系统来说，只不过是树干式的另一种型式。环式供电与树干式供电一样，正常时开环运行，环中连接的变压器数目和容量亦与树干式供电系统一样，可以用来提供级负荷的供电。环式供电，实际上属于每一个单树干式供电系统再增加一路备用线路。划划7、方案比较的主要内容和比较方法 工厂供电系统中的变、配电所位置及变压器容

41、量与厂区高压配电网路有很密切的关系。在大中型企业里，根据具体情况，不可能只是一种配电，方式，配电所的位置和数量不只是一种或一个，因此便会形成各种各样的方案，除变电所的多少，负荷大小和位置，距离电源的远近对高压配电网的方式有影响外，如可靠性即备用线路的要求，电压的高低，冲击负荷的大小，备用电源的容量和距离等都会对方案的选择产生影响。当然每种方案都应该根据负荷分类，满足用户不中断供电的要求，保证运行上的方便与灵活，但每一种方案又不可能是十全十美的，而各有利弊。因此在比较方案之处，先将看来十分不合理的方案剔除，为了简化计算，对方案中的相同部分，可不作计算和比较。在若干个（23）个可供选择的方案里进行

42、技术上的分析与经济上的比较，从而选出最好的方案来。在比较两种方案的经济效果时，可根据其投资费用和年运行费用算出回收期。式中 Z1及Z2第一方案和第二方案的投资费用。投资费用应包括：划划 Zb变电所投资 元；Zl网路投资 元；Zj线路的功率损失在发电厂引起的附加投资 元；Zv建筑物的投资 元；F1及F2年运行费 元；运行费中包括：Fwn电能损耗费，Fwn=Fln+Fbn；Fln线路年电能损失费 元；Fbn变压器年电能损失费 元；Fzb变电所折旧费 元；Fzl网路折旧费 元；Fxn年修理费 元；Fgn年管理费 元。运行费中的折旧、修理、管理费，在设计时是以总投资的百分比计算的。下面列出不同项目的折

43、旧费对总投资的百分比的参考数据：35110kV钢筋混凝土结构杆塔结构线 3%户外配电装置 3%10kV以下电力电缆（埋地敷设）3%100kW以下电动机 10%划划 100kW以上电动机 7%电气设备及户内配电装置 6%蓄电池 15%控制台、遥控、调度装置 2.5%得出回收期T与标准回收期Te比较，Te一般按照5年左右考虑。当TTe时，则采用投资费用比较少的方案，如TTe时，则采用投资费用较多的方案。如果被比较的方案在两个以上，则采用下式求Zjs，称计算投资。应选用计算投资最少的方案。Zjs=F+eZ式中 e=1/T称为效果系数 1/年 应注意的是仅从费用上比较方案时也不完全恰当。如采用新设备必然会使出投资大，有时需要根据当地供电部门的整体规划及特殊要求，不得不采用投资费用较高的方案，因此，上述方案比较方法只能作为参考，还应根据具体情况全面衡量。假如两种方案的费用差别不大，还可以进一步衡量其技术上的差异，如：1.哪一种方案需要的设备、电缆及材料少；2.哪一种方案的电压损失少；3.哪一种方案的备用线路在正常情况下是投入的；4.哪一种方案变压次数少；划划5.哪一种方案的配电级数少；6.哪一种方案的保护简单；7.哪一种方案便于施工及运行；8.哪一种方案灵活性大，便于发展扩建，设备利用充分；9.哪一种方案更可靠，电压波动小，对其他用电设备的影响小。