工厂供电与电气控制技术第一章概论

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– 主要分成：
220V,380V,3kV,6kV,10kV,35kV,110kV,220kV,500kV,750KV,1000KV
– 在电力系统中同一电压等级下，不同的电气设备具有不同的额定电 压规定。用电设备、电力线路、发电机以及变压器的额定电压规定 分别予以介绍。
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是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。
2013年底，我国发电机装机容量12.47亿千瓦，发电量达52451亿 度（kWh）。工业用户占据50%-70%，供配电系统的任务就是用 户电能的供应和分配，是电力系统的主要组成部分；对于工厂供配 电系统进行研究和设计很有必要。
二、基本要求：
安全、可靠、优质、经济。
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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： 电源系统+变配电系统
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图1-1 工厂供电系统简图
1、电源系统——外部供电系统；
电源进线
大中型工厂：35KV~110KV 架空线路 小型工厂：6KV~10KV 电缆进线
2．变配电系统——内部变配电系统
UUmaxUmin
U%Uma xUmin10% 0
UN
式中，U 为电压波动；U%为电压波动百分数； Umax,Umin为电压波动的最大值和最小值（kV）；
U N 为额定电压（kV）。
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3、波形
波形的质量是以正弦电压波形畸变率来衡量的。 在理想情况下，电压波形为正弦波，但电力系统中有大量非线性负荷， 使电压波形发生畸变，除基波外，还有各项谐波，电力系统中主要以3 次、5次等奇次谐波为主。
一次绕组：规定变压器接受功率的一侧，相当于用电设备 二次绕组：规定变压器输出功率的一侧，相当于电源设备
• 变压器一次绕组
– 与发电机直接相连时，其额定电压与发电机额定电压相等； – 不与发电机直接相连时，其额定电压与网络额定电压相等；
• 变压器二次绕组
– 与用户直接相连时，其额定电压比网络电压高 5%； – 与用户不直接相连时，额定电压比网络电压高 10%；
种类：水力、火力、核能、风力、地热及太阳能发电厂。 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。
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送电过程：发电机→升压→高压输电线路→降压→配电
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三、工厂自备电源
二、频率
频率的质量是以频率偏差来衡量。
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三、电力设备的额定电压
额定电压 ：电气设备正常工作且能获得最佳技术性能和经济效果的 电压。通常是指线电压，在电气设备铭牌上标出。
1、额定电压规定
电力系统电压是有等级的。 电压分级的原因分析：
由于 S 3UI ，当输送功率S 一定时，U越高，I 越小，导线等 载流部分的截面积越小，投资也就越小； 但电压U越高，对于设备绝缘要求也就越高，变压器、杆塔、断 路器等设备的绝缘投资也就越大， 综合考虑上述因素，对于一定的输送功率和输送距离总会有一最 为合理的线路电压，此时最为经济。
工厂供电与电气控制技术
总学时：48学时
工厂供电 32学时
电气控制技术 16学时
参考教材：
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1、供配电技术 唐志平 主编
电子工业出版社
2、工厂供电（第二版） 黄纯华 葛少云 编
天津大学出版社
第一节 工厂供电的意义、要求及课程任务
一、工厂供电(plant 1-1 工厂供电系统简图
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图1-2 中型工厂供电系统简图
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图1-3 高压深入负荷中心的工厂供电系统简图
a)一台主变
b)两台主变
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二、发电厂和电力系统
1、发电厂（发电站）：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。
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图1-1 工厂供电系统简图
车间变电所
将6KV~10KV电压等级电能降至380/220V电压，并通过低压配 电盘送至各个用电设备。
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图1-1 工厂供电系统简图
高压配电线路（6KV~10KV） 低压配电线路（380/220V）
注意：上述为一般工厂供配电系统的组成，现实中，按照现场 的实际进行增减设备和环节。
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2 、电力系统电压等级规定总结
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第四节 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
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总降压变电所——接受、变压、分配；
由降压变压器、高压配电装置、低压配电装置等组成。负责将 35KV~110KV电压等级降至6KV~10KV，并由配电装置将电能 送出。
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图1-1 工厂供电系统简图
高压配电所——接受、分配电能；
为减少电能损失，在负荷中心，对6KV~10KV电压等级的电能 进行重新分配，送至个车间变电所或者高压用电设备，即厂内 电能中转站。
➢ 用电设备额定电压：
铭牌上标出的线电压，没有特殊规定；
➢ 电力线路的额定电压：
和所连接的用电设备的额定电压相等，又称网络的额定电压；
➢ 发电机的额定电压：
与网络额定电压为同一等级时，发电机的额定电压规定比网络电压高 5%；标称值均为空载值；
➢ 变压器额定电压：
比较复杂，需视所处位置来确定。
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电压质量是以电压偏离额定电压的幅度（电压偏差）、电压波动、 电压波形来衡量。
1、电压偏差
电压偏差是以电压偏离额定电压的幅度，一般以百分数表示，即：
U%UUN100% UN
式中：ΔU%为电压偏差百分数，
U为实际电压，UN为额定电压。
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2、 电压波动
电压波动是指电压的急剧变化。 电压波动程度以电压最大值与最小值之差或其百分数表示，即：
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。 1、柴油发电机组自备电源：操作简便、起动迅速、效率较高。 2、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。
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第三节 电力系统的电压与电能质量
衡量电能质量的两个基本参数：电压、频率 一、电压