工厂供配电技术(第一章)ppt课件

1、2022年7月17日内容提要：本章概述供电系统的一些根本知识和根本问题。首先简要阐明电力系统的构成，引见发电厂、变配电所、电力网、直流输电和电能用户的根本知识，并引见了电力系统的几种中性点运转方式。其次阐明了工厂供电系统的构成，各种工厂变配电所的功用。然后重点论述了工厂供电系统中不同设备和线路的供配电电压规范及其电压等级的选择。最后简要引见了关系到工厂供电系统质量的电压、频率和可靠性问题。 第1章 绪论第1章 绪论 主 讲：浩然教育第1章 绪论1.1 电力系统的根本概念1.2 工厂供配电系统1.3 工厂供配电电压1.4 供电质量的主要目的小 结11电力系统的根本概念 1 . 1 . 1 发电厂

2、1 . 1 . 2 变配电所1 . 1 . 3 电力网1 . 1 . 4 高压直流输电1 . 1 . 5 电能用户1 . 1 . 6 电力系统的中性点运转方式11电力系统的根本概念 一切大规模现代化工农业消费、交通运输和人民生活都需求电能。电能是由发电厂消费，但发电厂往往间隔城市和工业中心很远，这就需求将电能经过线路保送到城市或工业企业。为了减少输电时的电能损耗，保送电能时要升压，采用高压输电线路将电能保送给用户，同时为了满足用户对电压的要求，保送到用户之后还要经过降压，而且还要合理地将电能分配到用户或消费车间的各个用电设备。 01. 电力系统的定义： 为了提高供电的可靠性和经济性，将各发电厂

3、经过电力网衔接起来，并联运转，组成庞大的结合动力系统。将各种类型发电厂中的发电机、升压降压变压器、输电线路以及各种用电设备组联络在一同构成的一致的整体就是电力系统，用以实现完好的发电、输电、变电、配电和用电，电力系统的构成表示图。如图1.1所示11电力系统的根本概念 图1.1 电力系统表示图 02.电力的保送： 发电机消费的电能，受发电机制造电压的限制，不能远间隔保送。因此，通常使发电机的电压经过升压达220500kV，再经过超高压远间隔输电网送往远离发电厂的城市或工业集中地域，经过那里的区域降压变电所将电压降到35110kV，然后再用35110kV的高压输电线路将电能送至工厂降压变电所降至6

4、10kV配电或终端变电所。如图1.2所示。 图1.2 从发电厂到用户的送电过程表示图 11电力系统的根本概念 111发电厂 11电力系统的根本概念 发电厂是消费电能的工厂。它把其它方式的能源，如煤炭、石油、天然气、水能、原子核能、风能、太阳能、地热、潮汐能等等，经过发电设备转换为电能。我国以火电发电为主，其次是水电和原子能发电。 电能的消费供用电环节变压输配电运用 分讲各环节：电力系统火力发电厂水力发电厂原子能发电厂发电厂火力发电厂的概念：指用煤、油、天然气等为燃料的发电厂。将燃料熄灭加热锅炉中的水，利用高温高压的水蒸气推进汽轮机，带动与它联轴的发电机发电。 水力发电厂的概念：是把水的位能和动

5、能转变成电能的发电厂。主要可分为堤坝式和引水式水力发电厂。 原子能发电厂又称核电站，是利用核裂变能量转化为热能，再按火力发电厂方式利用原子核反响堆发电。11电力系统的根本概念 111 发电厂的类型11电力系统的根本概念 112变配电所概述 作用及概念： 变电所起着变换电能电压、接受电能与分配电能的作用，是联络发电厂和用户的中间环节。假设变电所只用以接受电能和分配电能，那么称为配电所。 分类：变电一切升压和降压之分。升压变电所多建在发电厂内，把电能升高后，再进展长间隔保送。降压变电所多设在用电区域，将高压电适当降低电压后，对某地域或用户供电。如以下图所示 降压变电所地域降压变电所 终端变电所 工

6、厂降压变电所及车间变电所 地域降压变电所又称为一次变电站。位于一个大用电区或一个大城市附近，从220kV500kV的超高压输电网或发电厂直接受电，经过变压器把电压降为35110kV，供应该区域的用户或大型工厂用电。 终端变电所又称二次变电站，多位于用电的负荷中心，高压侧从地域降压变电所受电，经变压器降到610 kV，对某个市区或乡村城镇用户供电。 工厂降压变电所又称工厂总降压变电所，与终端变电所类似，它是对企业内部保送电能的中心枢纽。车间变电所接受工厂降压变电所提供的电能，将电压降为220/380V，对车间各用电设备直接供电。 11电力系统的根本概念 113 电 力 网 概念：电力系统中各级电

7、压的电力线路及与其衔接的变电所，总称为电力网，简称电网。 作用： 电力网是电力系统的一部分，是输电线路和配电线路的统称，是保送电能和分配电能的通道。 分类：电网由各种不同电压等级和不同构造类型的线路组成，从电压的高低可将电力网分为低压网、中压网、高压网和超高压网等。 电压在1kV以下的称低压网； 1kV到10kV的称中压网； 高于10kV低于330kV的称高压网； 330kV及以上的称超高压网。 电网按电压高低和供电范围大小可分为区域电网和地方电网。区域电网的供电范围大，电压普通在220kV及以上；地方电网的供电范围小，电压普通为35110kV。电网也往往按电压等级来称谓，如说10kV电网或1

8、0kV系统，就是指相互衔接的整个10kV电压的电力线路。 根据供电地域的不同有时也将电网称为城市电网和农电网。11电力系统的根本概念 11电力系统的根本概念 114 高压直流输电优点：1远间隔输电及跨海输电； 2联接两个不同频率的电网，并可实现定电流控制，限制短路电流。 11电力系统的根本概念 作用： 1远间隔输电及跨海输电 跨海输电及远间隔输电容量大，如采用交流输电的话，由于间隔长，线路感抗也将增大，从而限制了保送容量，而且呵斥运转不稳定。另外，由于交流线路存在分布电抗和对地分布电容，会引起线路电压在很大范围内发生变化，必需投入无功补偿设备，投资添加。假设采用直流输电，那么不存在此类问题。

9、直流输电线路具有架设方便、能耗小、导线截面可得到充分利用及绝缘强度高等优点，使其更适宜于远间隔大容量输电。 11电力系统的根本概念 2联接两个不同频率的电网，并可实现定电流控制，限制短路电流。 直流输电普通由整流站、直流线路和逆变站三部分组成。在保送功率的过程中，整流站把送端系统的三相交流电变为直流电，经过直流电路送到用户，再经过逆变站把直流电转变为交流电，供应用户。 今天的直流输电是以交流电力系统为根底，在直流输电网的两端是两个换流站和交流系统，如图1.3所示。假设将电能从交流系统A保送到交流系统B，那么换流安装把交流整流成直流，经过直流电网保送给换流安装，换流安装再把直流逆变为与交流系统B

10、同频率同相位的交流电馈送给交流系统B。 图1.3 直流输电系统构造表示图 11电力系统的根本概念 115 电 能 用 户 概 述 简述： 一切的用电单位均称为电能用户，其中主要是工业企业。我国工业企业用电占全年总发电量的60%以上，是最大的电能用户。 工业企业的电力负荷种类多，容量相差悬殊，运转特征也是各种各样。用电设备的这些不同特征关系到供电技术措施确实定。 工厂内广泛运用的空压机、通风机、水泵、破碎机、球磨机、搅拌机、制氧机以及光滑油泵等机械的拖动电动机，不论其功率大小从缺乏1kW到几千kW及电压高低从380V到10kV，一概为三相交流电动机，它们都是恒速继续运转任务的用电设备。这些设备在

11、正常运转时，负荷根本上均匀而且三相对称，功率因数也很稳定，普通可达0.80.85。11电力系统的根本概念 烧结机、延续铸管机、卷取机、回转窑等设备要添加变流环节，而且功率因数也会降低。 提升机、高炉卷扬机、各种轧钢机以及工厂大量运用的各类吊车、起重机等的拖动电机，呈周期性任务，其负荷时辰变化，经常处于低负载形状，功率因数也偏低，普通在0.50.6以下。 工业用电炉在精炼期间，三相负荷均匀对称 ，起始熔炼期间，电流可达其额定值的3.03.5倍，以致引起很大的网路电压动摇 。 电解设备任务时负荷均匀稳定，功率因数较低高0.80.9，且不允许停电 。 电焊设备任务时负荷情况不匀称，功率因数很低。 工

12、厂的照明设备功率因数很高，通常为0.951.0。 11电力系统的根本概念 116电力系统的中性点运转方式 (三大系统 在电力系统中，当变压器或发电机的三相绕组为星形结合时，其中性点可有两种运转方式：中性点接地和中性点不接地。中性点直接接地系统常称大电流接地系统，中性点不接地和中性点经消弧线圈(或电阻)接地的系统称小电流接地系统。图1.4 电力系统中性点运转方式a)中性点直接接地 b)中性点不接地c)中性点经消弧线圈接地 d)中性点经阻抗接地 11电力系统的根本概念 116电力系统的中性点运转方式 1中性点直接接地方式优点：这种方式下的非缺点相对地电压不变，电气设备绝缘按相电压思索，降低设备要求

13、。在中性点直接接地的低压配电系统中，如为三相四线制供电，可提供380220V两种电压，供电方式更为灵敏。缺陷：这种运转方式发生一相对地绝缘破坏时，就构成单相短路，供电中断，可靠性会降低。2中性点不接地方式优点：在正常运转时，各相对地分布电容一样，三相对地电容电流对称且其和为零，各相对地电压为相电压。这种系统中发生一相接地缺点时，线间电压不变。缺陷：发生一相接地缺点时，非缺点相对地电压升高到原来相电压的 倍。缺点相电容电流增大到原来的3倍。电气设备的绝缘要按线电压来选择。 12 工厂供配电系统1 . 2 . 1 工厂降压变电所 1 . 2 . 2 车间变电所 1 . 2 . 3 工厂配电线路 1

14、2工厂供配电系统 121工厂降压变电所 工厂降压变电所，把35110kV电压降为610kV电压向车间变电所供电。 为了保证供电的可靠性，工厂降压变电所多设置两台变压器，由单条或多条进线供电，每台变压器容量可从几千到几万千伏安。供电范围由供电容量决议，普通在几千米以内。 12工厂供配电系统 122车间变电所 将610kV的高压配电电压降为220/380V，对低压用电设备供电。供电范围普通只在500m以内。 车间变电所普通设12台变压器，单台变压器的容量通常为1000kVA及以下，最大不宜超越2000kVA。 123工厂配电线路 主要作为工厂内保送、分配电能之用。 户外敷设的低压配电线路目前多采用

15、架空线路。 在厂房或车间内部那么应根据详细情况确定，或采用明线配电线路，或采用电缆配电线路。 在厂房或车间内，由动力配电箱到电动机的配电线路一概采用绝缘导线穿管敷设或采用电缆线路。 13工厂供配电系统 1 . 3 . 1 额定电压的国家规范 1 . 3 . 2 工厂供配电电压的选择 13工厂供配电系统 131额定电压的国家规范 1 用电设备的额定电压和电网的额定电压是一致的。 2 整个线路允许有10%的电压损耗。规定发电机的额定电压高于所供电网额定电压5%。3 变压器的额定电压-5%G5%UN线路首端线路末端一次线圈 ：位于线路首端时，比电网的额定电压高5% 。位于线路末端时，与电网额定电压一

16、样。二次线圈 ：所供线路较长时， 高出电网额定电压10%。所供线路较短时，高出电网额定电压5%。电网和用电设备额定电压交流发电机额定线电压变压器额定电压一次电压二次电压0.220.383610-3560110154220330500 0.230.403.156.310.515.75- 0.220.383及3.156及6.310及10.515.753560110154220330500 0.230.403.15及3.36.3及6.610.5及11-38.566121169242363525 表1.1 我国交流电网和电力设备的额定电压kV MT1T2UN+5%+10%0%+5%G图1.6 电力变压

17、器的额定电压 13工厂供配电系统 131额定电压的国家规范 10KV9.5KV6KV5.4KV380V361V13工厂供配电系统 132 工厂供配电电压的选择 线路电压(kV)输送功率(kW)输送距离(km)0.38361035110220 100 以下100-1000100-1200200-20002000-1000010000-50000100000-500000 0.61-34-156-2020-5050-150100-300 表1.2 常用各级电压的经济保送容量与保送间隔 13工厂供配电系统 132工厂供配电电压的选择 1工厂供电电压的选择 对于普通没有高压用电设备的小型工厂，设备容量

18、在100kW以下，保送间隔在600m以内，可选用380/220V电压供电。 对于中小型工厂，设备容量在1002000kW，保送间隔在420km以内的，可采用610kV电压供电。 对于中大型工厂，设备容量在200050000kW，保送间隔在20150km以内的，可采用35110kV电压供电。 2工厂配电电压的选择 工厂的高压配电电压普通选用610kV。10kV作为高压配电电压。如工厂供电电源的电压就是6kV，或工厂运用的6kV电动机多且分散，可采用6kV的配电电压。 工厂的低压配电电压，普通采用380/220V。380V为三相配电电压，供电给三相用电设备及380V单相用电设备。220V作为单相配

19、电电压，供电给普通照明灯具及220V单相用电设备。矿山及化工等部门也有采用660V配电电压的。 14供电质量的主要目的 1 . 4 . 1 电压 1 . 4 . 2 频率 1 . 4 . 3 可靠性14 供电质量的主要目的141电压 电力系统的供电电压或电流的波形畸变，使电能质量下降，产生高次谐波，谐波电流添加了电网的能量损耗，降低旋转电机、变压器、电缆等电气元件的寿命，还将影响电子设备的正常任务，使自动化、远动、通迅都遭到干扰。 142频率 频率的变化对电力系统运转的稳定性影响很大，因此对频率的要求比对电压的要求严厉得多，普通不得超越0.5%，电网容量在300万kW及以上者不得超越2%。频率的调整主要依托发电厂。 143 可靠性 14 供电质量的主要目的这类负荷在供电忽然中断时将呵斥人身伤亡的危险，或呵斥艰苦设备损坏且难以修复，或给国民经济带来极大损失。 一级负荷二级负荷三级负荷要求由两个独立电源供电。而对特别重