工厂供电电气设计整体方案

工厂供配电电气设计整体方案

本工厂供配电仿真系统结合高等院校课程教学的特点设计的一典型的工矿企业供配电仿真系统，内容包括一次设备和二次保护设备。本系统适用广泛，可对电力系统人员进行电力操作培训，也可对工矿企事业供配电人员进行培训，一次开关设备针对企业如石油、钢厂等的特点，可以满足大电流启动的要求。本系统按照劳动和社会保障部编制的《变配电室值班电工国家职业标准》及相关培训考核的要求设计，符合国家和部颁的有关技术标准及规范。1．系统组成

整套系统以开关柜、微机保护等设备为硬件核心，集中供配电的主要功能，利用自动控制技术、计算机数字信号处理技术和数字化信息技术将教学系统相互关联的各部分连接为一个有机的教学整体。

采用工业应用实际产品，对一次开关设备和二次保护设备按照现场操作要求进行操作，了解当今电力系统运行情况和操作规程。采用典型的主接线方式，简单清晰，设备少，操作方便，便于扩建和采用成套配电装置。

2．适用范围

本工厂供配电仿真系统主要适用于以下范围：

1）对入网人员进行设备的安装、调试、日常运行监视、检验维修等工作的专业培训。

2）典型客户配电实训系统注重对学生实际操作技能方面的培养，以培养学生掌握电力系统复杂操作的技能技巧和增强分析、判断、排除各种复杂故障的能力及提高突发事件的处理应对能力为重点。教学内容全面，可对电力系统不同专业的人员进行培训，教学专业包括：电气运行、继电保护、仪表、计量、电力营销、供用电人员等，教学内容包括厂内变电站系统（典型客户配电所的使用环境与功能，配电系统主接线方式、配电设备配置的基本原理与实际操作技能，学会常见故障的分析与排查）、低压配电系统和综合自动化系统三大部分。通过该系统培训可以提高上述技术专业相关工种岗位的综合业务技能水平。

3）适合于电力系统电力运行、继电保护、直流电源、仪表、计量、供用电技术、电力营销专业人员的技术比赛、技术鉴定和技术考核（包括业务受理、供用电合同修签、业扩现场勘查、供电方案设计审核、配电工程竣工验收、客户停送电、用电检查人员对客户设备安全运行、继电保护、合同履约、电能表抄表、业务变更现场勘查、用电检查现场模拟、电能计量装置现场核校验、现场装表接电模拟以及变配电值班等现场实际操作、技能实训、考核和技术鉴

定）。

3．主要功能和特点

1)系统与典型客户现场一致，高低压柜体、开关与真实现场完全一致；显示、标示等也与真实现场一致；实现教学与生产实际操作的零距离衔接。

2)配电所在接线方式和设备选型上考虑具有代表性，并适当超前。

3)系统根据国家标准和规范精心设计，把当前最先进的技术与电力行业的生产实际相结合，将电力系统供、配电各环节最基础、最实际的操作内容通过实物与模拟相结合的方式，呈现在学员面前的是与真实系统完全一样的。使培训内容紧扣教学大纲、紧跟电力行业发展步伐，培训方式更加贴近生产实际。

4)该系统采用典型客户配电所方案，按照10KV变电所设计规范要求，开关柜等变配电设备全部实物安装，并且尽可能包含所有常见柜体和设备，连接虚负荷电源（节约电能同时安全可靠），通电演示常见的故障、控制回路故障和现场运行环境，学员可在系统上进行实际操作停送电填票操作，对装置进行安全检查和功能验收；观察各种故障现象等。

5)安全可靠；系统使用虚负荷供电，并且设置各种漏电保护功能，保证教师、学员和设备的安全。

6)节省电能；系统采用虚拟电源技术，不需要耗能的负载就可真实呈现典型客户现场。

7)培训功能齐全；系统不仅可以操作运行，而且设置各种故障（如短路保护、缺相、接地等）。

8)可进行识读配电所的一次接线，认识高低压配电设备结构、形状、参数实训。

9)客户供电方案设计审核实训。

10)变配电设备的调试、运行、维护、操作实训。

11)配电装置的停电送电实训。

4．设备和功能详述

整个系统主要由开关柜和二次保护柜等组成。

4.1 开关柜

技术参数

系统特征：

a)额定电压（即最高电压） 12kV

b)额定频率 50Hz

c)系统中性点接地方式

12KV中性点为非有效接地系统，并且12KV系统单相接地时允许连续运行12小时。

开关柜技术参数

a)额定电压（即最高电压） 12kV

b)额定频率 50Hz

c)额定电流 630A

d)额定开断短路电流

31.5kA

e)额定开断短路电流次数≥20次

f)额定关合短路电流

80kA

g)额定短时耐受电流（4s）

31.5kA

h)额定峰值耐受电流

80kA

i)绝缘水平

额定1min工频耐受电压（有效值）对地及相间 42kV

隔离断口 49kV

断路器断口 42kV 额定雷电冲击耐受电压（峰值）对地及相间 75kV

隔离断口 85kV

断路器断口 75kV 注：隔离断口包括隔离开关断口。

j)辅助回路额定1min工频耐受电压（有效值） 2000V

k)电气间隙、爬电比距

电气间隙对地及相间 125mm

爬电比距瓷绝缘≥18mm/kV

有机绝缘≥20mm/kV

l)机械稳定性 10000次

m)防护等级 IP4X

4.2 开关柜操作要求

开关柜设计按照现场五防原则设计，凡有可能引起误操作的高压电气设备，均装设有防误装置和相应的防误电气闭锁回路。具体防误操作包括:

①防止误分、合断路器。

②防止带负荷分、合隔离开关。

③防止带电挂（合）接地线（接地开关）。

④防止带接地线（接地开关）合断路器（隔离开关）。

⑤防止误入带电间隔。

4.3.1 认知内容

1）一次系统接线及其附属设备的认知

2）一次开关设备

3）隔离开关及其附属设备

4）接地刀闸及其附属设备

5）操作机构及其附属设备

6）电压互感器及其附属设备

7）电流互感器及其附属设备

8）避雷器

4.3.2 电力系统操作试验

1）电力系统停、送电操作

2）接地线的安装和拆除

3）隔离开关的操作

4）断路器的操作

5）接地倒闸的操作

6）倒闸操作的步骤和方法学习

7）倒闸操作专用术语的学习

4.3.3 电气设备的巡视和检查试验

1）各类电气设备电气结构和原理的学习

2）电气设备巡视检查方法

3）互感器的巡视检查

4）断路器的巡视检查

5）隔离开关巡视检查

6）继电保护及自动装置的巡视检查

4.3.4 电气设备的异常运行和事故处理试验

1）电力系统主要事故内容学习

2）互感器的异常运行和分析

3）隔离开关的异常运行和分析

4）二次回路的异常运行分析和事故处理

4.3.5 运行管理和设备维护

1）运行管理内容学习

2）各级管理人员权限规定学习

3）设备管理内容学习

5．二次保护系统

二次保护系统包括厂用变保护和馈线保护，可模拟各种故障类型并进行保护动作，切断故障设备，减少进一步的故障扩大。

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