第1章工廠供電緒論

1、工廠供電工廠供電皖西學(xué)院電氣工程及其自動化專業(yè) = = = 供配電工作供配電工作: : 1 1）保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要）保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要 2 2）搞好）搞好 三電三電-安全用電、節(jié)約用電安全用電、節(jié)約用電( (掛機(jī)掛機(jī)) )、計(jì)劃用電計(jì)劃用電 安全安全可靠可靠優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故生人身事故和設(shè)備事故應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性即連續(xù)性應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性即連續(xù)性的要求的要求應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求要求供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，供電系統(tǒng)

2、的投資要少，運(yùn)行費(fèi)用要低，并盡可能地節(jié)約電能和有色金屬消耗量并盡可能地節(jié)約電能和有色金屬消耗量1 1、了解電力用戶的電力供應(yīng)和分配問題、了解電力用戶的電力供應(yīng)和分配問題2 2、掌握運(yùn)行維護(hù)和簡單設(shè)計(jì)計(jì)算所需的基礎(chǔ)、掌握運(yùn)行維護(hù)和簡單設(shè)計(jì)計(jì)算所需的基礎(chǔ) 知識和基礎(chǔ)理論知識和基礎(chǔ)理論3 3、供電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷、供電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷 返回目錄 供配電系統(tǒng)的基本知識供配電系統(tǒng)的基本知識 工廠企業(yè)所需的電力電源從進(jìn)廠起到所有用電工廠企業(yè)所需的電力電源從進(jìn)廠起到所有用電設(shè)備入端止的整個電路及其中的變配電設(shè)備設(shè)備入端止的整個電路及其中的變配電設(shè)備供配電系統(tǒng)：供配電系統(tǒng)：供電系統(tǒng)分類：供電系統(tǒng)分類： (

3、 (四四) )只有一個變電所或配電所的供電系統(tǒng)只有一個變電所或配電所的供電系統(tǒng)( (一一) )具有高壓配電所的供電系統(tǒng)具有高壓配電所的供電系統(tǒng)( (二二) )具有總降壓變電所的供電系統(tǒng)具有總降壓變電所的供電系統(tǒng)( (三三) )高壓深入負(fù)荷中心的供電系統(tǒng)高壓深入負(fù)荷中心的供電系統(tǒng)具有高壓配電所的供電系統(tǒng)具有高壓配電所的供電系統(tǒng) 具有總降壓變電所的供電系統(tǒng)高壓深入負(fù)荷中心的供電系統(tǒng) 只有一個變電所或配電所的供電系統(tǒng)只有一個變電所或配電所的供電系統(tǒng) 只設(shè)一個降壓變電所的只設(shè)一個降壓變電所的工廠供電系統(tǒng)簡圖工廠供電系統(tǒng)簡圖a a）裝有一臺主變壓器）裝有一臺主變壓器b b）裝有兩臺主變壓器）裝有兩臺主變

4、壓器低壓進(jìn)線的小型工廠供電低壓進(jìn)線的小型工廠供電系統(tǒng)簡圖系統(tǒng)簡圖 發(fā)電廠發(fā)電廠 ： 將自然界蘊(yùn)藏的各類天然能源將自然界蘊(yùn)藏的各類天然能源( (一次能源一次能源) )轉(zhuǎn)化為電能轉(zhuǎn)化為電能( (二次能源二次能源) )的工廠的工廠- -利用水流的位能生產(chǎn)電能利用水流的位能生產(chǎn)電能 1 1、水力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠分類：分類：關(guān)注：三峽水電站關(guān)注：三峽水電站2 2、火力發(fā)電廠和熱電廠、火力發(fā)電廠和熱電廠利用燃燒的化學(xué)能（例如煤的燃燒）來生產(chǎn)電能。利用燃燒的化學(xué)能（例如煤的燃燒）來生產(chǎn)電能。 兼供熱能的火電廠稱為熱電廠兼供熱能的火電廠稱為熱電廠3 3、核能發(fā)電廠、核能發(fā)電廠利用原子核的裂變能來生產(chǎn)電能利用

5、原子核的裂變能來生產(chǎn)電能 4 4、其他類型發(fā)電廠、其他類型發(fā)電廠 風(fēng)力、地?zé)峒疤柲艿劝l(fā)電廠風(fēng)力、地?zé)峒疤柲艿劝l(fā)電廠人造太陽人造太陽 1 1、送電過程、送電過程2 2、電力生產(chǎn)的特點(diǎn)：、電力生產(chǎn)的特點(diǎn)： (1)(1)電力生產(chǎn)的同時性電力生產(chǎn)的同時性: :電能是生產(chǎn)、輸送、分配、消電能是生產(chǎn)、輸送、分配、消費(fèi)同時進(jìn)行并完成，即無論在任何時候生產(chǎn)量等于消費(fèi)同時進(jìn)行并完成，即無論在任何時候生產(chǎn)量等于消費(fèi)量費(fèi)量( (含損耗含損耗) )。(2)(2)集中性：生產(chǎn)高度集中、統(tǒng)一。集中性：生產(chǎn)高度集中、統(tǒng)一。 (3)(3)快速性快速性(4)(4)先行性先行性3 3、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)及動力系統(tǒng)的概念、電力系

6、統(tǒng)、電力網(wǎng)及動力系統(tǒng)的概念 由各級電壓的電力線路將由各級電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一一些發(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。個發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體。 電力系統(tǒng)（電力系統(tǒng)（power systempower system）：）：電力網(wǎng)：電力網(wǎng)： 電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所，也稱為電網(wǎng)（電所，也稱為電網(wǎng)（power networkpower network） 動力系統(tǒng)：動力系統(tǒng)： 電力系統(tǒng)加上發(fā)電廠的動力部分及其熱能系統(tǒng)電力系統(tǒng)加上發(fā)電廠的動力部分及其熱能系統(tǒng)和

7、熱能用戶和熱能用戶1.2.4 1.2.4 用戶自備電源基本知識用戶自備電源基本知識 1 1、采用柴油發(fā)電機(jī)組的自備電源、采用柴油發(fā)電機(jī)組的自備電源 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：操作簡便，起動迅速操作簡便，起動迅速效率較高效率較高燃料的貯存和運(yùn)輸都很方便燃料的貯存和運(yùn)輸都很方便運(yùn)行可靠，維修方便運(yùn)行可靠，維修方便返回目錄2 2、采用不間斷電源（、采用不間斷電源（UPSUPS）的自備電源）的自備電源 公 共 電 網(wǎng)電 子 開 關(guān)重 要 負(fù) 荷F 衡量電能質(zhì)量的兩個基本參數(shù)衡量電能質(zhì)量的兩個基本參數(shù)頻率頻率電壓電壓1.3.21.3.2三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的三相

8、交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓分分類類低低壓壓F電網(wǎng)（電力線路）的額定電壓電網(wǎng)（電力線路）的額定電壓 根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要及電力工業(yè)的水平，經(jīng)根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要及電力工業(yè)的水平，經(jīng)全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后確定全面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后確定 F用電設(shè)備的額定電壓用電設(shè)備的額定電壓線路首端與末端的平均電壓線路首端與末端的平均電壓即電網(wǎng)的額定電壓。用電設(shè)即電網(wǎng)的額定電壓。用電設(shè)備的額定電壓規(guī)定與同級電備的額定電壓規(guī)定與同級電網(wǎng)的額定電壓相同。如圖中網(wǎng)的額定電壓相同。如圖中虛線所示虛線所示用電設(shè)備與發(fā)電機(jī)的額定電壓說明用電設(shè)備與發(fā)電機(jī)的額定電壓說明F發(fā)電機(jī)的額定

9、電壓發(fā)電機(jī)的額定電壓發(fā)電機(jī)額定電壓規(guī)定高于同級電網(wǎng)額定電壓發(fā)電機(jī)額定電壓規(guī)定高于同級電網(wǎng)額定電壓5 5F電力變壓器的額定電壓電力變壓器的額定電壓注意：注意：但當(dāng)變壓器一次繞組但當(dāng)變壓器一次繞組直接直接與與發(fā)電機(jī)相連發(fā)電機(jī)相連時，變壓時，變壓器一次繞組的額定電壓與發(fā)電機(jī)額定電壓相等。器一次繞組的額定電壓與發(fā)電機(jī)額定電壓相等。變壓器的變壓器的二次繞組二次繞組對于用電設(shè)備而言，相當(dāng)于供電設(shè)備。對于用電設(shè)備而言，相當(dāng)于供電設(shè)備。u 第一種情況比用電設(shè)備額定電壓高第一種情況比用電設(shè)備額定電壓高10% 10% u 第二種情況比用電設(shè)備額定電壓高第二種情況比用電設(shè)備額定電壓高5%5%其中其中5%5%用于補(bǔ)償

10、變壓器滿載供電用于補(bǔ)償變壓器滿載供電時，一、二次繞組上的電壓損失；時，一、二次繞組上的電壓損失； 另外另外5%5%用于補(bǔ)償線路上的電壓損用于補(bǔ)償線路上的電壓損失，因此適用于變壓器供電距離失，因此適用于變壓器供電距離較長時的情況。較長時的情況。當(dāng)變壓器供電距離較短時，當(dāng)變壓器供電距離較短時，可以不考慮線路上的電壓損可以不考慮線路上的電壓損失，只需要補(bǔ)償滿載時變壓失，只需要補(bǔ)償滿載時變壓器繞組上的電壓損失即可。器繞組上的電壓損失即可。F電壓高低的劃分電壓高低的劃分從人身安全方面從人身安全方面低壓低壓：指設(shè)備對地電壓在：指設(shè)備對地電壓在250V250V及以下者及以下者高壓高壓：指設(shè)備對地電壓在：指設(shè)

11、備對地電壓在250V250V以上者以上者設(shè)計(jì)、制造和安裝規(guī)程方面設(shè)計(jì)、制造和安裝規(guī)程方面低壓低壓：指額定電壓在：指額定電壓在1000V1000V（或（或1200V1200V）及以下者）及以下者高壓高壓：指額定電壓在：指額定電壓在1000V 1000V （或（或1200V1200V）以上者）以上者1.3.31.3.3電壓偏差與電壓調(diào)整電壓偏差與電壓調(diào)整電壓偏差電壓偏差 %100%NNUUUU電壓偏差是由于供配電系統(tǒng)運(yùn)行方式改變以及負(fù)電壓偏差是由于供配電系統(tǒng)運(yùn)行方式改變以及負(fù)荷緩慢變化而引起的，它的變動是相當(dāng)荷緩慢變化而引起的，它的變動是相當(dāng)緩慢緩慢的。的。電壓偏差允許值電壓偏差允許值 電動機(jī)：電

12、動機(jī)：照明燈：照明燈：一般為一般為5 5、5 5特殊情況可為特殊情況可為5 5、-10-10 其他用電設(shè)備：其他用電設(shè)備：5 5、5 5 當(dāng)無特殊規(guī)定時為當(dāng)無特殊規(guī)定時為5 5、5 5電壓偏差的影響及其調(diào)整措施電壓偏差的影響及其調(diào)整措施 電壓調(diào)整措施電壓調(diào)整措施 (1) (1) 合理選擇變壓器的電壓分接頭或采用有載調(diào)壓型變壓器合理選擇變壓器的電壓分接頭或采用有載調(diào)壓型變壓器無載調(diào)壓型變壓器，換接電壓分接頭，必須停電進(jìn)無載調(diào)壓型變壓器，換接電壓分接頭，必須停電進(jìn)行，因此是不能頻繁操作的。行，因此是不能頻繁操作的。有載調(diào)壓型變壓器，在正常運(yùn)行過程中自動地調(diào)整有載調(diào)壓型變壓器，在正常運(yùn)行過程中自動地

13、調(diào)整電壓，保證設(shè)備端電壓的穩(wěn)定。電壓，保證設(shè)備端電壓的穩(wěn)定。(2(2）降低供配電系統(tǒng)的阻抗）降低供配電系統(tǒng)的阻抗 （3 3）盡量使系統(tǒng)的三相負(fù)荷均衡）盡量使系統(tǒng)的三相負(fù)荷均衡 （4 4）合理地改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式）合理地改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式 （5 5）采用無功功率的補(bǔ)償裝置）采用無功功率的補(bǔ)償裝置 1.3.41.3.4電壓波動（電壓波動（voltage fluctuationvoltage fluctuation）及其抑制）及其抑制含義含義電網(wǎng)電壓有效值（方均根植）的連續(xù)快速變動電網(wǎng)電壓有效值（方均根植）的連續(xù)快速變動maxmin%100%defUUNUUmaxU用戶公共供電點(diǎn)的相鄰最大的電壓方均

14、根植用戶公共供電點(diǎn)的相鄰最大的電壓方均根植minU 用戶公共供電點(diǎn)的相鄰最小的電壓方均根植用戶公共供電點(diǎn)的相鄰最小的電壓方均根植NU電網(wǎng)額定電壓電網(wǎng)額定電壓是電網(wǎng)電壓的短時快速變動或電壓包絡(luò)線的周期是電網(wǎng)電壓的短時快速變動或電壓包絡(luò)線的周期性快速變動性快速變動 有效值有效值=0.707=0.707峰值峰值電壓波動的產(chǎn)生與危害電壓波動的產(chǎn)生與危害電壓波動是由于負(fù)荷急劇變動引起的電壓波動是由于負(fù)荷急劇變動引起的 影響電動機(jī)的正常起動影響電動機(jī)的正常起動 產(chǎn)生：產(chǎn)生：危害：危害：使某些電子設(shè)備特別是電子計(jì)算機(jī)無法正使某些電子設(shè)備特別是電子計(jì)算機(jī)無法正常工作常工作 使照明燈發(fā)生明顯的閃爍現(xiàn)象（閃變電壓

15、）使照明燈發(fā)生明顯的閃爍現(xiàn)象（閃變電壓） 電壓波動和閃變的抑制措施電壓波動和閃變的抑制措施 采用專用線或?qū)Ｓ米儔浩鲉为?dú)供電采用專用線或?qū)Ｓ米儔浩鲉为?dú)供電 減小系統(tǒng)阻抗減小系統(tǒng)阻抗 減小或切除引起電壓波動的負(fù)荷。減小或切除引起電壓波動的負(fù)荷。 選用短路容量較大或電壓等級較高的電網(wǎng)供電選用短路容量較大或電壓等級較高的電網(wǎng)供電 裝設(shè)靜止型無功補(bǔ)償裝置（裝設(shè)靜止型無功補(bǔ)償裝置（SVCSVC） 1.3.5電網(wǎng)諧波及其抑制電網(wǎng)諧波及其抑制電網(wǎng)諧波的有關(guān)概念電網(wǎng)諧波的有關(guān)概念 諧波（諧波（harmonicharmonic）的含義）的含義 按傅里葉級數(shù)分解的一系列頻率為基波頻率整數(shù)按傅里葉級數(shù)分解的一系列頻率

16、為基波頻率整數(shù)倍的高次諧波正弦電流倍的高次諧波正弦電流高次諧波的干擾成了當(dāng)前系統(tǒng)中影響電能質(zhì)量的一大高次諧波的干擾成了當(dāng)前系統(tǒng)中影響電能質(zhì)量的一大“公害公害”，亟待采取對策。，亟待采取對策。高次諧波的產(chǎn)生高次諧波的產(chǎn)生 由于系統(tǒng)中有非線性元件存在，有高次諧波電流或由于系統(tǒng)中有非線性元件存在，有高次諧波電流或電壓產(chǎn)生電壓產(chǎn)生 諧波的的危害諧波的的危害 引起電氣自動裝置誤動作，甚至發(fā)生嚴(yán)重事故引起電氣自動裝置誤動作，甚至發(fā)生嚴(yán)重事故 干擾其它電子設(shè)備，使之工作失常。諧波還會使電干擾其它電子設(shè)備，使之工作失常。諧波還會使電力測量表計(jì)，有功計(jì)量表和電度表的計(jì)量誤差增大力測量表計(jì)，有功計(jì)量表和電度表的計(jì)

17、量誤差增大 增加電能的消耗量增加電能的消耗量 干擾通訊設(shè)備、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等電子設(shè)備的正常工作，干擾通訊設(shè)備、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等電子設(shè)備的正常工作，造成數(shù)據(jù)丟失或死機(jī)造成數(shù)據(jù)丟失或死機(jī) 使電氣設(shè)備過熱，振動和噪聲加大，加速絕緣老化，使電氣設(shè)備過熱，振動和噪聲加大，加速絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀 造成燈光亮度的波動造成燈光亮度的波動( (閃變閃變) )，影響工作效益，影響工作效益 產(chǎn)生渦流、阻尼作用，使電氣設(shè)備局部過熱、噪聲加大產(chǎn)生渦流、阻尼作用，使電氣設(shè)備局部過熱、噪聲加大 諧波的抑制措施諧波的抑制措施 三相整流變壓器采用三相整流變壓器采用YdYd或或Dy

18、Dy聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié) 增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù) 裝設(shè)分流濾波器裝設(shè)分流濾波器 大容量的非線性負(fù)荷由短路容量較大的電網(wǎng)供電大容量的非線性負(fù)荷由短路容量較大的電網(wǎng)供電 使各臺整流變壓器二次側(cè)互有相角差使各臺整流變壓器二次側(cè)互有相角差選用選用Dyn11Dyn11聯(lián)結(jié)組三相配電變壓器聯(lián)結(jié)組三相配電變壓器1.3.61.3.6三相不平衡及其改善三相不平衡及其改善 產(chǎn)生：產(chǎn)生： 三相負(fù)荷不平衡三相負(fù)荷不平衡危害：危害： 縮短電動機(jī)使用壽命縮短電動機(jī)使用壽命變壓器的容量不能得到充分利用變壓器的容量不能得到充分利用嚴(yán)重影響多相整流裝置的多相觸發(fā)脈沖的對稱性嚴(yán)重影響多相整流裝置的多相觸發(fā)脈沖的

19、對稱性電壓不平衡度電壓不平衡度21%100%defUUU電壓負(fù)序分量的方均根植電壓負(fù)序分量的方均根植電壓正序分量的方均根植電壓正序分量的方均根植允許值允許值 正常允許正常允許2%2%，短時不超過，短時不超過4%4%接于公共連接點(diǎn)的每個用戶一般不得超過接于公共連接點(diǎn)的每個用戶一般不得超過1.3%1.3%改善三相不平衡的措施改善三相不平衡的措施1.3.71.3.7工廠供配電電壓的選擇工廠供配電電壓的選擇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，同時也要考慮主要取決于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的供電電壓等級，同時也要考慮工廠用電設(shè)備的電壓、容量和供電距離等因素工廠用電設(shè)備的電壓、容量和供電距離等因素工廠高壓配電電壓的選擇工廠高壓配電電壓的選擇 工廠供電系統(tǒng)的高壓配電電壓，主要取決于當(dāng)?shù)毓╇婋姽S供電系統(tǒng)的高壓配電電壓，主要取決于當(dāng)?shù)毓╇婋娫措妷杭肮S高壓設(shè)備的電壓和容量、數(shù)量等因素。通源電壓及工廠高壓設(shè)備的電壓和容量、數(shù)量等因素。通常有常有10KV 10KV ；6KV6KV；35KV35KV等等 工廠低壓配電電壓的選擇工廠低壓配電電壓的選擇 工廠供電系統(tǒng)的低壓配電電壓，主要取決于低壓用電設(shè)備工廠供電系統(tǒng)的低壓