工廠供電第1章概論

1、課程任務(wù) 講述中小型工廠內(nèi)部的電能供應(yīng)和分配問(wèn)題以及電氣照明，使同學(xué)們初步掌握： 中小型工廠供電系統(tǒng)和電氣照明設(shè)計(jì)計(jì)算和運(yùn)行維護(hù)所必需的基本理論和基本知識(shí)， 建立工廠供電系統(tǒng)整體概念， 具有工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初步能力，為今后從事供配電技術(shù)工作奠定一定的基礎(chǔ)。 課程內(nèi)容 簡(jiǎn)要介紹電力系統(tǒng)； 主要介紹工廠動(dòng)力供電和照明供電，其中：1、詳細(xì)分析：電力負(fù)荷及其計(jì)算、短路電流及其計(jì)算；2、重點(diǎn)介紹：變配電所一次系統(tǒng)的組成及主要電力電器設(shè)備最新產(chǎn)品、電力線路、防雷接地與電氣安全措施；3、簡(jiǎn)要介紹：二次系統(tǒng)及繼電保護(hù)裝置；4、簡(jiǎn)要介紹：新型照明燈具及工廠節(jié)約用電和計(jì)劃用電。第一章 概論 電力系統(tǒng)概述（參考：

2、1.3節(jié)、第2節(jié)、第3節(jié)） 工廠供電系統(tǒng)概述（參考：1.1節(jié)、1.2節(jié)） 工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述（參考：第4節(jié)）目 錄第一章 概論 了解工廠供電的意義、要求及課程任務(wù)，明確圍繞本課程的若干問(wèn)題； 了解工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠、電力系統(tǒng)，掌握有關(guān)重要基本概念； 掌握電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量的有關(guān)問(wèn)題，掌握額定電壓的確定原則； 了解電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式及低壓配電系統(tǒng)的接地型式。 要 求電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)定義：由各級(jí)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(lái)的一個(gè)發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體，稱(chēng)為電力系統(tǒng)。功能：將自然界的一次能源通過(guò)發(fā)電裝置轉(zhuǎn)化為電能，再經(jīng)輸電、變電和配電將電能供應(yīng)到用戶。

3、（參見(jiàn)圖1-8、圖1-9，p7-8）1.2.2 電力系統(tǒng) Power system 發(fā)電輸電變電配電用電電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)1.2.2 電力系統(tǒng) Power system 發(fā)電機(jī)升壓變壓器高壓輸電輸電區(qū)域變電所中低壓配電降壓變電所發(fā)電廠 26kV/1000kV用戶 110kV/35kV/20kV/10kV/0.4kV工廠是主要有戶，用電量約占50%以上 區(qū)域電網(wǎng) 220kV輸電地方變電所地方電網(wǎng) 110kV電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)發(fā)電公司中國(guó)華能集團(tuán)公司 中國(guó)大唐集團(tuán)公司中國(guó)國(guó)電集團(tuán)公司 中國(guó)華電集團(tuán)公司 中國(guó)電力投資集團(tuán)公司 1.2.2 電力系統(tǒng) Power system 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)電網(wǎng)公司國(guó)家電

4、網(wǎng)公司中國(guó)南方電網(wǎng)公司 廣東、廣西、云南、貴州和海南五省、區(qū) 西北電網(wǎng)華北電網(wǎng)東北電網(wǎng)華中電網(wǎng)華東電網(wǎng)南方電網(wǎng)1.2.2 電力系統(tǒng) Power system 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)電網(wǎng) p89電力系統(tǒng)中各級(jí)電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所，稱(chēng)為電網(wǎng)。區(qū)域電網(wǎng)、地方電網(wǎng)動(dòng)力系統(tǒng)大型電力系統(tǒng)（聯(lián)合電網(wǎng)）優(yōu)越性及其不足1.2.4 電網(wǎng) Power Network 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)電力系統(tǒng)中的所有電力線路和電氣設(shè)備均在一定的電壓和頻率下工作。電網(wǎng)額定電壓：電網(wǎng)額定電壓等級(jí)由國(guó)家制定頒布。電壓等級(jí)不宜太多，否則會(huì)使線損、無(wú)功損耗大，不易實(shí)現(xiàn)變壓器、電機(jī)電器等用電設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)。國(guó)外城網(wǎng)電壓等級(jí)一般為三個(gè)；我國(guó)

5、城網(wǎng)電壓目前有四個(gè)等級(jí)：220/35/10/0.4kV。蘇州新區(qū)新增20kV。將來(lái)趨勢(shì)用三個(gè)：220/20/0.4kV或110/35(10)/0.4kV，采用多布點(diǎn)、短半徑的方式。1.2.5 電力系統(tǒng)的電壓 The Voltage of Power system p9電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)用電設(shè)備的額定電壓UN 與同級(jí)電網(wǎng)額定電壓相同。發(fā)電機(jī)的額定電壓 高于同級(jí)電網(wǎng)（線路）額定電壓5%G+10%0%+5%+5%UNT2T1M圖1.11 電力變壓器一、二次額定電壓說(shuō)明圖 p101.2.5 電力系統(tǒng)的電壓 The Voltage of Power system 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)電力變壓器的額定電壓（參見(jiàn)

6、圖1-11） 1、一次繞組的額定電壓： 1）升壓變壓器：與發(fā)電機(jī)額定電壓同 2）降壓變壓器：與同級(jí)電網(wǎng)額定電壓同 2、二次繞組的額定電壓： 1）變電站用：高于同級(jí)電網(wǎng)額定電壓10% 2）用戶變電所：高于同級(jí)電網(wǎng)額定電壓5%G+10%0%+5%+5%UNT2T1M1.2.5 電力系統(tǒng)的電壓 The Voltage of Power system 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 電壓的劃分 低壓： 1200V AC；1500V DC 中壓： 40.5kV 高壓： 220kV 超高壓： 550kV 特高壓： 750kV、800kV、1000kV及以上1.2.5 電力系統(tǒng)的電壓 The Voltage of Pow

7、er system 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)我國(guó)公布的標(biāo)準(zhǔn)額定電壓 （GB/T156一2007、GB/T 11022） p9分類(lèi)電網(wǎng)和用電設(shè)備額定電壓交流發(fā)電機(jī)額定電壓電力變壓器額定電壓開(kāi)關(guān)設(shè)備最高電壓一次繞組二次繞組低壓V220/380400380/220400/230400380/660690660/380690/400690高壓kV33.153, 3.153.15, 3.33.666.36, 6.36.3, 6.67.21010.510, 10.510.5, 11122013.8, 15.75, 18, 20, 22, 24, 26同左-2435-3538.540.566-6672.572.51

8、10-110121126220-220242252330-330363363500-500550550750-750825(800)800電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)工廠供電電壓的選擇（p1617） 1、選擇原則 1）當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)電壓等級(jí) 2）工廠用電設(shè)備的額定電壓、容量、供電距離 2、高壓配電電壓的選擇： 10kV、35kV，6kV 3、低壓配電電壓的選擇： 220V/380V，660V，1140V1.2.5 電力系統(tǒng)的電壓 The Voltage of Power system 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)各級(jí)電壓電力線路合理的輸送功率和輸電距離 p17電網(wǎng)電壓/kV線路結(jié)構(gòu)輸送功率 /kW輸送距離 /km0.38架

9、空線1000.250.38電纜線1750.356架空線1000106電纜線3000810架空線200062010電纜線50001035架空線20001萬(wàn)205066架空線35003萬(wàn)30100110架空線1萬(wàn)5萬(wàn)50150220架空線10萬(wàn)50萬(wàn)100300330架空線200500500、500架空線250800750架空線5001200電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)衡量電能質(zhì)量的基本指標(biāo) 1）電壓2）頻率 頻率偏差不得超過(guò)0.5Hz/0.2Hz（3000MW）電氣設(shè)備的額定電壓和額定頻率，是電氣設(shè)備正常工作且能獲得最佳經(jīng)濟(jì)效果的電壓和頻率。對(duì)工廠供電系統(tǒng)，提高電能質(zhì)量主要是提高電壓質(zhì)量！電壓質(zhì)量四個(gè)指標(biāo)：

10、1）電壓偏差 2）電壓波動(dòng)3）電壓波形 4）三相平衡1.2.6.1 概述 p91.2.6 電能質(zhì)量 p9、 p1116電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 發(fā)電：優(yōu)先開(kāi)發(fā)水電、優(yōu)化發(fā)展火電、大力發(fā)展核電、積極發(fā)展風(fēng)電等可再生能源、適度發(fā)展天然氣集中發(fā)電、因地制宜發(fā)展分布式發(fā)電1.2.9.1 國(guó)家“十二五”規(guī)劃：電力發(fā)展 The 12th 5-years plan on Power Development in China1.2.9 國(guó)家電力發(fā)展“十二五”規(guī)劃及中長(zhǎng)期規(guī)劃電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí) 電網(wǎng)：加強(qiáng)省級(jí)500（750/330）kV電網(wǎng)建設(shè)、促進(jìn)城鄉(xiāng)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展、推進(jìn)電網(wǎng)智能化： 智能電網(wǎng)：發(fā)電、輸電、變電、配電、用

11、電、調(diào)度智能化1.2.9.1 國(guó)家“十二五”規(guī)劃：電力發(fā)展 The 12th 5-years plan on Power Development in China1.2.9 國(guó)家電力發(fā)展“十二五”規(guī)劃及中長(zhǎng)期規(guī)劃電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)我國(guó)未來(lái)15年內(nèi)（到2020年），將總投資4000億元打造特高壓輸電（交流1000kV，直流800kV）。特高壓輸電具有巨大的經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)。1條1000kV特高壓輸電線路，相當(dāng)于45條500kV線路，自然輸送功率500萬(wàn)kW；同時(shí)，特高壓輸電在保護(hù)環(huán)境、節(jié)約輸電走廊和降低線路損耗上占有優(yōu)勢(shì)。我國(guó)百萬(wàn)伏級(jí)交流特高壓工程已進(jìn)入啟動(dòng)建設(shè)階段。電網(wǎng)1.2.9.2 國(guó)家中長(zhǎng)期規(guī)劃

12、（至2020年）：電力發(fā)展 The middle and long term plan on Power Development in China1.2.9 國(guó)家電力發(fā)展“十二五”規(guī)劃及中長(zhǎng)期規(guī)劃電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)西北電網(wǎng)華北電網(wǎng)東北電網(wǎng)華中電網(wǎng)華東電網(wǎng)南方電網(wǎng)1.2.9 國(guó)家電力發(fā)展“十二五”規(guī)劃及中長(zhǎng)期規(guī)劃未來(lái)我國(guó)電網(wǎng)發(fā)展格局交流聯(lián)網(wǎng)直流聯(lián)網(wǎng)直流輸電線路1.2.9.2 國(guó)家中長(zhǎng)期規(guī)劃（至2020年）：電力發(fā)展 The middle and long term plan on Power Development in China電網(wǎng)第一章 概論 2.1 工業(yè)分類(lèi) 2.2 工廠供電系統(tǒng)簡(jiǎn)介 2.

13、3 有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)第2節(jié) 工廠供電系統(tǒng)概述工廠供電系統(tǒng)概述定義：工廠供電系統(tǒng)：從電源線路進(jìn)廠起到高低壓用電設(shè)備進(jìn)線端止的整個(gè)電路系統(tǒng)，包括廠內(nèi)變配電所和所有的高低壓供配電線路。根據(jù)規(guī)模，工廠分為大型、中型、小型企業(yè)根據(jù)用電量，工廠分為耗電大戶（如鋁業(yè)、化工等）、一般用戶企業(yè)因此，工廠供電系統(tǒng)的規(guī)模、復(fù)雜程度千差萬(wàn)別。分類(lèi)：總的來(lái)說(shuō)，工廠供電系統(tǒng)可分為三種： 1）大型 2）中型 3）小型2.2 工廠供電系統(tǒng) Power Supply Systems工廠供電系統(tǒng)概述大型供電系統(tǒng)： 110kV進(jìn)線，具有總降壓變電所、分變電所、低壓配電中心中型供電系統(tǒng)： 35kV或10kV進(jìn)線，具有總降壓變電所、分變電所、

14、低壓配電中心小型供電系統(tǒng)： 一般為10kV進(jìn)線，只設(shè)一個(gè)降壓變電所或箱式變電站、低壓配電中心2.2 工廠供電系統(tǒng) Power Supply Systems工廠供電系統(tǒng)概述電源進(jìn)線110kV, 35kV, 10kV配電屏、動(dòng)力箱、母線槽、電纜橋架、照明箱220/380V；660V（采礦、石油、化工）、1140V（僅用于礦下）中壓開(kāi)關(guān)柜、變壓器、低壓開(kāi)關(guān)柜、母線槽、電纜橋架高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、變壓器、中壓開(kāi)關(guān)柜、低壓柜負(fù)荷：電動(dòng)機(jī)、機(jī)電設(shè)備、空調(diào)、燈具等2.2 工廠供電系統(tǒng) Power Supply Systems供電系統(tǒng)框圖總變電所車(chē)間變電所車(chē)間配電所用電設(shè)備工廠供電系統(tǒng)概述2.2 工廠供電系統(tǒng)主接線

15、圖總變電所1號(hào)車(chē)間變電所C2號(hào)車(chē)間變電所220/380V220/380V應(yīng)急備用電源G工廠供電系統(tǒng)概述總變電所2號(hào)車(chē)間變電所220/380V10/0.4kV10kV110kV或35kV220/380VCBA母線C車(chē)間配電所：配電屏、動(dòng)力箱2.2 工廠供電系統(tǒng)主接線圖工廠供電系統(tǒng)概述框架式斷路器（ACB）塑殼式斷路器（MCCB） 真空斷路器（VCB）電器設(shè)備元器件 Electrical Apparatus工廠供電系統(tǒng)概述SF6高壓斷路器 GIS 電器設(shè)備 高壓電器 High-Voltage Switchgear工廠供電系統(tǒng)概述 氣體絕緣中壓開(kāi)關(guān)柜西門(mén)子 空氣絕緣中壓開(kāi)關(guān)柜ABB電器設(shè)備 中壓開(kāi)關(guān)

16、柜 Medium-Voltage Switchgear工廠供電系統(tǒng)概述電器設(shè)備 低壓開(kāi)關(guān)柜 Low-Voltage Switchgear工廠供電系統(tǒng)概述油浸式變壓器 干式變壓器 電力變壓器工廠供電系統(tǒng)概述法規(guī) 中華人民共和國(guó)節(jié)約能源法 中華人民共和國(guó)電力法 電力供應(yīng)與使用條例 供電營(yíng)業(yè)規(guī)則2.3 有關(guān)法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范 Laws, Standards and Codes工廠供電系統(tǒng)概述常用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、導(dǎo)則（國(guó)際）IEC (International Electrotechnical Commission) 國(guó)際電工委員會(huì)IEEE (Institute of Electrical and E

17、lectronic Engineers) 電氣與電子工程師學(xué)會(huì)ANSI (American National Standards Institute) 美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)學(xué)會(huì)CE Mark (Certified European Mark)歐盟認(rèn)證標(biāo)志2.3 有關(guān)法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范 Laws, Standards and Codes工廠供電系統(tǒng)概述常用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、導(dǎo)則（國(guó)際）ISO (International Standards Organization)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織NEC (National Electrical Code)國(guó)家電氣規(guī)范NEMA (National Electrical M

18、anufacturers Association)國(guó)家電氣制造商協(xié)會(huì)UL (Underwriters Laboratories, Inc.) BSI (British Standards Association)英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)2.3 有關(guān)法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范 Laws, Standards and Codes工廠供電系統(tǒng)概述常用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、導(dǎo)則（國(guó)內(nèi)）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)： GB 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)（強(qiáng)制性）GB/T 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)（推薦性）行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)： 電力行業(yè)：DL（強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)）、DL/T（推薦性標(biāo)準(zhǔn)）建筑行業(yè)：JG（強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)）、JG/T（推薦性標(biāo)準(zhǔn)）企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)：QB2.3 有關(guān)法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范 Law

19、s, Standards and Codes工廠供電系統(tǒng)概述常用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、導(dǎo)則（國(guó)內(nèi)）國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)： 行業(yè)歸口所：1、高壓電器：西安高壓電器研究所2、低壓電器：上海電器科學(xué)研究所3、低壓成套：天津電氣傳動(dòng)研究所4、電力電子：西安電力電子研究所DL/T 電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：國(guó)家電網(wǎng)公司中國(guó)電力研究院2.3 有關(guān)法規(guī)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范 Laws, Standards and Codes第一章 概論 3.1 工廠供電設(shè)計(jì) 3.2 擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)的主要步驟第3節(jié) 工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)概述設(shè)計(jì)概述 設(shè)計(jì)一般分為兩個(gè)階段： 擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)；施工設(shè)計(jì) 擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)是工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主干，需經(jīng)設(shè)計(jì)領(lǐng)導(dǎo)機(jī)關(guān)和供電部門(mén)的批準(zhǔn)。

20、擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)資料： 工廠供電系統(tǒng)的總體布置圖、 主電路圖、 平面布置圖； 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、工程概算等3.1 工廠供電設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)概述 施工設(shè)計(jì)是按照批準(zhǔn)后的擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)，進(jìn)行包括車(chē)間供電系統(tǒng)及照明等單項(xiàng)的施工圖樣的繪制。施工設(shè)計(jì)資料： 施工說(shuō)明書(shū)、 各項(xiàng)工程的平面圖/剖面圖、 設(shè)備安裝圖、 設(shè)備及材料明細(xì)表、 工程概算等3.1 工廠供電設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)概述1） 5） p24新建或改造的工程：1） 4）3.1 工廠供電工程設(shè)計(jì)與施工的一般原則工廠供電工程設(shè)計(jì)包括： 1、變配電所設(shè)計(jì) 2、配電線路設(shè)計(jì) 3、電氣照明設(shè)計(jì)3.2 工廠供電工程設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)概述3.3 工廠供電工程設(shè)計(jì)的程序與要求設(shè)計(jì)前，需收集的資料：1

21、） 6）p2526設(shè)計(jì)后，應(yīng)向當(dāng)?shù)毓╇娋痔峁┑馁Y料：7） 按供電營(yíng)業(yè)規(guī)則3.3.1 擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)的主要步驟兩個(gè)階段：擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)概述按照工藝、公用設(shè)計(jì)所提供的資料，確定全廠電力負(fù)荷分級(jí)，計(jì)算車(chē)間及全廠的計(jì)算負(fù)荷；根據(jù)車(chē)間環(huán)境及計(jì)算負(fù)荷數(shù)值，選擇車(chē)間變電所位置及變壓器容量、數(shù)量；根據(jù)負(fù)荷等級(jí)、全廠計(jì)算負(fù)荷，選定供電電源、電壓等級(jí)及供電方式；選擇總降壓變電所（配電所）位置、變壓器臺(tái)數(shù)及容量；確定總降壓變電所（配電所）接線圖和廠區(qū)內(nèi)的高壓配電方案；3.3.1 擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)的主要步驟3.3 工廠供電工程設(shè)計(jì)的程序與要求設(shè)計(jì)概述選擇高低壓電氣設(shè)備及配電網(wǎng)線路載流導(dǎo)體的截面，必要時(shí)，需進(jìn)行短路條件下動(dòng)穩(wěn)定及熱穩(wěn)定的校驗(yàn)；選擇繼電保護(hù)及供電系統(tǒng)的自動(dòng)化方式，進(jìn)行參數(shù)的整定計(jì)算；提出變電所和工廠建筑物的防雷措施、接地方式及接地電阻的設(shè)計(jì)計(jì)算；確定提高功率因數(shù)的補(bǔ)償措施；選定變電所的控制及調(diào)度方式；核算建設(shè)所需設(shè)備與總投資。3.3