工廠供電第一章概論

1、1-1 1-1 電力系統(tǒng)的概念電力系統(tǒng)的概念一、電力系統(tǒng)一、電力系統(tǒng) 由各種電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和由各種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(lái)的一個(gè)發(fā)電、輸電、變電、配電和電力用戶聯(lián)系起來(lái)的一個(gè)發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體。用電的整體。 電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)：電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)： 電能不能大量?jī)?chǔ)存。電能不能大量?jī)?chǔ)存。 電力系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程非常短促。電力系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程非常短促。工廠供電第一章二、電力網(wǎng)二、電力網(wǎng) 電力網(wǎng)：電力網(wǎng)：電力系統(tǒng)中各級(jí)電壓電力線路及其聯(lián)系電力系統(tǒng)中各級(jí)電壓電力線路及其聯(lián)系的變電所。的變電所。 電力網(wǎng)是連接發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié)。電力網(wǎng)是連接發(fā)

2、電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié)。 電力網(wǎng)的分類電力網(wǎng)的分類 1 1、按作用分、按作用分：輸輸( (供供) )電網(wǎng)和配電網(wǎng)電網(wǎng)和配電網(wǎng) 輸電網(wǎng)：輸電網(wǎng)：由由 220kV 以上輸電線路和區(qū)域變電所組以上輸電線路和區(qū)域變電所組成；將電能輸送到各個(gè)地方的供電網(wǎng)絡(luò)。成；將電能輸送到各個(gè)地方的供電網(wǎng)絡(luò)。 配電網(wǎng)：配電網(wǎng)：由由 220kV 及以下輸電線路和降壓變電所及以下輸電線路和降壓變電所組成；將電能分配到各類用戶。組成；將電能分配到各類用戶。 工廠供電第一章 2 2、按電壓等級(jí)分、按電壓等級(jí)分：10kV 電網(wǎng)或電網(wǎng)或 10kV 系統(tǒng)等系統(tǒng)等 這里所指的電網(wǎng)或系統(tǒng)，實(shí)際上是指具有某一電這里所指的電網(wǎng)或系統(tǒng)，實(shí)際

3、上是指具有某一電壓等級(jí)的相互聯(lián)系的整個(gè)電力線路。壓等級(jí)的相互聯(lián)系的整個(gè)電力線路。工廠供電第一章 3 3、按電壓高低和供電范圍大小分、按電壓高低和供電范圍大小分：區(qū)域電網(wǎng)和地區(qū)域電網(wǎng)和地方電網(wǎng)方電網(wǎng) 區(qū)域電網(wǎng)的范圍大，電壓一般在區(qū)域電網(wǎng)的范圍大，電壓一般在 220kV 以上。以上。 地方電網(wǎng)的范圍小，最高電壓一般不超過(guò)地方電網(wǎng)的范圍小，最高電壓一般不超過(guò) 220kV。 工廠供電系統(tǒng)屬于地方電網(wǎng)的一種。工廠供電系統(tǒng)屬于地方電網(wǎng)的一種。工廠供電第一章 三、三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓三、三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓 電氣設(shè)備：電氣設(shè)備：電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)( (除用電環(huán)節(jié)除用電環(huán)節(jié)) )所用的設(shè)

4、備。所用的設(shè)備。 電器設(shè)備：電器設(shè)備：包含用電設(shè)備。包含用電設(shè)備。 電力設(shè)備：電力設(shè)備：同電器設(shè)備。同電器設(shè)備。 電器設(shè)備的額定電壓：電器設(shè)備的額定電壓：電器設(shè)備銘牌上標(biāo)出的線電器設(shè)備銘牌上標(biāo)出的線電壓。電壓。 電器設(shè)備的額定電壓是電器設(shè)備正常工作且具有電器設(shè)備的額定電壓是電器設(shè)備正常工作且具有最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的電壓。最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的電壓。 工廠供電第一章 1 1、電網(wǎng)的額定電壓、電網(wǎng)的額定電壓 電網(wǎng)的額定電壓由國(guó)家制定頒布。電網(wǎng)的額定電壓由國(guó)家制定頒布。 GB156-1993標(biāo)準(zhǔn)電壓標(biāo)準(zhǔn)電壓。 電網(wǎng)的額定電壓是確定各類電器設(shè)備額定電壓的電網(wǎng)的額定電壓是確定各類電器設(shè)備額定電壓的基本依據(jù)?；?/p>

5、本依據(jù)。 電力線路的額定電壓：電力線路的額定電壓：線路始端和末端電壓的平線路始端和末端電壓的平均值。均值。 2 2、用電設(shè)備的額定電壓、用電設(shè)備的額定電壓 用電設(shè)備的額定電壓規(guī)定與同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓用電設(shè)備的額定電壓規(guī)定與同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓相同。相同。工廠供電第一章 3 3、發(fā)電機(jī)的額定電壓、發(fā)電機(jī)的額定電壓 發(fā)電機(jī)的額定電壓規(guī)定高于同級(jí)電網(wǎng)額定電壓發(fā)電機(jī)的額定電壓規(guī)定高于同級(jí)電網(wǎng)額定電壓 5 % %。4 4、電力變壓器的額定電壓、電力變壓器的額定電壓一次繞組：一次繞組：接受功率一側(cè)的繞組。接受功率一側(cè)的繞組。二次繞組：二次繞組：輸出功率一側(cè)的繞組。輸出功率一側(cè)的繞組。工廠供電第一章 一次繞組

6、的額定電壓：一次繞組的額定電壓： a、變壓器直接與發(fā)電機(jī)相連時(shí)，一次繞組的額定、變壓器直接與發(fā)電機(jī)相連時(shí)，一次繞組的額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同，即高于同級(jí)電網(wǎng)額電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同，即高于同級(jí)電網(wǎng)額定電壓定電壓 5 % %。 b、變壓器連接在線路上時(shí)，一次繞組的額定電壓、變壓器連接在線路上時(shí)，一次繞組的額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)的額定電壓相同。應(yīng)與電網(wǎng)的額定電壓相同。 二次繞組的額定電壓：二次繞組的額定電壓：變壓器一次繞組加上額定變壓器一次繞組加上額定電壓時(shí)，其二次繞組開(kāi)路時(shí)的輸出電壓。電壓時(shí)，其二次繞組開(kāi)路時(shí)的輸出電壓。 變壓器二次繞組額定電壓規(guī)定高于相連電網(wǎng)額定變壓器二次繞組額定電壓規(guī)

7、定高于相連電網(wǎng)額定電壓電壓 10 % %。工廠供電第一章四、電壓高低的劃分四、電壓高低的劃分 低低 壓：壓： 額定電壓在額定電壓在 1000V 及以下；及以下； 高高 壓：壓： 額定電壓在額定電壓在 1000V 以上；以上； 超高壓：超高壓： 額定電壓在額定電壓在 220kV 及以上；及以上； 特高壓：特高壓： 額定電壓在額定電壓在 1000kV 及以上。及以上。工廠供電第一章五、電網(wǎng)的電能質(zhì)量五、電網(wǎng)的電能質(zhì)量 衡量電網(wǎng)電能質(zhì)量有兩個(gè)基本參數(shù)：電壓，頻率。衡量電網(wǎng)電能質(zhì)量有兩個(gè)基本參數(shù)：電壓，頻率。 衡量電壓質(zhì)量的指標(biāo)：電壓偏移，電壓波動(dòng)，電衡量電壓質(zhì)量的指標(biāo)：電壓偏移，電壓波動(dòng)，電壓波形。

8、壓波形。 一般交流電的額定頻率為一般交流電的額定頻率為 50Hz，此頻率稱為，此頻率稱為 “工頻工頻”。 頻率能否維持不變主要取決于系統(tǒng)中有功功率的頻率能否維持不變主要取決于系統(tǒng)中有功功率的平衡。平衡。 系統(tǒng)電壓主要取決于系統(tǒng)中無(wú)功功率的平衡。系統(tǒng)電壓主要取決于系統(tǒng)中無(wú)功功率的平衡。 工廠供電第一章1-2 1-2 工廠供電系統(tǒng)工廠供電系統(tǒng) 工廠供電：工廠供電：工廠所需電能的供應(yīng)和分配，又稱為工廠所需電能的供應(yīng)和分配，又稱為工廠配電。工廠配電。 工廠供電系統(tǒng)：工廠供電系統(tǒng)：從電源線路進(jìn)線起到高低壓用電從電源線路進(jìn)線起到高低壓用電設(shè)備進(jìn)線端止的整個(gè)供電系統(tǒng)，包括廠內(nèi)的變配電所設(shè)備進(jìn)線端止的整個(gè)供電

9、系統(tǒng)，包括廠內(nèi)的變配電所和所有高低壓供配電線路。和所有高低壓供配電線路。工廠供電第一章一、工廠供電的基本要求一、工廠供電的基本要求 1 1、安全、安全 2 2、可靠、可靠 3 3、優(yōu)質(zhì)、優(yōu)質(zhì) 4 4、經(jīng)濟(jì)、經(jīng)濟(jì) 5 5、具有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性、具有發(fā)展和擴(kuò)建的可能性二、工廠供電質(zhì)量指標(biāo)二、工廠供電質(zhì)量指標(biāo) 電壓電壓 頻率頻率 可靠性可靠性工廠供電第一章 可靠性：可靠性：根據(jù)用電負(fù)荷的性質(zhì)和由于事故停電在根據(jù)用電負(fù)荷的性質(zhì)和由于事故停電在政治、經(jīng)濟(jì)上造成損失或影響的程度對(duì)用電設(shè)備提政治、經(jīng)濟(jì)上造成損失或影響的程度對(duì)用電設(shè)備提出的不中斷供電的要求。出的不中斷供電的要求。按可靠性要求，用電負(fù)荷分為三

10、級(jí)。按可靠性要求，用電負(fù)荷分為三級(jí)。 一級(jí)負(fù)荷一級(jí)負(fù)荷 1 1、中斷供電將造成人身傷亡；、中斷供電將造成人身傷亡； 2 2、中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失；、中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失； 3 3、中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電、中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作。如：重要鐵路樞紐，重要通信樞紐單位的正常工作。如：重要鐵路樞紐，重要通信樞紐等。等。二級(jí)負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷1 1、中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失；、中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失；2 2、中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。、中斷供電將影響重要用電單位的正常工作。三級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷不

11、屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷。工廠供電第一章工廠供電第一章三、工廠供電系統(tǒng)的組成三、工廠供電系統(tǒng)的組成變電所：變電所：接受電能、變換電壓和分配電能的場(chǎng)所。接受電能、變換電壓和分配電能的場(chǎng)所。 配電所：配電所：用來(lái)接受和分配電能而不承擔(dān)變換電壓用來(lái)接受和分配電能而不承擔(dān)變換電壓任務(wù)的場(chǎng)所。任務(wù)的場(chǎng)所。 電源系統(tǒng)：電源系統(tǒng)：從外電源從外電源( (公共電力系統(tǒng)公共電力系統(tǒng)) )到工廠總降到工廠總降壓變電所壓變電所( (或配電所或配電所) )的供電線路。的供電線路。工廠供電第一章12223333334445555555工廠供電第一章1-3 1-3 工廠供電系統(tǒng)配電電壓的選擇工廠供電系統(tǒng)配電

12、電壓的選擇 一、高壓配電電壓的選擇一、高壓配電電壓的選擇 高壓配電電壓采用高壓配電電壓采用10kV。 二、低壓配電電壓的選擇二、低壓配電電壓的選擇工廠的低壓配電電壓一般采用工廠的低壓配電電壓一般采用 220/380V。 提高低壓配電電壓有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，是節(jié)電的提高低壓配電電壓有明顯的經(jīng)濟(jì)效益，是節(jié)電的有效手段之一，這在世界各國(guó)已成為發(fā)展的趨勢(shì)。有效手段之一，這在世界各國(guó)已成為發(fā)展的趨勢(shì)。工廠供電第一章1-4 1-4 工廠供電設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容工廠供電設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 工廠供電設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)程和標(biāo)工廠供電設(shè)計(jì)必須嚴(yán)格遵守國(guó)家的有關(guān)規(guī)程和標(biāo) 準(zhǔn)。準(zhǔn)。 工廠供電設(shè)計(jì)一般分為兩個(gè)階段：擴(kuò)大初

13、步設(shè)計(jì)工廠供電設(shè)計(jì)一般分為兩個(gè)階段：擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)階段，施工設(shè)計(jì)階段。階段，施工設(shè)計(jì)階段。 擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)階段的主要內(nèi)容擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)階段的主要內(nèi)容 1 1、按照工藝、公用設(shè)計(jì)所提供資料，計(jì)算車間及、按照工藝、公用設(shè)計(jì)所提供資料，計(jì)算車間及全廠的計(jì)算負(fù)荷。全廠的計(jì)算負(fù)荷。 2 2、根據(jù)車間環(huán)境及計(jì)算負(fù)荷大小選擇車間變電所、根據(jù)車間環(huán)境及計(jì)算負(fù)荷大小選擇車間變電所位置及變壓器的容量、數(shù)量。位置及變壓器的容量、數(shù)量。工廠供電第一章 3 3、根據(jù)負(fù)荷等級(jí)以及全廠計(jì)算負(fù)荷選定供電電、根據(jù)負(fù)荷等級(jí)以及全廠計(jì)算負(fù)荷選定供電電 源、電壓等級(jí)及供電方式。源、電壓等級(jí)及供電方式。 4 4、選擇總降壓變電所、選擇總降壓

14、變電所( ( 配電所配電所 ) )位置，變壓器臺(tái)位置，變壓器臺(tái)數(shù)及容量。數(shù)及容量。 5 5、確定總降壓變電所、確定總降壓變電所( ( 配電所配電所 ) )接線圖和廠區(qū)內(nèi)接線圖和廠區(qū)內(nèi)高壓配電方案。高壓配電方案。 6 6、選擇高壓電氣設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)載流導(dǎo)體的截、選擇高壓電氣設(shè)備及配電網(wǎng)絡(luò)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)定校面。必要時(shí)，需進(jìn)行短路條件下動(dòng)穩(wěn)定及熱穩(wěn)定校 驗(yàn)。驗(yàn)。 7 7、選擇繼電保護(hù)及供電系統(tǒng)的自動(dòng)化方式，進(jìn)行、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。參數(shù)的整定計(jì)算。工廠供電第一章 8 8、提出變電所和工廠建筑物的防雷措施，進(jìn)行接、提出變電所和

15、工廠建筑物的防雷措施，進(jìn)行接地方式及接地電阻的計(jì)算。地方式及接地電阻的計(jì)算。 9 9、確定提高功率因數(shù)的補(bǔ)償措施。、確定提高功率因數(shù)的補(bǔ)償措施。 1010、選定高壓變電所的控制及調(diào)度方式。、選定高壓變電所的控制及調(diào)度方式。 1111、核算建設(shè)所需器材及總投資。、核算建設(shè)所需器材及總投資。 擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)是工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主干，須經(jīng)擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)是工廠供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主干，須經(jīng)主管部門的批準(zhǔn)。主管部門的批準(zhǔn)。 施工設(shè)計(jì)是在擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)經(jīng)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)施工設(shè)計(jì)是在擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)經(jīng)上級(jí)主管部門批準(zhǔn)后，為滿足施工要求而進(jìn)行的技術(shù)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是繪制后，為滿足施工要求而進(jìn)行的技術(shù)設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是繪制施工圖。施工圖。

16、工廠供電第一章1-5 1-5 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式 一、中性點(diǎn)的運(yùn)行方式一、中性點(diǎn)的運(yùn)行方式 1 1、中性點(diǎn)直接接地中性點(diǎn)直接接地。稱為大電流接地系統(tǒng)，亦稱。稱為大電流接地系統(tǒng)，亦稱為中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)。為中性點(diǎn)有效接地系統(tǒng)。 2 2、中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)不接地( (或經(jīng)消弧線圈接地或經(jīng)消弧線圈接地) )。稱為小電。稱為小電流接地系統(tǒng)，亦稱為中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)。流接地系統(tǒng)，亦稱為中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)。工廠供電第一章 在我國(guó)，在我國(guó)，110kV 及以上高壓或超高壓電力系統(tǒng)及以上高壓或超高壓電力系統(tǒng) 中，一般采用大電流接地系統(tǒng)。中，一般采用大電流接地系統(tǒng)。 這種接地稱為

17、工作接地。這種接地稱為工作接地。 工作接地：工作接地：為保證電力系統(tǒng)和設(shè)備達(dá)到正常工作為保證電力系統(tǒng)和設(shè)備達(dá)到正常工作要求而進(jìn)行的一種接地。要求而進(jìn)行的一種接地。工廠供電第一章 如果單相接地電流大于一定數(shù)值時(shí)如果單相接地電流大于一定數(shù)值時(shí)( ( 3 10kV 系系統(tǒng)中，接地電流大于統(tǒng)中，接地電流大于 30A；20kV 及以上系統(tǒng)中，接及以上系統(tǒng)中，接地電流大于地電流大于 10A ) )，則應(yīng)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，則應(yīng)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。的運(yùn)行方式。 采用這種接地方式的特點(diǎn)是，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接采用這種接地方式的特點(diǎn)是，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，三相設(shè)備仍能繼續(xù)工作，即供電系統(tǒng)

18、在短地故障時(shí)，三相設(shè)備仍能繼續(xù)工作，即供電系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)可照常運(yùn)行。時(shí)間內(nèi)可照常運(yùn)行。 工廠供電系統(tǒng)的高壓系統(tǒng)電壓在工廠供電系統(tǒng)的高壓系統(tǒng)電壓在 110kV 以下，一以下，一般采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。般采用中性點(diǎn)不接地的運(yùn)行方式。工廠供電第一章 在在 220/380V 低壓配電系統(tǒng)中，廣泛采用中性點(diǎn)直低壓配電系統(tǒng)中，廣泛采用中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式。其目的是：接接地的運(yùn)行方式。其目的是： 1 1、滿足、滿足 220V 單相用電設(shè)備工作電壓的要求；單相用電設(shè)備工作電壓的要求； 2 2、有利于低壓用電設(shè)備的外殼及外露可導(dǎo)電部分、有利于低壓用電設(shè)備的外殼及外露可導(dǎo)電部分實(shí)行接地。實(shí)行接地。 這種

19、接地稱為保護(hù)接地。這種接地稱為保護(hù)接地。 保護(hù)接地：保護(hù)接地：為防止設(shè)備漏電或意外帶電造成觸電為防止設(shè)備漏電或意外帶電造成觸電事故，將電氣設(shè)備的金屬外殼及金屬支撐物用良導(dǎo)體事故，將電氣設(shè)備的金屬外殼及金屬支撐物用良導(dǎo)體與大地與大地( (接地裝置接地裝置) )之間作良好連接。之間作良好連接。工廠供電第一章二、低壓配電系統(tǒng)的接地方式二、低壓配電系統(tǒng)的接地方式中性線中性線( ( N 線線 ) )的功能的功能1 1、用來(lái)接額定電壓為系統(tǒng)相電壓的單相用電設(shè)備；、用來(lái)接額定電壓為系統(tǒng)相電壓的單相用電設(shè)備；2 2、用來(lái)傳導(dǎo)三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流；、用來(lái)傳導(dǎo)三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流；3 3、

20、用來(lái)減小負(fù)荷中性點(diǎn)的電位偏移。、用來(lái)減小負(fù)荷中性點(diǎn)的電位偏移。 保護(hù)線保護(hù)線( ( PE 線線 ) )：為保障人身安全、防止發(fā)生觸電：為保障人身安全、防止發(fā)生觸電事故用的接地線。事故用的接地線。 保護(hù)中性線保護(hù)中性線( ( PEN 線線 ) )：兼有中性線和保護(hù)線的功：兼有中性線和保護(hù)線的功能。能。工廠供電第一章 按按保護(hù)接地保護(hù)接地的方式，低壓配電系統(tǒng)可分為：的方式，低壓配電系統(tǒng)可分為：TN 系系統(tǒng)，統(tǒng)，TT 系統(tǒng)，系統(tǒng)，IT 系統(tǒng)。系統(tǒng)。 1 1、TN 系統(tǒng)系統(tǒng) TN 系統(tǒng)電源中性點(diǎn)直接接地，其中所有設(shè)備的外系統(tǒng)電源中性點(diǎn)直接接地，其中所有設(shè)備的外殼可導(dǎo)電部分均接公共保護(hù)線或保護(hù)中性線。殼可導(dǎo)電部分均接公共保護(hù)線或保護(hù)中性線。 這樣一種接公共這樣一種接公共 PE 線或線或 PEN 線的方式，通稱接線的方式，通稱接“零零”。 TN 系統(tǒng)又分為三種型式。系統(tǒng)又分為三種型式。ABC.工廠供電第一章PEN不允許用于三相不平衡系統(tǒng)中！不允許用于三相不平衡系統(tǒng)中！a、TN-C 系統(tǒng)系統(tǒng) 系統(tǒng)中的系統(tǒng)中的 N 線與線與 PE 線合為一根線合為一根 PEN 線，所有設(shè)線，所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接備的外露可導(dǎo)電