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预备知识

1. 按用电容量工厂分类

特大型工厂：>10000kVA，如中天钢铁总容量达到4,325,000kVA

大型工厂：3000kVA~10000kVA

中型工厂：3000kVA左右

小型工厂：100kVA~2000kVA

特小型工厂：<100kVA

随着电力的广泛应用，该标准设得明显偏低，目前中型工厂的用电容量已经达到10000kVA。

2. 主变与配变

电力网中所用到的变压器统称为电力变压器。在发电厂和变电站中，主变是用来向电网或用户输送功率的变压器，一般容量比较大，工作可靠性要求较高。

将电压降低到电气设备工作电压的变压器称为配电变压器，简称配变，该类变压器作为日常照明和工厂动力用，一般低压侧为0.4kV及以下。

3. 变电所与配电所

接受、分配电能，并且能变压的场所是变电所。

接受、分配电能，但不能变压的场所是配电所。

供配电系统中存在大量的 降压变电所 。字面上看，变电站的概念大于变电所，电压等级更高，容量更大，且有升有降。变电所是指电压等级在110kV以下的小型降压变电站。

▲ 变电站

4. 负荷类别

一类负荷为中断供电将造成人身伤亡并在政治、 经济上造成重大损失的用电负荷，如大型医院、炼钢厂、石油提炼厂或矿井等的负荷。

 

二类负荷为中断供电将造成主要设备损坏，大量产品被废，连续生产过程被打乱，需较长时间才能恢复，从而在政治、经济上造成较大损失的负荷。 

 

不属于一类和二类负荷的一般负荷， 即为三类负荷。

上述三类负荷中，一类负荷一般应采用两个独立电源供电，一个主电源，一个备用电源。 

5. 母线

又叫汇流排，作用是汇集和分配电能，黄、绿、红代表A、B、C三相。

▲ 母线排

6. 电力图纸符号

电力系统的主体称为一次系统，由发电机、送电线路、变压器、断路器等发电、输电、变电、配电一次设备组成，构成的回路用符号和单线（实际上却表示三相电路）表示，称为一次接线图，也称为主接线图。“主”、“一次”这类字眼体现了电压高、容量大的特点。

 

与之相应的是用来控制一次设备的二次系统，对一次设备进行监测、控制、调节和保护，由测量表计、继电器、控制器、直流电源等二次设备构成的电气回路图称为二次接线图。

图形符号和文字符号表示电力系统中的各设备，如表1所示。

表1 主要一次设备的图形符号和文字符号

供配电系统是电力系统中从降压配电变电所出口至用户端的这一段系统，其接线方式有多种，依据工厂规模和条件区分。

1. 具有高压配电所的供配电系统

中型工厂的供配电系统简图如图1所示。之所以称为简图，是因为相比真实的供配电系统一次接线图，它省略了大量断路器、隔离开关、互感器、保护器件等。

图1 具有高压配电所的供配电系统简图

HDS：High-voltage Distribution Station 高压配电所

STS：Step-down Transformer Station 降压变电所

M：Motor 电动机

C：Capacitor 电容器

该厂高压配电所有两路电源进线WL1和WL2（incoming line），一主一备，一条母线由一台开关分隔成两段，称为单母线分段制（split busbar）。

常见的运行方式是：分段开关QF1闭合，这个配电所由一路来自公共高压电网的主电源供电，而另一路备用电源则要保证当主电源失效时供得起所有负荷用电。

也可以分列运行，此时QF1断开。当电源进线WL1发生故障或母线要检修而被切除时，可以闭合QF1，由电源进线WL2对全厂负荷供电。

▲ 高压配电所

该系统中的10kV母线有四条高压配电线，供电给三个车间变电所，其中的电力变压器T1~T4将10kV高压降为低压用电设备所需的 220/380V电压。

2号车间变电所的T2、T3分别由高压配电所的两段母线供电，其低压侧也采用单母线分段制，使供电可靠性大大提高。

各车间变电所的低压侧，又都通过低压联络线相互连接，以提高供配电系统运行的可靠性和灵活性。

此外，该配电所有一条高压配电线，直接供电给一组高压 电动机；另有一条高压配电线，直接连接一组高压并联 电容器。3号车间变电所的低压母线上也连接有一组低压并联电容器，这些电容器用以补偿系统中的无功功率，提高 功率因数。

2. 具有总降压变电所的供配电系统

对于大型工厂，一般采用具有总降压变电所的供配电系统，如图2所示。

图2 具有总降压变电所的供配电系统简图

HSS：High-voltage Stepdown Station

该总降压变电所有两路35kV及以上的电源进线，采用桥形接线。35kV及以上的电压经T11、T12降为10kV，再经10kV高压配电线将电能送到各车间变电所。

车间变电所又经T1、T2、T3、T4将10kV电压降为一般低压用电设备所需的220/380V电压。为了提高系统的功率因数，通常也在10kV母线上或380V母线上装设并联电容器。

3. 高压深入负荷中心的供配电系统

如图3所示，35kV进线的工厂可以采用高压深入负荷中心的直配方式。

图3 高压深入负荷中心的供配电系统简图

这种系统将35kV高压线路直接引入靠近负荷中心的车间变电所，只经一次降压（省却一级中间变压），简化了供电系统的接线，降低了电压损耗和电能损失，节约有色金属，提高供电质量。

但这种供电方式要求厂区必须有满足条件的“安全走廊”，否则不宜采用。

4. 只有一个降压变电所的供配电系统

对于电力容量 不大于1000kVA或稍多的用户，通常只设一个将10kV降为低压的降压变电所，如图4所示。这种降压变电所的规模大致相当于 车间变电所。

a) 装有一台主变压器      b) 装有两台主变压器

图4 只有一个降压变电所的供配电系统简图

5. 低压进线的小型工厂供配电系统

对于用电设备总容量在250kW及以下或者变压器容量在160kVA及以下的小型工厂或小负荷用户，可直接由当地的公共低压电网——220/380V电压供电。该类用户只需设一个低压配电所（通称配电房），通过配电房直接向各用电点送电，如图5所示。

图5 低压进线的小型工厂供配电系统简图

案例：某印染公司供配电系统

图6是某印染公司35kV变电所一次接线图，可以看出，这属于第二种“具有总降压变电所的供配电系统”。

图6 某印染公司35kV变电所一次接线图

一条35kV电源进线（新科线）经过手车式开关301和302控制1#主变和2#主变两台变压器，容量5000kVA，变比35kV/10kV，Yd11（星形—三角形）接线方式。

1#主变有两条10kV高压配电出线111、112，2#主变有一条10kV高压配电出线121。

35kV高压开关室、35kV主变室单独设立。

以上各种供配电系统中，用得最多的是第二、四种，落实到实物，那就是一座座变电所、配电房、箱式变电站。随处可见的大概就是居民小区变电所了，生活有心人，有机会不妨在专业人士带领下进去看一看。

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