河北工程大学工厂供电

供电技术河北工程大学信息与电气工程学院自动化与电气工程系王静爽课程简介《工厂供电》是自动化专业的一门理论性和实践性较强的专业课程，涉及工业企业供电过程中的负荷分析与计算、短路类型及瞬态、暂态过度过程的分析、工厂供电中所必须采用的继电保护装置的选择与校验、大型企业用电的无功功率因数补偿等;简单介绍电力系统及工厂供电的变电所地点的选择、设计要求、电力设备的选择原则、校验与分析，并注重将理论与供电系统的实际相结合，使学生比较能够理解.通过实验，使学生初步掌握工厂供电系统的运行、维护和设计计算所必需的基本理论和基本知识，为今后从事工厂供电技术及自动化专业工作奠定一定的基础。课程安排（54学时）

供电技术是自动化等专业的一门专业课先修课：“电路”、“电子技术基础”、“电机学”、“电机与拖动”。理论讲授:讲述基本原理和设计方法（50学时）实验课:根据实验指导书的要求自己完成（4学时）参考书:黄纯华编著工厂供电天津大学出版社工厂配电线路及变电所设计计算王崇林编著供电技术（第二版）煤炭工业出版社工厂电工手册涉及内容工厂电力负荷及其计算短路电流及其计算变电所及其一次系统工厂电力线路供电系统的过电流保护供电系统二次回路和自动装置电气安全、接地与防雷工厂的电气照明学习目的是一门经典、实用学科在各领域广泛应用：工业生产、控制系统、商业、军事（雷达站）民用等方面。就业主要方向通过供电技术课程的学习，使学生掌握中小型工厂供电系统和电气照明运行、维护和管理，所必需的基本理论和基本知识、基本计算及实际运行等技术。课程要求本课程是专业课，是实践性较强的课程。通过本课程的学习，要求：掌握供配电系统的设计方法掌握电气设备的安全运行、管理和维护等技术掌握继电保护方案选择和继电保护整定计算掌握电气照明平面图的设计考核方法本课为考试课成绩包括：出勤：7分，旷课一次，扣2分作业：8分，少交一次或抄作业扣3分提问：不会减5分，会加分试验：20分考试：65分第1章概述主要内容：

工厂供电的意义、要求电力系统、工厂供电系统电力系统电压与电能质量电力系统中性点运行方式和低压配电系统接地型式重点、难点了解：•电力系统的相关概念•工厂供配电系统设计的主要内容掌握：•电压与电能质量关系•电力系统中性点运行方式分析重点：保证电能质量措施电力系统中性点运行方式分析难点1.1工厂厂供供电电的的意意义义、、要要求求工厂厂供供电电工厂厂生生产产设设备备所所需需电电能能的的供供应应与与分分配配。如：：钢钢厂厂----轧轧钢钢机机、、炼炼钢钢炉炉、、水水泵泵和和风风机机等等。。煤矿矿-----采采煤煤机机、、运运输输机机、、提提升升机机、、水水泵泵、、风风机机等等电能能转转换换为为其其它它能能源源机械械能能热能能光能能化学学能能电能能与其其它它能能源源的的比比较较利于于环环保保、、易易传传输输等等独独特特优优点点，，且且便便于于控控制制、、调调节节和和测测量量，，有有利利于于生生产产过过程程实实现现自自动动化化优点点：：生产产中中所所占占的的比比重重在产品品成成本本中所所占占的的比比重重一一般般很很小小（（除除电电化化工工业业外外））。。例例如如在在机机械械工工业业中中，，电电费费开开支支仅仅占占产产品品成成本本的的5%左左右右。。从投资资额额来看看，，一一般般机机械械工工厂厂在在供供电电设设备备上上的的投投资资，，也也仅仅占占总总投投资资的的5%左左右右。。生产产中中的的优优点点工业业生生产产实实现现电电气气化化以以后后可可以以大大大大增增加加产产量量，，提提高高产产品品质质量量，，提提高高劳劳动动生生产产率率，，降降低低劳劳动动成成本本，，减减轻轻工工人人的的劳劳动动强强度度，，改改善善工工人人的的劳劳动动条条件件，，有有利利于于实实现现生生产产过过程程自自动动化化。。生产产中中的的缺缺点点如果果工厂厂的的电电能能供应应突突然然中断断，则则对对工工业业生生产产可可能能造造成成严严重重的的后后果果。。例如如某某些些对对供供电电可可靠靠性性要要求求很很高高的的工工厂厂，，即即使使是是极极短短时时间间的的停停电电，，也也会会引引起起重重大大设设备备损损坏坏，，或或引引起起大大量量产产品品报报废废，，甚甚至至可可能能发发生生重重大大的的人人身身事事故故，，给给国国家家和和人人民民带带来来经经济济上上甚甚至至政政治治上上的的重重大大损损失失。。1.1.1工厂厂供供电电意意义义供电电是是企企业业不不可可缺缺少少的的重重要要环环节节。。电能能便便于于生生产产和和远远距距离离传传输输----成成本本低低。。电能能是是机机械械化化、、自自动动化化的的主主要要动动力力。。减轻轻劳劳动动强强度度、、提提高高生生产产效效率率和和质质量量。。一旦旦停停电电会会影影响响生生产产，，甚甚至至发发生生重重大大的的人人身身事事故故。。如如：：煤煤矿矿淹淹井井、、煤煤尘尘和和瓦瓦斯斯爆爆炸炸化工工厂厂爆爆炸炸，，医医院院手手术术室室学好好工工厂厂供供电电具具有有十十分分重重要要的的意意义义1.1.2工厂厂供供电电的的要要求求1)安安全全：：2)可可靠靠：：电能能的的供供应应、、分分配配和和使使用用中中不不发发生生事事故故。。需要要学学习习供供电电技技术术掌掌握握相相关关知知识识、、设设计计规规范范、、操操作作规规程程等等满足足电电能能用用户户对对供供电电可可靠靠性性的的要要求求。。1.1.2工厂厂供供电电的的要要求求3)可可靠靠性性：供配配电电系系统统不不间间断断供供电电的的时时间间概概率率。。用用a表表示示a大，，可可靠靠性性越越高高供配配电电系系统统应应满满足足电电能能用用户户对对可可靠靠性性的的要要求求1.1.2工厂厂供供电电的的要要求求4)优优质质供配配电电系系统统应应保保证证供供电电的的质质量量和和数数量量。。数量量----能能供供应应的的电电能能大大于于等等于于使使用用电电能能质量量衡量量质质量量优优劣劣的的指指标标有有：：电压压波波动动和和偏偏移移频率率波波动动波形形畸畸变变率率不对称度1.1.2工厂供电的要要求5)经济在技术上合理理的前提下，，经济投入最最少。包括：设备投资----成本、、运输、安装装、调试等费费用年运行费----电费、、维护费、折折旧费、人员员工资等1.2电力系统及工工厂供电系统统（没有按书本顺顺序）电力系统由不同类型的的发电机，配配电装置，输输、配电线路路，升压及降降压变电所和和用户组成一一个整体，对对电能进行不不间断的生产产和分配。G发电机升压变压器高压输电线路降压变压器高压配电线路降压变压器低压配电线路35~500kV6~10kV220/380VG3.15~500kV电力系统送电电过程示意图图从发电厂到用用户的送电过过程示意图从发电到供电电的示意图火力发电站核电站水力发电站超高压变电站一般水力发电站一次变电站配电用变电所牵引变电所大工厂高压配电线农家住宅商店小工厂1.2.1电电力系统发电厂：生产电能的的工厂，即把把各种形态的的一次能源通通过发电设备备转换为电能能。有火电、、水电、核电电、风力、地地热、潮汐、、太阳能等。。电力网：输送和分配配电能的通道道。由变压器器和输配电线线路组成。华华北、东北、、华中、华东东、南方和西西北电网。变电站：变换电压和接接受、分配电电能的场。分为升压变变电站和降压压变电站两种种。其中降压压变电站又可可分为地方降降压变电站、、企业降压变变电站、车间间变电站。配电所：只有受电和配电开关控制设备备，而没有变变压器的场所所。电能用户：包括工业、、企业在内的的所有用户（（用电单位））水力发电厂就是把水的位能和动能转变成电能的的发电厂，简简称水电厂或或水电站。主要分为堤坝式水力发发电厂和引水式水力发发电厂。由高坝和引水水渠道分别提提高一部分水水位。这类水水电厂，称为为混合式水电电厂概念：能量转换过程程是：水流位位能→机械能能→电能。1.2.2发发电厂堤坝式水力发发电厂(图图)引水式水力发发电厂(图)1.2.2发发电厂———热电厂煤流：煤场——皮带—煤仓仓—煤斗—磨磨煤机机—锅炉——渣斗—冲灰灰沟—炉渣水汽流：凝结结水泵—低压压加热器—除除氧器—给水水泵—高压加加热器—锅炉炉汽包加热器器—汽轮机——凝结器--凝结水泵补水电能：开关——升压变压器器—开关—输输电线路利用燃料的化学能生产电能。如如：燃煤电厂厂。燃煤烧锅炉，，加热水变为为蒸汽推动汽汽轮机发电。。原子能发电厂厂利用核裂变能量转化为热能，再按按火力发电厂方式发电的的，只是它的“锅炉”为为原子核反应堆，以少量量的核燃料代替了大量的的煤炭。又称称核电站。由于核能是巨巨大的能源，，而且核电站站的建设具有有重要的经济济和科研价值值，所以世界界上很多国家家都很重视核核电建设，核核电在整个发发电量的比重重逐年增长。。能量转换过程程是：核裂变变能→热能→→机械能→电电能概念：风力、地热、、太阳能等发发电厂风力发电厂：：利用风力的的动能来生产产电能。优点：风能是一种取取之不尽的清清洁、价廉和和可再生的能能源，因此我我国确定要大大力发展。缺点：1）风能的能能量密度较小小，因此单机机容量不可能能很大；2））是一种具有有随机性和不不稳定性的能能源，因此风风力发电必须须配备一定的的蓄电装置，，以保证其连连续供电。地热发电厂：：利用地球内内部蕴藏的大大量地热能能来生产电能能。优点：地热发电不消消耗燃料，运运行费用低。。地热是属于比比较清洁的能能源。缺点：地下水和蒸气气中大多含有有硫化氢、氨氨和砷等有害害物质，因此此对其排出的的废水要妥善善处理，以免免污染环境。。太阳能发电厂厂：利用太阳阳的热能、光光能来生产电电能。利用太阳光能能发电，是通通过光电转换换元件如光电电池等直接将将太阳光能转转换为电能。。1.2.3工工厂的自自备电源对大型企业有有重要的用电设设备，供电可可靠性要求较较高，应有应应急自备电源源。自备电源柴油发电机组组（常用）不间断电源（（重要计算算机系统用））（uninterruptedpowersupply，缩写UPS）。柴油发电机组组优点：操作简便、起起动迅速（电电网停电时，，10-15s可供电））效率高（其热效率可可达30%～～40%）、功率范围大大（从几千瓦至至几千千瓦））、体积小、重重量轻。运行可靠、维维护方便图1-9采采用柴油发电电机组作为备用电源的的主接线按启动控制方方式分，有普通型、自启启动型和全自自动化型等型。作为应应急电源，应应选自启动型型或全自动化化型。自启动型柴油油发电机组在在公共电网停停电时，能自自行启动；全自动化型，，则不仅在公公共电网停电电时能自行启启动，而且在在公共电网恢恢复供电时能能使柴油发电电机组自动退退出运行。不间断电源特点：效率高、体积积小。无噪声、振动动可靠高、维护护费用低容量相对较小小用于电能质量量要求高的场场所不间断电源(UPS)组组成示意图整流器（UR）、逆变器器（UV）和和蓄电池组（（GB）公共电网正常常供电时，交交流电源经晶晶闸管整流器器UR转换为为直流，对蓄蓄电池组GB充电。当公公共电网突然然停电时，电电子开关QV在保护装置置作用下进行行切换，使UPS投入工工作，蓄电池池组GB放电电，经逆变器器UV转换为为交流，恢复复对重要负荷荷的供电。正常情况下，，重要负荷由由公共电网供供电，交流电电经整流器1整成直流电电，并向逆变变器3供电。。为了保证供供电质量，在在逆变器3之之前装设有直直流滤波器2，使整流后后的脉动电压压转换为无脉脉动的直流电电压。在逆变变器3将直流流电逆变为交交流电的过程程中，可通过过反馈控制环环节实现交流流电的稳压和和稳频。逆变变器3的输出出端又联接有有变压器4，，采取级联方方式，既可改改变电压，又又可吸收谐波波，使逆变器器3的方波输输出变换为阶阶梯波输出。。为了使输出出的交流电波波形改善，又又在变压器4之后装设了了交流滤波器器5，从而使使交流滤波器器5输出的交交流电为纯正正弦波。通过过以上几个环环节的处理，，可使电源的的输出为稳压压、稳频且为为纯正弦波的的高质量电压压。在公共电网正正常供电情况况下，蓄电池池组7通过整整流器8将电电网的交流电电整成直流电电而得到充电电。当公共电网停停电时，保护护装置使电子子开关（符号号QV）6动动作，其触点点QV1-2闭合，使蓄蓄电池组7对对逆变器3的的回路放电，，从而使其交交流输出端可可不间断地对对重要负荷供供电。与此同同时，电子开开关触点QV3-4断开开。在公共电电网恢复供电电时，保护装装置又使电子子开关6的触触点切换，QV1-2断断开，切断蓄蓄电池组放电电回路，而QV3-4闭闭合，接通电电网的供电回回路。稳频稳压式不不停电电源的工作原理电电路简图如图图1-11所所示。图1-11稳稳频稳压压式不停电电电源的工作原原理电路简图图1-整流器2-直流流滤波器3-逆变器器4-级级联变压器5-交流流滤波器6-电子子开关7-蓄电池组组8-整整流器～～～公共电网重要负荷uQV34125678蓄电池QVu34121.2.4工工厂供配电电系统工厂供配电系系统从电力系统送送来的中、高高压电能在企企业内部进行行变压和分配配到各用电设设备。构成：工厂总降压变变电所、高压压配电线路、、车间变电站站、低压配电电线路、用电电设备等。工厂的规模不不同，供配电电系统也不同同。可按大中中型工厂和中中小型工厂分分。如图所示示。1.2.4.1中小小型工厂供配配电系统特点：10kV电源源进线设配电所（供10kV设备）设车间变电所所（供低压设备备）（规模小、中中压设备数量量少、主要是是低压设备））图1-1中中型工厂供供电系统简图图图1-1所示示高压配电所所有四条高压压配电线，供供电给三个车车间变电所。。其中1号车车间变电所和和3号车间变变电所都只装装有一台配电电变压器，而而2号车间变变电所装有两两台，并分别别由两段母线线供电，其低低压侧又采取取单母线分段段制，因此对对重要的低压压用电设备可可由两段母线线交叉供电。。各车间变电电所的低压侧侧，设有低压压联络线相互互连接，以提提高供电系统统运行的可靠靠性和灵活性性。此外，该该高压配电所所还有一条高高压配电线，，直接供电给给一组高压电电动机；另有有一条高压配配电线，直接接与一组并联联电容器相连连。3号车间间变电所低压压母线上也连连接有一组并并联电容器。。这些并联电电容器都是用用来补偿无功功功率以提高高功率因数用用的。图1-2图图1-1所所示工厂供电电系统的平面面布线示意图图1.2.4.2大中中型工厂供配配电系统特点：35~110kV电源进进线设总降压站（供10kV设备）设车间变电所所（供低压设备备）（规模大、设设备数量多、、容量大、有有中压设备。。）图1-3具具有总降压压变电所的工工厂供电系统统简图35kV进线线的工厂，只只经一次降压压，即35kV线路直接接引入靠近负负荷中心的车车间变电所，，经车间变电电所的配电变变压器直接降降为低压用电电设备所需的的电压，如图图1-4所示示。这种供电电方式，称为为高压深入负荷荷中心的直配配方式。这种直配方式式，可以省去去一级中间变变压，从而简简化了供电系系统接线，节节约了投资和和有色金属，，降低了电能能损耗和电压压损耗，提高高了供电质量量。然而这要要根据厂区的的环境条件是是否满足35kV架空线线路深入负荷荷中心的“安安全走廊”要要求而定，否否则不能采用用，以确保供供电安全。

图1-4高压深入负荷中心的工厂供电系统简图

高压深深入负负荷中中心对于小小型工工厂，，由于于其容容量一一般不不大于于1000kVA或或稍多多，因因此通通常只只设一一个降降压变变电所所，将将6～～10kV降为为低压压用电电设备备所需需的电电压，，如图图1-5所所示。。图1-5只只设一一个降降压变变电所所的小小型工工厂供供电系系统简简图a)装装有有一台台变压压器b））装有有两台台主变变压器器如果工工厂所所需容容量不不大于于160kVA时，，一般般采用用低压压电源源进线线，直直接由由公共共低压压电网网供电电。因因此工工厂只只需设设一个个低压压配电电间，，如图图1-6所所示。。图1-6低低压进进线的的小型型工厂厂供电电系统统简图图结论：：配电所所的任务务是接接受电电能和和分配配电能能，不不改变变电压压；变电所所的任务务是接接受电电能、、变换换电压压和分分配电电能。。供电电系统统中的的母线线（busbar）），又又称汇流排排，其任任务是是汇集集和分分配电电能。。工厂供供电系系统，是指指从电电源线线路进进厂起起到高高低压压用电电设备备进线线端止止的整整个电电路系系统，，包括括工厂厂内的的变配配电所所和所所有的的高低低压供供配电电线路路。1.3电电力系系统的的电压压与电电能质质量1.3.1概概念念额定电电压是用电电设备备（电电动机机、白白炽灯灯等））、发发电机机和变变压器器正常常工作作时具具有最最好技技术经经济指指标的的电压压。电网额额定电电压发电机机额定定电压压变压器器额定定电压压用电设设备额额定电电压远距离离近距离离考虑到到线路路在输输送负负荷电电流时时必然然产生生电压压损失失，为为了补补偿电电网上上的电电压损损失。其原因因是变变压器器的二二次额额定电电压是是指空空载电电压而而言，，变压压器绕绕组的的电压压损失失约为为电网网额定定电压压的5%，再再高5%左左右，，补偿偿电网网上的的电压压损失失。1、电电网（（线路路）额额定电电压UN低压380V,660V高压（（3），，6，，10，35，，（66）），110，220，（（330）），500kV2、用用电设设备的的额定定电压压，规规定等等于同同级电电网的的额定定电压压

表1-1我国三相交流电网和电力设备的额定电压825750—750550500—500363330—330242220—220121110—11072.566—6638.535—35__13.8,15.75,1820,22,24,2613.8,15.75,1820,22,24,26__10.5,1110,10.510.5106.3,6.66,6.36.363.15,3.33,3.153.153高压0.690.660.690.660.400.380.400.38低压二次绕组一次绕组电力变压器额定电压/kV发电机额定电压/kV电网和用电设备额定电压/kV分类100010001100高压设设备：：按GB/T11022-1999《《高压压开关关设备备和控控制设设备标标准的的共同同技术术要求求》规规定，，高压开开关设设备和和控制制设备备的额额定电电压按其允允许的的最高高工作作电压压来标标注，，即其其额定电电压不不得小小于它它所在在系统统可能能出现现的最最高电电压，如表表1-2所所示。。我国国现在在生产产的高高压设设备大大多已已按此此新规规定标标注。。表1-2系系统的的额定定电压压、最最高电电压和和部分分高压压设备备的额额定电电压(单位：：kV）3.56.91240.5—6.911.540.53.67.21240.53.56.911.540.5361035熔断器额定电压穿墙套管额定电压高压开关、互感器及支柱绝缘子的额定电压系统最高电压系统额定电压3、发发电机机的额额定电电压：：UN·GG=1.05UN电力线线路允允许的的电压压偏差差一般般为±±5%，即即整个个线路路允许许有10%的的电压压损耗耗，因因此为为了维维持线线路的的平均均电压压在额额定电电压值值，线线路首首端(电源源端)的电电压应应较线线路额额定电电压高高5%，而而线路路末端端电压压则较较线路路额定定电压压低5%，，如图图1-12所示示。所所以发发电机机额定定电压压按规规定应应高于同同级电电网（（线路路）额额定电电压5%。。图1-12用用电设设备和和发电电机额额定电电压说说明a)集集中负负荷b)均均匀匀分布布负荷荷4、电电力变变压器器的额额定电电压（1））升压压变压压器：：U1N=UN·G·GG=1.05UN；U2N=1.1UN（2））降压压变压压器：：U1N=UN（一次次侧））U2N=1.05UN10kV及及以下下，线线路较较短时时1.1UN35kV及及以以上上，，线线路路较较长长时时图1-13电电力力变变压压器器的的额额定定电电压压说说明明例题题已知知图图示示系系统统中中线线路路的的额额定定电电压压，，试试求求发发电电机机和和变变压压器器的的额额定定电电压压。。解：：1T的的额额定定电电压压为为6.3/121kV2T的的额额定定电电压压为为110/10.5kVG发电电机机2WL110kV2TG1WL6KV1T10kv1.3.2电电压压偏偏差差与与电电压压调调整整1））电电压压偏偏差差(Voltagedeviation)：：加在在设设备备上上实实际际电电压压与与额额定定值值的的偏偏差差百百分分数数偏差差对对设设备备的的影影响响有较较大大的的冲冲击击，，减减少少寿寿命命影响响生生产产效效率率和和产产品品质质量量允许许的的电电压压偏偏差差GB50052－－1995《《供供配配电电系系统统设设计计规规范范》》规规定定，，在在系系统统正正常常运运行行情情况况下下，，用用电电设设备备端端子子处处的的电电压压偏偏差差允允许许值值(以以额额定定电电压压的的百百分分数数表表示示)宜宜符符合合下下列列要要求求：：(1)电电动动机机为为±±5%；；(2)电电气气照照明明：：在在一一般般工工作作场场所所为为±±5%；；对对于于远远离离变变电电所所的的小小面面积积一一般般工工作作场场所所，，难难以以满满足足上上述述要要求求时时，，可可为为＋＋5%～～10%；；应应急急照照明明、、道道路路照照明明和和警警卫卫照照明明等等，，为为＋＋5%～～10%。。(3)其其他他用用电电设设备备，，当当无无特特殊殊规规定定时时为为±±5%。。2））电压压调调整整的的措措施施选择择合合适适的的线线缆缆截截面面，，以以减减小小电电压压损损失失；；采用用无无功功功功率率补补偿偿装装置置，，提提高高功功率率因因数数，，减减小小电电压压损损失失；；改变变系系统统运运行行方方式式，，如如并并联联运运行行；；若若轻轻载载，，可可切切除除一一台台变变压压器器等等调整整变变压压器器一一次次接接线线，，来来调调电电压压图1-14电电力力变变压压器器的的分分接接开开关关a)分分接接开开关关接接线线b)分分接接开开关关结结构构1-帽帽2-密密封封垫垫圈圈3-操操动动螺螺母母4-定定位位钉钉5-绝绝缘缘盘盘6-静静触触头头7-动动触触头头1.3.3电电压压波波动动及及其其抑抑制制电压压波波动动电网网电电压压剧剧烈烈变变化化时时最最高高电电压压与与最最低低电电压压之之差差的的百百分分比比电压压波波动动的的危危害害影响响电电机机起起动动上下下波波动动会会造造成成同同步步电电机机转转子子振振动动；；照照明明灯灯光光的的闪闪烁烁。。原因因：：冲冲击击性性负负荷荷的的频频繁繁接接入入电压压波波动动抑制制措措施施对冲冲击击性性负负荷荷用用专专用用的的变变压压器器、、专专线线供供电电；；增大大供供电电系系统统容容量量，，减减少少系系统统阻阻抗抗；；减少少或或切切除除引引起起电电压压波波动动的的负负荷荷；；加静静止止型型的的无无功功补补偿偿装装置置能能减减小小无无功功冲冲击击；；对大大容容量量电电弧弧炉炉的的炉炉用用变变压压器器，，宜宜由由短短路路容容量较较大大的的电电网网供供电电，，一一般般选选用用更更高高等等级级的的电电压供供电电。。电网网谐谐波波的的含含义义谐波波（harmonic））：：是是指指对对周周期期性性非非正正弦弦交交流流量量进进行行傅傅里里叶叶级级数数分分解解所所得得到到的的大于基波波频率整整数倍的的各次分分量。基波：是指其频频率与工工频（50Hz）相同同的分量量。谐波源：：向公用电电网注入入谐波电电流或在在公用电电网中产产生谐波波电压的的电气设设备。1.3.4电网网谐波的的抑制原因：电力系统统中存在在各种非非线性元元件感应电动动机、电电焊机、、变压器器和感应应电炉、、大型晶晶闸管变变流设备备和大型型电弧炉炉等冲击击型设备备，使电电网上存存在谐波波。影响：谐波使变变压器、、电机、、互感器器等损耗耗增大，，发热增增加，寿寿命缩短短。造成成继电器器误动和和互感器器计量不不准。措施：变压器采采用Yd，Dy联接，，可消除除3次及及3的倍倍数次波波增加整流流变压器器二次侧侧的相数数整整流变压压器二次次侧的相相数越多多，整流流波形的的脉波数数越多，，其次数数低的谐谐波被消消除的也也越多。。装分流滤滤波器，，吸收高高次谐波波。图1-15装装设分分流滤波波器吸收收高次谐谐波三相电压压或电流流不平衡衡：在三相供供电系统统中，三三相的电电压或电电流幅值或有有效值不不等，或者三三相的电电压或电电流相位差不不为120°时时。对于理想想的电力力系统，，由于三三相对称称，因此此负序和和零序分分量的数数值都为为零（这这就是我我们常说说正常状状态下只只有正序序分量的的原因））。当系系统出现现故障时时，三相相变得不不对称了了，这时时就能分分解出有有幅值的的负序和和零序分分量。1.3.5三相相不平衡衡及其改改善正序：A相领领先B相相120度，B相领先先C相120度度，C相相领先A相120度。。负序：A相落落后B相相120度，B相落后后C相120度度，C相相落后A相120度。。零序：ABC三三相相位位相同，，哪一相相也不领领先，也也不落后后。三相短路路故障和和正常运运行时，，系统里里面是正正序。单单相接地地故障时时候，系系统有正正序负序序和零序序分量。。两相短短路故障障时候，，系统有有正序和和负序分分量。两两相短路路接地故故障时，，系统有有正序负负序和零零序分量量。电压不平平衡度：：原因：单相负荷荷在三相相电网分分配不均均影响：增加变压压器、电电机损耗耗，发热热增加，，寿命缩缩短改善措施施：单相设备备尽量均均衡分配配，各相相负荷差差不超过过15%使不平衡衡负荷分分散连接接加可调的的平衡化化设备将不平衡衡负荷接接入更高高电压的的电网负序电压压方均根根值U2与正序电电压方均均根U1值百分比比GB/T15543-1995《电电能质量量·三相相电压允允许不平平衡度度》》规定：：(1)正正常允允许2%，电压压不平衡衡度短时时不超过过4%；；(2)接接于公公共连接接点的每每个用户户电压不不平衡度度一般不得超超过1.3%。。1.3.6工厂厂供配电电电压的的选择2.工厂厂配电电电压的选选择工厂供电电的电压压，主要要取决于于当地电电网的供供电电压压等级，，同时也也要考虑虑工厂用用电设备备的电压压、容量量和供电电距离等等因素。。1.工厂厂供电电电压的选选择工厂的低低压配电电电压，，除因安安全所规规定的特特殊电压压外，一一般采用用380/220V。。常用各级级电压的的经济输输送容量量与输送送距离2.工厂厂高压配配电电压压的选择择1)6kV与10kV比较，，变压器器、开关关设备投投资差不不多，传传输相同同功率情情况下，，10kV线路路可以减减少投资资，节约约有色金金属，减减少线路路电能损损耗和电电压损耗耗，更适适应发展展，所以以工厂内内一般选选用10kV作作为高压压配电电电压。2)如果果工厂供供电电源源的电压压就是6kV，，或工厂厂使用的的6kV电动机机多而且且分散，，可以采采用6kV的配配电电压压。3kV的电电压等级级太低，，作为配配电电压压不经济济。主要取决决于工厂厂高压用用电设备备的电压压和容量量、数量量等因素素,工厂的高高压配电电压压一般选用6～～10kV。3.工厂厂低压配配电电压压的选择择工厂的低低压配电电电压，，除因安安全所规规定的特特殊电压压外，一一般采用380/220V。1)380V为为三相配配电电压压，供电电给三相相用电设设备及380V单相用用电设备备。2)220V作作为单相相配电电电压，供供电给一一般照明明灯具及及220V单相相用电设设备。3)对矿矿山及化化工等部部门，因因其负荷荷中心离离变电所所较远，，为了减减少线路路电压损损耗和电电能损耗耗，提高高负荷端端的电压压水平，，也有采采用660V配配电电压压的。1.4电电力系统统中性点点运行方方式及及低低压配电电系统的的接地形形式1.4.1概念念电力系统统中性点点：供电电源源的发电电机或变变压器三三相绕组组接成星星形的中中点。中性点运运行方式式：系统中中性点与与地的连连接方式式。中性点不不接地中性点经经消弧线线圈接地地中性点直直接接地地小电流接地系统统大电流接地系统统中性点的的运行方方式主要要选择1)110kV以以上高压压系统，，为降低低设备绝绝缘要求求，多采采用中性性点直接接接地运运行方式式；2)6～35kV中压系系统中，，为提高高供电可可靠性，，首选中中性点不不接地运运行方式式。3)当当接地地电流不不满足要要求时，，可采用用中性点点经消弧弧线圈或或电阻接接地的运运行方式式。常用的中中性点运运行方式式1.4.2中中性点不不接地系系统电网对地地存在分分布电容容C，若若三相对对称电网正常常时流入分布布电容的的电流对对称中性点与与地电位位相同，，地中无无电流流流过图1-16正正常常运行时时的中性性点不接接地的电电力系统统a)电电路图b)相量量图正常运行行三相线电电压对称称；三三相相电电压对称称；三三相对地地电容电电流对称称,三个个相的电电容电流流的相量量和为零零，地中没有有电流流流过。各相的的对地电电压，就就是各相相的相电电压。单相接地：：C相接地地接地相对地地电压为零零；非接接地相对地地电压上升升为线电压压；三相相线电压仍仍对称；；接地相对对地电容电电流为零；；非接地地相对地电电容电流增增大倍倍；接接地电流为为正常电容容电流的3倍1.4.2中性点点不接地系系统C相单相接接地时三相相负载不对对称电电流见图图C相电位为为零非故障相电压升高中性点与地地之间存在电电位差线电压不变变设备可继续运运行接地电流为为1.4.2中性点点不接地系系统单相接地后后特点：故障相电位位为零非故障相相相电压升高高为线电压压—电网按按线电压设设计中性点与地地之间存在在电位差----零零序电压线电压不变变设备可继继续运行2小时接地电流为为3倍零序序电流，较较小，电流流保护不动动作我国6-35kV中中压采用10kV单单相接地电电流应小于于30A35kV单单相接地电电流应小于于10A1.4.3中性点经经消弧线圈圈接地当10kV单相接地电电流应大于于30A，35kV单相接地电电流应大于于10A，发生单相相接地时会会产生间歇歇电弧，造造成过电压压，因此要要采用中性性点经消弧弧线圈接地地。接地电流用电感电流流补偿电容容电流，可可减少接地地电流图1-18中性性点经消弧弧线圈接地地的电力系系统发生单单相接地时时a)电路路图b)相量量图1.4.3中性点经经消弧线圈圈接地补偿方式欠补偿完全补偿过补偿易谐振，不不采用产生谐振过过电压,不不用采用1.4.4中性点直直接接地特点接地电流很很大，可使使保护动作作非故障相相相电压不变变，可按相相电压设计计，电网造造价低人触电很危危险110kV以上电网网和低压电电网采用，，降低设备备的绝缘。。图1-19中性性点直接接接地的电力力系统在发发生单相接接地时中性线(N线)：用来接额定定电压为相相电压的单单相用电设设备；用来传导三三相系统中中的不平衡衡电流和单单相电流；；减小负荷中中性点的电电位偏移。。保护线(PE线)：：为保障人身身安全、防防止发生触触电事故用用的接地线线。保护中性线线(PEN线)：兼兼有中性线线(N线)和保护线线(PE线线)的功能能。我国通称这这种保护中中性线为““零线”，，俗称“地地线”。1.4.5低压配配电系统的的中性点的的各线功能能低压配电系系统的接地地形式（（国际电工工委员会规规定）低压配电系统的接地形式TT系统TN系统IT系统TN-C系统TN-S系统TN-C-S系统保护接地与与保护接零零主要采用用IT系系统法、TT系系统法、TN系系统法。TN系系统法又分分TN-C系统法、、TN-C-S系系统法、、TN-S系统统法。第一个字母母表示电源部分的，第二个个字母表示示用电设备部分的。I：表示不不接地或经经阻抗接地地T：表示接接地N：表示零零线C：表示设设备的外壳壳与电源系系统接地的的中性点公公用一根零零线S：表示是是在电源中中性点接地地系统中，，从接地体体敷设专用用的回路与与设备的外外壳连接。。低压配电系系统的中性性点运行方方式按保护接地地形式分为为：TT系统：：系统中性点点直接接地地，所有设设备的外露露可导电部部分均各自自经PE线线单独接地地。IT系统：：所有设备的的外露可导导电部分也也都各自经经PE线单单独接地，，但其电电源中性点点不接地或或经1000Ω阻抗抗接地，且且通常不引引出中性线线。TN系统：：系统中性点点直接接地地，所有设设备的外露露可导电部部分均接公公共保护线线(PE线线)或公共共的保护中中性线(PEN线TN系统示示意图TN-C系系统：中性线N与与保护线PE是合在在一起的，，电气设备备不带电金金属部分与与之相连，，适用于三三相负荷比比较平衡且且单相负荷荷不大的场场所，在工工厂低压设设备接地保保护中使用用相当普遍遍。TN-C-S系统：：该系统是TN-C和和TN-S系统的综综合，电气气设备大部部分采用TN-C系系统接线，，在设备有有特殊要求求场合局部部采用专设设保护线接接成TN-S形式TN-S系系统：中性线N与与保护线PE分开，，电气设备备的金属外外壳接在保保护线PE上，适用用于环境条条件较差、、安全可靠靠要求较高高以及设备备对电磁干干扰要求较较严的场所所。TT系统示示意图针对大电流流接地系统统的保护接接地。配电电系统的中中性线N引引出，但电电气设备的的不带电金金属部分经经各自的接接地装置直直接接地，，与系统接接线不发生生关系。发发生绝缘损损坏的故障障时其保护护方式与IT系统相相似。IT系统示示意图IT系统是是对电源小小电流接地地系统的保保护接地方方式，电气气设备的不不带电金属属部分直接接经接地体体接地。当当电气设备备因故障金金属外壳带带电时，接接地电容电电流分别经经接地体和和人体两条条支路通过过，只要接接地装置的的接地电阻阻在一定范范围内，就就会使流经经人体的电电流被限制制在安全范范围。1.5工工厂供电设设计的主要要内容1.5.1一般设计计原则遵循国家标标准、设计计规范要求求GB50052-95《供配配电系统设设计规范》》GB50053-94《10kV及以以下变电所所设计规范范》GB50054-95《低压压配电设计计规范》安全可靠、、先进合理理、经济近期为主、、考虑发展展节约能源、、节约有色色金属1.5.2工厂供供电设计的的主要内容容工厂供电设设计包括变配电所设设计---供配电系系统、变压压器、开关关设备配电线路设设计—线缆缆的选择电气照明设设计---光源、灯灯具线缆选选择及布置置工厂供电设设计一般分分为两个阶阶段扩大初步设设计阶段施工设计阶阶段。设计前需要要收集的原原始资料工厂总平面面图、各车间土土建平、剖剖面图；生产工艺、、全厂所有有用电设备性性质、容量量、台数、、平面布置置等有关技技术数据；；全厂的年产产量或年产产值及年最最大负荷利利用小时；；向供电部门门了解：电源系统电电抗、对功功率因数要要求继电保护方方式，电流流保护动作作时间电能计量方方式，电费费收取方式式向气象、地地质部门了了解年、月、日日平均最高高温度、主主导风向、、年雷暴日日数土壤温度、、土壤电阻阻、冻土层层深度地震烈度、、最高洪水水水位扩大初步设设计的主要要内容一））（1）按照照工艺、公公用设计所所提供的资资料，计算算车间及全全厂的计算算负荷；（2）根据据车间环境境及计算负负荷数字，，选择车间间变电所位位置及变压压器容量、、数量；（3）根据据负荷等级级，全厂计计算负荷，，选定供电电电源、电电压等级及及供电方式式；（4）确定定提高功率率因数的补补偿措施；；（5）选择择总降压变变电所（配配电所）位位置、变压压器台数及及容量；扩大初步设设计的主要要内容二））（6）确定定总降压变变电所（配配电所）接接线图和厂厂区内的高高压配电方方案；（7）选择择高压电气气设备及配配电网路载载流导体的的截面，必必要时，并并需进行短短路条件下下动稳定及及热稳定的的校验；（8）选择择继电保护护及供电系系统的自动动化方式，，进行参数数的整定计计算；（9）提出出变电所和和工厂建筑筑物的防雷雷措施、接接地方式及及接地电阻阻的设计计计算；（10）选选