供配電設計培訓——供配電系統總結
發布時間：2020/8/20
供配電系統總結
一、供配電系統
1、獨立電源和獨立電源點
1） 獨立電源，是指在電源中，任一電源因故中斷供電時，不影響其他電源供電。一般具備下列兩個條件的發電廠、變電所不同母線均屬獨立電源：
a每段母線的電源來自不同的發電機。
b母線段之間無聯系或雖有聯系，但在其中一段發生故障，能自動斷開聯系，不影響其它母線段繼續供電。
2）獨立電源點：是指兩個電源來自不同的地點，任一電源因故停止供電時，不影響其他電源點的繼續供電。兩個發電廠，一個發電廠和一個地區電網，或一個電力系統中的兩個區域性變電所都屬于獨立電源點。
在鋼鐵企業中，當由兩個獨立電源點供電時，允許不另外設置獨立于前兩個電源的第三電源。
2、供電電源和供電電壓
《全國供用電規則》、《電力供應與使用條例》中未作出明確規定。各地供電部門根據當地電網特點，規定了適用本地特點的10KV接裝容量：廣州為20000KVA、太原為10000KVA、、長沙為15000KVA、深圳為30000KVA等。城市中高樓大廈的接裝容量一般均在10000KV以上，有的建筑物甚至達到20000KVA。案例中的這座大樓用電負荷已在25000KVA以上。
3、系統中性點接地方式
110KV及以上電壓等級一般為中性點直接接地，又稱大電流接地系統，中性點經小電阻接地屬大電流接地系統；3~35KV電壓等級一般為中性點非直接接地系統，又稱小電流接地系統。35kv系統多為中性點經消弧線圈接地；單相接地電容電流較?。?~10KV電網電容電流10 A以下）電纜線路較少的電網。多為中性點不接地系統。
中性點非直接接地系統一般允許帶單相接地點運行1~2小時；電纜線路所選絕緣等級：3/3kv ；6/6 kv；8.7/10 kv；26/35 kv；
大電流接地系統單相接地直接作用于跳閘電纜線路所選絕緣等級為：0.6/1 kv；1.8/3 kv；3/6 kv；6/10 kv；21/35kv。
二、 短路電流計算
標么值和歐姆值：
1、標么值：用作高壓系統短路電流計算（一般算到10/0.4kv低壓側短路），計算方法；
1）確定基準值：Sj=100MVA， Uj：37；10.5kv（各級平均電壓）
2）計算系統中各元件的基準電抗抗標么值：
系統電抗： 標么值 發電機或電動機：標幺值
變壓器： 標幺值 線路： 標幺值
3）畫等值電路圖
4）求系統之短路電的總基準電抗么標值
5）三相短路電流計算
（1）無限電源容量 短路電流、短路容量標幺值： =1/
短路電流值： 短路容量值：
短路全電流和短路沖擊電流當1000 KVA及以下的變壓器二次側短路時， ，此時可得:
（2）有限容量：
求計算電抗標幺值：將基準容量下的電抗標幺值歸算到各電源等值容量為基準容量的標幺值： 當計算電抗標幺值 時，按上面無限容量系統計算
當計算電抗標幺值 <3時，按有限容量系統計算 用計算電抗標幺值 查發電機(0、 0.2、 )時間的運算 曲線得到各時間段的短路電流標幺值：
求出短路各時間段的電流有名值： 求出短路各時間段的短路容量有名值：
6）兩相短路電流計算
兩相不接地短路電流初始值： 兩相不接地短路全電流有效值：
兩相不接地短路沖擊電流：
7）附加電源（大容量電動機）短路時的反饋電流
（1）同步電動機和同步調相機短路電流按有限容量計算對整個短路過程都有影響，由于它一般裝設低電壓保護，所以只需計算 秒所供的短路電流。
（2）異步電動機：向短路點提供的反饋電流周期性分量初始值：電動機反饋電流倍數，可取其啟動電流倍數電動機額定電流，A向短路點提供的反饋沖擊電流：
電動機峰值電流系數，一般高壓電動機取1.4~1.6
2、低壓配電網短路計算
1）計算采用有名值（歐姆值）：
電壓用“V” 電阻用“m ” 電流用“KA” 容量用“KVA”
2）電路中主要低壓元件的阻抗計算
系統電抗： 電抗: 電阻：
式中: 短路計算點的計算電壓比電網額定電壓 高 5%。
電力系統短路容量當收集有困難時用出口斷路 器的斷流容量。
線路： 變壓器：
同步發電機或電動機：
3）三相短路是對稱性短路，計算相電流： 三相短路電流周期性分量：
短路全電流有效值： 短路沖擊電流： ich= 1.84 I
4）兩相短路電流周期性分量：
4、 單相接地故障電流的計算：
TN接地系統的低壓網絡單相接地短路電流I＂的計算：
=
=（ / ）/
式中: 分別為短路系統的正序或負序總電阻和總電抗。
分別為短路系統的另序總電阻和總電抗。
=相線的零電阻 +3 保護線零序電阻
=相線的零電抗 +3 保護線零序電抗
分別為短路系統相?？傠娮韬涂傠娍?/span>
單相與中性線短路電流（即相線與中性線之間短路）電流初始值 I＂的計算
短路值算出作用是什么？
1) ——次暫態短路電流， 。用作繼電保護整定計算和校驗斷路器的額定斷流量。
2) ——三相短路電流穩態有效值， 。用來校驗電氣和導體載流部分的熱穩定。
3) ——三相短路電流第一周期全電流有效值， 。用來校驗電器和母線的動穩定以及斷路器的額定斷流量。
4) ——三相短路沖擊電流， 。即三相短路電流第一周期全電流峰值，用來校驗電器和母線的動穩定。
5） ——次暫態三相短路容量， 。用來校驗斷路器的遮斷容量。
三、 高壓電器選擇
選擇高壓電器時應校驗的項目
四、 繼電保護裝置
可用微機綜合保護裝置
1、 變壓器的保護配置：
一般大于400KVA變壓器才設繼電保護裝置，小于400KVA變壓器一般用熔斷器保護。400~800KVA變壓器高壓側不設短路器時用熔斷器保護。超過10000KVA變壓器用差動保護。1600~10000KVA變壓器電流速斷保護不能滿足要求時，也可裝設縱聯動保護。
1）過電流保護：
繼電器動作電流（應躲過可能出現的過負荷電流）：
靈敏系數（按電力系統最小運行方式下，低壓側兩相短路時流過高壓側保護安裝處的短路電流校驗：
動作時限：應與下一級保護動作時限相配合，一般取0.5~0.7s
2）電流速斷保護
繼電器動作電流：（應躲過低壓側短路時，流過保護裝置的最大短路電流）)
靈敏系數：（按系統最小運行方式下，保護安裝處的兩相短路電流校驗）
3）過負荷保護
動作電流：（躲過變壓器的額定電流） .
動作時限：（躲過允許的短時過負荷時間、電動機的啟動時間）一般定時限取9~15s
4）低壓側單相接地保護（利用高壓側三相式過電流保護）
動作電流和動作時限與過電流保護相同。
靈敏系數：按最小運行方式下，低壓側母線或母干線末端單相接地時，流過高壓側保護安裝處的短路電流校驗。
2、6~10KV線路的繼電保護整定計算
1）過電流保護：動作電流（應躲過線路的的過負荷電流）：
靈敏系數（按最小運行方式下，線路末端兩相短路電流校驗）
動作時限：應較相鄰元件的過電保護大一時限階段，一般取0.5~0.7s
2）無時限電流速斷保護
動作電流：（應躲過線路末端短路時的最大三相短路電流）
靈敏系數：（按最小運行方式下，線路始端的兩相短路電流校驗）
3）帶時限電流速斷保護
動作電流：（應躲過相鄰元件末端短路時的最大三相短路電流與
相鄰元件的電流速斷保護的動作電流相配合按兩者中的較大者）或 靈敏系數： 同無時限電流速斷保護的公式相同。
動作時限：應較相鄰元件的電流速斷保護大個一時限階段，一般取 0.5~0.7s
4）單相接地保護
動作電流：一次動作電流（按躲過被保護線路外部單相接地故障時，從被保護元件流出的電容電流及按最小靈敏系數1.25整定）
A 和 A
被保護線路外部發生單相接地故障時，從保護元件流出的 電容電流A 電網的總單相接地電容電流A
1）電纜線路的單相接地電容電流：
a) 電纜線路
b) 電纜線路
c)也可以估算
2）架空線路的單相接地電容電流：
a)無架空地線單回路：
b)有架空地線單回路：
c)也可以估算
式中：S：電纜線芯的標稱截面，mm 。
Un線路額定線電壓，KV。
L：線路長度，KM。
3、6~10KV母線的分段斷路器繼電保護整定計算
1）過電流保護
動作電流（應躲過任意母線的最大負荷電流）
靈敏系數（按最小運行方式下，母線兩相短路時流過保護安裝處的短路電流校驗。對后備保護按最小運行方式下相鄰元件末端兩相短路時流過保護安裝處的短路電流校驗）
動作時限：應較相鄰元件的過電流保護大一時限階段，一般取0.5~0.7
2）電流速斷保護：（僅在合閘瞬間投入）動作電流:按最小靈敏系數2整定A
最小運行方式下，母線兩相短路時流過保護安裝處的超瞬變電流A。
4、6~10KV電動機的繼電保護整定計算(異步電動機)
1）電流速斷保護：
動作電流：異步電動機（躲過電動機的啟動電流）
靈敏系數（按最小運行方式下，電動機接線端兩相短路時流過保護處的短路電流校驗。）
2）過負荷保護：
動作電流：（躲過電動機的額定電流）返回系數，取0.85.
動作時限：（躲過電動機啟動或自啟動時間，即 對一般電動機為 s 對于傳動風機的電動機為 s
3）單相接地保護：
一次動作電流（按被保護元件發生單相接地故障時最小靈敏系數1.25整定） 電網的單相接地電容電流A。 電動機的電容電流A。
五、 二次接線
1、中央信號裝置的接線
1）中央事故信號裝置接線圖（中央復歸不重復動作）
2）中央預告信號裝置接線圖（中央復歸不重復動作）
3）采用微機保護測控裝置的6~10KV出線斷路器二次回路接線全圖
六、所用電源和操作電源
1、所用電源：
所用電源是變電所所需要的交流電源，主要用于變電所的照明、通風、開關柜除濕、數字儀表電源等。設交流電源柜。
變電所有兩路10KV進線，有兩臺變壓器時，分別由變壓器低壓220/380v母線為所用電源柜提供電源。
只有一回電源線路的10/0.4kv變電所，宜在10kv電源進線斷路器前設所用變壓器。
2、 操作電源：
操作電源是變電所控制、保護、信號所需要的電源。分交流和滯留兩種：
1）交流操作電源：一般引自電壓互感器的二次側。為保證可靠性增加UPS電源
2）直流操作電源：
35KV變電所和重要場所的6(10) KV變電所以選用直流操作電源，當選用電磁操作機構時，直流電壓宜取220v；當選用彈簧操作機構時，直流電壓宜選用110v或220v。
直流屏的交流充電電源一般取自所用電柜。
直流屏為成套裝置，一般由兩柜組成。
柜內設有交流備用電源自投裝置，整流浮充電設備及直流配電裝置和電池組，電池組一般采用閥控式免維護鉛酸蓄電池組，當采用直流彈簧操作機構時，直流屏的電池容量宜為40Ah；當采用直流電磁操作機構時；直流屏的電池容量宜為60Ah；
七、變電所
1、變電所的主接線，
一般為單母線分段,設分段開關或不設分段開關，主要是看電業所給的單回路電源，能否承擔兩段的負荷，因而主要是由電業確定
設分段不設分段的區別，不設分段開關一條線路故障所在段的全部出線回路不能送電。
如一段僅有一回路出線，進線可不設開關，為線路變壓器組型式。
對于10/0.4kv變電所，如干變容量不超過1250kva；油變容量不超過800kva可用（環網柜）熔斷器保護。
2、變電所的負荷計算和無功功率
負荷計算表，（需用系數法）在選變壓器時，低壓側的計算負荷要折算到高壓側，系統的功率因數一定是折算到高壓側的功率因數。變壓器的負荷率一般按85%來選擇變壓器
3、諧波治理
1）去諧電抗器
在補償電容器回路中串入電感抑制諧波，電抗與電容的比值：
去諧電抗率： ，為 可以去3次諧波；為7%可以去5次 以上諧波。
電容電壓： （系統電壓）/（ -
去諧電抗率 的電容電壓: /（ -0.14）=465V
去諧電抗率 的電容電壓: /（ -0.07）=430V
所以一般去諧電抗率 的電容電壓應選480V；去諧電抗率7%的電容電壓應選440V。
電容器的容量： （系統需要的無功）
若系統需要補償無功: ,并用1-14%的去諧電抗率,去除3次諧波。應選電容器的容量：
=(480/400) * (1-0.14)*275
=340KVAR
去掉的諧波電流為無功補償容量折算成電流后的 倍。即
去掉的諧波電流 或
式中：
=（340-275）/1.732*400
=65（ ）/1.732*400= 0.093KA=93A
2）有源濾波器
濾波器的去諧電流
國家標準圖集11CD403《低壓配電系統諧波抑制及治理》
圖集中對產生的諧波電流采用了粗略的估算：
產生的諧波電流( )：
式中： ：變壓器容量kvar
：變壓器負載率，常規設計時一般取0.7~0.8
：變壓器低壓側額定電壓kv
：為電流總諧波其變率，不同建筑物取值：
辦公：15%； 醫療：20%； 通訊：35%
金融：20%； 公共建筑：25%；
如系統中已采用了去諧式無功率補償裝置，那末，還需要去除的諧波電流( )： 也就是要選的去諧設備的電流。
在工程設計中并不要求將各次諧波電流補償為零，而是針對主導諧波進行適度的補償，使補償后各次的諧波電流公共連結點或諧波測量點處產生的該次諧波電壓限制在國標限值內，并留有適當的安全度。
=1250*0.78*0.15/1.732*0.4* =205A
=205-93=112A
3、 設備安裝和過電壓保護和接地
1）系統圖和平面圖的方向
《需要的朋友可以掃碼加入備注一下，》
13817859808
