《企业供电系统及运行课件》第五版第三章.ppt

1、大家好大家好131 企业变配电站的作用和类型企业变配电站的作用和类型32 企业变配电站的主接线企业变配电站的主接线33 企业变配电站的运行管理企业变配电站的运行管理34 企业常见电气设备企业常见电气设备35 电力负荷及其计算电力负荷及其计算2企业变配电站的作用和类型企业变配电站的作用和类型1.了解变配电站的作用和类型。3 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，通常由电力系统或企业自备发电厂供电。一般中型企业的电源进线电压为610kV。电能先经高压配电站集中，再由高压配电线路将电能分送到各车间变电站,或由高压配电线路直接供给高压用电设备。车间变电站内装设有配电

2、变压器，将610kV 的电压降为低压用电设备所需的电压(如220/380V)，然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备使用。45高压线路的几个基本概念如下:(1)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称为高压输电线路。电压一般在35kV 以上。(2)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称为高压配电线路。电压一般为3kV、6kV、10kV。(3)母线母线是指在变电站中各级电压配电装置的连接线,以及变压器等电气设备和相应配电装置的连接线,大都采用矩形或圆形截面的裸导线或绞线。母线的作用是汇集、分配和传送电能。(4)主变压器主变压器是指在变电站正常运

3、行条件下承担变电功能的变压器。6一、变配电站的作用一、变配电站的作用变电站是指从电力系统接收电能、变换电压并对用电设备供电的场所。配电站是装置有起通、断和分配电能作用的高低压配电装置的场所,母线上无主变压器,具有控制电力的流向和调整电压的作用。变配电站是电力系统中变电站和配电站的合称。变配电站是企业供电系统的枢纽,在企业中占有特殊的重要地位。变电站有升压与降压之分。升压变电站通常与大型发电厂结合在一起,在发电厂电气部分装有升压变压器,把发电厂发出的电压升高,通过高压输电网络将电能送向远方。降压变电站设在用电中心,将高压的电能适当降压后,向该地区用户供电。7二、变配电站的类型二、变配电站的类型

4、企业供电系统由总降压变电站、高压配电线路、车间变电站、低压配电线路及用电设备等组成。1.总降压变电站总降压变电站 总降压变电站负责将35110kV 的外部供电电压变换为610kV 的厂区高压配电电压,给厂区各车间变电站或高压电动机供电。82.车间变电站车间变电站车间变电站将610kV 的电压降为380/220V,再通过车间低压配电线路,给车间用电设备供电。3.配电线路配电线路配电线路分为厂区高压配电线路和车间低压配电线路。返回932企业变配电站的主接线企业变配电站的主接线1.能读懂变配电站的主接线图。2.掌握变配电站的主接线方式。10一、车间变电站主接线图一、车间变电站主接线图 有总降压变电站

5、或高压配电站的车间变电站主接线,其高压侧的开关电器、保护装置和测量仪表等安装在总变配电站的高压配电室内，车间变电站只设变压器室和低压配电室。车间变电所高压侧主接线(八种方案)QS隔离开关QL负荷开关FU熔断器FD跌开式熔断器FV阀式避雷器11在图中,各方案的区别如下:1)高压电缆进线,无开关。2)高压电缆进线,装隔离开关。3)高压电缆进线,装隔离开关-熔断器。4)高压电缆进线,装负荷开关-熔断器。5)高压架空进线,装跌开式熔断器和避雷器。6)高压架空进线,装隔离开关和避雷器。7)高压架空进线,装隔离开关-熔断器和避雷器。8)高压架空进线,装负荷开关-熔断器和避雷器。12二、小型企业变电站主接线

6、图二、小型企业变电站主接线图高压侧控制方式采用隔离开关-熔断器控制或户外跌落式熔断器控制主接线图优缺点简单经济，但停电和送电的操作比较复杂、供电可靠性不高应 用适用于500kVA及以下容量的三级负荷小型变电所一台变压器的几种典型主接线方案13高压侧控制方式采用负荷开关-熔断器控制主接线图优缺点停电和送电的操作比上述主接线要简便灵活；发生过负荷时，负荷开关装的热脱扣器保护动作，使开关跳闸。但供电可靠性不高应 用一般用于三级负荷的小型变电所续表续表14高压侧控制方式采用隔离开关-断路器控制主接线图优缺点停电和送电的操作十分灵活方便，供电可靠性较高。只有一路电源进线停电和送电的操作灵活方便，两路电源

7、进线，供电可靠性高应 用只用于三级负荷变电所，但供电容量较大可为二级负荷供电续表续表15（2）两台变压器的变电所主接线）两台变压器的变电所主接线控制方式高压侧无母线、低压侧单母线分段主接线图优缺点供电可靠性较高应 用可为一、二级负荷供电两台变压器的变电所典型主接线方案16控制方式高压侧单母线、低压侧单母线分段主接线图优缺点供电可靠性较高应 用可为二、三级负荷供电续表续表17控制方式高、低压侧均为单母线分段形式主接线图优缺点供电可靠性相当高应 用可为一、二级负荷供电续表续表18三、企业总降压变电所的主接线三、企业总降压变电所的主接线（1）只有一台变压器的总降压变电所主接线图只有一台变压器的总降压

8、变电所主接线图19（2）有两台变压器的总降压变电所的主接线一次侧接线方式内桥式接线二次侧接线方式单母线分段主接线图有两台变压器的总降压变电所主接线的典型方案20一次侧接线方式外桥式接线二次侧接线方式单母线分段主接线图续表续表21一次侧接线方式单母线分段二次侧接线方式单母线分段主接线图续表续表返回2233企业变配电站的运行管理企业变配电站的运行管理1.了解变配电站的运行管理制度。2.掌握变配电站停、送电操作要求23一、工厂变配电所的值班制度一、工厂变配电所的值班制度工厂变配电所的值班制度，主要有轮班制和无人值班制等。无人值班制，变配电所无固定值班人员进行日常监视和操作。轮班制，即全天分为早、中、

9、晚三班，将人员分组，轮流值班，全年都不间断。24 二、变配电站（所）值班员职责二、变配电站（所）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）积极钻研本职业务，认真学习和贯彻有关规程。（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。25（4）按上级调度命令进行操作,发生事故时进行紧急处理,并做好记录，以备查考。（5）保管好站内各种资料图表、工具仪器和消防器材等，并保持好站内设备及环境的清洁卫生。（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,处理事故时，一般不得交接班。接班人员可在当

10、班人员的要求和主持下，协助处理事故。如事故一时难以解决,在征得接班人员或上级同意后，可进行交接班。26(1)不论高压设备带电与否，值班人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 及以下时，安全距离为0.7m；2035kV 时，安全距离为1m。(2)雷雨天气巡视露天高压设备时,应穿绝缘靴,并不得靠近避雷器和避雷针。(3)高压设备发生接地时,室内不得接近离故障点4m以内的范围，室外不得接近故障点8m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。27三、变配电所电气装置的运行维护三、变配电所电气装

11、置的运行维护1.一般要求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。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。282.巡视项目巡视项目（1）依母线及接头的外观或其温度指示装置（如变色漆、示温蜡）的显示，检查母线及接头的发热温度是否超过允许值。（2）检查断路器、变压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。（3）检查瓷绝缘子是否脏污、破损，有无放电痕迹。29（4）检查电缆及其接头有无漏油及其他异常现象。（5）检查熔断器的熔体是否熔断，熔断器有无破损和放电痕迹。（6）

12、检查二次系统的设备，如仪表、继电器等的工作是否正常。（7）检查接地装置及PE 线、PEN 线的连接处有无松脱、断线的情况。30（8）检查整个配电装置的运行状态是否符合当时的运行要求。（9）检查高低压配电室的通风、照明及安全防火装置是否正常。（10）检查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。31四、变配电所的送电和停电操作步骤四、变配电所的送电和停电操作步骤1.倒闸操作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。这种操作主要是指拉开或合上某些断路器、隔离开关，以及与此有关的一些操作。2.倒闸操作的基本制度倒闸操作的基本制度为了确保运行安全，防止误操

13、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。32操作开始时间：年 月 日 时 分操作终了时间：年 月 日 时 分 操作任务：WL1电源进线送电执行顺序操作项目 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No.102隔离开关，No.101 1#、2#隔离开关，合No.102高压断路器 4合No.103隔离开关，合No.110隔离开关 5依次合No.104 No.109隔离开关；依次合No.104 No.109高压断路器 6合No.201刀开关；合No.201低压断路器 7检查低压母线电压是否正常 8合No.20

14、2刀开关；依次合No.202 No.206低压断路器或刀熔开关备注：倒闸操作票格式33计算机综合操作系统流程图343.倒闸操作基本原则倒闸操作基本原则（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。（3）在拉闸时，应先从负荷侧进行,依次到电源侧。354.倒闸操作的基本要求倒闸操作的基本要求（1）操作隔离开关的基本要求1）在手动合隔离开关时，必须迅速果断。2）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，如产生电弧，应立即反向重新将刀开关合上，并停止操作，查明原因，做好记录

15、。363）在拉开单极操作的高压熔断器刀开关时，应先拉中间相线再拉两边相线。4）在操作隔离开关后，必须检查隔离开关的开、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。37（2）操作断路器的基本要求）操作断路器的基本要求1）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。2）在一般情况下，断路器不允许带电手动合闸。383）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。4）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、功率表）的指示，确认断路器触头的实际位置。39五

16、、变配电所的送电、停电操作要求五、变配电所的送电、停电操作要求1变配电所的送电操作变配电所的送电操作变配电所送电时，一般应从电源侧的开关合起，依次合到负荷侧开关。2变配电所的停电操作变配电所的停电操作变配电所停电时，一般应从负荷侧的开关拉起，依次拉到电源侧开关。返回4034企业常见电气设备企业常见电气设备1.认识常见的企业电气设备。2.了解企业电气设备按工作制分类的方法。41一、企业常见电气设备的类型一、企业常见电气设备的类型企业中有很多电气设备,如通风机、提升机、桥式起重机、电焊机、轧钢机、搅拌机等,其运行特征各不相同。42某机械加工车间电力系统概略图434445二、企业电气设备的工作制二、

17、企业电气设备的工作制企业中使用的电气设备,按其工作制可分为连续工作制、短时工作制和断续周期工作制三类。1.连续工作制连续工作制这类设备在恒定负荷下运行,且运行时间长到足以使之达到热平衡状态，如通风机、水泵、空气压缩机、发电机组、电炉和照明灯等。机床电动机的负荷一般变动较大，但其主轴电动机一般也是连续运行的。462.短时工作制短时工作制这类设备在恒定负荷下运行的时间短(短于达到热平衡所需的时间)，而停歇时间长(长到足以使设备温度冷却到周围介质的温度)，如机床上的某些辅助电动机(例如进给电动机)、控制闸门的电动机等。473.断续周期工作制断续周期工作制这类设备周期性地时而工作，时而停歇，如此反复运

18、行，而工作周期一般不超过10min，无论工作或停歇，均不足以使设备达到热平衡,，如电焊机和起重机电动机等。返回481.了解电力负荷的概念和分级。2.了解日有功负荷曲线、年有功负荷曲线及与之有关的年最大负荷等物理量。3.能运用需要系数法进行电力负荷计算。49一、电力负荷分级一、电力负荷分级1.电力负荷的概念电力负荷的概念电力负荷又称电力负载，其有两种含义：一是指耗用电能的用电设备或用电单位（用户）。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场合而定。502.工厂电力负荷的分级工厂电力负荷的分级 类别说明对供电电源的要求举例一级负荷一般重要中断供电将造成人身伤亡；中

19、断供电将在经济上造成重大损失；中断供电将影响重要用电单位正常工作 应由双重电源供电。当其中一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。重要交通枢纽、重要通信枢纽；炼钢厂，石油提炼厂或矿井通风机、主排水泵、副井提升机等特别重要当中断供电将造成重大设备损坏或发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷；特别重要场所的不允许中断供电的负荷由双重电源供电外；要有应急电源；不得将其他负荷接入应急供电系统；设备的供电电源切换时间应满足设备允许中断供电的要求。中压及以上给水泵、大型压缩机的润滑油泵的供电；应急照明、通信系统、自动控制装置；二级负荷中断供电将在经济上造成较大损失；中断供电将影响较重要用电单位的正常工作

20、由两回线路供电或，在负荷较小或地区供电条件困难时可由一回6kV及以上专用的架空线路供电。煤矿主井提升机、压风机；大型影剧院、大型商场等三级负荷不属于一级和二级负荷者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一般工矿企业电力负荷的分级51二、负荷曲线二、负荷曲线 定义：指用于表达电力负荷随时间变化情况的函数曲线。负荷曲线按负荷的功率性质可分为有功负荷曲线和无功负荷曲线；按所表示的负荷变动的时间可分为日负荷、月负荷和年负荷曲线。521.日有功负荷曲线日有功负荷曲线有功P及无功Q日负荷曲线阶梯形有功日负荷曲线532.年有功负荷曲线年有功负荷曲线年负荷持续时间曲线的绘制a)夏日负荷

21、曲线b)冬日负荷曲线c)年持续负荷曲线54三、与负荷曲线和负荷计算有关的几个物理量三、与负荷曲线和负荷计算有关的几个物理量1.年最大负荷年最大负荷年最大负荷Pmax是指全年中负荷最大的工作班组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。年最大负荷和年最大负荷利用小时数55工厂类别工厂类别 Tmax工厂类别工厂类别 Tmax化工企业 6 200农业机械制造厂 5 330石油提炼厂 7 100仪器制造厂 3 080重型机械制造厂 3 770汽车修理厂 4 370机床厂 4 345车辆修理厂 3 580工具厂 4 140电器企业 4 280轴承厂 5 300氮肥厂 7

22、 000 8 000汽车拖拉机厂 4 960金属加工企业 4 355起重运输设备厂 3 300 各类工厂年最大负荷利用小时562.平均负荷平均负荷平均负荷Pav是指电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，即：Pav=Wt/t年平均负荷Pav：Pav=Wa/8 760年平均负荷图573.负荷系数负荷系数负荷系数又称负荷率，是用电负荷的平均负荷Pav与其最大负荷Pmax的比值，即：KL=Pav/Pmax对负荷曲线来说，负荷系数亦称负荷曲线填充系数，它表征负荷曲线不平坦的程度，即表征负荷起伏变动的程度。58四、电力负荷计算四、电力负荷计算 负荷计算的主要目的：选择导线及电缆的规格、型号；选择工厂总降压

23、和车间变压器容量、规格和型号；选择供电系统中各种高、低压开关设备的规格和型号。我国目前普遍采用的负荷计算方法有需要系数法和二项式法。591.用电设备的容量计算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，即：PN=PN（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。60常用的断续周期工作制的用电设备换算如下：1）电焊机组即式中PN、SN电焊机铭牌的有功功率和视在功率；N与铭牌对应的负荷持续率；100100%的负荷持续率；cos铭牌规定的功率因数。PN=

24、PN100N=SN cos100NPN=PNN=SN cosN612）起重机电动机组要求统一换算到=25%，可得换算后的设备容量为：式中PN起重机电动机铭牌容量；N与铭牌容量对应的负荷持续率（计算中用小数）；25其值为25%的负荷持续率。PN=PN25N=2PNN622.按需要系数法确定计算负荷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P30=PNwLLKK式中K 设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设备容量之比；KL设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时的输出功率与运行的设备容量之比；63 设备组的平均效率；wL配电线路的平均效率。令式中的 =Kd，即需要系

25、数。则可知：Kd=P30/PN由此可得按需要系数法确定三相用电设备组有功计算负荷的基本公式为：P30=KdPNwLLKK64负荷名称计算公式相关说明有功计算负荷P30=KdPNKd称为需要系数，设备容量无功计算负荷Q30P30tantan为对应于用电设备组cos的正切值视在计算负荷S30=P30/coscos为用电设备组的平均功率因数计算电流I30S30(3UN)UN为用电设备组的额定电压计算负荷公式65【例31】已知机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380 V 的三相电动机：7.5 kW，3 台；4 kW，8 台；3 kW，17 台；1.5 kW，10 台。试求其计算负荷。解：此机床组电动

26、机的总容量为PN=7.53+48+317+1.510=120.5 kW查附录表1 中“小批生产的金属冷加工机床电动机”项，有Kd=0.160.2（取0.2），cos=0.5，tan=1.73。66有功计算负荷P30=0.2 120.5=24.1 kW无功计算负荷Q30=24.1 1.73=41.7 kvar视在计算负荷S30=24.1/0.5=48.2 kVA计算电流I30=48.2/（3 0.38）=73.2 A67（2）多组用电设备计算负荷的确定对车间干线Kp=0.85 0.95对低压母线Kq=0.90 0.97负荷名称计算公式总的有功计算负荷 P30=Kp总的无功计算负荷 Q30=Kq总

27、的视在计算负荷 S30=总的计算电流 I30=/注：P30和Q30分别为各组设备的有功和无功计算负荷之和niiP1,30niiQ1,30302302QP30S3NU多组用电设备计算负荷的公式68【例32】某机修车间380V 线路，接有金属切削机床电动机20台，共50 kW（其中较大容量电动机有7.5 kW 1台，4 kW 3 台，2.2 kW 7 台），通风机2台，共3 kW；电阻炉1 台，2 kW。试确定此线路上的计算负荷。解：先求各组的计算负荷1）金属切削机床组查附录表1，取Kd=0.2，cos=0.5，tan=1.73 P30（1）=KdPN=0.2 50=10 kWQ30（1）=P30

28、（1）tan=10 1.73=17.3 kvar692）通风机组查附录表1，取Kd=0.8，cos=0.8，tan=0.75 P30（2）=KdPN=0.8 3=2.4 kWQ30（2）=P30（2）tan=2.4 0.75=1.8 kvar3）电阻炉查附录表1，取Kd=0.7，cos=1，tan=0P30（3）=KdP N=0.7 2=1.4 kWQ30（3）=P30（3）tan=0因此，总计算负荷为（取Kp=0.95，Kq=0.97）7071序号用电设备组名称台数 n容量 PN(kW)需要系数 Kd cos tan计算负荷 P30(kW)Q30(kvar)S30(kVA)I30(A)1金属

29、切削机床 20500.20.51.73 1017.3 2通风机 230.80.80.752.41.8 3电阻炉 120.7 101.4 0车间总计 235513.819.1 取 Kp=0.95 Kq=0.9713.118.522.734.5例32 中需要系数法的电力负荷计算表72五、企业照明负荷计算五、企业照明负荷计算1.确定照明用电设备的容量确定照明用电设备的容量（1）不用镇流器的照明设备（如白炽灯、碘钨灯等）的设备容量指灯头的额定功率，即Pe=PN73（2）用镇流器的照明设备的设备容量需要包括镇流器中的功率损失。即荧光灯 Pe=1.2PN高压汞灯、金属卤化物灯 Pe=1.1PN74（3）照明设备的设备容量还可以按建筑物的单位面积容量法计算。即 Pe=S/1 000式中建筑物单位面积的照明容量（W/m2）；S建筑物面积（m2）。752.单个照明用电设备的负荷计算单个照明用电设备的负荷计算对单个白炽灯、单台电热设备、电炉变压器等设备额定容量就作为计算负荷。即 P30=PN763.照明用电设备组的负荷计算照明用电设备组的负荷计算按照以下公式计算：P30=KdPeQ30=P30tanS30=P30/cos)3/(3030NUSI返回7778