理论教育 变电所的电气接线图及其作用分类

变电所的电气接线图及其作用分类

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:表示变电所各种电气设备及其相互之间连接顺序的图,称为变电所电气接线图。按其作用不同,变电所电气接线图可分为主接线图和二次接线图两种。主接线图是表示电能由电源到用户传递和分配线路的接线图。二次接线图是表示控制、测量和保护等装置的接线图。桥接断路器QF3跨接在线路断路器QF1和QF2的外侧,因此称之为外桥式接线。

变电所的电气接线图及其作用分类

表示变电所各种电气设备及其相互之间连接顺序的图,称为变电所电气接线图。按其作用不同,变电所电气接线图可分为主接线图和二次接线图两种。

主接线图是表示电能由电源到用户传递和分配线路的接线图。为了便于看图,主接线图中一般只画出系统中的主要设备,如电力变压器、高压断路器、高压隔离开关等。变电所的主接线直接影响变电所的技术经济指标和运行质量,主接线应简单、可靠、运行灵活、经济合理、操作安全方便。

二次接线图是表示控制、测量和保护等装置的接线图。与之相连的是测量用的电压和电流互感器、各种仪表及继电保护电器等电气设备。一般二次接线图中应附有主接线的设备和元件,以便了解二次接线的作用。

1.总降压变电所的主接线

采用两路35 kV电压供电的大型选煤厂,总降压变电所的主接线方式一般采用桥式接线。桥式接线有内桥式、外桥式和全桥式3种。

1)内桥式

如图2-4所示。1号、2号电源进线经过线路断路器QF1和QF2,分别接变压器TM1和TM2的高压侧,向变电所供电。为了提高供电可靠性,断路器QF3和QS7、QS8组成一个联络桥,将两线路连接在一起,由于桥接断路器QF3在QF1和QF2的内侧且靠近变压器,故称这种主接线为内桥式。

内桥式接线的优点是线路运行灵活性强。例如,当1号电源进线检修或故障时,断路器QF1断开。这时变电所的变压器TM1可由2号电源进线经线路断路器QF2和桥接断路器QF3继续供电,从而不会使低压侧的主要负荷中断供电。同理,当2号电源进线发生故障或检修时,变压器TM2可以通过线路断路器QF1和桥接断路器QF3继续供电。因此内桥式接线的供电可靠性较高。

若变压器TM1发生故障或在检修时,应首先断开线路断路器QF1和桥接断路器QF3,然后断开隔离开关QS5。因隔离开关没有熄灭电弧的装置,它不能带负荷操作,只有在断路器把电路切断以后打开,才能起到隔离电源的作用。在QS5断开以后,合上QF1及QF3,可恢复1号电源进线和变压器TM2的正常工作。由于整个操作过程大约需要30 min,因此这种接线方式在变压器故障或检修时操作不太方便。

内桥式接线多用于供电线路较长,线路故障和检修机会较多,需要经常切换线路,而且负荷比较平稳,变压器不需要经常切换的变电所。

2)外桥式

图2-5所示为外桥式接线。桥接断路器QF3跨接在线路断路器QF1和QF2的外侧,因此称之为外桥式接线。这种接线方式的运行灵活性和供电可靠性与内桥式相似,但适用条件不同:外桥式接线适用于供电线路较短,线路故障和检修机会较少,而且负荷变化较大,变压器需要经常切换的变电所。这种接线方式在投入或切除变压器时不影响线路的正常运行,检修TM2时,只需断开断路器QF2即可,两条电源进线可正常工作。

图2-4 内桥式接线

3)全桥式

内桥式和外桥式接线都具有结构简单、投资少、变电所占地面积小等优点。它们都存在一定缺点,内桥式接线切换变压器不方便,而外桥式接线切换线路不方便。图2-6所示的接线方式为全桥式,在桥接断路器QF5的内、外侧均有两台线路断路器。这种接线方式克服了内桥式和外桥式接线的缺点,无论是切换线路还是切换变压器,操作都比较方便。但全桥式接线具有所需设备多、投资大、变电所占地面积大等缺点。选煤厂多采用前两种接线方式。

图2-5 外桥式接线

图2-6 全桥式接线

2.车间变电所的主接线(www.daowen.com)

车间变电所一般只有一台变压器,其主接线采用线路-变压器组接线方式。车间变电所的电源来自高压配电室6~10 kV母线,在6~10 kV母线侧经带有高压隔离开关、高压断路器或负荷开关的高压开关柜送电。在车间变电所的高压侧(即变压器的高压侧)。可安装高压断路器、高压隔离开关或跌落式熔断器。高压侧究竟采用哪种方式,应视具体情况而定。对于变压器容量为560 kV·A及以上的6/(0.4~0.23)kV车间变电所,变压器高压侧应采用高压断路器;对于变压器容量为560 kV·A及以下的6/(0.4~0.23)kV车间变电所,变压器高压侧可采用负荷开关、高压隔离开关或跌落式熔断器等;对于变压器容量在180 kV·A及以下的6/(0.4~0.23)kV车间变电所,高压侧可采用跌落式熔断器。车间变压器常用的接线方式见表2-2。

表2-2 车间变压器常用的接线方式

3.选煤厂变电所的母线

变电所高、低压配电室的母线,用于向各高、低压开关柜供电。每线制可分为单母线制、单母线分段制和双母线制。母线制与电源进线的数目有关:一回路电源进线只采用单母线制;在两回路电源进线的情况下,可采用单母线分段制;在供电负荷大且重要负荷多的情况下,可以考虑采用双母线制。选煤厂变电所一般不采用双母线制。

单母线分段制是采用高压断路器或高压隔离开关将一根母线分成两段。两段母线分别与两回路电源进线相连。一般地,当负荷较大时,用高压断路器分段;在负荷较小时,则采用高压隔离开关分段。选煤厂多采用高压隔离开关来分段母线。

4.选煤厂供电系统分析

1)大型选煤厂供配电系统

图2-7所示为大型选煤厂供配电系统示意。来自35 kV电网的双回路电源进线向两台变压器TM1和TM2供电。主接线采用外桥式接线,6 kV母线采用单母线分段。厂内重要负荷安装在不同的母线段上,以保证供电的可靠性。图中变压器TM1低压侧母线段上通过高压开关柜接有1号、2号、3号3台车间变压器,而另一段母线上接有4号和5号车间变压器、变电所专用变压器及高压电动机;两段母线之间通过高压隔离开关连接起来。为防止雷电过电压对电气设备的危害,在两台变压器的进线侧和6 kV母线的两段上均装有避雷器。为了对系统进行功率因数补偿,以便把功率因数提高到电力部门规定的数值,分别在两段母线上安装一定数量的电力电容器。另外,两段母线上还连接有电压、电流互感器作测盘和保护之用。

根据所接负载的不同,高压开关柜的接线方案也不同。如控制车间变压器的高压开关柜主要由高压断路器及其双侧的高压隔离开关组成,控制高压电动机的高压开关柜仅由一台高压隔离开关和一台高压断路器组成,而母线联络用的开关柜只有一台高压隔离开关。

图2-7中仅画出了高压供配电系统。其低压供配电系统可参考中小型选煤厂供配电系统。

图2-7 大型选煤厂供配电系统示意

2)中小型选煤厂供配电系统

图2-8所示是中小型选煤厂供配电系统示意。图上部为6 kV配电室,其电源由矿井地面变电所引入,一般设两路电源供电。

配电室中的6 kV母线也是分段的。中间由联络柜连接。配电室由不同的高压开关柜组成。为了防雷和改善功率因数,在母线上接有避雷器和电力电容器。厂内各车间变压器由各高压开关柜供电。

车间变压器降压后向各低压配电室供电。如1号变压器向原煤准备车间配电室和原煤储存仓配电室供电;2号变压器向主厂房一层、二层和三层配电室供电等。

各低压配电室由不同的低压配电屏和动力箱组成,临近的低压配电室可以互相联络。各低压配电屏和动力箱分别向各生产机械或照明供电。

为获得220 V照明电源,各车间变压器次级应为“且”形接线,引出中性线并将中性点接地。

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