工厂供电 概论

第一章绪论第一节工厂供电的概念、要求及课程任务工厂供电是指工厂用电设备所需电能的供应和分配，亦称工厂配电基本要求：⑴.安全——在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。⑵.可靠——应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。⑶.优质——应满足电能用户对电压和频率等的质量要求。⑷.经济——供电系统的投资要省，运行费用要低，并尽可能地节约电能和有色金属消耗量05:40:17第二节工厂供电系统的有关知识一、发电厂和电简介力系统1、发电厂：将一次能源转换成电能。有火力、风力、水力、核能等

燃烧煤、石油、天然气发电的火力发电厂；利用水能发电的水力发电厂；利用核能发电的核动力电厂（又称核电厂）。我国目前火力发电设备容量占的比重最大，超过70％，水电设备容量约占20％，核能发电设备容量则不足10％。另外还有太阳能发电厂、风力发电厂、潮汐发电厂和地热发电厂等。05:40:17坝式水电厂

坝式水电厂是用拦河筑坝方式建成水库以维持高水位。坝式水电厂又可分成坝后式和河床式两种型式。

坝后式单独筑坝，坝身高，水位也高，厂房建在坝后，不承受水压，所示。如三门峡、刘家峡、白山、丹江口等水电厂均属此类。

河床式水电厂适用于河床平缓地区，由于落差小，将厂房和坝建在一起，构成拦河建筑物的一个组成部分，厂房承受水的压力，适用于水头小于50m的水电厂。葛洲坝水电厂、西津电厂属于这一类05:40:1705:40:17坝后式水电厂示意图05:40:17河床式水电厂结构示意图05:40:17火力发电厂(以后简称火电厂)分为燃烧煤、燃烧石油和天然气的电厂；火电厂又可以分为凝汽式火电厂和热电厂．凝汽式火电厂是单一生产电能的火电厂。而热电厂既生产电能，又向用户提供热能。热电厂由于供热距离不能很远，一般建在邻近热负荷的地区，容量也不大。凝汽式电厂则可建在燃料产地，电厂容量也可以是很大的。05:40:17火力发电05:40:17风力发电05:40:17核电厂也称为核电站，是利用原子核裂变时产生的核能转变为电能，即原子反应堆中核燃料（如铀等）裂变放出热能产生蒸汽（代替火电厂中的锅炉），驱动汽轮机，带动发电机旋转发电。核电厂根据核反应堆的类型可分为压水堆式、沸水堆式、气冷堆式、重水堆式等。05:40:17核电站14:24:2914:24:292、电力系系统——发发电厂厂、变变电所所、电电力线线路和和电能能用户户组成成的一一个整整体。。电力力系统统示意意图如如下动力系系统=电力系系统+发电电厂的的动力力部分分+发发电厂厂的热热能部部分+热用用户14:24:2914:24:29二、、工工厂厂供供电电系系统统概概况况供配配电电系系统统－－－由由总总降降变变电电所所、、高高压压配配电电所所、、配配电电线线路路、、车车间间变变电电所所和和用用电电设设备备组组成成14:24:29电源源进进线线35KV及以以上上,经经过过两两次次降降压压，，也也就就是是经经总总降降压压变变电电所所，，将将35kV及以以上上电电压压降降为为6～～10KV的电电压压，，然然后后车车间间变变电电所所降降为为一一般般低低压压用用电电设设备备所所需需的的电电压压。。14:24:29第三三节节电电力力系系统统的的电电压压电力系统统中的所所有设备备，都是是在一定定的电压压和频率率下工作作的。*电压和和频率是是衡量电电能质量量的两个个基本参参数。一般交流流电力设设备的额额定频率率为50Hz，工频的额额定偏差差一般不不得超过过0.5Hz。频率的调调整主要要依靠发发电厂来来调节发发电机的的转速。。*对于工工厂供电电系统来来说，提提高电能能质量主主要是提高电压压的质量量。*电压偏偏差是指指电气设设备的端端电压与与额定电电压之差差，通常常以额定定电压的的百分值值来表示示。*电压波动动是指电电网电压压有效值值的快速速变动。一、电力力网和电电气设备备的额定定电压14:24:291.电网网的额定定电压相相同14:24:292.用电电设备的的额定电电压规定定:与供电电电网的额额定电压压相同3.发电电机的额额定电压压一般比同级电电网的额额定电压压高出5%，用于补补偿线路路上的电电压损失失。4.电力力变压器器的额定定电压（1）.变压器器一次绕绕组的额额定电压压

分两两种情况况：①当变变压器直直接与发发电机相相连时，，高于电电网额定定电压5%②当变变压器直直接与线线路相连连时，与与供电线线路电压压相同。。（2）电电力变压压器二次次绕组的的额定电电压分两种情情况：①变压压器二次次侧供电电线路较较长，高高于供电电线路额额定电压压10%。②变压压器二次次侧供电电线路较较短，或或低压线线路时，，高于供供电电网网额定电电压5%。14:24:2914:24:29二、供电质量量对用户的影影响电力系统电压压高低的划分分,因着眼点点不同而有不不同的划分方方法.1.根据《电电业安全工作作规程》规定定：低压——指设设备对地电压压在250V及以下者；；高压——指设设备对地电压压在250V以上者。以上划分是从从人身安全方方面着眼的。。2.根据我我国的一些设计、制造和和安装规程通常是以以1000V为界限来划划分电压高低低压。一般规定：低压——指额额定电压在1000V（（或1200V）以下者者高压——指额额定电压在1000V（（或1200V）以上者者。（一）电压偏偏差的有关概概念电压偏差的含含义：电压偏差是指指给定瞬间设设备的端电压U与与设备额定电电压UN之之差对额定电电压UN的的百分比，即：14:24:30三、工厂供供电电压的的选择主要取决于于当地电网的的供电电压压等级，同时要考虑虑工厂用电设备的电电压、容量量和供电距距离等因素。在同一输输输送功率和和输送距离离条件下，，供电电压压越高，线线路电流越越小，使线线路导线或或电缆截面面越小，可可减少线路路的初投资资和有色金金属消耗量量。14:24:30750500330

2201106635——10630.660.38电网和用电设备额定电压/kV825(800)750——550500——363330——242220——121110——72.566——38.535————13.8,15.75,18,20,22,24,2613.8,15.75,18,20,22,24,2610.5及1110及10.510.56.3及6.66及6.36.33.15及3.33及3.153.15高压0.690.660.690.400.380.40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分类表1-1我国三相交流电网和电力设备的额定电压（据GB156-2003）14:24:30低压：单相220V三相380V高压：有10KV、35（（66）KV、110KV、、220KV。除发电厂直直配电压可可采用3KV或6KV外，其他等等级的电压压应逐步过过渡到上述述额定电压压。如果用用户需要的的电压等级级不在上列列范围时，，应自行采采用变压措措施解决。。用户需要的的电压等级级在110KV及以上时，，其受电装装置应作为为终端变电电所设计，，其方案需需经省电网网经营企业业审批。14:24:30第四四节节电电力力系系统统的的中性性点点运运行行方方式式在三三相相交交流流电电力力系系统统中中，，作作为为供供电电电电源源的的发发电电机机和和变变压压器器的的中中性性点点有有三三种种运运行行方方式式：：中性性点点直直接接接接地地————中性性点点不不接接地地中性性点点经经消消弧弧线线圈圈接接地地大电电流流接接地地系系统统小电电流流接接地地系系统统14:24:30（一一））中中性性点点不不接接地地方方式式单相相接接地地电电流流经经验验公公式式：：14:24:3014:24:30（二））中性性点经经消弧弧线圈圈接地地正常运运行：：三相相电压压、电电流对对称消弧线线圈单相接接地：：另两两相对对地电电压升升高为为原来来的根根号3倍，，减小了了接地地电流流。在单相相接地地电容容电流流大于于一定定值的的电力力系统统中，，电源中中性点点必须须采取取经消弧弧线圈圈接地地的运运行方方式。。14:24:30消弧线线圈对对电容容电流流的补补偿有有三种种方式式：（1））全补补偿；；（2））欠补补偿；；（3））过补补偿。。Why?在电力力系统统中一一般不不采用用完全全补偿偿的方方式，，而采采用过过补偿偿运行行方式式14:24:30（三））中性性点直直接接接地或或低阻阻接地地的电电力系系统正常运运行：：三相相电压压、电电流对对称单相接接地：：另外外两相相对地地电压压不变变，单单相接接地后后即通通过接接地中中性点点形成成单相相短路路。单相短短路电电流比比线路路的正正常负负荷电电流大大得多多，因此，，系统统发生生单相相短路路时保保护装装置应应动作作于跳跳闸，，切除短短路故故障。。14:24:30二、低压配配电系统的的接地型式式我国220/380V低压配配电系统，，广泛采用用中性点直直接接地的的运行方式式，而且引引出有中性性线（N）），保护线线（PE））或保护中中性线（PEN）。。中性线（N）的功能能：一是用来来接用额定定电压为系系统相电压压的单相用用电设备；；二是用来来传导三相相系统中的的不平衡电电流和单相相电流；三三是减小负负荷中性点点的电位偏偏移。保护线（PE）的功功能：用来保保障人身安安全、防止止发生触电电事故用的的接地线。。保护中性线线（PEN）的功能能：兼有中性性线和保护护线的功能能，这种保保护中性线线在我国通通常叫“零零线”，俗俗称“地线线”。低压配电系系统按接地地型式，分分TN系统统、TT系系统和IT系统。14:24:30TN—C系系统（一）TN系统其中：N线线与保护线线PE线合合并为一根根PEN线线。14:24:30设备的外外露可导导线部分分接PE线，由由于PE线中无无电流通通过，因因此设备备之间不不会产生生电磁干干扰。2.TN——S系统统其中：N线和保保护线全全部分开开。14:24:30(二)TT系统TT系统中中性点直接接接地,而而其中设备备的外露可可导电部分分均经PE线单独独接地.根据<住宅宅设计规范范>规定:住宅供电电系统,应应采用TT、TN系系统接地方方式。14:24:30（三三））IT系系统统IT系系统统的的中性性点点不不接接地地，，或或经经高高阻阻抗抗（（100欧欧））接接地地。该该系系统统没没有有N线线,因因此此不不适适合合接接额额定定电电压压为为系系统统相相电电压压的的设设备备,只只能能接接额额定定电电压压为为系系统统线线电电压压的的设设备备。。由于于IT系系统统中中性性点点不不接接地地,设设备备外外壳壳单单独独接接地地,因因此此当当系系统统发发生生单单相相接接地地故故障障时时,三三相相用用电电设设备备及及接接线线电电压压的的单单相相设设备备仍仍能能继继续续运运行行.但但应应发发出出报报警警信信号号，，以以便便及及时时处处理理。。IT系系统统主主要要用用于于对对连连续续供供电电要要求求较较高高及及有有易易燃燃、、易易爆爆危危险险场场所所，，特特别别是是矿矿山山、、井井下下等等场场所所的的供供电电。14:24:30第五五节节供供电电工工程程设设计计与与施施工工一一般般知知识识工厂厂供供电电工工程程设设计计与与施施工工是是整整个个工工厂厂设设计计与与施施工工的的重重要要组组成成部部分分。。工工厂厂供供电电工工程程设设计计与与施施工工的的质质量量直直接接影影响响到到工工厂厂的的生生产产及及其其发发展展。。这这里里概概略略介介绍绍工工厂厂供供电电工工程程设设计计与与施施工工的的一一般般原原则则、、内内容容及及其其程程序序与与要要求求。。一.供电工工程设计与施施工的一般原原则供电工程（包包括其新建和和改造）的设设计与施工必必须遵循以下下原则：(1).用用户（包括工工厂）供电工工程的新建或或改造，应符符合当地电网网建设与改造造的总体规划划。(2).用用户供电工程程的设计、施施工、试验与与运行，均应应符合国家的的有关标准规规范。(3).用用户供电工程程的设计施工工文件，均应应一式两份，送交当地供供电企业审核核。(4).用用户供电工程程在施工期间间，应接受当当地供电企业业根据审核同同意的设计和和有关施工标标准进行的检检查。14:24:30(5).用用户供电工程程施工、试验验完工后，应应向当地供电电企业提供工工程竣工报告告，并由供电电企业及时组组织检验。检检验不合格的的，供电企业业应以书面形形式一次性通通知用户改正正。只有供电电企业检验合合格后，供电电企业才对其其装表接电。。供电工程新新建或改造的的设计还必须须遵循以下设设计原则：(1).遵遵守规程，执执行政策必必须遵守国国家的有关规规程和标准，，执行国家的的有关方针政政策，包括节节约能源、保保护环境等技技术经济政策策。(2).安安全可靠，先先进合理应应做到保障障人身和设备备的安全，供供电可靠，电电能质量合格格，技术先进进和经济合理理。应采用高高效低耗和性性能先进的电电气产品。(3).近近期为主，考考虑发展应应根据工程程特点、规模模和发展规划划，正确处理理近期建设与与远期发展的的关系，做到到远、近期结结合，以近期期为主，适当当考虑扩建的的可能性。(4).全全局出发，统统筹兼顾必必须从全局局出发，统筹筹兼顾，按照照负荷性质、、用电容量、、工程特点和和地区供电条条件等，合理理确定设计方方案。14:24:30

二.供电工程设计的内容供电工程设计包括变（配）电所设计、配电线路设计和电气照明设计等。(一).变配电所设计无论总降压变电所或车间变电所，设计的内容都基本相同。而高压配电所设计，则除了没有主变压器选择和变压器室设计外，其余的设计内容也与变电所设计基本相同。变配电所的设计内容包括：变配电所负荷计算和无功功率补偿，变配电所所址选择，变电所主变压器台数和容量、型式的确定，变配电所主接线方案的选择，进出线的选择，短路计算及开关设备的选择，二次回路方案的确定及继电保护的选择与整定，防雷保护及接地和接零的设计，变配电所电气照明的设计等。14:24:30(二).配配电电线路路设计计厂区配配电线线路设设计，，包括括厂区区高压压供配配电线线路设设计和和车间间外部部低压压配电电线路路设计计。其其设计计内容容包括括：配电线线路路路径及线路结结构型型式的确定定，负负荷的的计算算，导线电电缆及配电设设备和保护设设备的选择择，架架空线线路杆杆位的的确定定及电杆与绝缘子子、金金具的选择择，防雷保保护与接地和和接零零的设计计，需需编制制设计计说明明书、、设备备材料料清单单及工工程概概算，，绘制制厂区区配电电线路路系统统图和和平面面图、、电杆杆总装装图及及其他他施工工图纸纸。车间配配电线线路设设计，，包括括车间间配电电线路路布线线方案案的确确定、、负荷荷的计计算、、线路路导线线及配配电设设备和和保护护设备备的选选择，，线路路敷设设设计计等。。最后后也需需要编编制设设计说说明书书、设设备材材料清清单及及工程程概（（预））算，，绘制制车间间配电电线路路系统统图、、平面面图及及其他他施工工图纸纸。(三).电电气气照明明设计计工厂电电气照照明设设计，，包括括厂区室室外照照明设计和和车间（（建筑筑）内内照明明设计。。内容容均应应包括括：照照明光光源和和灯具具的选选择，，灯具具布置置方案案的确确定和和照度度的计计算，，照明明负荷荷的计计算及及导线线的布布置与与选择择，保保护和和控制制设备备的选选择等等。14:24:30

三.供电工程设计的程序与要求供电工程设计，通常分为扩大初步设计和施工设计两个阶段。大型工程设计，分为初步设计、技术设计和施工设计三个阶段，也有的分为方案设计（或可行性研究）、初步设计和施工设计三个阶段。(一).扩大初步设计扩大初步设计的任务，主要是根据设计任务书的要求，进行负荷的统计计算，确定工厂的需电容量，选择工厂供电系统的原则性方案及主要设备，提出主要设备材料清单，并编制工程概算，报上级主管部门审批。(1).工厂的总平面图、各车间（建筑）的土建平、剖面图。(2).工艺、给水、排水、通风、采暖及动力等工种的用电设备平面布置图及主要的剖面图，并附主要用电设备的名称及有关技术数据。(3).用电设备对供电可靠性的要求及工艺允许停电的时间。(4).全厂的年产量或年产值及年最大负荷利用小时数，用以估算全厂的年用电量和最高需电量。14:24:30(5).向向当地供供电企业收收集下列资资料：1））可供的电电源容量和和备用电源源容量；2）供电电电源的电压压、供电方方式、供电电电源回路路数、导线线或电缆的的型号规格格、长度及及进厂的方方位；3））电力系统统的短路容容量或供电电电源线路路首端的开开关断流容容量；4））供电电源源首端的继继电保护方方式及动作作时限整定定值，电力力系统对工工厂进线端端继电保护护方式及动动作时限配配合的要求求；5）供供电企业对对工厂电脑脑计量方式式的要求及及电费计收收办法；6）对工厂厂功率因数数的要求；；7）电源源线路厂外外部分设计计和施工的的分工及工工厂应负担担的投资费费用等。(6).向向当地气气象、地质质及建筑安安装等部门门收集下列列资料1））当地气温温数据，如如年最高温温度、年平平均温度、、最热月平平均最高温温度、最热热月平均温温度及当地地最热月地地面下0.8~1m处的土土壤平均温温度等,以以供选择电电器和导体体之用;2）当地地海拔高度度、极端最最高温度和和最低温度度等，也是是供电