工厂供电第二版全套

工厂供电第二版全套第1页/共135页第1章工厂供电系统概述1.1工厂供电的电源一、工厂由电力系统供电二、工厂由自备发电厂供电1.2供电质量的主要指标一、交流电的电压及波形二、频率三、可靠性第2页/共135页第3页/共135页1.3工厂供配电系统及图纸一、对工厂供配电系统的基本要求1.供电可靠2.保证电能质量二、工厂供配电电压1.额定电压的国家标准从表1.1中，可以看出下列特点：(1)用电设备的额定电压和电网的额定电压是一致的。(2)发电机的额定电压较用电设备的电压应高第4页/共135页

出5%，以补偿线路电压损失，表1.1反映了这一点。第5页/共135页(3)变压器的一次线圈(原线圈)是接受电能的，可以看成是用电设备，其额定电压一般与用电设备的额定电压相等。(4)变压器的二次线圈(副线圈)相当于一个供电电源，它的空载额定电压要比电网额定电压高10%(当变压器通过额定负荷电流时，变压器绕组的电压损失约为5%)。第6页/共135页2.工厂供配电电压的选择对工厂供配电电压选择说明如下：(1)工厂供电电压的选择(2)工厂配电电压的选择三、工厂供配电系统的图纸第7页/共135页(1)工厂总降压变电所、车间变电所、配电所的设计说明书，设备材料清单及工程概(预)算，主电路图、平剖面图、二次回路图及其他安装施工图与施工说明书。(2)工厂厂区配电线路设计说明书、设备材料清单及工程概(预)算，厂区配电线路系统图和平面图、电杆总装图及其他安装施工图与施工说明书。(3)车间配电线路设计说明书、设备材料清单及工程概(预)算，车间配电线路系统图和平面图及其他安装施工图与施工说明书。第8页/共135页第9页/共135页(4)厂区室外照明和车间(建筑)内照明的设计说明书，设备材料清单及工程概(预)算，照明系统图和平面图及其他安装施工图与施工说明书。第10页/共135页1.4工厂供用电技术管理一、供用电技术管理的有关规定二、工厂变配电所的技术管理三、工厂供电系统的经济运行管理第11页/共135页第2章工厂的电力负荷及短路电流计算2.1工厂的电力负荷和负荷曲线一、工厂常用用电设备的用途及用电特点1.生产机械的拖动电动机2.工业用电炉3.电焊类设备4.工业企业的照明设备二、工厂用电设备的工作制第12页/共135页1.连续运行工作制2.短时工作制3.反复短时工作制三、工厂电力负荷的分级及其对供电的要求1.一级负荷2.二级负荷3.三级负荷四、工厂的负荷曲线与参数第13页/共135页(一)负荷曲线的类型与绘制(二)与负荷曲线有关的参数1.年最大负荷和年最大负荷利用小时数第14页/共135页第15页/共135页2.平均负荷和负荷系数2.2工厂电力负荷的计算一、计算负荷的意义与求计算负荷的一般方法(一)计算负荷的意义(二)求计算负荷的一般方法1.求单台用电设备计算负荷的一般方法第16页/共135页2.求多台用电设备计算负荷的一般方法(1)需要系数法(2)二项式系数法二、用需要系数法求多台三相用电设备的计算负荷第17页/共135页(一)按用电设备组求计算负荷(二)多组用电设备计算负荷的确定第18页/共135页第19页/共135页三、用二项式系数法求多组用电设备的计算负荷四、单相用电设备计算负荷的确定2.3工厂计算负荷的确定一、按逐级计算法确定工厂计算负荷1.求车间变电所低压母线上的计算负荷(图中4点处)二、按全厂需要系数确定工厂计算负荷第20页/共135页三、按年产量或年产值估算工厂计算负荷四、工厂的功率因数、无功补偿容量及补偿后工厂计算负荷的确定(一)工厂的功率因数1.瞬时功率因数2.平均功率因数第21页/共135页三、按年产量或年产值估算工厂计算负荷四、工厂的功率因数、无功补偿容量及补偿后工厂计算负荷的确定(一)工厂的功率因数1.瞬时功率因数2.平均功率因数3.最大负荷时的功率因数第22页/共135页(二)无功补偿容量的确定(三)装设无功补偿设备后，工厂计算负荷的确定2.4工厂的电气照明负荷一、关于照明的基本知识第23页/共135页二、照明设备容量及照明计算负荷的确定三、照明设备容量的估算2.5短路故障的原因、危害和种类一、短路故障的原因二、短路的危害三、短路的种类2.6短路回路的阻抗标么值计算第24页/共135页一、关于单位的问题第25页/共135页第26页/共135页二、用标么值计算的优点第27页/共135页三、供电系统中各元件电抗标么值的计算第28页/共135页(3)电抗器(2)变压器第29页/共135页(4)电源(电力系统)四、短路回路总阻抗标么值的确定第30页/共135页2.7无限大容量电力系统供电的三相短路电流计算一、几个重要的短路电流的概念第31页/共135页二、无限大容量电力系统供电的三相短路电流计算法1.无限大容量电力系统的概念2.无限大容量系统供电的三相短路电流计算第32页/共135页第33页/共135页2.8两相短路电流的近似计算第34页/共135页2.9低压电力线路中短路电流的计算一、低压电力线路短路计算的特点二、低压配电系统中各元件的阻抗1.变压器的阻抗(换算到二次侧)第35页/共135页2.线路的阻抗3.其他电器元件的阻抗三、低压配电系统短路电流计算1.三相阻抗相同的低压配电系统，三相短路电流可根据下式计算第36页/共135页2.低压配电系统短路冲击电流计算3.低压配电系统中，如果只在其中一相或两相装设电流互感器，如图2.14所示，造成各相阻抗不相等。2.10短路电流的力效应、热效应及力稳定、热稳定的校验方法第37页/共135页一、短路电流的力效应及力稳定度校验方法第38页/共135页(1)一般电器设备力稳定度的校验(2)母线、绝缘子力稳定度校验第39页/共135页二、短路电流的热效应及热稳定度的校验方法1.短路时的发热计算2.短路热稳定度校验方法(1)一般电器设备热稳定度的校验(2)母线、绝缘导线和电缆等热稳定度的校验第40页/共135页第41页/共135页第3章工厂变配电所3.1工厂变配电所的作用、类型和位置一、工厂变配电所的作用二、工厂变配电所的类型三、变配电所所址选择3.2工厂变配电所常用高压电器类型及选择一、工厂变配电所常用高压电器的类型第42页/共135页(一)工厂常用高压断路器及操动机构1.油断路器(1)多油断路器第43页/共135页(2)少油断路器2.六氟化硫断路器3.真空断路器(二)隔离开关及操动机构(三)高压熔断器1.RN系列户内固定式高压限流熔断器2.RW型户外高压跌落式熔断器(四)高压负荷开关第44页/共135页第45页/共135页(五)互感器1.电流互感器2.电压互感器(六)避雷器(1)阀式避雷器(2)管式避雷器(3)保护间隙二、工厂变配电所常用高压电器的选择第46页/共135页第47页/共135页(1)按工作电压及工作电流选择(2)按断流能力选择(3)短路力稳定度和热稳定度校验第48页/共135页3.3工厂变配电所常用低压电器类型及选择一、工厂变配电所常用低压电器的类型(一)低压熔断器(1)RC1A型低压插入式熔断器(2)RM10型低压无填料密闭管式熔断器(3)RT0型低压有填料封闭管式熔断器(4)RZ1型低压自复式熔断器(二)刀开关(1)开启式刀开关(2)开启式负荷开关第49页/共135页第50页/共135页第51页/共135页(3)刀熔开关(4)封闭式负荷开关(5)组合开关(三)自动空气开关1.自动空气开关的作用与工作原理2.自动空气开关的主要性能指标(1)通断能力(分断能力)(2)保护特性分为过电流保护、过载保护和欠电压保护3种。(3)机械寿命与电寿命第52页/共135页3.自动空气开关常用类型(1)塑料外壳式自动空气开关第53页/共135页(2)框架式自动空气开关二、工厂变配电所常用低压电器的选择1.按使用环境条件选择第54页/共135页2.按正常工作条件选择3.按短路工作条件校验3.4变配电所中变压器的选择一、工厂变电所中常用电力变压器的类型二、工厂变电所中变压器台数和容量的选择(一)工厂变电所中变压器台数的选择(二)工厂变电所中变压器容量的选择3.5工厂变配电所的电气主接线一、对电气主接线的基本要求第55页/共135页二、主接线的基本接线方式1.线路-变压器组接线2.单母线接线3.单母线分段接线第56页/共135页4.双母线接线5.桥形接线三、电气主接线中应考虑的其他问题(一)主接线中的设备配置问题第57页/共135页1.隔离开关的配置2.电压互感器的配置3.电流互感器的配置4.避雷器的配置第58页/共135页(二)计量点及计量柜的接线(三)控制、操作及保护方式与主接线的关系(四)供电系统接线方案与平面布置的关系3.6配电装置一、配电装置的分类与特点二、高压开关柜(高压成套配电装置)(一)高压开关柜的类型(二)高压开关柜一次线路方案的组合三、低压成套配电装置(一)低压配电屏的类型第59页/共135页第60页/共135页第61页/共135页第62页/共135页(二)低压配电屏一次线路方案的组合四、动力配电箱与照明配电箱(一)动力配电箱(二)照明配电箱3.7工厂变配电所的布置与结构一、对工厂变配电所总体布置的要求第63页/共135页二、变配电所中的布置与结构(一)变压器室及室外变压器的布置与结构第64页/共135页1.变压器室的布置与结构2.室外变压器的布置(二)高、低压配电室的布置与结构1.保证工作的可靠性2.维护、检修要安全方便第65页/共135页3.开关柜、配电屏的布置要合理4.高压柜数量较少时，允许将高、低压配电装置布置在同一室内。当均为单列布置时，两者之间的距离不应小于1m。(三)电容器室的布置(四)值班室三、组合式变电所第66页/共135页第4章工厂电力网路4.1工厂电力网路的基本接线方式一、高压配电线路的接线方式1放射式2树干式3.环式二、低压配电线路的接线方式1.放射式第67页/共135页第68页/共135页2.树干式3.环式4.2供电线路导线和电缆的选择第69页/共135页一、导线、电缆型号的选择1.工厂常用架空线路裸导线型号及选择2.工厂常用电力电缆型号及选择3.常用绝缘导线型号及选择二、导线、电缆截面的选择第70页/共135页(一)按经济电流密度选择导线、电缆截面(二)按允许载流量选择导线、电缆截面(三)按机械强度校验导线截面(四)线路电压损耗的计算及按电压损耗选择导线、电缆截面1.线路电压损耗的计算第71页/共135页第72页/共135页第73页/共135页2.按允许电压损耗选择导线、电缆截面第74页/共135页4.3工厂供电线路的线损计算与低压导线、电缆线规的选择一、工厂供电线路平均线损的计算第75页/共135页第76页/共135页二、低压导线、电缆线规的选择4.4工厂电力线路的结构、敷设和技术要求一、架空线路的结构及技术要求二、电缆线路的敷设方式及一般技术要求三、车间配电线路的结构和敷设4.5工厂电力网运行电压调整的基本知识第77页/共135页可采取以下一些措施以保证电压质量：1.按允许电压损失来选择导线和电缆的截面，并合理的选择低压配电干线的线规，是减小电压偏移、调节电压的有效措施之一。2.根据式(4.9)、式(4.10)可知，线路的电压损耗百分数包括由有功负荷及电阻引起的电压损耗百分数ΔUr%和由无功负荷及电抗引起的电第78页/共135页压损耗百分数ΔUx%两部分。3.合理选择变压器的分接头，以降低工厂电网的电压偏移。4.合理调整负荷减少电压偏移5.合理改变工厂供电系统的运行方式减少电压偏移6.按经济运行原则确定全厂运行电压4.6工厂电力线路的运行维护一、架空线路的运行维护二、电缆线路的运行维护第79页/共135页三、车间配电线路的运行维护四、线路运行时突然停电的处理第80页/共135页第5章工厂供电系统保护5.1供电系统保护装置的作用和要求一、供电系统保护装置的作用二、对保护装置的基本要求1.选择性2.可靠性3.灵敏性4.速动性第81页/共135页三、工厂常用保护装置类型1.继电保护2.熔断器保护3.低压自动空气开关保护5.2工厂供电系统单端供电网络的保护一、电流互感器与电流继电器的接线方式第82页/共135页第83页/共135页二、过电流保护1.定时限过电流保护装置(1)动作电流的整定第84页/共135页第85页/共135页第86页/共135页(2)动作时间的整定2.反时限过电流保护装置第87页/共135页3.过电流保护装置灵敏度校验第88页/共135页三、电流速断保护第89页/共135页第90页/共135页四、小电流接地系统的单相接地保护1.绝缘监测装置2.零序电流保护装置第91页/共135页5.3电力变压器保护一、电力变压器保护装置的设置二、变压器过电流保护和电流速断保护1.过电流保护第92页/共135页第93页/共135页2.变压器速断保护三、变压器瓦斯保护第94页/共135页四、变压器单相接地保护5.4工厂低压供电系统保护一、熔断器保护1.额定电压选择2.额定电流选择第95页/共135页3.断流能力校验4.熔断器保护灵敏度校验5.熔断器的选择性配合二、低压自动空气开关保护1.低压自动空气开关基本参数选择第96页/共135页(1)额定电压(2)额定电流第97页/共135页2.电流脱扣器动作电流整定(1)长延时过流脱扣器电流(2)短延时或瞬时脱扣器电流(3)过流脱扣器与被保护线路配合整定3.断流能力校验第98页/共135页4.动作灵敏度校验5.选择性配合5.5静电电容器无功补偿装置的保护第99页/共135页一、静电电容器组常见故障及保护设置二、保护装置的整定计算第100页/共135页1.用熔断器对单个电容器或电容器组进行保护时，熔断器熔体电流为2.作相间短路保护的过电流继电保护装置，动作电流为3.过电流保护灵敏度校验4.电容器补偿装置放电电阻计算第101页/共135页5.6工厂供电系统二次回路接线图一、二次回路的图纸1.原理接线图2.展开接线图3.安装接线图二、二次接线图中的标志方法1.展开图中回路编号2.安装图设备标志编号3.接线端子的标志方法4.导线连接的表示方法三、二次回路安装接线图示例第102页/共135页第103页/共135页第104页/共135页第105页/共135页第106页/共135页第107页/共135页5.7工厂供电系统防雷与接地一、工厂防雷保护1.雷电现象及危害2.防雷保护的主要措施(1)防直击雷保护1)单支避雷针保护范围2)架空避雷线保护范围第108页/共135页第109页/共135页3)避雷带及避雷网4)防雷装置的安装要求第110页/共135页(2)对感应雷电冲击波的保护1)对6～10kV变配电所的保护2)对容量较小的35kV变电所保护第111页/共135页二、接地保护1.接地概念2.接地的种类(1)工作接地第112页/共135页(2)保护接地(3)防雷接地(4)重复接地3.接地装置的选择4.工频接地电阻计算第113页/共135页第114页/共135页(2)选择接地体，计算单根接地体的接地电阻(3)计算多根垂直管形接地体电阻第115页/共135页(4)考虑水平连接体扁钢的影响5.冲击接地电阻第116页/共135页第6章工厂节约用电技术6.1节约用电的意义、方法和主要途径一、节约用电的意义二、节约用电的科学管理方法1.工厂供电采用科学管理方法，成立节能办公室2.合理分配负荷，提高供电能力3.实行经济运行，降低系统损耗第117页/共135页三、节约用电的主要途径1.供用电系统选用高效节能用电设备2.改造工厂现有供用电设备，减少损耗3.用电设备经济运行6.2提高工厂功率因数的方法一、工厂中功率因数的定义及对供电系统的影响第118页/共135页1.瞬时功率因数2.均权平均功率因数3.自然功率因数4.总功率因数二、提高工厂功率因数的方法1.提高工厂的自然功率因数2.人工补偿功率因数第119页/共135页(3)静电电容器的补偿方式及安装位置6.3提高工厂负荷率的方法第120页/共135页6.4工厂经济运行电压的确立方法6.5常用用电设备节电技术一、电能平衡的基本知识第121页/共135页二、电动机节电技术(一)在电力拖动中，电动机要能经济运行，首先要对电动机型号和容量进行合理选择，选择原则主要按以下条件。第122页/共135页1.容量大于250kW，不要求调速的稳定负荷，应选择同步电动机。2.容量大于200kW的负荷，应尽可