工厂供电工厂供电刘介才刘介才 编编课件制作：供电课程组课件制作：供电课程组Date1目目 录录第一章 概论 第二章 工厂电力负荷及其计算 第三章 短路电流及其计算 第四章 工厂变配电所及一次系统 第五章 工厂电力线路 第六章 工厂供电系统的过电流保护 第七章 供配电系统二次回路 第八章 防雷接地与电气安全Date2工厂供电本课程是：电气自动化专业的主干专业课。 学习本课程的任务是:掌握中小型工厂变、配、供电 系统的基本理论知识及高压电气设备结构、原理和 性能，学习电气主接线、厂用电接线的形式、特点 和设计方法，学习二次继电保护动作电流、动作 时间的整定及线路过电流保护等知识。 使学生深入了解一次系统和二次系统的功能和作用， 具备供配电线路运行、维护的能力，为学习后续 专业课、强化职业技能、增强工作能力打下坚实 的基础。Date3项目一： 基本知识工厂供电的意义、要求及课程任务 发电厂及自备用电源 电力系统的电压与电能质量 电力系统中性点的运行方式及低压配电系统 接地型式项目二： 供配电系统计算三相用电设备组计算负荷的确定电路电流和短路容量的计算Date4项目三： 一次主系统各种电气设备及设备安装 变配电所所址的选择 变配电所的主接线图电力线路包括：架空线路、 电缆线路、车间线路项目四： 二次系统过电流保护 二次仪表及控制、信号回路 二次接线和接线图Date5项目五： 安全电流对人体的作用 触电急救 过电压与防雷 电气装置的接地Date6项目一： 概论知识点： 了解工厂供电系统的组成， 掌握工厂供电的基本要求， 掌握电力系统中性点的运行方式及 高低压配电系统的接地型式。Date7之一： 工厂供电的意义、要求及课程任务工厂供电电能的供应电能的分配电能的重要性生产自动化后增加产量提高产品的质量减轻劳动强度Date8突然中断供电对工业生产将造成严重后果! 如:某些对供电可靠性要求很高的工厂, 即使是极短时间的停电,也会引起重大设备 损坏,或引起大量产品报废,甚至可能发生 重大的人身事故,给国家和人民带来经济上 甚至政治上的重大损失.Date9突然中断 供电！Date10停电！Date11对工厂供电的基本要求安全可靠优质经济Date12一、工厂供电系统概况 中小型工厂的电源 进线 电压是610kV。电 能先从高压配电所 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。一根线表示三相线路第2节 工厂供电系统及发电厂、电力系统与 工厂的自备用电源Date132、中型工厂供电系统的平面布线示意图Date143、大型工厂总降压变电所电源进线35KV及以 上,经过两次降压 ，也就是经总降 压变电所，将 35kV及以上电压 降为610KV的 电压，然后车间 变电所降为一般 低压用电设备所 需的电压。 Date154、高压深入负荷中心的供电系统高压深入负荷中心的直 配方式，可以省去一级 中间变压，简化了供电 系统接线，节约投资和 有色金属，降低了电能 损耗和电压损耗，提高 了供电质量。然而这要 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”要求而定，否则 不宜采用。 Date165、只设一个降压变电所的供电系统对于小型工厂，由于所需容量一般不大于1000kVA或稍 多一些，如果工厂所需容量不大于160kVA时，一般直 接由公共低压电网供电。 经过分析可知：配电所的任务是接受电能和分配电能，不改变电压；而变电所的任务是接受电能、变换电压和分配电能。 Date17二、发电厂和电力系统简介 由于电能的生产、输送、分配和使用是 同步实现的，因此需要对发电厂有些了 解。 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。Date18火力发电厂（一）发电厂Date19水力发电厂Date20核电站Date21风力发电Date22（二）电力系统将一次能源转换成二次能源系统电 能 转 换电 能 传 输电 能 分 配电 能 利 用发电变电输电变配电用电Date23 送电过程：发电机升压高压输电线路降压配 电.Date24 电力系统：由各级电压的电力线路将发电 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。 电网：电力系统中各级电压的电力线路及 其联系的变电所，称为电力网或电网。电 网以电压等级来区分，例如l0kV电网。Date25Date26三、工厂自备电源 对于工厂的重要负荷，一般要求在正常供电电源之 外，设置应急自备电源。 (一)柴油发电机组自备电源：操作简便、起动迅速、 效率较高。 (二)交流不停电电源（UPS）： 如图所示，由整流器(UR)、逆变器(uV)和蓄电 池组(GB)等三部分组成。Date27第3节 电力系统的电压与电能质量一、概述 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。 *电压和频率是衡量电能质量的两个基本参数。一般交流电力设备的额定频率为50Hz，工频 的额定偏差一般不得超过0.5Hz。频率的调整 主要依靠发电厂来调节发电机的转速。 *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。Date28二、三相交流电网和电力设备的额定电压 （一）电网（线路）的额定电压分 电网和用电设备 发电 机 电力变压 器额定电kV类 额定电压 kV 额定电压 kV 一次绕组 二次绕组低 0.38 O.40 0.38 0.40压 0.66 O.69 0.66 0.693 3.15 3,3.15 3.15,3.36 6.3 6,6.3 6.3,6.610 10.5 10,10.5 10.5,11高 13.8,15.75,18，20,22,24,2613.8,15.75,18，20,22,24,2635 35 38.5压 66 66 72.5110 110 121220 220 242330 330 363500 500 550Date29（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 。Date30（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。 (四)电力变压器的额定电压 1.变压器一次绕组的额定电压 分两种情况： 当变压器直接与发电机相连时， 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T1的一次绕组与发电机 直接相连，所以其一次绕组的 额定电压取发电机的额定电压Date312.变压器二次侧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%。 变压器二次侧供电线路较短，或低压线路 时，高于供电电网额定电压5%。当变压器供电距离较 短时，可以不考虑线 路上的电压损失，只 需要补偿满载时变压 器绕组上的电压损失 即可。Date32(五) 电压高低的划分 电力系统电压高低的划分,因着眼点不同而有不 同的划分方法. 1.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。 2. 根据我国的一些设计、制造和安装规程通常是 以1000V为界限来划分电压高低压。 一般规定： 低压指额定电压在1000V（或1200V）以下者 高压指额定电压在1000V（或1200V）以上者 。Date33三、电压偏差与电压调整（一）电压偏差的有关概念 电压偏差的含义： 电压偏差是指给定瞬间设备的端电压 U与设备额 定电压UN 之差对额定电压UN 的百分比，即：Date34为了满足用电设备对电压偏差的要求，供电 系统必须采取相应的电压调整措施: 调压型变压器、减少系统阻抗、改变系统运 行方式、三相负荷均衡、无功功率补偿。 （二）电压调整的措施Date35四、电压波动（一）电压波动的有关概念 1.电压波动与闪变 电压波动是指电网电压有效值(方均根值)的连续 快速变动，2.电压波动的产生与危害产生：负荷剧烈变化引起冲击负荷。 如电机起动、电焊机、电弧炉、轧钢机。危害：使得设备无法正常工作。Date36六、工厂供配电电压的选择(一)工厂供电电压的选择 主要取决于当地电网的供电电压等级，同 时要考虑工厂用电设备的电压、容量和 供电距离等因素。 在同一输输送功率和输送距离条件下，供 电电压越高，线路电流越小，使线路导 线或电缆截面越小，可减少线路的初投 资和有色金属消耗量。Date37低压 ： 单相 220V三相 380V 高压： 有10KV、35（66）KV、110KV、220KV。 除发电厂直配电压可采用3KV或6KV外，其他 等级的电压应逐步过渡到上述额定电压。如果 用户需要的电压等级不在上列范围时，应自行 采用变压措施解决。 用户需要的电压等级在110KV及以上时，其受 电装置应作为终端变电所设计，其方案需经省 电网经营企业审批。 Date38（二）工厂高压配电电压的选择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，则可考虑采 用6KV 作为工厂的高压配电电压。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 高压配电电压深入负荷中心的直配方式。Date39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。某些特殊场合宜采用660V甚至1140V作为低压 配电电压。比如，矿井下，因负荷离变配电所 较远，线路损耗较大。（三）工厂低压配电电压的选择Date40之四： 电力系统中性点运行方式 及低压配电系统接地型式一、电力系统的中性点运行方式 在三相交流电力系统中，作为供电电源的 发电机和变压器的中性点有三种运行方 式： 中性点直接接地 中性点不接地 中性点经消弧线圈接地大电流接地系统大电流接地系统小电流接地系统小电流接地系统Date41（一）中性点不接地方式单相接地电流经验公式 ：Date42Date43（二）中性点经消弧线圈接地 正常运行：三相 电压、电流对称消弧线圈单相接地：另两相对地电压升高为原来的根号3倍， 减小了接地电流。 在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中， 电源中性点必须采取 经消弧线圈接地的运行方式。Date44 消弧线圈对电容电流的补偿有 三种方式： （1）全补偿； （2）欠补偿； （3）过补偿。 Why?在电力系统中一般不采用完全 补偿的方式，而采用过补偿运 行方式Date45（三）中性点直接接地或低阻接地的电力系统 正常运行：三相电压、电流对称 单相接地：另外两相对地电压不变，单相接地后即通 过接地中性点形成单相短路。单相短路电流比线路的正常负荷电流大得多， 因此，系统发生单相短路时保护装置应动作于跳闸， 切除短路故障。Date46二、低压配电系统的接地型式 我国220/380V低压配电系统，广泛采用中性点直接 接地的运行方式，而且引出有中性线（N），保护线 （PE）或保护中性线（PEN）。 中性线（N）的功能：一是用来接用额定电压为系统 相电压的单相用电设备；二是用来传导三相系统中的 不平衡电流和单相电流；三是减小负荷中性点的电位 偏移。保护线（PE）的功能： 用来保障人身安全、防止发