企業(yè)供電系統(tǒng)課件

1、第二章 企業(yè)供電系統(tǒng)2-1 企業(yè)變電站的作用和類型2-2 企業(yè)變配電站的主接線2-3 企業(yè)變配電站的運行管理2-4 電力負荷及其計算第1頁，共73頁。 企業(yè)內部供電系統(tǒng)由高壓和低壓配電線路、變電站（或配電站）以及用電設備構成。它通常是由電力系統(tǒng)或企業(yè)自備發(fā)電廠供電的。 第2頁，共73頁。中型工廠的供電系統(tǒng)圖 第3頁，共73頁。高壓輸電線路：從發(fā)電廠或變電站升壓，把電力輸送到降壓變電站的高壓電力線路。電壓一般在35kV以上。高壓配電線路：從降壓變電站把電力送到配電變壓器的電力線路。電壓一般為3kV、6 kV 、10 kV。重點提示第4頁，共73頁。2-1 企業(yè)變電站的作用和類型一、變配電站的作用

2、 變配電站是電力系統(tǒng)中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的設施，它通過其變壓器將各級電壓的電網聯(lián)系起來。 變配電站是企業(yè)供電系統(tǒng)的樞紐，在企業(yè)中占有特殊重要的地位。第5頁，共73頁。二、變配電站的類型 對于大型企業(yè)或用電負荷較大的中型企業(yè)，變配電站分為總降壓變電站和車間變電站。 一般中小型企業(yè)不設總降壓變電站。 企業(yè)的高壓配電站，盡可能與鄰近的車間變電站合建，以節(jié)約建筑費用。企業(yè)的總降壓變電站和高壓配電站多采用獨立的戶內式。第6頁，共73頁。以車間變配電站為例 戶內變電站 車間附設變電站一面或幾面墻體與生產車間墻體共用，變壓器室的大門向生產車間外或墻體外開。適用于一般車間 1、

3、2、3車間內變電站設在車間內部的單獨房間內，變壓器室向車間內開適合于負荷大而集中且布置比較穩(wěn)定的大型車間廠房。4獨立變電站設在車間以外的單獨建筑物內。適合于負荷較小而分散的中小型企業(yè)，或需要遠離易燃、易爆及腐蝕性物質的場所。5、6地下變電站把整個變電站裝置在地下設施內。通風散熱條件差，濕度也較大，建筑費用較高，但相當安全，且不礙觀瞻，現(xiàn)在我國采用的還不多。第7頁，共73頁。 露天變電站安裝在戶外地面上，周圍用柵欄或圍墻保護；或安裝在電桿上，低壓配電設備安裝在戶內。適用于企業(yè)生活區(qū)和負荷很小的企業(yè)。第8頁，共73頁。2-2 企業(yè)變配電站的主接線 變配電站的主接線是實現(xiàn)電能輸送和分配的一種電氣接線

4、。它是由各種主要電氣設備（包括變壓器、開關電器、母線、互感器及連接線路等）按一定順序連接而成的接受和分配電能的總電路。 第9頁，共73頁。一、企業(yè)常見主接線高壓側采用隔離開關（熔斷器或跌落式熔斷器） 高壓側采用負荷開關（熔斷器） 高壓側采用隔離開關（斷路器） 第10頁，共73頁。優(yōu)點：接線簡單，所用電氣設備少，配電裝置簡單，占地面積小，投資省。缺點：該單元中任一臺設備故障或檢修時，全部設備將停止工作。 由于變壓器故障率較小，所以仍具有一定的供電可靠性。這種接線適用于小容量的三級負荷、小型企業(yè)或非生產性用戶。第11頁，共73頁。1單母線接線（1）單母線不分段接線 斷路器的作用是切斷負荷電流或短路

5、故障電流。而隔離開關按其作用分為母線隔離開關和線路隔離開關兩種。 第12頁，共73頁。（2）單母線分段接線 單母線分段接線是克服不分段母線存在的工作不可靠、靈活性差的有效方法。單母線分段是根據電源數(shù)目，功率和電網的接線情況來確定的。第13頁，共73頁。1）用隔離開關分段的單母線接線 母線檢修時可分段進行，當母線發(fā)生故障時，經過倒閘操作可切除故障段，保證另一段繼續(xù)運行，故比單母線不分段接線提高了可靠性。 分段設備不同造成的差別 第14頁，共73頁。2）用斷路器分段的單母線接線 分段斷路器除具有分段隔離開關的作用外，與繼電保護配合，還能切斷負荷電流、故障電流以及實現(xiàn)自動分、合閘。另外，檢修故障段母

6、線時，可直接操作分段斷路器，斷開分段隔離開關，且不會引起正常段母線停電，保證其繼續(xù)正常運行。第15頁，共73頁。2雙母線接線 兩條母線互為備用，具有較高的可靠性和靈活性。 雙母線接線兩種運行方式：一種運行方式是一組母線工作，另一組母線備用（明備用），母線斷路器正常時是斷開狀態(tài)；另一種運行方式是兩組母線同時工作，也互為備用（暗備用），此時母聯(lián)斷路器及母聯(lián)隔離開關均為閉合狀態(tài)。 變配電所接線方式第16頁，共73頁。3橋式接線 對于具有兩條電源進線、兩臺變壓器的企業(yè)總降壓變電站，可采用橋式接線。特 點 在兩條電源進線之間有一條跨接的“橋”。它比單母線分段接線簡單，可減少斷路器的數(shù)量。根據跨接橋橫跨位

7、置的不同分為內橋式接線和外橋式接線兩種。第17頁，共73頁。特點： 運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷的企業(yè)。多用于電源線路較長、發(fā)生故障和停電檢修的機會較多、并且變電站不需經常切換的總降壓變電站。 內橋式接線的變電站第18頁，共73頁。特點：運行靈活性較好，供電可靠性較高，適用于一、二級負荷的企業(yè)。適用于電源線路較短、變電站負荷變動較大、經濟運行需經常切換的總降壓變電站。 外橋式接線的變電站 第19頁，共73頁。二、主接線實例第20頁，共73頁。1電源進線 2母線 母線又稱匯流排，是配電裝置中用來匯集和分配電能的導體。高壓配站的母線，通常采用單母線制。如果是兩路及以上的電源進

8、線時，則采用母線分段制。第21頁，共73頁。第二章 企業(yè)供電系統(tǒng)3高壓配電出線 高壓配電站共有六路高壓配電出線：第一路由左段母線WB1經隔離開關斷路器，供電給無功補償用的高壓電容器組；第二路由左段母線WB2經隔離開關斷路器，供電給No.1車間變電站；第三路、第四路分別由兩段母線經隔離開關-斷路器，供電給No.2車間變電站；第五路由右段母線WB2經隔離開關-斷路器，供電給No.3車間變電站；第六路由右段母線WB2經隔離開關-斷路器，供電給6kV高壓電動機。第22頁，共73頁。42號車間變電站 返回第23頁，共73頁。2-3 企業(yè)變配電站的運行管理一、企業(yè)變配電站的值班制度和值班員職責1變配電站的

9、值班制度 企業(yè)變配電站的值班制度，有輪班制、在家值班和無人值班制等。第24頁，共73頁。 有高壓設備的變配電站，為保證安全，一般應不少于兩人值班。但按電力行業(yè)標準DL408-91電業(yè)安全工作規(guī)程規(guī)定，當戶內高壓設備的隔離室設有遮欄，遮欄的高度在1.7m以上，安裝牢固并加鎖者，且戶內高壓開關的操作機構用墻或金屬板與該開關隔離或裝有遠方操作機構者，可由單人值班。單人值班時，不得單獨從事修理工作。第25頁，共73頁。2變配電站值班員職責（1）遵守變配電站值班工作制度，堅守工作崗位，做好安全保衛(wèi)工作，確保變配電站的安全運行。（2）積極鉆研本職工作，認真學習和貫徹有關規(guī)程包括DL408-91電業(yè)安全工作

10、規(guī)程，熟悉變配電站的設備和接線及其運行維護方法和倒閘操作要求，掌握安全用具和消防器材的使用方法及觸電急救法，了解變配電站現(xiàn)在的運行方式、負荷情況及負荷調整、電壓調節(jié)等措施。第26頁，共73頁。（3）監(jiān)視站內各種設備的運行情況，定期巡視檢查，按照規(guī)定抄報各種運行數(shù)據，記錄運行日志。發(fā)現(xiàn)設備缺陷或運行不正常時，及時處理，并做好有關記錄，以備查考。（4）上級調度命令進行操作，發(fā)生事故時進行緊急處理，并做好有關記錄，以備查考。第27頁，共73頁。（5）保管好站內各種資料圖表、工具儀器和消防器材等，并做好和保持站內設備和環(huán)境的清潔衛(wèi)生。（6）按規(guī)定進行交接班。值班員未辦好交接手續(xù)時，不得擅離崗位。在處理

11、事故時，一般不得交接班。接班的值班員可在當班的值班員要求和主持下，協(xié)助處理事故。如事故一時難于處理完畢，在征得接班的值班員同意或上級同意后，可進行交接班。第28頁，共73頁。不論高壓設備帶電與否，值班員不得單獨移開或越過遮欄進行工作；如有必要移開遮欄時，必須有監(jiān)護人在場，并符合高壓設備不停電時的安全距離：10kV及以下，安全距離為0.7m，20-35kV為1m。必須指出第29頁，共73頁。雷雨天氣內巡視露高壓設備時，應穿絕緣靴，并不得靠近避雷器和避雷針。高壓設備發(fā)生接地時，室內不得接近故障點4m以內，室外不得接近故障點8m以內。進入上述范圍的人員必須穿絕緣靴，接觸設備的外殼和構架時，應戴絕緣手

12、套。 第30頁，共73頁。二、變電站配電裝置的運行維護 1一般要求 配電裝置應定期進行巡視檢查，以便 及時發(fā)現(xiàn)運行中出現(xiàn)的設備缺陷和故障，如導體連接的接頭部分發(fā)熱、絕緣瓷瓶閃絡或破損、油斷路器漏油等，并設法采取措施予以消除。第31頁，共73頁。 在有人值班的變配電站內，配電裝置應每班或每天進行一次外部檢查。在無人值班的變配電站內，配電裝置應至少每月檢查一次。如遇短路引起開關跳閘或其它特殊情況（如雷擊時），應對設備進行特別檢查。第32頁，共73頁。2巡視項目（1）由母線及接頭的外觀或其溫度指示裝置（如變色漆、示溫蠟）的指示，檢查母線及接頭的發(fā)熱溫度是否超過允許值。（2）開關電器中所裝的絕緣油顏色

13、和油位是否正常，有無漏油現(xiàn)象，油位指示器有無破損。第33頁，共73頁。（3）絕緣瓷瓶是否臟污、破損，有無放電痕跡。（4）電纜及其接頭有無漏油及其它異?，F(xiàn)象。（5）熔斷器的熔體是否熔斷，熔斷器有無破損的放電痕跡。（6）二次系統(tǒng)的設備如儀表、繼電器等的工作是否正常。第34頁，共73頁。（7）接地裝置及PE線、PEN線的連接處有無松脫、斷線的情況。（8）整個配電裝置的運行狀態(tài)是否符合當時的運行要求。停電檢修部分有沒有在其電源側斷開的開關操作手柄處懸掛“禁止合閘，有人工作”之類的標示牌，有沒有裝設必要的臨時接地線。第35頁，共73頁。（9）高低壓配電室的通風、照明及安全防火裝置是否正常。（10）配電裝

14、置本身和周圍有無影響安全運行的異物（如易燃、易爆物體等）和異常現(xiàn)象。在巡視中發(fā)現(xiàn)的異常情況，應記入專用記錄本內，重要情況應及時匯報上級，請示處理。第36頁，共73頁。三、變配電站的送電和停電操作步驟1倒閘操作 倒閘操作是將電氣設備由一種狀態(tài)轉換到另一種狀態(tài)。是供用電系統(tǒng)運行過程中一項經常性的重要工作。倒閘操作的正確與否，關系到操作人員的人身安全和設備、系統(tǒng)的正常運行，也直接關系到生產的順利進行，因此必須嚴格執(zhí)行操作票制度和操作監(jiān)護制度。第37頁，共73頁。2倒閘操作的原則和要求 為了確保運行安全，防止誤操作，電氣設備運行人員必須嚴格執(zhí)行倒閘操作票制度和監(jiān)護制度。 倒閘操作第38頁，共73頁。第

15、二章 企業(yè)供電系統(tǒng)2-3 企業(yè)變配電站的運行管理為了確保運行安全，防止誤操作，電氣設備運行人員必須嚴格執(zhí)行倒閘操作票制度和監(jiān)護制度。 操作開始時間：2000年8月8日8時30分操作任務：WL1電源進線送電順序操 作 項 目1拆除線路端及接地端接地線；拆除標示牌2檢查WL1，WL2進線所有開關均在斷開位置，合#母聯(lián)隔離開關3依次合No102隔離開關，No 101 1#、2#隔離開關，合No102高壓斷路器4合No103隔離開關，合No110隔離開關5依次合No104No109隔離開關；依次合No104No109高壓斷路器6合No201刀開關；合No201低壓斷路器7檢查低壓母線電壓是否正常8合N

16、o202刀天關；依次合No202No206低壓斷路器或刀熔開關備注：操作人： 監(jiān)護人： 值班負責人： 值班長：倒閘操作票格式 第39頁，共73頁。（1）倒閘操作的基本原則1）在拉、合閘時，必須用斷路器接通或斷開負荷電流或短路電流，絕對禁止用隔離開關切斷負荷電流或短路電流。2）在合閘時，應先從電源側進行，依次到負荷側。在檢查斷路器QF確在斷開位置后，先合上母線（電源）側隔離開關，再合上線路(負荷)側隔離開關最后合上斷路器QF。 3）在拉閘時，應先從負荷側進行，依次到電源側。第40頁，共73頁。（2）倒閘操作的基本要求1） 操作隔離開關的基本要求在手動合隔離開關時，必須迅速果斷。在手動拉開隔離開關

17、時，應緩慢而謹慎，特別是在刀片剛離開固定觸頭時，如發(fā)生電弧，應立即反向重新將刀閘合上，并停止操作，查明原因，做好記錄。但在切斷允許范圍內的小容量變壓器空載電流、一定長度的架空線路和電纜線路的充電電流、少量的負荷電流時，拉開隔離開關時都會有電弧產生，此時應迅速將隔離開關拉開，電弧立即熄滅。第41頁，共73頁。在拉開單極操作的高壓熔斷器刀閘時，應先拉中間相再拉兩邊相。合刀閘時順序則相反。在操作隔離開關后，必須檢查隔離開關的開、合位置，因為有時可能由于操作機構的原因，隔離開關操作后，實際上未合好或未拉開。第42頁，共73頁。2）操作斷路器的基本要求 在運行和操作中，斷路器本身的故障一般有拒絕合、分閘

18、、假合閘、三相不同期、操作機構不靈、短路電流切斷能力不夠等現(xiàn)象。要避免或減少這類故障，應注意以下幾個方面。在改變運行方式時，首先應檢查斷路器的斷流容量是否大于該電路的短路容量。在一般情況下，斷路器不允許帶電手動合閘。第43頁，共73頁。遙控操作斷路器時，扳動控制開關不能用力過猛，以防損壞控制開關；也不得使控制開關返回太快，防止斷路器合閘后又跳閘。在斷路器操作后，應檢查有關信號燈及測量儀表（如電壓表、電流表、功率表）的指示，確認斷路器觸頭的實際位置。必要時，可到現(xiàn)場檢查斷路器的機械位置指示器來確定實際分、合位置，以防止在操作隔離開關時，發(fā)生帶負荷拉、合隔離開關事故。第44頁，共73頁。 變配電站

19、送電時，一般應從電源側的開關合起，依次合到負荷側開關。但是在高壓斷路器-隔離開關電路及低壓斷路器-刀開關電路中，送電時，一定要按照：母線側隔離開關或刀開關、線路側隔離開關或刀開關、高低壓斷路器的順序依次操作。3變配電站的送電操作第45頁，共73頁。 變配電站停電時，一般應從負荷側的開關拉起，依次拉到電源側開關。按這種程序操作，可使開關的開斷電流減至最小，也比較安全。但是在高壓斷路器-隔離開關電路及低壓斷路器-刀開關電路中，停電時，一定要按照高低壓斷路器；線路側隔離開關或刀開關；母線側隔離開關或刀開關的順序依次操作。4變配電站的停電操作第46頁，共73頁。 線路或設備停電以后，為了安全，一般規(guī)定

20、要在主開關的操作手柄上懸掛“禁止合閘，有人工作”之類的標示牌。如有線路或設備檢修時，應在電源側（如可能兩側來電時，應在其兩側）安裝臨時接地線。安裝接地線時，應先接接地端，后接線路端，而拆除接地線時，操作順序恰好相反。返回第47頁，共73頁。2-4 電力負荷及其計算一、電力負荷的分級及對供電電源的要求1電力負荷 電力負荷又稱電力負載。它有兩種含義：一是指耗用電能的用電設備或用電單位，如重要負荷、不重要負荷、動力負荷、照明負荷等。另一是指用電設備或用電單位所耗用的電功率或電流大小。電力負荷的具體含義視具體情況而定。 第48頁，共73頁。2工廠電力負荷的分級 工廠的電力負荷，按GB5005295規(guī)定

21、，根據其對供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級。 第49頁，共73頁。類別說明對供電電源的要求一級負荷中斷供電將造成人身傷亡；中斷供電將在政治、經濟上造成重大損失；中斷供電將影響有重大政治、經濟意義的用電單位的正常工作。例如：重大設備損壞、大量產品報廢、生產過程紊亂需要長時間才能恢復等。屬重要負荷，不允許停電，因此要求由兩個獨立電源供電。當其中一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應不致同時受到損壞。二級負荷中斷供電將在政治、經濟上造成較大損失；或中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。如主要設備損壞、大量原材料報廢、生產過程被打亂需較長時間才能恢復、重點企業(yè)大量減產等。允許短時間（

22、2小時以內）停電，要求由兩回路供電或由兩臺變壓器供電。三級負荷三級負荷為一般電力負荷，所有不屬于上述一、二級負荷的情況。為不重要的一般負荷，允許長時間停電，因此對供電電源無特殊要求。第50頁，共73頁。二、負荷曲線 一個企業(yè)的電力負荷隨用電設備工作時負載的變化總是經常變動的。表示負荷隨時間變化的曲線稱為負荷曲線。負荷曲線可以是有功功率日負荷曲線、無功功率日負荷曲線、有功功率年負荷曲線等。根據需要的不同，負荷曲線可以繪制成全廠的，也可以繪制成某一性質用電設備組的。 第51頁，共73頁。1日有功負荷曲線有功及無功日負荷曲線 階梯形有功日負荷曲線第52頁，共73頁。2年有功負荷曲線 a)夏季代表日負

23、荷曲線 b)冬季代表日負荷曲線 c)年持續(xù)負荷曲線 年持續(xù)負荷曲線的繪制 年持續(xù)負荷曲線:它是根據全年的負荷變化，按照各個不同的負荷值，在一年中(8760h)的累計持續(xù)時間排列組成的。 第53頁，共73頁。 將兩個代表日負荷曲線放置于坐標紙的左邊，將年持續(xù)負荷曲線坐標軸設置于坐標紙右邊，選好時間和功率的單位，按代表日負荷曲線上功率由大到小，畫一系列平行于橫軸的虛線，根據代表日負荷曲線中各不同負荷所持續(xù)的時間，夏季乘以213日；冬季乘以152日，即為該負荷的全年所持續(xù)的時間，由大到小畫在圖中，即可繪制出企業(yè)有功年持續(xù)負荷曲線。 第54頁，共73頁。工廠年最大負荷曲線 它反映了從年初元月一日起至年

24、終企業(yè)逐日（逐月）綜合最大負荷的變化規(guī)律。從圖中可見，該企業(yè)夏季負荷比較小，而年終負荷比較大。 第55頁，共73頁。三、與負荷曲線和負荷計算有關的物理量 1年最大負荷和年最大負荷利用小時 年最大負荷Pmax就是全年中負荷最大的工作班內消耗電能最大的半小時的平均功率，因此年最大負荷也稱為半小時最大負荷P30。 年最大負荷利用小時又稱為年最大負荷使用時間Tmax，它是一個假想時間，在此時間內，電力負荷按年最大負荷Pmax (或P30)持續(xù)運行所消耗的電能，恰好等于該電力負荷全年實際消耗的電能。第56頁，共73頁。工 廠 類 別工 廠 類 別化工企業(yè)石油提煉廠重型機械制造廠機床廠工具廠軸承廠汽車拖拉

25、機廠起重運輸設備廠62007100377043454140530049603300農業(yè)機械制造廠儀器制造廠汽車修理廠車輛修理廠電器企業(yè)氮肥廠金屬加工企業(yè)53303080437035804280700080004355各類企業(yè)最大負荷年利用小時 第57頁，共73頁。2平均負荷和負荷系數(shù) 平均負荷Pav就是電力負荷在一定時間t內平均消耗的功率，也就是電力負荷在該時間t內消耗的電能Wt除以時間t的值，即 年平均負荷Pav就是電力負荷在一年時間(8760h)內平均消耗的功率，也就是電力負荷在全年內實際消耗的電能Wa除以時間8760h的值，即第58頁，共73頁。 負荷系數(shù)又稱負荷率，它是用電負荷的平均負

26、荷Pav與其最大負荷Pmax的比值，即 對用電設備來說，負荷系數(shù)就是設備的輸出功率P與設備容量PN的比值，即第59頁，共73頁。四、負荷計算（1）選擇導線和電纜的規(guī)格和型號；（2）選擇企業(yè)總降壓和車間變壓器容量以及規(guī)格和型號；（3）選擇供電系統(tǒng)中各種高、低壓開關設備的規(guī)格和型號。方法需要系數(shù)法: 是世界各國均普遍采用的計算方法，簡單方便 二項式法: 在確定設備臺數(shù)較少而容量差別懸殊的分支干線的計算負荷時，較之需要系數(shù)法合理 負荷計算的目的第60頁，共73頁。1用電設備的容量計算（1）對一般連續(xù)工作制和短時工作制的用電設備組設備容量就是所有設備的銘牌額定容量之和（2）對斷續(xù)周期工作制的用電設備組

27、 設備容量就是將所有設備在不同負荷持續(xù)率下的銘牌額定容量換算到一個統(tǒng)一的負荷持續(xù)率下的功率之和。第61頁，共73頁。1）電焊機組 要求統(tǒng)一換算到100，因此可得換算后的設備容量為 PN、SN為電焊機的銘牌的有功功率和視在功率； N為與銘牌對應的負荷持續(xù)率； 100為100的負荷持續(xù)率；cos為銘牌規(guī)定的功率因數(shù)。常用的斷續(xù)周期工作制的用電設備換算如下：第62頁，共73頁。 2）吊車電動機組 要求統(tǒng)一換算到25，因此可得換算后的設備容量為PN為吊車電動機的銘牌容量；N為與銘牌容量對應的負荷持續(xù)率(計算中用小數(shù))；25為其值為25的負荷持續(xù)率。第63頁，共73頁。2按需要系數(shù)法確定計算負荷 （1）

28、用電設備組計算負荷的確定 用電設備組的計算負荷 設備組的同時系數(shù) KL 為設備組的負荷系數(shù) 設備組的平均效率 配電線路的平均效率 第64頁，共73頁。I30S30( UN)負荷名稱計算公式相關說明無功計算負荷Q30P30tantan為對應于用電設備組cos的正切值視在計算負荷cos為用電設備組的平均功率因數(shù)計算電流UN為用電設備組的額定電壓計算負荷公式 第65頁，共73頁。 例: 已知機修車間的金屬切削機床組，擁有電壓為380V的三相電動機7.5kW3臺；4kW8臺；3kW17臺；1.5kW10臺。試求其計算負荷。 解 此機床組電動機的總容量為 7.53483171.510120.5 kW查附錄表1中“小批生產的金屬冷加工機床電動機”項，得Kd=0.160.2(取0.2)，cos0.5，tan=1.73。因此可求得有功計算負荷 P300.2120.524.1 kW無功計算負荷 Q3024.11.7341.7 kvar視在計算負荷 S3024.10.548.2 kVA計算電流 I3048.2( 0.38)73.2 A第66頁，共73頁。（2）多組用電設備計算負荷的確定 確定擁有多組用電設備的干線上或車間變電所低壓母線上的計算負荷時，應考慮各組用電設備的最大負荷不同時出現(xiàn)的因素。