工厂供电技术 第一章.ppt

工厂供电技术第一章工厂供电技术第一章电力系统概述第一节电力系统基础知识(1)电能的重要性电能可以很容易地转换成其他类型的能量，如机械能、光能、热能、化学能等。它可以用来实现生产过程的机械化和自动化。(2)电力负荷一级负荷二级负荷三级负荷的基本要求，工厂供电技术第1章电力系统概述，一级负荷应使用两个独立的电源，当工作电源故障停电检修时，由另一个电源继续供电。二次负载二次负载也是一个重要的负载，应采用双环供电。三级负荷对电源没有特殊要求，一个电源可以供电。工厂供电技术第1章电力系统概述第2节发电厂和电力系统介绍1。发电厂是由一次能源转化而来的二次能源。我国自然中有丰富的一次能源资源，如煤、石油、天然气、风能、太阳能、河水能和其他自然能源。发电厂将把这些自然能源转化为二次能源。为了充分利用各种自然资源，发电厂通常建在一次能源资源丰富的地方。然而，发电厂远离电力用户。为了确保可靠和经济的供电，发电厂通常将低压电力提高到高压，通过枢纽变电站直接或间接地将高压逐步降低到低压，然后将低压分配到工矿企业或居民区的降压变电站。采用这种供电方式可以降低网络功耗，保证高质量的供电。(1)发电厂的类型可分为火力发电厂、水力发电厂(站)、火力发电厂、核电厂、风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂等。根据不同类型的能源使用。1.火力发电厂是使用煤、石油、天然气和其他燃料生产电能的工厂。它被称为热电厂或火力发电厂。火力发电厂由燃料分厂、锅炉分厂、汽轮机分厂、热工分厂、电气分厂、机修分厂等组成。(见下图)电力系统第一章概述了工厂的供电技术，图1-1概述了火力发电厂的示意图，电力系统第一章概述了工厂的供电技术，图1-2概述了从发电厂到电力用户的电力传输和转换过程的示意图，电力系统第一章概述了工厂的供电技术，2。火力发电厂的生产过程与火力发电厂的生产过程基本相同，除了向外部用户发电和供电外，还向外部用户提供热能。这种发电厂配有供热装置。火力发电厂和火力发电厂的区别在于火力发电厂使用冷凝机组。3.水力发电厂水力发电厂将水流的势能转化为电能，称为水力发电厂或水电站。当控制水流的闸门打开时，水流沿进水管进入涡轮蜗壳室，推动涡轮叶片，驱动发电机发电。工厂供电技术第一章核电厂电力系统概述核电厂又称核电厂。这是一家利用原子核的裂变能生产电能的工厂。其原理类似于热能发电。它的能量转化为核裂变能热能机械能电能。工厂供电技术第一章电力系统概述第二部分电力系统介绍第一部分电能传输第一部分电力传输产生的电能不能被附近的用户完全消耗掉，需要将大量电能输送到远离发电厂的地方，这就是电力传输。2.交流三相传输系统使用高压传输来降低功耗。因此，电压必须首先通过升压变压器来增加，但是由电均衡器使用的电压第一章工厂供电技术电力系统概述图1-3城市供电网输配电示意图(BS-1) 表示110千伏/35kV区域变电站(BS-2、3、4)表示35kV/10kV局部变电站低：表示10kV/(0.38千伏/0.22千伏)终端变电站；第一章工厂供电技术电源系统概述。1.动力系统2。动力系统3。电网，图1-4。电力系统、电力系统和电网的关系。工厂供电技术第一章。电力系统概述。4.电力系统与供配电系统的区别。供配电系统的概念不同于电力系统。供配电系统是指当地工矿企业或大型民用住宅区等电力用户所需的电力供应。一般电力用户的电源进线电压为6 10kv，低压电力设备使用的电压为220伏/380伏。(3)电力系统构成的优势：1 .提高系统运行的稳定性；2.提高系统设备的利用率；3.提高系统运行的经济性；4.促进采用大容量机组；5.促进电力资源的充分利用。工厂供电技术第一章电力系统概述；第三节电力系统的额定电压和频率；1.电力系统的额定电压同时考虑了导线的能耗和投资。一定有更合适的电压对应于特定的传输条件。考虑到电力设备生产的系列，发电、输电、变电、配电和电力设备的额定电压不能是任意值。国家标准规定了电网、电力设备、交流发电机和电力变压器的额定线电压。电气设备的额定电压在我国已经标准化，分为几个标准电压等级。工厂电源技术第1章电源系统概述1。由于电力设备的允许电压偏差约为5%，电网的额定电压约为电网电压损失的10%。因此，要求电网首端的电压比额定电压高5%。2.电气设备的额定电压电气设备的额定电压应与同级电网的额定电压相同。图1-5电气设备和发电机的额定电压。第一章工厂供电技术电力系统概述。3.发电机的额定电压一般连接到电网的首端，因此发电机的额定电压应高于同级电网额定电压的5%。如图1-5所示。4.电力变压器额定电压电力变压器具有发电机和电气设备的双重功能。如图1-6所示。图1-6电力变压器的额定电压，工厂供电技术第1章电力系统概述，2、电力系统的频率调节频率偏差不得超过f=0.5Hz赫兹，对于大容量电力系统，频率偏差不得超过f=0.2赫兹。我国工业三相交流电的标准频率为50赫兹，有些国家采用60赫兹等。这种频率在工业用电中被广泛使用，所以也被称为工业频率，简称50Hz。工厂供电技术第一章电力系统概述第四节电力系统中性点运行方式电力系统的中性点是指三相系统的中性点，即星形连接的发电机或电力变压器。如图1-7所示，发电机和变压器连接到星形三相绕组的连接点n，称为电力系统的中性点。图1-7电力系统中性点示意图(a)电路图(b)三线图。第一章工厂供电技术电力系统概述。电力系统中性点运行方式分为三种：中性点不接地运行方式、中性点经消弧线圈接地运行方式和中性点直接接地运行方式。1.系统正常工作时中性点不接地的电力系统的正常工作状态图和相量图如图1-8所示。图1-8正常运行时中性点不接地系统示意图。第一章电力系统工厂供电技术概述。中性点不接地系统正常运行期间，相对地电压、相对地电容、ph此时，流经地球的电流为零。从电工学来看，当电源和负载完全对称时，电源的中性点n和负载的中性点之间没有电位差，如图1-8 (a)所示。因此，点N也是地电位，也就是说，在中性点不接地的系统中，系统的中性点在正常运行期间具有地电位。第一章电力系统工厂供电技术概述2。单相接地故障发生在系统图1-9中性点不接地的系统C第一章电力系统工厂供电技术概述，例如，C接地，这意味着C相对于接地电容C短路，三个电容器被视为负载不再对称，此时中性点电位不再相同，即中性点n和大地不再等电位，我们称这种现象为中性点电位移。3.系统发生单相接地时的电流系统发生接地时的电流是电容电流集成电路，它是正常运行时电容电流的倍数。集成电路是甲和乙相对电容电流的总和。从上面可以看出，在中性点不接地系统中，单相接地电流的大小与线路长度和电压成正比。线路越长，电压越高，接地电流就越大。第一章工厂供电技术中的电力系统概述。其次，在中性点不接地的电力系统中，如果接地电流过大，瞬时接地故障不能自动消除。如果接地电容电流过大，在接地点会产生间歇性电弧，可能会在线路中引起电压谐振现象。电容C接地的存在给了我们灵感。如果电路中可以增加一些元件，则电流特性正好与电容器C中的电流方向相反，这可以减少甚至完全抵消接地电流。如图1-10所示。一、工厂供电技术第1章电力系统概述，图1-10中性点经消弧线圈接地系统电路图，工厂供电技术第1章电力系统概述，3、中性点直接接地系统直接将电力系统的中性点与大地相连，称为中性点直接接地法，如图1-11所示。图1-11中性点直接接地方式，工厂供电技术第一章电力系统概述，在本系统中不存在间歇性电弧引起的过电压问题不能消除，但只要发生单相短路接地故障，线路必须切断，这可以避免中性点不接地系统和中性点消弧线圈接地系统。为了弥补这一缺点，自动重合闸装置被广泛应用于中性点直接接地系统中。这对110千伏及以上的超高压系统具有重要的经济和技术价值。因为高压电器尤其是超高压电器的绝缘是影响其设计和制造的关键问题。绝缘要求的降低实际上降低了高压电器的性能，因此我国对110千伏及以上UHV系统中性点采用直接接地运行方式。第一章工厂供电技术中的电力系统概述。第四部分。低压配电系统接地的类型根据保护接地的类型，低压配电系统分为三类：总氮系统、总电压系统和信息技术系统。1.TN系统中设备的外露导电部分应直接接地至公共保护线PE线或保护零线PEN线，如图1-12所示。总氮-碳系统；(b) tn-s系统；(三)TN-C-S系统，工厂供电技术第1章电力系统概述。2.TT系统的TT系统中暴露的导电部分通过各自的聚乙烯线路直接接地保护，如图1-13所示。图1-13低压配电TT系统图1-14低压配电IT系统，工厂供电技术第1章电力系统概述3。信息技术系统的中性点不接地或通过高阻抗接地，而该系统中电气设备的外露导电部分通过各自的聚乙烯线路(如TT系统)接地。并且通常不会引出中性线，因此，它通常是三相thr如果网络不太扩大，接地电流小，瞬时接地故障能可靠自动消除，采用中性点不接地方式。如果电网扩大，接地电流大，不能保证可靠自动消除接地故障，则采用消弧线圈接地方式。(2) 35kV系统按与6 10kV系统相同的原则处理。在35kV供电范围大的电网中，一些变压器的中性点通过消弧线圈接地。然而，在35kV小供电范围电网中，由于接地电流小，变压器中性点不接地。(3)对于110千伏及以上系统，110千伏及以上系统的接地方式是选择中性点直接接地，主要考虑中性点直接接地可以显著降低设备成本。同时，由于线路耐雷水平高，单相瞬时接地故障很少发生。另外，在自动重合闸装置的配合下，中性点直接接地对运行可靠性影响不大。(4)220伏/380伏低压配电网对于220伏/380伏低压配电网，我国广泛采用的总氮系统采用中性点直接