企业供电系统课件.ppt

1、第二章 企业供电系统2-1 企业变电站的作用和类型2-2 企业变配电站的主接线2-3 企业变配电站的运行管理2-4 电力负荷及其计算第1页，共73页。企业内部供电系统由高压和低压配电线路、变电站（或配电站）以及用电设备构成。它通常是由电力系统或企业自备发电厂供电的。第2页，共73页。中型工厂的供电系统图中型工厂的供电系统图 第3页，共73页。高压输电线路：高压输电线路：从发电厂或变电站升压，把电力输送到降压变电站的高压电力线路。电压一般在35kV以上。高压配电线路：高压配电线路：从降压变电站把电力送到配电变压器的电力线路。电压一般为3kV、6 kV、10 kV。重点提示重点提示第4页，共73页

2、。2-1 企业变电站的作用和类型一、变配电站的作用 变配电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变配电站是企业供电系统的枢纽，在企业中占有特殊重要的地位。第5页，共73页。二、变配电站的类型 对于大型企业或用电负荷较大的中型企业，变配电站分为总降压变电站和车间变电站。一般中小型企业不设总降压变电站。企业的高压配电站，尽可能与邻近的车间变电站合建，以节约建筑费用。企业的总降压变电站和高压配电站多采用独立的户内式。第6页，共73页。以车间变配电站为例 户内变电站 车间附设变电站一面或几面墙体与生产车间墙体共用，变压器室的大门

3、向生产车间外或墙体外开。适用于一般车间 1、2、3车间内变电站设在车间内部的单独房间内，变压器室向车间内开适合于负荷大而集中且布置比较稳定的大型车间厂房。4独立变电站设在车间以外的单独建筑物内。适合于负荷较小而分散的中小型企业，或需要远离易燃、易爆及腐蚀性物质的场所。5、6地下变电站把整个变电站装置在地下设施内。通风散热条件差，湿度也较大，建筑费用较高，但相当安全，且不碍观瞻，现在我国采用的还不多。第7页，共73页。露天变电站安装在户外地面上，周围用栅栏或围墙保护；或安装在电杆上，低压配电设备安装在户内。适用于企业生活区和负荷很小的企业。第8页，共73页。2-2 企业变配电站的主接线 变配电站

4、的主接线是实现电能输送和分配的一种电气接线。它是由各种主要电气设备（包括变压器、开关电器、母线、互感器及连接线路等）按一定顺序连接而成的接受和分配电能的总电路。第9页，共73页。一、企业常见主接线高压侧采用隔离开关（熔断器或跌落式熔断器）高压侧采用负荷开关（熔断器）高压侧采用隔离开关（断路器）第10页，共73页。优点优点：接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，占地面积小，投资省。缺点：缺点：该单元中任一台设备故障或检修时，全部设备将停止工作。由于变压器故障率较小，所以仍具有一定的供电可靠性。这种接线适用于小容量的三级负荷、小型企业或非生产性用户。第11页，共73页。1单母线接线（1）单母线不

5、分段接线 断路器的作用是切断负荷电流或短路故障电流。而隔离开关按其作用分为母线隔离开关和线路隔离开关两种。第12页，共73页。（2）单母线分段接线 单母线分段接线是克服不分段母线存在的工作不可靠、灵活性差的有效方法。单母线分段是根据电源数目，功率和电网的接线情况来确定的。第13页，共73页。1）用隔离开关分段的单母线接线 母线检修时可分段进行，当母线发生故障时，经过倒闸操作可切除故障段，保证另一段继续运行，故比单母线不分段接线提高了可靠性。分段设备不同造成的差别 第14页，共73页。2）用断路器分段的单母线接线 分段断路器除具有分段隔离开关的作用外，与继电保护配合，还能切断负荷电流、故障电流以

6、及实现自动分、合闸。另外，检修故障段母线时，可直接操作分段断路器，断开分段隔离开关，且不会引起正常段母线停电，保证其继续正常运行。第15页，共73页。2双母线接线 两条母线互为备用，具有较高的可靠性和灵活性。双母线接线两种运行方式：一种运行方式是一组母线工作，另一组母线备用（明备用），母线断路器正常时是断开状态；另一种运行方式是两组母线同时工作，也互为备用（暗备用），此时母联断路器及母联隔离开关均为闭合状态。变配电所接线方式变配电所接线方式第16页，共73页。3桥式接线 对于具有两条电源进线、两台变压器的企业总降压变电站，可采用桥式接线。特特 点点 在两条电源进线之间有一条跨接的“桥”。它比单

7、母线分段接线简单，可减少断路器的数量。根据跨接桥横跨位置的不同分为内桥式接线和外桥式接线两种。第17页，共73页。特点：运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷的企业。多用于电源线路较长、发生故障和停电检修的机会较多、并且变电站不需经常切换的总降压变电站。内桥式接线的变电站第18页，共73页。特点：运行灵活性较好，供电可靠性较高，适用于一、二级负荷的企业。适用于电源线路较短、变电站负荷变动较大、经济运行需经常切换的总降压变电站。外桥式接线的变电站 第19页，共73页。二、主接线实例第20页，共73页。1电源进线 2母线 母线又称汇流排，是配电装置中用来汇集和分配电能的导体。高压配站的

8、母线，通常采用单母线制。如果是两路及以上的电源进线时，则采用母线分段制。第21页，共73页。第二章第二章 企业供电系统企业供电系统3高压配电出线 高压配电站共有六路高压配电出线：第一路由左段母线WB1经隔离开关断路器，供电给无功补偿用的高压电容器组；第二路由左段母线WB2经隔离开关断路器，供电给No.1车间变电站；第三路、第四路分别由两段母线经隔离开关-断路器，供电给No.2车间变电站；第五路由右段母线WB2经隔离开关-断路器，供电给No.3车间变电站；第六路由右段母线WB2经隔离开关-断路器，供电给6kV高压电动机。第22页，共73页。42号车间变电站 返回第23页，共73页。2-3 企业变

9、配电站的运行管理一、企业变配电站的值班制度和值班员职责1变配电站的值班制度 企业变配电站的值班制度值班制度，有轮班制、在家值班和无人值班制等。第24页，共73页。有高压设备的变配电站，为保证安全，一般应不少于两人值班。但按电力行业标准DL408-91电业安全工作规程规定，当户内高压设备的隔离室设有遮栏，遮栏的高度在1.7m以上，安装牢固并加锁者，且户内高压开关的操作机构用墙或金属板与该开关隔离或装有远方操作机构者，可由单人值班。单人值班时，不得单独从事修理工作。第25页，共73页。2变配电站值班员职责（1）遵守变配电站值班工作制度，坚守工作岗位，做好安全保卫工作，确保变配电站的安全运行。（2）

10、积极钻研本职工作，认真学习和贯彻有关规程包括DL408-91电业安全工作规程，熟悉变配电站的设备和接线及其运行维护方法和倒闸操作要求，掌握安全用具和消防器材的使用方法及触电急救法，了解变配电站现在的运行方式、负荷情况及负荷调整、电压调节等措施。第26页，共73页。（3）监视站内各种设备的运行情况，定期巡视检查，按照规定抄报各种运行数据，记录运行日志。发现设备缺陷或运行不正常时，及时处理，并做好有关记录，以备查考。（4）上级调度命令进行操作，发生事故时进行紧急处理，并做好有关记录，以备查考。第27页，共73页。（5）保管好站内各种资料图表、工具仪器和消防器材等，并做好和保持站内设备和环境的清洁卫

11、生。（6）按规定进行交接班。值班员未办好交接手续时，不得擅离岗位。在处理事故时，一般不得交接班。接班的值班员可在当班的值班员要求和主持下，协助处理事故。如事故一时难于处理完毕，在征得接班的值班员同意或上级同意后，可进行交接班。第28页，共73页。不论高压设备带电与否，值班员不得单独移开或越过遮栏进行工作；如有必要移开遮栏时，必须有监护人在场，并符合高压设备不停电时的安全距离：10kV及以下，安全距离为0.7m，20-35kV为1m。必须指出第29页，共73页。雷雨天气内巡视露高压设备时，应穿绝缘靴，并不得靠近避雷器和避雷针。高压设备发生接地时，室内不得接近故障点4m以内，室外不得接近故障点8m

12、以内。进入上述范围的人员必须穿绝缘靴，接触设备的外壳和构架时，应戴绝缘手套。第30页，共73页。二、变电站配电装置的运行维护 1一般要求 配电装置应定期进行巡视检查，以便 及时发现运行中出现的设备缺陷和故障，如导体连接的接头部分发热、绝缘瓷瓶闪络或破损、油断路器漏油等，并设法采取措施予以消除。第31页，共73页。在有人值班的变配电站内，配电装置应每班或每天进行一次外部检查。在无人值班的变配电站内，配电装置应至少每月检查一次。如遇短路引起开关跳闸或其它特殊情况（如雷击时），应对设备进行特别检查。第32页，共73页。2巡视项目（1）由母线及接头的外观或其温度指示装置（如变色漆、示温蜡）的指示，检查

13、母线及接头的发热温度是否超过允许值。（2）开关电器中所装的绝缘油颜色和油位是否正常，有无漏油现象，油位指示器有无破损。第33页，共73页。（3）绝缘瓷瓶是否脏污、破损，有无放电痕迹。（4）电缆及其接头有无漏油及其它异常现象。（5）熔断器的熔体是否熔断，熔断器有无破损的放电痕迹。（6）二次系统的设备如仪表、继电器等的工作是否正常。第34页，共73页。（7）接地装置及PE线、PEN线的连接处有无松脱、断线的情况。（8）整个配电装置的运行状态是否符合当时的运行要求。停电检修部分有没有在其电源侧断开的开关操作手柄处悬挂“禁止合闸，有人工作”之类的标示牌，有没有装设必要的临时接地线。第35页，共73页。

14、（9）高低压配电室的通风、照明及安全防火装置是否正常。（10）配电装置本身和周围有无影响安全运行的异物（如易燃、易爆物体等）和异常现象。在巡视中发现的异常情况，应记入专用记录本内，重要情况应及时汇报上级，请示处理。第36页，共73页。三、变配电站的送电和停电操作步骤1倒闸操作 倒闸操作是将电气设备由一种状态转换到另一种状态。是供用电系统运行过程中一项经常性的重要工作。倒闸操作的正确与否，关系到操作人员的人身安全和设备、系统的正常运行，也直接关系到生产的顺利进行，因此必须严格执行操作票制度和操作监护制度。第37页，共73页。2倒闸操作的原则和要求 为了确保运行安全，防止误操作，电气设备运行人员必

15、须严格执行倒闸操作票制度和监护制度。倒闸操作倒闸操作第38页，共73页。第二章第二章 企业供电系统企业供电系统2-3 企业变配电站的运行管理企业变配电站的运行管理为了确保运行安全，防止误操作，电气设备运行人员必须严格执行倒闸操为了确保运行安全，防止误操作，电气设备运行人员必须严格执行倒闸操作票制度和监护制度。作票制度和监护制度。操作开始时间：2000年8月8日8时30分 操作任务：WL1电源进线送电顺序操 作 项 目1拆除线路端及接地端接地线；拆除标示牌2检查WL1，WL2进线所有开关均在断开位置，合#母联隔离开关3依次合No102隔离开关，No 101 1#、2#隔离开关，合No102高压断

16、路器4合No103隔离开关，合No110隔离开关5依次合No104No109隔离开关；依次合No104No109高压断路器6合No201刀开关；合No201低压断路器7检查低压母线电压是否正常8合No202刀天关；依次合No202No206低压断路器或刀熔开关备注：操作人：监护人：值班负责人：值班长：倒闸操作票格式 第39页，共73页。（1）倒闸操作的基本原则1）在拉、合闸时，必须用断路器接通或断开负荷电流或短路电流，绝对禁止用隔离开关切断负荷电流或短路电流。2）在合闸时，应先从电源侧进行，依次到负荷侧。在检查断路器QF确在断开位置后，先合上母线（电源）侧隔离开关，再合上线路(负荷)侧隔离开关

17、最后合上断路器QF。3）在拉闸时，应先从负荷侧进行，依次到电源侧。第40页，共73页。（2）倒闸操作的基本要求1）操作隔离开关的基本要求在手动合隔离开关时，必须迅速果断。在手动拉开隔离开关时，应缓慢而谨慎，特别是在刀片刚离开固定触头时，如发生电弧，应立即反向重新将刀闸合上，并停止操作，查明原因，做好记录。但在切断允许范围内的小容量变压器空载电流、一定长度的架空线路和电缆线路的充电电流、少量的负荷电流时，拉开隔离开关时都会有电弧产生，此时应迅速将隔离开关拉开，电弧立即熄灭。第41页，共73页。在拉开单极操作的高压熔断器刀闸时，应先拉中间相再拉两边相。合刀闸时顺序则相反。在操作隔离开关后，必须检查

18、隔离开关的开、合位置，因为有时可能由于操作机构的原因，隔离开关操作后，实际上未合好或未拉开。第42页，共73页。2）操作断路器的基本要求 在运行和操作中，断路器本身的故障一般有拒绝合、分闸、假合闸、三相不同期、操作机构不灵、短路电流切断能力不够等现象。要避免或减少这类故障，应注意以下几个方面。在改变运行方式时，首先应检查断路器的断流容量是否大于该电路的短路容量。在一般情况下，断路器不允许带电手动合闸。第43页，共73页。遥控操作断路器时，扳动控制开关不能用力过猛，以防损坏控制开关；也不得使控制开关返回太快，防止断路器合闸后又跳闸。在断路器操作后，应检查有关信号灯及测量仪表（如电压表、电流表、功

19、率表）的指示，确认断路器触头的实际位置。必要时，可到现场检查断路器的机械位置指示器来确定实际分、合位置，以防止在操作隔离开关时，发生带负荷拉、合隔离开关事故。第44页，共73页。变配电站送电时，一般应从电源侧的开关合起，依次合到负荷侧开关。但是在高压断路器-隔离开关电路及低压断路器-刀开关电路中，送电时，一定要按照：母线侧隔离开关或刀开关、线路侧隔离开关或刀开关、高低压断路器的顺序依次操作。3变配电站的送电操作第45页，共73页。变配电站停电时，一般应从负荷侧的开关拉起，依次拉到电源侧开关。按这种程序操作，可使开关的开断电流减至最小，也比较安全。但是在高压断路器-隔离开关电路及低压断路器-刀开

20、关电路中，停电时，一定要按照高低压断路器；线路侧隔离开关或刀开关；母线侧隔离开关或刀开关的顺序依次操作。4变配电站的停电操作第46页，共73页。线路或设备停电以后，为了安全，一般规定要在主开关的操作手柄上悬挂“禁止合闸，有人工作”之类的标示牌。如有线路或设备检修时，应在电源侧（如可能两侧来电时，应在其两侧）安装临时接地线。安装接地线时，应先接接地端，后接线路端，而拆除接地线时，操作顺序恰好相反。返回第47页，共73页。2-4 电力负荷及其计算一、电力负荷的分级及对供电电源的要求1电力负荷 电力负荷又称电力负载。它有两种含义：一是指耗用电能的用电设备或用电单位，如重要负荷、不重要负荷、动力负荷、

21、照明负荷等。另一是指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流大小。电力负荷的具体含义视具体情况而定。第48页，共73页。2工厂电力负荷的分级 工厂的电力负荷，按GB5005295规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级。第49页，共73页。类别说明对供电电源的要求一级负荷 中断供电将造成人身伤亡；中断供电将在政治、经济上造成重大损失；中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如：重大设备损坏、大量产品报废、生产过程紊乱需要长时间才能恢复等。属重要负荷，不允许停电，因此要求由两个独立电源供电。当其中一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。二级

22、负荷 中断供电将在政治、经济上造成较大损失；或中断供电将影响重要用电单位的正常工作。如主要设备损坏、大量原材料报废、生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。允许短时间（2小时以内）停电，要求由两回路供电或由两台变压器供电。三级负荷 三级负荷为一般电力负荷，所有不属于上述一、二级负荷的情况。为不重要的一般负荷，允许长时间停电，因此对供电电源无特殊要求。第50页，共73页。二、负荷曲线 一个企业的电力负荷随用电设备工作时负载的变化总是经常变动的。表示负荷随时间变化的曲线称为负荷曲线。负荷曲线可以是有功功率日负荷曲线、无功功率日负荷曲线、有功功率年负荷曲线等。根据需要的不同，负荷曲线可

23、以绘制成全厂的，也可以绘制成某一性质用电设备组的。第51页，共73页。1日有功负荷曲线有功及无功日负荷曲线 阶梯形有功日负荷曲线第52页，共73页。2年有功负荷曲线 a)夏季代表日负荷曲线 b)冬季代表日负荷曲线 c)年持续负荷曲线 年持续负荷曲线的绘制 年持续负荷曲线年持续负荷曲线:它是根据全年的负荷变化，按照各个不同的负荷值，在一年中(8760h)的累计持续时间排列组成的。第53页，共73页。将两个代表日负荷曲线放置于坐标纸的左边，将年持续负荷曲线坐标轴设置于坐标纸右边，选好时间和功率的单位，按代表日负荷曲线上功率由大到小，画一系列平行于横轴的虚线，根据代表日负荷曲线中各不同负荷所持续的时

24、间，夏季乘以213日；冬季乘以152日，即为该负荷的全年所持续的时间，由大到小画在图中，即可绘制出企业有功年持续负荷曲线。第54页，共73页。工厂年最大负荷曲线 它反映了从年初元月一日起至年终企业逐日（逐月）综合最大负荷的变化规律。从图中可见，该企业夏季负荷比较小，而年终负荷比较大。第55页，共73页。三、与负荷曲线和负荷计算有关的物理量 1年最大负荷和年最大负荷利用小时 年最大负荷Pmax就是全年中负荷最大的工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率，因此年最大负荷也称为半小时最大负荷P30。年最大负荷利用小时又称为年最大负荷使用时间Tmax，它是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷P

25、max(或P30)持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。第56页，共73页。工 厂 类 别工 厂 类 别化工企业石油提炼厂重型机械制造厂机床厂工具厂轴承厂汽车拖拉机厂起重运输设备厂62007100377043454140530049603300农业机械制造厂仪器制造厂汽车修理厂车辆修理厂电器企业氮肥厂金属加工企业53303080437035804280700080004355各类企业最大负荷年利用小时 第57页，共73页。2平均负荷和负荷系数 平均负荷Pav就是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间t内消耗的电能Wt除以时间t的值，即 tWPtav

26、年平均负荷Pav就是电力负荷在一年时间(8760h)内平均消耗的功率，也就是电力负荷在全年内实际消耗的电能Wa除以时间8760h的值，即8760aavWP 第58页，共73页。负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷Pav与其最大负荷Pmax的比值，即 对用电设备来说，负荷系数就是设备的输出功率P与设备容量PN的比值，即maxavLPPK NLPPK 第59页，共73页。四、负荷计算（1）选择导线和电缆的规格和型号；（2）选择企业总降压和车间变压器容量以及规格和型号；（3）选择供电系统中各种高、低压开关设备的规格和型号。方法需要系数法需要系数法:是世界各国均普遍采用的计算方法，简单方便 二项

27、式法二项式法:在确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，较之需要系数法合理 负荷计算的目的第60页，共73页。1用电设备的容量计算（1）对一般连续工作制和短时工作制的用电设备组设备容量就是所有设备的铭牌额定容量之和NNPP（2）对断续周期工作制的用电设备组 设备容量就是将所有设备在不同负荷持续率下的铭牌额定容量换算到一个统一的负荷持续率下的功率之和。第61页，共73页。1）电焊机组 要求统一换算到100，因此可得换算后的设备容量为 100NN100NNNcosSPPNNNNNcosSPPPN、SN为电焊机的铭牌的有功功率和视在功率；N为与铭牌对应的负荷持续率；100为100的负荷

28、持续率；cos为铭牌规定的功率因数。常用的断续周期工作制的用电设备换算如下：第62页，共73页。2）吊车电动机组 要求统一换算到25，因此可得换算后的设备容量为PN为吊车电动机的铭牌容量；N为与铭牌容量对应的负荷持续率(计算中用小数)；25为其值为25的负荷持续率。Ne25NNN2PPP第63页，共73页。2按需要系数法确定计算负荷（1）用电设备组计算负荷的确定 用电设备组的计算负荷 NwLL30PKKPK设备组的同时系数 KL 为设备组的负荷系数 设备组的平均效率 wL配电线路的平均效率 wLLdKKKN30dPPKNd30PKP第64页，共73页。cos3030PSI30S30(UN)3负

29、荷名称负荷名称计算公式计算公式相关说明相关说明无功计算负荷Q30P30tantan为对应于用电设备组cos的正切值视在计算负荷cos为用电设备组的平均功率因数计算电流UN为用电设备组的额定电压计算负荷公式 第65页，共73页。例例:已知机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V的三相电动机7.5kW3台；4kW8台；3kW17台；1.5kW10台。试求其计算负荷。解解 此机床组电动机的总容量为 NP7.53483171.510120.5 kW查附录表1中“小批生产的金属冷加工机床电动机”项，得Kd=0.160.2(取0.2)，cos0.5，tan=1.73。因此可求得有功计算负荷 P300.

30、2120.524.1 kW无功计算负荷 Q3024.11.7341.7 kvar视在计算负荷 S3024.10.548.2 kVA计算电流 I3048.2(0.38)73.2 A3第66页，共73页。（2）多组用电设备计算负荷的确定 确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数 和pKqK对车间干线取 Kp0.850.95对低压母线取 Kq0.900.97第67页，共73页。23023030QPS负荷名称计算公式总的有功计算负荷P30Kp

31、P30，i总的无功计算负荷Q30KqQ30，i总的视在计算负荷总的计算电流N30303/USI多组用电设备计算负荷公式第68页，共73页。例例 某机修车间380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW(其中较大容量电动机有7.5kW1台，4kW3台，2.2kW7台)，通风机2台共3kW；电阻炉1台2kW。试确定此线路上的计算负荷。1金属切削机床组 查附录表1，取Kd0.2，cos0.5，tan1.73 故 P30(1)0.25010 kW Q30(1)101.7317.3 kvar第69页，共73页。2通风机组 查附录表1，取Kd0.8，cos0.8，tan0.75 故 P30(2)0

32、.832.4 kW Q30(2)2.40.751.8 kvar 3电阻炉 查附录表1，取Kd0.7，cos1，tan0 故 P30(3)0.721.4 kW Q30(3)0 因此总计算负荷为(取Kp0.95，Kq0.97)P300.95(102.41.4)13.1 kW Q300.97(17.31.80)18.5 kvar S3022.7 kVA I3022.7/(0.38)34.5 A3第70页，共73页。序号用电设备组名称台数n容量PN(kW)需要系数Kdcostan计 算 负 荷P30(kW)Q30(kvar)S30(kVA)I30(A)1金属切削机床20500.20.51.731017.32通风机230.80.80.752.41.83电阻炉120.7101.40车 间 总 计235513.819.1 取Kp0.95Kq0.9713.118.522.734.5需要系数法的电力负荷计算表 第71页，共73页。（3）企业（全厂）总计算负荷的确定 将全厂用电设备总量（备用设备不计）乘以全厂需要系数（见附表2），就可以得到全厂计算负荷。若采用无功补偿措施以及考虑变压器本身的功率损耗，总计算负荷的确定方法和计算例题，见教材的第九章的 9-3。第72页，共73页。第73页，共73页。