工廠供電-劉介才-概述詳解教學(xué)資料

1、 7/23/20214 項目一：項目一： 基本知識基本知識 工廠供電的意義、要求及課程任務(wù)工廠供電的意義、要求及課程任務(wù) 發(fā)電廠及自備用電源發(fā)電廠及自備用電源 電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)中性點的運行方式及低壓配電系統(tǒng)電力系統(tǒng)中性點的運行方式及低壓配電系統(tǒng) 接地型式接地型式 項目二：項目二： 供配電系統(tǒng)計算供配電系統(tǒng)計算 三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定三相用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定 電路電流和短路容量的計算電路電流和短路容量的計算 7/23/20215 項目三：項目三： 一次主系統(tǒng)一次主系統(tǒng) 各種電氣設(shè)備及設(shè)備安裝各種電氣設(shè)備及設(shè)備安裝 變配電所所址的選擇變配電所所址

2、的選擇 變配電所的主接線圖變配電所的主接線圖 電力線路包括：架空線路、力線路包括：架空線路、 電纜線路、車間線路電纜線路、車間線路 項目四：項目四： 二次系統(tǒng)二次系統(tǒng) 過電流保護過電流保護 二次儀表及控制、信號回路二次儀表及控制、信號回路 二次接線和接線圖二次接線和接線圖 7/23/20216 項目五：項目五： 安全安全 電流對人體的作用電流對人體的作用 觸電急救觸電急救 過電壓與防雷過電壓與防雷 電氣裝置的接地電氣裝置的接地 7/23/20217 項目一：項目一： 概論概論 知識點知識點： 了解工廠供電系統(tǒng)的組成，了解工廠供電系統(tǒng)的組成， 掌握工廠供電的基本要求，掌握工廠供電的基本要求， 掌

3、握電力系統(tǒng)中性點的運行方式及掌握電力系統(tǒng)中性點的運行方式及 高低壓配電系統(tǒng)的接地型式高低壓配電系統(tǒng)的接地型式。 7/23/20218 之一：之一： 工廠供電的意義、要求及課程任務(wù)工廠供電的意義、要求及課程任務(wù) 工廠供電工廠供電 電能的電能的供應(yīng)供應(yīng) 電能的電能的分配分配 電能的重要性電能的重要性 生產(chǎn)自動化后增加產(chǎn)量生產(chǎn)自動化后增加產(chǎn)量 提高產(chǎn)品的質(zhì)量提高產(chǎn)品的質(zhì)量 減輕勞動強度減輕勞動強度 7/23/20219 突然中斷供電突然中斷供電 對工業(yè)生產(chǎn)將造成嚴(yán)重后果對工業(yè)生產(chǎn)將造成嚴(yán)重后果! 如如:某些對供電可靠性要求很高的工廠某些對供電可靠性要求很高的工廠, 即使是極短時間的停電即使是極短時間

4、的停電,也會引起重大設(shè)備也會引起重大設(shè)備 損壞損壞,或引起大量產(chǎn)品報廢或引起大量產(chǎn)品報廢,甚至可能發(fā)生甚至可能發(fā)生 重大的人身事故重大的人身事故,給國家和人民帶來經(jīng)濟上給國家和人民帶來經(jīng)濟上 甚至政治上的重大損失甚至政治上的重大損失. 7/23/202110 突然中斷 供電！ 7/23/202111 停電！ 7/23/202112 對工廠供電的基本要求對工廠供電的基本要求 安全安全 可靠可靠 優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì) 經(jīng)濟經(jīng)濟 7/23/202113 一、工廠供電系統(tǒng)概況一、工廠供電系統(tǒng)概況 中小型工廠的電源進 線 電壓是610kV。電 能先從高壓配電所集 中，再由高壓配電線 路將電能分送到各車 間變電所或由

5、高壓配 電線路直接供給高壓 用電設(shè)備。 一根線表示三相線路一根線表示三相線路 第第2節(jié)節(jié) 工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠、電力系統(tǒng)與工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠、電力系統(tǒng)與 工廠的自備用電源工廠的自備用電源 7/23/202114 2、中型工廠供電系統(tǒng)的平面布線示意圖、中型工廠供電系統(tǒng)的平面布線示意圖 7/23/202115 3、大型工廠總降壓變電所、大型工廠總降壓變電所 電源進線35KV及以 上,經(jīng)過兩次降壓， 也就是經(jīng)總降壓變 電所，將35kV及 以上電壓降為6 10KV的電壓，然 后車間變電所降為 一般低壓用電設(shè)備 所需的電壓。 7/23/202116 4、高壓深入負(fù)荷中心的供電系統(tǒng)、高壓深入負(fù)荷中心的供

6、電系統(tǒng) 高壓深入負(fù)荷中心的直 配方式，可以省去一級 中間變壓，簡化了供電 系統(tǒng)接線，節(jié)約投資和 有色金屬，降低了電能 損耗和電壓損耗，提高 了供電質(zhì)量。然而這要 根據(jù)廠區(qū)的環(huán)境條件是 否滿足35kV架空線路 深入負(fù)荷中心的“安全安全 走廊走廊”要求而定，否則 不宜采用。 7/23/202117 5、只設(shè)一個降壓變電所的供電系統(tǒng)、只設(shè)一個降壓變電所的供電系統(tǒng) 對于小型工廠，由于所需容量一般不大于1000kVA或稍多 一些，如果工廠所需容量不大于160kVA時，一般直接 由公共低壓電網(wǎng)供電。 經(jīng)過分析可知：配電所的任務(wù)是接受電能和分配電能，配電所的任務(wù)是接受電能和分配電能， 不改變電壓；而變電所的

7、任務(wù)是接受電能、變換電壓不改變電壓；而變電所的任務(wù)是接受電能、變換電壓 和分配電能。和分配電能。 7/23/202118 二、發(fā)電廠和電力系統(tǒng)簡介二、發(fā)電廠和電力系統(tǒng)簡介 由于電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用是 同步實現(xiàn)的，因此需要對發(fā)電廠有些了 解。 發(fā)電廠又稱發(fā)電站，是將自然界的 各種一次能源轉(zhuǎn)換為電能的工廠。 7/23/202119 火力發(fā)電廠 （一）發(fā)電廠（一）發(fā)電廠 7/23/202120 水力發(fā)電廠 7/23/202121 核電站 7/23/202122 風(fēng)力發(fā)電 7/23/202123 （二）電力系統(tǒng)（二）電力系統(tǒng) 將一次能源轉(zhuǎn)換成二次能源系統(tǒng) 電 能 轉(zhuǎn) 換 電 能 傳 輸 電 能

8、 分 配 電 能 利 用 發(fā)電變電輸電變配電用電 7/23/202124 送電過程：送電過程：發(fā)電機發(fā)電機升壓升壓高壓輸電線路高壓輸電線路降壓降壓配電配電. 7/23/202125 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)：由各級電壓的電力線路將發(fā)電 廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個發(fā) 電、輸電、變電、配電和用電的整體。 電網(wǎng)電網(wǎng)：電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及 其聯(lián)系的變電所，稱為電力網(wǎng)或電網(wǎng)。電 網(wǎng)以電壓等級來區(qū)分，例如l0kV電網(wǎng)。 7/23/202126 7/23/202127 三、工廠自備電源三、工廠自備電源 對于工廠的重要負(fù)荷，一般要求在正常供電電源之外， 設(shè)置應(yīng)急自備電源。 (一)柴油發(fā)電機組自備電源

9、：操作簡便、起動迅速、 效率較高。 (二)交流不停電電源（UPS）： 如圖所示，由整流器(UR)、逆變器(uV)和蓄電池 組(GB)等三部分組成。 7/23/202128 第第3節(jié)節(jié) 電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量 一一、概述、概述 電力系統(tǒng)中的所有設(shè)備，都是在一定的電壓和頻電力系統(tǒng)中的所有設(shè)備，都是在一定的電壓和頻 率下工作的。率下工作的。 *電壓和頻率是衡量電能質(zhì)量的兩個基本參數(shù)。電壓和頻率是衡量電能質(zhì)量的兩個基本參數(shù)。 一般交流電力設(shè)備的額定頻率為一般交流電力設(shè)備的額定頻率為50Hz，工頻的，工頻的 額定偏差一般不得超過額定偏差一般不得超過0.5Hz。頻率的調(diào)整主。頻率

10、的調(diào)整主 要依靠發(fā)電廠來調(diào)節(jié)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。要依靠發(fā)電廠來調(diào)節(jié)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。 *對于工廠供電系統(tǒng)來說，提高電能質(zhì)量主要是對于工廠供電系統(tǒng)來說，提高電能質(zhì)量主要是 提高電壓的質(zhì)量。提高電壓的質(zhì)量。 *電壓偏差是指電氣設(shè)備的端電壓與額定電壓之電壓偏差是指電氣設(shè)備的端電壓與額定電壓之 差，通常以額定電壓的百分值來表示。差，通常以額定電壓的百分值來表示。 *電壓波動是指電網(wǎng)電壓有效值的快速變動。電壓波動是指電網(wǎng)電壓有效值的快速變動。 7/23/202129 二、三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓二、三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓 （一）電網(wǎng)（線路）的額定電壓 分 電網(wǎng)和用電設(shè)備 發(fā)電機 電力變壓器額定電

11、kV 類 額定電壓kV 額定電壓kV 一次繞組 二次繞組 低 0.38 O.40 0.38 0.40 壓 0.66 O.69 0.66 0.69 3 3.15 3,3.15 3.15,3.3 6 6.3 6,6.3 6.3,6.6 10 10.5 10,10.5 10.5,11 高 13.8,15.75,18， 20,22,24,26 13.8,15.75,18， 20,22,24,26 35 35 38.5 壓 66 66 72.5 110 110 121 220 220 242 330 330 363 500 500 550 7/23/202130 （二）用電設(shè)備的額定電壓（二）用電設(shè)備的

12、額定電壓 用電設(shè)備的額定電壓規(guī)定: 與供電電網(wǎng)的額定電壓相同。 7/23/202131 （三）發(fā)電機的額定電壓（三）發(fā)電機的額定電壓 發(fā)電機的額定電壓一般比同級電網(wǎng)的額定電壓高出 5%，用于補償線路上的電壓損失。 (四)電力變壓器的額定電壓 1.變壓器一次繞組的額定電壓 分兩種情況： 當(dāng)變壓器直接與發(fā)電機相連時，高 于電網(wǎng)額定電壓5% 當(dāng)變壓器直接與線路相連時，與供 電線路電壓相同。 變壓器T1的一次繞組與發(fā)電機 直接相連，所以其一次繞組的 額定電壓取發(fā)電機的額定電壓 7/23/202132 2.變壓器二次側(cè)額定電壓變壓器二次側(cè)額定電壓 分兩種情況： 變壓器二次側(cè)供電線路較長， 高于供電線路額

13、定電壓10%。 變壓器二次側(cè)供電線路較短，或低壓線路 時，高于供電電網(wǎng)額定電壓5%。 當(dāng)變壓器供電距離較 短時，可以不考慮線 路上的電壓損失，只 需要補償滿載時變壓 器繞組上的電壓損失 即可。 7/23/202133 (五五) 電壓高低的劃分電壓高低的劃分 電力系統(tǒng)電壓高低的劃分,因著眼點不同而有不 同的劃分方法. 1.根據(jù)電業(yè)安全工作規(guī)程規(guī)定： 低壓低壓指設(shè)備對地電壓在指設(shè)備對地電壓在250V及以下者；及以下者； 高壓高壓指設(shè)備對地電壓在指設(shè)備對地電壓在250V以上者以上者。 以上劃分是從人身安全方面著眼的。 2. 根據(jù)我國的一些設(shè)計、制造和安裝設(shè)計、制造和安裝規(guī)程通常是以 1000V為界限

14、來劃分電壓高低壓。 一般規(guī)定： 低壓低壓指額定電壓在指額定電壓在1000V（或（或1200V）以下者）以下者 高壓高壓指額定電壓在指額定電壓在1000V（或（或1200V）以上者。）以上者。 7/23/202134 三、電壓偏差與電壓調(diào)整三、電壓偏差與電壓調(diào)整 （一）電壓偏差的有關(guān)概念 電壓偏差的含義： 電壓偏差是指給定瞬間設(shè)備的端電壓端電壓 U與設(shè)備額與設(shè)備額 定電壓定電壓UN 之差對額定電壓之差對額定電壓UN 的百分比的百分比，即： %100% N N U UU U 7/23/202135 為了滿足用電設(shè)備對電壓偏差的要求，供電 系統(tǒng)必須采取相應(yīng)的電壓調(diào)整電壓調(diào)整措施: 調(diào)壓型變壓器、減少

15、系統(tǒng)阻抗、改變系統(tǒng)運調(diào)壓型變壓器、減少系統(tǒng)阻抗、改變系統(tǒng)運 行方式、三相負(fù)荷均衡、無功功率補償。行方式、三相負(fù)荷均衡、無功功率補償。 （二）電壓調(diào)整的措施（二）電壓調(diào)整的措施 7/23/202136 四、電壓波動四、電壓波動 （一）電壓波動的有關(guān)概念（一）電壓波動的有關(guān)概念 1.電壓波動與閃變電壓波動與閃變 電壓波動是指電網(wǎng)電壓有效值(方均根值)的連續(xù) 快速變動， 2.電壓波動電壓波動的產(chǎn)生與危害 產(chǎn)生產(chǎn)生：負(fù)荷劇烈變化引起沖擊負(fù)荷負(fù)荷劇烈變化引起沖擊負(fù)荷。 如電機起動、電焊機、電弧爐、軋鋼機。 危害危害：使得設(shè)備無法正常工作。：使得設(shè)備無法正常工作。 7/23/202137 六、工廠供配電電

16、壓的選擇六、工廠供配電電壓的選擇 (一一)工廠供電電壓的選擇工廠供電電壓的選擇 主要取決于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的供電電壓等級當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的供電電壓等級，同 時要考慮工廠用電設(shè)備的電壓、容量和用電設(shè)備的電壓、容量和 供電距離供電距離等因素。 在同一輸輸送功率和輸送距離條件下，供 電電壓越高，線路電流越小，使線路導(dǎo) 線或電纜截面越小，可減少線路的初投 資和有色金屬消耗量。 7/23/202138 低壓低壓 ： 單相 220V 三相 380V 高壓： 有10KV、35（66）KV、110KV、220KV。 除發(fā)電廠直配電壓可采用3KV或6KV外，其他 等級的電壓應(yīng)逐步過渡到上述額定電壓。如果 用戶需要的電壓等級不在

17、上列范圍時，應(yīng)自行 采用變壓措施解決。 用戶需要的電壓等級在110KV及以上時，其受 電裝置應(yīng)作為終端變電所設(shè)計，其方案需經(jīng)省 電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)審批。 7/23/202139 （二）工廠高壓配電電壓的選擇二）工廠高壓配電電壓的選擇 采用的高壓配電電壓通常為10KV。如果工廠擁 有相當(dāng)數(shù)量的6KV用電設(shè)備，則可考慮采用 6KV 作為工廠的高壓配電電壓。 如果當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)供電電壓為35KV，而廠區(qū)環(huán)境條 件又允許采用35KV架空線路和較經(jīng)濟的 35KV 電氣設(shè)備時，則可考慮采用35KV作為 高壓配電電壓深入負(fù)荷中心的直配方式。 7/23/202140 工廠的低壓配電電壓一般采用220/380V。 其中：線

18、電壓380V，接三相動力設(shè)備及額定 電壓為380V的單相用電設(shè)備。 相電壓220V接額定電壓為220V的照明燈具和 其他單相用電設(shè)備。 某些特殊場合宜采用660V甚至甚至1140V作為低壓 配電電壓。比如，礦井下，因負(fù)荷離變配電所 較遠(yuǎn)，線路損耗較大。 （三）工廠低壓配電電壓的選擇（三）工廠低壓配電電壓的選擇 7/23/202141 之四：之四： 電力系統(tǒng)中性點運行方式電力系統(tǒng)中性點運行方式 及低壓配電系統(tǒng)接地型式及低壓配電系統(tǒng)接地型式 一、電力系統(tǒng)的中性點運行方式一、電力系統(tǒng)的中性點運行方式 在三相交流電力系統(tǒng)中，作為供電電源的在三相交流電力系統(tǒng)中，作為供電電源的 發(fā)電機和變壓器的中性點有三

19、種運行方發(fā)電機和變壓器的中性點有三種運行方 式：式： 中性點直接接地 中性點不接地 中性點經(jīng)消弧線圈接地 7/23/202142 （一）中性點不接地方式（一）中性點不接地方式 350 )35( cabohN C llU I 單相接地電流經(jīng)驗公式： 7/23/202143 7/23/202144 （二）中性點經(jīng)消弧線圈接地（二）中性點經(jīng)消弧線圈接地 正常運行：三相 電壓、電流對稱 消弧線圈消弧線圈 單相接地：另兩相對地電壓升高為原來的根號單相接地：另兩相對地電壓升高為原來的根號3倍，倍， 減小了接地電流。減小了接地電流。 在單相接地電容電流大于一定值的電力系統(tǒng)中，在單相接地電容電流大于一定值的電

20、力系統(tǒng)中， 電源中性點必須采取電源中性點必須采取 經(jīng)消弧線圈接地的運行方式。經(jīng)消弧線圈接地的運行方式。 7/23/202145 消弧線圈對電容電流的補償有 三種方式： （1）全補償； （2）欠補償； （3）過補償。 Why? 在電力系統(tǒng)中一般不采用完全 補償?shù)姆绞?，而采用過補償運 行方式 7/23/202146 （三）中性點直接接地或低阻接地的電力系統(tǒng)（三）中性點直接接地或低阻接地的電力系統(tǒng) 正常運行：三相電壓、電流對稱 單相接地：另外兩相對地電壓不變，單相接地后即通過 接地中性點形成單相短路。 單相短路電流比線路的正常負(fù)荷電流大得多， 因此，系統(tǒng)發(fā)生單相短路時保護裝置應(yīng)動作于跳閘， 切除短路故障。 7/23/202147 二、低壓配電系統(tǒng)的接地型式二、低壓配電系統(tǒng)的接地型式 我國220/380V低壓配電系統(tǒng)，廣泛采用中性點直接接 地的運行方式，而且引出有中性線（N），保護線 （PE）或保護中性線（PEN）。 中性線（中性線（N）的功能）的功能：一是用來接用額定電壓為系統(tǒng) 相電壓的單相用電設(shè)備；二是用來傳導(dǎo)三相系統(tǒng)中的 不平衡電流和單相電流；三是減小負(fù)荷中性點的電位 偏移。 保護線（PE）的功能： 用