工厂供电期末作业(共18页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上工厂供电系 院 物理系 学科门类 专 科 专 业 电气自动化技术 学 号 姓 名 杜安林 指导教师 王春梅 2010 年 12 月 3 日前 言本书主要分章为四来完成，第1章主要介绍了工厂供电系统概述及电压选择分四个小环节展开介绍了工厂供电系统概述、电力系统的组成、电力系统的电压以及工厂供电系统配电电压的选择；第2章主要介绍了工厂电力负荷的计算以三个小节分别介绍了计算负荷及设备容量、按需要系数法确定负荷以及工厂的功率因数、无功补偿及补偿后的工厂计算负荷三点知识；第3章主要介绍了低压断路器保护的配置分别讲述了低压断路器脱扣器的选择和整定以及常用的保护继电器；第4章主要讲

2、述了工厂供电系统的防雷与接地我觉得这是本书自重要的知识点之一，因为在学过工厂供电以后，不管是对工厂供电系统的概念的了解有多少，但是我们最终还是要走进工厂，在工作上我们就需要一定的理论基础知道我们的工作，了解工厂供电系统的防雷与接地保护是我们即将走向工作岗位之前必须要学习和掌握的。 限于时间原因本书在编写完成的过程中只是按照老师所给的格式去写，不足之处可能很多，但是在编写完成的过程中我确实学到了相关毕业论文撰写的方法，因为在做前期准备的时候不需要搜集一些对自己有用的资料，我想老师也是希望此次毕业设计完成的过程中我们能得到属于我们自己的东西，以上就是我的撰写心得，望老师给予批评指证。 目 录前言.

3、1第1章工厂供电系统概述. 31.1 工厂供电的意义要求31.2 工厂供电系统概况.41.3 发电厂和电力系统简介 5第2章 电力负荷及其计算.52.1 电力负荷的分级及其对供电电源要求 52.2 用电设备的工作制52.3 负荷曲线及有关的物量2.4 按需要系数法确定计算负荷2.5 按二项式法确定计算荷第3章低压断路器保护的配置63.1低压断路器的选择和整定.63.2 常用的保护继电器.7第4章 工厂供电系统的继电保护.8第5章 变电站运行12总结.15参考文献.17第1章工厂供电系统概述1.1 工厂供电系统概述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

4、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。 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610 kV的配电电压，然后通过高压配电线路将电能

5、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。 一般中型工厂的电源进线电压是610 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610 kV的高压降为一般低压用电设备所需的电压(如220380 V)，然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备使用。 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610 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

6、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。 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。第2章工厂供电系统配电电压的选 21 高压配电电压的选择一、高压配电电压的选择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610 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送距离条件下，配电电压越高，线路电流越小，线路所采

7、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35220 kV架空线直接深入工厂负荷中心配电， 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。 22 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

8、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。 第3章工厂供电系统的质量指标3.1电压、频率及可靠性的要求1 电压的质量要求国家标准GB 1232590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%。 2 频率的要求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

9、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。 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。 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。 3.2各级负荷的定义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

10、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。 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。 2） 二级负荷(second order load) 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

11、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。 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。 第4章 低压断路器保护的配置 4.1 低压断路器脱扣器的选择和整定 一、低压断路器在低压配电系统中的配置 （1）三种方式： 1、单独接低压断路器或低压断路器 刀开关的方式 2、低压断路器与磁力起动器或接触器配合的方式3、低压断路器与熔断器配合的

12、方式（2）低压断路器的配置方式： a)适于一台主变b)适于两台主变C)适于低压配电出线d)适于频繁操作电路e)适于熔断器保护的电路 QF低压断路器，QK刀开关，QKF刀熔开关，KM接触器，KH热继电器 2、低压断路器脱扣器的选择和整定 （一）低压断路器过流脱扣器额定电流的选择 过流脱扣器(over-current release)的额定电流IN. OR应不小于线路的计算电流I30 ,即 : （二）低压断路器过流脱扣器动作电流的整定 1.瞬时过流脱扣器动作电流的整定 瞬时过流脱扣器的动作电流IOP应躲过线路的尖峰电流IPk，即 式中，Krel为可靠系数。4.2 常用的保护继电器继电器是一种能自动

13、断续的控制器件，当其输入量达到一定值时，能使输出回路的被控电量发生预计的变化，是具有对被控电路实现“通”、“断”控制的执行机构。1. 按反应的物理量：电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器和频率继电器等。2. 按作用：起动继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器和出口继电器等。3. 按动作原理：电磁型、感应型、整流型、晶体管型、集成电路型、微机型等继电器。KA电流继电器， KT时间继电器，KS信号继电器，KM中间继电器 4.辅助继电器（中间、时间、信号等） 5. 按结构原理： 机电型（电磁型、感应型、极化型、干簧）、整流型 、晶体管型。 （一）电磁型继电器 动作电流、返回电流、返

14、回系数的概念（以吸引衔铁式继电器为例）： 过量继电器（常开触点） 反映输入量增加而动作，如过电流继电器、过电压继电器。 动作电流：继电器刚好动作（衔铁吸起，触点闭合）时的最小电流Iop。 返回电流：继电器刚好返回（衔铁释放，触点断开）时的最大电流Ire。 返回系数：继电器返回电流与动作电流的比值Kre Kre=Ire/Iop。 过量继电器Kre1 无论过量还是低量继电器，一般要求Kre1 （二）、常用电磁型继电器 电流继电器 用途：过电流保护中作为启动和测量元件。 结构：（DL-10型）。 电压继电器 结构：（DJ-100）、线圈匝数多， 导线较细并接在YH二次侧。 类型：过电压继电器、低电压

15、继电器。 原理：继电器的动作与否，取决于电网电压 电磁式电流继电器（KA）1、DL10系列电磁式电流继电器结构 1线圈，2电磁铁，3钢舌片，4静触点，5动触点，6起动电流调节转杆，7标度盘(铭牌)，8轴承，9反作用弹簧，10轴 调节：平滑调节 拨动杆6 级进调节 线圈1串联（动作电流小）或并联（动作电流大） 2、返回系数 一般为0.8，越接近1越灵敏。 第5章 工厂供电系统的防雷与接地 5.1 工厂的防雷保护一. 雷电的危害雷电的破坏作用主要是雷电流引起的。雷电流是一种幅值很大、陡度很高的冲击波电流。 由雷电产生的过电压， 其电压幅值可高达上亿伏，电流幅值可高达几十万安培，对工厂供电系统、 生

16、产设备和建筑物都会造成很大危害。雷电所造成的危害主要通过直击雷、 感应雷和雷电波侵入来实现。 (1) 直击雷又称为直接雷击，指雷电直接击在地面建筑物、供配电网络及设备上，其过电压引起强大的雷电流并通过这些物体烧毁或造成机械破坏。(2) 感应雷是指雷电对设备、线路或其它物体的静电感应所引起的过电压现象。它会造成室内电线、金属管道、设备的空隙之间发生放电现象，引起火灾、爆炸并危及人身安全。 (3) 雷电波侵入。当雷云出现在架空线上方时，在线路上因静电感应而聚集有大量异性等量的束缚电荷。雷云向其它地方放电后，线路上的束缚电荷被释放成为自由电荷向线路两端行进，形成很高的过电压。这个高电压沿着架空线路、

17、金属管道侵入室内，有可能击穿设备绝缘而损坏设备。 二. 防雷装置1防直击雷采取的措施是引导雷云与避雷装置之间放电，使雷电流迅速泄入大地，从而保护建(构)筑物免受雷击。防直击雷的避雷装置有避雷针、避雷带、避雷网、避雷线等。 2防止由于雷电感应在建筑物上聚集电荷的方法是在建筑物上设置收集并泄放电荷的装置，如避雷带、 避雷网。 防止建筑物内金属物上雷电感应的方法是将金属设备、 管道等金属物均通过接地装置与大地作可靠的连接， 以便将雷电感应电荷立即引入大地，避免雷害。3防止雷电波沿供电线路侵入建筑物内行之有效的方法是利用避雷器将雷电波引入大地， 以免危及电气设备。 三. 变配电所的防雷措施1） 装设避

18、雷针室外配电装置应装设避雷针来防护直接雷击。 2） 高压侧装设避雷器高压侧装设避雷器主要用来保护主变压器，以免雷电冲击波沿高压线路侵入变电所，损坏变电所的关键设备。为此， 要求避雷器应尽量靠近主变压器，安装避雷器的接地端应与变压器低压侧中性点及金属外壳等连接在一起接地， 3） 低压侧装设避雷器这种防雷措施主要用在多雷区，用来防止雷电波沿低压线路侵入而击穿电力变压器的绝缘。当变压器低压侧中性点不接地时，其中性点可装设阀式避雷器或金属氧化物避雷器作保护间隙。 5.2 接地保护一. 接地的概念电气设备的某部分与土壤之间作良好的电气连接，称之为接地。埋入地中并直接与大地接触的金属导体称为接地体， 连接

19、接地体和电气设备接地部分的导线称为接地线。接地线和接地体合称为接地装置。 二. 接地的种类 工厂供电系统和电气设备的接地按其功能分为工作接地、 保护接地以及重复接地三大类。 1） 工作接地 工作接地是为了电力系统和用电设备正常工作而进行的接地, 如变压器、发电机、中性点接地以及防雷接地等都属该类接地。 2） 保护接地1保护接地是为了人身安全、防止间接触电而对设备的外露可导电部分进行的接地，如设备外壳的直接接地，电流、电压互感器二次线圈的接地以及配电屏、控制柜框架的接地等。 2我国220/380 V低压配电系统采用的是中性点直接接地运行方式，引出中性线N、保护线PE和保护中性线PEN。中性线N的

20、作用是用来接单相设备，传导三相系统不平衡电流和单相电流并减少中性点偏移；保护线PE的作用是将设备外壳、外露可导电部分连接到电源的接地点去，当设备发生单相接地故障时形成单相短路，使设备或系统的保护装置动作，切除故障设备， 保护人身安全；PEN线具有中性线N和保护线PE的双重功能。 3保护接地的形式有两种：一种是设备的外露可导电部分经各自的PE线直接接地；另一种是设备的外露可导电部分经公共的PE线或PEN线接地。根据供电系统的中性点及电气设备的接地方式， 保护接地可分为三种不同类型： IT类、TN类以及TT类。 总 结本书在完成的过程中主要参考和摘要了工厂供电课本以及网络教材上的一些东西，主要是以

21、刘介才的一些电子课件，在此期间我也参考了不同作者的电子材料，从中发现这门课在学习的过程中对于我们学电器专业的学生还是很有必要去好好学习一下的，本书主要设计了四个部分的内容，通过本学期的学习我觉得工厂供电还是一门很实用的课程，在整理所有材料的时候我也搜集了很多相关的资料，但是很多资料都剪得太深，无法全面理解，所以我只能在我们学校发的工厂那个供电第二版的基础上在网上搜集一些资料，虽然有点不专业，但是在完成的过程中还是有一些自己的收获的，我觉得老师让我们做一次论文其实是很有针对性的，找资料的过程实际上就是一个学习的过程，而且在这门了见习的时候我也看到了很多实用性的知识，在生产线上很多东西都是基于理论为依据的，了解工厂供电的一些知识在走上工作岗位以后会是很实用，总是我觉得开设工厂供电对于我们工科专业的学生是很有用的。参 考 文 献1 苏文成主编工厂供电北京：机械工业出版社，1990年2 刘介才主编工厂供电北京：机械工业出版社，1991年3 耿毅主编工业企业供电北京：冶金工业出版社，1985年4 李总纲主编节能技术北京：兵器工业出版社，1991年 专心-专注-专业