课件工厂供电.pptx

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1、工工 厂厂 供供 电电 系系 统统电力网：电力系统中输送、分配电能的部分（变配电所和输配电线路）。电力系统：发电机、电力网及用电设备。动力系统：电力系统+发电厂的动力部分（火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）。第1页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统第2页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（一）发电厂发电厂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。发电厂有很多类型，按其所利用的能源不同，分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂以及风力、地热、太阳能发电厂等类型。目前在我国接入电力系统的发电厂最主要的有火力发电厂和水力发

2、电厂，以及核能发电厂。第3页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（1 1）火力发电厂利用燃料（煤、石油等）的化学能来生产电能，我国的火电厂以燃煤为主。燃料的化学能热能机械能电能（2 2）水力发电厂利用水流的位能来生产电能。水流位能机械能电能第4页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（3 3）核能发电厂利用原子核的裂变能来生产电能。核裂变能热能机械能电能（二）变配电所变电所的任务：接受电能、变换电压和分配电能。受电变压配电配电所的任务：接受电能和分配电能，但不改变电压。受电配电第5页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统变电所可分为升压变电所和降压变电所两大类：升压变电所一

3、般建在发电厂，主要任务是将低电压变换为高电压。降压变电所一般建在靠近负荷中心的地点，主要任务是将高电压变换到一个合理的电压等级。降压变电所根据其在电力系统中的地位和作用不同，又分枢纽变电站、地区变电所和工业企业变电所等。（三）电力线路电力线路的作用是输送电能，并把发电厂、变配电所和电能用户连接起来。第6页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统发电厂一般距电能用户均较远，所以需要多种不同电压等级的电力线路，将发电厂生产的电能源源不断地输送到各级电能用户。通常把电压在35kV及以上的高压电线路称为输电线路，而把电压在10kV及以下的电力线路，称为配电线路。电力线路按传输电流种类分为交流线路和

4、直流线路。电力线路按架设方法分为架空线路和电缆线路。第7页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（四）电能用户 电能用户又称电力负荷，在电力系统中，一切消费电能的用电设备均称为电能用户。用电设备分别将电能转换为机械能、热能和光能等不同形式的适于生产、生活需要的能量。第8页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统二、工厂供电系统二、工厂供电系统第9页/共73页工厂供电系统由总降压变电所、高压配电线路、车间变电所、低压配电线路及用电设备组成。工工 厂厂 供供 电电 系系 统统总降压变电所：将35110kV的外部供电电压变换为610kV的厂区高压配电电压，给厂区各车间变电所或高压电动机供电

5、。车间变电所：将610kV的电压降为380/220V，再通过车间低压配电线路，给车间用电设备供电。第10页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（一）二次变压的工厂供电系统第11页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统该供配电系统，一般采用35110kV电源进线，先经过工厂总降压变电所，将35110kV的电源电压降至610kV，然后经过高压配电线路将电能送到各车间变电所，再将610kV的电压降至380/220V，供低压用电设备使用；高压用电设备则直接由总降压变电所的610kV母线供电。大型工厂和某些电力负荷较大的中型工厂，一般采用具有总降压变电所的二次变压供电系统。第12页/共73

6、页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（1 1）具有高压配电所的一次变压系统一般中小型工厂，多采用610kV电源进线，经高压配电所将电能分配给各个车间变电所，由车间变电所再将610kV电压降至380/220V,供低压用电设备使用；同时，高压用电设备直接由高压配电所的610kV母线供电。（二）一次变压的工厂供电系统第13页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统第14页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（2 2）高压深入负荷中心的一次变压系统第15页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统某些中小型工厂，如果本地电源电压为35kV，且工厂的各种条件允许时，可直接采用35kV作为配

7、电电压，将35kV线路直接引入靠近负荷中心的工厂车间变电所，再由车间变电所一次变压为380/220V，供低压用电设备使用。（3 3）只有一个变电所的一次变压系统对于用电量较少的小型工厂或生活区，通常只设一个将610kV电压降为380/220V电压的变电所，这种变电所通常称为车间变电所。第16页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统第17页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统某些无高压用电设备且用电设备总容量较小的小型工厂，有时也直接采用380/220V低压电源进线，只需设置一个低压配电室，将电能直接分配给各车间低压用电设备使用。（三）低压供电的工厂供电系统 第18页/共73页工工

8、 厂厂 供供 电电 系系 统统三、供电的基本要求三、供电的基本要求（1 1）安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。（2 2）可靠 应满足用户对连续供电的要求。（3 3）优质应满足用户供电质量的要求。（4 4）经济 供配电应尽量做到投资省，运行费低，尽可能减少有色金属消耗量和电能损耗，提高电能利用率。第19页/共73页教学要求教学要求：了解发电厂、变配电所、电力线路、电能用户掌握工厂供电系统的组成掌握工厂供电系统的典型接线理解供电系统的基本要求工工 厂厂 供供 电电 系系 统统第20页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统1.2 1.2 电力系统的额定电压电力系统的

9、额定电压一、供电质量的主要指标一、供电质量的主要指标衡量电能质量的主要指标是电压质量和电网频率。电压质量指标包括允许电压偏差、允许波形畸变率(谐波)、三相电压允许不平衡度以及允许电压波动和闪变；频率质量指标为允许频率偏差。（一）电压偏移电压偏移是指用电设备端电压与用电设备额定电压之差对额定电压的百分数，即第21页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统我国规定，正常情况下，用电设备端子处电压偏移的允许值为：电动机5%；照明灯一般场所5%；在视觉要求较高的场所+5%，-2.5%；其它用电设备无特殊规定时5%。第22页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（二）频率偏移频率偏移常以实际频

10、率与额定频率之差或其差值f与额定值之比的百分数f表示，即：我国电力系统的标准频率为50Hz，规定：电力系统正常频率偏差允许值为0.2Hz，当系统容量较小时，偏差值可放宽到0.5Hz。第23页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统二、额定电压的国家标准二、额定电压的国家标准由于三相功率和线电压、线电流之间的关系为：，所以在输送功率一定时，输电电压愈高，输电电流愈小，从而可减少线路上的电能损失和电压损失，同时又可减小导线截面，节约有色金属。但是电压愈高，绝缘材料所需的投资也相应增加，因而对应一定输送功率和输送距离，均有相应技术上的合理输电电压等级。同时，还须考虑设备制造的标准化、系列化等因素

11、。第24页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统第25页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（一）电力线路的额定电压电力线路（或电网）的额定电压等级是国家根据国民经济发展的需要及电力工业的水平，经全面技术经济分析后确定的，它是确定各类用电设备额定电压的基本依据。（二）用电设备的额定电压由于用电设备运行时要在线路中产生电压损耗，因而造成线路上各点的电压略有不同。但是成批生产的用电设备，其额定电压不可能按其装设地点的实际电压来制造，而只能按线路首端电压与末端电压的平均值即电网的额定电压来制造。所以用电设备的额定电压规定与同级电力线路的额定电压相同。第26页/共73页工工 厂厂 供供

12、电电 系系 统统（三）发电机的额定电压电力线路允许的电压损耗为5%，即整个线路允许有10%的电压损耗，因此为了维护线路首端与末端平均电压的额定值，线路首端（电源端）电压应比线路额定电压高5%，而发电机是接在线路首端的，所以规定发电机的额定电压高于同级线路额定电压5%，用以补偿线路上的电压损耗。第27页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（四）电力变压器的额定电压（1 1）变压器一次绕组的额定电压：一次绕组与发电机直接相连变压器一次绕组额定电压与发电机额定电压相同一次绕组不与发电机直接相连变压器一次绕组额定电压与电网额定电压相同第28页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（2 2

13、）变压器二次绕组额定电压：变压器二次绕组额定电压：变压器在其一次绕组加上额定电压时的二次绕组开路（空载）电压。注意：变压器满载（额定负荷）运行时，二次绕组内有约5%的阻抗电压降。因此变压器二次绕组额定电压的确定必须考虑上述因素。第29页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统变压器二次侧供电线路不长变压器二次侧绕组额定电压高于二次侧电网额定电压5%变压器二次侧的供电线路较长变压器二次绕组额定电压高于二次侧电网额定电压10%第30页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统例：已知图示系统中线路的额定电压，求发电机和变压器的额定电压。第31页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统练习

14、：已知下图所示系统中电网的额定电压，试确定发电机和变压器的额定电压。第32页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统练习：试确定图中所示供电系统中发电机G、变压器2T、3T和线路1WL、2WL的额定电压。第33页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统三、供电电压的选择三、供电电压的选择第34页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统第35页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统目前，我国电力系统中：220kV及以上电压等级多用于大型电力系统的主干线；110kV电压等级既用于中、小型电力系统的主干线，也用于大型电力系统的二次网络；35kV电压等级则多用于电力系统的二次网络或大

15、型工厂的内部供电网络；610kV电压等级多用于一般工厂的高压配电电压，而且一般采用10kV；低压配电电压通常采用380/220V。第36页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（一）工厂高压配电电压的选择 工厂的高压配电电压一般采用10kV。如果工厂拥有相当数量的6kV用电设备，或者供电电源的电压就是6kV，则可考虑采用6kV电压作为工厂的高压配电电压。采用10kV作为高压配电电压的工厂，如果有6kV的高压用电设备，则可同过专用的10/6.3kV变压器单独供电。第37页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统对于容易发生触电或有易燃易爆的个别车间或场所，可考虑采用220/127V作为

16、工厂的低电配电电压。但某些场合宜采用660V甚至更高的1140V（只用于矿井下）作为低压配电电压。例如矿井下，因负荷中心往往离变电所较远，所以为保证负荷端的电压水平而采用比380V更高的配电电压。（二）工厂低压配电电压的选择 工厂的低压配电电压通常采用380/220V，其中线电压380V接三相动力设备，相电压220V供电给照明及其他220V的单相设备。第38页/共73页教学要求：教学要求：了解供电质量的主要指标 掌握额定电压的国家标准了解供电系统的选择工工 厂厂 供供 电电 系系 统统教学重点：教学重点：发电机、变压器额定电压的国家标准第39页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统1.3

17、 1.3 电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式 电力系统的中性点是指发电机或变压器的中性点。电力系统中的三相导线之间和各相导线对地之间都存在着分布电容。为讨论问题简化起见，假设三相系统的电源电压和电路参数都是对称的，而且将相与地之间存在的分布电容用一个集中电容C来表示，线间电容电流数值较小，可不考虑。第40页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统系统正常运行时，三个相电压是对称的，三个相的对地电容电流也是对称的，其相量和为零，各相对地电压就是其相电压，中性点对地电压为零。第41页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统一、中性点不接地的电力系统一、中性点不接地的电力系统当中性

18、点不接地系统发生单相接地时，例如C相接地，如上图所示，此时第42页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统第43页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统系统的单相接地电流（电容电流）为第44页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统中性点不接地系统单相接地时的特点：系统的三个线电压不变；系统的单相接地电流为正常运行时每相对地电容电流的3倍。第45页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统中性点不接地系统应用特点：用电设备在发生单相接地时可继续运行，但不可长期运行。我国电力规程规定，中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，单相接地运行时间不应超过2小时。应装设单相接地保护或绝

19、缘监视装置。用电设备绝缘按线电压设计。一般用于6Kv10kV电力网和部分35kV电力网。第46页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统二、中性点经消弧线圈接地的电力系统二、中性点经消弧线圈接地的电力系统在中性点不接地系统中，当单相接地电流超过规定数值时610kV系统中接地电流大于30A；20kV及以上系统中接地电流大于10A。将产生断续电弧，从而在线路上引起危险的过电压，可以采用中性点经消弧线圈接地的措施来减小这一接地电流，熄灭电弧，避免过电压的产生。第47页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统当中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地时，例如C相接地，如上图所示，这时第48页/共7

20、3页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统第49页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统中性点对地电感电流系统的单相接地电流为第50页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统中性点装设消弧线圈的目的是利用消弧线圈的感性电流补偿接地故障时的容性电流，使接地故障电流减少。通常这种补偿有三种不同的运行方式，即欠补偿、全补偿和过补偿，电网一般采用过补偿方式。欠补偿。补偿后电感电流小于电容电流，电网以欠补偿的方式运行。过补偿。补偿后电感电流大于电容电流，电网以过补偿的方式运行。全补偿。补偿后电感电流等于电容电流，电网以全补偿的方式运行。第51页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统中性点经消

21、弧线圈接地系统单相接地时的特点：系统的三个线电压不变；第52页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统中性点经消弧线圈接地系统应用特点：一般用于35Kv66kV电力网、单相接地电流大于30A的610kV电力网和单相接地电流大于5A的35kV电力网。用电设备在发生单相接地时可继续运行，但不可长期运行。我国电力规程规定，中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，单相接地运行时间不应超过2小时。应装设单相接地保护或绝缘监视装置。用电设备绝缘按线电压设计。第53页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统三、中性点直接接地的电力系统三、中性点直接接地的电力系统当中性点直接接地系统发生单相接地时，

22、例如C相接地，如上图所示，此时第54页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统第55页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统中性点直接接地系统单相接地时的特点：故障相对地电压为零，非故障相对地电压不变；系统的单相接地电流较大。第56页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统中性点直接接地系统应用特点：用电设备绝缘按相电压设计。应装设单相接地保护。一般用于110kV及以上的电力系统及380V/220V低压系统。第57页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统四、低压配电系统四、低压配电系统（1 1）N N线（中性线）中性线是与系统中性点相连，并能起输送电能作用的导体。接用额定电

23、压为系统相电压的单相用电设备中性线的作用：第58页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统传导三相系统中的不平衡电流减少负荷中性点电位偏移第59页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统某相发生故障不会影响另外两相的工作状态（a）、（c）:L2和L3相灯分别承受系统相电压。（b）、（d）:L2和L3相灯分别承受系统线电压。第60页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（2 2）PEPE线（保护线）PE线是专门用于将电气装置外露导电部分接地的导体。（3 3）PENPEN线（保护中性线）PEN线是兼有保护线和中性线作用的导体。第61页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统根据现

24、行的国家标准低压配电设计规范（GB50054）的定义，将低压配电系统分为IT、TT和TN三种形式，其中TN可分为TN-S、TN-C和TN-C-S形式。第一个字母：表示电源系统中性点对地的关系T：直接接地；I：不接地。第62页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统第二个字母：表示电气设备外壳对地的关系T：电气设备的外露可导电部分对地直接电气连接，与电力系统的任何接地点无关；N：电气设备的外露可导电部分与电力系统的接地点（通常就是电源系统中性点）直接电气连接。后面的字母代表中性线与保护线的组合S：中性线与保护线是分开的C：中性线与保护线是合一的第63页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系

25、统统（一）ITIT系统 IT系统特点：电力系统的中性点不接地。系统中所有电气设备的外壳是经过各自的PE线分别直接接地的。第64页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（二）TTTT系统TT系统特点：电力系统的中性点直接接地。系统中所有电气设备的外壳是经过各自的PE线分别直接接地的。第65页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（三）TNTN系统（1 1）TN-STN-S系统TN-S系统特点：电源的中性点有引出线：N线和PE线电气设备外壳接PE线第66页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（2 2）TN-CTN-C系统TN-C系统特点：电源的中性点有引出线：PEN线电气设备外

26、壳接PEN线第67页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统（3 3）TN-C-STN-C-S系统TN-C-S系统特点：电源的中性点有引出PEN线，然后在系统的某一点PEN线分为保护线和中性线。第68页/共73页教学要求：教学要求：了解电力系统中性点的运行方式掌握几种电力系统中性点运行方式的特点和应用了解低压配电系统的几种接线型式掌握低压配电TN系统的特点及应用场所工工 厂厂 供供 电电 系系 统统第69页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统思考题：1-1对供电工作有哪些基本要求？1-2工厂供电系统由哪几部分组成？1-3变电所和配电所各自的任务是什么？1-4电力网和电力系统分别包括

27、哪几部分？1-6表征电能质量的两个基本指标是什么？1-5电力网和电力系统分别包括哪几部分？第70页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统1-7我国的三相交流电网额定电压有哪些等级？1-8最常用的高压和低压配电电压各为多少？1-9电力系统的中性点有哪些运行方式？各有什么特点?1-10低压配电系统中N线、PE线和PEN线的功能？1-11低压配电系统有哪些接线型式？各有什么特点？第71页/共73页工工 厂厂 供供 电电 系系 统统习题：1-1试确定下图所示供电系统中变压器T1和线路WL1，WL2的额定电压。1-12试确定下图所示供电系统中发电机和所有变压器的额定电压。第72页/共73页感谢您的观看！第73页/共73页