河北工程大学工厂供电ppt

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工厂供电的意义、要求工厂供电

工厂生产设备所需电能的供应与分配。如：钢厂----轧钢机、炼钢炉、水泵和风机等。煤矿-----采煤机、运输机、提升机、水泵、风机等电能转换为其它能源机械能热能光能化学能电能与其它能源的比较石油煤炭电力能源不可再生能源可再生能源利于环保、易传输等独特优点，且便于控制、调节和测量，有利于生产过程实现自动化优点：生产中所占的比重在产品成本中所占的比重一般很小（除电化工业外）。例如在机械工业中，电费开支仅占产品成本的5%左右。从投资额来看，一般机械工厂在供电设备上的投资，也仅占总投资的5%左右。生产中的优点 工业生产实现电气化以后可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低劳动成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。生产中的缺点 如果工厂的电能供应突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果。 例如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，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，甚至可能发生重大的人身事故，给国家和人民带来经济上甚至政治上的重大损失。1.1.1工厂供电意义供电是企业不可缺少的重要环节。电能便于生产和远距离传输----成本低。电能是机械化、自动化的主要动力。减轻劳动强度、提高生产效率和质量。一旦停电会影响生产，甚至发生重大的人身事故。如：煤矿淹井、煤尘和瓦斯爆炸化工厂爆炸，医院手术室学好工厂供电具有十分重要的意义1.1.2工厂供电的要求1)安全：2)可靠：电能的供应、分配和使用中不发生事故。需要学习供电技术掌握相关知识、设计规范、操作规程等满足电能用户对供电可靠性的要求。1.1.2工厂供电的要求3)可靠性：

供配电系统不间断供电的时间概率。用a表示

a大，可靠性越高供配电系统应满足电能用户对可靠性的要求1.1.2工厂供电的要求4)优质供配电系统应保证供电的质量和数量。数量----能供应的电能大于等于使用电能质量衡量质量优劣的指标有：

电压波动和偏移频率波动波形畸变率不对称度1.1.2工厂供电的要求5)经济在技术上合理的前提下，经济投入最少。包括：设备投资----成本、运输、安装、调试等费用年运行费----电费、维护费、折旧费、人员工资等1.2电力系统及工厂供电系统（没有按书本顺序）电力系统由不同类型的发电机，配电装置，输、配电线路，升压及降压变电所和用户组成一个整体，对电能进行不间断的生产和分配。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电力系统送电过程示意图从发电厂到用户的送电过程示意图从发电到供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电力系统发电厂：生产电能的工厂，即把各种形态的一次能源通过发电设备转换为电能。有火电、水电、核电、风力、地热、潮汐、太阳能等。电力网：输送和分配电能的通道。由变压器和输配电线路组成。华北、东北、华中、华东、南方和西北电网。变电站：变换电压和接受、分配电能的场。分为升压变电站和降压变电站两种。其中降压变电站又可分为地方降压变电站、企业降压变电站、车间变电站。配电所：只有受电和配电开关控制设备，而没有变压器的场所。电能用户：包括工业、企业在内的所有用户（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发电厂，简称水电厂或水电站。主要分为堤坝式水力发电厂和引水式水力发电厂。由高坝和引水渠道分别提高一部分水位。这类水电厂，称为混合式水电厂概念：能量转换过程是：水流位能→机械能→电能。1.2.2发电厂堤坝式水力发电厂(图)引水式水力发电厂(图)1.2.2发电厂——热电厂煤流：煤场—皮带—煤仓—煤斗—磨煤机—锅炉—渣斗—冲灰沟—炉渣水汽流：凝结水泵—低压加热器—除氧器—给水泵—高压加热器—锅炉汽包加热器—汽轮机—凝结器--凝结水泵补水电能：开关—升压变压器—开关—输电线路利用燃料的化学能生产电能。如：燃煤电厂。燃煤烧锅炉，加热水变为蒸汽推动汽轮机发电。原子能发电厂利用核裂变能量转化为热能，再按火力发电厂方式发电的，只是它的“锅炉”为原子核反应堆，以少量的核燃料代替了大量的煤炭。又称核电站。由于核能是巨大的能源，而且核电站的建设具有重要的经济和科研价值，所以世界上很多国家都很重视核电建设，核电在整个发电量的比重逐年增长。能量转换过程是：核裂变能→热能→机械能→电能概念：风力、地热、太阳能等发电厂风力发电厂：利用风力的动能来生产电能。优点：风能是一种取之不尽的清洁、价廉和可再生的能源，因此我国确定要大力发展。缺点：1）风能的能量密度较小，因此单机容量不可能很大；2）是一种具有随机性和不稳定性的能源，因此风力发电必须配备一定的蓄电装置，以保证其连续供电。地热发电厂：利用地球内部蕴藏的大量地热能来生产电能。优点：地热发电不消耗燃料，运行费用低。地热是属于比较清洁的能源。缺点：地下水和蒸气中大多含有硫化氢、氨和砷等有害物质，因此对其排出的废水要妥善处理，以免污染环境。太阳能发电厂：利用太阳的热能、光能来生产电能。利用太阳光能发电，是通过光电转换元件如光电池等直接将太阳光能转换为电能。1.2.3工厂的自备电源对大型企业有重要的用电设备，供电可靠性要求较高，应有应急自备电源。自备电源柴油发电机组（常用）不间断电源（重要计算机系统用）（uninterruptedpowersupply，缩写UPS）。柴油发电机组优点：操作简便、起动迅速（电网停电时，10-15s可供电）效率高（其热效率可达30%～40%）、功率范围大（从几千瓦至几千千瓦）、体积小、重量轻。运行可靠、维护方便图1-9采用柴油发电机组作

为备用电源的主接线按启动控制方式分，有普通型、自启动型和全自动化型等型。作为应急电源，应选自启动型或全自动化型。自启动型柴油发电机组在公共电网停电时，能自行启动；全自动化型，则不仅在公共电网停电时能自行启动，而且在公共电网恢复供电时能使柴油发电机组自动退出运行。不间断电源特点：效率高、体积小。无噪声、振动可靠高、维护费用低容量相对较小用于电能质量要求高的场所不间断电源(UPS)组成示意图整流器（UR）、逆变器（UV）和蓄电池组（GB）公共电网正常供电时，交流电源经晶闸管整流器UR转换为直流，对蓄电池组GB充电。当公共电网突然停电时，电子开关QV在保护装置作用下进行切换，使UPS投入工作，蓄电池组GB放电，经逆变器UV转换为交流，恢复对重要负荷的供电。正常情况下，重要负荷由公共电网供电，交流电经整流器1整成直流电，并向逆变器3供电。为了保证供电质量，在逆变器3之前装设有直流滤波器2，使整流后的脉动电压转换为无脉动的直流电压。在逆变器3将直流电逆变为交流电的过程中，可通过反馈控制环节实现交流电的稳压和稳频。逆变器3的输出端又联接有变压器4，采取级联方式，既可改变电压，又可吸收谐波，使逆变器3的方波输出变换为阶梯波输出。为了使输出的交流电波形改善，又在变压器4之后装设了交流滤波器5，从而使交流滤波器5输出的交流电为纯正弦波。通过以上几个环节的处理，可使电源的输出为稳压、稳频且为纯正弦波的高质量电压。在公共电网正常供电情况下，蓄电池组7通过整流器8将电网的交流电整成直流电而得到充电。当公共电网停电时，保护装置使电子开关（符号QV）6动作，其触点QV1-2闭合，使蓄电池组7对逆变器3的回路放电，从而使其交流输出端可不间断地对重要负荷供电。与此同时，电子开关触点QV3-4断开。在公共电网恢复供电时，保护装置又使电子开关6的触点切换，QV1-2断开，切断蓄电池组放电回路，而QV3-4闭合，接通电网的供电回路。

稳频稳压式不停电电源的工作原理电路简图如图1-11所示。图1-11稳频稳压式不停电电源的工作原理电路简图1-整流器2-直流滤波器3-逆变器4-级联变压器5-交流滤波器6-电子开关7-蓄电池组8-整流器～～～公共电网重要负荷uQV34125678蓄电池QVu34121.2.4工厂供配电系统工厂供配电系统从电力系统送来的中、高压电能在企业内部进行变压和分配到各用电设备。构成：工厂总降压变电所、高压配电线路、车间变电站、低压配电线路、用电设备等。工厂的规模不同，供配电系统也不同。可按大中型工厂和中小型工厂分。如图所示。1.2.4.1中小型工厂供配电系统特点：10kV电源进线设配电所（供10kV设备）设车间变电所（供低压设备）（规模小、中压设备数量少、主要是低压设备）

图1-1中型工厂供电系统简图图1-1所示高压配电所有四条高压配电线，供电给三个车间变电所。其中1号车间变电所和3号车间变电所都只装有一台配电变压器，而2号车间变电所装有两台，并分别由两段母线供电，其低压侧又采取单母线分段制，因此对重要的低压用电设备可由两段母线交叉供电。各车间变电所的低压侧，设有低压联络线相互连接，以提高供电系统运行的可靠性和灵活性。此外，该高压配电所还有一条高压配电线，直接供电给一组高压电动机；另有一条高压配电线，直接与一组并联电容器相连。3号车间变电所低压母线上也连接有一组并联电容器。这些并联电容器都是用来补偿无功功率以提高功率因数用的。

图1-2图1-1所示工厂供电系统的平面布线示意图1.2.4.2大中型工厂供配电系统特点：35~110kV电源进线设总降压站（供10kV设备）设车间变电所（供低压设备）（规模大、设备数量多、容量大、有中压设备。）

图1-3具有总降压变电所的工厂供电系统简图35kV进线的工厂，只经一次降压，即35kV线路直接引入靠近负荷中心的车间变电所，经车间变电所的配电变压器直接降为低压用电设备所需的电压，如图1-4所示。这种供电方式，称为高压深入负荷中心的直配方式。这种直配方式，可以省去一级中间变压，从而简化了供电系统接线，节约了投资和有色金属，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“安全走廊”要求而定，否则不能采用，以确保供电安全。

图1-4高压深入负荷中心的工厂供电系统简图

高压深入负荷中心对于小型工厂，由于其容量一般不大于1000kVA或稍多，因此通常只设一个降压变电所，将6～10kV降为低压用电设备所需的电压，如图1-5所示。图1-5只设一个降压变电所的小型工厂供电系统简图a)装有一台变压器b）装有两台主变压器

如果工厂所需容量不大于160kVA时，一般采用低压电源进线，直接由公共低压电网供电。因此工厂只需设一个低压配电间，如图1-6所示。图1-6低压进线的小型工厂供电系统简图结论：配电所的任务是接受电能和分配电能，不改变电压；变电所的任务是接受电能、变换电压和分配电能。供电系统中的母线（busbar），又称汇流排，其任务是汇集和分配电能。工厂供电系统，是指从电源线路进厂起到高低压用电设备进线端止的整个电路系统，包括工厂内的变配电所和所有的高低压供配电线路。1.3电力系统的电压与电能质量1.3.1概念额定电压

是用电设备（电动机、白炽灯等）、发电机和变压器正常工作时具有最好技术经济指标的电压。电网额定电压发电机额定电压变压器额定电压用电设备额定电压远距离近距离考虑到线路在输送负荷电流时必然产生电压损失，为了补偿电网上的电压损失。其原因是变压器的二次额定电压是指空载电压而言，变压器绕组的电压损失约为电网额定电压的5%，再高5%左右，补偿电网上的电压损失。1、电网（线路）额定电压UN

低压380V,660V高压（3），6，10，35，（66），110，220，（330），500kV2、用电设备的额定电压，规定等于同级电网的额定电压

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高压设备：按GB/T11022-1999《高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求》规定，高压开关设备和控制设备的额定电压按其允许的最高工作电压来标注，即其额定电压不得小于它所在系统可能出现的最高电压，如表1-2所示。我国现在生产的高压设备大多已按此新规定标注。表1-2系统的额定电压、最高电压和部分高压设备的额定电压(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、发电机的额定电压：UN·GG=1.05UN

电力线路允许的电压偏差一般为±5%，即整个线路允许有10%的电压损耗，因此为了维持线路的平均电压在额定电压值，线路首端(电源端)的电压应较线路额定电压高5%，而线路末端电压则较线路额定电压低5%，如图1-12所示。所以发电机额定电压按规定应高于同级电网（线路）额定电压5%。图1-12用电设备和发电机额定电压说明

a)集中负荷b)均匀分布负荷4、电力变压器的额定电压（1）升压变压器：U1N=UN·G·GG=1.05UN；U2N=1.1UN

（2）降压变压器：U1N=UN（一次侧） U2N=1.05UN

10kV及以下，线路较短时 1.1UN

35kV及以上，线路较长时图1-13电力变压器的额定电压说明例题已知图示系统中线路的额定电压，试求发电机和变压器的额定电压。解：1T的额定电压为6.3/121kV2T的额定电压为110/10.5kVG发电机2WL110kV2TG1WL6KV1T10kv1.3.2电压偏差与电压调整1）电压偏差(Voltagedeviation)：加在设备上实际电压与额定值的偏差百分数偏差对设备的影响有较大的冲击，减少寿命影响生产效率和产品质量允许的电压偏差GB50052－1995《供配电系统设计规范》规定，在系统正常运行情况下，用电设备端子处的电压偏差允许值(以额定电压的百分数表示)宜符合下列要求：(1)电动机为±5%；(2)电气照明：在一般工作场所为±5%；对于远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上述要求时，可为＋5%～10%；应急照明、道路照明和警卫照明等，为＋5%～10%。(3)其他用电设备，当无特殊规定时为±5%。2）电压调整的措施选择合适的线缆截面，以减小电压损失；采用无功功率补偿装置，提高功率因数，减小电压损失；改变系统运行方式，如并联运行；若轻载，可切除一台变压器等调整变压器一次接线，来调电压图1-14电力变压器的分接开关a)分接开关接线b)分接开关结构1-帽2-密封垫圈3-操动螺母4-定位钉5-绝缘盘6-静触头7-动触头1.3.3电压波动及其抑制电压波动电网电压剧烈变化时最高电压与最低电压之差的百分比电压波动的危害影响电机起动上下波动会造成同步电机转子振动；照明灯光的闪烁。原因：冲击性负荷的频繁接入电压波动抑制措施对冲击性负荷用专用的变压器、专线供电；增大供电系统容量，减少系统阻抗；减少或切除引起电压波动的负荷；加静止型的无功补偿装置能减小无功冲击；对大容量电弧炉的炉用变压器，宜由短路容量较大的电网供电，一般选用更高等级的电压供电。电网谐波的含义

谐波（harmonic）：是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量。基波：是指其频率与工频（50Hz）相同的分量。谐波源：向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备。1.3.4电网谐波的抑制原因：电力系统中存在各种非线性元件

感应电动机、电焊机、变压器和感应电炉、大型晶闸管变流设备和大型电弧炉等冲击型设备，使电网上存在谐波。影响：谐波使变压器、电机、互感器等损耗增大，发热增加，寿命缩短。造成继电器误动和互感器计量不准。措施：变压器采用Yd，Dy联接，可消除3次及3的倍数次波增加整流变压器二次侧的相数整流变压器二次侧的相数越多，整流波形的脉波数越多，其次数低的谐波被消除的也越多。装分流滤波器，吸收高次谐波。图1-15装设分流滤波器吸收高次谐波三相电压或电流不平衡：在三相供电系统中，三相的电压或电流幅值或有效值不等，或者三相的电压或电流相位差不为120°时。对于理想的电力系统，由于三相对称，因此负序和零序分量的数值都为零（这就是我们常说正常状态下只有正序分量的原因）。当系统出现故障时，三相变得不对称了，这时就能分解出有幅值的负序和零序分量。1.3.5三相不平衡及其改善正序：A相领先B相120度，B相领先C相120度，C相领先A相120度。负序：A相落后B相120度，B相落后C相120度，C相落后A相120度。零序：ABC三相相位相同，哪一相也不领先，也不落后。三相短路故障和正常运行时，系统里面是正序。单相接地故障时候，系统有正序负序和零序分量。两相短路故障时候，系统有正序和负序分量。两相短路接地故障时，系统有正序负序和零序分量。

电压不平衡度：原因：单相负荷在三相电网分配不均影响：增加变压器、电机损耗，发热增加，寿命缩短改善措施：单相设备尽量均衡分配，各相负荷差不超过15%使不平衡负荷分散连接加可调的平衡化设备将不平衡负荷接入更高电压的电网负序电压方均根值U2与正序电压方均根U1值百分比GB/T15543-1995《电能质量·三相电压允许不平衡度》规定：(1)正常允许2%，电压不平衡度短时不超过4%；(2)接于公共连接点的每个用户电压不平衡度一般不得超过1.3%。1.3.6工厂供配电电压的选择2.工厂配电电压的选择 工厂供电的电压，主要取决于当地电网的供电电压等级，同时也要考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等因素。1.工厂供电电压的选择 工厂的低压配电电压，除因安全所规定的特殊电压外，一般采用380/220V。常用各级电压的经济输送容量与输送距离线路电压（kV）输送功率（kW）输送距离（km）0.38100以下0.63100～10001～36100～12004～1510200～20006～20352000～1000020～5011010000～5000050～150220100000～500000100～3002.工厂高压配电电压的选择1)6kV与10kV比较，变压器、开关设备投资差不多，传输相同功率情况下，10kV线路可以减少投资，节约有色金属，减少线路电能损耗和电压损耗，更适应发展，所以工厂内一般选用10kV作为高压配电电压。2)如果工厂供电电源的电压就是6kV，或工厂使用的6kV电动机多而且分散，可以采用6kV的配电电压。3kV的电压等级太低，作为配电电压不经济。

主要取决于工厂高压用电设备的电压和容量、数量等因素,工厂的高压配电电压一般选用6～10kV。3.工厂低压配电电压的选择

工厂的低压配电电压，除因安全所规定的特殊电压外，一般采用380/220V。1)380V为三相配电电压，供电给三相用电设备及380V单相用电设备。2)220V作为单相配电电压，供电给一般照明灯具及220V单相用电设备。3)对矿山及化工等部门，因其负荷中心离变电所较远，为了减少线路电压损耗和电能损耗，提高负荷端的电压水平，也有采用660V配电电压的。1.4电力系统中性点运行方式

及低压配电系统的接地形式1.4.1概念电力系统中性点：供电电源的发电机或变压器三相绕组接成星形的中点。中性点运行方式：系统中性点与地的连接方式。中性点不接地中性点经消弧线圈接地中性点直接接地小电流接地系统大电流接地系统中性点的运行方式主要选择 1)110kV以上高压系统，为降低设备绝缘要求，多采用中性点直接接地运行方式； 2)6～35kV中压系统中，为提高供电可靠性，首选中性点不接地运行方式。 3)当接地电流不满足要求时，可采用中性点经消弧线圈或电阻接地的运行方式。常用的中性点运行方式1.4.2中性点不接地系统电网对地存在分布电容C，若三相对称电网正常时流入分布电容的电流对称中性点与地电位相同，地中无电流流过图1-16正常运行时的中性点不接地的电力系统a)电路图b)相量图正常运行三相线电压对称；三相相电压对称；三相对地电容电流对称,三个相的电容电流的相量和为零，地中没有电流流过。各相的对地电压，就是各相的相电压。单相接地：C相接地

接地相对地电压为零；非接地相对地电压上升为线电压；三相线电压仍对称；接地相对地电容电流为零；非接地相对地电容电流增大倍；接地电流为正常电容电流的3倍

1.4.2中性点不接地系统C相单相接地时三相负载不对称电流见图C相电位为零非故障相电压升高中性点与地之间存在电位差线电压不变设备可继续运行接地电流为1.4.2中性点不接地系统单相接地后特点：故障相电位为零非故障相相电压升高为线电压—电网按线电压设计中性点与地之间存在电位差----零序电压线电压不变设备可继续运行2小时接地电流为3倍零序电流，较小，电流保护不动作我国6-35kV中压采用10kV单相接地电流应小于30A35kV单相接地电流应小于10A1.4.3中性点经消弧线圈接地当10kV单相接地电流应大于30A，35kV单相接地电流应大于10A，发生单相接地时会产生间歇电弧，造成过电压，因此要采用中性点经消弧线圈接地。接地电流用电感电流补偿电容电流，可减少接地电流图1-18中性点经消弧线圈接地的电力系统发生单相接地时a)电路图b)相量图

1.4.3中性点经消弧线圈接地补偿方式欠补偿完全补偿过补偿易谐振，不采用产生谐振过电压,不用采用1.4.4中性点直接接地特点接地电流很大，可使保护动作非故障相相电压不变，可按相电压设计，电网造价低人触电很危险110kV以上电网和低压电网采用，降低设备的绝缘。图1-19中性点直接接地的电力系统在发生单相接地时中性线(N线)：用来接额定电压为相电压的单相用电设备；用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；减小负荷中性点的电位偏移。保护线(PE线)：为保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。保护中性线(PEN线)：兼有中性线(N线)和保护线(PE线)的功能。我国通称这种保护中性线为“零线”，俗称“地线”。1.4.5低压配电系统的中性点的各线功能低压配电系统的接地形式（国际电工委员会规定）

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系统保护接地与保护接零主要采用IT系统法、TT系统法、TN系统法。TN系统法又分TN-C系统法、TN-C-S系统法、TN-S系统法。第一个字母表示电源部分的，第二个字母表示用电设备部分的。I：表示不接地或经阻抗接地T：表示接地N：表示零线C：表示设备的外壳与电源系统接地的中性点公用一根零线S：表示是在电源中性点接地系统中，从接地体敷设专用的回路与设备的外壳连接。

低压配电系统的中性点运行方式按保护接地形式分为：TT系统：系统中性点直接接地，所有设备的外露可导电部分均各自经PE线单独接地。IT系统：所有设备的外露可导电部分也都各自经PE线单独接地，但其电源中性点不接地或经1000Ω阻抗接地，且通常不引出中性线。TN系统：系统中性点直接接地，所有设备的外露可导电部分均接公共保护线(PE线)或公共的保护中性线(PEN线TN系统示意图TN-C系统：中性线N与保护线PE是合在一起的，电气设备不带电金属部分与之相连，适用于三相负荷比较平衡且单相负荷不大的场所，在工厂低压设备接地保护中使用相当普遍。TN-C-S系统：该系统是TN-C和TN-S系统的综合，电气设备大部分采用TN-C系统接线，在设备有特殊要求场合局部采用专设保护线接成TN-S形式TN-S系统：中性线N与保护线PE分开，电气设备的金属外壳接在保护线PE上，适用于环境条件较差、安全可靠要求较高以及设备对电磁干扰要求较严的场所。TT系统示意图针对大电流接地系统的保护接地。配电系统的中性线N引出，但电气设备的不带电金属部分经各自的接地装置直接接地，与系统接线不发生关系。发生绝缘损坏的故障时其保护方式与IT系统相似。IT系统示意图IT系统是对电源小电流接地系统的保护接地方式，电气设备的不带电金属部分直接经接地体接地。当电气设备因故障金属外壳带电时，接地电容电流分别经接地体和人体两条支路通过，只要接地装置的接地电阻在一定范围内，就会使流经人体的电流被限制在安全范围。1.5工厂供电设计的主要内容1.5.1一般设计原则遵循国家标准、设计规范要求GB50052-95《供配电系统设计规范》GB50053-94《10kV及以下变电所设计规范》GB50054-95《低压配电设计规范》安全可靠、先进合理、经济近期为主、考虑发展节约能源、节约有色金属1.5.2工厂供电设计的主要内容工厂供电设计包括变配电所设计---供配电系统、变压器、开关设备配电线路设计—线缆的选择电气照明设计---光源、灯具线缆选择及布置工厂供电设计一般分为两个阶段扩大初步设计阶段施工设计阶段。设计前需要收集的原始资料工厂总平面图、各车间土建平、剖面图；生产工艺、全厂所有用电设备性质、容量、台数、平面布置等有关技术数据；全厂的年产量或年产值及年最大负荷利用小时；向供电部门了解：电源系统电抗、对功率因数要求继电保护方式，电流保护动作时间电能计量方式，电费收取方式向气象、地质部门了解年、月、日平均最高温度、主导风向、年雷暴日数土壤温度、土壤电阻、冻土层深度地震烈度、最高洪水水位扩大初步设计的主要内容一）（1）按照工艺、公用设计所提供的资料，计算车间及全厂的计算负荷；（2）根据车间环境及计算负荷数字，选择车间变电所位置及变压器容量、数量；（3）根据负荷等级，全厂计算负荷，选定供电电源、电压等级及供电方式；（4）确定提高功率因数的补偿措施；（5）选择总降压变电所（配电所）位置、变压器台数及容量；扩大初步设计的主要内容二）（6）确定总降压变电所（配电所）接线图和厂区内的高压配电方案；（7）选择高压电气设备及配电网路载流导体的截面，必要时，并需进行短路条件下动稳定及热稳定的校验；（8）选择继电保护及供电系统的自动化方式，进行参数的整定计算；（9）提出变电所和工厂建筑物的防雷措施、接地方式及接地电阻的设计计算；（10）选定高压变电所的控制及调度方式；（11）核算建设所需器材与总投资。扩大初步设计需提交的技术资料设计说明书供电系统总体布置图变配电所主电路图平、剖面图二次回路图设备材料清单及工程概（预）算报上级主管部门审批。施工设计在初步设计经主管部门批准后，为满足安装施工要求而进行的技术设计，重点是施工图设计。对初步设计原则方案进行必要计算和完善安装施工图的绘制提交资料施工说明书各项工