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1、1,霍平,工厂供电,刘介才,2,第一章 概 论,本章概述工厂供电有关的一些基本知识和基本问题，为学习本课程奠定一个初步的基础。首先扼要说明工厂供电的意义、要求及本课程的任务，然后简介一些典型的工厂供电系统及发电厂、电力系统和工厂自备电源的基本知识，接着重点讲述电力系统的电压和电能质量问题，最后讲述电力系统的中性点运行方式和低压配电系统的接地型式。,工厂供电,3,第一章 概 论,第一节 工厂供电的意义、要求及课程任务,工厂供电,4,电能是现代工业生产的主要能源和动力。现代社会的信息技术和其他高新技术无一不是建立在电能应用的基础之上的。因此电能在现代工业生产及整个国民经济生活中的应用极为广泛。,指
2、工厂所需电能的供应和分配，也称工厂配电。,第一节 工厂供电的意义、要求及课程任务,工厂供电,5,工厂供电的意义,第一节 工厂供电的意义、要求及课程任务,1.大大增加产量，提高产品质量；,2.提高劳动生产率；,3.降低生产成本；,4.减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件；,5.有利于实现生产过程自动化。,6,突然中断供电！,工厂供电的意义,第一节 工厂供电的意义、要求及课程任务,7,本课程的任务,1.主要是讲述中小型工厂内部的电能供应和分配问题。,第一节 工厂供电的意义、要求及课程任务,2.讲述电气照明，使学生初步掌握中小型工厂供电系统和电气照明运行维护和简单设计计算所必需的基本理论和基本知识
3、，为今后从事工厂供电技术工作奠定一定的基础。,8,第一章 概 论,第二节 工厂供电系统及发电厂、电力系统与工厂的自备电源,工厂供电,9,中型工厂供电系统简图,只用一根线来表示三相线路，即单线图,(一)610kV进线的中型工厂供电系统,电源进线电压610kV。经高压配电所集中，再由高压配电线路将电能分送到各车间变电所，或由高压配电线路直接供给高压用电设备。 车间变电所内装设配电变压器，将610kV的高压降为低压用电设备所需电压如220/380V（220V为相电压，380V为线电压），然后由低压配电线路将电能分送给低压用电设备使用。,10,高压配电所有两条10kV的电源进线，分别接在高压配电所的两
4、段母线上。这两段母线间装有一个分段隔离开关（又称联络隔离开关）形成所谓“单母线分段制”。 这类接线的配电所通常的运行方式是：分段隔离开关闭合，整个配电所由一条电源进线供电，其电源通常来自公共电网（电力系统），而另一条电源进线作为备用。 低压联络线相互连接，提高供电系统运行可靠性和灵活性。3号车间变电所低压母线上连接一组并联电容器。用来补偿无功功率以提高功率因数用的。,中型工厂供电系统简图,11,工厂供电系统的平面布线示意图,12,具有总降压变电所的工厂供电系统简图,(二)35kV及以上进线的大中型工厂供电系统,电源进线电压为35kV及以上的中型工厂，一般经两次降压，也就是电源进厂以后，先经总降
5、压变电所，其中装有较大容量的电力变压器，将35kV及以上的电源电压降为610kV的配电电压，然后通过高压配电线将电能送到各个车间变电所，也有的中间经高压配电所再送到车间变电所，最后车间变电所经配电变压器降为一般低压用电设备所需的电压。,13,高压深入负荷中心的直配方式:35kV进线只经一次降压，即35kV线路直接引入靠近负荷中心的车间变电所，经车间变电所的配电变压器直接降为低压用电设备所需的电压。 可以省去一级中间变压，可简化供电系统接线，节约投资和有色金属，降低电能损耗和电压损耗，提高供电质量。 根据厂区的环境条件是否满足35kV架空线路深入负荷中心的“安全走廊”.,高压深入负荷中心的工厂供
6、电系 统简图,14,只设一个降压变电所的小型工厂供电系统简图 a) 装有一台变压器 b）装有两台主变压器,(三)小型工厂供电系统,小型工厂，其容量一般不大于1000kVA，通常只设一个降压变电所。,15,低压进线的小型工厂供电系统简图,(三)小型工厂供电系统,工厂所需容量不大于160kVA时，一般采用低压电源进线。,16,配电所的任务：接受电能和分配电能，不改变电压 。,变电所的任务：接受电能、变换电压和分配电能。,工厂供电系统：从电源线路进厂起到高低压用电设备进线端止的整个电路系统，包括工厂内的变配电所和所有的高低压供配电线路。,供电系统中的母线（busbar）：又称汇流排，任务是汇集和分配
7、电能。,17,18,（一）发电厂,发电厂-又称发电站，是将自然界的各种一次能源转换为电能的工厂。,19,2、水力发电厂,我国是世界上水能最丰富的国家。,20,2、火力发电厂,21,3、核能发电厂,不能建于地震带。,22,4、太阳能发电厂,光照充足地区。,23,4、风力发电厂,建于风能丰富地区。,24,4、地热发电厂,西藏羊八井地热发电厂。,25,（二）电力系统 电力系统由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称为电力系统（power system）。,26,（二）电力系统,27,电力网由电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称
8、为电力网或电网（power network）例如10kV电网。,28,29,电力网习惯上以电压等级来区分。如10kV电网或110kV电网,电网也可按电压高低和供电范围大小分为区域电网和地方电网。,工厂供电系统属于地方电网的一种。,30,大型电力系统和智能电网可使水电、火电、核电、新能源合理利用，并大大提高供电可靠性。,智能电网（Smart Grids）:就是电网的智能化，是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的电子信息技术及决策支持系统技术的应用，实现电网的安全、可靠、优质、经济、高效、环保的目标，,智能电网的主要特征它出现故障时自我修复能力强，节能效果好，供电可靠性高。,31,智
9、能电网,32,（一）柴油发电机组自备电源,柴油发电机组作应急自备电源的优点： (1) 柴油发电机组操作简便，启动迅速。 (2) 柴油发电机组效率较高（其热效率可达30%40%），功率范围大（从几千瓦至几千千瓦），且体积较小，重量较轻，便于搬运和安装。 (3) 柴油发电机组的燃料是柴油，它储存和运输都很方便。这是以煤为燃料的汽轮发电机组所无法相比的。 (4) 柴油发电机组运行可靠，维护方便。,33,（一）柴油发电机组自备电源,柴油发电机组作应急自备电源的缺点： 柴油发电机组也有运行中噪声和振动较大、过载能力较小等缺点。 在柴油发电机房的选址和布置上，应该考虑减小其对周围环境的影响，尽量采取减振和
10、消声的措施。,34,（一）柴油发电机组自备电源,柴油发电机组按启动控制方式有普通型、自启动型和全自动化型等型。,35,（二）采用交流不停电的或应急的自备电源,交流不停电电源（UPS）主要由整流器（UR）、逆变器（UV）和蓄电池组（GB）等三部分组成。,不停电电源（UPS）具有体积小、效率高、无噪声、无振动、维护费用低、可靠性高等优点，但容量较小，主要用于计算机中心、工业自动控制中心等重要场所。,36,应急电源EPS为“离线式”或“后备式”，即其工作电源与重要负荷的工作电源是分开的，只作为后备电源。在重要负荷的正常供电电源故障停电时，则通过切换装置迅速投入，向重要负荷供电，但其间有短暂的停电。,
11、UPS主要用于不允许停电的电子计算机中心、工业自动控制中心等重要场所。 EPS则主要用于可短暂停电的应急照明系统、消防装置等。,（二）采用交流不停电的或应急的自备电源,37,第一章 概 论,第三节 电力系统的电压与 电能质量,工厂供电,38,电压和频率是衡量电能质量的两个基本参数。,电力系统中的所有设备，都是在一定的电压和频率下工作的。,39,频率参数,我国一般交流电力设备的额定频率为50Hz，简称工频（工 业频率），工频的额定偏差一般不得超过0.5Hz。 电力工业部1996年发布施行的供电营业规则规定： 1、在电力系统正常情况下，工频的频率偏差一般不得 超过0.5Hz。 2、如果电力系统容量
12、达到300万kW 或以上时，频率偏 差则不得超过0.2Hz。 3、在电力系统非正常状况下，频率偏差不应超过1Hz。 频率的调整，主要依靠发电厂来调整发电机的转速。,40,电压参数,对于工厂供电系统来说，提高电能质量主要是提 高电压的质量。,电压偏差是指电气设备的端电压与额定电压之差 ，通常以额定电压的百分值来表示。 电压波动是指电网电压有效值的快速变动。,41,电压质量,电压质量是按照国家标准或规范对电力系统电压的偏差、 波动、波形及其三相的对称性（平衡性）等的一种质量评估。 1、电压偏差是指电气设备的端电压与其额定电压之差，通常 以其对额定电压的百分值来表示。 2、电压波动是指电网电压有效值
13、（方均根值）的快速变动。 电压波动值以用户公共供电点在时间上相邻的最大与最小电 压方均根值之差对电网额定电压的百分值来表示。电压波动 的频率用单位时间内电压波动（变动）的次数来表示。 3、电压波形以其对正弦波形畸变的程度来衡量。 4、三相电压的平衡情况，以其不平衡度来衡量。,42,按GB/T156-2007标准电压规定，我国三相交流电网的额定电压若下表。,43,(一)电网(电力线路)的额定电压,44,电网的额定电压是由经济发展要求和电力工业发展水平决定,(一)电网(电力线路)的额定电压,45,(二)用电设备的额定电压,用电设备的额定电压规定: 与供电电网的额定电压相同。 额定电压UN（N为英文
14、nominal的缩写）,46,按GB/T11022-1999高压开关设备和控制设备标准的 共同技术要求规定，高压开关设备和控制设备的额定电 压按其允许的最高工作电压来标注，即其额定电压不得小 于它所在系统可能出现的最高电压。 我国现在生产的高压设备大多已按此新规定标注。,(二)用电设备的额定电压,47,表 系统的额定电压、最高电压和部分高压设备的额定电压 （单位：kV）,(二)用电设备的额定电压,48,(三)发电机的额定电压,发电机的额定电压一般比同级电网的额定 电压高出5%，用于补偿线路上的电压损失。,49,(四)电力变压器的额定电压,1.电力变压器一次绕组的额定电压, 当变压器直接与发电机
15、相连时，高于电网额定电压5% 当变压器直接与线路相连时，与供电线路电压相同。,变压器一次绕组的额定电压分两种情况：,50,2.电力变压器二次绕组的额定电压,变压器二次绕组的额定电压分两种情况：,变压器二次侧供电线路较长，高于供电线路额定电压10%。 其中有5%是用于补偿变压器满负荷运行时绕组内部的约5%的电压降，因为变压器二次绕组的额定电压是指变压器一次绕组加上额定电压时二次绕组开路的电压；此外，变压器满负荷时输出的二次电压还要高于电网额定电压5%，以补偿线路上的电压损耗。,(四)电力变压器的额定电压,51,2.电力变压器二次绕组的额定电压,变压器二次绕组的额定电压分两种情况：,变压器二次侧供
16、电线路较短，或低压线路时，高于供电电网额定电压5%。 仅考虑补偿变压器满负荷时绕组内部5%的电压降。,(四)电力变压器的额定电压,52,(五)电压高低的划分,GB1497-1985低压电器基本标准规定：交流50Hz、额定电压1200V及以下或直流额定电压1500V及以下的电器，属于其标准所指的低压电器）为界线来划分电压的高低： 低压指额定电压在1000V及以下； 高压指额定电压在1000V以上。,根据电业安全工作规程规定： 低压指设备对地电压在250V及以下者； 高压指设备对地电压在250V以上者。 以上划分是从人身安全方面着眼的。,53,另外尚有特低压、低压、中压、高压、超高压、特高压的划分： 特低压50V及以下； 低 压1000V以下 中 压1000V至10kV(或35kV) 高 压35kV至100kV(或220kV) 超高压220kV(或350kV)以上； 特高压800kV(或1000kV)以上。,GB50054-2011低压配电设计规范为特低压做
