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镇江公司工程部2014 10 小区供配电知识 目录 一 电力系统概述二 电力变压器三 变配电所及电气设备四 低压配电系统保护装置五 电气设备保护措施六 安全用电七 小区供配电系统举例 什么是电力系统 电力系统就是各种电压的电力线路将发电厂 变配电所和电力用户联系起来的 发 输 变 配及用电的整体 电力系统概述 1 发电 将一次能源转换成电能的过程即为发电 根据一次能源的不同 有火力发电 水力发电和核能发电 还有风力 地热 潮汐和太阳能等发电方式 火力发电是将煤 天然气 石油所蓄存的化学能通过燃烧转换为电能的方式 我国的火电厂以燃煤为主 现在随西气东输 逐步扩大天然气燃料的比例 为了提高燃煤效率 现代火电厂都把煤块粉碎成煤粉 用鼓风机吹入锅炉的炉膛内充分燃烧 将锅炉内的水烧成高温高压的蒸汽 推动汽轮机转动 带动与它联轴的发电机旋转发电 水力发电是将高速水流的势能转化为动能 驱动水轮机转动 带动发电机旋转发电 最后转化为电能的方式 核能发电利用原子核蕴藏的巨大核能生产电能的方式 电力系统概述 发电厂 电力系统概述 发电厂 电力系统概述 三峡水电站 电力系统概述 核电厂 电力系统概述 核电厂施工图 电力系统概述 羊八井地热电站 电力系统概述 2 变电与配电 变电所和功能是接受电能 转换电压和分配电能 为了实现远距离输送并将电能分配到用户 需由变电所将发电机的电压进行多次电压变换 变电所由电力变压器 配电装置和二次装置等构成 按变电所的性质和任务可分为 升压变电所和降压变电所 除与发电机相连的变电所为升压变电所外 其余均为降压变电所 仅用于接收和分配电能 而不变换电压的场所称为配电所 电力系统概述 3 电力线路 电力线路将发电厂 变电所和电能用户联接起来 完成输送电能和分配电能的任务 电力线路有种不同的电压等级 通常将220KV及以上的电力线路称为输电线路 110KV及以下的电力线路称为配电线路 配电线路又分为高压配电线路 110KV 66KV 中压配电线路 35KV 6KV 和低压配电线路 380KV 220KV 高压线一般作为城市配电网骨架和特大型企业供电 中压线路为城市配电网和大中型企业供电 低压线路一般为城市和企业的配电 电力系统概述 电力系统概述 电力系统概述 电力系统概述 5 供配电系统 供配电系统是电力系统110KV及以下电压等级 对某地区或某企业单位供配电的系统 涉及分配电能和使用电能两个环节 是电力系统的重要组成部分 电能使用集中在工业 商业 公共和生活四大部分 通常将工业企业中的供配电系统称为工厂供配电系统 而其余用电的供配电系统则统称为民用供配电系统 我国电网的频率标准是50Hz 频率变化对电网的运行质量影响较大 正负偏差 0 5Hz 4 电能用户 电能用户又称电力负荷 所有消耗电能的用电设备或用电单位均称为电能用户 电能用户按行业可分为工业用户 农业用户 商业及公共工程用户和居民生活用户等 电力系统概述 6 建筑物用电负荷的分类和类别 1 民用建筑用电负荷分为三级 1 符合下列情况之一时 应为一级负荷 中断供电将造成人身伤亡时或会引起对周围环境严重污染者 中断供电将造成重大政治影响者 中断供电将造成重大经济损失者 中断供电将造成公共场所的秩序严重混乱者 如医院 重要的交通与通讯枢纽 国际社交场所 生产重要产品或原料或会引起大型重要设备损坏等 一级负荷需采用两个以上独立电源 同时还需增设应急电源 电力系统概述 6 建筑物用电负荷的分类和类别 2 符合下列情况之一时 应为二级负荷 中断供电将造成较大政治影响者 中断供电将造成较大经济损失者 中断供电将造成公共场所秩序混乱者如城市主要水源 广播电视 商贸中心等的用电负荷 二级负荷尽可能有两个独立电源供电 3 不属于一级和二级负荷者应为三级负荷 对供电无特殊要求 电力系统概述 2 高层建筑的负荷分级与供电要求 1 高层建筑的负荷分级一级负荷 消防用电设备 应急照明 消防电梯 二级负荷 客用电梯 供水系统 公用照明 三级负荷 居民用电等其他用电设备 2 高层建筑的供电要求因为高层建筑存在着一级或二级负荷 所以现代高层建筑均是采用至少两路独立的10kV电源同时供电 6 建筑物用电负荷的分类和类别 电力变压器 1 电力变压器的种类 电力变压器是改变交流电压而保持交流电频率不变的电气设备 它利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电能转变成另一种电压等级的交流电能 电力变压器按冷却介质可以分为油浸式和干式两种 1 油浸式变压器主要部件是绕组和铁心 器身 构成的电磁部分 还有油箱 冷却装置 绝缘套管 调压和保护装置等部件 变压器油起两个作用 在变压器绕组与绕组 绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用 变压器油受热后产生对流 对变压器铁心和绕组起散热作用 电力变压器 电力变压器 电力变压器 1 电力变压器的种类 2 干式变压器就是指铁芯与绕组不浸渍在绝缘液体中 而是用环氧树脂浇注或浸渍作包封 或采用SF6气体作为绝缘介质和冷却介质 与油浸式变压器相比 重量轻 防潮性能好 对环境无任何限制 运行可靠性高 维修简单等优点 缺点是过载能力稍差 现在室内变电所多采用干式变压器 油浸式变压器一般室外用得较多 电力变压器 2 电力变压器的用途 发电厂一般输出电压为6 3KV 10 5KV 最高不超过20KV 在远距离输送电能时 须将发电机的输出电压通过升压变压器将电压升高到几万或几十万伏 以降低输电线路电流 从而减少输电线路上的能量损耗 电力变压器 3 电力变压器的基本工作原理 原绕组接入交流电源后就有交流电流通过 于是在铁心中产生交变磁通 所以铁心上的主磁通同时通过一次侧绕组和二次侧绕组 一次侧绕组产生自感电动势的同时 在二次侧绕组中产生互感电动势 就有感应电流流过负载 变配电所及电气设备 1 变配电所 变配电所是联结电力系统的中间环节 用以汇集电源 升降电压和分配电力 通常由高低配电装置 主变压器 主控制室和相应的设施及辅助生产建筑物等组成 根据其在系统中的位置 性质 作用及控制方式等 可分为升压变电所 降压变电所 枢纽变电所 地区变电所 终端变电所 有人值班变电所和无人值班变电所 变配电所及电气设备 变配电所及电气设备 2 电气设备 1 配电柜是用于成套安装供配电系统中受配电设备的定型柜 有高压 低压配电柜两大类 在安装时 受电配电柜居中 分支配电柜分居两侧 控制 信号部件及空气开关对应装配于配电柜的正面 这样安装便于监视 操作及保养 配电柜背面只有母线 检查及维修也很方便 变配电所及电气设备 2 电气设备 2 配电箱是直接向低压用电设备分配电能的控制 计量盘 在小区建筑中用量很大 配电箱的位置应尽量置于用电负荷中心 以缩短配电线路和减少电压损失 还应注意所选配电盘位置应有利于维修 干燥且通风 采光良好 不影响建筑美观和建筑结构的安全等 低压配电系统保护装置 为保证线路的正常运行 线路应具备一定的保护装置 在低压配电线路中的保护包括有短路保护 过负荷保护 接地故障保护和中性线保护 常用的低压保护电器主要有刀开关 熔断器 自动开关 漏电保护装置等 低压配电系统保护装置 1 刀开关 低压配电系统保护装置 2 熔断器 熔断器是一种保护电器 是人为地在电网中设置一个最薄弱的发热元件 当过载或短路电流流过该元件时 利用元件 即熔体 本身产生的热量将自己熔断 从而使电路断开 达到保护电网和电气设备的目的 主要由熔体和安装熔体用的绝缘器组成 低压配电系统保护装置 3 自动空气开关 塑壳断路器 低压配电系统保护装置 4 漏电保护器 漏电保护器又称触电保安器 它是一种自动电器 装有检漏元件联动执行元件自动分断发生故障的线路 漏电保护器能迅速断开发生人身触电 漏电和单相接地故障的低压线路 TA0 零序电流互感器 S 试验按钮 Y 漏电脱扣器图9 2单相电子式漏电开关工作原理图 低压配电系统保护装置 5 漏电保护器的选择 漏电保护装置动作电流值的整定原则是 在躲开电网泄漏电流的前提下尽量小 总保护的动作电流值大多是可调的 调节范围一般在15 100mA之间 最大可达200mA以上 其动作时间一般不超过0 1s 家庭中安装的漏电开关 主要作用是防止人身触电 漏电开关的动作电流值 一般不大于30mA 电气设备保护措施 1 接地保护 采用接地保护 可使接触电压和跨步电压远小于设备故障时的对地电压 接地保护只应用于不接地电网中 电气设备保护措施 1 接地保护 保护接地 就是把用电设备的金属外壳与接地体连接起来 使用电设备与大地紧密连通 在电源为三相三线制中性点不直接接地或单相制电力系统中应设保护接地线 若漏电设备已采取接地保护措施 故障电流将会通过接地体流散 流过人体的电流仅是全部接地电流中的一部分 在电源为三相四线制变压器中性点直接接地的电力系统中 如果单纯采取保护接地 当某相发生碰壳短路时 人体与保护接地装置处于并联状态 加在人体上的电压等于接地电阻的电压降 一般可达110V 这个电压对人体还是很危险的 电气设备保护措施 不接地的危险性示意图 保护接地原理图 电气设备保护措施 2 接零保护 所谓接零保护 简单地说就是把电气设备在正常情况下不带电的金属部分与电网的零线紧密地连接起来 电气设备保护措施 2 接零保护 在电源为三相四线制变压器中性点直接接地的电力系统中应采用保护接零 接零保护利用电源零线使设备形成单相短路 促使线路上保护装置迅速动作切断电源 在三相四线制电力系统中 不允许只对某些设备采取接零 对另外一些设备只采取保护接地而不接零 正确的做法是采取重复接地保护装置 就是将零线上的一处或多处通过接地装置与大地再次连接 通常是把用电设备的金属外壳同时接地和接零 还应该注意 零线回路中不允许装设熔断器和开关 电气设备保护措施 3 漏电保护 漏电保护器可分为电磁式和电子式两种 电磁式保护器可靠性好 一般动作电流不小于30mA 应不小于电气线路和设备的正常泄漏电流的最大值的2倍 为了缩小发生人身电击及接地事故切断电源时引起的停电范围 漏电保护器的分级保护一般分为三级 一级保护动作电流一般为50 100mA 末级保护一般为30mA 对于以防止触电为目的的漏电保护器 宜选用动作时间为0 1s以内 动作电流为30mA以下的漏电保护器 为保证供电的可靠性 不应盲目追求高的灵敏度 即使投入运行亦会因经常动作而破坏供电的可靠性 安全用电 1 常见的触电方式 安全用电是指在用电和电气操作中保证人身安全及设备安全 物业小区安全用电工作的重点是防止发生人身触电事故 1 单相触电单相触电是指人站在地面区域接地导体上 人体触及一相带电体的触电事故 大部分触电事故是单相触电事故 2 两相触电人体的两处同时触及两相带电体的触电事故 这时人体承受的是380V的线电压 其危险性一般比单相触电大 3 跨步电压触电在高压接地点附近地面电位很高 距接地点越远则电位越低 应立即将故障地点隔离 不能随便触及 也不能在故障地点附近移动 已受到跨步电压威胁者应采取单脚或双脚并拢方式迅速跳出危险区域 安全用电 两相触电示意图 跨步电压触电示意图 单相触电示意图 安全用电 2 电流对人体的伤害 电流对人体的伤害程度与下述因素有关 1 通过人体的电流值电流是危害人体的直接因素 一般认为30mA以下是安全电流 2 人体电阻值一般在干燥环境中 人体电阻大约在2k 左右 皮肤出汗时 约为lk 左右 皮肤有伤口时 约为800 左右 人体触电时 皮肤与带电体的接触面积越大 人体电阻越小 3 电流通过人体时间的长短电流在人体内持续的时间越长 使人体发热和电解越严重 电阻减小 使流过人体的电流逐渐增大 伤害越来越大 安全用电 2 电流对人体的伤害 电流对人体的伤害程度与下述因素有关 4 电流流过人体的途径电流从头部到身体任何部位及从左手经前胸到脚的途径是最危险的 5 电流的频率直流电 高频和超高频电流对人体的伤害程度较小 例如人体能耐受50mA的直流电流 6 触电电压电压越高对人体的危险越大 通常规定36V或36V以下的电压为安全电压 安全用电 3 常用的安全用电措施 1 使用安全电压根据工作场地的情况 可使用36V 24V或12V安全电压 2 使用保护用具 3 电气设备采用保护接地 保护接零和漏电保护 安全用电 4 安全用电注意事项 判断电线或用电设备是否带电 必须用试电器 或测电笔等 决不允许用手去触摸 在检修电气设备或更换熔体时 应切断电源 并在开关处挂上 严禁合闸 的牌子 安装照明线路时 开关和插座离地一般不低于1 3m 有必要时 插座可以装低 但离地不应低于15cm 不要用湿手去摸开关 插座 灯头等 也不要用湿布去擦灯泡 在电力线路附近 不要安装收音机 电视机的天线 不放风筝 不要在带电设备周围使用钢板尺 严禁用铜丝代替熔丝 发现电线或电气设备起火 应迅速切断电源 在带电状态下 决不能用水或泡沫灭火器灭火 雷电天尽量不外出 遇雨时不要在大树下躲雨或站在高处 而应就地蹲在低洼处 并尽量将双脚并拢 安全用电 5 触电急救 关键在一个 快 字 一是快脱离电源 二是快做医务救护处理 1 自救2 互救3 医务抢救 1 口对口人工呼吸法 2 胸外心脏挤压法 小区供配电系统举例 小区变配电系统构成示意图 小区供配电系统举例 小区供配电系统举例 1 110KV变电所 小区供配电系统举例 2 高压环网柜 为了提高供电可靠性 使