重要用电负荷供电研究2014227号讲课提纲

1、重要用电负荷供电设计探讨李道本1 概述2 重要用电负荷供电的切入点国家标准GB16895.1-2008/IEC 60364-1：2005低压电气装置 第1部分：基本原则、一般特性评估和定义“36 供电连续性在装置的预期寿命期间，在认为有必要的情况下，应对每一回路的供电连续性做出评估。宜考虑以下特性：系统接地的选择；保护器件的选择，以便实现选择性；回路的数量；多路电源；使用的监视器。3重要用电负荷供电的相关规定国家标准GB 50052-2009供配电系统设计规范就供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成或影响的程度对用电负荷进行了分类，即一级负荷、一级负荷中特别重要的负荷、二级负荷、三级负

2、荷；规定了供电要求，即一级负荷采用双重电源供电、二级负荷采用两回路供电、一级负荷中特别重要的负荷除要求双重电源供电外尚应设置应急电源。第4.0.3条规定了“供配电系统的设计，除一级负荷中的特别重要负荷外，不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计”；第4.0.5条规定了“同时供电的两回及以上供配电线路中，当一回路中断供电时，其余线路应能满足全部一级负荷及二级负荷”，4公用电网供电现状a 用电客户分类为重要客户、特殊客户、普通客户。中断供电将造成人身伤亡者；中断供电将在政治、军事或社会上造成重大影响者；中断供电将造成环境严重污染者；中断供电将造成重要设备损坏，连续生产过程长期不

3、能恢复或大量产品报废情况之一者为重要客户，重要客户又分成特级客户、一级客户、二级客户。产生谐波、冲击负荷、波动负荷和不对称负荷的客户以及对电能质量有特殊要求的客户为特殊客户。除重要客户、特殊客户以外，其用电无特殊要求的客户为普通客户。b 供电方式特级重要客户：电源应来自不同的变电站馈出的双路或多路电源，且以上不同变电站上级电源应来自不同方向的220 kV变电站，特级重要客户的电源不得接人其它客户。一级重要客户：一般由不同变电站或同一变电站不同母线出线的双路电源供电，且一般不接入其它级别的客户。二级重要客户：一般由变电站不同母线出线的双路电源供电，结合客户对供电可靠性的需求，有条件时可由不同变电

4、站馈出的双路或多路电源供电。二级重要客户的供电电源系统应根据电源线路的供电能力以及实际接用容量情况，可接人同级别的客户，但一般不宜超过5户。普通客户：一般采用单路电源供电。电力公司对客户所需的应急电源，要求用户自备。重要客户与GB 50052-2009的一级负荷对应，两路电源供电与双重电源供电要求对应。普通客户一般采用单路电源供电，不能与GB 50052-2009中二级用电负荷供电要求直接对接，当普通客户需要较高可靠性供电且电网具备条件时，电力公司可提供双路电源供电，即二级负荷要求的双回路供电在供电环境可行时可提供双路电源供电。c 电力系统配电网供电安全采用“N-1”准则高压变电站中失去任何一

5、回进线或一组降压变压器时，必须保证向下一级配电网供电；高压配电网中一条线路，或变电站中一组降压变压器发生故障停运时，在正常情况下，除故障段外不停电，并不得发生电压过低和设备不允许的过负荷；高压配电网中一条线路，或变电站中一组降压变压器发生故障停运时，在计划停运情况下，又发生故障停运时，允许部分停电，但应在规定时间内恢复供电；低压电网中当一台电源变压器或电网发生故障时，允许部分停电，并应尽快将完好的区段在规定时间内切换至邻近电网恢复供电。同一地区其电源一般均由同一公用电网供电，除非电网崩溃、不可抗拒的灾害、人为破坏、战争、计划停电等，一般不会同时断电。“N-1”准则使重要客户的两路电源供电，不会

6、同时故障；除馈出系统故障外，失电的电路也能在约定的时间内恢复供电。d 电力公司采用三电源供电是针对用电负荷容量较大的重要客户，在双电源供电方式不能满足N-1运行安全要求时，采取的供电做法，不是为了提高供电可靠性，而是满足客户用电容量的需要。4重要用电负荷公网供电浅析图1 二路电源10kV配电站概略图I 图2 二路电源10kV配电站概略图II图3 三路电源（一路专用备用）10kV配电站概略图图4 两路电源供电10/0.4kV变电站概略图从上面主接线图可以看出：a. 电力公司对重要用户的供电除不可抗拒的原因或系统故障导致电网大面积停电的故障外，其两路电源供电应遵照“N-1”准则运行，即用户的外部两

7、路电源不会同时电压消失，且断电的电源线路在数秒钟能够有效地自动恢复供电。b. 电力系统电源备自投装置切换顺序是自上而下，使之在最短的时间能够恢复供电。用户10kV电源接入处的配电站是电力系统的终端，其设置的电源自动投入装置往往没有机会被启动。当变电站设有低压母联自投时，可简化电源自动投入装置级数，提高供电可靠性，10kV配电站电源自动投入装置可不设置。c. 按照现行国家标准设计配电站、变电站及布线系统，能够满足重要用电负荷的供电能力。6用户设自备发电设备供电浅析为了应对外部电源同时故障，用于非安全原因用来维持电气装置或其某些部分所需的电源，需设置公用电网的备用电源；为了保证安全设施用电需要设置

8、应急电源。GB 50016-2006第11.1.2条对柴油发电机组规定的“自动启动方式应能在30s内供电”，即30s内能保证恢复供电就满足消防动力设备的供电要求，消防水泵、防排烟设备、消防电梯允许的最小断电时间可以被认定为等于或小于30s。IEC 60364-5-56 建筑物电气装置 第5部分：电气设备的选择和安装 第56章：应急供电有如下规定：“556.5.1.1 供电给应急设备的应急电源，应按照需要的相应时间和额定操作时间选择。在采用独立电源的地方，如果需要的电力应急设备能从发电机组按所要求的操作时间供电，任何电池的操作时间可以缩短。556.5.1.6 一个应急电源可以被用作非应急供电，如

9、果不会因此而使应急电源受到损坏。另外除556.2条的要求外，作为非应急电源发生的故障不应导致应急电源任何供电电路的中断。注：在紧急情况下，需要应急供电时，非应急供电的设备可能需要切除。556.2 用电设备供电当电气设备由两个电源供电时，从一个电源供电的电路发生的断电，应不损坏其他电源的电击保护或正确运行。当那些设备需要保护导体时，它应连接到两个电路的保护导体上。556.5.1.8 具有两个独立馈电线双供电系统是可以被采用的。例如以下的情况： 从公用电力网和一个独立的电源； 两个独立的公用电力网（不可能同时故障）。双供电系统的两个独立的馈电线应满足下列要求：一个电源供电系统的故障不应导致另一个电

10、源供电系统的故障。如果一个电源的正常电源馈线有故障，另一个电源至少应保证必不可少的应急设备的供电。”IEC 60364-5-56应急供电的“一般要求”中规定“应急电源的选择应使其保证足够持续时间的供电”，在其“注”中有“可以存在两种型式的供电电源：应急电源和正常电源”及 “正常电源，例如公用电力网” 图5 两路电源供电系统概略图图6 两路市电和1台柴油发电机组成的供电系统概略图I图7 两路市电和1台柴油发电机组成的供电系统概略图II图5虽然其公网电源是按一般客户设计，受低周减载等因素影响，供电可靠性的保障率有限，由于用户设置了柴油发电机组作为备用电源或应急电源，使段能够在柴油发电机组完成启动后

11、恢复供电。图6的公网电源是按重要客户两路电源设计的，遵循“N-1”准则，柴油发电机组运行的几率较图5要低。在公网供电可靠性高时，油机供电的几率很小，作为备用电源可不设置。图7用户设置了柴油发电机组作为备用电源或应急电源，当段至APE1配电母线的馈电系统（包括开关、保护、TSE）没有故障，能确保其供电可靠性要求。图5、图6、图7做法符合IEC 60364-5-56的第556.5.1.6、556.5.1.8条的规定，也符合GB 50052-2009强制性条文“3.0.9 备用电源的负荷严禁接入应急供电系统”的规定。图6、图7柴油发电机热备、冷备方式不同其断电时间不同。7重要设备供电浅析 图8 一用

12、一备消防泵供电概略图I 图9 一用一备消防泵供电概略图II 图10 排烟风机供电概略图I 图11 排烟风机供电概略图II有两路电源供电的用户，考虑公网“N-1”的运行准则，及现行规范要求自动启动柴油发电机组应在30s内供电的规定，当满足用电设备对断电时间要求时，重要用电设备不一定必须经ATSE供电。对于有备用的重要用电设备可以采用两路电源分别供电；对于单台重要用电设备因有低压母联自投，可不设置TSE。8两路电源供电的UPS浅析 图12 UPS供电概略图I 图13 UPS供电概略图IIUPS的蓄电池独立于公用电力网；逆变器输出与旁路电源经静态开关转换可做到不间断供电；低压有两路电源供电，UPS输

13、出频率、相位一般跟踪旁路电源，且ATSE的可靠性影响UPS交流电源的供给，UPS没有必要经ATSE供电。9自动转换开关电器ATSE应用小议GB/T 14048.11-2008低压开关设备和控制设备 第 6-1部分：多功能电器 转换开关电器第3.2.1条 “常用电源被监测到出现偏差时， ATSE自动将负载从常用电源转换至备用电源；如果常用电源恢复正常时，则自动将负载返回到常用电源。注1：转换时可有预定的延时或无延时，并可有一个断开位置。注2：在存在常用电源和备用电源两个电源的情况下，ATSE需指定一个常用电源位置。（当两路电源互为备用电源时，也可按用户要求的操作程序动作，相关操作程序要求和试验由

14、双方协商）”重要用电设备若设置经TSE供电， PC级、CC级ATSE的保护电器应起到防止其接通和分断短路电流的作用；在其控制电路中有防止转换至故障端的电气联锁环节；PC级、CC级ATSE的电源侧保护、馈出保护具有全选择性；CB级的保护与ATSE的电源侧保护、馈出保护间具有全选择性，不会出现越级动作；防止零电压保护影响重要用电设备的连续运行，应考虑自启动等相应措施。 10防止低压配电系统故障是系统工程低压配电系统自身造成停电故障，主要是因布线系统的设计、质量、施工敷设、运行维护、保护配置不当等。导体连接不可靠导致接头发热；因导体连接不可靠，时通时断，间谐波造成绝缘损坏；线缆防机械损伤措施不到位造

15、成断线或绝缘损坏；布线没有考虑散热环境，导致载流量下降及过负荷，加速绝缘老化；保护配置整定不当，起不到保护作用或造成越级跳闸、维修不当等因素均可能导致过电流、短路、断线、着火、爆炸等故障，影响供电的可靠性。设计、施工、运行管理只要认真执行现行国家标准、规范的规定，认真贯彻岗位责任制。低压配电系统自身原因停电是可以避免的。11结束语有的放矢地合理做好重要用电设备的供电设计对于安全、节能有十分重大的意义。设计精细化，按照运行实际状态来进行。谢 谢 ！摘要 对于重要用电设备，为了提高其供电可靠性，在国家现行标准、规范对供配电系统设置备用电源自动投入装置及转换开关电器都有相关规定。目前业内对TSE应用于重要用电设备的供电方面存在着一些盲目性，反映出用