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2010年 变配电安全 工程类 一 电力系统的基本知识 电力系统的基本知识 电力系统是由发电厂 输配电系统及用户组成 是电能产 供 销的统一整体 发电由发电厂的发电机承担 通常三相交流发电机产生6kV 10kV或15kV的电压 型输配电系统又称电力网 它包括电能传输过程中途经的所有变电所 配电所中的电气设备和各种不同电压等级的输电线路 发电厂变电所将电压升高后输送出去 输电电压的高阮由输电距离的远近 输电容量的大小来决定 通常输电电压有35kV 110kV 220kV 330kV和500kV等 输电线路经地区变电所降压之后 输送至用户变电所 通过配电变压器将电压降为380V及220V 供负载使用 电力系统的用户也叫用电负载 电力系统的基本知识 发电 把其他形式的能量转换成电能的场所 称为发电站或发电厂 简称电站或电厂 根据发电所用能源 可分为火力 水力 原子能 太阳能发电以及风力 潮汐 地热发电等 我国电力的主要来源是火力发电和水力发电 大中型电厂通常由多台机组构成 将多台机组的电力并联起来 形成集中的电力输出 发电机输出电压有3 15KV 6 3KV 10 5KV等几个等级 小型发电机输出电压有0 23KV和0 4KV两种 电力系统的基本知识 输电 为了安全和节约资金 通常都把大电站建在远离城市中心的能源附近 如水电站就是建在远离城市中心的江河上 所以电站发出的电能还需通过一定距离的输送 才能分配给各种用户使用 电力系统中 联系发电和用电设备的输配电系统 称为电力网 简称电网 如图11所示 为了提高输电效率并减少输电线路上的损失 通常都采用升压变压器将电压升高后再进行远距离输电 目前我国高压输电的标准电压为35千伏 超高压输电电压有110千伏 220千伏 330千伏及500千伏几个等级 输电线路一般采用架空线路 在不宜采用架空线路的地段如闹市区 通常采用电缆线路 电力系统的基本知识 变电 即变换电网的电压等级 电力从电厂到用户 电压要经过多次变换 先是在发电厂将发电机的发电电压升高 经电力线路把电能输送到用电地区后需用经过一次或多次降压 变电由变电所完成 同时变电所还起集中 分配电能的作用 电力系统的基本知识 配电 指电能的分配 大多数用户由10千伏和6千伏的高压配电电压供电 经过总变电所 再由高压配电线路输送到各车间变电所 降低成低压配电 用电量较小的厂矿 通常采用380 220V电压供电 二 企业供配电 一 负荷分级 电力负荷是对用电设备及用电对象的总称 电力负荷分为三级 1 一级负荷是指 中断供电将造成人身伤亡 在政治 经济上造成重大损失 有重大政治 经济意义的用电单位的正常工作或造成公共场所秩序严重混乱的 2 二级负荷是指 中断供电将在政治 经济上造成较大损失 影响重要用电单位的正常工作或造成公共场所秩序混乱的 3 三级负荷 凡不属于一级和二级负荷者均为三级负荷 企业供配电 三级负荷相应的供电要求 一级负荷应由两个独立的电源供电 在允许中断供电时间内的一级负荷 仍有一个电源不中断供电 二级负荷应由两个电源供电 并尽可能引自不同的变压器和母线段 应做到发生任何一种故障时 不致中断供电或能迅速恢复 特殊要求应考虑取得第三电源或备用电源 做到迅速恢复供电 三级负荷对供电无特殊要求 一般按其容量大小确定 企业供配电 二 企业高压供电1 电能质量标准综合新颁布的电磁兼容国家标准和发达国家的相关标准 中低压电能质量标准分5大类13个指标 1 频率偏差 包括在互联电网和孤立电网中的两种 2 电压幅值 慢速电压变化 即电压偏差 快速电压变化 电压波动和闪变 电压暂降 是由于系统故障或干扰造成用户电压短时间 10ms lmin 内下降到90 的额定值以下 然后又恢复到正常水平 会使用户的次品率增大或生产停顿 短时断电 又称电压中断 是由于系统故障跳闸后造成用户电压完全丧失 3min 电压中断使用户生产停顿 甚至混乱 长时断电 暂时工频过电压 瞬态过电压 3 电压不平衡 4 电压波形 谐波电压 间谐波电压 由较大的波动或冲击性非线性负荷引起 如大功率的交一交变频 间谐波的频率不是工频的整数倍 但其危害等同于整数次谐波 5 信号电压 在电力传输线上的高频信号 用于通信和控制 我国迄今为止已颁布了6项电能质量指标的国标 企业供配电 电能质量供电电压允许偏差 GBl2325 1990 规定电力系统在正常运行条件下 用户受电端供电电压的允许偏差为 1 35kY及以上供电和对电压质量有特殊要求的用户为额定电压的正负偏差绝对值之和不超过10 2 10kV及以下高压供电和低压三相用户为额定电压的 7 7 3 220V低压单相用户为额定电压的 7 10 衡量点为供用电产权分界处或电能计量点 企业供配电 电能质量电力系统频率允许偏差 GB T15945 1995 中规定 电力系统频率偏差允许值为0 2Hz 当系统容量较大时 偏差值可放宽到 0 5Hz 0 5Hz 标准中并没有说明系统容量大小的界限 而在 全国供用电规则 中有规定 供电局供电频率的允许偏差 电网容量在3GW及以下者为0 2Hz 电网容量在3GW以上者为0 5Hz 实际运行中 我国务跨省电力系统频率都保持在 0 1Hz 0 1Hz的范围内 这点在电网质量中最有保障 企业供配电 随着电力电子与信息技术在社会各个领域的渗透应用 一些新型电力负荷对电能质量的要求不断提高 电能质量已成为电力企业和用户共同关心的课题 当今威胁信息电力质量的主要干扰除了谐波 电压波动外 更多为人们所关注的将是电压暂降和短时断电 电压闪变等动态电能质量问题 我们应因地制宜 对症下药 在深入调研 现场实测 试验研究的基础上 运用电力新技术对电能质量进行系统化地综合补偿 这将是今后解决电能质量问题的最根本途径 企业供配电 2 各级电压电力线路的合理输送能力 企业供配电 3 企业供电的一般要求 简单可靠 同一电压等级的配电级数不宜超过二级 对用电单位进行两回电源线路供电时 一般应采用同级电压供电 因各级负荷的不同需要或受当地供电条件所限时 也可采用不同等级电压进行供电 同时供电的两回及以上供配电线路 当其中一个回路中断供电时 其余的线路应有供给全部一级及二级负荷的能力 高压供配电线路深入负荷中心 并将各级降压变配电所建在尽量靠近负荷中心的位置 可节约大量有色金属 降低电能损耗 提高电压质量 企业供配电 4 企业供电的常见方式 进线电压35kV 变电站降压10 6 kV 配电变为0 4kV 适用大型企业 进线电压10 6 kV 经总配电站分送各车间 再降为0 4kV 适用中型企业 进线电压10 6 kV 经总配电室降为0 4kV 再分送各车间 适用中小型企业 进线电压0 4kV 经配电室送往配电箱或设备 企业供配电 5 企业供电的常见接线方式 高压供电方式常见的有 放射式树干式环式 高压供电方式 a 放射式供电可靠性高 故障发生后 影响范围较小 切换操作方便 保护简单 但造价较高 高压供电方式 b 树干式投资少 但事故的影响范围较大 供电可靠性较差 高压供电方式 c 环式有闭路环式和开路环式 为简化保护 一般采用开路环式 供电可靠性较高 运行比较灵活 但切换操作较频繁 企业供配电 三 企业低压供电低压供电方式常见的有 放射式树干式变压器 干线式链式 低压供电方式 a 放射式放射式系统配电线故障互不影响 供电可靠性较高 配电设备集中 检修比较方便 但系统灵活性差 有色金属消耗较多 一般在下列情况下采用 1 容量大 负荷集中或重要的用电设备 2 需要集中联锁起动 停车的设备 3 有腐蚀介质和爆炸危险等场所不宜将配及保护起动设备放在现场者 低压供电方式 b 树干式树干式系统配电设备较少 有色金属消耗较少 系统灵活性好 但在干线故障时影响范围大 一般用于用电设备的布置比较均匀 容量不大 又无特殊要求的场合 低压供电方式 C 变压器 干线式变压器 干线式系统特点与树干式系统的特点相似 但接线更简单 能大量减少低压配电设备 为了提高母干线的供电可靠性 应适当减少接出的分支回路数 一般不超过10个 频繁起动 容量较大的冲击负荷 以及对用电设备要求严格的用电设备 不宜用此方式供电 低压供电方式 d 链式链式系统特点与树干式系统相似 适用于距配电屏较远而彼此相距又较近的不重要的小容量用电设备 向配电箱送电时 一般不超过三个配电箱 向电动机送电时 一般不超过四台电动机 链式系统的设备总容量一般不大于10kW 其中一台不超过5Kw 三 变配电站的组成 变配电站的组成 一 常见接线方式即 一次主接 结 线 主接线的一般要求为 1 配 变电所的主接线 应按照电源情况 生产要求 负荷性质 容量大小以及与邻近配 变电所的联系等因素确定 并力求简单可靠 2 配 变电所的高 低压母线 一般采取单母线或单母线分段 变电所的变压器 一般均分列运行 3 接在母线上的避雷器和PT 一般合用一组隔离开关 架空进出线上的避雷器不装设隔离开关 4 若供电要求高可采用双母线或双母线带旁路接线 常见一次主接 结 线 单母线不分段适用于电源引自电力部门或其它企业 一路工作 一路备用 常见一次主接 结 线 单母线分段适用于两路工作电源 分段断路器自动投入或是出线回路较多的配 变电所 供一 二级负荷用电 常见一次主接 结 线 单母线分段带专用旁路接线比单母分段又进一步提高了供电可靠性 实现了不停电检修开关 常见一次主接 结 线 单母线分段兼旁路接线比前一种相比同样可以实现不停电检修开关 但节约了一台断路器 二 变配电站位置选择 1 靠近供电区域负荷中心 对变电所的供电对象 负荷分布情况以及近期和远期在电力系统中的地位作用 选择比较接近负荷中心的位置作为所址 以减少工程建设投资及电网损耗 2 交通运输方便 考虑变电所施工时设备材料及变压器等大型设备的运输 及长期运行 检修的交通运输方便 3 高低各侧进出线方便 统筹安排变电所各级电压出线的走廊 不仅要使进出线方便 而且要使送电线路交叉 跨越少 转角少 根据发展规划预留扩建位置 4 避开易燃易爆场所及人口密集场所 5 兼顾负荷中心和行政中心关系 并考虑将来运行 检修及管理人员的生活方便 三 变配电站的建筑要求 高压配电室应采用一 二级耐火等级建筑 低压配电室的耐火等级不应低于三级 采用混凝土地面 长度大于7米的高压配电室和长度大于10米的低压配电室至少应有两个门 并应向外开启 相邻配电室之间设门时 则应能向两个方向开启 配电室可以开窗 但应采取一定防范措施 如设网格不大于20毫米x20毫米的铁丝网和遮雨棚 以防雨雪侵入和小动物进入 高 低压配电装置如布置在同一室内时 装置问的距离应不小于1米 变配电站的建筑要求 屏护 即采用遮拦 护罩 护盖 箱闸等把带电体同外界隔离开来 此种屏护用于电气设备不便于绝缘或绝缘不足以保证安全的场合 是防止人体接触带电体的重要措施间距 为防止体触及或接近带电体 防止车辆等物体碰撞或过分接近带电体 在带电体与带电体 带电体与地面 带电体与其他设备 设施之间 皆应保持一定的安全距离 间距的大小与电压高低 设备类型 安装方式等因素有关 四 变配电站安全运行 一 现场管理要求 1 记录1 运行记录簿2 操作记录簿3 设备缺陷记录簿4 断路器开闸记录簿5 设备检修 试验记录簿6 继电保护 自动装置 远动装置 调试工作记录簿 现场管理要求 7 蓄电池充放电巡视记录簿8 事故预想记录簿9 培训工作记录簿10 避雷器动作记录簿11 反事故演习记录簿12 安全活动记录簿13 事故 障碍及异常记录簿14 运行分析记录簿15 安全 仪器 仪表 用具试验登记簿 现场管理要求 2 变电所应具备以下制度1 交接班制度 2 设备巡视检查制度 3 设备定期试验轮换制度 4 设备缺陷管理与验收制度 5 两票管理制度 6 运行维护工作制度 7 变电所培训制度 8 变电所运行岗位责任制 现场管理要求 3 运行基本要求 a 变配电所等作业场所必须设置安全围栏 悬挂警示标志 配置有效的消防器材和通讯设施 b 为运行人员提供合格的绝缘和防护用具 c 对电气设备定期进行预防性试验 实验报告存档 d 安全用具定期试验 防护用具保管良好 变配电站安全运行 二 对值班人员的要求 倒闸操作必须两人进行 一人操作 一人监护 严禁口头约时停送电 值班人员对本站接线情况及主要设备的性能 状况熟悉 值班人员熟悉掌握事故照明的配备情况和操作方法 认真填写抄报有关报表 并将当日的运行情况 检修及事故处理情况填入运行记录 7 遵守劳动纪律和规章制度 正确穿戴劳保和防护用具 具备必要的电气 应知 应会 技能 有一定排除故障能力 熟知电气安全操作规程 并经考试合格 8 检修或安装时 应有保证安全的组织措施和技术措施 并向上级负责人指明停电范围和带电部位 在严重威胁人身或设备安全的紧急情况下 先行断开有关电源 但事后必须立即报告上级 10 熟练掌握触电急救方法 变配电站安全运行 对值班人员的要求 变配电站安全运行 三 值班人员应知的安全注意事项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 若有必要移开遮栏时 必须有监护人在场 巡视检查时应注意安全距离 高压柜前0 6m 10kV及以下0 7m 35kV以下1m 电气设备停电后 即使是事故停电 在未拉开有关隔离开关 刀闸 和做好安全措施以前 不得触及设备或进入遮栏 以防突然来电 巡视架空线路 变压器台时 禁止随意攀登电杆 变压器台 两人检查时 可以一人检查一人监护 并注意安全距离 雷雨天气 需要巡视室外高压设备时 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以内 进入上述范围人员必须穿绝缘靴 接触设备的外壳和架构时 应戴绝缘手套 变配电站安全运行 四 交接班要求1 值班人员应按照现场交接班制度的规定进行交接 接班人员必须提前到岗 交班人员未办完交接手续前 不得擅离职守 2 交接班内容一般应为 1 变电所运行方式 2 保护和自动装置运行及变更情况 3 设备异常 事故处理 缺陷处理情况 4 倒闸操作及未完的操作指令 5 设备检修 试验情况 安全措施的布置 接地线组数 编号及位置 受理和执行中的工作票情况等 变配电站安全运行 交接班要求 3 接班人员应重点检查的内容 1 查阅上次下班到本次接班的值班记录及有关记录 核对运行方式变化情况 2 核对模拟图板是否与当前运行状态相符 3 检查设备运行情况 了解缺陷及异常情况 4 变压器负荷及运行情况 5 电容器组运行状况 6 检查中央信号及音响情况 7 检查直流系统绝缘状况及浮充电流 8 核对接地线的装设地点和编号 变配电站安全运行 交接班要求 4 交接班注意事项 a 交接时应全面交接 做到模拟图板交接 现场交接 实物交接 对口交接 b 在处理事故和进行倒闸操作时 不得进行交接班 交接班时发生事故与异常 应停止交接班 并由交班人员处理 接班人员在交班值班长指挥下协助处理工作 c 接班人员班前饮酒或精神不正常时 不得交接班 五 倒闸操作 倒闸操作必须根据值班调度员或值班负责人命令 受令人复诵无误后执行 发布命令应准确 清晰 使用正规操作术语和设备双重名称 即设备名称和编号 发令人使用电话发布命令前 应先和受令人互报姓名 值班调度员发布命令的全过程 包括对方复诵命令 和听取命令的报告时 都要录音并作好记录 倒闸操作由操作人填写操作票 每张操作票只能填写一个操作任务 倒闸操作 操作票应用钢笔或圆珠笔填写 票面应清楚整洁 不得任意涂改 操作人和监护人应根据模拟图板或接线图核对所填写的操作项目 并分别签名 然后经值班负责人审核签名 下列项目应填入操作票内 应拉合的断路器 开关 和隔离开关 刀闸 检查断路器 开关 和隔离开关 刀闸 的位置 检查接地线是否拆除 检查负荷分配 装拆接地线 安装或拆除控制回路或电压互感器回路的熔断器 保险 切换保护回路和检验是否确无电压等 操作票应填写设备的双重名称 即设备名称和编号 倒闸操作 防止误操作 应该以人防 技防为主要环节1 人防就是加强人员的学习 认真执行各项规定 而不是形式主义 1 认真执行操作票制度 监护制 四对照 2 不断提高个人防范能力和技术能力 3 制定相应的管理办法 4 经常组织防误装置的技术培训 5 建立岗位责任制 6 定期检查 要做到防误好用 倒闸操作 防止误操作 2 技防就是在防止误操作装置上下功夫 因为它是防止操作人员发生误操作的有效技术措施 防误装置包括许多 如微机防误 电气闭锁 机械闭锁 电磁闭锁 机械连锁 程序锁 机械锁 带电显示装置等 防误装置应满足 五防 即 防止误分 误合断路器 防止带负荷拉合柄离开关 刀闸 防止带电挂合接地装置 防止带接地装置合闸 防止误入带电间隔 新建 改造变电所的时候 必须重点在防误上下功夫 这样才能对以后的运行安全起到保护作用 六 巡视检查 巡视检查是保证设备安全运行