《工厂供电》 总课时：56学时 第一章 工厂供电系统概述 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 工厂供电(plant power supply)： 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 大亚湾核电站 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.1 供配电系统简介 1.2电力系统的标称电压 1.2电力系统的标称电压 1.2电力系统的标称电压 1.2电力系统的标称电压 1.2电力系统的标称电压 1.2电力系统的标称电压 1.2电力系统的额定电压 1.2电力系统的额定电压 1.2电力系统的额定电压 1.2电力系统的额定电压 1.2电力系统的额定电压 1.3 电力系统中性点的接地方式 电气工程系 供电教研室 （2）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。 a)一台主变 b)两台主变 （3）拥有高压配电所的一次变压供配电系统 2．二次变压的工厂供电系统 本节主要内容： 额定电压（定义、分类、选取）； 电能质量(标准、提高措施)。 1.2 电力系统的额定电压 一、额定电压 电气设备的额定电压是按长期正常工作时具有 最大经济效果所规定的电压。为使电气设备实现标 准化和系列化生产，国家规定了标准电压系列如下 表所示。 电力网的额定标准电压(KV)： 0.22、0.38（低压） 3、6、10、35、60、110、220（高压） 330、500（超高压） 750、1000 （特高压） 825 750 750 550 500 500 363 330 330 242 220 220 121 110 110 66 60 60 38.5 35 35 10.5及11 10.5 10 10.5 10 6.3及6.6 6.3 6 6.3 6 3.15及3.3 3.15 3 3.15 3 0.40 0.40 0.38 0.40 0.23 0.23 0.22 0.23 接发电机 接电力网 副边绕组 原边绕组 变压器额定电压 发电机额定电压 用电设备额定电压与电力网额定电压 1.额定电压的分类 （1）第一类额定电压（低于100V ） 大多数都用在安全照明、蓄电池及用电设备的操作电源。 （2）第二类额定电压（ 100～1000V之间 ） 大多数都用在日常生活、低压电器设备。 （3）第三类标称电压（1000V以上） 2.标称电压的确定方法 （1）用电设备和电力网的标称电压 （2）发电机标称电压 我国用电设备的标称电压与电力网的额定电压是相 等的。 2）不可直配发电机（＞100MW） 13.8、15.75、18、20kV等四种。 1）可直配发电机（≯100MW） ＵG.N＝1.05ＵW.N （0.4、6.3、10.5）。 （2）变压器额定电压 1）一次绕组相当于用户 ①不与发电机直接相连（降压变） 2）二次绕组相当于电源 ②与发电机直接相连（升压变、厂变） ＵT1.N＝ＵG.N＝1.05ＵW.N ＵT1.N＝ＵW.N 若二次侧供电线路不长，直接供电给高低压用 电设备时，仅考虑补偿变压器满负荷运行时绕组内 部5％的电压降。 变压器二次侧供电线路较长，如为较大的高压电 网时，其二次绕组额定电压应比相联电网额定电压 高10％，其中5％是用于补偿变压器满负荷运行时 绕组内部的约5％的电压降，另外5％用以补偿线）原则 电能损耗（重要）； （2）额定电压的确定 负荷的功率因素； 导线截面的大小； 是否有大型用电设备等； 电价制度。 高压：10KV、6KV、3KV； 低压：0.4KV。 二、电能质量 衡量标准主要有：电压和频率。 1.基础要求 （1）安全； （2）可靠； （3）优质； （4）经济。 2.电压质量 衡量标准主要有： 电压降落； 电压损耗； 电压偏差； 电压波动与畸变（谐波）。 （1）电压降落 电网中任意两点电压的相量差称为电压降落。 （2）电压损耗 电网中任意两点电压的代数差称为电压损耗。 （3）电压偏差 指用电设备端电压U与用电设备标称电压UN 之差对标称电压UN的百分数。 （4）电压波动于畸变 35kv及以上±5%UN； 10kv及以下±7%UN； 低压照明及农业用电(+5%~ -10%)Ue。 电压偏差的正常允许范围： 电压在某一段时间内急剧变化而偏离额定电压的 现象，称为电压波动。 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。 （1）大容量（3000MW以上 ）系统允许频率偏差±0.2 HZ； （2）中小容量（3000MW以上 ）系统允许频率偏差±0.5 HZ。 （3）电力系统非正常情况下，供电频率允许偏差± 1.0HZ。 3.频率质量 我国规定的电力系统的额定频率为50HZ。 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。 4.改善电能质量的措施 本节主要内容： 大接地电流系统； 小接地电流系统。 1.3 电力系统中性点的接地方式 供电教研室 《工厂供电》 总课时：42学时 主讲教师：齐山成 联系方式办公地点：实4#302室 《工厂供电》 总课时：42学时 《工厂供电》是高职高专院校电类专业，最重要的包含电气自动化、电机与电器、计算机控制技术等专业的一门主干课程。本课程的主要任务是使学生掌握中、小型用电企业电力负荷计算、短路电流计算的基本理论，具备工厂变配电所电气设备选择、安装、调试、运行维护的职业技能与创造新兴事物的能力，为毕业生今后走上工作岗位，从事相关工作奠定坚实的基础。 《工厂供电》 总课时：42学时 参考教材： 《工厂供电技术》 关小虎 2006.5 《工厂供电》 第2版 黄纯华 2001.6 《工厂供电》 李友文 2001.8 《工厂供电》 苏文成 2001.3 《工厂供电》 姚锡禄主编 2004.7 《工厂供电》 第4版 刘介才 2004.8 供配电系统概述 电力系统的额定电压 电力系统中性点的接地方式 1 2 3 本节主要内容： 电能的生产与特点； 电力系统的构成； 即指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。 一、电能的生产与优越性 1.电能是通过一次能源（煤、风、水、原子能等） 转化而来的二次能源。 2.优越性： 生产方便； 易于转化成其它的能量（如将电能转化成机械能、光能、热能、化学能等）。 分配简单经济； 便于控制、调节和测量； 二、电力系统的基本知识 可以创造出比自身成本高出许多倍的生产价值。 由发电厂、变电所、电力网和电能用户组成的一 个发电、输电、变电、配电和用电的整体称为电 力系统。 1.发电厂 （1）火力发电厂 是将一次能源转化为二次能源的工厂，又称发电站。 种类：水力、火力、核能、风力、地热及太阳能发 电厂。 以煤炭、石油、天然气等为燃料，利用燃料的化学能来产生热能，再利用汽轮机等热力机械将热能转化为机械能，发电机将其转化为电能。 火电厂又分为凝汽式电厂和热电厂两种类型。 凝汽式火电厂：只生产电能，热效率低，仅为30 % ~ 40%。 热电厂 :既生产电能又生产热能。热电厂的热效率高 达60 % ~ 70%。 火电厂外景 热电厂外景 （2）水力发电厂 水电厂是将水的位能和动能转换成电能的场所，也称水电站。 堤坝式:一般河流水位的落差沿河流是分散的，为 提高落差就需要在河流的上游修建拦河坝， 将水积蓄、提高水头，进行发电。 通常这类水电站又细分为坝后式和河床式两种。 水电站的类型可大致分为： 坝后式水电站:发电机厂房建在坝后，全部水头的压力 由坝体承受，水库的水由压力水管引入 厂房，推动水轮发电机发电。 坝后式水电站示意图 河床式水电站示意图 河床式水电站:发电机厂房和挡水堤连成一体，厂房 也起挡水作用。由于厂房修建在河床 中，故称河床式。 引水式水电站示意图 引水式水电站: 建在山区水流湍急的河道上或河床坡 度较陡的地段，由引水渠道提供水头， 一般不需要修建堤坝，或只修低堰，适 用于水头比较高的情况。 图1-5 抽水蓄能电站示意图 （3）抽水蓄能电站 抽水蓄能电站是一种特殊形式的水电站，具有水轮机-发电机和电动机-水泵两种可逆的工作方式 。 核电厂发电的原理与火电厂相似，都要有一个热源，将水加热成蒸汽，进而推动汽轮机旋转并带动发电机转动而发出电能。不同的是核电厂所用的热源不是煤或石油，它的热源是原子核的裂变能。 （4）核电厂 核电是一种安全清洁的能源，利用它可以大幅度地节约煤和减少污染。一个1000MW的火电厂一天燃烧的煤是9600t，而相应1000MW的核电厂，一天只要3.3kg的U235，同样容量的电厂其用燃料量竟相差300万倍。 利用铀(或钚）在反应堆核裂变 热能→（汽轮机）机械能→ 电能 1.1 供配电系统简介 太阳能发电——光伏发电 风力发电厂 地热发电厂 潮汐发电示意图 2.变配电所的基本类型 变配电所起着变换和分配电能的作用。 从发电厂送出的电能一般经过升压远距离输送，再经过多次降压后才供给用户使用，所以电力系统中的变电所的数量多于发电厂，变压器的容量约是发电机容量的7~10倍。 变电所分为发电厂的变电所（升压变电所）和电力网的变电所（降压变电所），根据变电所在电力系统的地位与供电范围，可以将其分为以下几类。 1) 枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，汇集着电力系统中多个大电源和多回大容量的联络线，连接着电力系统的多个大电厂和大区域。 2) 电压等级一般为330 ~ 500 kV。 3) 枢纽变电所在系统中的地位很重要，若发生全所停电事故，将引起系统解列，甚至系统崩溃的灾难局面。 （1） 枢纽变电所 1) 中间变电所高压侧与枢纽变电所连接，以穿越功率为主，在系统中起交换功率的作用，或使高压长距离输电线个电源，这样的变电所主要起中间环节作用。 （2） 中间变电所 2) 电压等级多为220~330 kV，其中压侧一般是110~220 kV，供给所在的多个地区用电并接入一些中小型电厂。 3) 当全所停电时，将引起区域电网解列，影响面也比较大。 （3） 地区变电所 1) 地区变电所主要任务是给地区的用户供电，它是一个地区或城市的主要变电所。 2) 电压等级一般为110~220 kV。 3) 若发生全所停电事故，只造成本地区或城市停电。 1) 终端变电所位于输电线路的末端，靠近负荷点。 2) 高压侧电压多为110 kV或者更低（如35 kV），经过变压器降压为6~10 kV电压后直接向用户送电。 3) 若发生全所停电事故，只是所供电的用户停电，影响面较小。 （4） 终端变电所 三、工厂供配电系统 供配电系统由总降压变电所（高压配电所）、高压配电线路、车间变电所、低压配电线．一次变压的工厂供电系统 （1）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不是满足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。 供电教研室
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