工厂供电(完整)ppt课件

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2． 我国规定的额定电压频率为50 Hz，大容量系统允许的频 率偏差为±0.2 Hz，中、小容量系统允许的频率偏差为±0.5 Hz。 频率的调整主要由发电厂进行。工厂电力系统的频率指 标由电力系统给予保证。
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3． 供电的可靠性要求
保证供电系统的安全可靠性是电力系统运行的基本要求。 所谓供电的可靠性，是指确保用户能够随时得到供电。这就要 求供配电系统的每个环节都安全、可靠运行，不发生故障，以 保证连续不断地向用户提供电能。
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导体通过电流达到稳定温升的时间大约为(3～4)τ，τ 为发热时间常数。 截面在16 mm2及以上的导体，其τ≥10 min。
因此，载流导体大约经30 min后可达到稳定温升值，计算负荷
也就是半小时最大负荷。分别用P30、Q30、S30和I30表示有功计
算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流。
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图11.1.3 电力变压器的额定说明
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工厂供电 2. 电压分类及高低电压的划分
按国标规定， 额定电压分为三类： 第一类额定电压为100 V及以下，如12 V、24 V、36 V等， 主要用于安全照明、潮湿工地建筑内部的局部照明及小容量 负荷。 第二类额定电压为100 V以上、1000 V以下，如127 V、 220 V、380 V、600 V等，主要用作低压动力电源和照明电源。
二级负荷是指中断供电将在政治、经济上造成较大损失 的电力负荷， 如主要设备损坏、大量产品报废、 连续生产 过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。
二级负荷要求由双回路供电，供电变压器也应有两台(这 两台变压器不一定在同一变电所)，当其中有一条回路或一台 变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断 供电后能迅速恢复供电。
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工厂供电 2．
电力网由变电所和各种不同电压等级的线路组成，它的任 务是将发电厂生产的电能输送、变换和分配到电能用户。电力 网按电压高低和供电范围的大小又分为区域网和地方网。 区 域网供电范围大，且电压一般在220 kV以上； 地方网供电范 围小，最高电压一般不超过110 kV。
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3．
电网和用电设备
分类
电 压 /KV
发电机额定 电 压 /KV
电 力 变 压 器 额 定 电 压 /KV
一次绕组
二次绕组
低压
0.38
0.40
0.38
0.66
0.69
0.66
0.40 0.69
3
3.15
3 及 3.15
3.15 及 3.3
6
6.3
6 及 6.3
6.3 及 6.6
10
10.5
10 及 10.5
统一整体。 电力系统由发电厂、变电站、电力网和用户组成。 图11.1.2所示为电力系统及动力系统示意图。
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图11.1.2 电力系统及动力系统示意图
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1． 发电厂 发电厂是将一次能源转换为电能的工厂。根据一次能源的 来源不同，有火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂、 地 热发电厂、潮汐发电厂、风力发电厂以及太阳能发电厂等。
一级负荷要求由两个独立电源供电，当其中一个电源发
生故障时， 另一个电源应不致同时受到损坏。对一级负荷中
特别重要的负荷，除上述两个电源外， 还必须增设应急电源。
常用的应急电源有：独立于正常电源的发电机组、专门的供
电线路、 蓄电池、干电池等。
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2） 二级负荷(second order load)
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图11.1.1 电力系统示意图
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不同类型的工厂，其供电系统组成各不相同。
大型工厂及某些电源进线电压为35 kV及以上的中型工厂， 一般经过两次降压，也就是电源进厂以后，先经总降压变电 所，将35 kV及以上的电源电压降为6～10 kV的配电电压，然 后通过高压配电线路将电能送到各个车间变电所，也有的经 高压配电所再送到车间变电所，最后经配电变压器降为一般 低压用电设备所需的电压。
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工厂供电 11.1.5
1． 国家标准GB 12325—90《电能质量 供电电压允许偏差》规 定了不同电压等级的允许电压偏差： 35 kV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% 10 kV及以下三相供电电压允许偏差为±7% 220 V单相供电电压允许偏差为+7%、 -10%。
送距离条件下，配电电压越高，线路电流越小，线路所采用的
导线或电缆截面越小，因而采用10 kV配电电压可以减少线路
的初投资和金属消耗量，还可以减少线路的电能损耗和电压损
耗。从设备的选型及将来的发展来说，10 kV更优于6 kV。 对
于一些厂区面积大、负荷大且集中的大型厂矿，如厂区的环境
条件允许，可采用35～220 kV架空线直接深入工厂负荷中心配
计算负荷是分析和设计供电系统的基础，是选择供电系统 导线、变压器、开关电器等设备的依据。如计算负荷过大， 则将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费； 如计算负荷过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行， 增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁。因此， 正确确定计算负荷意义重大。
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11.1 工厂供电系统概述及电压选择 11.2 工厂电力负荷的计算 11.3 变电所位置及变压器台数和容量选择 11.4 变配电所高低压一次设备 11.5 工厂变配电所的主电路图 11.6 低压供配电线路的接线方式 11.7 工厂供电系统的防雷与接地 思考题与习题
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11.1 工厂供电系统概述及电压选择
用户是指将电能转换为所需要的其它形式能量的工厂或用 电设备。
随着电力系统的发展，各国建立的电力系统，其容量及范 围越来越大。建立大型电力系统可以经济合理地利用一次能源， 降低发电成本，减少电能损耗， 提高电能质量，实现电能的 灵活调节和调度， 大大提高供电可靠性。
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11.1.3
1.
根据受电设备和供电设备的额定电压，国标GB 156—93 《标准电压》规定了交流电力网和电力设备的额定电压等级。
10.5 及 11
—
13.8, 15.75,
13.8, 15.75,
—
18,20,22,24,26
18,20,22,24,26
高压
35
66
35
38.5
66
72.6
110
110
121
220
220
242
330
330
363
500
500
550
750
750
820
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工厂供电 2） 电力设备的额定电压
用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同。
11.1.1
工厂供电系统是指从电源线路进厂起到高低压用电设备进 线端止的整个电路系统，是由工厂变配电所、配电线路和用电 设备构成的整体，以实现工厂电能的接受、分配、变换、输送 和使用。工厂供电系统是电力系统的主要组成部分，也是电力 系统的主要用户。
图11.1.1所示为电力系统示意图，虚线框内即为工厂供电 系统。工厂供电系统中，变配电所担负着接收电能、变换电压 和分配电能的任务； 配电线路承担着输送和分配电能的任务； 用电设备指的是消耗电能的电动机、照明设备等。
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（2） 变压器的二次绕组额定电压也分两种情况：当变压 器二次侧供电线路较长时，如图11.1.3中的变压器T1，其额定 电压应高于同级电网额定电压的10％，5%用来补偿变压器二 次绕组的内阻抗压降，5%用来补偿线路上的电压损失；当变 压器二次侧供电线路不太长时，如图11.1.3中的变压器T2， 其额定电压只需高于电网额定电压的5％即可，用于补偿变压 器内部的电压损耗。
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3） 三级负荷(third order load) 三级负荷为一般电力负荷， 所有不属于上述一、二级负 荷者均为三级负荷。 由于三级负荷为不重要的一般负荷， 因 而它对供电电源无特殊要求。
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11.2 工厂电力负荷的计算
11.2.1
1. 计算负荷的概念
根据用电设备的安装容量，采用一定的计算方法得出的 负荷，称为计算负荷。计算负荷是一个假想负荷，其热效应 和实际负荷产生的热效应相等。 如以计算负荷连续运行，根 据计算负荷选择的电气设备和导线电缆其发热温度不会超过 允许值。
不同的用户对供电可靠性的要求是不一样的。根据对供电 可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度，将电力用 户负荷分为三类。
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工厂供电 1） 一级负荷(first order load)
一级负荷是指中断供电将造成人身伤亡危险，或造成重 大设备损失且难以修复，或给国民经济带来重大损失，或在 政治上造成重大影响的电力负荷。如火车站、大会堂、重要 宾馆、 通信交通枢纽、重要医院的手术室、炼钢炉、国家级 重点文物保护场所等。
发电机的额定电压规定高于同级电网额定电压的5％， 以 补偿线路上的电压损失。
变压器的额定电压分为一次绕组额定电压和二次绕组额定 电压。
（1） 变压器一次绕组额定电压分两种情况：当变压器直 接与发电机相连时，如图11.1.3中的变压器T1，其额定电压与 发电机额定电压相同，即高于同级电网额定电压的5％；当变 压器连接在线路上时，如图11.1.3中的变压器T2，成为电网上 的一个负荷，其一次绕组额定电压与电网额定电压相同。
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例题：试确定下图中用电设备、发电机、变压器 的额定电压。
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11.1.4工厂供电
1．
工厂供电系统的高压配电电压主要取决于当地供电电源电
压以及工厂高压用电设备的电压、容量和数量等因素。中、
小型工厂采用的高压配电电压通常为6～10 kV，从技术经济指
标来看，最好采用10 kV配电电压。由于同样的输送功率和输
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2.
采用需要系数法确定计算负荷时，首先要知道设备的容量
Pe。设备容量与设备的工作制有关，设备容量不一定就是设备
铭牌上所标定的额定容量。 因此，当统计设备的安装容量时， 不能将铭牌上的额定功率直接相加，而应按不同的工作性质将 用电设备分组，再将不同负荷持续率下的额定功率换算为统一 持续率下的功率，这就是设备容量。
对于小型工厂，由于所需容量一般不大于1000 kVA，因而 通常只设一个降压变电所，将6～10 kV电压降为低压用电设备 所需的电压。当工厂所需容量不大于160 kVA时，一般采用低 压电源进线，因此工厂只需设一个低压配电间。
对工厂供电系统的基本要求是：安全、灵活、可靠、经济。
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11.1.2 电力系统的组成 电力系统是电能的生产、输送、分配、变换和使用的一个
电， 这样可以分散建立总降压变电所，简化供电环节，节约
有色金属， 降低功率损耗和电压. 损失。
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2． 低压配电电压的选择
工厂供电系统的低压配电电压一般采用220/380 V的标准 电压等级，但在某些特殊的场合如矿井，因负荷中心远离变电 所，为保证负荷端的电压水平故采用660 V电压作为配电电压， 这样不仅可以减少线路的电压损耗，降低线路有色金属消耗量， 而且能够增加配电半径，提高供电能力，简化供配电系统。 另外，在某些场合，由于安全的原因，可以采用特殊的安全低 电压配电。
1）
采用长期连续运行工作制的设备工作时间长，连续运行， 绝大多数用电设备都属于这一类设备， 如风机、泵类、机床、 照明等。 这类设备的设备容量就是设备铭牌上的额定容量。
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工厂供电 一般中型工厂的电源进线电压是6～10 kV。电能先经高压 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。车间变电所内装设有 电力变压器，将6～10 kV的高压降为一般低压用电设备所需的 电压(如220／380 V)，然后由低压配电线路将电能分送给各用 电设备使用。
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第三类额定电压为1 kV以上， 有6 kV、10 kV、35 kV、 110 kV、220 kV、330 kV、 500 kV、750 kV等，主要用于高 压用电设备、发电及输电设备。
在电力系统中，通常把1 kV以下的电压称为低压，1 kV 以上的电压称为高压，220 kV以上的电压称为超高压，1000 kV以上的电压称为特高压。三相电力设备的额定电压不作特 别说明时均指线电压。
1） 电网(电力线路)的额定电压(rated voltage)
电网的额定电压是确定其它一切电力设备额定电压的基本 依据，它是国家根据国民经济发展的需要以及电力工业的现有 水平，经过全面的技术分析后确定的。三相交流电网和电力设 备常用的额定电压如表11.1.1所示。

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工厂供电 表11.1.1 我国交流电力网和电气设备的额定电压