大学课程设计-供电系统设计报告(4)

2019-01-07 17:19

1、一次侧采用内桥式接线,二次侧采用单母线分段的总降压变电所,这种内桥式接线多用于电源线路较长因而发生故障和停电检修的机会较多、并且变电所的变压器不需要经常切换的总降压变电所。 2、 一次侧采用外桥式接线、二次侧采用单母线分段的总降压变电所,这种主接线的运行灵活性也较好,供电可靠性同样较高,适用于一、二级负荷的工厂。但与内桥式接线适用的场合有所不同。这种外桥式适用于电源线路较短而变电所负荷变动较大、适用经济运行需经常切换的总降压变电所。当一次电源电网采用环行接线时,也宜于采用这种接线。

3、一、二次侧均采用单母线分段的总降压变电所,这种主接线方式兼有上述两种桥式接线的运行灵活性的优点,但所用高压开关设备较多,可供一、二级负荷,适用于一、二次侧进出线较多的总降压变电所。

4、 一、二次侧均采用双母线的总降压变电所,采用双母线接线较之采用单母线接线,供电可靠性和运行灵活性大大提高,但开关设备也大大增加,从而大大增加了初投资,所以双母线接线在工厂电力系统在工厂变电所中很少运用主要用于电力系统的枢纽变电所。

本次设计的电子制造厂是连续运行,负荷变动较小,电源进线较长(2.5km),主变压器不需要经常切换,另外再考虑到今后的长远发展。采用主接线一次侧采用内桥式接线,二次侧采用单母线分段的总降压主接线,如下图所示:

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单母线分段接线图 内桥式接线图

5 电力线路接线及敷设方式

5.1 电力线路的接线方式

工厂的高低压电路的线路基本接线方式有放射式、树干式和环形等基本接线方式。以高压为例。 1、放射式:

高压放射式接线是指工厂变配电所高压母线上引出的一回路,直接向一个车间变电所或高压用电设备供电,这种接线方式简捷,操作维护方便,保护简单,便于实现自动化。但是高压开关设备用的多,投资高,线路故障自检修时,又该线路供电的负荷要停电,为提高可

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靠性,根据情况可增加备用线路,如图5-1-1为放射式线路供电。

图5-1-1放射式线路

2、树干式

高压树干式接线是指由工厂变配电所高压母线上引出的每路高压配电干线上,沿线分接了几个车间变电所或负荷点的接线方式,这种接线从变配电所引出的线路少,高压开关设备相应用的少。配电干线少可以节约有色金属,但供电可靠性差,干线故障或检修将引起干线上的全部用户停电,为提高供电可靠性同样可以采用增加备用的方法,如图5-1-2为树干式接线图。

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图5-1-2树干式接线图

3、放射式

从工厂供电系统而言,高压环式其实就是树干式界限的改进,两路树干式线路连接起来就构成了环式接线。这种接线运行灵活,供电可靠性高。当干线上任何地方发生故障时,只要找出故障段,拉开其两端的隔离开关,把故障段切除后,全部线路可以恢复供电。由于闭环运行时继电保护整定比较复杂,所以运行时均采用开环运行方式。

3 总配电所电气主接线及厂区高低压配电系统设计

3.1 配电所电气主接线

3.1.1主接线的基本要求

主接线的选择,要达到安全、可靠、灵活、经济的要求。要在满足供电可靠性的情况下,尽量节省投资。

安全:要求选择合适的电气设备,具有良好的监视和保护系统,以保证人身和设备安全。

可靠:满足各级负荷的不中断供电要求。

灵活:利用较少的切换来适应不同的运行方式,检修方便,电源和负荷投切方便。 经济:保证供电可靠性的情况下,尽量节省初投资和年运行费用。 此外,变电所扩建的可能性较大,其主接线应该方便改造和扩建。

3.1.2主接线的选择

主接线对变电所设备的选择和布置,运行的可靠性和经济性,继电保护和控制方式都有密切关系,是供电设计中的重要环节。在工厂供电系统中,最主要的部分就是总降压变(配)电所。总降压变电所中,高压侧(电源侧)的主接线概括为两类:线路-变压器组方式和桥型接线方式。线路变压器组方式即“一进线一主变”方式,用于二、三级负荷的供电,也可扩展成为双回线路-变压器组接线,用于一、二级负荷供电。桥型方式能实现线路和变压器的充分利用,可靠性非常高,但线路复杂,操作不便,投资较大。主变的低压侧(配电所的电源进线)接到母线上进行电能分配。在工厂供电系统中涉及到的母线制较少,常用的母线制有:单母线,单母分段,双母。

由于没有总降压变电所,故电源进线直接接到高压配电母线上。电源进线为两回,负荷等级为二级,因此单母线方式不能适应该供电系统的可靠性要求。双母线制尽管可靠性比较

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高,但是开关数目较多,连锁机构复杂,切换操作繁琐,造价高,经济上不合理。采用单母分段方式配电,当一回线路故障时,合上分段开关可保证对所有重要负荷的供电;当一段母线故障时,另一段母线上的负荷不受影响。从电压等级以及该配电所在电力系统中的位置来看,该工厂的用电负荷用单母分段方式已经可以完全满足其供电可靠性,和双母线方式相比它又节约了安装维护费用,因此,高压配电所采用单母分段接线。

单母分段开关在运行时是合是分,要按照具体情况进行技术经济比较而定。在本设计的工厂供电系统中,有双回路同时供电,采取“分”的方式运行比较好,分析原因如下: 1.按供电可靠性考虑

如果采取“合”的方式,一路电源故障时,其电源侧开关跳开,所有负荷由另一路电源供电;一段母线故障时,两个电源侧断路器都跳开,整条母线停电,也就是说停电范围波及到了另外一段正常的母线及其负荷,而且这时运行人员不好确定是哪段母线故障,出于安全考虑,不可能快速恢复供电。而采取“分”的方式,一路电源故障时,入口开关跳开,合上分段开关对故障部分的负荷供电,这中间会有短时的停电,这是“分”的不足之处;但采取“分”的方式时,如果一段母线故障,不会影响到另一段母线的正常供电。而且出现故障后,运行人员马上就能发现哪一段是故障母线,缩小了故障排查范围,能够较快地恢复供电。 2.按检修的工作量及检修给断路器带来的影响考虑

采取“分”的方式运行时,如果检修线路和母线的话,可以采用分段检修,不会使全部负荷中断;采取“合”的方式的话,如果断开电源检修,会使全部负荷的供电中断,显然不合理,如果也采取分段检修方式,要求先拉闸,检修完以后又合闸,加大了工作量,也降低了断路器的寿命,经济上不合理。 3.按短路给系统带来的影响考虑

采用分段运行方式,显然短路电流会比较小,对限制短路电流起到很明显的作用。 综上所述,该配电所在正常情况下采用分列运行方式,单母分段开关要拉开。

3.2 高压配电系统设计

3.2.1高压配电系统的类型

工厂供电系统常用的典型配电方式有放射式,树干式和环式三种。

放射式:放射式的特点是配电母线上每条馈出线仅给车间变压器、高压电动机以及高压配电所的母线等设备单独供电。放射式的优点是:

1.供电可靠性较高,故障发生后影响范围小。 2.继电保护装置简单、易于整定且易于实现自动化。 3.运行简单,切换操作方便。

其缺点有:一旦线路或开关设备发生故障,由该回路供电的负荷将中断供电且难以恢复;配电线路和高压开关柜数量多,投资大。根据不同的供电可靠性要求,可以选择单回路或者是双回路放射式配电。(如下图)

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