第八章 工廠供配電系統(tǒng)節(jié)能管理 電子課件 供配電技術(shù)與技能訓(xùn)練

第八章工廠供配電系統(tǒng)節(jié)能管理電子課件高教版供配電技術(shù)與技能訓(xùn)練第八章工廠供配電系統(tǒng)節(jié)能管理

本章提要知識(shí)目標(biāo)技能目標(biāo)本章提要

本章介紹電能節(jié)約的意義，從科學(xué)管理和技術(shù)改造兩方面分析工廠電能節(jié)約的一般措施，提高工廠供配電系統(tǒng)功率因數(shù)的方法，無功補(bǔ)償并聯(lián)電容器的接線、裝設(shè)、控制、保護(hù)及運(yùn)行維護(hù)。

本章提要知識(shí)目標(biāo)技能目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)

●認(rèn)識(shí)節(jié)約電能的重要意義。

●了解節(jié)約電能的主要管理與技術(shù)措施。

●掌握企業(yè)進(jìn)行電能節(jié)約的主要方法。

●掌握工廠供配電系統(tǒng)功率因數(shù)的提高方法。

本章提要知識(shí)目標(biāo)技能目標(biāo)技能目標(biāo)

●能進(jìn)行并聯(lián)電容器的投切操作。

第一節(jié)工廠電能節(jié)約的一般措施

一、節(jié)約用電的意義

一是能在一定程度上緩解電力供需的矛盾。

二是節(jié)約一次能源。

三是提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

二、節(jié)約用電的一般措施

工廠節(jié)約用電，可以從科學(xué)管理和技術(shù)改造兩方面采取措施。1．加強(qiáng)工廠供配電系統(tǒng)的科學(xué)管理

（1）加強(qiáng)能源管理，建立和健全管理機(jī)構(gòu)和制度

（2）實(shí)行計(jì)劃供用電，提高能源利用率

（3）實(shí)行“需求側(cè)管理”，進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整

第一節(jié)工廠電能節(jié)約的一般措施

1．加強(qiáng)工廠供配電系統(tǒng)的科學(xué)管理

（4）實(shí)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，全面降低系統(tǒng)能耗

（5）加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)，提高設(shè)備的檢修質(zhì)量

2．實(shí)施工廠供用電系統(tǒng)的技術(shù)改造

（1）加快更新淘汰現(xiàn)有低效高耗能的供用電設(shè)備。

（2）改造現(xiàn)有不合理的供配電系統(tǒng)，降低線路損耗。

（3）選用高效節(jié)能產(chǎn)品，合理選擇設(shè)備容量，或進(jìn)行技術(shù)改造，提高設(shè)備的負(fù)荷率。

（4）改進(jìn)生產(chǎn)工藝和操作方法。

（5）采用無功補(bǔ)償設(shè)備，提高功率因數(shù)。

第二節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)及補(bǔ)償

一、提高功率因數(shù)的意義

工廠供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)是隨著負(fù)荷的波動(dòng)而變化。企業(yè)功率因數(shù)低，將造成下列不良影響：

（1）降低發(fā)電機(jī)的輸出功率，使發(fā)電設(shè)備效率降低，發(fā)電成本提高。

（2）降低變電、輸電設(shè)施的供電能力。

（3）使電網(wǎng)損耗增加（電網(wǎng)中功率損耗與功率因數(shù)的平方成反比）。

（4）增加供電線路上的電壓損失，降低供電質(zhì)量，使用電設(shè)備運(yùn)行條件惡化。

第二節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)及補(bǔ)償

一、提高功率因數(shù)的意義

我國《供電營業(yè)規(guī)則》中規(guī)定，“無功電力應(yīng)就地平衡，用戶應(yīng)在提高自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)和裝置無功補(bǔ)償設(shè)備，并做到能隨負(fù)荷和電壓變動(dòng)及時(shí)投入和切除，以防無功電力倒送。用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)，應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定：100kV?A及以上高壓供電的用戶，功率因數(shù)為0.90以上。其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上”。并規(guī)定，凡功率因數(shù)未達(dá)到上述規(guī)定的，應(yīng)增添無功補(bǔ)償裝置，通常采用并聯(lián)電容器進(jìn)行補(bǔ)償。

第二節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)及補(bǔ)償

二、功率因數(shù)補(bǔ)償方法

1．提高自然功率因數(shù)

功率因數(shù)不滿足要求時(shí)，首先應(yīng)提高自然功率因數(shù)。提高自然功率因數(shù)是指不用任何補(bǔ)償設(shè)備，通過降低用電設(shè)備所需的無功功率來提高功率因數(shù)的方法。它不需要增加投資，是最經(jīng)濟(jì)的提高功率因數(shù)的方法。主要途徑是減少感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和變壓器上消耗的無功功率。

（1）合理選擇和使用電動(dòng)機(jī)

（2）適當(dāng)降低電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行電壓

（3）合理選擇與使用變壓器

（4）調(diào)整生產(chǎn)工藝過程，改善設(shè)備運(yùn)行制度

第二節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)及補(bǔ)償

二、功率因數(shù)補(bǔ)償方法

2．人工補(bǔ)償功率因數(shù)

（1）并聯(lián)電容器補(bǔ)償

采用并聯(lián)電容器來補(bǔ)償無功功率是廣泛采用的一種補(bǔ)償方法。它具有有功損耗小，無旋轉(zhuǎn)部分，運(yùn)行維護(hù)方便，可按系統(tǒng)需要，增加或減少安裝容量和改變安裝地點(diǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

并聯(lián)電容器補(bǔ)償有個(gè)別補(bǔ)償、分組補(bǔ)償和集中補(bǔ)償三種方法。

（2）同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償

（3）動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償

技能訓(xùn)練三十五變配電所并聯(lián)電容器組的投切操作

訓(xùn)練目標(biāo)：

（1）能進(jìn)行并聯(lián)電容器組的投入、停用操作。

（2）掌握電容器組的巡視檢查項(xiàng)目。訓(xùn)練內(nèi)容：1．認(rèn)識(shí)手動(dòng)投切并聯(lián)電容器組

在并聯(lián)電容器組提高功率因數(shù)的方法中，采用手動(dòng)投切具有簡單經(jīng)濟(jì)、便于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，但不便調(diào)節(jié)容量，更不能按負(fù)荷變化進(jìn)行補(bǔ)償，以達(dá)到理想的補(bǔ)償要求。

技能訓(xùn)練三十五變配電所并聯(lián)電容器組的投切操作

1．認(rèn)識(shí)手動(dòng)投切并聯(lián)電容器組

但具有下列情況之一時(shí)，宜采用手動(dòng)投切的并聯(lián)電容器組補(bǔ)償：

（1）補(bǔ)償?shù)蛪夯緹o功功率；

（2）常年穩(wěn)定的無功功率補(bǔ)償；

（3）長期投入運(yùn)行的變壓器或變配電所投切次數(shù)較少的高壓電容器組。

技能訓(xùn)練三十五變配電所并聯(lián)電容器組的投切操作

1．認(rèn)識(shí)手動(dòng)投切并聯(lián)電容器組

對集中補(bǔ)償?shù)母邏弘娙萜鹘M，采用高壓斷路器進(jìn)行手動(dòng)投切。圖8-1高壓集中補(bǔ)償?shù)碾娙萜鹘M接線圖

技能訓(xùn)練三十五變配電所并聯(lián)電容器組的投切操作

1．認(rèn)識(shí)手動(dòng)投切并聯(lián)電容器組

對集中補(bǔ)償?shù)牡蛪弘娙萜鹘M，可按補(bǔ)償容量分組投切。圖8-2手動(dòng)投切的集中補(bǔ)償?shù)牡蛪弘娙萜鹘M

技能訓(xùn)練三十五變配電所并聯(lián)電容器組的投切操作

1．認(rèn)識(shí)手動(dòng)投切并聯(lián)電容器組

對分散就地補(bǔ)償?shù)碾娙萜鹘M，可利用被補(bǔ)償用電設(shè)備的控制開關(guān)來進(jìn)行投切。

對單獨(dú)就地補(bǔ)償?shù)碾娙萜鹘M，可利用控制用電設(shè)備的斷路器或接觸器進(jìn)行手動(dòng)投切。

技能訓(xùn)練三十五變配電所并聯(lián)電容器組的投切操作

2．認(rèn)識(shí)無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置

具有自動(dòng)調(diào)節(jié)功能的并聯(lián)電容器組，通稱無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置。

采用無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置可以按負(fù)荷變動(dòng)情況進(jìn)行無功補(bǔ)償，達(dá)到比較理想的無功補(bǔ)償要求。但是這種補(bǔ)償裝置投資較大，且維修比較麻煩。因此，凡可不用自動(dòng)補(bǔ)償或者采用自動(dòng)補(bǔ)償效果不大的地方，均不必裝設(shè)自動(dòng)補(bǔ)償裝置。

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2．認(rèn)識(shí)無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置

具有下列情況之一時(shí)，宜裝設(shè)無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置：

（1）為避免過補(bǔ)償，裝設(shè)無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置在經(jīng)濟(jì)上合理時(shí)；

（2）為避免輕載時(shí)電壓過高，造成某些用電設(shè)備損壞而裝設(shè)無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置在經(jīng)濟(jì)上合理時(shí)；

（3）只有裝設(shè)無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置才能滿足在各種運(yùn)行負(fù)荷情況下的允許電壓偏差值時(shí)。

技能訓(xùn)練三十五變配電所并聯(lián)電容器組的投切操作

2．認(rèn)識(shí)無功自動(dòng)補(bǔ)償裝置

按電力負(fù)荷的變動(dòng)及功率因數(shù)的高低，以一定的時(shí)間間隔（10～15s），自動(dòng)控制各組電容器回路中接觸器KM的投切，使電網(wǎng)的無功功率自動(dòng)得到補(bǔ)償，保持功率因數(shù)在0.95以上，而不致過補(bǔ)償。

技能訓(xùn)練三十五變配電所并聯(lián)電容器組的投切操作

3．并聯(lián)電容器組是否需要投切的判斷

并聯(lián)電容器組在供配電系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)是否投入或切除，應(yīng)視供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)或電壓是否符合要求而定。若功率因數(shù)或電壓過低時(shí)，則應(yīng)投放投入電容器或增加電容器投入量。若變配電所母線電壓偏高（如超過電容器額定電壓10%）時(shí)，則應(yīng)將電容器部分或全部切除。

技能訓(xùn)練三十五變配電所并聯(lián)電容器組的投切操作

3．并聯(lián)電容器組是否需要投切的判斷

但發(fā)生下列情況之一時(shí)，應(yīng)立即切除電容器：

（1）電容器爆炸；

（2）接頭嚴(yán)重過熱；

（3）套管閃絡(luò)放電；

（4）電容器噴油或起火；

（5）環(huán)境溫度超過400C。

技能訓(xùn)練三十五變配電所并聯(lián)電容器組的投切操作

4．并聯(lián)電容器組的投入和退出運(yùn)行

并聯(lián)電容器組的投入和退出，均應(yīng)由當(dāng)值調(diào)度員根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行情況統(tǒng)一調(diào)度。運(yùn)行值班員接到調(diào)度命令后才允許操作。

一般在功率因數(shù)低于0.85時(shí)投入電容器組，功率因數(shù)超過0.95且有超前趨勢時(shí)退出電容器組。

當(dāng)變電所電容器組母線全停電時(shí)，則應(yīng)先拉開電容器組的分路開關(guān)，后拉開母線上各出線開關(guān)；當(dāng)該母線送電時(shí)，則應(yīng)先合上各出線開關(guān)，后合上電容器組開關(guān)。但在事故情況下可先將電容器停用，然后向調(diào)度匯報(bào)。

技能訓(xùn)練三十五變配電所并聯(lián)電容器組的投切操作

4．并聯(lián)電容器組的投入和退出運(yùn)行4）用合格的驗(yàn)電器對電容器組進(jìn)出線兩側(cè)各相分別驗(yàn)電，以檢查電容器上確已無電壓；5）對外殼絕緣的電容器，除將電容器電極進(jìn)行放電外，還須將電容器的外殼進(jìn)行放電。在對外殼進(jìn)行放電前，工作人員不準(zhǔn)觸及外殼，以防觸電；6）裝接地線；7）記錄操作時(shí)間，并向調(diào)度匯報(bào)操作任務(wù)已完成。（2）并聯(lián)電容器的停運(yùn)1）拉開電容器的斷路器QF；2）拉開電容器側(cè)隔離開關(guān)QS；3）拉開電源側(cè)隔離開關(guān)QS；

技能訓(xùn)練三十五變配電所并聯(lián)電容器組的投切操作

5．異常情況下電容器組的操作（1）發(fā)生下列情況之一時(shí)，應(yīng)立即拉開電容器組開關(guān)，使其退出運(yùn)行1）電容器組母線電壓超過電容器組額定電壓的1.1倍或超過規(guī)定的短時(shí)間允許過電壓以及通過電容器組的電流超過電容器組的額定電流的1.3倍；2）電容器油箱外殼最熱溫度及電容器周圍環(huán)境溫度超過規(guī)定的允許值；3）電容器連接線接點(diǎn)嚴(yán)重過熱或熔化；4）電容器內(nèi)部或放電裝置有嚴(yán)重異常聲響；5）電容器外殼有較明顯的異形并膨脹；6）電容瓷套管發(fā)生嚴(yán)重放電閃絡(luò)；7）電容器噴油起火或油箱爆炸。

技能訓(xùn)練三十五變配電所并聯(lián)電容器組的投切操作

5．異常情況下電容器組的操作

（2）發(fā)生下列情況之一時(shí)，不能查明原因則不得將電容器組合閘送電1）當(dāng)變電所事故跳閘，全所無電后必須將電容器組的開關(guān)拉開；2）當(dāng)電容器組開關(guān)自動(dòng)跳閘后不準(zhǔn)強(qiáng)送電；3）熔斷器熔斷后，不查明原因不準(zhǔn)更換熔斷器送電。

技能訓(xùn)練三十五變配電所并聯(lián)電容器組的投切操作

6．并聯(lián)電容器組的巡視檢查項(xiàng)目

并聯(lián)電容器組在正常運(yùn)行中，值班員應(yīng)定期檢視其電壓、電流和室溫等，并檢查其外部，觀察有無漏油、噴油、外殼膨脹等現(xiàn)象，有無放電聲響和放電痕跡，接頭處有無發(fā)熱現(xiàn)象，放電回路是否完好，指示燈指示是否正常等。

對裝有通風(fēng)裝置的電容器室，還應(yīng)檢查通風(fēng)裝置各部分是否完好。本章小結(jié)1．節(jié)約電能不僅可以緩解電力供需矛盾，降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，而且可以節(jié)約大量的一次能源，因此，每個(gè)企業(yè)和電力用戶都應(yīng)高度重視電能的節(jié)約。2．工廠節(jié)約用電，可以從科學(xué)管理和技術(shù)改造兩方面采取措施。3．提高功率因數(shù)，對國