第四章变配电所的运行及维护

1、第4章 变配电所的运行及维护第4章 变配电所的运行及维护教学要求：了解变配电所的运行及维护制度，掌握电气设备安全使用知识，掌握运行中的停送电原则，触电类型与触电急救知识，以及工厂的功率因数及无功补偿计算。 重 点：电气设备安全使用知识，停送电原则，设备接地与保护接零和工厂的功率因数及无功补偿。难 点：设备接地与保护接零和工厂的功率因数及无功补偿。 4.1 变配电所的安全运行和操作管理4.1.1 变配电所的安全运行变配电所的安全运行 1. 电工安全操作基本要求(1) 电工在进行安装和维修电气设备时, 应严格遵守各项安全操作规程。 (2) 做好操作前的准备工作, 穿戴好劳动防护用品(如绝缘鞋、绝缘

2、手套)等。(3) 严格禁止带电操作, 应遵守停电操作的规定。 (4) 切断电源后, 应及时挂上“禁止合闸, 有人工作”的警告示牌, 然后才能工作。 (5) 工作结束后应遵守停电、送电制度, 禁止同时送电。 (6) 低压线路带电操作时, 应设专人监护, 使用有绝缘柄的工具, 必须穿长袖衣服和长裤,扣紧袖口, 穿绝缘鞋,戴绝缘手套,工作时站在绝缘垫上。 2. 电气设备安全运行的基本要求(1) 对各种电气设备应根据环境的特点建立相适应的电气设备运行管理规程和电气设备的安装规程。 (2) 为了保持电气设备正常运行, 必须制定维护检修规程。(3) 应建立各种安全操作规程。(4) 对电气设备制定的安全检查

3、制度应认真执行。 (5) 应遵守负荷开关和隔离开关操作顺序: (6) 为了尽快排除故障和各种不正常运行情况, 电气设备一般都应装有过载保护、短路保护、欠电压和失压保护以及断相保护和防止误操作保护等措施。 (7) 凡有可能遭雷击的电气设备, 都应装有防雷装置。 (8) 对于使用中的电气设备, 应定期测定其绝缘电阻; 接地装置定期测定接地电阻; (9)此外, 对电气设备还应采取下列一些安全措施: 电气设备的金属外壳要采取保护接地或接零。 安装自动断电装置。 尽可能采用安全电压。 保证电气设备具有良好的绝缘性能。 采用电气安全用具。 设立屏护装置。保证人或物与带电体的安全距离。定期检查用电设备。 3

4、. 安全使用电气设备基本知识为了保证高压检修工作的安全, 必须坚持必要的安全工作制度,(2) 使用手提移动电器、机床和钳台上的局部照明灯及行灯等, 都应使用36V及以下的低电压; (3) 有多人同时进行停电作业时, 必须由电工组长负责及指挥。 (4) 对断落在地面的带电导线, 为了防止触电及“跨步电压”, 应撤离电线落地点1520m, 并设专人看守, 直到事故处理完毕。 (5) 电灯分路线每一分路装接的电灯数和插座数一般不超过25只, 最大电流不应超过15A。(6) 在一个插座上不可接过多用电器具, 大功率用电器应单独装接相应电流的插座。 (7) 装接熔断器应完好无损, 接触应紧密可靠。 (8

5、) 敷设导线时应将导线穿在金属或塑料套管中间, 然后埋在墙内或地下。(9) 在电气设备的设计、 制造、 安装、 运行、 使用和维护以及专用保护装置的配置等环中， 要严格遵守国家规定的标准和法规。4. 停送电原则隔离开关操作安全技术(1) 手动合隔离开关时, 先拔出联锁销子, 开始要缓慢, 当刀片接近刀嘴时, 要迅速果断合上, 以防产生弧光。但在合到终了时, 不得用力过猛, 防止冲击力过大而损坏隔离开关绝缘。 (2) 手动拉闸时, 应按“慢快慢”的过程进行。开始时, 将动触头从固定触头中缓慢拉出, 使之有一小间隙。若有较大电弧(错拉), 应迅速合上; 若电弧较小, 则迅速将动触头拉开, 以利灭弧

6、。拉至接近终了, 应缓慢, 防止冲击力过大, 损坏隔离开关绝缘子和操作机构。 (3) 隔离开关操作完毕, 应检查其开、合位置, 三相同期情况及触头接触插入深度均应正常。 断路器操作安全技术操作控制开关时, 操作应到位, 停留时间以灯光亮或灭为限, 不要过快松开控制开关, 防止分、合闸操作失灵。 操作控制开关时, 不要用力过猛, 以免损坏控制开关。断路器操作完毕, 应检查断路器位置状态。 为了防止带负荷拉(合)刀闸, 缩小事故范围, 在进行倒闸操作时要求遵循下列顺序: 停电应该由电源端往负荷端一级一级停电, 送电顺序相反, 即由负荷端往电源端一级一级送电。如图4-1所示为停、送电操作模拟电路。Q

7、S为闸刀开关, QF为自动开关(断路器), KM为控制用接触器, EL1-3为三相负载, EX1为操作错误报警指示灯。送电顺序: 合上QS合上QF; 停电顺序: 断开QF断开QS。 图图 4-1 停、送电操作模拟电路停、送电操作模拟电路 4.1.2变配电所的操作管理 1. 运行值班制度必须设人值守的变配电所有 ：35KV及以上供电的变电所，运行值班应实行双人三班轮值；6KV10KV供电的区域变电所及带有一类供电负荷的变电所，运行值班应实行双人三班轮值；带有一类供电负荷的变配电所，变配容量在500KVA以下，应有人24小时值班。 可无人值守的变配电所有：6KV10KV供电的专用且无高压配电线路、

8、不带有一类供电负荷的变配电所；低压供电变配容量较小，故障时不严重影响正常生产、生活用电，且较易恢复的配电站。2 .操作管理制度管理制度：建立并加强岗位责任制、交接班制度、停送电制度、要害场所管理制度、干部查岗制度、停电申请票、工作票、 操作票、命令票制度、设备管理制度、缺陷管理制度、巡视检查制度、安全活动制度、业务学习制度、操作规程、事故处理规程、电业安全工作规程、变电运行规程等与变配电所运行相关的管理制度调度管理规程。4.24.2触电与触电急救触电与触电急救.1触电的类型触电的类型1. 电伤电伤是指由于电流的热效应、化学效应和机械效应对人体的外表造成的局部伤害 。电灼伤 电烙

9、印 皮肤金属化 2. 电击电击是指电流流过人体内部造成人体内部器官的伤害。电击伤害的严重程度取决于通过人体电流的大小、电压高低、持续时间、电流的频率、电流通过人体的途径以及人体的状况等因素按照工频交流电通过人体时对人体产生的作用,可将电流划分为以下三级: 感知电流 (2) 摆脱电流 (3) 致命电流 表4-1 电流对人体的影响 表 4-2 电压对人体的影响及允许接近的最小安全距离 表4-3 电流路径与通过人体心脏电流的比例关系 表 4-4 不同条件下的人体电阻4.2.2触电事故产生的原因 引起触电的原因主要有以下几方面：缺乏电气安全知识 违章操作 设备不合格 维修不善 偶然因素 4.2.34.

10、2.3触电的方式触电的方式 1. 单相触电 单相触电是指人体在地面上或其它接地导线上,人体某一部位触及一相带电体的事故。 (a)(b)图4-2 单相触电（a） 中性点直接接地; （b） 中性点不直接接地2. 两相触电两相触电是指人体两处同时触及同一电源的两相带电体，以及在高压系统中，人体距离高压带电体小于规定的安全距离，造成电弧放电时，电流从一相导体流入另一相导体的触电方式，如图4-3所示。 图4-3 两相触电3跨步电压触电当带电体接地时有电流向大地流散，在以接地点为圆心，半径20 m的圆面积内形成分布电位。4接触电压触电运行中的电气设备由于绝缘损坏或其他原因造成接地短路故障时，接地电流通过接

11、地点向大地流散，会在以接地故障点为中心，20 m为半径的范围内形成分布电位 。 接地电流电位分布曲线UjUdUk0.8 m0.8 m20 m20 m图4-4 跨步电压和接触电压.4预防触电事故的措施预防触电事故的措施1 绝缘、屏护和间距 绝缘: 就是用绝缘材料把带电体封闭起来。 屏护:屏护是指采用遮拦、护罩、护盖、箱匣等把带电体同外界隔绝开来,以防止人身触电的措施。间距:间距就是指保证人体与带电体之间安全的距离。 2 接地和接零接地就是把电源或用电设备的某一部分, 通常是其金属外壳, 用接地装置同大地作电的紧密连接。 工作接地保护接零保护接地重复接地 图4-5保护接地、 工作接

12、地、 重复接地及保护接零示意图 保护接零：把电气设备在正常情况下不带电的金属部分与电网的零线(或中性线)紧密地连接起来就是保护接零。应当注意的是, 在三相四线制的电力系统中, 通常是把电气设备的金属外壳同时接地、接零,这就是所谓的重复接地保护措施。但还应该注意, 零线回路中不允许装设熔断器和开关。 3. 安装漏电保护装置 电流型漏电保护装置又可分为单相双极式、三相三极式和三相四极式三类。三相三极式漏电保护开关应用于三相动力电路, 而在动力、照明混用的三相电路中则应选用四极漏电保护开关。 图 4-6 单相漏电保护开关原理图漏电保护器必须正确安装接线。错误的安装接线可能导致漏电保护器的误动作或拒动

13、作。图4-8 漏电保护与接零保护共用时的正确接法4. 采用安全电压采用安全电压是用于小型电气设备或小容量电气线路的安全措施。 表 4-5 安全电压等级标准(根据GB3805-83)5. 防止触电的注意事项(1) 不得随便乱动或私自修理电气设备。 (2) 经常接触和使用的配电箱、配电板、闸刀开关、 按钮开关、插座、插销以及导线等,必须保持完好、安全, 不得有破损或将带电部分裸露出来。 (3) 不得用铜丝等代替保险丝,并保持闸刀开关、 磁力开关等盖面完整,以防短路时发生电弧或保险丝熔断飞溅伤人。 (4) 经常检查电气设备的保护接地、接零装置, 保证连接牢固。 (5) 在使用手电钻、电砂轮等手持电动

14、工具时,必须安装漏电保护器,工具外壳进行防护性接地或接零,并要防止移动工具时导线被拉断。 (6) 在移动电风扇、照明灯、电焊机等电气设备时, 必须先切断电源,并保护好导线,以免磨损或拉断。 (7) 在雷雨天, 不要走进高压电杆、铁塔、避雷针的接地导线周围20m之内。 (8) 对设备进行维修时,一定要切断电源,并在明显处放置“禁止合闸 有人工作”的警示牌。 .5触电急救触电急救 1.脱离电源低压触电脱离 ： 救护人员应设法迅速拉开电源开关或电源插头,或者使用带有绝缘柄的电工钳切断电源。 高压触电脱离 ： 救护人应带上绝缘手套, 穿上绝缘靴, 使用相应电压等级的绝缘工具拉开电压开关

15、; 或者抛掷金属线使线路短路、接地, 迫使保护装置动作,切断电源。 2. 急救处理(1) 如果触电者神智清醒,则应使之就地平躺,严密观察,暂时不要站立或走动,同时也要注意保暖和保持空气新鲜。 (2) 如果触电者已神志不清,则应使之就地平躺,确保气道通畅,特别要注意他的呼吸、心跳状况。注意不要摇动伤员头部呼叫伤员。 (3) 如果触电者失去知觉, 停止呼吸, 但心脏微有跳动, 应在通畅气道后立即施行口对口(或鼻)人工呼吸急救法。 (4) 如果触电者伤势非常严重, 呼吸和心跳都已停止, 通常对触电者立即就地采用口对口(或鼻)人工呼吸法和胸外心脏挤压法进行抢救。 3. 急救方法口对口人工呼吸法: (a

16、 )(b )(c )(d )图4-7 口对口人工呼吸法 胸外心脏挤压法:胸外心脏挤压法的具体操作步骤如下：( a )( b )( c )( d )图4-8 心脏挤压法摇臂压胸呼吸法:摇臂压胸呼吸法的具体操作步骤如下： 图 4-9 摇臂压胸法俯卧压背呼吸法:此法只适宜触电后溺水、肚内喝饱了水的情况。 图 4-10 俯卧压背法4.34.3工厂的功率因数及无功补偿工厂的功率因数及无功补偿4.3.1功率因数的分类功率因数的分类1.瞬时功率因数瞬时功率因数瞬时功率因数由功率因数表或相位表直接读出，或由功率表、电流瞬时功率因数由功率因数表或相位表直接读出，或由功率表、电流表和电压表的读数按下式求出：表和电

17、压表的读数按下式求出： UIP3cos2.平均功率因数平均功率因数指某一规定时间内，功率因数的平均值。其计算公式为： 22211cospqqppwmWWWWW3.最大负荷时的功率因数最大负荷时的功率因数指在年最大负荷（即计算负荷）时的功率因数。根据功率因数的定义可以分别写出：23023030303030cosQPPSP4.3.2功率因数对供电系统的影响功率因数对供电系统的影响增加电力网中输电线路上的有功功率损耗和电能损耗。线路的电压损耗增大。影响负荷端的异步电动机及其它用电设备的正常运行。使电力系统内的电气设备容量不能充分利用。.3影响功率因数的主要因素影响功率因数的主要因素1

18、.电感性设备和电力变压器是耗用无功功率的主要设备2.供电电压超出规定范围也会对功率因数造成很大影响3.电网频率的波动也会对异步电动机和变压器的磁化无功功率造成一定的影响 .4低压网的无功补偿低压网的无功补偿1.低压网无功补偿的一般方法(1)随机补偿随机补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。 (2)随器补偿 随器补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器二次侧，以无功补偿配电变压器空载无功的补偿方式。(3)跟踪补偿跟踪补偿是指以无功补偿投切装置作为控制保护装置，将低压电容器组补偿在大用户0.4KV母线上的补偿方式。 2.采用适当措施，设法提高系统自然功率因数(1)合理选用电动机(2)提高异步电动机的检修质量(3)采用同步电动机或异步电动机同步运行补偿(4)正确选择变压器容量提高运行效益3.人工补偿无功功率(1)并联电容器补偿用静电电容器（或称移