第八章 工厂供配电系统节能管理 电子课件 供配电技术与技能训练

第八章工厂供配电系统节能管理电子课件高教版供配电技术与技能训练第八章工厂供配电系统节能管理

本章提要知识目标技能目标本章提要

本章介绍电能节约的意义，从科学管理和技术改造两方面分析工厂电能节约的一般措施，提高工厂供配电系统功率因数的方法，无功补偿并联电容器的接线、装设、控制、保护及运行维护。

本章提要知识目标技能目标知识目标

●认识节约电能的重要意义。

●了解节约电能的主要管理与技术措施。

●掌握企业进行电能节约的主要方法。

●掌握工厂供配电系统功率因数的提高方法。

本章提要知识目标技能目标技能目标

●能进行并联电容器的投切操作。

第一节工厂电能节约的一般措施

一、节约用电的意义

一是能在一定程度上缓解电力供需的矛盾。

二是节约一次能源。

三是提高企业的经济效益。

二、节约用电的一般措施

工厂节约用电，可以从科学管理和技术改造两方面采取措施。1．加强工厂供配电系统的科学管理

（1）加强能源管理，建立和健全管理机构和制度

（2）实行计划供用电，提高能源利用率

（3）实行“需求侧管理”，进行负荷调整

第一节工厂电能节约的一般措施

1．加强工厂供配电系统的科学管理

（4）实行经济运行方式，全面降低系统能耗

（5）加强运行维护，提高设备的检修质量

2．实施工厂供用电系统的技术改造

（1）加快更新淘汰现有低效高耗能的供用电设备。

（2）改造现有不合理的供配电系统，降低线路损耗。

（3）选用高效节能产品，合理选择设备容量，或进行技术改造，提高设备的负荷率。

（4）改进生产工艺和操作方法。

（5）采用无功补偿设备，提高功率因数。

第二节工厂供配电系统的功率因数及补偿

一、提高功率因数的意义

工厂供配电系统的功率因数是随着负荷的波动而变化。企业功率因数低，将造成下列不良影响：

（1）降低发电机的输出功率，使发电设备效率降低，发电成本提高。

（2）降低变电、输电设施的供电能力。

（3）使电网损耗增加（电网中功率损耗与功率因数的平方成反比）。

（4）增加供电线路上的电压损失，降低供电质量，使用电设备运行条件恶化。

第二节工厂供配电系统的功率因数及补偿

一、提高功率因数的意义

我国《供电营业规则》中规定，“无功电力应就地平衡，用户应在提高自然功率因数的基础上，设计和装置无功补偿设备，并做到能随负荷和电压变动及时投入和切除，以防无功电力倒送。用户在当地供电企业规定的电网高峰负荷时的功率因数，应达到下列规定：100kV•A及以上高压供电的用户，功率因数为0.90以上。其他电力用户和大、中型电力排灌站、趸购转售电企业，功率因数为0.85以上”。并规定，凡功率因数未达到上述规定的，应增添无功补偿装置，通常采用并联电容器进行补偿。

第二节工厂供配电系统的功率因数及补偿

二、功率因数补偿方法

1．提高自然功率因数

功率因数不满足要求时，首先应提高自然功率因数。提高自然功率因数是指不用任何补偿设备，通过降低用电设备所需的无功功率来提高功率因数的方法。它不需要增加投资，是最经济的提高功率因数的方法。主要途径是减少感应电动机和变压器上消耗的无功功率。

（1）合理选择和使用电动机

（2）适当降低电动机的运行电压

（3）合理选择与使用变压器

（4）调整生产工艺过程，改善设备运行制度

第二节工厂供配电系统的功率因数及补偿

二、功率因数补偿方法

2．人工补偿功率因数

（1）并联电容器补偿

采用并联电容器来补偿无功功率是广泛采用的一种补偿方法。它具有有功损耗小，无旋转部分，运行维护方便，可按系统需要，增加或减少安装容量和改变安装地点等优点。

并联电容器补偿有个别补偿、分组补偿和集中补偿三种方法。

（2）同步电动机补偿

（3）动态无功功率补偿

技能训练三十五变配电所并联电容器组的投切操作

训练目标：

（1）能进行并联电容器组的投入、停用操作。

（2）掌握电容器组的巡视检查项目。训练内容：1．认识手动投切并联电容器组

在并联电容器组提高功率因数的方法中，采用手动投切具有简单经济、便于维护的优点，但不便调节容量，更不能按负荷变化进行补偿，以达到理想的补偿要求。

技能训练三十五变配电所并联电容器组的投切操作

1．认识手动投切并联电容器组

但具有下列情况之一时，宜采用手动投切的并联电容器组补偿：

（1）补偿低压基本无功功率；

（2）常年稳定的无功功率补偿；

（3）长期投入运行的变压器或变配电所投切次数较少的高压电容器组。

技能训练三十五变配电所并联电容器组的投切操作

1．认识手动投切并联电容器组

对集中补偿的高压电容器组，采用高压断路器进行手动投切。图8-1高压集中补偿的电容器组接线图

技能训练三十五变配电所并联电容器组的投切操作

1．认识手动投切并联电容器组

对集中补偿的低压电容器组，可按补偿容量分组投切。图8-2手动投切的集中补偿的低压电容器组

技能训练三十五变配电所并联电容器组的投切操作

1．认识手动投切并联电容器组

对分散就地补偿的电容器组，可利用被补偿用电设备的控制开关来进行投切。

对单独就地补偿的电容器组，可利用控制用电设备的断路器或接触器进行手动投切。

技能训练三十五变配电所并联电容器组的投切操作

2．认识无功自动补偿装置

具有自动调节功能的并联电容器组，通称无功自动补偿装置。

采用无功自动补偿装置可以按负荷变动情况进行无功补偿，达到比较理想的无功补偿要求。但是这种补偿装置投资较大，且维修比较麻烦。因此，凡可不用自动补偿或者采用自动补偿效果不大的地方，均不必装设自动补偿装置。

技能训练三十五变配电所并联电容器组的投切操作

2．认识无功自动补偿装置

具有下列情况之一时，宜装设无功自动补偿装置：

（1）为避免过补偿，装设无功自动补偿装置在经济上合理时；

（2）为避免轻载时电压过高，造成某些用电设备损坏而装设无功自动补偿装置在经济上合理时；

（3）只有装设无功自动补偿装置才能满足在各种运行负荷情况下的允许电压偏差值时。

技能训练三十五变配电所并联电容器组的投切操作

2．认识无功自动补偿装置

按电力负荷的变动及功率因数的高低，以一定的时间间隔（10～15s），自动控制各组电容器回路中接触器KM的投切，使电网的无功功率自动得到补偿，保持功率因数在0.95以上，而不致过补偿。

技能训练三十五变配电所并联电容器组的投切操作

3．并联电容器组是否需要投切的判断

并联电容器组在供配电系统正常运行时是否投入或切除，应视供配电系统的功率因数或电压是否符合要求而定。若功率因数或电压过低时，则应投放投入电容器或增加电容器投入量。若变配电所母线电压偏高（如超过电容器额定电压10%）时，则应将电容器部分或全部切除。

技能训练三十五变配电所并联电容器组的投切操作

3．并联电容器组是否需要投切的判断

但发生下列情况之一时，应立即切除电容器：

（1）电容器爆炸；

（2）接头严重过热；

（3）套管闪络放电；

（4）电容器喷油或起火；

（5）环境温度超过400C。

技能训练三十五变配电所并联电容器组的投切操作

4．并联电容器组的投入和退出运行

并联电容器组的投入和退出，均应由当值调度员根据系统运行情况统一调度。运行值班员接到调度命令后才允许操作。

一般在功率因数低于0.85时投入电容器组，功率因数超过0.95且有超前趋势时退出电容器组。

当变电所电容器组母线全停电时，则应先拉开电容器组的分路开关，后拉开母线上各出线开关；当该母线送电时，则应先合上各出线开关，后合上电容器组开关。但在事故情况下可先将电容器停用，然后向调度汇报。

技能训练三十五变配电所并联电容器组的投切操作

4．并联电容器组的投入和退出运行4）用合格的验电器对电容器组进出线两侧各相分别验电，以检查电容器上确已无电压；5）对外壳绝缘的电容器，除将电容器电极进行放电外，还须将电容器的外壳进行放电。在对外壳进行放电前，工作人员不准触及外壳，以防触电；6）装接地线；7）记录操作时间，并向调度汇报操作任务已完成。（2）并联电容器的停运1）拉开电容器的断路器QF；2）拉开电容器侧隔离开关QS；3）拉开电源侧隔离开关QS；

技能训练三十五变配电所并联电容器组的投切操作

5．异常情况下电容器组的操作（1）发生下列情况之一时，应立即拉开电容器组开关，使其退出运行1）电容器组母线电压超过电容器组额定电压的1.1倍或超过规定的短时间允许过电压以及通过电容器组的电流超过电容器组的额定电流的1.3倍；2）电容器油箱外壳最热温度及电容器周围环境温度超过规定的允许值；3）电容器连接线接点严重过热或熔化；4）电容器内部或放电装置有严重异常声响；5）电容器外壳有较明显的异形并膨胀；6）电容瓷套管发生严重放电闪络；7）电容器喷油起火或油箱爆炸。

技能训练三十五变配电所并联电容器组的投切操作

5．异常情况下电容器组的操作

（2）发生下列情况之一时，不能查明原因则不得将电容器组合闸送电1）当变电所事故跳闸，全所无电后必须将电容器组的开关拉开；2）当电容器组开关自动跳闸后不准强送电；3）熔断器熔断后，不查明原因不准更换熔断器送电。

技能训练三十五变配电所并联电容器组的投切操作

6．并联电容器组的巡视检查项目

并联电容器组在正常运行中，值班员应定期检视其电压、电流和室温等，并检查其外部，观察有无漏油、喷油、外壳膨胀等现象，有无放电声响和放电痕迹，接头处有无发热现象，放电回路是否完好，指示灯指示是否正常等。

对装有通风装置的电容器室，还应检查通风装置各部分是否完好。本章小结1．节约电能不仅可以缓解电力供需矛盾，降低企业的生产成本，提高经济效益，而且可以节约大量的一次能源，因此，每个企业和电力用户都应高度重视电能的节约。2．工厂节约用电，可以从科学管理和技术改造两方面采取措施。3．提高功率因数，对国