工廠供電 概論

工廠供電概論第一章緒論第一節(jié)工廠供電的概念、要求及課程任務(wù)工廠供電是指工廠用電設(shè)備所需電能的供應(yīng)和分配，亦稱工廠配電基本要求：⑴.——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。⑵.可靠——應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性即連續(xù)供電的要求。⑶.優(yōu)質(zhì)——應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等的質(zhì)量要求。⑷.——供電系統(tǒng)的投資要省，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20:47:16第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)的有關(guān)知識一、發(fā)電廠和電簡介力系統(tǒng)1、發(fā)電廠：將一次能源轉(zhuǎn)換成電能。有火力、風(fēng)力、水力、核能等燃燒煤、石油、天然氣發(fā)電的火力發(fā)電廠；利用水能發(fā)電的水力發(fā)電廠；利用核能發(fā)電的核動(dòng)力電廠（又稱核電廠）。我國目前火力發(fā)電設(shè)備容量占的比重最大，超過70％，水電設(shè)備容量約占20％，核能發(fā)電設(shè)備容量則不足10％。另外還有太陽能發(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、潮汐發(fā)電廠和地?zé)岚l(fā)電廠等。20:47:16壩式水電廠

壩式水電廠是用攔河筑壩方式建成水庫以維持高水位。壩式水電廠又可分成壩后式和河床式兩種型式。壩后式單獨(dú)筑壩，壩身高，水位也高，廠房建在壩后，不承受水壓，所示。如三門峽、劉家峽、白山、丹江口等水電廠均屬此類。河床式水電廠適用于河床平緩地區(qū)，由于落差小，將廠房和壩建在一起，構(gòu)成攔河建筑物的一個(gè)組成部分，廠房承受水的壓力，適用于水頭小于50m的水電廠。葛洲壩水電廠、西津電廠屬于這一類20:47:1620:47:16壩后式水電廠示意圖20:47:16河床式水電廠結(jié)構(gòu)示意圖20:47:16火力發(fā)電廠(以后簡稱火電廠)分為燃燒煤、燃燒石油和天然氣的電廠；火電廠又可以分為凝汽式火電廠和熱電廠．凝汽式火電廠是單一生產(chǎn)電能的火電廠。而熱電廠既生產(chǎn)電能，又向用戶提供熱能。熱電廠由于供熱距離不能很遠(yuǎn)，一般建在鄰近熱負(fù)荷的地區(qū)，容量也不大。凝汽式電廠則可建在燃料產(chǎn)地，電廠容量也可以是很大的。20:47:16火力發(fā)電20:47:16風(fēng)力發(fā)電20:47:16核電廠也稱為核電站，是利用原子核裂變時(shí)產(chǎn)生的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，即原子反?yīng)堆中核燃料（如鈾等）裂變放出熱能產(chǎn)生蒸汽（代替火電廠中的鍋爐），驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。核電廠根據(jù)核反應(yīng)堆的類型可分為壓水堆式、沸水堆式、氣冷堆式、重水堆式等。20:47:16核電站20:47:1620:47:162、電力系統(tǒng)——發(fā)電廠、變電所、電力線路和電能用戶組成的一個(gè)整體。電力系統(tǒng)示意圖如下動(dòng)力系統(tǒng)=電力系統(tǒng)+發(fā)電廠的動(dòng)力部分+發(fā)電廠的熱能部分+熱用戶20:47:1620:47:16二、工廠供電系統(tǒng)概況供配電系統(tǒng)－－由總降變電所、高壓配電所、配電線路、車間變電所和用電設(shè)備組成20:47:16電源進(jìn)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。

20:47:16第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓電力系統(tǒng)中的所有設(shè)備，都是在一定的電壓和頻率下工作的。*電壓和頻率是衡量電能質(zhì)量的兩個(gè)基本參數(shù)。一般交流電力設(shè)備的額定頻率為50Hz，工頻的額定偏差一般不得超過0.5Hz。頻率的調(diào)整主要依靠發(fā)電廠來調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)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差，通常以額定電壓的百分值來表示。*電壓波動(dòng)是指電網(wǎng)電壓有效值的快速變動(dòng)。一、電力網(wǎng)和電氣設(shè)備的額定電壓20:47:161.電網(wǎng)的額定電壓相同20:47:162.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3.發(fā)電機(jī)的額定電壓一般比同級電網(wǎng)的額定電壓高出5%，用于補(bǔ)償線路上的電壓損失。4.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：①當(dāng)變壓器直接與發(fā)電機(jī)相連時(shí)，高于電網(wǎng)額定電壓5%②當(dāng)變壓器直接與線路相連時(shí)，與供電線路電壓相同。（2）電力變壓器二次繞組的額定電壓分兩種情況：①變壓器二次側(cè)供電線路較長，高于供電線路額定電壓10%。②變壓器二次側(cè)供電線路較短，或低壓線路時(shí)，高于供電電網(wǎng)額定電壓5%。20:47:1620:47:16二、供電質(zhì)量對用戶的影響電力系統(tǒng)電壓高低的劃分,因著眼點(diǎn)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——指設(shè)備對地電壓在250V及以下者；高壓——指設(shè)備對地電壓在250V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(jì)、制造和安裝規(guī)程通常是以1000V為界限來劃分電壓高低壓。一般規(guī)定：低壓——指額定電壓在1000V（或1200V）以下者高壓——指額定電壓在1000V（或1200V）以上者。（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U與設(shè)備額定電壓UN之差對額定電壓UN的百分比，即：20:47:16三、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(shí)要考慮工廠用電設(shè)備的電壓、容量和供電距離等因素。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。20:47:16750500330

2201106635——10630.660.38電網(wǎng)和用電設(shè)備額定電壓/kV825(800)750——550500——363330——242220——121110——72.566——38.535————13.8,15.75,18,20,22,24,2613.8,15.75,18,20,22,24,2610.5及1110及10.510.56.3及6.66及6.36.33.15及3.33及3.153.15高壓0.690.660.690.400.380.40低壓二次繞組一次繞組電力變壓器額定電壓/kV發(fā)電機(jī)額定電壓/kV分類表1-1我國三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓（據(jù)GB156-2003）20:47:16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上列范圍時(shí)，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(shí)，其受電裝置應(yīng)作為終端變電所設(shè)計(jì)，其方案需經(jīng)省電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)審批。20:47:16第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式在三相交流電力系統(tǒng)中，作為供電電源的發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn)有三種運(yùn)行方式：中性點(diǎn)直接接地——中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地大電流接地系統(tǒng)小電流接地系統(tǒng)20:47:16（一）中性點(diǎn)不接地方式單相接地電流經(jīng)驗(yàn)公式：20:47:1620:47:16（二）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地正常運(yùn)行：三相電壓、電流對稱消弧線圈單相接地：另兩相對地電壓升高為原來的根號3倍，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，電源中性點(diǎn)必須采取經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。20:47:16消弧線圈對電容電流的補(bǔ)償有三種方式：（1）全補(bǔ)償；（2）欠補(bǔ)償；（3）過補(bǔ)償。Why?在電力系統(tǒng)中一般不采用完全補(bǔ)償?shù)姆绞?，而采用過補(bǔ)償運(yùn)行方式20:47:16（三）中性點(diǎn)直接接地或低阻接地的電力系統(tǒng)

正常運(yùn)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(diǎn)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(shí)保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作于跳閘，切除短路故障。20:47:16二、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(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式，而且引出有中性線（N），保護(hù)線（PE）或保護(hù)中性線（PEN）。中性線（N）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(diǎn)的電位偏移。保護(hù)線（PE）的功能：用來保障人身安全、防止發(fā)生觸電事故用的接地線。保護(hù)中性線（PEN）的功能：兼有中性線和保護(hù)線的功能，這種保護(hù)中性線在我國通常叫“零線”，俗稱“地線”。低壓配電系統(tǒng)按接地型式，分TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。20:47:16TN—C系統(tǒng)（一）TN系統(tǒng)其中：N線與保護(hù)線PE線合并為一根PEN線。20:47:16設(shè)備的外露可導(dǎo)線部分接PE線，由于PE線中無電流通過，因此設(shè)備之間不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。2.TN—S系統(tǒng)其中：N線和保護(hù)線全部分開。20:47:16(二)TT系統(tǒng)TT系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地,而其中設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均經(jīng)PE線單獨(dú)接地.根據(jù)<住宅設(shè)計(jì)規(guī)范>規(guī)定:住宅供電系統(tǒng),應(yīng)采用TT、TN系統(tǒng)接地方式。20:47:16（三）IT系統(tǒng)IT系統(tǒng)的中性點(diǎn)不接地，或經(jīng)高阻抗（100歐）接地。該系統(tǒng)沒有N線,因此不適合接額定電壓為系統(tǒng)相電壓的設(shè)備,只能接額定電壓為系統(tǒng)線電壓的設(shè)備。由于IT系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地,設(shè)備外殼單獨(dú)接地,因此當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí),三相用電設(shè)備及接線電壓的單相設(shè)備仍能繼續(xù)運(yùn)行.但應(yīng)發(fā)出報(bào)警信號，以便及時(shí)處理。IT系統(tǒng)主要用于對連續(xù)供電要求較高及有易燃、易爆危險(xiǎn)場所，特別是礦山、井下等場所的供電。20:47:16

第五節(jié)供電工程設(shè)計(jì)與施工一般知識工廠供電工程設(shè)計(jì)與施工是整個(gè)工廠設(shè)計(jì)與施工的重要組成部分。工廠供電工程設(shè)計(jì)與施工的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及其發(fā)展。這里概略介紹工廠供電工程設(shè)計(jì)與施工的一般原則、內(nèi)容及其程序與要求。一.供電工程設(shè)計(jì)與施工的一般原則供電工程（包括其新建和改造）的設(shè)計(jì)與施工必須遵循以下原則：(1).用戶（包括工廠）供電工程的新建或改造，應(yīng)符合當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)建設(shè)與改造的總體規(guī)劃。(2).用戶供電工程的設(shè)計(jì)、施工、試驗(yàn)與運(yùn)行，均應(yīng)符合國家的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。(3).用戶供電工程的設(shè)計(jì)施工文件，均應(yīng)一式兩份，送交當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)審核。(4).用戶供電工程在施工期間，應(yīng)接受當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)根據(jù)審核同意的設(shè)計(jì)和有關(guān)施工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的檢查。20:47:16(5).用戶供電工程施工、試驗(yàn)完工后，應(yīng)向當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)提供工程竣工報(bào)告，并由供電企業(yè)及時(shí)組織檢驗(yàn)。檢驗(yàn)不合格的，供電企業(yè)應(yīng)以書面形式一次性通知用戶改正。只有供電企業(yè)檢驗(yàn)合格后，供電企業(yè)才對其裝表接電。供電工程新建或改造的設(shè)計(jì)還必須遵循以下設(shè)計(jì)原則：(1).遵守規(guī)程，執(zhí)行政策必須遵守國家的有關(guān)規(guī)程和標(biāo)準(zhǔn)，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境等技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策。(2).安全可靠，先進(jìn)合理應(yīng)做到保障人身和設(shè)備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進(jìn)和經(jīng)濟(jì)合理。應(yīng)采用高效低耗和性能先進(jìn)的電氣產(chǎn)品。(3).近期為主，考慮發(fā)展應(yīng)根據(jù)工程特點(diǎn)、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設(shè)與遠(yuǎn)期發(fā)展的關(guān)系，做到遠(yuǎn)、近期結(jié)合，以近期為主，適當(dāng)考慮擴(kuò)建的可能性。(4).全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負(fù)荷性質(zhì)、用電容量、工程特點(diǎn)和地區(qū)供電條件等，合理確定設(shè)計(jì)方案。20:47:16

二.供電工程設(shè)計(jì)的內(nèi)容供電工程設(shè)計(jì)包括變（配）電所設(shè)計(jì)、配電線路設(shè)計(jì)和電氣照明設(shè)計(jì)等。(一).變配電所設(shè)計(jì)無論總降壓變電所或車間變電所，設(shè)計(jì)的內(nèi)容都基本相同。而高壓配電所設(shè)計(jì)，則除了沒有主變壓器選擇和變壓器室設(shè)計(jì)外，其余的設(shè)計(jì)內(nèi)容也與變電所設(shè)計(jì)基本相同。變配電所的設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：變配電所負(fù)荷計(jì)算和無功功率補(bǔ)償，變配電所所址選擇，變電所主變壓器臺數(shù)和容量、型式的確定，變配電所主接線方案的選擇，進(jìn)出線的選擇，短路計(jì)算及開關(guān)設(shè)備的選擇，二次回路方案的確定及繼電保護(hù)的選擇與整定，防雷保護(hù)及接地和接零的設(shè)計(jì)，變配電所電氣照明的設(shè)計(jì)等。20:47:16(二).配電線路設(shè)計(jì)廠區(qū)配電線路設(shè)計(jì)，包括廠區(qū)高壓供配電線路設(shè)計(jì)和車間外部低壓配電線路設(shè)計(jì)。其設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：配電線路路徑及線路結(jié)構(gòu)型式的確定，負(fù)荷的計(jì)算，導(dǎo)線電纜及配電設(shè)備和保護(hù)設(shè)備的選擇，架空線路桿位的確定及電桿與絕緣子、金具的選擇，防雷保護(hù)與接地和接零的設(shè)計(jì)，需編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備材料清單及工程概算，繪制廠區(qū)配電線路系統(tǒng)圖和平面圖、電桿總裝圖及其他施工圖紙。車間配電線路設(shè)計(jì)，包括車間配電線路布線方案的確定、負(fù)荷的計(jì)算、線路導(dǎo)線及配電設(shè)備和保護(hù)設(shè)備的選擇，線路敷設(shè)設(shè)計(jì)等。最后也需要編制設(shè)計(jì)說明書、設(shè)備材料清單及工程概（預(yù)）算，繪制車間配電線路系統(tǒng)圖、平面圖及其他施工圖紙。(三).電氣照明設(shè)計(jì)工廠電氣照明設(shè)計(jì)，包括廠區(qū)室外照明設(shè)計(jì)和車間（建筑）內(nèi)照明設(shè)計(jì)。內(nèi)容均應(yīng)包括：照明光源和燈具的選擇，燈具布置方案的確定和照度的計(jì)算，照明負(fù)荷的計(jì)算及導(dǎo)線的布置與選擇，保護(hù)和控制設(shè)備的選擇等。20:47:16

三.供電工程設(shè)計(jì)的程序與要求供電工程設(shè)計(jì)，通常分為擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)兩個(gè)階段。大型工程設(shè)計(jì)，分為初步設(shè)計(jì)、技術(shù)設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)三個(gè)階段，也有的分為方案設(shè)計(jì)（或可行性研究）、初步設(shè)計(jì)和施工設(shè)計(jì)三個(gè)階段。(一).擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)的任務(wù)，主要是根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，進(jìn)行負(fù)荷的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，確定工廠的需電容量，選擇工廠供電系統(tǒng)的原則性方案及主要設(shè)備，提出主要設(shè)備材料清單，并編制工程概算，報(bào)上級主管部門審批。(1).工廠的總平面圖、各車間（建筑）的土建平、剖面圖。(2).工藝、給水、排水、通風(fēng)、采暖及動(dòng)力等工種的用電設(shè)備平面布置圖及主要的剖面圖，并附主要用電設(shè)備的名稱及有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。(3).用電設(shè)備對供電可靠性的要求及工藝允許停電的時(shí)間。(4).全廠的年產(chǎn)量或年產(chǎn)值及年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)，用以估算全廠的年用電量和最高需電量。20:47:16(5).向當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)收集下列資料：1）可供的電源容量和備用電源容量；2）供電電源的電壓、供電方式、供電電源回路數(shù)、導(dǎo)線或電纜的型號規(guī)格、長度及進(jìn)廠的方位；3）電力系統(tǒng)的短路容量或供電電源線路首端的開關(guān)斷流容量；4）供電電源首端的繼電保護(hù)方式及動(dòng)作時(shí)限整定值，電力系統(tǒng)對工廠進(jìn)線端繼電保護(hù)方式及動(dòng)作時(shí)限配合的要求；5）供電企業(yè)對工廠電腦計(jì)量方式的要求及電費(fèi)計(jì)收辦法；6）對工廠功率因數(shù)的要求；7）電源線路廠外部分設(shè)計(jì)和施工的分工及工廠應(yīng)負(fù)擔(dān)的投資費(fèi)用等。(6).向當(dāng)?shù)貧庀?、地質(zhì)及建筑安裝等部門收集下列資料1）當(dāng)?shù)貧鉁財(cái)?shù)據(jù)，如年最高溫度、年平均溫度、最熱月平均最高溫度、最