高低壓配電系統(tǒng)講解.ppt

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,高低壓配電系統(tǒng),,,本章重點 高壓配電方式 高壓配電系統(tǒng)組成 通信系統(tǒng)低壓交流供電原則 常見的低壓電器 功率因素概念以及電容補償方法,,本章內(nèi)容,高壓供電系統(tǒng)簡介 高壓配電方式 高壓配電系統(tǒng)組成 市電分類以及通信系統(tǒng)低壓交流供電原則 常見低壓配電設備 常見的低壓電器 功率因素概念以及電容補償方法,,本章重點、難點,本章重點 高壓配電方式 高壓配電系統(tǒng)組成 通信系統(tǒng)低壓交流供電原則 常見的低壓電器 功率因素概念以及電容補償方法 本章難點 常見低壓配電設備 電容補償方法,,學習本章目的和要求,了解高壓輸配電過程，掌握三種高壓配電方式及其優(yōu)缺點 熟悉市電分類情況，掌握通信系統(tǒng)低壓交流供電原則 熟悉常見低壓配電設備和常見的低壓電器，理解它們的工作原理。 掌握功率因素概念，理解功率因素低下的危害和提高功率因素的方法，掌握電容補償?shù)姆椒昂唵斡嬎?,高低壓配電系統(tǒng),,1,低壓配電系統(tǒng),,2,討論題,,3,高低壓配電的內(nèi)容提要,,1.1 高壓配電系統(tǒng),1.1.1 高壓輸配電系統(tǒng)概述 電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、電力線路、變電站、電力用戶組成的供電系統(tǒng)。通信局（站）屬于電力系統(tǒng)中的電力用戶。市電從生產(chǎn)到引入通信局（站），通常要經(jīng)歷生產(chǎn)、輸送、變換和分配等四個環(huán)節(jié)。 在電力系統(tǒng)中，各級電壓的電力線路以及相聯(lián)系的變電站稱為電力網(wǎng)，簡稱電網(wǎng)。通常用電壓等級及供電范圍大小來劃分電網(wǎng)種類，一般電壓在10KV以上到幾百KV且供電范圍大的稱為區(qū)域電網(wǎng)，如果把幾個城市或地區(qū)的電網(wǎng)組成一個大電網(wǎng)，則稱國家級電網(wǎng)。電壓在35KV以下且供電范圍較小，單獨由一個城市或地區(qū)建立的發(fā)電廠對附近的用戶供電，而不與國家電網(wǎng)聯(lián)系的稱為地方電網(wǎng)。而包含配電線路和配電變電站，電壓在10KV以下的電力系統(tǒng)稱為配電網(wǎng)。,,1.1.1 高壓輸配電系統(tǒng)概述,電力系統(tǒng)的輸配電方式示意圖,,1.1.1 高壓輸配電系統(tǒng)概述,我國發(fā)電廠的發(fā)電機組輸出額定電壓為3.15～20KV。隨著大型發(fā)電廠的建成投產(chǎn)及輸電距離的增加，為了減少線路能耗、壓降，以及節(jié)約有色金屬和降低線路工程造價，必須經(jīng)發(fā)電廠中的升壓變電所升壓至35～500KV，再由高壓輸電線傳送到受電區(qū)域變電所，降壓至6～10KV，經(jīng)高壓配電線送到用戶配電變電所降壓至380V低壓，供用電設備使用。 對于電信局（站）中的配電變壓器，其一次線圈額定電壓即為高壓配電網(wǎng)電壓，即6KV或10KV。二次線圈額定電壓因其供電線路距離較短，則變壓器二次側(cè)線圈的額定電壓只需高于線路額定電壓（380/220V）5％，僅考慮補償變壓器內(nèi)部電壓降，一般選400/230V，而用電設備受電端電壓為380/220V。,,1.1.2 高壓配電方式,高壓配電方式，是指從區(qū)域變電所，將35KV以上的高壓降到6~10KV高壓送至企業(yè)變電所及高壓用電設備的接線方式，稱為高壓配電。配電網(wǎng)的基本接線方式有三種：放射式、樹干式及環(huán)狀式。,,1.1.2 高壓配電方式,1.放射式配電方式 所謂放射式，就是從區(qū)域變電所的6～10KV母線上引出一路專線，直接接電信局站的配電變電所配電，沿線不接其它負荷，各配電變電所無聯(lián)系 。 放射式配電方式的優(yōu)點是：線路敷設簡單，維護方便，供電可靠，不受其它用戶干擾，適用于一級負荷。,,1.1.2 高壓配電方式,2.樹干式配電方式 所謂樹干式配電方式，是指由總降壓變電所引出的各路高壓干線沿市區(qū)街道敷設，各中小企業(yè)變電所都從干線上直接引入分支線供電。 這種高壓配電方式的優(yōu)點是：降壓變電所6－10KV的高壓配電裝置數(shù)量減少，投資相應可以減少。缺點是：供電可靠性差，只要線路上任一段發(fā)生故障，線路上變電所都將斷電。,,1.1.2 高壓配電方式,3.環(huán)狀式配電方式 環(huán)狀式系統(tǒng)的優(yōu)點是運行靈活，供電可靠性較高，當線路的任何地方出現(xiàn)故障時，只要將故障鄰近的兩側(cè)隔離開關斷開，切斷故障點，便可恢復供電。為了避免環(huán)狀線路上發(fā)生故障時影響整個電網(wǎng)，通常將環(huán)狀線路中某個隔離開關斷開，使環(huán)狀線路呈“開環(huán)”狀態(tài)。,,1.1.3 高壓配電系統(tǒng)組成,常用的高壓電器有：高壓熔斷器、高壓斷路器、高壓隔離開關、高壓負荷開關、避雷器等。 局站變電所從電力系統(tǒng)受電經(jīng)變壓器降壓后饋送至低壓配電房。要求變電所盡量靠近負荷中心，從而縮短配電距離，使之減少電能損失。并且主接線應簡單而運行可靠，同時要便于監(jiān)控和維護。,,1.1.3 高壓配電系統(tǒng)組成,市電的引入一般均從附近現(xiàn)有公用電網(wǎng)上引入饋電線，采用專用電力電纜。應根據(jù)附近電網(wǎng)中變電所的位置，電壓等級，供電質(zhì)量，局站重要性等情況選取合適可靠的市電。 通信局站變電所可分為露天變電所和室內(nèi)變電所兩種，露天變電所又有桿架式（180KVA以下變壓器）和落地式。室內(nèi)變電所又有小型獨立變電站和帶有高壓開關柜的變電所。一般有兩路市電引入的變電所均采用帶有高壓開關柜的變電所。,,1.1.3 高壓配電系統(tǒng)組成,電力變壓器有油浸式和干式兩種類型，在室內(nèi)安裝變壓器時，應考慮變壓器室的布置，高低壓進出線位置以及操作機構的安全等問題。目前大容量變壓器廣泛采用了干式變壓器。 所謂一次線路，表示的是變電所電能輸送和分配的電路，通常也稱主電路。根據(jù)通信局站市電引入的情況和局站對電源可靠性要求的不同，可以有不同的一次線路方案。,,1.1.3 高壓配電系統(tǒng)組成,典型一次進線方案,,1.1.3 高壓配電系統(tǒng)組成,在上圖（b）中，局站變電所母線采用單母線制，采用兩路或以上進線時，用高壓隔離開關分斷單母線。當任一路進線或變壓器發(fā)生故障時，另一路進線或變壓器給全部負荷繼續(xù)供電，操作靈活性較好，供電可靠性較高。,,1.2 低壓配電系統(tǒng),1.2.1低壓配電系統(tǒng)的概述 1.市電分類 依據(jù)XT005－95《通信局（站）電源系統(tǒng)總技術要求》，市電根據(jù)通信局（站）所在地區(qū)的供電條件，線路引入方式及運行狀態(tài)，將市電供電分為三類： （1）一類市電供電（市電供應充分可靠） 一類市電供電是從兩個穩(wěn)定可靠的獨立電網(wǎng)引入兩路供電線路，質(zhì)量較好的一路作主要電源，另一路作備用，并采用自動倒換裝置。兩路供電線路不會因檢修而同時停電，事故停電次數(shù)極少，停電時間極短，供電十分可靠。長途通信樞紐、大城市中心樞紐、程控交換容量萬門以上的交換局、大型無線收發(fā)信站等規(guī)定采用一類市電。,,1.2.1低壓配電系統(tǒng)的概述,（2）二類市電供電（市電供應比較可靠） 二類市電供電是從兩個電網(wǎng)構成的環(huán)狀網(wǎng)中引入一路供電線路，也可以從一個供電十分可靠的電網(wǎng)上引入一路供電線。允許有計劃的檢修停電，事故停電不多，停電時間不長，供電比較可靠。長途通信地區(qū)局或縣局、程控交換容量在萬門以上的交換局，以及中型無線收發(fā)信站，可采用二類市電。 （3）三類市電供電（市電供應不完全可靠） 三類市電供電是從一個電網(wǎng)引入一路供電線路，供電可靠性差，位于偏僻山區(qū)或地理環(huán)境惡劣的干線增音站、微波站可采用三類市電。,,1.2.1低壓配電系統(tǒng)的概述,2.通信系統(tǒng)低壓交流供電原則 根據(jù)各地市電供應條件的不同，各通信企業(yè)容量大小不同，地位的差 異等因素，可采用各種不同的交流供電方案，但都必須遵循一些基本 原則： （1）市電是通信用電源的主要能源，是保證通信安全、不間斷的重要條件，必要時可申請備用市電電源； （2）市電引入，原則上應采用6~10KV高壓引入，自備專用變壓器，避免受其他電能用戶的干擾。 （3）市電和自備發(fā)電機組成的交流供電系統(tǒng)宜采用集中供電方式供電，系統(tǒng)接線應力求簡單、靈活，操作安全，維護方便。 （4）局站變壓器容量在630kVA及以上的應設高壓配電裝置。有兩路高壓市電引入的供電系統(tǒng)，若采用自動投切的，變壓器容量在630kVA及以上則投切裝置應設在高壓側(cè)。 （5）在交流供電系統(tǒng)中應裝設功率因數(shù)補償裝置，功率因數(shù)應補償?shù)?.9以上。對容量較大的自備發(fā)電機電源也應補償?shù)?.8以上。 （6）低壓交流供電系統(tǒng)采用三相五線制或單相三線制供電。,,1.2.2 常見低壓配電設備,較大容量的局站設置低壓配電房用來接受與分配低壓市電與備用油機發(fā)電機電源。低壓配電房中安裝的電氣設備包括低壓配電屏、油機發(fā)電機組控制屏、市電油機電轉(zhuǎn)換屏等設備。 1.低壓配電屏 通信局（站）中低壓配電屏大多采用原電力工業(yè)部和機械工業(yè)部所屬企業(yè)的系列產(chǎn)品，低壓配電屏主要用來進行受電、計量、控制、功率因數(shù)補償、動力饋電和照明饋電等功能，主要產(chǎn)品有：PGL1、PGL2、GCS、GCK、GCL及GGD等系列開關柜，以及國外引進產(chǎn)品和合資企業(yè)生產(chǎn)的低壓開關柜。,,1.2.2 常見低壓配電設備,2.油機發(fā)電機組控制屏及ATS 發(fā)電機組控制屏目前往往隨油機發(fā)電機組的購入由油機發(fā)電機組廠商配套提供。而ATS（即雙電源自動切換裝置，通常與低壓開關柜安裝在一起）則有不同的情況，如ABB新會低壓開關有限公司生產(chǎn)的DPT/SE系列自動轉(zhuǎn)換開關設備（ATS），采用PLC控制，可實現(xiàn)2路市電或1路市電與發(fā)電機電源的自動切換，且切換延時可調(diào)，同時有四種工作模式可供選擇（自動模式、正常供電模式、應急供電模式、關斷模式），切換電流最大可達6300A。,,1.2.3 常見的低壓電器,在低壓配電設備中常用的低壓電器有： 1.低壓斷路器 低壓斷路器也稱為低壓自動開關，主要作為不頻繁地接通或分斷電路之用。而且低壓斷路器還具有過載，短路和失壓保護裝置，在電路發(fā)生過載、短路、電壓降低或消失時，斷路器可自動切斷電路，從而保護電力線路及電源設備。,,1.2.3 常見的低壓電器,低壓斷路器按滅弧介質(zhì)可分為空氣斷路器和真空斷路器兩種，按用途分可分為配電用斷路器、電動機保護用斷路器、照明用斷路器和漏電保護用斷路器等。配電用斷路器又可分為非選擇型和選擇型兩種。非選擇型斷路器因為是瞬時動作，所以常用作短路保護和過載保護；選擇型斷路器又可用作兩段保護、三段保護和智能化保護。兩段保護為瞬時與短延時或長延時兩段。三段保護為瞬時、短延時和長延時三段。其中的瞬時、短延時特性適用于短路保護，長延時特性適用于過載保護。,,1.2.3 常見的低壓電器,智能化保護是近些年研制成功的高科技保護手段，是用微機來控制各脫扣器進行監(jiān)視和控制，保護功能多，選擇性能好。所以這種斷路器叫做智能型斷路器。另外，作為配電用斷路器，按其結(jié)構形式又可分為塑料外殼式斷路器和萬能式斷路器兩大類，這兩類低壓斷路器目前使用較為普遍。,,1.2.3 常見的低壓電器,典型產(chǎn)品有塑料外殼式（DZ10型）和框架式（DW10型）兩類。均由觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、傳動機構、自由脫扣機構及各種脫扣器等部分組成。目前塑料外殼式的改進產(chǎn)品有AM1型及H型等，框架式改進產(chǎn)品有DW15、DWX15、DW40、3WE及ME、AH等 。,,1.2.3 常見的低壓電器,2.低壓刀開關 刀開關是低壓電器中結(jié)構最簡單的一種，廣泛應用于各種配電設備和供電線路中，用來接通和分斷容量不太大的低壓供電線路以及作為低壓電源隔離開關使用。 低壓刀開關根據(jù)其工作原理、使用條件和結(jié)構形式的不同可分為：開啟式負荷開關（HK1、HK2、TSW系列等）、封閉式負荷開關（HH3、HH4系列等）、隔離刀開關（HS13、HD11系列等）、熔斷器式刀開關（HR3系列等）和組合開關（HZ10系列等）。,,1.2.3 常見的低壓電器,3.熔斷器 熔斷器是一種最簡單的保護電器，在低壓配電電路中，主要用于短路保護。它串聯(lián)在電路中，當通過的電流大于規(guī)定值時，以它本身產(chǎn)生的熱量，使熔體熔化而自動分斷電路。熔斷器與其它電器配合，可以在一定的短路電流范圍內(nèi)進行有選擇的保護。,,1.2.3 常見的低壓電器,低壓熔斷器種類很多，根據(jù)其構造和用途可分為開啟式、半封閉式和封閉式，封閉式熔斷器又可分為有填料和無填料熔斷器，有填料熔斷器中有螺旋式和管式，無填料熔斷器中有插入式和管式。目前的典型產(chǎn)品有RT0/RT10／RT11系列有填料封閉管式熔斷器，RM10系列封閉管式熔斷器，RL1/RL2系列螺旋式熔斷器，PZ1－100、QSA、NT系列熔斷器以及引進的aM、gM系列熔斷器。,,1.2.3 常見的低壓電器,（1）熔斷器的結(jié)構和主要參數(shù) 熔斷器主要由熔體和安裝熔體的熔管或熔座兩部分構成。熔體是熔斷器的主要部分，常做成絲狀或片狀。熔體的材料有兩種：一種是低熔點材料，如鉛、鋅、錫以及錫鉛合金等；另一種是高熔點材料，如銀和銅。熔管是熔體的保護外殼，在熔體熔斷時兼有滅弧的作用。,,1.2.3 常見的低壓電器,每一種熔體都有兩個參數(shù)，即額定電流與熔斷電流。額定電流是指長時期通過熔斷器而不熔斷的電流值。熔斷電流通常是額定電流的兩倍。一般規(guī)定通過熔體的電流為額定電流的1.3倍時，應在1小時以上熔斷；通過額定電流的1.6倍時，應在1小時內(nèi)熔斷；達到熔斷電流時，在30~40秒后熔斷；當達到9~10倍額定電流時，熔體應瞬間熔斷，熔斷器具有反時限的保護特性。,,1.2.3 常見的低壓電器,熔管有三個參數(shù)：額定工作電壓、額定電流和斷流能力。 額定工作電壓是從滅弧角度提出的，當熔管的工作電壓在于額定電壓時，在熔體熔斷時，可能出現(xiàn)電弧不能熄滅的危險。熔管的額定電流是由熔管長期工作所允許溫升決定的電流值，所以熔管中可裝入不同等級額電流的熔體，但所裝入熔體的額定電流不能大于熔管的額定電流值。斷流能力是表示熔管在額定電壓下斷開電路故障時所能切斷的最大電流值。,,1.2.3 常見的低壓電器,（2）熔斷器的選用原則 選用熔斷器，一般應符合下列原則： ①根據(jù)用電網(wǎng)絡電壓選用相應電壓等級的熔斷器； ②根據(jù)配電系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最大故障電流、選用具有相應分斷能力的熔斷器； ③在電動機回路中用作短路保護時，為避免熔體在電動機起動過程中熔斷，對于單臺電動機，熔體額定電流≥（1.5~2.5）×電機額定電流；對于多臺電動機，總?cè)垠w額定電流≥（1.5~2.5）×容量最大一臺電動機的額定電流＋其余電動機的計算負荷電流；,,1.2.3 常見的低壓電器,④對電爐及照明等負載的短路保護，熔體的額定電流等于或稍大于負載的額定電流； ⑤采用熔斷器保護線路時，熔斷器應裝在各相線上。在二相三線或三相四線回路的中性線上嚴禁裝熔斷器，這是因為中性線斷開會引起電壓不平衡，可能造成設備燒毀事故。在公共電網(wǎng)供電的單相線路的中性線上應裝熔斷器，電業(yè)的總?cè)蹟嗥鞒狻?⑥各級熔體應相互配合、下一級應比上一級小。,,,4.接觸器 接觸器適用于遠距離頻繁接通和分斷交、直流主電路及大容量控制電路?？煞譃榻涣鹘佑|器和直流接觸器兩種。接觸器主要由主觸頭、滅弧系統(tǒng)、電磁系統(tǒng)、輔助觸頭和支架等組成。交流接觸器主要有CJ0、CJ10、CJ12、CJ12B系列以及眾多的合資品牌。直流接觸器主要有CZ0系列。,,1.2.4 電容補償,在三相交流電所接負載中，除白熾燈，電阻電熱器等少數(shù)設備的負荷功率因數(shù)接近于1外，絕大多數(shù)的三相負載如異步電動機、變壓器、整流器、空調(diào)等的功率因數(shù)均小于1，特別是在輕載情況下，功率因數(shù)更為降低。,,1.2.4 電容補償,用電設備功率因數(shù)降低之后，帶來的影響有： （1）使供電系統(tǒng)內(nèi)的電源設備容量不能充分利用； （2）增加了電力網(wǎng)中輸電線路上的有功功率的損耗； （3）功率因數(shù)過低，還將使線路壓降增大，造成負荷端 電壓下降 。,,1.2.4 電容補償,在線性電路中，電壓與電流均為正弦波，只存在電壓與電流的相位差，所以功率因數(shù)是電流與電壓相角差的余弦，稱為相移功率因數(shù)： PF＝ ＝ ＝COS 在非線性電路中（如開關型整流器），交流電壓為正弦波形，電流波形卻為畸變的非正弦波形，同時與正弦波的電壓存在相位差。此時全功率因數(shù)： PF＝ ＝ ＝ ＝COS,,,,,,,,1.2.4 電容補償,其中P是有功功率；S是視在功率； 是電網(wǎng)電壓； 是基波電流有效值；COS 是位移因素； 是電網(wǎng)電流有效值； 稱為失真功率因數(shù)，也稱電流畸變因子，它是電流基波有效值與總有效電流值之比，所以我們可以看出，電路的全功率因數(shù)為相移功率因數(shù)cosφ與失真功率因數(shù)γ兩項的乘積。,,,,,,,1.2.4 電容補償,提高功率因數(shù)的方法很多，主要有： （1）提高自然功率因數(shù)：即提高變壓器和電動機的負載率到75~80％，以及選擇本身功率因數(shù)較高的設備。 （2）對于感性線性負載電路，采用移相電容器來補償無功功率，便可提高cosφ。 （3）對于非線性負載電路（在通信企業(yè)中主要為整流器），則通過功率因數(shù)校正電路將畸變電流波形校正為正弦波，同時迫使它跟蹤輸入正弦電壓相位的變化，使高頻開關整流器輸入電路呈現(xiàn)電阻性，提高總功率因數(shù)。,,1.2.4 電容補償,目前在通信企業(yè)中絕大多數(shù)采用了低壓成組補償方式。也即在低壓配電屏中專門設置配套的功率因數(shù)補償柜。 例如與PGL12型低壓配電屏配套的PGJ1或PGJ1A型無功功率自動補償控制屏。電容器裝于柜中兩層支架上，還裝有自動投切控制器，它能根據(jù)功率因數(shù)的變化，以10s~120s的間隔時間自動完成投入或切除電容器，使cosφ1保證處于設定范圍內(nèi)。投切循環(huán)步數(shù)PGJ1為6~8步，而PGL1A為8~10步。PGL1／PGL1A型無功功率補償屏的一次線路如圖。,PGL1／PGL1A型無功功率補償屏的一次線路圖,,討論題,1－1.（1）請簡單描述市電輸配電的過程。 （2）為什么輸電電壓要比發(fā)電機輸出電壓升高了很多？ 1－2. 為什么對于電信局（站）中的配電變壓器，二次線圈額定電壓 位400/230V，而用電設備受電端電壓為380/220V。 1－3．畫一個一路市電引入時通常采用的一次線路。 1－4．某局負荷為100KW，功率因素為0.6，今要將功率因素提高到 0.9，問需電容器的容量為多少？ 1－5．說明熔斷器的熔管參數(shù)斷流能力的含義。 1－6．用電設備功率因數(shù)低下的危害？提高功率因數(shù)的方法有哪些？ 1－7. 移相電容器通常采用△形接線的原因是什么？,,Thank You 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