4 电源及供电系统

4 电源及供电系统

4.0.1 符合下列条件之一时,用户宜设置自备电源:
    1 需要设置自备电源作为一级负荷中的特别重要负荷的应急电源时或第二电源不能满足一级负荷的条件时。
    2 设置自备电源比从电力系统取得第二电源经济合理时。
    3 有常年稳定余热、压差、废弃物可供发电,技术可靠、经济合理时。
    4 所在地区偏僻,远离电力系统,设置自备电源经济合理时。
    5 有设置分布式电源的条件,能源利用效率高、经济合理时。
4.0.2 应急电源与正常电源之间,应采取防止并列运行的措施。当有特殊要求,应急电源向正常电源转换需短暂并列运行时,应采取安全运行的措施。
4.0.3 供配电系统的设计,除一级负荷中的特别重要负荷外,不应按一个电源系统检修或故障的同时另一电源又发生故障进行设计。
4.0.4 需要两回电源线路的用户,宜采用同级电压供电。但根据各级负荷的不同需要及地区供电条件,亦可采用不同电压供电。
4.0.5 同时供电的两回及以上供配电线路中,当有一回路中断供电时,其余线路应能满足全部一级负荷及二级负荷。
4.0.6 供配电系统应简单可靠,同一电压等级的配电级数高压不宜多于两级;低压不宜多于三级。
4.0.7 高压配电系统宜采用放射式。根据变压器的容量、分布及地理环境等情况,亦可采用树干式或环式。
4.0.8 根据负荷的容量和分布,配变电所应靠近负荷中心。当配电电压为35kV时,亦可采用直降至低压配电电压。
4.0.9 在用户内部邻近的变电所之间,宜设置低压联络线。
4.0.10 小负荷的用户,宜接入地区低压电网。


 

条文说明
 

4 电源及供电系统
4.0.1 电力系统所属大型电厂单位容量的投资少,发电成本低,而用户一般的自备中小型电厂则相反。分布式电源与一般意义上的中小型电厂有本质的区别,除了供电之外,还同时供热供冷,是多联产系统,实现对能源的梯级利用,能够提高能源的综合利用效率,环境负面影响小,经济效益好。故在原规范条文第1款至第4款的基础上增加了第5款条文,在条文各款规定的情况下,用户宜设置自备电源。
    第1款对一级负荷中特别重要负荷的供电,是按本规范第3.0.3条第1款“尚应增设应急电源”的要求因而需要设置自备电源。为了保证一级负荷的供电条件也有需要设置自备电源的。
    第2款、第4款设置自备电源需要经过技术经济比较后才定。
    第3款设置自备电源的型式是一项挖掘工厂企业潜力、解决电力供需矛盾的技术措施。但各企业是否建自备电站,需经过全面技术经济比较确定。利用常年稳定的余热、压差、废弃物进行发电,技术经济指标优越,并能充分利用能源,还可减少温室气体和其他污染物的排放。废弃物是指可以综合利用的废弃资源,如煤矸石、煤泥、煤层气、焦化煤气等。
    第5款设置自备电源的型式是未来大型电网的有力补充和有效支撑。分布式电源的一次能源包括风能、太阳能、水力、海洋能、地热和生物质能等可再生能源,也包括天然气等不可再生的清洁能源;二次能源为分布在用户端的热电冷联产,实现以直接满足用户多种需求的能源梯级利用。当今技术比较成熟、世界上应用较广的最主要方式是燃气热电冷联产,它利用十分先进的燃气轮机或燃气内燃机燃烧洁净的天然气发电,对做功后的余热进一步回收,用来制冷、供暖和供生活热水。从而实现对能源的梯级利用,提高能源的综合利用效率。这种系统尤其适用于宾馆、饭店、高档写字楼、高级公寓、学校、机关、医院以及电力品质和安全系数要求较高及电力供应不足的用户。
    分布式电源所发电力应以就近消化为主,原则上不允许向电网反送功率,但利用可再生能源发电的分布式电源除外。用户大部分用电可以自己解决,不足部分由大电网补充,可以显著降低对大电网的依赖性,提高供电可靠性。分布式电源一般产生电、热、冷或热电联产,热力和电力不外销,与外购电和外购热相比具有经济性。
4.0.2 应急电源与正常电源之间应采取可靠措施防止并列运行,目的在于保证应急电源的专用性,防止正常电源系统故障时应急电源向正常电源系统负荷送电而失去作用,例如应急电源电动机的启动命令必须由正常电源主开关的辅助接点发出,而不是由继电器的接点发出,因为继电器有可能误动而造成与正常电源误并网。有个别用户在应急电源向正常电源转换时,为了减少电源转换对应急设备的影响,将应急电源与正常电源短暂并列运行,并列完成后立即将应急电源断开。当需要并列操作时,应符合下列条件:①应取得供电部门的同意;②应急电源需设置频率、相位和电压的自动同步系统;③正常电源应设置逆功率保护;④并列及不并列运行时故障情况的短路保护、电击保护都应得到保证。
    具有应急电源蓄电池组的静止不间断电源装置,其正常电源是经整流环节变为直流才与蓄电池组并列运行的,在对蓄电池组进行浮充储能的同时经逆变环节提供交流电源,当正常电源系统故障时,利用蓄电池组直流储能放电而自动经逆变环节不间断地提供交流电源,但由于整流环节的存在因而蓄电池组不会向正常电源进线侧反馈,也就保证了应急电源的专用性。
    国际标准IEC 60364-5-551:第551.7条 发电设备可能与公用电网并列运行时,对电气装置的附加要求,也有相关的规定。
4.0.3 多年运行经验证明,变压器和线路都是可靠的供电元件,用户在一个电源检修或事故的同时另一电源又发生事故的情况是极少的,而且这种事故往往都是由于误操作造成,在加强维护管理,健全必要的规章制度后是可以避免的,如果不提高维护水平,只在供配电系统上层层保险,过多地建设电源线路和变电所,不但造成大量浪费而且事故也终难避免。
4.0.4 两回电源线路采用同级电压可以互相备用,提高设备利用率,如能满足一级和二级负荷用电要求时,亦可采用不同电压供电。
4.0.5 一级和二级负荷在突然停电后将造成不同程度的严重损失,因此在做供配电系统设计时,当确定线路通过容量时,应考虑事故情况下一回路中断供电时,其余线路应能满足本规范第3.0.2条、第3.0.3条和第3.0.7条规定的一级负荷和二级负荷用电的要求。
4.0.6 如果供配电系统接线复杂,配电层次过多,不仅管理不便、操作频繁,而且由于串联元件过多,因元件故障和操作错误而产生事故的可能性也随之增加。所以复杂的供配电系统导致可靠性下降,不受运行和维修人员的欢迎;配电级数过多,继电保护整定时限的级数也随之增多,而电力系统容许继电保护的时限级数对10kV来说正常也只限于两级;如配电级数出现三级,则中间一级势必要与下一级或上一级之间无选择性。
    高压配电系统同一电压的配电级数为两级,例如由低压侧为10kV的总变电所或地区变电所配电至10kV配电所,再从该配电所以10kV配电给配电变压器,则认为10kV配电级数为两级。
    低压配电系统的配电级数为三级,例如从低压侧为380V的变电所低压配电屏至配电室分配电屏,由分配电屏至动力配电箱,由动力配电箱至终端用电设备,则认为380V配电级数为三级。
4.0.7 配电系统采用放射式则供电可靠性高,便于管理,但线路和高压开关柜数量多,而如对辅助生产区,多属三级负荷,供电可靠性要求较低,可用树干式,线路数量少,投资也少。负荷较大的高层建筑,多属二级和一级负荷,可用分区树干式或环式,减少配电电缆线路和高压开关柜数量,从而相应少占电缆竖井和高压配电室的面积。住宅区多属三级负荷,也有高层二级和一级负荷,因此以环式或树干式为主,但根据线路路径等情况也可用放射式。
4.0.8 将总变电所、配电所、变电所建在靠近负荷中心位置,可以节省线材、降低电能损耗,提高电压质量,这是供配电系统设计的一条重要原则。至于对负荷较大的大型建筑和高层建筑分散设置变电所,这也是将变电所建在靠近各自低压负荷中心位置的一种形式。郊区小化肥厂等用电单位,如用电负荷均为低压又较集中,当供电电压为35kV时可用35kV直降至低压配电电压,这样既简化供配电系统,又节省投资和电能,提高电压质量。又如铁路、轨道交通的供电特点是用电点的负荷均为低压,小而集中,但用电点多而又远离,当高压配电电压为35kV时,各变电所亦可采用35kV直降至低压配电系统。
4.0.9 一般动力和照明负荷是由同一台变压器供电,在节假日或周期性、季节性轻负荷时,将变压器退出运行并把所带负荷切换到其他变压器上,可以减少变压器的空载损耗。当变压器定期检修或故障时,可利用低压联络线来保证该变电所的检修照明及其所供的一部分负荷继续供电,从而提高了供电可靠性。
4.0.10 当小负荷在低压供电合理的情况下,其用电应由供电部门统一规划,尽量由公共的220V/380V低压网络供电,使地区配电变压器和线路得到充分利用。各地供电部门对低压供电的容量有不同的要求。根据原电力工业部令第8号《供电营业规则》第二章第八条规定:“用户单相用电设备总容量不足10kW的可采用低压220V供电。”第二章第九条规定:“用户用电设备容量在100kW以下或需用变压器容量在50kV·A及以下者,可采用低压三相四线制供电,特殊情况亦可采用高压供电。用电负荷密度较高的地区,经过技术经济比较,采用低压供电的技术经济性明显优于高压供电时,低压供电的容量界限可适当提高。”
    上海市电力公司《供电营业细则》第二章第九条第(2)款规定:“非居民用户:用户单相用电设备总容量10kW及以下的,可采用低压单相220V供电。用户用电设备容量在350kW以下或最大需量在150kW以下的,采用低压三相四线380V供电。”  


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