工厂供电-刘介才-概述详解教学资料

1、 7/23/20214 项目一：项目一： 基本知识基本知识 工厂供电的意义、要求及课程任务工厂供电的意义、要求及课程任务 发电厂及自备用电源发电厂及自备用电源 电力系统的电压与电能质量电力系统的电压与电能质量 电力系统中性点的运行方式及低压配电系统电力系统中性点的运行方式及低压配电系统 接地型式接地型式 项目二：项目二： 供配电系统计算供配电系统计算 三相用电设备组计算负荷的确定三相用电设备组计算负荷的确定 电路电流和短路容量的计算电路电流和短路容量的计算 7/23/20215 项目三：项目三： 一次主系统一次主系统 各种电气设备及设备安装各种电气设备及设备安装 变配电所所址的选择变配电所所址

2、的选择 变配电所的主接线图变配电所的主接线图 电力线路包括：架空线路、力线路包括：架空线路、 电缆线路、车间线路电缆线路、车间线路 项目四：项目四： 二次系统二次系统 过电流保护过电流保护 二次仪表及控制、信号回路二次仪表及控制、信号回路 二次接线和接线图二次接线和接线图 7/23/20216 项目五：项目五： 安全安全 电流对人体的作用电流对人体的作用 触电急救触电急救 过电压与防雷过电压与防雷 电气装置的接地电气装置的接地 7/23/20217 项目一：项目一： 概论概论 知识点知识点： 了解工厂供电系统的组成，了解工厂供电系统的组成， 掌握工厂供电的基本要求，掌握工厂供电的基本要求， 掌

3、握电力系统中性点的运行方式及掌握电力系统中性点的运行方式及 高低压配电系统的接地型式高低压配电系统的接地型式。 7/23/20218 之一：之一： 工厂供电的意义、要求及课程任务工厂供电的意义、要求及课程任务 工厂供电工厂供电 电能的电能的供应供应 电能的电能的分配分配 电能的重要性电能的重要性 生产自动化后增加产量生产自动化后增加产量 提高产品的质量提高产品的质量 减轻劳动强度减轻劳动强度 7/23/20219 突然中断供电突然中断供电 对工业生产将造成严重后果对工业生产将造成严重后果! 如如:某些对供电可靠性要求很高的工厂某些对供电可靠性要求很高的工厂, 即使是极短时间的停电即使是极短时间

4、的停电,也会引起重大设备也会引起重大设备 损坏损坏,或引起大量产品报废或引起大量产品报废,甚至可能发生甚至可能发生 重大的人身事故重大的人身事故,给国家和人民带来经济上给国家和人民带来经济上 甚至政治上的重大损失甚至政治上的重大损失. 7/23/202110 突然中断 供电！ 7/23/202111 停电！ 7/23/202112 对工厂供电的基本要求对工厂供电的基本要求 安全安全 可靠可靠 优质优质 经济经济 7/23/202113 一、工厂供电系统概况一、工厂供电系统概况 中小型工厂的电源进 线 电压是610kV。电 能先从高压配电所集 中，再由高压配电线 路将电能分送到各车 间变电所或由

5、高压配 电线路直接供给高压 用电设备。 一根线表示三相线路一根线表示三相线路 第第2节节 工厂供电系统及发电厂、电力系统与工厂供电系统及发电厂、电力系统与 工厂的自备用电源工厂的自备用电源 7/23/202114 2、中型工厂供电系统的平面布线示意图、中型工厂供电系统的平面布线示意图 7/23/202115 3、大型工厂总降压变电所、大型工厂总降压变电所 电源进线35KV及以 上,经过两次降压， 也就是经总降压变 电所，将35kV及 以上电压降为6 10KV的电压，然 后车间变电所降为 一般低压用电设备 所需的电压。 7/23/202116 4、高压深入负荷中心的供电系统、高压深入负荷中心的供

6、电系统 高压深入负荷中心的直 配方式，可以省去一级 中间变压，简化了供电 系统接线，节约投资和 有色金属，降低了电能 损耗和电压损耗，提高 了供电质量。然而这要 根据厂区的环境条件是 否满足35kV架空线路 深入负荷中心的“安全安全 走廊走廊”要求而定，否则 不宜采用。 7/23/202117 5、只设一个降压变电所的供电系统、只设一个降压变电所的供电系统 对于小型工厂，由于所需容量一般不大于1000kVA或稍多 一些，如果工厂所需容量不大于160kVA时，一般直接 由公共低压电网供电。 经过分析可知：配电所的任务是接受电能和分配电能，配电所的任务是接受电能和分配电能， 不改变电压；而变电所的

7、任务是接受电能、变换电压不改变电压；而变电所的任务是接受电能、变换电压 和分配电能。和分配电能。 7/23/202118 二、发电厂和电力系统简介二、发电厂和电力系统简介 由于电能的生产、输送、分配和使用是 同步实现的，因此需要对发电厂有些了 解。 发电厂又称发电站，是将自然界的 各种一次能源转换为电能的工厂。 7/23/202119 火力发电厂 （一）发电厂（一）发电厂 7/23/202120 水力发电厂 7/23/202121 核电站 7/23/202122 风力发电 7/23/202123 （二）电力系统（二）电力系统 将一次能源转换成二次能源系统 电 能 转 换 电 能 传 输 电 能

8、 分 配 电 能 利 用 发电变电输电变配电用电 7/23/202124 送电过程：送电过程：发电机发电机升压升压高压输电线路高压输电线路降压降压配电配电. 7/23/202125 电力系统电力系统：由各级电压的电力线路将发电 厂、变电所和电力用户联系起来的一个发 电、输电、变电、配电和用电的整体。 电网电网：电力系统中各级电压的电力线路及 其联系的变电所，称为电力网或电网。电 网以电压等级来区分，例如l0kV电网。 7/23/202126 7/23/202127 三、工厂自备电源三、工厂自备电源 对于工厂的重要负荷，一般要求在正常供电电源之外， 设置应急自备电源。 (一)柴油发电机组自备电源

9、：操作简便、起动迅速、 效率较高。 (二)交流不停电电源（UPS）： 如图所示，由整流器(UR)、逆变器(uV)和蓄电池 组(GB)等三部分组成。 7/23/202128 第第3节节 电力系统的电压与电能质量电力系统的电压与电能质量 一一、概述、概述 电力系统中的所有设备，都是在一定的电压和频电力系统中的所有设备，都是在一定的电压和频 率下工作的。率下工作的。 *电压和频率是衡量电能质量的两个基本参数。电压和频率是衡量电能质量的两个基本参数。 一般交流电力设备的额定频率为一般交流电力设备的额定频率为50Hz，工频的，工频的 额定偏差一般不得超过额定偏差一般不得超过0.5Hz。频率的调整主。频率

10、的调整主 要依靠发电厂来调节发电机的转速。要依靠发电厂来调节发电机的转速。 *对于工厂供电系统来说，提高电能质量主要是对于工厂供电系统来说，提高电能质量主要是 提高电压的质量。提高电压的质量。 *电压偏差是指电气设备的端电压与额定电压之电压偏差是指电气设备的端电压与额定电压之 差，通常以额定电压的百分值来表示。差，通常以额定电压的百分值来表示。 *电压波动是指电网电压有效值的快速变动。电压波动是指电网电压有效值的快速变动。 7/23/202129 二、三相交流电网和电力设备的额定电压二、三相交流电网和电力设备的额定电压 （一）电网（线路）的额定电压 分 电网和用电设备 发电机 电力变压器额定电

11、kV 类 额定电压kV 额定电压kV 一次绕组 二次绕组 低 0.38 O.40 0.38 0.40 压 0.66 O.69 0.66 0.69 3 3.15 3,3.15 3.15,3.3 6 6.3 6,6.3 6.3,6.6 10 10.5 10,10.5 10.5,11 高 13.8,15.75,18， 20,22,24,26 13.8,15.75,18， 20,22,24,26 35 35 38.5 压 66 66 72.5 110 110 121 220 220 242 330 330 363 500 500 550 7/23/202130 （二）用电设备的额定电压（二）用电设备的

12、额定电压 用电设备的额定电压规定: 与供电电网的额定电压相同。 7/23/202131 （三）发电机的额定电压（三）发电机的额定电压 发电机的额定电压一般比同级电网的额定电压高出 5%，用于补偿线路上的电压损失。 (四)电力变压器的额定电压 1.变压器一次绕组的额定电压 分两种情况： 当变压器直接与发电机相连时，高 于电网额定电压5% 当变压器直接与线路相连时，与供 电线路电压相同。 变压器T1的一次绕组与发电机 直接相连，所以其一次绕组的 额定电压取发电机的额定电压 7/23/202132 2.变压器二次侧额定电压变压器二次侧额定电压 分两种情况： 变压器二次侧供电线路较长， 高于供电线路额

13、定电压10%。 变压器二次侧供电线路较短，或低压线路 时，高于供电电网额定电压5%。 当变压器供电距离较 短时，可以不考虑线 路上的电压损失，只 需要补偿满载时变压 器绕组上的电压损失 即可。 7/23/202133 (五五) 电压高低的划分电压高低的划分 电力系统电压高低的划分,因着眼点不同而有不 同的划分方法. 1.根据电业安全工作规程规定： 低压低压指设备对地电压在指设备对地电压在250V及以下者；及以下者； 高压高压指设备对地电压在指设备对地电压在250V以上者以上者。 以上划分是从人身安全方面着眼的。 2. 根据我国的一些设计、制造和安装设计、制造和安装规程通常是以 1000V为界限

14、来划分电压高低压。 一般规定： 低压低压指额定电压在指额定电压在1000V（或（或1200V）以下者）以下者 高压高压指额定电压在指额定电压在1000V（或（或1200V）以上者。）以上者。 7/23/202134 三、电压偏差与电压调整三、电压偏差与电压调整 （一）电压偏差的有关概念 电压偏差的含义： 电压偏差是指给定瞬间设备的端电压端电压 U与设备额与设备额 定电压定电压UN 之差对额定电压之差对额定电压UN 的百分比的百分比，即： %100% N N U UU U 7/23/202135 为了满足用电设备对电压偏差的要求，供电 系统必须采取相应的电压调整电压调整措施: 调压型变压器、减少

15、系统阻抗、改变系统运调压型变压器、减少系统阻抗、改变系统运 行方式、三相负荷均衡、无功功率补偿。行方式、三相负荷均衡、无功功率补偿。 （二）电压调整的措施（二）电压调整的措施 7/23/202136 四、电压波动四、电压波动 （一）电压波动的有关概念（一）电压波动的有关概念 1.电压波动与闪变电压波动与闪变 电压波动是指电网电压有效值(方均根值)的连续 快速变动， 2.电压波动电压波动的产生与危害 产生产生：负荷剧烈变化引起冲击负荷负荷剧烈变化引起冲击负荷。 如电机起动、电焊机、电弧炉、轧钢机。 危害危害：使得设备无法正常工作。：使得设备无法正常工作。 7/23/202137 六、工厂供配电电

16、压的选择六、工厂供配电电压的选择 (一一)工厂供电电压的选择工厂供电电压的选择 主要取决于当地电网的供电电压等级当地电网的供电电压等级，同 时要考虑工厂用电设备的电压、容量和用电设备的电压、容量和 供电距离供电距离等因素。 在同一输输送功率和输送距离条件下，供 电电压越高，线路电流越小，使线路导 线或电缆截面越小，可减少线路的初投 资和有色金属消耗量。 7/23/202138 低压低压 ： 单相 220V 三相 380V 高压： 有10KV、35（66）KV、110KV、220KV。 除发电厂直配电压可采用3KV或6KV外，其他 等级的电压应逐步过渡到上述额定电压。如果 用户需要的电压等级不在

17、上列范围时，应自行 采用变压措施解决。 用户需要的电压等级在110KV及以上时，其受 电装置应作为终端变电所设计，其方案需经省 电网经营企业审批。 7/23/202139 （二）工厂高压配电电压的选择二）工厂高压配电电压的选择 采用的高压配电电压通常为10KV。如果工厂拥 有相当数量的6KV用电设备，则可考虑采用 6KV 作为工厂的高压配电电压。 如果当地电网供电电压为35KV，而厂区环境条 件又允许采用35KV架空线路和较经济的 35KV 电气设备时，则可考虑采用35KV作为 高压配电电压深入负荷中心的直配方式。 7/23/202140 工厂的低压配电电压一般采用220/380V。 其中：线

18、电压380V，接三相动力设备及额定 电压为380V的单相用电设备。 相电压220V接额定电压为220V的照明灯具和 其他单相用电设备。 某些特殊场合宜采用660V甚至甚至1140V作为低压 配电电压。比如，矿井下，因负荷离变配电所 较远，线路损耗较大。 （三）工厂低压配电电压的选择（三）工厂低压配电电压的选择 7/23/202141 之四：之四： 电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式 及低压配电系统接地型式及低压配电系统接地型式 一、电力系统的中性点运行方式一、电力系统的中性点运行方式 在三相交流电力系统中，作为供电电源的在三相交流电力系统中，作为供电电源的 发电机和变压器的中性点有三

19、种运行方发电机和变压器的中性点有三种运行方 式：式： 中性点直接接地 中性点不接地 中性点经消弧线圈接地 7/23/202142 （一）中性点不接地方式（一）中性点不接地方式 350 )35( cabohN C llU I 单相接地电流经验公式： 7/23/202143 7/23/202144 （二）中性点经消弧线圈接地（二）中性点经消弧线圈接地 正常运行：三相 电压、电流对称 消弧线圈消弧线圈 单相接地：另两相对地电压升高为原来的根号单相接地：另两相对地电压升高为原来的根号3倍，倍， 减小了接地电流。减小了接地电流。 在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，在单相接地电容电流大于一定值的电

20、力系统中， 电源中性点必须采取电源中性点必须采取 经消弧线圈接地的运行方式。经消弧线圈接地的运行方式。 7/23/202145 消弧线圈对电容电流的补偿有 三种方式： （1）全补偿； （2）欠补偿； （3）过补偿。 Why? 在电力系统中一般不采用完全 补偿的方式，而采用过补偿运 行方式 7/23/202146 （三）中性点直接接地或低阻接地的电力系统（三）中性点直接接地或低阻接地的电力系统 正常运行：三相电压、电流对称 单相接地：另外两相对地电压不变，单相接地后即通过 接地中性点形成单相短路。 单相短路电流比线路的正常负荷电流大得多， 因此，系统发生单相短路时保护装置应动作于跳闸， 切除短路故障。 7/23/202147 二、低压配电系统的接地型式二、低压配电系统的接地型式 我国220/380V低压配电系统，广泛采用中性点直接接 地的运行方式，而且引出有中性线（N），保护线 （PE）或保护中性线（PEN）。 中性线（中性线（N）的功能）的功能：一是用来接用额定电压为系统 相电压的单相用电设备；二是用来传导三相系统中的 不平衡电流和单相电流；三是减小负荷中性点的电位 偏移。 保护线（PE）的功能： 用