工厂供电 概论

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.——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.——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20:47:16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。20:47:16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20:47:1620:47:16坝后式水电厂示意图20:47:16河床式水电厂结构示意图20:47:16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。20:47:16火力发电20:47:16风力发电20:47:16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。20:47:16核电站20:47:1620:47:162、电力系统——发电厂、变电所、电力线路和电能用户组成的一个整体。电力系统示意图如下动力系统=电力系统+发电厂的动力部分+发电厂的热能部分+热用户20:47:1620:47:16二、工厂供电系统概况供配电系统－－由总降变电所、高压配电所、配电线路、车间变电所和用电设备组成20:47:16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。

20:47:16第三节电力系统的电压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。*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50Hz，工频的额定偏差一般不得超过0.5Hz。频率的调整主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。一、电力网和电气设备的额定电压20:47:161.电网的额定电压相同20:47:162.用电设备的额定电压规定:与供电电网的额定电压相同3.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。4.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：①当变压器直接与发电机相连时，高于电网额定电压5%②当变压器直接与线路相连时，与供电线路电压相同。（2）电力变压器二次绕组的额定电压分两种情况：①变压器二次侧供电线路较长，高于供电线路额定电压10%。②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%。20:47:1620:47:16二、供电质量对用户的影响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——指设备对地电压在250V及以下者；高压——指设备对地电压在250V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、制造和安装规程通常是以1000V为界限来划分电压高低压。一般规定：低压——指额定电压在1000V（或1200V）以下者高压——指额定电压在1000V（或1200V）以上者。（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U与设备额定电压UN之差对额定电压UN的百分比，即：20:47:16三、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，同时要考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等因素。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。20:47:16750500330

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）20:47:16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。20:47:16第四节电力系统的中性点运行方式在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和变压器的中性点有三种运行方式：中性点直接接地——中性点不接地中性点经消弧线圈接地大电流接地系统小电流接地系统20:47:16（一）中性点不接地方式单相接地电流经验公式：20:47:1620:47:16（二）中性点经消弧线圈接地正常运行：三相电压、电流对称消弧线圈单相接地：另两相对地电压升高为原来的根号3倍，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，电源中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方式。20:47:16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20:47:16（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。20:47:16二、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（N）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：用来保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。保护中性线（PEN）的功能：兼有中性线和保护线的功能，这种保护中性线在我国通常叫“零线”，俗称“地线”。低压配电系统按接地型式，分TN系统、TT系统和IT系统。20:47:16TN—C系统（一）TN系统其中：N线与保护线PE线合并为一根PEN线。20:47:16设备的外露可导线部分接PE线，由于PE线中无电流通过，因此设备之间不会产生电磁干扰。2.TN—S系统其中：N线和保护线全部分开。20:47:16(二)TT系统TT系统中性点直接接地,而其中设备的外露可导电部分均经PE线单独接地.根据<住宅设计规范>规定:住宅供电系统,应采用TT、TN系统接地方式。20:47:16（三）IT系统IT系统的中性点不接地，或经高阻抗（100欧）接地。该系统没有N线,因此不适合接额定电压为系统相电压的设备,只能接额定电压为系统线电压的设备。由于IT系统中性点不接地,设备外壳单独接地,因此当系统发生单相接地故障时,三相用电设备及接线电压的单相设备仍能继续运行.但应发出报警信号，以便及时处理。IT系统主要用于对连续供电要求较高及有易燃、易爆危险场所，特别是矿山、井下等场所的供电。20:47:16

第五节供电工程设计与施工一般知识工厂供电工程设计与施工是整个工厂设计与施工的重要组成部分。工厂供电工程设计与施工的质量直接影响到工厂的生产及其发展。这里概略介绍工厂供电工程设计与施工的一般原则、内容及其程序与要求。一.供电工程设计与施工的一般原则供电工程（包括其新建和改造）的设计与施工必须遵循以下原则：(1).用户（包括工厂）供电工程的新建或改造，应符合当地电网建设与改造的总体规划。(2).用户供电工程的设计、施工、试验与运行，均应符合国家的有关标准规范。(3).用户供电工程的设计施工文件，均应一式两份，送交当地供电企业审核。(4).用户供电工程在施工期间，应接受当地供电企业根据审核同意的设计和有关施工标准进行的检查。20:47:16(5).用户供电工程施工、试验完工后，应向当地供电企业提供工程竣工报告，并由供电企业及时组织检验。检验不合格的，供电企业应以书面形式一次性通知用户改正。只有供电企业检验合格后，供电企业才对其装表接电。供电工程新建或改造的设计还必须遵循以下设计原则：(1).遵守规程，执行政策必须遵守国家的有关规程和标准，执行国家的有关方针政策，包括节约能源、保护环境等技术经济政策。(2).安全可靠，先进合理应做到保障人身和设备的安全，供电可靠，电能质量合格，技术先进和经济合理。应采用高效低耗和性能先进的电气产品。(3).近期为主，考虑发展应根据工程特点、规模和发展规划，正确处理近期建设与远期发展的关系，做到远、近期结合，以近期为主，适当考虑扩建的可能性。(4).全局出发，统筹兼顾必须从全局出发，统筹兼顾，按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件等，合理确定设计方案。20:47:16

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。20:47:16(二).配电线路设计厂区配电线路设计，包括厂区高压供配电线路设计和车间外部低压配电线路设计。其设计内容包括：配电线路路径及线路结构型式的确定，负荷的计算，导线电缆及配电设备和保护设备的选择，架空线路杆位的确定及电杆与绝缘子、金具的选择，防雷保护与接地和接零的设计，需编制设计说明书、设备材料清单及工程概算，绘制厂区配电线路系统图和平面图、电杆总装图及其他施工图纸。车间配电线路设计，包括车间配电线路布线方案的确定、负荷的计算、线路导线及配电设备和保护设备的选择，线路敷设设计等。最后也需要编制设计说明书、设备材料清单及工程概（预）算，绘制车间配电线路系统图、平面图及其他施工图纸。(三).电气照明设计工厂电气照明设计，包括厂区室外照明设计和车间（建筑）内照明设计。内容均应包括：照明光源和灯具的选择，灯具布置方案的确定和照度的计算，照明负荷的计算及导线的布置与选择，保护和控制设备的选择等。20:47:16

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。20:47:16(5).向当地供电企业收集下列资料：1）可供的电源容量和备用电源容量；2）供电电源的电压、供电方式、供电电源回路数、导线或电缆的型号规格、长度及进厂的方位；3）电力系统的短路容量或供电电源线路首端的开关断流容量；4）供电电源首端的继电保护方式及动作时限整定值，电力系统对工厂进线端继电保护方式及动作时限配合的要求；5）供电企业对工厂电脑计量方式的要求及电费计收办法；6）对工厂功率因数的要求；7）电源线路厂外部分设计和施工的分工及工厂应负担的投资费用等。(6).向当地气象、地质及建筑安装等部门收集下列资料1）当地气温数据，如年最高温度、年平均温度、最热月平均最高温度、最