供配电设计培训——供配电系统总结
发布时间：2020/8/20
供配电系统总结
一、供配电系统
1、独立电源和独立电源点
1） 独立电源，是指在电源中，任一电源因故中断供电时，不影响其他电源供电。一般具备下列两个条件的发电厂、变电所不同母线均属独立电源：
a每段母线的电源来自不同的发电机。
b母线段之间无联系或虽有联系，但在其中一段发生故障，能自动断开联系，不影响其它母线段继续供电。
2）独立电源点：是指两个电源来自不同的地点，任一电源因故停止供电时，不影响其他电源点的继续供电。两个发电厂，一个发电厂和一个地区电网，或一个电力系统中的两个区域性变电所都属于独立电源点。
在钢铁企业中，当由两个独立电源点供电时，允许不另外设置独立于前两个电源的第三电源。
2、供电电源和供电电压
《全国供用电规则》、《电力供应与使用条例》中未作出明确规定。各地供电部门根据当地电网特点，规定了适用本地特点的10KV接装容量：广州为20000KVA、太原为10000KVA、、长沙为15000KVA、深圳为30000KVA等。城市中高楼大厦的接装容量一般均在10000KV以上，有的建筑物甚至达到20000KVA。案例中的这座大楼用电负荷已在25000KVA以上。
3、系统中性点接地方式
110KV及以上电压等级一般为中性点直接接地，又称大电流接地系统，中性点经小电阻接地属大电流接地系统；3~35KV电压等级一般为中性点非直接接地系统，又称小电流接地系统。35kv系统多为中性点经消弧线圈接地；单相接地电容电流较小（6~10KV电网电容电流10 A以下）电缆线路较少的电网。多为中性点不接地系统。
中性点非直接接地系统一般允许带单相接地点运行1~2小时；电缆线路所选绝缘等级：3/3kv ；6/6 kv；8.7/10 kv；26/35 kv；
大电流接地系统单相接地直接作用于跳闸电缆线路所选绝缘等级为：0.6/1 kv；1.8/3 kv；3/6 kv；6/10 kv；21/35kv。
二、 短路电流计算
标么值和欧姆值：
1、标么值：用作高压系统短路电流计算（一般算到10/0.4kv低压侧短路），计算方法；
1）确定基准值：Sj=100MVA， Uj：37；10.5kv（各级平均电压）
2）计算系统中各元件的基准电抗抗标么值：
系统电抗： 标么值 发电机或电动机：标幺值
变压器： 标幺值 线路： 标幺值
3）画等值电路图
4）求系统之短路电的总基准电抗么标值
5）三相短路电流计算
（1）无限电源容量 短路电流、短路容量标幺值： =1/
短路电流值： 短路容量值：
短路全电流和短路冲击电流当1000 KVA及以下的变压器二次侧短路时， ，此时可得:
（2）有限容量：
求计算电抗标幺值：将基准容量下的电抗标幺值归算到各电源等值容量为基准容量的标幺值： 当计算电抗标幺值 时，按上面无限容量系统计算
当计算电抗标幺值 <3时，按有限容量系统计算 用计算电抗标幺值 查发电机(0、 0.2、 )时间的运算 曲线得到各时间段的短路电流标幺值：
求出短路各时间段的电流有名值： 求出短路各时间段的短路容量有名值：
6）两相短路电流计算
两相不接地短路电流初始值： 两相不接地短路全电流有效值：
两相不接地短路冲击电流：
7）附加电源（大容量电动机）短路时的反馈电流
（1）同步电动机和同步调相机短路电流按有限容量计算对整个短路过程都有影响，由于它一般装设低电压保护，所以只需计算 秒所供的短路电流。
（2）异步电动机：向短路点提供的反馈电流周期性分量初始值：电动机反馈电流倍数，可取其启动电流倍数电动机额定电流，A向短路点提供的反馈冲击电流：
电动机峰值电流系数，一般高压电动机取1.4~1.6
2、低压配电网短路计算
1）计算采用有名值（欧姆值）：
电压用“V” 电阻用“m ” 电流用“KA” 容量用“KVA”
2）电路中主要低压元件的阻抗计算
系统电抗： 电抗: 电阻：
式中: 短路计算点的计算电压比电网额定电压 高 5%。
电力系统短路容量当收集有困难时用出口断路 器的断流容量。
线路： 变压器：
同步发电机或电动机：
3）三相短路是对称性短路，计算相电流： 三相短路电流周期性分量：
短路全电流有效值： 短路冲击电流： ich= 1.84 I
4）两相短路电流周期性分量：
4、 单相接地故障电流的计算：
TN接地系统的低压网络单相接地短路电流I＂的计算：
=
=（ / ）/
式中: 分别为短路系统的正序或负序总电阻和总电抗。
分别为短路系统的另序总电阻和总电抗。
=相线的零电阻 +3 保护线零序电阻
=相线的零电抗 +3 保护线零序电抗
分别为短路系统相保总电阻和总电抗
单相与中性线短路电流（即相线与中性线之间短路）电流初始值 I＂的计算
短路值算出作用是什么？
1) ——次暂态短路电流， 。用作继电保护整定计算和校验断路器的额定断流量。
2) ——三相短路电流稳态有效值， 。用来校验电气和导体载流部分的热稳定。
3) ——三相短路电流第一周期全电流有效值， 。用来校验电器和母线的动稳定以及断路器的额定断流量。
4) ——三相短路冲击电流， 。即三相短路电流第一周期全电流峰值，用来校验电器和母线的动稳定。
5） ——次暂态三相短路容量， 。用来校验断路器的遮断容量。
三、 高压电器选择
选择高压电器时应校验的项目
四、 继电保护装置
可用微机综合保护装置
1、 变压器的保护配置：
一般大于400KVA变压器才设继电保护装置，小于400KVA变压器一般用熔断器保护。400~800KVA变压器高压侧不设短路器时用熔断器保护。超过10000KVA变压器用差动保护。1600~10000KVA变压器电流速断保护不能满足要求时，也可装设纵联动保护。
1）过电流保护：
继电器动作电流（应躲过可能出现的过负荷电流）：
灵敏系数（按电力系统最小运行方式下，低压侧两相短路时流过高压侧保护安装处的短路电流校验：
动作时限：应与下一级保护动作时限相配合，一般取0.5~0.7s
2）电流速断保护
继电器动作电流：（应躲过低压侧短路时，流过保护装置的最大短路电流）)
灵敏系数：（按系统最小运行方式下，保护安装处的两相短路电流校验）
3）过负荷保护
动作电流：（躲过变压器的额定电流） .
动作时限：（躲过允许的短时过负荷时间、电动机的启动时间）一般定时限取9~15s
4）低压侧单相接地保护（利用高压侧三相式过电流保护）
动作电流和动作时限与过电流保护相同。
灵敏系数：按最小运行方式下，低压侧母线或母干线末端单相接地时，流过高压侧保护安装处的短路电流校验。
2、6~10KV线路的继电保护整定计算
1）过电流保护：动作电流（应躲过线路的的过负荷电流）：
灵敏系数（按最小运行方式下，线路末端两相短路电流校验）
动作时限：应较相邻元件的过电保护大一时限阶段，一般取0.5~0.7s
2）无时限电流速断保护
动作电流：（应躲过线路末端短路时的最大三相短路电流）
灵敏系数：（按最小运行方式下，线路始端的两相短路电流校验）
3）带时限电流速断保护
动作电流：（应躲过相邻元件末端短路时的最大三相短路电流与
相邻元件的电流速断保护的动作电流相配合按两者中的较大者）或 灵敏系数： 同无时限电流速断保护的公式相同。
动作时限：应较相邻元件的电流速断保护大个一时限阶段，一般取 0.5~0.7s
4）单相接地保护
动作电流：一次动作电流（按躲过被保护线路外部单相接地故障时，从被保护元件流出的电容电流及按最小灵敏系数1.25整定）
A 和 A
被保护线路外部发生单相接地故障时，从保护元件流出的 电容电流A 电网的总单相接地电容电流A
1）电缆线路的单相接地电容电流：
a) 电缆线路
b) 电缆线路
c)也可以估算
2）架空线路的单相接地电容电流：
a)无架空地线单回路：
b)有架空地线单回路：
c)也可以估算
式中：S：电缆线芯的标称截面，mm 。
Un线路额定线电压，KV。
L：线路长度，KM。
3、6~10KV母线的分段断路器继电保护整定计算
1）过电流保护
动作电流（应躲过任意母线的最大负荷电流）
灵敏系数（按最小运行方式下，母线两相短路时流过保护安装处的短路电流校验。对后备保护按最小运行方式下相邻元件末端两相短路时流过保护安装处的短路电流校验）
动作时限：应较相邻元件的过电流保护大一时限阶段，一般取0.5~0.7
2）电流速断保护：（仅在合闸瞬间投入）动作电流:按最小灵敏系数2整定A
最小运行方式下，母线两相短路时流过保护安装处的超瞬变电流A。
4、6~10KV电动机的继电保护整定计算(异步电动机)
1）电流速断保护：
动作电流：异步电动机（躲过电动机的启动电流）
灵敏系数（按最小运行方式下，电动机接线端两相短路时流过保护处的短路电流校验。）
2）过负荷保护：
动作电流：（躲过电动机的额定电流）返回系数，取0.85.
动作时限：（躲过电动机启动或自启动时间，即 对一般电动机为 s 对于传动风机的电动机为 s
3）单相接地保护：
一次动作电流（按被保护元件发生单相接地故障时最小灵敏系数1.25整定） 电网的单相接地电容电流A。 电动机的电容电流A。
五、 二次接线
1、中央信号装置的接线
1）中央事故信号装置接线图（中央复归不重复动作）
2）中央预告信号装置接线图（中央复归不重复动作）
3）采用微机保护测控装置的6~10KV出线断路器二次回路接线全图
六、所用电源和操作电源
1、所用电源：
所用电源是变电所所需要的交流电源，主要用于变电所的照明、通风、开关柜除湿、数字仪表电源等。设交流电源柜。
变电所有两路10KV进线，有两台变压器时，分别由变压器低压220/380v母线为所用电源柜提供电源。
只有一回电源线路的10/0.4kv变电所，宜在10kv电源进线断路器前设所用变压器。
2、 操作电源：
操作电源是变电所控制、保护、信号所需要的电源。分交流和滞留两种：
1）交流操作电源：一般引自电压互感器的二次侧。为保证可靠性增加UPS电源
2）直流操作电源：
35KV变电所和重要场所的6(10) KV变电所以选用直流操作电源，当选用电磁操作机构时，直流电压宜取220v；当选用弹簧操作机构时，直流电压宜选用110v或220v。
直流屏的交流充电电源一般取自所用电柜。
直流屏为成套装置，一般由两柜组成。
柜内设有交流备用电源自投装置，整流浮充电设备及直流配电装置和电池组，电池组一般采用阀控式免维护铅酸蓄电池组，当采用直流弹簧操作机构时，直流屏的电池容量宜为40Ah；当采用直流电磁操作机构时；直流屏的电池容量宜为60Ah；
七、变电所
1、变电所的主接线，
一般为单母线分段,设分段开关或不设分段开关，主要是看电业所给的单回路电源，能否承担两段的负荷，因而主要是由电业确定
设分段不设分段的区别，不设分段开关一条线路故障所在段的全部出线回路不能送电。
如一段仅有一回路出线，进线可不设开关，为线路变压器组型式。
对于10/0.4kv变电所，如干变容量不超过1250kva；油变容量不超过800kva可用（环网柜）熔断器保护。
2、变电所的负荷计算和无功功率
负荷计算表，（需用系数法）在选变压器时，低压侧的计算负荷要折算到高压侧，系统的功率因数一定是折算到高压侧的功率因数。变压器的负荷率一般按85%来选择变压器
3、谐波治理
1）去谐电抗器
在补偿电容器回路中串入电感抑制谐波，电抗与电容的比值：
去谐电抗率： ，为 可以去3次谐波；为7%可以去5次 以上谐波。
电容电压： （系统电压）/（ -
去谐电抗率 的电容电压: /（ -0.14）=465V
去谐电抗率 的电容电压: /（ -0.07）=430V
所以一般去谐电抗率 的电容电压应选480V；去谐电抗率7%的电容电压应选440V。
电容器的容量： （系统需要的无功）
若系统需要补偿无功: ,并用1-14%的去谐电抗率,去除3次谐波。应选电容器的容量：
=(480/400) * (1-0.14)*275
=340KVAR
去掉的谐波电流为无功补偿容量折算成电流后的 倍。即
去掉的谐波电流 或
式中：
=（340-275）/1.732*400
=65（ ）/1.732*400= 0.093KA=93A
2）有源滤波器
滤波器的去谐电流
国家标准图集11CD403《低压配电系统谐波抑制及治理》
图集中对产生的谐波电流采用了粗略的估算：
产生的谐波电流( )：
式中： ：变压器容量kvar
：变压器负载率，常规设计时一般取0.7~0.8
：变压器低压侧额定电压kv
：为电流总谐波其变率，不同建筑物取值：
办公：15%； 医疗：20%； 通讯：35%
金融：20%； 公共建筑：25%；
如系统中已采用了去谐式无功率补偿装置，那末，还需要去除的谐波电流( )： 也就是要选的去谐设备的电流。
在工程设计中并不要求将各次谐波电流补偿为零，而是针对主导谐波进行适度的补偿，使补偿后各次的谐波电流公共连结点或谐波测量点处产生的该次谐波电压限制在国标限值内，并留有适当的安全度。
=1250*0.78*0.15/1.732*0.4* =205A
=205-93=112A
3、 设备安装和过电压保护和接地
1）系统图和平面图的方向
《需要的朋友可以扫码加入备注一下，》
15821633442
