第1章 工厂供电概论

自动化教研室(B4--406）

张凤众

电厂供电（一）

本课程为自动化专业的主要专业课。本课程的主要任务是使学生掌握有关建筑供配电的基础知识、电力负荷及计算、短路电流及计算；变电所及一次回路、建筑电力线路、继电保护、防雷接地及电气安全、电能节约方面的基本知识和计算；建筑供电系统设计的一般程序及运行维护。使学生掌握建筑供电系统的基础知识、工程计算方法，为毕业后从事电气施工、设计，机电安装，工厂供电运行工作打下必要的基础。教学参考书：1、刘介才.工厂供电第四版.北京：机械工业出版社，2006.52、耿毅.工业企业供电.北京：冶金工业出版社，20043、余健明编.供电技术.北京：机械工业出版社，2003.4、唐志平供配电技术北京：电子工业出版社，2008.第1章变配电系统1.1供配电系统的一般概念1.1供配电系统的一般概念

电力系统（electricalpowersystem）

一个完整的电力系统由各种不同类型的发电厂、变电所、输电线路及电力用户组成。

1．发电厂（generatingplant）

按一次能源介质划分为火力发电厂、水力发电站、核电站等，此外，还有小容量的太阳能发电厂、风力发电厂、地热发电厂和潮汐发电厂等，正在研究的还有磁流体发电和氢能发电等。

2．变电所（substation）

变电所是变换电能电压和接受分配电能的场所。如果仅用以接受电能和分配电能，则称为配电站，仅用以把交流电能变换成直流电能，则称为变流所。

3．电力网（electricalpowernetwork）

输电线路和配电线路统称为电力网。通常将220kV及以上的电力线路称为输电线路，110kV及以下的电力线路称为配电线路。配电线路又分为高压配电线路（110kV）、中压配电线路（6～35kV）和低压配电线路（380/220V）。

4．电能用户凡取用电能的所有单位均称为电能用户，其中工业企业用电量约占我国全年总发电量的64%，是最大的电能用户。

1.1供配电系统的一般概念

工厂供配电系统由总降压变电所、高压配电线路、车间变电所、低压配电线路及用电设备组成。

1．总降压变电所

总降压变电所负责将35～110kV的外部供电电压变换为6～10kV的厂区高压配电电压，给厂区各车间变电所或高压电动机供电。

2．车间变电所

车间变电所将6～10kV的电压降为380/220V，再通过车间低压配电线路，给车间用电设备供电。

3．配电线路

配电线路分为厂区高压配电线路和车间低压配电线路。

供配电系统电气设备的额定电压，就是能使电气设备长期运行时获得最好经济效果的电压。用电设备用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。发电机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。二、电力系统的额定电压变压器的二次绕组对于用电设备而言，相当于供电设备。第一种情况比用电设备额定电压高10%

第二种情况比用电设备额定电压高5%二、电力系统的额定电压变压器变压器的一次绕组：相当于是用电设备，所以规定变压器一次绕组的额定电压与受电设备额定电压相同。注意：但当变压器一次绕组直接与发电机相连时，变压器一次绕组的额定电压与发电机额定电压相等。其中5%用于补偿变压器满载供电时，一、二次绕组上的电压损失；另外5%用于补偿线路上的电压损失，因此适用于变压器供电距离较长时的情况。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。二、电力系统的额定电压线路的平均额定电压

线路的平均额定电压（averageratedvoltage）指线路始端最大电压（变压器空载电压）和末端用电设备额定电压的平均值。由于线路始端最大电压比电网额定电压高10%，因而线路的平均额定电压比电网额定电压高5%。各级分别为：0.4kV，3.15kV，6.3kV,10.5kV,37kV，63kV，115kV，230kV，346kV，525kV。发电机G的额定电压：UN·G=1.05UN·L1=1.05×10=10.5（kV）变压器T1的额定电压：U1N·T1=UN.G=10.5（kV）

U2N·T1=1.1UN·L2=1.1×110=121(kV)变压器T1的变比为：10.5/121kV变压器T2的额定电压：U1N·T2=UN·L2=110（kV）

U2N·T2=1.05UN·L3=1.05×6=6.3(kV)变压器T2的变比为：110/6.3kV例1.2.1已知图1.2.1所示系统中电网的额定电压，试确定发电机和变压器的额定电压。

变压器直接与电动机相连，供电距离较短，可以不考虑线路上的电压损失。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三、电力负荷的分类

级别一级二级三级停电影响人身伤亡，重大设备损坏，政治、经济上重大损失政治、经济造成较大损失，设备局部损坏大量减产等不属于一级、二级的负荷允许停电时

间备用电源投入时间，特别重要负荷不允许停电允许短时停电几分钟停电影响不大对供电电源要求两个独立电源供电两回路供电无特殊要求举

例炼钢厂的炼钢炉、医院、人民大会堂纺织厂，化工厂电能的质量指标

电压

1．电压偏差：

2．电压波动：频率我国规定，电力系统的额定频率为50Hz，频率的允许偏差不得超过±0.5Hz，容量大于3000MW的用户，频率偏差不得超过±0.2Hz。电压波形

电压波形的质量是以正弦电压波形畸变率来衡量的。日本是110V，60Hz供电，不是220V。110V指的是相电压，是A相，B相，C相到中线的电压是110V有效值，峰值是155V，三相之间错开120度相位。相当于国内的220V。AB，BC，CA之间的电压叫做线电压，电压是相电压的1.732倍，峰值是269V，有效值190V，相当于国内的380V。每个国家（地区）电压及频率比较国家电压/频率大溪地(Tahiti)127V/60Hz中国(China)220V/50Hz巴布亚新几内亚(PapuaNewGuinea)240V/50Hz巴林(Bahrain)100V/60Hz;230V/50Hz日本(Japan)100V/60Hz北韩(NorthKorea)220V/60Hz卡达(Qatar)240V/50Hz台湾(Taiwan)110V/60Hz沙巴(Saba)240V/50Hz尼加拉瓜(Nicaragua)127V/50Hz;220V/60Hz危地马拉(Guatemala)115V/60Hz沙特阿拉伯(SaudiArabia)127V/50Hz;220V/60Hz沙特阿拉伯：阿布达比(AbuDhabi)240V/50Hz文莱(Brunei)240V/50Hz孟加拉国共和国(Bangladesh)230V/50Hz所罗门(SolomonIslands)240V/50Hz阿曼(Oman)240V/50Hz阿富汗(Afghanistan)220V/50Hz南韩(SouthKorea)110V/60Hz柬埔寨(Cambodia)120V/50Hz;208V/50Hz科威特(Kuwait)240V/50Hz埃及(Egypt)220V/50Hz马来西亚(Malaysia)240V/50Hz斐济群岛(FijiIslands)240V/50Hz斯里兰卡(SriLanka)230V/50Hz菲律宾(Philippines)110V/60Hz越南(Vietnam)120V/50Hz塞普路斯(Cyprus)240V/50Hz模里西斯(Mauritius)230V/50Hz缅甸(Burma)230V/50Hz黎巴嫩(Lebanon)110,220V/50Hz苏维埃社会主义共和国联盟(USSR：UnionofSovietSocialistRepublics)127V/50Hz;220V/50Hz千里达&托贝哥(Trinidad&Tobago)120V/60Hz厄瓜多尔(Ecuador)110-120V/60Hz巴西(Brazil)110-220V/60Hz巴贝多(Barbados)115V/50Hz巴拉圭(Paraguay)220V/50Hz巴哈马(Bahamas)115V/60Hz牙买加(Jamaica)110V/50Hz加拿大(Canada)120V/60Hz古巴(Cuba)120V/60Hz尼加拉瓜(Nicaragua)120V/60Hz瓜地马拉(Guatemala)115V/60Hz多米尼加共和国(DominicanRep.)110V/60Hz安地卡(Antigua)220V/50Hz安圭拉岛(Anguilla)220V/50Hz百慕达(Bermuda)115V/60Hz洪都拉斯(Honduras)110V/60Hz贝里斯(Belize)110V/60Hz委内瑞拉(Venezuela)120V/60Hz波多黎各(PuertoRico)120V/60Hz法属圭亚那(FrenchGuiana)220V/50Hz阿根廷(Argentina)220V/50Hz玻利维亚(Bolivia)110V/50Hz美国(America)120V/60Hz哥伦比亚(Colombia)110-120V/60Hz哥斯达黎加(CostaRica)120V/60Hz格瑞那达(Guadeloupe)220V/50Hz格瑞那达(Grenada)220V/50Hz海地(Haiti)110V/60Hz乌拉圭(Uruguay)220V/50Hz秘鲁(Peru)220V/60Hz马丁尼克(Martinique)220V/50Hz荷属安第列斯群岛(Neth.Antilles)120V/50Hz处女岛(VirginIslands)120V/60Hz智利(Chile)220V/50Hz圣文森市(St.Vincent)220V/50Hz圣露西亚(St.Lucia)240V/50Hz福克兰群岛(FalklandIslands)230V/50Hz蒙特色纳岛(Monteserrat)220V/60Hz盖亚那(Guyana)110V/60Hz；240V/50Hz墨西哥(Mexico)120V/60Hz萨尔瓦多(ElSalvador)115V/60Hz关岛(Guam)120V/60Hz苏利南(Surinam)110V/60Hz沙巴岛(Saba)240V/50Hz玻利维亚(Bolivia)115V/50Hz开曼群岛(CaymanIsland)120V/60Hz丹麦(Denmark)220V/50Hz比利时(Belgium)220V/50Hz北爱尔兰(IrelandNorthern)220V/50Hz冰岛(Iceland)220V/50Hz匈牙利(Hungary)220V/50Hz西班牙(Spain)127V/50Hz;220V/50Hz希腊(Greece)220V/50Hz波兰(Poland)220V/50Hz法国(France)220V/50Hz直布罗陀(Gibraltar)240V/50Hz芬兰(Finland)220V/50Hz保加利亚(Bulgaria)220V/50Hz南斯拉夫(Yugoslavia)220V/50Hz英国(UnitedKingdom)240V/50Hz挪威(Norway)230V/50Hz马尔他(Malta)240V/50Hz捷克共和国(CzechRepublic)220V/50Hz荷兰(Netherlands)220V/50Hz斯洛伐克(Slovakia)220V/50Hz奥地利(Austria)220V/50Hz爱尔兰共和国(IrelandofRep.)220V/50Hz意大利(Italy)220V/50Hz葡萄牙(Portugal)220V/50Hz斯里兰卡(SriLanka)220V/50Hz德国(Germany)230V/50Hz摩纳哥(Monaco)127V/50Hz;220V/50Hz卢森堡(Luxembourg)220V/50Hz罗马尼亚(Romania)220V/50Hz澳洲((Australia)240,250V/50Hz纽西兰(NewZealand)230~240V/50Hz史瓦济兰(Swaziland)230V/50Hz哪崛(Niger)220V/50Hz多哥(Togo)220V/50Hz安哥拉(Angola)220V/50Hz埃塞俄比亚(Ethiopia)220V/50Hz利比亚(Libya)115V/50Hz坦尚尼亚(Tanzania)230V/50Hz奈及利亚(Nigeria)220~230V