工厂供配电技术电子教案第1章

工厂供配电技术
第一章 电力系统概述
技能点 • 额定电压的国家标准； • 电能的质量指标。 重点和难点 • 电力变压器额定电压的确定； • 电力负荷的分级。
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第一章 电力系统概述
•1.1 电力系统的组成 电力系统——由发电厂、电力网及 电能用户组成的系统，称为电力系 统。 主要环节包括：电能的生产、输送、 变换和分配 。
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第一章 电力系统概述
• 由于国际原油价格上涨，风能发电日益受到各 国重视，同时也给风力发电设备公司带来了巨 大商机。据德国环境部的数据，目前全球前10 大风力发电设备公司所生产的设备已占到全球 市场的93.2%。从新装机容量来看，丹麦维斯 塔斯公司、西班牙Gamesa公司、德国 Enercon公司、美国通用电气公司和德国西门 子公司位列前5名，占全球市场的81.5%。
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本课程教学计划 本课程简介
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第1章 第2章 第3章 第4章 第5章 第6章 第7章 电力系统概述 工厂的电力负荷 工厂变配电所电气设备 工厂电力线络 短路和供配电系统的保护 工厂供配电系统二次接线 安全用电和节约用电
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供配电技术 (Engineering of power and distribution)就 是研究电力的供应和分配问题。
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第一章 电力系统概述
图1-3 电力变压器的额定电压
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第一章 电力系统概述
• （2）电力变压器二次绕组的额定电压。变 分两种情况：
• ① 变压器二次侧供电线路较长时，如图13中的T1，其二次绕组额定电压应比相连电 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约5%的电压损耗。
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第一章 电力系统概述
• 1.2.3．工厂配电线路
• 工业企业高压配电线路主要作为厂区内输 送、分配电能之用。 • 高压配电线路尽可能采用架空线路，因为 架空线路建设投资少且便于检修维护。但 在工业企业厂区内，由于对建筑物距离的 要求，及管线交叉、腐蚀性气体等因素的 限制，不便于敷设架空线路时，可以敷设 地下电缆线路。
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第一章 电力系统概述
• 1.3
电能的质量指标
• 1.3.1．额定电压的国家标准 • 1、电网（线路）的额定电压。电网的 额定电压等级是国家根据国民经济发 展的需要和电力工业的水平，经全面 经济分析后确定的。它是确定各类电 力设备额定电压的基本依据。
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第一章 电力系统概述
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第一章 电力系统概述
• 在工业集中的地区，一般都建立地区 降压变电所，将110~220千伏电压降 为35~60千伏电压（如附近有工业企 业，亦可将部分电能降为3~10千伏电 压对工业企业供电），然后再将电能 送到工业企业内的总降压变电所。
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第一章 电力系统概述
• 其能量转换过程是：燃料的化学能 →热能→机械能→电能。
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第一章 电力系统概述
• 火力发电厂欣赏
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第一章 电力系统概述
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第一章 电力系统概述
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第一章 电力系统概述
•核能发电厂，通常称为核电站，曾称原 子能发电厂。它主要是利用原子核的裂 变能来生产电能。其生产过程与火电厂 基本相同，只是用核反应堆（俗称原子 锅炉）代替了燃煤锅炉，用少量的核燃 料代替了大量的煤炭。其能量转换过程 是：核裂变能→热能→机械能→电能。
• 1kv及其以下的低电压网； • 3kv至330kv的为高电压网； • 330kv至1000kv的为超高压网等等。
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第一章 电力系统概述
• 1.1.4．电力系统的运行方式 • 从发电厂发出的电能，除了供给附近 用户（工业企业）直配用电之外，一 般都是经过升压变电所将发电机发出 的低压电能升高为高压电能，采用高 电压进行电力传输。当输电线路的电 压愈高，则输送距离愈远、输送的功 率愈大。
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第一章 电力系统概述
• 这是因为变压器二次绕组的额定电压 是指变压器一次绕组加上额定电压时， 二次绕组开路的电压，带负载运行时 其内部必有电压损耗；此外变压器满 负荷运行时输出的二次电压还要高于 所连电网额定电压5%，以补偿线路上 的电压降。
•风力发电厂利用风力的动能来生产电能。
它建在有丰富风力资源的地方。
•地热发电厂利用地球内部蕴藏的大量地
热能来生产电能。它建在有足够地热资 源的地方。
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第一章 电力系统概述
内蒙古打造辉腾锡勒大型风电基地
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第一章 电力系统概述
• 与2004年低谷期相比，现在的风能 产业正高歌猛进。据欧洲风能协会提 供的最新统计数据，2005年全球新 增风力发电能力1.18万兆瓦，比2004 年增长43.4%，新增风力发电设备总 价值超过120亿欧元。
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第一章 电力系统概述
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第一章 电力系统概述
•对于不承担变换电压，而只用来接 受和分配电能的场所，称为配电所。
•用来将交流电能转换为直流电，或 相反的变电场所，称为变流所。
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第一章 电力系统概述
• 1.1.3．电力网
• 电力网是由各种不同电压等级的输电线路和变 电所组成，是连接发电厂和用户的中间环节， 起到输送、变换和分配电能的作用。 • 按照电力网的供电范围和电压等级的高低可分 为：
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第一章 电力系统概述
汕头南澳风能发电厂
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第一章 电力系统概述
• 风力发电一览 • 核能发电一览
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第一章 电力系统概述
•1.1.2．变配电所 •变电所是接受电能、变换电压和分配电 能的中间环节。按其用途分为：升压和 降压变电所、枢纽变电所（大容量、处 于联系各部分的重要位置）、中间变电 所（可以转送或引出一部分负荷）和终 端变电所。按其供电范围分为：区域变 电所和地区变电所。
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第一章 电力系统概述
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第一章 电力系统概述
• 火力发电厂，简称火电厂或火电站， 它利用燃料的化学能来生产电能， 我国的火电厂以燃煤为主。 • 现代火电厂将煤块粉碎成煤粉燃烧。 煤粉在锅炉的炉膛内充分燃烧，将 锅炉内的水烧成高温高压的蒸汽， 推动汽轮机转动，使与汽轮机联轴 的发电机旋转发电。
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第一章 电力系统概述
•西柏坡首个“红色电厂”：60年
后沕沕水水电站仍在发电。 60年前，设 计人员仅凭一本日文版技术书籍，自行 设计了水轮机，靠着军民肩挑背扛，在 极其艰苦的条件下，只用了7个月就将水 电站建成。朱德同志亲自为水电站剪彩 并按下电钮启动了我党首个发电站。60 年后的今天，这个水电站仍旧在继续发 电，为国家建设贡献着自己的力量。
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第一章 电力系统概述
• 水力发电厂，简称水电厂或水 电站，它利用水流的位能来生
产电能，其能量转换过程是： 水流位能→机械能→电能。
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第一章 电力系统概述
• 在河流的上游建筑一个很高的堤坝，
形成水库，提高上游水位，使堤坝的 上下游间形成尽可能大的落差，电厂
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图1-2 用电设备和发电机的额定电压
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第一章 电力系统概述
• 4、电力变压器的额定变压。 • （1）电力变压器一次绕组的额定电压。分两 种情况： • ① 当变压器直接与发电机相连时，如图1-3中 的变压器T1，其一次绕组额定电压应与发电 机额定电压相同，即高于同级电网额定电压 5%。 • ② 当变压器不与发电机相连，而是连接在线 路上时，如图1-3中的T2，则可看作是线路的 用电设备，因此其一次绕组额定电压应与电 网的额定电压相同。
• 一般大、中型工企业均设有总降压变 电所，把35～110千伏电压降为6～10 千伏电压，向车间变电所或高压电动 机和其他高压用电设备供电，总降压 变电所通常设有1～2台降压变压器。 而小型工业企业设有一个简易变电所， 由电力网以6～10千伏电压供电。
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• 1.2.2．车间变电所
• 2、用电设备的额定电压。线路运行 时要产生电压降，即电压损耗，所 以线路上各点的电压都略有不同， 如图1-2中的虚线所示。成批生产的 用电设备，只能按线路的额定电压 来制造，而不用考虑线路上的电压 损耗。因此用电设备的额定电压规 定与同级电网的额定电压相同。
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• 3、发电机的额定电压。由于电力 线路允许的电压偏差一般为±5%， 即整个线路允许有10%的电压损耗 值，线路首端（电源端）的电压可 较线路额定电压高5%，而线路末端 则可较线路额定电压低5%，如图 1.2所示。所以发电机额定电压规 定高于同级电网额定电压5%。
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•
第一章 电力系统概述
2006年，全球风力发电装机总量已达到 5.93万兆瓦，比2004年增加25%。到目前为止， 风力发电装机容量最大的国家是德国，为 1.84万兆瓦。其后依次是西班牙、美国、印 度和丹麦等国。2005年，新装机容量最多的 国家是美国，为2431兆瓦。从整体来看，欧 洲在全球风力发电方面遥遥领先，占全球的 69%。
就建在堤坝的后面。这类水电厂，称
为坝后式水电厂。我国一些大型水电
厂包括三峡水电厂都属于这种类型。
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• 另一种提高水位的办法，就是在具有 相当坡度的弯曲河段上游，筑一堤坝， 拦住河水，然后利用沟渠或隧道，将 上游水流直接引至建在河段末端的水 电厂。这类水电厂，称为混合式水电 厂。
• 车间变电所一般设置1～2台变压器 （最多不超过三台），其单台容量 一般为1000千伏安及以下（最大不 超过1800千伏安），将6～10千伏 电压降为380/220伏电压，对低压 用电设备供电。
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第一章 电力系统概述
• 变电所中的主要电气设备是降压变压 器和受、配电设备及装置。用来接受 和分配电能的电气装置称为配电装置， 其中包括开关设备、母线、保护电器、 测量仪表及其他电气设备等。对于10 千伏及以下系统，为了安装和维护方 便，现在均将受、配电设备及装置由 制造厂组装为成套的开关柜。
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第一章 电力系统概述
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第一章 电力系统概述
• 1.1.1．发电厂 • 发电厂又称发电站，是将自然界蕴藏 的各种一次能源转换为电能（二次能 源）的工厂。 • 发电厂按其所利用的能源不同，分为 水力发电厂、火力发电厂、核能发电 厂以及风力发电厂、地热发电厂、太 阳能发电厂等类型。
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第一章 电力系统概述
要求 • 了解电力系统的组成、电能的质量指标及 电力负荷的等级。 知识点 • 了解电力系统的组成及运行方式； • 了解工厂供配电系统； • 了解额定电压的国家标准； • 掌握电压、频率、可靠性的技术标准； • 了解工厂供配电系统的组成。
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第一章 电力系统概述
• 在户外敷设的低压配电线路尽可能采用架 空线路。 • 在车间内部则应根据具体情况而定，采用 明敷配电线路或采用暗敷电线路。 • 在车间厂房内，由动力配电箱到电动机的 配电线路一般采用绝缘导线穿管敷设。 • 在工厂内，照明线路与电力线路一般是分 开的；但是，可采用380/220伏三相四线制， 尽量由一台变压器供电，对事故照明来说， 必须有可靠的独立电源来供电。
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第一章 电力系统概述
•太阳能发电厂就是利用太阳光能或 太阳热能来生产电能。利用太阳能 发电，是通过光电转换元件如光电 池等直接将太阳光能转换为电能， 这已广泛应用于人造地球卫星和航 天器上。
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•1.2
工厂供配电系统
•工业企业为了接受从电力系统送来的电 能，经过降压再将电能分配到各用电车 间和工段去，就需要有一个工业企业内 部的供电系统。 •工业企业内部供电系统由高压及低压配 电线路、变电所（包括供电所）和用电 设备所组成，
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第一章 电力系统概述
• 1.2.1．工厂降压变电所