工厂供电概述

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第3节 电力系统的电压与电能质量
一、概述 电力系统中的所有设备，都是在一定的电压和频
率下工作的。 *电压和频率是衡量电能质量的两个基本参数。
一般交流电力设备的额定频率为50Hz，工频的 额定偏差一般不得超过0.5Hz。频率的调整主 要依靠发电厂来调节发电机的转速。 *对于工厂供电系统来说，提高电能质量主要是 提高电压的质量。 *电压偏差是指电气设备的端电压与额定电压之 差，通常以额定电压的百分值来表示。 *电压波动是指电网电压有效值的快速变动。
电网经营企业审批。
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（二）工厂高压配电电压的选择
采用的高压配电电压通常为10KV。如果工厂拥 有相当数量的6KV用电设备，则可考虑采用 6KV 作为工厂的高压配电电压。
如果当地电网供电电压为35KV，而厂区环境条 件又允许采用35KV架空线路和较经济的 35KV 电气设备时，则可考虑采用35KV作为 高压配电电压深入负荷中心的直配方式。
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之四： 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
在三相交流电力系统中，作为供电电源的
发电机和变压器的中性点有三种运行方
式：
中性点直接接地——
大电流接地系统
中性点不接地
中性点经消弧线圈接地
小电流接地系统
0Leabharlann Baidu.07.2020
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电源中性点必须采取
经消弧线圈接地的运行方式。
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• 消弧线圈对电容电流的补偿有 三种方式：
• （1）全补偿；
• （2）欠补偿；
• （3）过补偿。
在电力系统中一般不采用完全 补偿的方式，而采用过补偿运 行方式
Why?
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（三）中性点直接接地或低阻接地的电力系统
• 正常运行：三相电压、电流对称 • 单相接地：另外两相对地电压不变，单相接地后即通过
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• 电力系统：由各级电压的电力线路将发电 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。
• 电网：电力系统中各级电压的电力线路及 其联系的变电所，称为电力网或电网。电 网以电压等级来区分，例如l0kV电网。
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当变压器供电距离较 短时，可以不考虑线 路上的电压损失，只 需要补偿满载时变压 器绕组上的电压损失 即可。
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(五) 电压高低的划分
• 电力系统电压高低的划分,因着眼点不同而有不 同的划分方法.
1.根据《电业安全工作规程》规定： 低压——指设备对地电压在250V及以下者； 高压——指设备对地电压在250V以上者。 以上划分是从人身安全方面着眼的。
G
T1
～
L1
L2 110kV
T2 L3
6kV M
10kV
图1.2.1 例1.2.1图
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2.变压器二次侧额定电压
分两种情况：① 变压器二次侧供电线路较长， 高于供电线路额定电压10%。 ② 变压器二次侧供电线路较短，或低压线路 时，高于供电电网额定电压5%。
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二、三相交流电网和电力设备的额定电压
• （一）电网（线路）的额定电压
分 电网和用电设备
类
额定电压／kV
低
0.38
压
0.66
3
6
10
高
发电机 额定电压／kV O.40 O.69 3.15 6.3 10.5 13.8,15.75,18， 20,22,24,26
电力变压器额定电／kV 一次绕组 0.38 0.66 3,3.15 6,6.3 10,10.5 13.8,15.75,18， 20,22,24,26
定电压UN 之差对额定电压UN 的百分比，即：
U%UUN10% 0 UN
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（二）电压调整的措施
为了满足用电设备对电压偏差的要求，供电 系统必须采取相应的电压调整措施: 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。
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和分配电能。
二、发电厂和电力系统简介
• 由于电能的生产、输送、分配和使用是 同步实现的，因此需要对发电厂有些了 解。
• 发电厂——又称发电站，是将自然界的 各种一次能源转换为电能的工厂。
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（一）发电厂
火力发电厂
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水力发电厂
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（三）发电机的额定电压
• 发电机的额定电压一般比同级电网的额定电压高出 5%，用于补偿线路上的电压损失。
• (四)电力变压器的额定电压 1.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，高 于电变 直网压 接额器 相定连T1电，的所压②一以5次%当其绕变一组压次与器绕发组直电的机接与线路相连时，与供 电线额路定电电压压相取发同电。机的额定电压
项目四： 二次系统
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各种电气设备及设备安装 变配电所所址的选择 变配电所的主接线图
电力线路包括：架空线路、 电缆线路、车间线路
过电流保护 二次仪表及控制、信号回路
二次接线和接线图
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项目五： 安全
电流对人体的作用 触电急救
过电压与防雷 电气装置的接地
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一根线表示三相线路
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2、中型工厂供电系统的平面布线示意图
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3、大型工厂总降压变电所
电源进线35KV及以 上,经过两次降压， 也就是经总降压变 电所，将35kV及 以上电压降为6～ 10KV的电压，然 后车间变电所降为 一般低压用电设备 所需的电压。
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项目一： 概论
知识点： 了解工厂供电系统的组成， 掌握工厂供电的基本要求， 掌握电力系统中性点的运行方式及 高低压配电系统的接地型式。
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之一： 工厂供电的意义、要求及课程任务
工厂供电
电能的供应 电能的分配
电能的重要性
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生产自动化后增加产量
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提高产品的质量 减轻劳动强度
(一)工厂供电电压的选择 主要取决于当地电网的供电电压等级，同
时要考虑工厂用电设备的电压、容量和 供电距离等因素。
在同一输输送功率和输送距离条件下，供 电电压越高，线路电流越小，使线路导 线或电缆截面越小，可减少线路的初投 资和有色金属消耗量。
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低压 ：
单相 220V
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停电！
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对工厂供电的基本要求
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安全 可靠 优质 经济
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第2节 工厂供电系统及发电厂、电力系统与 工厂的自备用电源
一、工厂供电系统概况
• 中小型工厂的电源进 线
• 电压是6~10kV。电 能先从高压配电所集 中，再由高压配电线 路将电能分送到各车 间变电所或由高压配 电线路直接供给高压 用电设备。
三相 380V
高压：
有10KV、35（66）KV、110KV、220KV。
除发电厂直配电压可采用3KV或6KV外，其他
等级的电压应逐步过渡到上述额定电压。如果
用户需要的电压等级不在上列范围时，应自行
采用变压措施解决。
用户需要的电压等级在110KV及以上时，其受
电装置应作为终端变电所设计，其方案需经省
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核电站
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风力发电
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（二）电力系统
将一次能源转换成二次能源系统
电
电
电
能
能
能
转
传
分
换
输
配
发电
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变电
输电
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变配电
电 能 利 用
用电
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• 送电过程：发电机→升压→高压输电线路→降压→配电.
（一）中性点不接地方式
单相接地电流经验公式：
ICUN(lo3h530l5ca)b
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（二）中性点经消弧线圈接地
• 正常运行：三相 电压、电流对称
消弧线圈
单相接地：另两相对地电压升高为原来的根号3倍，
减小了接地电流。
在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，
二次绕组 0.40 0.69 3.15,3.3 6.3,6.6 10.5,11
35
35
38.5
压
66
66
72.5
110
110
121
220
220
242
330
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500
330
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500
363
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（二）用电设备的额定电压
• 用电设备的额定电压规定: • 与供电电网的额定电压相同。
2. 根据我国的一些设计、制造和安装规程通常是以 1000V为界限来划分电压高低压。
一般规定：
低压——指额定电压在1000V（或1200V）以下者 高压——指额定电压在1000V（或1200V）以上者。
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三、电压偏差与电压调整
（一）电压偏差的有关概念 电压偏差的含义： 电压偏差是指给定瞬间设备的端电压 U与设备额
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工厂供电
本课程是：电气自动化专业的主干专业课。 学习本课程的任务是:掌握中小型工厂变、配、供电 系统的基本理论知识及高压电气设备结构、原理和 性能，学习电气主接线、厂用电接线的形式、特点 和设计方法，学习二次继电保护动作电流、动作 时间的整定及线路过电流保护等知识。 使学生深入了解一次系统和二次系统的功能和作用， 具备供配电线路运行、维护的能力，为学习后续 专业课、强化职业技能、增强工作能力打下坚实 的基础。
工厂供电
刘介才 编
课件制作：供电课程组
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目录
第一章 概论 第二章 工厂电力负荷及其计算 第三章 短路电流及其计算 第四章 工厂变配电所及一次系统 第五章 工厂电力线路 第六章 工厂供电系统的过电流保护 第七章 供配电系统二次回路 第八章 防雷接地与电气安全
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四、电压波动
（一）电压波动的有关概念 1.电压波动与闪变 电压波动是指电网电压有效值(方均根值)的连续 快速变动，
2.电压波动的产生与危害 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。
危害：使得设备无法正常工作。
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六、工厂供配电电压的选择
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项目一： 基本知识
项目二： 供配电系统计算
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工厂供电的意义、要求及课程任务 发电厂及自备用电源 电力系统的电压与电能质量 电力系统中性点的运行方式及低压配电系统 接地型式
三相用电设备组计算负荷的确定
电路电流和短路容量的计算
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项目三： 一次主系统
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4、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 否满足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。
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突然中断供电
对工业生产将造成严重后果! 如:某些对供电可靠性要求很高的工厂, 即使是极短时间的停电,也会引起重大设备 损坏,或引起大量产品报废,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.
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突然中断 供电！
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5、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。
经过分析可知：配电所的任务是接受电能和分配电能，
不改变电压；而变电所的任务是接受电能、变换电压
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（三）工厂低压配电电压的选择
工厂的低压配电电压一般采用220/380V。 其中：线电压380V，接三相动力设备及额定 电压为380V的单相用电设备。 相电压220V接额定电压为220V的照明灯具和 其他单相用电设备。
某些特殊场合宜采用660V甚至1140V作为低压 配电电压。比如，矿井下，因负荷离变配电所 较远，线路损耗较大。
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三、工厂自备电源
• 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。
• (一)柴油发电机组自备电源：操作简便、起动迅速、 效率较高。
• (二)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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