企业供配电教案.docx

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企业供配电教案

河南化学工业高级技工学校

河南化学工业技师学院

教案

校风:

团结求实进取奉献

教风:

尚德精学严教爱生

学风:

尊师守纪勤学团结

2010~2011学年第二学期

系部自动化系

教研室（实验室）物电

课程名称企业供配电技术

授课班级09电一

主讲教师毛振红

使用教材中国化工出版社

河南化学工业高级技工学校

河南化学工业技师学院教案用纸

授课时间

2011.2.28（周一）

授课时数

2

课题

学习情景一工厂变配电所及一次主接线的识读

任务1.1变配电所所址的选择及总体布置

授课方法

多媒体教室授课

教学目标

技能目标

1．能对变配电所所址进行选址。

2．能对变配电所所址进行布置。

知识目标：

1．了解变配电所的任务。

2．掌握变配电所所址的选择的基本要求。

3．了解变配电所的总体布置。

教学重点

变配电所所址进行布置

教学难点

变配电所所址进行选址

复习提问

本学期第一次上课

教学过程提纲及时间安排

附记

1.本课程是新课,从图示开始引入变配电所的基本概念.（约15min）

2.讲述我国的安全电压等级.（约30min）

3.不同的触电方式对人体的伤害程度.（约30min）

4.提问.（约4min）

5.总结.（约6min）

6.布置作业（约5min）

任务1.1变配电所所址的选择及总体布置

1．变配电所的任务和设置

任务：

工厂变电所担负着从电力系统受电、经过变压、配电的任务。

配电所担负着从电力系统受电，然后直接配电的任务。

可见，变配电所是工厂用电系统的枢纽。

设置：

工厂变电所一般设置总降压变电所和车间变电所。

而中小型的工厂不设总降压变电所，只有相应的车间变电所。

为节省场地和建筑费用，工厂的配电所尽可能与车间变电所配套合建。

2．变配电所位置的选择

（1）变配电所位置确定的一般原则

变配电所的位置一般会根据用电负荷位置、负荷大小、负荷的集中程度、周围环境、安全性要求，并结合技术经济分析后确定。

①尽量接近负荷中心，以降低配电系统的电能损耗、电压损耗和有色金属消耗量。

②接近电源侧，尤其是工厂的总降压变电所和高压配电所。

③进出线方便，特别是要适于架空进出线。

④设备安装和运输方便，主要是考虑电力变压器和高低压成套配电装置的安装和运输。

⑤不宜设在多尘或有腐蚀性污染物的场合，无法远离时，应设在上风侧。

⑥不应设在高温或有剧烈振动的场所，无法避开时，要采取隔热和防振措施。

⑦不应设在地势低洼和经常积水场所（比如浴室、游泳池或厕所等）的正下方，或与上述场所毗邻。

⑧不缚设在易燃易爆环境的正上方或正下方，当与上述环境毗邻时，应符合国家标准GB5005—1992《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范的规定。

⑨不妨碍工厂或车间的发展，并适当考虑将来扩建的可能。

工厂或车间的负荷中一般采用以下方法近似确定。

（2）负荷指示图

负荷指示图是指将电力负荷按照一定比例[例如用1mm2的面积代表（合适）计算负荷的千瓦数]用“负荷圆”的形式标示在工程建筑或车间的平面图上，如图1—1所示（其他可见技术部门给出的负荷工艺布置图）。

各车间的负荷圆的“圆心”，应与工程建筑（车间）的“负荷中心”位置大致相符。

建筑（车间）内负荷如果分布大致均匀，这一“负荷中心”就代表建筑或车间的中心。

如果建筑（车间）负荷分布不均匀，这一中心应偏向负荷较集中的一侧。

图1-1所示可以直观地大致确定工程建筑（车间）的负荷中心，但还是必须结合其他条件综合分析比较才能确定。

（3）负荷功率矩法

经常通过负荷力矩法确定负荷中心。

具体方法如下：

设有负荷P1、P2、P3（全部按照有功计算负荷分析）分布如图1—2所示，可见在直角坐标系中的坐标分别为P1（xl，y1）、P2（x2，y2）、P3（x3，Y3）。

总负荷用P=P1+P2+P3表示，假定P的负荷中心位于P（x，y），则由力学知识得

xP=P1xl+P2x2+P3x3

yP=P1yl+P2y2+P3y3

即xP=∑（Pixi）

yP=∑（Piyi）

因此，负荷中心P的坐标为

x=∑（Pixi）/P

y=∑（Piyi）/P

这里需注意的是：

负荷中心的确定虽然是变配电室选址的重要因素，但并不是唯一的指标，而且负荷中心并非是固定不变的，所以，负荷中心的计算不需要非常精确。

（4）常见的工厂变电所安装形式和位置

工厂变电所分为总降压变电所和车间变电所，一般中小型工厂不设总降变电所。

常见的工厂变电所安装形式和位置如下。

①车间内部变电所变电所四面都在车间内部，适于负荷较大的多跨厂房、负荷中心在厂房中央且环境允许。

优点是经济性较好，位于车间的负荷中心，可以缩短低压配电距离，降低电能和电压损耗．节省有色金属消耗量。

但是变电所建在车间内部要占用车间一定的生产空间；另外由于变电室的变压器室门朝外开，对生产的安全有一定威胁。

②露天或半露天变电所在中小型工厂，只要周围环境条件正常，无腐蚀性、爆炸性气体和粉尘盼场所都适于采用。

优点是简单经济，通风散热好。

缺点是安全性差些，尤其注意：

在靠近易燃易爆的厂区附近及大气中含有腐蚀性或爆炸性物质的场所不得采用。

③独立变电所变电所建在距车间12～25m外的独立的建筑物内，适于各车间的负荷相当小而且较分散，或需要远离易燃易爆和有腐蚀性污染物的场合，一般车间变电所不易采用。

电力系统中的大型变配电所和工厂的总变配电所，则一般采用独立式。

④杆上（高台）变电站一般用于容量在315kV·A及以下的变压器，电源由架空线引接的屋外变电站，最为简单经济，多用于生活区供电。

⑤户外箱式变电站由高压室、变压器室和低压室三部分组合成箱式结构的变电站。

另外，还有通风散热较差的地下变电所，费用较高但相对安全，常用于高层建筑、地下工程和矿井中；移动式变电所主要适于坑道作业以及临时施工供电；楼上变电所要求主变压器具备轻型、安全的结构，常采用无油的干式变压器，或者采用成套变电所。

3．变配电所的总体布置

（1）变配电所总体布置的要求

1）便于运行维护和检修

①有人值班的变电所，一般应设值班室。

值班室尽量靠近高低压配电室，且有门直通。

如果值班室靠近高压配电室困难时，值班室可经过道或走廊与高压室相通。

②值班室也可以与低压配电室合并，但在放置办公桌的一面，要保证低压配电装置到墙的距离不应小于3m。

③主变压器应靠近运输方便、交通便利的马路一侧。

条件允许时应配套设置独立的工具间和维修室。

④有人值班的独立变电所，宜设有厕所和给排水设施；昼夜值班的变配电室还应设有休息室。

2）保证运行安全

①变配电所值班室内不得有高压设备。

各室的大门都应朝外开。

②高压电容器组应装设在单独的房间内，但数量较少时，可以装设在高压室内。

低压电容器组可装设在低压室内，但数量较多时，应装设在单独的房间内。

③油量为100kg及以上的变压器应装设在单独的变压器室内。

变压器室的大门应朝向马路开（在炎热地区应避免朝西开门）。

④变电所宜单层布置。

如果采用双层时注意变压器应设在底层。

⑤所有带电部位间距、距离墙和地的尺寸以及各室维护操作通道的宽度等，均应符合相关规程的安全要求，宜确保安全运行。

⑥建筑应为一级耐火等级。

其门窗材料都应是不燃的。

3）便于进出线

①如果是架空进线，高压配电室宜位于进线侧。

②一般变压器的低压出线通常都采用矩形裸母线，因此变压器的安装位置（变压器室）宜靠近低压配电室。

③低压配电室应靠近其低压出线侧。

4）节约土地和建筑费用

①值班室可以与低压配电室合并，即适当增大低压配电室面积，放置控制台或值班桌，满足运行值班的需要。

②高压开关柜不多于6台时，可与低压配电柜设置在同一房间内，但注意高压柜与低压配电屏的间距不得小于2m。

③不带可燃性油的高、低压配电装置和非油浸电力变压器，可设置在同一房间内。

（以上设备如果符合IP3X防护等级外壳，当环境允许时，可以相互靠近布置在车间内）。

④环境正常的变电所，宜采用露天或半露天变电所。

⑤高、低压电容器柜数量少时，可分别装设在高、低压配电室内。

⑥高压配电所尽量与毗邻的车间变电所合建。

5）适应发展要求

①变压器室应考虑到有待扩建或更换大一级变压器的可能。

②高低压配电室空间应留有备用开关柜（屏）的位置。

总之，变配电所的形式应根据用电负荷的分布情况和周围环境情况确定。

既要考虑变电室的发展和扩建，又不得妨碍车间和工厂的发展。

（2）变配电所总体布置方案示例

变配电所总体布置方案，应因地制宜，合理经济设计。

一般应经过几个方案的技术比较，从经济性、安全和可靠性等方面综合考虑。

图1—3是高压配电室及其附设车间变电所的平面图和剖面图，车间配电室中的开关柜为双列布置，按照GB150060~1992（（3~l0kV高压配电室装置设计规范》规定，操作通道的最小宽度为2m。

本设计取2．5m，从而使运行和维护更为安全便捷；变压器室的尺寸是按照所装设变压器容量大一级来考虑的，高低压室也都留有裕量，以适应将来变电所增大负荷时，更换更大容量的变压器和增设高低压开关柜的需要。

特点是：

值班室紧靠高低压配电室，而有门直通，一次运行和维护方便；所有大门都向外开启，保证安全；高低压配电室和变压器室的进出线较便捷；高压电容器室与高压配电室相邻既能方便配线又保证安全。

图1—4是某工厂高压配电所与附设车间变电所合建的几种平面布置的方案。

对于不设高压配电室和值班室的车间变电所如图1—5所示，可见其平面布置更简单。

（3）变电所布置方案示例

①35／l0kV总降压变电所单层布置方案示意图如图1—6所示。

②35／l0kV总降压变电所双层布置方案示意图如图1—7所示。

③l0kV高压配电所和附设车间变电所的布置方案示意图如图1—8所示。

【任务实施】

（1）实施地点

某6～l0kV变电所，多媒体教室。

（2）实施所需器材

①多媒体设备。

②变电所开关柜：

进线柜、出线柜、PT柜、CT柜、计量柜和避雷器柜等。

（3）实施内容与步骤

①学生分组。

4人左右一组，指定组长。

工作始终各组人员尽量固定。

②教师布置工作任务。

学生阅读工作任务书，T~T-4t内容，明确工作目标，制定实施方案。

③教师通过图纸、实物或多媒体展示让学生了解变配电所的构成、布置、线路布局、开关柜铭牌参数并举例，或指导学生自学。

④实际观察进出线位置和开关柜型号和结构。

a．分组观察变电所线路走向和开关柜布置，观察结果记录在表1—1中。

表1．1变配电所观察结果记录表

开关柜序号

开关柜型号

额定容量/V.A

额定电压/V

额定电流/A

开关柜作用

b．（以组为单位）简单绘制该变（配）电所内的总体布置。

c．注意事项：

认真观察，注意特点，记录完整；注意安全。

⑤学生查阅资料，讨论该变配电所址选择的原则和变配电的总体布置。

学习小结

本任务的核心是能对工厂或车间的负荷进行分析和简单计算后，根据选址的一般原则和现场情况，综合确定该工程建筑或工厂的变配电室位置。

通过本任务的学习和实践，学生应能理解以下要点。

①选址的一般要求：

接近负荷中心、进出线和运输方便、远离污染和振动等。

②近似确定工厂或车间的负荷中心：

负荷指示图、负荷功率矩法。

③变电所的总体的布置：

根据用电负荷的分布情况和周围环境情况确定。

既要考虑变电室的发展和扩建，又不得妨碍车间和工厂的发展。

自我评估

1．工厂供配电所的任务是什么?

2．变配电所所址的选择的基本要求?

3．变配电所所址的选择要保证安全的具体措施有哪些?

4．根据给定的要求绘制完整的（以上参观的）6～l0kV变电所内的总体布置。

评价标准

教师根据学生参观、记录结果及提问，按表1—2给予评价。

表1—2综合评价

项目

内容

配分

考核要求

扣分标准

得分

实训态度

1．实训的积极性

2．安全操作规程地遵守情况

3．纪律遵守情况

4．完成自我评估，技能训练报告

40

积极参加实训，遵守安全操作规程和劳动纪律，有良好的职业道德和敬业精神；技能训练报告符合要求

违反操作规程扣20分；

不遵守劳动纪律扣10分；

自我评估、技能训练报告不

符合要求扣10分

变配电所参观

观察变配电所安装位置和总体布

置，记录参数

30

观察分析认真，记录完整

分析不完整扣10分；观

察不仔细扣10分；记录不

完整扣20分

安全

按照变配电所安全操作规程执行

20

要求遵守变配电所安全

相关规定

违反规定扣10～20分

工具的整理与环境清洁

1．工具整理情况

2．环境清洁情况

10

要求工具码放整齐，工作

台周围无杂物

工具码放不整齐1件扣

1分；有杂物1件扣1分