第2讲中压系统基础知识.ppt

,北京市建筑设计研究院,建筑工程设计中级实务培训班课程,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第2讲中压系统基础知识,第2讲中压系统基础知识第2讲中压系统基础知识目录2.1 常用中压系统电压等级及发展趋势,2.2 末端用户常用中压一次系统,2.3 中压开关柜种类及特点,2.4 中压系统主要一次设备,2.5 中压系统主要二次设备,2.6 变压器基本知识,目录,2.1 常用中压系统电压等级及发展趋势,2.2 末端用户常用中压一次系统,2.3 中压开关柜种类及特点,2.4 中压系统主要一次设备,2.5 中压系统主要二次设备,2.6 变压器基本知识,2.1 常用中压系统电压等级及发展趋势,中压的概念来自国外，国内1000V以下称低压，1000V以上称高压。国外将100035000V称为中压，35以上称为高压,上世纪70年代，电力部门将各地众多的中压配电电压(2.3、3.3、5.2、6、13.2等)统一为10。,目前常见中压系统：大型工矿企业6级，铁路接触网系统27.5，城市地铁直流750V和1500V，城市民用供电系统为10和20。,2.1 常用中压系统电压等级及发展趋势,2.1.1 20系统简介,苏州工业园最早在1993年开始使用20，特点是负荷密度高；辽宁本溪在2003年开始在其工业区使用20，特点是负荷分散、距离远。大连长兴岛、湖北宜昌2007-2008年开始20网络建设，北京、上海、杭州曾经曾进行相关论证研究，但未实施，目前还有昆明、佛山等地在进行20改造的可研及前期准备工作。,2.1 常用中压系统电压等级及发展趋势,2.1.2 20配电系统优势,增强供电能力：供电半径及输送能力增加一倍。,降低电网损耗：传送相同距离和相同功率电能，线损降低75%。,降低建设费用：当负荷密度达到30 2时，采用20 配电在建设费用和运行费用上都小于10，两者相差20左右。,2.1 常用中压系统电压等级及发展趋势,2.1.3 20系统设备规格及相关要求：,目前国标中无专门的20设备制造规范，可参考的只有地方性法规，例如江苏省电力公司企业标准：,20变电设备技术规范11册,20配电设备技术规范16册,10、20柜体外形尺寸区别举例,柜型 外形尺寸（深宽高）2812150080022002824190010002400,2.1 常用中压系统电压等级及发展趋势,2.1.4 20系统设备与10系统设备主要区别:,两种电压等级的开关设备绝缘水平（江苏省电力公司企业标准10-315-2008）：,系统电压,空气净距,工频耐压,雷电冲击耐压,相间、相对地,相对地,断口,相对地,断口,10,125,42,48,75,84,20,180,50,65,95,110,2.2.1单电源、单回路放射式,适用于市政供电条件受限制或负荷等级不超过二级的用户,2.2.2双电源、双回路放射式,在市政供电可靠的条件下，适用于负荷等级在为一级的用户,2.2.3多电源、多回路放射式,适用于对供电可靠性要求高的重要用户，例如超大型火车站、机场、超大型体育场、国家级会议中心等,2.2 末端用户常用中压一次系统,2.2 末端用户常用中压一次系统,2.2.4单电源环网式,适用于对供电可靠性要求不高的分散用户，例如夜景照明、一般道路照明等,2.2.5双电源环网式,适用于负荷等级不超过二级的用户，例如住宅小区、普通多层建筑,2.3 中压开关柜种类及特点,2.3.1断路器柜,2.3.1.1型号定义,金属封闭铠装式 金属封闭间隔式 金属封闭箱式,移开式或手车式 固定式,-户内型 户外型,：厂家编号,：电压等级,例如：2812,2-12,2.3 中压开关柜种类及特点,2.3.1断路器柜,2.3.1.2断路器柜特点,可靠分断短路电流,可配置完善的继电保护,带五防措施使用安全,配置灵活可适应各种要求,2.3 中压开关柜种类及特点,2.3.1断路器柜,2.3 中压开关柜种类及特点,2.3.1断路器柜,2.3 中压开关柜种类及特点,2.3.2负荷开关柜,2.3.2.1安装6负荷开关或真空负荷开关,开关本体密封，柜体不密闭。,例如6、11-12,2.3.2.2安装负荷开关，柜体密闭充满6气体，开关装置及母线密封在充气箱体内(类)。,例如：6、,2.3.2.3负荷开关柜特点,结构简单可靠,造价低,基本免维护,外型尺寸小,配合负荷开关-熔断器组可实现反时限电流保护,2.3.2.4,部分负荷开关柜,柜体设计允许安装小型断路器,可,实现部分断路器柜功能.,2.3.2 负荷开关柜,2.3 中压开关柜种类及特点,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.1断路器,2.4.1.1真空断路器,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.1.2 6断路器,2.4.1 断路器,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.1.3 少油断路器,2.4.1 断路器,2.4 中压系统主要一次设备,名称,真空断路器,6断路器,少油断路器,短路分断能力,好,好,一般,小电流开断性能,一般,好,良,电气寿命,好,良,差,机械寿命,好,良,一般,火灾危险,好,好,一般,适应恶劣环境,一般,好,良,维护工作量,良,好,一般,造价,良,良,好,所配操作机构,2.4.1 断路器,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.2.1弹簧储能操作机构,2.4.2 操作机构,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.2.2电磁操作机构,2.4.2 操作机构,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.2.3永磁操作机构,2.4.2 操作机构,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.3.1 6负荷开关,2.4.3 负荷开关,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.3.2 真空负荷开关,2.4.3 负荷开关,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.4 高压熔断器,一般熔断器：分断电流范围从额定最小开断电流（大于额定电流1.62倍）起，到额定最大分断电流的范围。,后备熔断器：分断电流范围从额定最小开断电流（大于额定电流47倍）起，至额定最大分断电流的范围。,全范围熔断器：分断电流范围从最小熔化电流起（一般大于额定电流1.25倍），至额定最大分断电流的范围。,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.5 避雷器,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.5 避雷器,金属氧化物避雷器型号定义：,a：Y代表金属氧化物,b：标称放电电流（8/20波形雷击冲击电流）；,c：W代表无间隙，C代表有串联间隙，B代表有并联间隙；,d：S代表配电型，Z代表电站型，R代表电容保护型，X代表线路保护型；,e：设计序号；,f：额定电压,g：标称放电电流下的残压,h：W代表耐污型，K代表抗震型，G代表高海拔型，T代表湿热型，,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.6 接地开关,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.7 电流互感器,a：L代表电流互感器,b：D代表贯穿式单匝，F代表贯穿式复匝，Z代表支柱式，M代表母线式,c：Z代表浇注成型固体，,d：J、Q代表加大、加强,e：B代表带有保护级,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.7 电流互感器,a：L代表电流互感器,b：D代表贯穿式单匝，F代表贯穿式复匝，Z代表支柱式，M代表母线式,c：Z代表浇注成型固体，,d：J、Q代表加大、加强,e：B代表带有保护级,f：数字代表设计系列号（6、7、8、9、10）,g：电压等级,2.4 中压系统主要一次设备,复匝式一般用于一次电流300A以下，单匝式一般用于一次电流4002000A，母线式一般用于一次电流1500 A以上，支柱式从几十到几千安培都有。,零序由两种形式实现：,a.专用的穿芯式零序电流互感器；,b.由三只普通电流互感器组成Y形接线检测零序电流。,2.4.7 电流互感器,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.8 电压互感器,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.8 电压互感器,a：J代表电压互感器,b：D代表单相油浸式（无c项），S代表三相,c：Z代表环氧树脂浇注（全浇注和半浇注），G代表干式（用于低压电压互感器380/100）,d：X代表有剩余电压线圈，W代表五铁芯柱,f：数字代表设计系列号（6、7、8、9、10）,g：电压等级,供计量和继电保护用的二次输出为100V，供弹簧储能操作机构的二次输出为110V和220V，容量从通常不超过1000。单相二次侧线圈禁止短路。,2.4 中压系统主要一次设备,2.4.9 带电显示器,2.5 中压系统主要二次设备,2.5.1综合保护继电器,2.5.1.1常用类型、特点,2.5.1.2发展趋势：取代传统的电流（包括差动）、电压、功率、方向保护继电器，可具备重合闸、备用电源自动投入等功能，测控一体。,2.5.2其他二次继电器,双线圈继电器、信号继电器、闪光继电器、冲击继电器用途及特点,2.6 变压器基本知识,2.6.1 型号定义:,a:绕组耦合方式，一般不标，O代表自耦。,b:相数，D代表单相，S代表三相。,c:冷却方式，J代表油浸自冷（一般不标），G代表干式空气自冷，C代表干式浇注绝缘，F代表油浸风冷，S代表油浸水冷。,d:冷却循环方式，自然循环不标，P代表强迫循环。,2.6 变压器基本知识,2.6.1 型号定义,e:绕组数，双绕组不标，S代表三绕组，F代表双分裂绕组。,f:导线材质，铜线不标，L代表铝线。,g:调压方式，无励磁调压不标，Z代表有载调压。,h:设计序号，1、2、3.。,i:额定容量，多少。,j:高压绕组额定电压等级，多少。,k:防护代号，一般不标，代表湿热，代表干热。,有些变压器生产厂家在第一段代号后增加自己的厂家编号，例如加B代表箔式绕组。,2.6 变压器基本知识,2.6.2 接线组别,接线组别,0,11,优点,Y形和D形相比：,1.每相线圈承受的电压为1/，故在制造上用的绝缘材料较少，成本较低。,2.由于每相流过的电流为线电流，选用导线截面较粗，故线圈的机械强度较好，能承受较大的短路电流。,1.零序电流、三次谐波电流在一次侧有环行通路，每个铁心柱上的合成总零序磁通和三次谐波磁通很小，中性点不易漂移，输出电压质量高。,2.感应雷电流可以在一次侧环行通路内流通，雷电流在每个铁心柱上的总磁势几乎等于零，消除了正、逆变换过电压，防雷性能好。,3.相对与接线，运行损耗较小。,4.零序阻抗小，通常可以由一次侧过流保护兼做二次侧接地故障保护。,2.6 变压器基本知识,2.6.2 接线组别,接线组别,0,11,缺点,1.一次侧三次谐波电流产生的三次磁通无通路，增加了磁滞及涡流损耗，即增加变压器空载损耗。2.二次侧零序电流的产生的零序磁通无通路，增加变压器负载损耗。3.零序阻抗大，约为11接线的8-10倍，需要在二次侧单独设置接地故障保护。,1.制造工艺较复杂，成本较高。2.一次侧耐压要求较高，机械强度较低。,适用场所,小容量，三相平衡负荷,负载中含有大量单相负荷,2.6 变压器基本知识,2.6.3 调压方式,无励磁调压：一次侧分接头不具备带负载转换档位的能力,这种分接头在转换档位过程中,必须断开绕组,断开负荷电流会造成触头间拉弧烧坏分接开关或短路，因此调整电压分接头时必须使变压器断电。,有载调压：一次侧分接开关可带负载切换档位，从一个电压分接头转换至另一个电压分接头过程中，通常短时接入一个过渡电阻，不存在断开绕组的过程，不会由于负荷电流断开产生拉弧。,2.6 变压器基本知识,2.6.4 阻抗电压,阻抗电压(%)是将变压器的二次绕组短路，使一次绕组电压慢慢加大，当二次绕组的短路电流达到额定电流时，一次绕组所施加的电压（短路电压）与额定电压的比值百分数。,同容量的变压器，阻抗电压小的造价较低，负载损耗较小，但短路电流较大。,2.6 变压器基本知识,2.6.5 绝缘等级,A级绝缘（经过绝缘浸渍处理的棉纱、丝、普通漆包线的绝缘漆）材料允许温度摄氏105度，额定运行温度摄氏95度，最高允许值摄氏140度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。,E级绝缘（环氧树脂、三醋酸纤维薄膜、聚脂薄膜、高强度漆包线的绝缘漆）材料允许温度摄氏120度，额定运行温度摄氏110度，最高允许值摄氏155度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。,2.6 变压器基本知识,2.6.5 绝缘等级,B级绝缘（云母、玻璃纤维、石棉等无机物用有机材料粘合或浸渍）材料允许温度摄氏130度，额定运行温度摄氏120度，最高允许值摄氏165度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。,F级绝缘（云母、玻璃纤维、石棉等无机物用特殊有机材料粘合或浸渍，例如采用硅有机化合物改性的合成树脂漆为粘合剂）材料允许温度摄氏155度，额定运行温度摄氏145度，最高允许值摄氏190度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。,2.6 变压器基本知识,2.6.5 绝缘等级,H级绝缘（云母、玻璃纤维、石棉等无机物用特殊有机材料粘合或浸渍，例如采用硅有机漆粘合或浸渍，硅有机橡胶、无机填料）材料允许温度摄氏180度，额定运行温度摄氏175度，最高允许值摄氏220度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。,C级绝缘（特种纸张、层压板等，例如芳族聚酰胺聚合物）材料允许温度摄氏220度，额定运行温度摄氏210度，最高允许值摄氏250度（超过此温升，绝缘的损坏率将超过允许范围）。,2.6,变压器基本知识,2.6.6,运行方式及过载能力,2.6.7,节能,空载损耗和负载损耗,合理的变压器负载率,非晶合金变压器,谢谢！,