工厂供电技术概述

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,工厂供电,刘介才,编,编,江阴职业,技,技术学院,工,工厂供电,课,课程组,10/29/2022,1,目,录,录,第一章,概,概论,第二章,工,工厂电,力,力负荷及,其,其计算,第三章,短,短路,电,电流及其,计,计算,第,四,章,工,工厂变配,电,电所及一,次,次系统,第五章,工,工,厂,厂电力线,路,路,第六章,工,工,厂,厂供电系,统,统的过电,流,流保护,第七章,供,供,配,配电系统,二,二次回路,第八章,防,防,雷,雷接地与,电,电气安全,10/29/2022,2,工厂供电,本课程是,：电气自动,化,化专业的,主,主干专业,课,课。,学习本课,程,程的任务,是,是,:掌握中,小,小型工厂,变,变、配、,供,供电,系统的基,本,本理论知,识,识及高压,电,电气设备,结,结构、原,理,理和,性能，学,习,习电气主,接,接线、厂,用,用电接线,的,的形式、,特,特点,和设计方,法,法，学习,二,二次继电,保,保护动作,电,电流、动,作,作,时间的整,定,定及线路,过,过电流保,护,护等知识,。,。,使学生深,入,入了解一,次,次系统和,二,二次系统,的,的功能和,作,作用，,具备供配,电,电线路运,行,行、维护,的,的能力，,为,为学习后,续,续,专业课、,强,强化职业,技,技能、增,强,强工作能,力,力打下坚,实,实,的基础。,10/29/2022,3,项目一：,基本知识,工厂供电,的,的意义、,要,要求及课,程,程任务,发电厂及,自,自备用电,源,源,电力系统,的,的电压与,电,电能质量,电力系统,中,中性点的,运,运行方式,及,及低压配,电,电系统,接地型式,项目二：,供配电系,统,统计算,三相用电,设,设备组计,算,算负荷的,确,确定,电路电流,和,和短路容,量,量的计算,10/29/2022,4,项目三：,一次主系,统,统,各种电气,设,设备及设,备,备安装,变配电所,所,所址的选,择,择,变配电所,的,的主接线,图,图,电,力线路包,括,括：架空,线,线路、,电缆线路,、,、车间线,路,路,项目四：,二次系统,过电流保,护,护,二次仪表,及,及控制、,信,信号回路,二次接线,和,和接线图,10/29/2022,5,项目五：,安全,电流对人,体,体的作用,触电急救,过电压与,防,防雷,电气装置,的,的接地,10/29/2022,6,项目一：,概,概论,知识点：,了解工厂供,电,电系统的组,成,成，,掌握工厂供,电,电的基本要,求,求，,掌握电力系,统,统中性点的,运,运行方式及,高低压配电,系,系统的接地,型,型式,。,10/29/2022,7,工厂供电的,意,意义、要求,及,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,性,生产自动化,后,后增加产量,提高产品的,质,质量,减轻劳动强,度,度,10/29/2022,8,突然中断供,电,电,对工业生产,将,将造成严重,后,后果!,如:某些对,供,供电可靠性,要,要求很高的,工,工厂,即使是极短,时,时间的停电,也会引起,重,重大设备,损坏,或引,起,起大量产品,报,报废,甚至,可,可能发生,重大的人身,事,事故,给国,家,家和人民带,来,来经济上,甚至政治上,的,的重大损失.,10/29/2022,9,突然中断供,电,电！,10/29/2022,10,停电！,10/29/2022,11,对工,厂,厂供,电,电的,基,基本,要,要求,安全,可靠,优质,经济,10/29/2022,12,一、,工,工厂,供,供电,系,系统,概,概况,中小,型,型工,厂,厂的,电,电源,进,进线,电压,是,是610kV。,电,电能,先,先从,高,高压,配,配电,所,所集,中,中，,再,再由,高,高压,配,配电,线,线路,将,将电,能,能分,送,送到,各,各车,间,间变,电,电所,或,或由,高,高压,配,配电,线,线路,直,直接,供,供给,高,高压,用,用电,设,设备,。,。,一根,线,线表,示,示三,相,相线,路,路,第2,节,节,工,工厂,供,供电,系,系统,及,及发,电,电厂,、,、电,力,力系,统,统与,工厂,的,的自,备,备用,电,电源,10/29/2022,13,2、,中,中型,工,工厂,供,供电,系,系统,的,的平,面,面布,线,线示,意,意图,10/29/2022,14,3、,大,大型,工,工厂,总,总降,压,压变,电,电所,电源,进,进线35KV及以,上,上,经,经过,两,两次,降,降压,，,，也,就,就是,经,经总,降,降压,变,变电,所,所，,将,将35kV及,以,以上,电,电压,降,降为610KV的电,压,压，,然,然后,车,车间,变,变电,所,所降,为,为一,般,般低压用电,设,设备,所,所需,的,的电,压,压。,10/29/2022,15,4,、,、,高,高,压,压,深,深,入,入,负,负,荷,荷,中,中,心,心,的,的,供,供,电,电,系,系,统,统,高,压,压,深,深,入,入,负,负,荷,荷,中,中,心,心,的,的,直,直,配,配,方,方,式,式,，,，,可,可,以,以,省,省,去,去,一,一,级,级,中,中,间,间,变,变,压,压,，,，,简,简,化,化,了,了,供,供,电,电,系,系,统,统,接,接,线,线,，,，,节,节,约,约,投,投,资,资,和,和,有,有,色,色,金,金,属,属,，,，,降,降,低,低,了,了,电,电,能,能,损,损,耗,耗,和,和,电,电,压,压,损,损,耗,耗,，,，,提,提,高,高,了,了,供,供,电,电,质,质,量,量,。,。,然,然,而,而,这,这,要,要,根,根,据,据,厂,厂,区,区,的,的,环,环,境,境,条,条,件,件,是,是,否,否,满,满,足,足35kV,架,架,空,空,线,线,路,路,深,深,入,入,负,负,荷,荷,中,中,心,心,的,的,“,“,安,全,全,走,走,廊,廊,”,”,要,求,求,而,而,定,定,，,，,否,否,则,则,不,不,宜,宜,采,采,用,用,。,。,10/29/2022,16,5,、,、,只,只,设,设,一,一,个,个,降,降,压,压,变,变,电,电,所,所,的,的,供,供,电,电,系,系,统,统,对,于,于,小,小,型,型,工,工,厂,厂,，,，,由,由,于,于,所,所,需,需,容,容,量,量,一,一,般,般,不,不,大,大,于,于1000kVA,或,或,稍,稍,多,多,一,一,些,些,，,，,如,如,果,果,工,工,厂,厂,所,所,需,需,容,容,量,量,不,不,大,大,于,于160kVA,时,时,，,，,一,一,般,般,直,直,接,接,由,由,公,公,共,共,低,低,压,压,电,电,网,网,供,供,电,电,。,。,经,过,过,分,分,析,析,可,可,知,知,：,：,配,电,电,所,所,的,的,任,任,务,务,是,是,接,接,受,受,电,电,能,能,和,和,分,分,配,配,电,电,能,能,，,，,不,改,改,变,变,电,电,压,压,；,；,而,而,变,变,电,电,所,所,的,的,任,任,务,务,是,是,接,接,受,受,电,电,能,能,、,、,变,变,换,换,电,电,压,压,和分配,电,电能。,10/29/2022,17,二、发,电,电厂和,电,电力系,统,统简介,由于电,能,能的生,产,产、输,送,送、分,配,配和使,用,用是同,步,步实现,的,的，因,此,此需要,对,对发电,厂,厂有些,了,了解。,发电厂,又,称,称发电,站,站，是,将,将自然,界,界的各,种,种一次,能,能源转,换,换为电,能,能的工,厂,厂。,10/29/2022,18,火力发,电,电厂,（一）,发,发电厂,10/29/2022,19,水力发,电,电厂,10/29/2022,20,核电站,10/29/2022,21,风力发,电,电,10/29/2022,22,（二）,电,电力系,统,统,将一次,能,能源转,换,换成二,次,次能源,系,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,10/29/2022,23,送电过,程,程：发电机升压高压输,电,电线路降压配电.,10/29/2022,24,电力,系,系统：,由各,级,级电,压,压的,电,电力,线,线路,将,将发,电,电厂,、,、变,电,电所,和,和电,力,力用,户,户联,系,系起,来,来的,一,一个,发,发电,、,、输,电,电、,变,变电,、,、配,电,电和,用,用电,的,的整,体,体。,电网,：电,力,力系,统,统中,各,各级,电,电压,的,的电,力,力线,路,路及,其,其联,系,系的,变,变电,所,所，,称,称为,电,电力,网,网或,电,电网,。,。电,网,网以,电,电压,等,等级,来,来区,分,分，,例,例如l0kV,电,电网,。,。,10/29/2022,25,10/29/2022,26,三、,工,工厂,自,自备,电,电源,对于,工,工厂,的,的重,要,要负,荷,荷，,一,一般,要,要求,在,在正,常,常供,电,电电,源,源之,外,外，,设,设置,应,应急,自,自备,电,电源,。,。,(一)柴油,发,发电,机,机组,自,自备,电,电源：操,作,作简,便,便、,起,起动,迅,迅速,、,、效,率,率较,高,高。,(二)交,流,流不,停,停电,电,电源,（,（UPS,）,）：,如图,所,所示,，,，由,整,整流,器,器(UR)、,逆,逆变,器,器(uV)和,蓄,蓄电,池,池组(GB),等,等三,部,部分,组,组成,。,。,10/29/2022,27,第3,节,节,电,电,力,力系,统,统的,电,电压,与,与电,能,能质,量,量,一,、概,述,述,电力,系,系统,中,中的,所,所有,设,设备,，,，都,是,是在,一,一定,的,的电,压,压和,频,频率,下,下工,作,作的,。,。,*,电压,和,和频,率,率是,衡,衡量,电,电能,质,质量,的,的两,个,个基,本,本参,数,数。,一般,交,交流,电,电力,设,设备,的,的额,定,定频,率,率为50Hz,，,，工,频,频的,额,额定,偏,偏差,一,一般,不,不得,超,超过0.5Hz。,频,频率,的,的调,整,整主,要,要依,靠,靠发,电,电厂,来,来调,节,节发,电,电机,的,的转,速,速。,*,对于,工,工厂,供,供电,系,系统,来,来说,，,，提,高,高电,能,能质,量,量主,要,要是提高,电,电压,的,的质,量,量。,*电,压,压偏,差,差是,指,指电,气,气设,备,备的,端,端电,压,压与,额,额定,电,电压,之,之差,，,，通,常,常以,额,额定,电,电压,的,的百,分,分值,来,来表,示,示。,*,电压,波,波动,是,是指,电,电网,电,电压,有,有效,值,值的,快,快速,变,变动,。,。,10/29/2022,28,二、,三,三相,交,交流,电,电网,和,和电,力,力设,备,备的,额,额定,电,电压,（一,）,）电,网,网（,线,线路,）,）的,额,额定,电,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.69,0.66,0.69,3,3.15,3,3.15,3.15,3.3,6,6.3,6,6.3,6.3,6.6,10,10.5,10,10.5,10.5,11,高,13.8,15.75,18，,20,22,24,26,13.8,15.75,18，,20,22,24,26,35,35,38.5,压,66,66,72.5,110,110,121,220,220,242,330,330,363,500,500,550,10/29/2022,29,（二,）,）用,电,电设,备,备的,额,额定,电,电压,用电,设,设备,的,的额,定,定电,压,压规,定,定:,与供,电,电电,网,网的,额,额定,电,电压,相,相同。,10/29/2022,30,（三）发,电,电机的额,定,定电压,发电机的,额,额定电压,一,一般比同级电,网,网的额定,电,电压高出5%，用于补,偿,偿线路上,的,的电压损,失,失。,(四)电,力,力变压器,的,的额定电,压,压1.,变,变压器一,次,次绕组的,额,额定电压,分,分两种,情,情况：,当,当变压,器,器直接与,发,发电机相,连,连时，高,于,于电网额,定,定电压5% 当变,压,压器直接,与,与线路相,连,连时，与,供,供电线路,电,电压相同,。,。,变压器T1的一次,绕,绕组与发,电,电机直接,相,相连，所,以,以其一次,绕,绕组的额,定,定电压取,发,发电机的,额,额定电压,10/29/2022,31,2.变压,器,器二次侧,额,额定电压,分两种情,况,况：, 变压,器,器二次侧,供,供电线路,较,较长，高,于,于供电线,路,路额定电,压,压10%,。,。, 变压,器,器二次侧,供,供电线路,较,较短，或,低,低压线路,时,时，高于,供,供电电网,额,额定电压5%。,当变压器,供,供电距离,较,较短时，,可,可以不考,虑,虑线路上,的,的电压损,失,失，只需,要,要补偿满,载,载时变压,器,器绕组上,的,的电压损,失,失即可。,10/29/2022,32,(五),电,电压高低,的,的划分,电力系统,电,电压高低,的,的划分,因,因着眼点,不,不同而有,不,不同的划,分,分方法.,1.根据,电业安,全,全工作规,程,程规定,：,：,低压,指,指设备对,地,地电压在250V,及,及以下者,；,；,高压,指,指设备对,地,地电压在250V,以,以上者。,以上划分,是,是从人身,安,安全方面,着,着眼的。,2. 根,据,据我国的,一,一些,设计、制,造,造和安装,规程通常,是,是以1000V为,界,界限来划,分,分电压高,低,低压。,一般规定,：,：,低压,指,指额定电,压,压在1000V（,或,或1200V）以,下,下者,高压,指,指额定电,压,压在1000V（,或,或1200V）以,上,上者。,10/29/2022,33,三、电压,偏,偏差与电,压,压调整,（一）电,压,压偏差的,有,有关概念,电压偏差,的,的含义：,电压偏差,是,是指给定,瞬,瞬间设备,的,的,端电压U与设备,额,额定电压U,N,之差对额,定,定电压U,N,的百分比,，即：,10/29/2022,34,为,了,了,满,满,足,足,用,用,电,电,设,设,备,备,对,对,电,电,压,压,偏,偏,差,差,的,的,要,要,求,求,，,，,供,供,电,电,系,系,统,统,必,必,须,须,采,采,取,取,相,相,应,应,的,的,电,压,压,调,调,整,整,措,施,施:,调,压,压,型,型,变,变,压,压,器,器,、,、,减,减,少,少,系,系,统,统,阻,阻,抗,抗,、,、,改,改,变,变,系,系,统,统,运,运,行,行,方,方,式,式,、,、,三,三,相,相,负,负,荷,荷,均,均,衡,衡,、,、,无,无,功,功,功,功,率,率,补,补,偿,偿,。,。,（,二,二,）,）,电,电,压,压,调,调,整,整,的,的,措,措,施,施,10/29/2022,35,四,、,、,电,电,压,压,波,波,动,动,（,一,一,）,）,电,电,压,压,波,波,动,动,的,的,有,有,关,关,概,概,念,念,1.,电,电,压,压,波,波,动,动,与,与,闪,闪,变,变,电,压,压,波,波,动,动,是,是,指,指,电,电,网,网,电,电,压,压,有,有,效,效,值,值(,方,方,均,均,根,根,值,值),的,的,连,连,续,续,快,速,速,变,变,动,动,，,，,2.,电,压,压,波,波,动,动,的,产,产,生,生,与,与,危,危,害,害,产,生,生,：,负,荷,荷,剧,剧,烈,烈,变,变,化,化,引,引,起,起,冲,冲,击,击,负,负,荷,荷,。,如,电,电,机,机,起,起,动,动,、,、,电,电,焊,焊,机,机,、,、,电,电,弧,弧,炉,炉,、,、,轧,轧,钢,钢,机,机,。,。,危,害,害：,使,使,得,得,设,设,备,备,无,无,法,法,正,正,常,常,工,工,作,作,。,。,10/29/2022,36,六、工厂供,配,配电电压的,选,选择,(一)工厂,供,供电电压的,选,选择,主要取决于,当地电网的,供,供电电压等,级,级,，同时要考,虑,虑工厂,用电设备的,电,电压、容量,和,和供电距离,等因素。,在同一输输,送,送功率和输,送,送距离条件,下,下，供电电,压,压越高，线,路,路电流越小,，,，使线路导,线,线或电缆截,面,面越小，可,减,减少线路的,初,初投资和有,色,色金属消耗,量,量。,10/29/2022,37,低压 ：,单相 220V,三相 380V,高压：,有10KV,、,、35（66）KV、110KV,、,、220KV。,除发电厂直,配,配电压可采,用,用3KV或6KV外，,其,其他等级的,电,电压应逐步,过,过渡到上述,额,额定电压。,如,如果用户需,要,要的电压等,级,级不在上列,范,范围时，应,自,自行采用变,压,压措施解决,。,。,用户需要的,电,电压等级在110KV,及,及以上时，,其,其受电装置,应,应作为终端,变,变电所设计,，,，其方案需,经,经省电网经,营,营企业审批,。,。,10/29/2022,38,（,二）工厂高,压,压配电电压,的,的选择,采用的高压,配,配电电压通,常,常为,10KV,。如果工厂,拥,拥有相当数,量,量的6KV用电设备，,则,则可考虑采,用,用6KV作为工厂的,高,高压配电电,压,压。,如果当地电,网,网供电电压,为,为35KV，而厂区环,境,境条件又允,许,许采用35KV架空线,路,路和较经济,的,的35KV,电,电气设备,时,时，则可考,虑,虑采用35KV作为高,压,压配电电压,深,深入负荷中,心,心的直配方,式,式。,10/29/2022,39,工厂的低压,配,配电电压一,般,般采用220/380V。,其中：线电压380V，接三相动,力,力设备及额,定,定电压为380V的单,相,相用电设备,。,。,相电压220V接额定电压,为,为220V,的,的照明灯具,和,和其他单相,用,用电设备。,某些特殊场,合,合宜采用,660V甚,至,至1140V,作为低压配,电,电电压。比,如,如，矿井下,，,，因负荷离,变,变配电所较,远,远，线路损,耗,耗较大。,（三）工厂,低,低压配电电,压,压的选择,10/29/2022,40,之四：,电,电力系,统,统中性点运,行,行方式及,低,低压配电系,统,统接地型式,一、电力系,统,统的中性点,运,运行方式,在三相交流,电,电力系统中,，,，作为供电,电,电源的发电,机,机和变压器,的,的中性点有,三,三种运行方,式,式：,中性点直接,接,接地,中性点不接,地,地,中性点经消,弧,弧线圈接地,大电流接地,系,系统,小电流接地,系,系统,10/29/2022,41,（一,）,）中,性,性点,不,不接,地,地方,式,式,单相,接,接地,电,电流,经,经验,公,公式,：,：,10/29/2022,42,10/29/2022,43,（二,）,）中,性,性点,经,经消,弧,弧线,圈,圈接,地,地,正常,运,运行,：,：三,相,相电,压,压、,电,电流,对,对称,消弧,线,线圈,单相,接,接地,：,：另,两,两相,对,对地,电,电压,升,升高,为,为原,来,来的,根,根号3倍,，,，,减小,了,了接,地,地电,流,流。,在单,相,相接,地,地电,容,容电,流,流大,于,于一,定,定值,的,的电,力,力系,统,统中,，,，,电源,中,中性,点,点必,须,须采,取,取,经消,弧,弧线,圈,圈接,地,地的,运,运行,方,方式,。,。,10/29/2022,44,消弧,线,线圈,对,对电,容,容电,流,流的,补,补偿,有,有三,种,种方,式,式：,（1,）,）全,补,补偿,；,；,（2,）,）欠,补,补偿,；,；,（3,）,）过,补,补偿,。,。,Why?,在电,力,力系,统,统中,一,一般,不,不采,用,用完,全,全补,偿,偿的,方,方式,，,，而,采,采用,过,过补,偿,偿运,行,行方,式,式,10/29/2022,45,（三,）,）中,性,性点,直,直接,接,接地,或,或低,阻,阻接,地,地的,电,电力,系,系统,正常,运,运行,：,：三,相,相电,压,压、,电,电流,对,对称,单相接地,：,：另外两,相,相对地电,压,压不变，,单,单相接地,后,后即通过,接,接地中性,点,点形成单,相,相短路。,单相短路,电,电流比线,路,路的正常,负,负荷电流,大,大得多，,因此，系,统,统发生单,相,相短路时,保,保护装置,应,应动作于,跳,跳闸，,切除短路,故,故障。,10/29/2022,46,二、低压,配,配电系统,的,的接地型,式,式,我国220/380V低压,配,配电系统,，,，广泛采,用,用中性点,直,直接接地,的,的运行方,式,式，而且,引,引出有中,性,性线（N,）,），保护,线,线（PE,）,）或保护,中,中性线（PEN）,。,。,中性线（N）的功,能,能,：一是用,来,来接用额,定,定电压为,系,系统相电,压,压的单相,用,用电设备,；,；二是用,来,来传导三,相,相系统中,的,的不平衡,电,电流和单,相,相电流；,三,三是减小,负,负荷中性,点,点的电位,偏,偏移。,保护线（PE）的,功,功能： 用来,保,保障人身,安,安全、防,止,止发生触,电,电事故用,的,的接地线,。,。,保护中性,线,线（PEN）的功,能,能：兼有中,性,性线和保,护,护线的功,能,能，这种,保,保护中性,线,线在我国,通,通常叫“,零,零线”，,俗,俗称“地,线,线”。,低压配电,系,系统按接,地,地型式，,分,分TN系,统,统、TT,系,系统和IT系统。,10/29/2022,47,TNC,系,系统,（一）TN系统,其中：N,线,线与保护,线,线PE线,合,合并为一,根,根PEN,线,线。,10/29/2022,48,设备的,外,外露可,导,导线部,分,分接PE线，,由,由于PE线中,无,无电流,通,通过，,因,因此设,备,备之间,不,不会产,生,生电磁,干,干扰。,2.TN,S系,统,统,其中：N线和,保,保护线,全,全部分,开,开。,10/29/2022,49,3.TNC,S系,统,统,该系统,的,的前半,部,部分为TNC系统,而后,边,边为为TN-S系统,。,。这种,接,接线比,较,较灵活,对安,全,全要求,和,和对抗,电,电磁干,扰,扰要求,高,高的场,所,所,宜,采,采用TN-S,系,系统,而,而其他,一,一般场,所,所则采,用,用TN,C系,统,统。,10/29/2022,50,(二)TT,系,系统,TT系,统,统中性,点,点直接,接,接地,而,而其中,设,设备的,外,外露可,导,导电部,分,分均经PE,线,线单独,接,接地.,根据规定:住宅,供,供电系,统,统,应,采,采用TT、TN系统,接,接地方,式,式。,10/29/2022,51,（三） IT系统,IT系统的中性点不接,地,地，或经高,阻,阻抗（100欧）接地。该系统没,有,有N线,因,此,此不适合接,额,额定电压为,系,系统相电压,的,的设备,只,能,能接额定电,压,压为系统线,电,电压的设备,。,。,由于IT系统中,性,性点不接地,设备外壳,单,单独接地,因此当系,统,统发生单相,接,接地故障时,三相用电,设,设备及接线,电,电压的单相,设,设备仍能继,续,续运行.但,应,应发出报警,信,信号，以便,及,及时处理。,IT系统主,要,要用于对连,续,续供电要求,较,较高及有易,燃,燃、易爆危,险,险场所，特,别,别是矿山、,井,井下等场所,的,的供电。,10/29/2022,52,10/29/2022,53,