(完整版)供配电技术电子教案

贵州电子信息职业技术学院电子工程系教案

第一章工厂供电概论

本章主要内容：工厂供电的基本知识

供电系统、发电厂、电力系统及自备电源

电压、电能质量

中性点运行方式

低压配电系统的接地型式

第一节工厂供电的意义、要求及课程任务

一、意义

1、工厂供电(plant power supply)：

是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。

2、重要性

工业生产实现电气化以后可以增加产量、提高产品质量和劳动生产率，供电突然中断，则对工业生产可能造成严重的后果，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。二、基本要求

安全、可靠、优质、经济

三、本课程的主要任务

讲述中小型工厂电能供应和分配、电气照明问题，使学生具有对中小型工厂的供电系统及电气照明进行操作、维护、设计、计算的能力。

第二节工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源

一、工厂供电系统概况

1、中型工厂供电系统简图：一根线表示三相线路

2、中型工厂供电系统的平面布线示意图

3、大型工厂总降压变电所

4、高压深入负荷中心的供电系统

5、只设一个降压变电所的供电系统

二、发电厂和电力系统

1、发电厂（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。有：水力发电厂、火力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂。

水力发电厂,简称水电厂或水电站。其能量转换过程是：水流位能→机械能→电能。

火力发电厂简称火电厂或火电站。其能量转换过程是：燃料的化学能→热能→机械能→电能。

核能发电厂通常称核电站。其能量转换过程是：核裂变能→热能→机械能→电能。

风力发电厂利用风力的动能来产生电能。

地热发电厂利用地球内部蕴藏的大量地热能来生产电能。

太阳能发电厂就是利用太阳光能或太阳热能来生产电能。利用太阳光能发电,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,这己广泛应用于人造地球卫星和宇航装置上。利用太阳光能发电,可分直接转换和间接转换(光→热→水蒸汽→电)。

1 .优点：

(1)数量巨大：每年到达地球表面的太阳辐射能约为130万亿吨标准煤,即约为目前全世界所消费的各种能量总和的1×104倍。

(2)时间长久：太阳能的根源是在太阳内部的高温(2×107K)和高压(3×1016pα)条件下进行的由四个氢原子核聚变成一个氦原子核的热核反应。太阳系己存在大约50亿年左右,尚可继续维持1011年之久。

(3)普照大地：太阳辐射能“送货上门”，既不需要开采,也不需要运输,更不可能进行垄断,无“专利”可言。

(4)清洁安全：它不仅毫无污染,远比常规能源清洁；也亳无危险,远比原子核能安全。

2. 缺点：

(1)分散性：到达地球表面的太阳辐射能的总量尽管很大，但是能流密度却很低。平均说来，北回归线附近夏季晴天中的太阳辐照度最大，约为1.1～1.2kw·m－2,即投射到地球表面1 m2面积上的太阳能功率仅为1kw左右；冬季大致只有一半,而阴天则往往只有1/5左右。

(2)间断性和不稳定性：由于受到昼夜、季节、地理纬度和海拨高度的限制以及晴阴云雨等随机因素的影响,太阳辐射既是间断的又是不稳定的。必须很好地解决贮能问题,即把晴朗白天的太阳辐射能尽量贮存起来以供夜间或阴雨天使用,但目前不易做到。故此,太阳能发电厂应建在常年日照时间长的地方。

(3)效率低和成本高：利用太阳能虽然在理论上是可行的,技术上也是成熟的,但是效率普遍较低,成本普遍较高。一座1000MW的太阳能热电站需要投资20～25亿美元,平均1KW的投资为2000～2500美元,比普通火电站贵5～10倍。因此,目前只能小规模地应用于特殊的场合,而大规模利用在经济上很不合算。

2、电力系统(power system)：

由各级电压的电力线路将一些发电厂、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，称为电力系统。

电网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电网。

第三节电力系统的电压与电能质量

一、电压和频率的质量参数。

规定：频率偏差正负0.2Hz

电压偏差正负5%

1.电压偏差

电压偏差又称电压偏移。指给定瞬间设备的端电压U 与设备额定电压U N 之差。

%100%⨯-=∆N N U U U U

2.允许的电压偏差

(1)国家标准GB12325－90《供电电压允许偏差》规定：

35kV 及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10％。 10kV 及以下三相供电电压允许偏差为±7％

220V 单相供电电压允许偏差为＋7％，－10％。

(2)国家标准GB50052－95《供配电系统设计规范》规定：正常运行情况下,用电设备端子处电压偏差的允许值。

电动机为±5％

照明：一般场所为±5％；道路照明可为＋5％、－10％。

其它用电设备,无特殊规定时为±5％。

二、三相交流电网和电力设备的额定电压

1、电网（线路）的额定电压

国家根据国民经济发展需要和电力工业水平确定的。

2、用电设备的额定电压

规定与同级电网的额定电压相同。

3、发电机的额定电压

规定高于同级电网电压5%

4、电力变压器的额定电压

(1)一次绕组的额定电压 (简图)

a .当变压器直接与发电机相联时, 其一次绕组额定电压U N1应与发电机额定电压相同,即高于同级电网额定电压5％ 。

b . 当变压器直接连接在线路上时,其一次绕组额定电压U N1应与电网额定电压相同。

(2)二次绕组的额定电压 (简图)