第1章 工廠供電概論

自動(dòng)化教研室(B4--406）

張鳳眾

電廠供電（一）

本課程為自動(dòng)化專業(yè)的主要專業(yè)課。本課程的主要任務(wù)是使學(xué)生掌握有關(guān)建筑供配電的基礎(chǔ)知識(shí)、電力負(fù)荷及計(jì)算、短路電流及計(jì)算；變電所及一次回路、建筑電力線路、繼電保護(hù)、防雷接地及電氣安全、電能節(jié)約方面的基本知識(shí)和計(jì)算；建筑供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般程序及運(yùn)行維護(hù)。使學(xué)生掌握建筑供電系統(tǒng)的基礎(chǔ)知識(shí)、工程計(jì)算方法，為畢業(yè)后從事電氣施工、設(shè)計(jì)，機(jī)電安裝，工廠供電運(yùn)行工作打下必要的基礎(chǔ)。教學(xué)參考書(shū)：1、劉介才.工廠供電第四版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006.52、耿毅.工業(yè)企業(yè)供電.北京：冶金工業(yè)出版社，20043、余健明編.供電技術(shù).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.4、唐志平供配電技術(shù)北京：電子工業(yè)出版社，2008.第1章變配電系統(tǒng)1.1供配電系統(tǒng)的一般概念1.1供配電系統(tǒng)的一般概念

電力系統(tǒng)（electricalpowersystem）

一個(gè)完整的電力系統(tǒng)由各種不同類型的發(fā)電廠、變電所、輸電線路及電力用戶組成。

1．發(fā)電廠（generatingplant）

按一次能源介質(zhì)劃分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電站、核電站等，此外，還有小容量的太陽(yáng)能發(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、地?zé)岚l(fā)電廠和潮汐發(fā)電廠等，正在研究的還有磁流體發(fā)電和氫能發(fā)電等。

2．變電所（substation）

變電所是變換電能電壓和接受分配電能的場(chǎng)所。如果僅用以接受電能和分配電能，則稱為配電站，僅用以把交流電能變換成直流電能，則稱為變流所。

3．電力網(wǎng)（electricalpowernetwork）

輸電線路和配電線路統(tǒng)稱為電力網(wǎng)。通常將220kV及以上的電力線路稱為輸電線路，110kV及以下的電力線路稱為配電線路。配電線路又分為高壓配電線路（110kV）、中壓配電線路（6～35kV）和低壓配電線路（380/220V）。

4．電能用戶凡取用電能的所有單位均稱為電能用戶，其中工業(yè)企業(yè)用電量約占我國(guó)全年總發(fā)電量的64%，是最大的電能用戶。

1.1供配電系統(tǒng)的一般概念

工廠供配電系統(tǒng)由總降壓變電所、高壓配電線路、車間變電所、低壓配電線路及用電設(shè)備組成。

1．總降壓變電所

總降壓變電所負(fù)責(zé)將35～110kV的外部供電電壓變換為6～10kV的廠區(qū)高壓配電電壓，給廠區(qū)各車間變電所或高壓電動(dòng)機(jī)供電。

2．車間變電所

車間變電所將6～10kV的電壓降為380/220V，再通過(guò)車間低壓配電線路，給車間用電設(shè)備供電。

3．配電線路

配電線路分為廠區(qū)高壓配電線路和車間低壓配電線路。

供配電系統(tǒng)電氣設(shè)備的額定電壓，就是能使電氣設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)獲得最好經(jīng)濟(jì)效果的電壓。用電設(shè)備用電設(shè)備的額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓一致。發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的額定電壓一般比同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓高出5%，用于補(bǔ)償線路上的電壓損失。二、電力系統(tǒng)的額定電壓變壓器的二次繞組對(duì)于用電設(shè)備而言，相當(dāng)于供電設(shè)備。第一種情況比用電設(shè)備額定電壓高10%

第二種情況比用電設(shè)備額定電壓高5%二、電力系統(tǒng)的額定電壓變壓器變壓器的一次繞組：相當(dāng)于是用電設(shè)備，所以規(guī)定變壓器一次繞組的額定電壓與受電設(shè)備額定電壓相同。注意：但當(dāng)變壓器一次繞組直接與發(fā)電機(jī)相連時(shí)，變壓器一次繞組的額定電壓與發(fā)電機(jī)額定電壓相等。其中5%用于補(bǔ)償變壓器滿載供電時(shí)，一、二次繞組上的電壓損失；另外5%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較長(zhǎng)時(shí)的情況。當(dāng)變壓器供電距離較短時(shí)，可以不考慮線路上的電壓損失，只需要補(bǔ)償滿載時(shí)變壓器繞組上的電壓損失即可。二、電力系統(tǒng)的額定電壓線路的平均額定電壓

線路的平均額定電壓（averageratedvoltage）指線路始端最大電壓（變壓器空載電壓）和末端用電設(shè)備額定電壓的平均值。由于線路始端最大電壓比電網(wǎng)額定電壓高10%，因而線路的平均額定電壓比電網(wǎng)額定電壓高5%。各級(jí)分別為：0.4kV，3.15kV，6.3kV,10.5kV,37kV，63kV，115kV，230kV，346kV，525kV。發(fā)電機(jī)G的額定電壓：UN·G=1.05UN·L1=1.05×10=10.5（kV）變壓器T1的額定電壓：U1N·T1=UN.G=10.5（kV）

U2N·T1=1.1UN·L2=1.1×110=121(kV)變壓器T1的變比為：10.5/121kV變壓器T2的額定電壓：U1N·T2=UN·L2=110（kV）

U2N·T2=1.05UN·L3=1.05×6=6.3(kV)變壓器T2的變比為：110/6.3kV例1.2.1已知圖1.2.1所示系統(tǒng)中電網(wǎng)的額定電壓，試確定發(fā)電機(jī)和變壓器的額定電壓。

變壓器直接與電動(dòng)機(jī)相連，供電距離較短，可以不考慮線路上的電壓損失。變壓器T1的一次繞組與發(fā)電機(jī)直接相連，所以其一次繞組的額定電壓取發(fā)電機(jī)的額定電壓三、電力負(fù)荷的分類

級(jí)別一級(jí)二級(jí)三級(jí)停電影響人身傷亡，重大設(shè)備損壞，政治、經(jīng)濟(jì)上重大損失政治、經(jīng)濟(jì)造成較大損失，設(shè)備局部損壞大量減產(chǎn)等不屬于一級(jí)、二級(jí)的負(fù)荷允許停電時(shí)

間備用電源投入時(shí)間，特別重要負(fù)荷不允許停電允許短時(shí)停電幾分鐘停電影響不大對(duì)供電電源要求兩個(gè)獨(dú)立電源供電兩回路供電無(wú)特殊要求舉

例煉鋼廠的煉鋼爐、醫(yī)院、人民大會(huì)堂紡織廠，化工廠電能的質(zhì)量指標(biāo)

電壓

1．電壓偏差：

2．電壓波動(dòng)：頻率我國(guó)規(guī)定，電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz，頻率的允許偏差不得超過(guò)±0.5Hz，容量大于3000MW的用戶，頻率偏差不得超過(guò)±0.2Hz。電壓波形

電壓波形的質(zhì)量是以正弦電壓波形畸變率來(lái)衡量的。日本是110V，60Hz供電，不是220V。110V指的是相電壓，是A相，B相，C相到中線的電壓是110V有效值，峰值是155V，三相之間錯(cuò)開(kāi)120度相位。相當(dāng)于國(guó)內(nèi)的220V。AB，BC，CA之間的電壓叫做線電壓，電壓是相電壓的1.732倍，峰值是269V，有效值190V，相當(dāng)于國(guó)內(nèi)的380V。每個(gè)國(guó)家（地區(qū)）電壓及頻率比較國(guó)家電壓/頻率大溪地(Tahiti)127V/60Hz中國(guó)(China)220V/50Hz巴布亞新幾內(nèi)亞(PapuaNewGuinea)240V/50Hz巴林(Bahrain)100V/60Hz;230V/50Hz日本(Japan)100V/60Hz北韓(NorthKorea)220V/60Hz卡達(dá)(Qatar)240V/50Hz臺(tái)灣(Taiwan)110V/60Hz沙巴(Saba)240V/50Hz尼加拉瓜(Nicaragua)127V/50Hz;220V/60Hz危地馬拉(Guatemala)115V/60Hz沙特阿拉伯(SaudiArabia)127V/50Hz;220V/60Hz沙特阿拉伯：阿布達(dá)比(AbuDhabi)240V/50Hz文萊(Brunei)240V/50Hz孟加拉國(guó)共和國(guó)(Bangladesh)230V/50Hz所羅門(mén)(SolomonIslands)240V/50Hz阿曼(Oman)240V/50Hz阿富汗(Afghanistan)220V/50Hz南韓(SouthKorea)110V/60Hz柬埔寨(Cambodia)120V/50Hz;208V/50Hz科威特(Kuwait)240V/50Hz埃及(Egypt)220V/50Hz馬來(lái)西亞(Malaysia)240V/50Hz斐濟(jì)群島(FijiIslands)240V/50Hz斯里蘭卡(SriLanka)230V/50Hz菲律賓(Philippines)110V/60Hz越南(Vietnam)120V/50Hz塞普路斯(Cyprus)240V/50Hz模里西斯(Mauritius)230V/50Hz緬甸(Burma)230V/50Hz黎巴嫩(Lebanon)110,220V/50Hz蘇維埃社會(huì)主義共和國(guó)聯(lián)盟(USSR：UnionofSovietSocialistRepublics)127V/50Hz;220V/50Hz千里達(dá)&托貝哥(Trinidad&Tobago)120V/60Hz厄瓜多爾(Ecuador)110-120V/60Hz巴西(Brazil)110-220V/60Hz巴貝多(Barbados)115V/50Hz巴拉圭(Paraguay)220V/50Hz巴哈馬(Bahamas)115V/60Hz牙買(mǎi)加(Jamaica)110V/50Hz加拿大(Canada)120V/60Hz古巴(Cuba)120V/60Hz尼加拉瓜(Nicaragua)120V/60Hz瓜地馬拉(Guatemala)115V/60Hz多米尼加共和國(guó)(DominicanRep.)110V/60Hz安地卡(Antigua)220V/50Hz安圭拉島(Anguilla)220V/50Hz百慕達(dá)(Bermuda)115V/60Hz洪都拉斯(Honduras)110V/60Hz貝里斯(Belize)110V/60Hz委內(nèi)瑞拉(Venezuela)120V/60Hz波多黎各(PuertoRico)120V/60Hz法屬圭亞那(FrenchGuiana)220V/50Hz阿根廷(Argentina)220V/50Hz玻利維亞(Bolivia)110V/50Hz美國(guó)(America)120V/60Hz哥倫比亞(Colombia)110-120V/60Hz哥斯達(dá)黎加(CostaRica)120V/60Hz格瑞那達(dá)(Guadeloupe)220V/50Hz格瑞那達(dá)(Grenada)220V/50Hz海地(Haiti)110V/60Hz烏拉圭(Uruguay)220V/50Hz秘魯(Peru)220V/60Hz馬丁尼克(Martinique)220V/50Hz荷屬安第列斯群島(Neth.Antilles)120V/50Hz處女島(VirginIslands)120V/60Hz智利(Chile)220V/50Hz圣文森市(St.Vincent)220V/50Hz圣露西亞(St.Lucia)240V/50Hz?？颂m群島(FalklandIslands)230V/50Hz蒙特色納島(Monteserrat)220V/60Hz蓋亞那(Guyana)110V/60Hz；240V/50Hz墨西哥(Mexico)120V/60Hz薩爾瓦多(ElSalvador)115V/60Hz關(guān)島(Guam)120V/60Hz蘇利南(Surinam)110V/60Hz沙巴島(Saba)240V/50Hz玻利維亞(Bolivia)115V/50Hz開(kāi)曼群島(CaymanIsland)120V/60Hz丹麥(Denmark)220V/50Hz比利時(shí)(Belgium)220V/50Hz北愛(ài)爾蘭(IrelandNorthern)220V/50Hz冰島(Iceland)220V/50Hz匈牙利(Hungary)220V/50Hz西班牙(Spain)127V/50Hz;220V/50Hz希臘(Greece)220V/50Hz波蘭(Poland)220V/50Hz法國(guó)(France)220V/50Hz直布羅陀(Gibraltar)240V/50Hz芬蘭(Finland)220V/50Hz保加利亞(Bulgaria)220V/50Hz南斯拉夫(Yugoslavia)220V/50Hz英國(guó)(UnitedKingdom)240V/50Hz挪威(Norway)230V/50Hz馬爾他(Malta)240V/50Hz捷克共和國(guó)(CzechRepublic)220V/50Hz荷蘭(Netherlands)220V/50Hz斯洛伐克(Slovakia)220V/50Hz奧地利(Austria)220V/50Hz愛(ài)爾蘭共和國(guó)(IrelandofRep.)220V/50Hz意大利(Italy)220V/50Hz葡萄牙(Portugal)220V/50Hz斯里蘭卡(SriLanka)220V/50Hz德國(guó)(Germany)230V/50Hz摩納哥(Monaco)127V/50Hz;220V/50Hz盧森堡(Luxembourg)220V/50Hz羅馬尼亞(Romania)220V/50Hz澳洲((Australia)240,250V/50Hz紐西蘭(NewZealand)230~240V/50Hz史瓦濟(jì)蘭(Swaziland)230V/50Hz哪崛(Niger)220V/50Hz多哥(Togo)220V/50Hz安哥拉(Angola)220V/50Hz埃塞俄比亞(Ethiopia)220V/50Hz利比亞(Libya)115V/50Hz坦尚尼亞(Tanzania)230V/50Hz奈及利亞(Nigeria)220~230V