工厂供电课件 第一章

1、 工厂供电工厂供电 D12032:D12032:工厂供电工厂供电弱电弱电强电强电自动化自动化Automation电学科电学科电子电子Electronics电气电气ElectricalD12032工厂供电工厂供电 D12032:D12032:工厂供电工厂供电 由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所和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（和用电的整体，称为电力系统（power systempower system）。）。 截止截止20132013年底，中国总装机容量：年底，中国

2、总装机容量： 12.4712.47亿千瓦亿千瓦 220 220千伏及以上输电线路回路长度千伏及以上输电线路回路长度: : 53.98 53.98万千米万千米 20132013年总发电量：年总发电量： 53976 53976 亿千瓦时亿千瓦时 均处于世界第均处于世界第1 1位位D12032:D12032:工厂供电工厂供电中国电力工业现状中国电力工业现状 D12032:D12032:工厂供电工厂供电 华能玉环电厂（华能玉环电厂（41000MW）超超临界火电机组）超超临界火电机组风电：风电：75487548万千瓦万千瓦水电：水电：2800228002万千瓦万千瓦火电：火电：8623886238万千瓦

3、万千瓦国电集团风电场国电集团风电场D12032:D12032:工厂供电工厂供电三峡水利枢纽三峡水利枢纽 Coal: 76.22%Hydro: 16.76%Nuclear:2.10%Wind: 2.62%Gas: 2.14%2013 发电量比例（53976亿千瓦时）国家规划国家规划20152015年风电、光伏发电分别要达到年风电、光伏发电分别要达到1 1亿和亿和35003500万千瓦，到万千瓦，到20202020年要分别超过年要分别超过2 2亿和亿和50005000万千瓦。万千瓦。D12032:D12032:工厂供电工厂供电 D12032:D12032:工厂供电工厂供电 相对于传统的火电和水电，

4、风电和光伏发电显相对于传统的火电和水电，风电和光伏发电显然是更清洁更有发展前景的发电方式。那么，为何然是更清洁更有发展前景的发电方式。那么，为何现阶段风电和光伏发电的发电量占比如此低？是哪现阶段风电和光伏发电的发电量占比如此低？是哪些技术原因限制了其发展规模？些技术原因限制了其发展规模？ 思考：思考： D12032:D12032:工厂供电工厂供电工厂供电（工厂供电（plant power supplyplant power supply），是指工厂所需），是指工厂所需电能的供应和分配，也称工厂配电。电能的供应和分配，也称工厂配电。概述概述电力一次系统电力一次系统电力二次系统电力二次系统电力安全

5、电力安全 概述概述问题问题1-11-1：假如你毕业后进入一家生产企业，该企：假如你毕业后进入一家生产企业，该企业拟新建一生产基地。现在由你为其设计供电系统，业拟新建一生产基地。现在由你为其设计供电系统，请思考首先需要做哪些准备工作？请思考首先需要做哪些准备工作？电力系统的电力系统的电压等级电压等级1.1.工厂供电电压的选择工厂供电电压的选择 概述概述 表表1-1 1-1 我国三相交流电网和电力设备的额定电压我国三相交流电网和电力设备的额定电压 825 825750750750750550550500500500500363363 330 330330330242242 220 22022022

6、012112111011011011072.572.5 66 66666638.538.535353535_13.8,15.75,1813.8,15.75,1820,22,24,2620,22,24,2613.8,15.75,1813.8,15.75,1820,22,24,2620,22,24,26 _10.5, 1110.5, 1110, 10.510, 10.510.510.510106.3, 6.66.3, 6.66, 6.36, 6.36.36.36 63.15, 3.33.15, 3.33, 3.153, 3.153.153.153 3高高压压0.690.690.660.660.69

7、0.690.660.660.400.400.380.380.400.400.380.38低低压压二次绕组二次绕组一次绕组一次绕组电力变压器额定电压电力变压器额定电压/ /kV发电机发电机 额定电压额定电压/ /kV电网和设备电网和设备额定电压额定电压/ /kV分分类类100010001000100011001100 概述概述工厂供电电压的选择工厂供电电压的选择工厂供电的电压，主要取决于当地电网的供电电压等级，同时也要考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等因素。由于在同一输送功率和输送距离同一输送功率和输送距离条件下，供电电电压越高压越高，则线路电流越小电流越小，从而使线路导线或电缆截面越小，

8、可减少线路的投资和有色金属消耗量。 概述概述工厂供电电压的选择工厂供电电压的选择线路电压线路电压/ /kV线路结构线路结构输送功率输送功率/ /kW 输送距离输送距离/ /km 0.38 0.38 0.38 0.38 6 6 6 6 10 10 10 10 35 35 66 66 110 110 220 220架空线架空线电缆电缆架空线架空线电缆电缆架空线架空线电缆电缆架空线架空线架空线架空线架空线架空线架空线架空线100100175175100010003000300020002000500050002000200010000100003500350030000300001000010000

9、50000500001000001000005000005000000.250.250.350.35101088 6 62020 10 10 20 205050 30 30100100 50 50150150 200 200300300 概述概述问题问题1-11-1：假如你毕业后进入一家生产企业，该企：假如你毕业后进入一家生产企业，该企业拟新建一生产基地。现在由你为其设计供电系统，业拟新建一生产基地。现在由你为其设计供电系统，请思考首先需要做哪些准备工作？请思考首先需要做哪些准备工作？2.2.供配电的形式供配电的形式工厂供电系统的工厂供电系统的配电方案配电方案 概述概述工厂供电系统工厂供电系统

10、 概述概述工厂供电系统的配电方案工厂供电系统的配电方案（1 1）小型工厂（）小型工厂（160KVA160KVA） 概述概述工厂供电系统的配电方案工厂供电系统的配电方案（2 2）中小型工厂（）中小型工厂（1000KVA1000KVA） 概述概述工厂供电系统的配电方案工厂供电系统的配电方案（3 3）中型工厂（）中型工厂（2000KVA2000KVA2000KVA） 概述概述工厂供电系统的配电方案工厂供电系统的配电方案（4 4）大型工厂（）大型工厂（2000KVA2000KVA）, ,条件允许情况下，条件允许情况下， 概述概述工厂的自备电源：工厂的自备电源：a.a.柴油发电机组柴油发电机组 概述概述

11、工厂的自备电源：工厂的自备电源：b.UPSb.UPS电源电源图图1-10 不停电电源（不停电电源（UPS）组成示意图）组成示意图 GB公共电网公共电网 重要负荷重要负荷电子开关电子开关QVUVUR 概述概述工厂配电的电压选择（工厂配电的电压选择（P18P18，自学），自学）(二) 工厂高压配电电压的选择 工厂供电系统的高压配电电压，主要取决于工厂高压用电设备的电压和容量、数量等因素。 工厂采用的高压配电电压通常为10kV。如果工厂拥有相当数量的6kV用电设备，或者供电电源电压就是从邻近发电厂取得的6.3kV直配电压，则可考虑采用6kV作为工厂的高压配电电压。如果不是上述情况，或者6kV用电设备

12、不多时，则应仍用10kV作高压配电电压，而少数6kV用电设备则通过专用的10/6.3kV变压器单独供电。3kV不能作为高压配电电压。如果工厂有3kV用电设备，则应通过10/3.15kV变压器单独供电。 如果当地电网供电电压为35kV，而厂区环境条件又允许采用35kV架空线路和较经济的35kV电气设备时，则可考虑采用35kV作为高压配电电压深入工厂各车间负荷中心，并经车间变电所直接降为低压用电设备所需的电压。这种高压深入负荷中心的直配方式，可以省去一级中间变压，大大简化供电系统接线，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，因此有一定的推广价值。但必须考虑厂区要有满足35kV 架

13、空线路深入各车间负荷中心的“安全走廊”，以确保安全。(三) 工厂低压配电电压的选择 工厂的低压配电电压，一般采用220/380V，其中线电压380V接三相动力设备及额定电压为380V的单相用电设备，相电压220V接额定电压为220V的照明灯具和其他单相用电设备。但某些场合宜采用660V或1140V作为低压配电电压，例如在矿井下，其负荷中心往往离变电所较远，因此为保证负荷端的电压水平而采用660V甚至1140V电压配电。采用660V或1140V配电，较之采用380V配电，可以减少线路的电压损耗，提高负荷端的电压水平，而且能减少线路的电能损耗，降低线路的投资和有色金属消耗量，增加供电半径，提高供电

14、能力，减少变压点，简化配电系统。因此提高低压配电电压有明显的经济效益，是节电的有效措施之一，这在世界各国已成为发展趋势。但是将380V升高为660V，需电器制造部门乃至其他有关部门全面配合，我国目前尚难实现。目前660V电压只限于采矿、石油和化工等少数企业中采用，1140V电压只限于井下采用。至于220V电压，现已不作为三相配电电压，只作为单相配电电压和单相用电设备的额定电压。 概述概述工厂供配电系统的安全运行：工厂供配电系统的安全运行：（1 1）中性点不接地（）中性点不接地（3-10KV3-10KV或或35KV35KV系统）系统）（2 2）中性点经消弧线圈接地（）中性点经消弧线圈接地（3-1

15、0KV3-10KV系统单相接系统单相接地电流大于地电流大于30A30A，35KV35KV系统单相接地电流大于系统单相接地电流大于10A10A）（3 3）中性点直接接地（）中性点直接接地（110KV110KV及以上系统及多数的及以上系统及多数的低压配电系统）低压配电系统）电力系统中性点运行方式：电网中各点对地电压电力系统中性点运行方式：电网中各点对地电压状况是影响电网绝缘安全的重要因素。状况是影响电网绝缘安全的重要因素。 概述概述工厂供配电系统的安全运行：工厂供配电系统的安全运行：（1 1）中性点不接地（）中性点不接地（3-10KV3-10KV或或35KV35KV系统）系统）C 概述概述工厂供配

16、电系统的安全运行：工厂供配电系统的安全运行：（1 1）中性点不接地（）中性点不接地（3-10KV3-10KV或或35KV35KV系统）系统）)(CBCACIII.3CC AII.0/3/3C AACACCIUXUXI03CCIIACCAAUUUU)(非故障相对地电压由原来的相非故障相对地电压由原来的相电压升高到线电压，即升高为原电压升高到线电压，即升高为原对地电压的对地电压的 倍倍3单相接地电流为系统正常运行时相线对地电容电流的单相接地电流为系统正常运行时相线对地电容电流的3倍。倍。 概述概述工厂供配电系统的安全运行：工厂供配电系统的安全运行：（1 1）中性点不接地（）中性点不接地（3-10K

17、V3-10KV或或35KV35KV系统）系统）对于中性点不接地系统，由于发生单相短路时正常相对地电压升高为原来的 倍，因此在此类系统中选择电气设备时，绝缘电压应按线电压考虑。所以此系统适用于较低的电压等级（3-10或35KV）而对于110KV以上的超高压系统，绝缘电压等级的提升会极大的增加设备制造难度和成本，故不适用。3 概述概述工厂供配电系统的安全运行：工厂供配电系统的安全运行：（2 2）中性点经消弧线圈接地）中性点经消弧线圈接地对于中性点不接地系统，发生单相短路时单相接单相接地电流为系统正常运行时相线对地电容电流的地电流为系统正常运行时相线对地电容电流的3倍。倍。若此电流过大，将在接地故障

18、点出现断续电弧，而此时线路上会出现较大的谐振电压。因此，对于单相接地电流超过一定限值（3-10KV系统为30A，35KV系统为10A）的中高压系统，应采用中性点经消弧线圈接地的方式。(35)350NohcabCUllI习题习题1-4 概述概述工厂供配电系统的安全运行：工厂供配电系统的安全运行：（2 2）中性点经消弧线圈接地）中性点经消弧线圈接地对于中性点经消弧线圈接地系统，发生单相短路时单相接地电流会在很大程度上得到削弱。但非单相接地电流会在很大程度上得到削弱。但非故障相的对地电压仍然会升高的线电压，即变为故障相的对地电压仍然会升高的线电压，即变为原来的原来的 倍。倍。3 概述概述工厂供配电系统的安全运行：工厂供配电系统的安全运行：（3 3）中性点直接接地（）中性点直接接地（110KV110KV及以上系统）及以上系统）对于中性点直接接地系统，对于中性点直接接地系统，发生单相短路时，形成了短发生单相短路时，形成了短路回路，单相短路电流非常路回路，单相短路电流非常大，因此此类系统必须装设大，因此此类系统必须装设单相接地故障保护装