第一章工厂供配电系统认识 电子课件供配电技术与技能训练.ppt
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1、第一章 工厂供配电系统认识 电子课件 高教版 供配电技术与技能训练第 一 章工厂供配电系统认识本章提要 知识目标 技能目标本章提要 本章主要介绍工厂供配电系统的基础知识,是学习本课程的预备知识。其主要内容有电能的特点及对供配电的基本要求、电力系统的组成与要求、电力网与电力设备的额定电压、电力系统中性点的运行方式和工厂供配电系统。学习本章时,应将重点放在对基本概念的认识和理解上。通过参观工厂供配电系统等技能训练,对工厂供配电系统有一个初步的认识。本章提要 知识目标 技能目标知识目标 掌握电能的特点及对供配电的要求。了解工厂供配电系统的基础知识,掌握工厂供配电系统的组成与要求。理解电力系统中性点的
2、运行方式及特点,会分析低压配电系统的接地形式。了解电力设备额定电压、工厂供配电电压的选择方法。本章提要 知识目标 技能目标技能目标 能根据负荷大小、供电距离确定电气设备的供电电压。会巡视检查消弧线圈。能正确处理消弧线圈的异常运行及故障。第一节 电能的特点及对供配电的基本要求 一、电能的特点序号 特 点 说 明1易于能量转换电 能 属 于 二 次 能 源,它 是 由 煤 炭、石 油、天 然 气、水 力 等 一 次 能源 转 换 而 来 的;而 电 能 通 过 一 定 的 设 备 或 装 置 又 能 很 方 便 地 转 换 为其他形式的能。如将电能转换成光能、机械能等。2易于远距离输送 通 过 输
3、 变 配 电 设 备,电 能 可 以 很 方 便 地 进 行 远 距 离 输 送。如 我国 规 模 较 大 的“西 电 东 送”工 程,就 是 将 一 次 能 源 比 较 集 中 的 西 部发电厂发出的电能通过输电线路输送到东部发达地区。3易于调整和控制,利于实现生产自动化 电 能 通 过 一 定 的 设 备 可 以 很 容 易 地 实 现 电 压 高 低、交 直 流 变 换和 信 号 转 换,以 满 足 输 送、配 电 的 需 要 和 实 现 生 产 过 程 的 自 动 控 制功能。4耗费较低,利于提高经济效益 电 能 在 现 代 化 生 产 中 虽 然 占 有 很 重 要 的 地 位,但
4、电 能 在 产 品 生产 成 本 中 占 有 的 比 例 却 很 小(除 电 化 工 业 外)。一 般 机 械 产 品 生 产中,电 费 开 支 仅 占 产 品 成 本 的5%左 右。电 能 的 应 用,有 利 于 增 加 产量,提 高 产 品 质 量,提 高 劳 动 生 产 效 率,减 轻 工 人 劳 动 强 度,降 低生产成本,提高经济效益。第一节 电能的特点及对供配电的基本要求 二、对工厂供配电的基本要求序号 要 求 说 明1保证供电的安全可靠保 证 安 全、可 靠 地 供 电 是 工 厂 供 电 工 作 的 首 要 任 务。工 厂 供 电 一 旦 中 断 将 导致 生 产 停 顿、生
5、活 秩 序 混 乱,甚 至 会 发 生 人 身 和 设 备 安 全 事 故,造 成 严 重 的 经济损失和政治影响。工 厂 供 电 的 可 靠 性 应 满 足 电 能 用 户 对 供 电 可 靠 性 即 连 续 供 电 的 要 求。可 靠 性应 与 负 荷 的 类 别 和 性 质 相 对 应,对 于 不 同 生 产 类 别 和 性 质 的 负 荷,其 供 电 可 靠性 要 求 不 同,应 根 据 具 体 情 况 和 要 求,保 证 必 要 的 供 配 电 可 靠 性 要 求。对 于 在供 配 电 工 作 中 的 安 全 性,应 确 保 在 工 厂 供 配 电 工 作 中 不 发 生 任 何 人
6、 身 和 设 备 安全事故。保 证 工 厂 供 电 的 安 全 可 靠,除 要 求 供 电 电 源 要 可 靠 外,还 与 供 配 电 系 统 的 设计、电气设备的选择和运行维护等因素有关。2保证良好的电能质量衡 量 工 厂 供 电 电 能 质 量 的 指 标 是 电 压 和 频 率。我 国 规 定 交 流 电 的 频 率 为50Hz(工 频),允 许 偏 差 范 围 是0.20.5Hz;各 级 额 定 电 压 允 许 偏 差 为5%UN。保 证 良 好 的 电 能 质 量,就 是 在 工 厂 供 电 工 作 中,保 证 电 能 的 频 率 和 电压 相 对 比 较 稳 定,偏 差 范 围 在
7、 国 家 规 定 的 允 许 范 围 之 内,保 证 工 厂 供 电 系 统 中电气设备的使用寿命,保证工厂供电系统的运行安全和生产产品的质量。第一节 电能的特点及对供配电的基本要求 二、对工厂供配电的基本要求序号 要 求 说 明3保证灵活的运行方式保 证 工 厂 供 配 电 系 统 灵 活 的 运 行 方 式,主 要 是 指 供 配 电 系 统 主接 线 的 设 计 应 力 求 简 单,且 可 根 据 负 荷 变 化 的 需 要,能 灵 活、简便、迅 速 地 由 一 种 运 行 状 态 切 换 到 另 一 种 运 行 状 态,避 免 发 生 误操 作。另 外,在 不 停 电 的 情 况 下,
8、能 保 证 设 备 的 维 护、检 修 工 作可安全、方便地进行。4保证具有经济性保 证 工 厂 供 配 电 系 统 具 有 经 济 性,主 要 是 指 在 安 全、可 靠、优质 供 配 电 的 前 提 下,使 工 厂 供 配 电 系 统 的 建 设 投 资 和 年 运 行 费 用最 低。由 于 工 厂 供 电 系 统 建 设 和 电 费 指 标 占 企 业 产 品 成 本 的 比 例较 低,因 此,在 工 厂 供 电 系 统 设 计 和 设 备 购 置 上,应 充 分 考 虑 工厂供电系统运行的灵活性和保证主要电气设备的质量。第二节 电力系统的组成与要求 一、电力系统的组成 大型电力系统的系
9、统图第二节 电力系统的组成与要求 一、电力系统的组成 从发电厂到用户的输电过程示意图第二节 电力系统的组成与要求 一、电力系统的组成 电力系统主要环节说明序号 环节 说 明1发电厂发 电 厂 又 称 发 电 站,是 将 自 然 界 中 存 在 的 各 种 一 次 能 源 转 换 为 电 能(二 次 能 源)的 工 厂。发 电 厂 按 其 所 利 用 的 能 源 不 同,分 为 水 力、火 力、核能、风力、地热、太阳能发电厂等多种类型。(1)水 力 发 电 厂:简 称 水 电 厂(站),它 利 用 水 流 的 位 能 来 生 产 电能。当 控 制 水 流 的 闸 门 打 开 时,水 流 就 沿
10、着 进 水 管 进 入 水 轮 机 蜗 壳 室,冲动水轮机,带动发电机发电。(2)火 力 发 电 厂:简 称 火 电 厂(站),它 利 用 燃 料 的 化 学 能 来 生 产电 能。火 电 厂 按 其 使 用 的 燃 料 类 别,分 为 燃 煤 式、燃 油 式、燃 气 式 和 废热式(工业余热)等多种类型,但是我国的火电厂仍以燃煤为主。第二节 电力系统的组成与要求 一、电力系统的组成 电力系统主要环节说明序号 环节 说 明1发电厂(3)核 能 发 电 厂:又 称 为 原 子 能 发 电 厂,通 称 核 电 站,它 是 利 用 某 些核 燃 料 的 原 子 核 裂 变 能 来 生 产 电 能,其
11、 生 产 过 程 与 火 电 厂 大 体 相 同,只 是以核反应堆代替了燃煤锅炉,以少量的核燃料代替了大量的煤炭。(4)风 力、地 热 及 太 阳 能 发 电 厂:风 力 发 电 厂 是 利 用 风 力 的 动 能 来 生产 电 能。它 建 在 风 力 资 源 丰 富 的 地 方。风 能 是 一 种 取 之 不 尽、清 洁、价 廉和可再生的能源。地热发电厂是利用地球内部蕴藏的大量地热能来生产电能。太 阳 能 发 电 厂 是 利 用 太 阳 的 光 能 或 热 能 来 生 产 电 能。太 阳 能 是 一 种 十 分安全、经济、无污染而且是取之不尽的能源。第二节 电力系统的组成与要求 一、电力系统
12、的组成 电力系统主要环节说明序号 环节 说 明2变电所变 电 所 是 接 受 电 能、变 换 电 压 和 分 配 电 能 的 场 所。在 电 力 系 统 中,为 了 实 现 电 能 的 经 济 输 送 和 用 电 设 备 对 不 同 电 压 等 级 的 要 求,需 要 对发电厂发出的电能进行多次电压变换。变 电 所 的 主 要 设 备 有 电 力 变 压 器、母 线 和 开 关 设 备 等。根 据 变 电 所在 电 力 系 统 中 所 承 担 的 任 务 不 同,可 分 为 升 压 变 电 所 和 降 压 变 电 所。升 压 变 电 所 主 要 是 为 了 满 足 电 能 的 输 送 需 要,
13、将 发 电 机 发 出 的 电 压 变换 成 高 电 压,一 般 建 在 发 电 厂;降 压 变 电 所 主 要 为 了 将 高 电 压 变 换 为一 个 合 适 的 电 压 等 级,以 满 足 不 同 输 电 和 配 电 要 求。一 般 降 压 变 电 所多 建 在 靠 近 用 电 负 荷 中 心 的 地 方,根 据 其 在 电 力 系 统 中 的 地 位 和 作 用不 同,降 压 变 电 所 又 分 为 枢 纽 变 电 所(站)、区 域 变 电 所(站)和 工业企业变电所等。为 了 满 足 配 电 的 需 要,在 企 业 内 还 建 有 只 用 来 接 受 和 分 配 电 能 而 不进行电
14、压变换的配电所,在配电所内只有开关设备,而没有变压器。第二节 电力系统的组成与要求 一、电力系统的组成 电力系统主要环节说明序号 环节 说 明3电力线路电 力 线 路 是 输 送 电 能 的 通 道。按 电 力 线 路 在 电 力 系 统 中 所 承 担 的 任务 不 同,可 分 输 电 线 路 和 配 电 线 路。输 电 线 路 主 要 承 担 高 电 压 远 距 离电 能 传 输 任 务,它 主 要 连 接 发 电 厂 和 区 域 变 电 所(通 常 将35KV及 以 上的 电 力 线 路 称 为 输 电 线 路);配 电 线 路 主 要 承 担 电 能 的 分 配 任 务,它主要连接用户
15、或设备(通常将10KV及以下电力线路称为配电线路)。4电力负荷电 力 负 荷 一 般 指 耗 能 的 电 气 设 备(即 电 能 用 户)。电 力 负 荷 是 电 力系 统 的 一 部 分,也 是 其 主 要 的 服 务 对 象。电 气 设 备 按 其 用 途 可 分 为 动力 设 备 和 照 明 设 备 等,它 们 分 别 将 电 能 转 换 为 机 械 能、光 能 等,适 应不同形式的生产、生活和工作场所所需要的能量。第二节 电力系统的组成与要求 二、电力系统的基本要求1、保证供电的安全可靠性(1)采用高度可靠的发供电设备,做好维护保养工作,防止各种可能的误操作;(2)提高送电线路的可靠性
16、,重要线路可采用双回路或双电源(两个不同的系统电源)供电;(3)选择合理的电力系统结构和主接线,在设计阶段就应保证有高度的可靠性,对重要用户应采用双电源供电;(4)保证适当的备用容量,使电力系统在发电设备定期检修、机组发生事故时均不会使用户停电;(5)制定合理的电力系统运行方式,必须满足系统稳定性和可靠性要求;(6)对高压输电线路采用自动重合闸装置,变配电所装设按频率自动减负荷装置等;(7)采用快速继电保护装置和以计算机为核心的自动安全监视和控制系统第二节 电力系统的组成与要求 二、电力系统的基本要求2、保证良好的电能质量 电压和频率是衡量电能质量的主要指标。按供电营业规则中规定:在电力系统正
17、常状况下,用户受电端的供电电压允许偏差为:35KV及以上供电电压偏差不超过额定电压的10%;10KV及以下三相供电电压允许偏差为7%;220V单相供电电压允许偏差为+7%10%。在电力系统非正常状况下,用户受电端的电压最大允许偏差不应超过额定电压的10%。我国交流电力设备的额定频率为50Hz(工频)。按供电营业规则中规定:在电力系统正常状况下,工频的频率偏差一般不允许超过0.5Hz。如果电力系统容量达到3 000MW或以上时,频率偏差则不得超过0.2Hz。在电力系统非正常状况下,频率偏差一般不允许超过1Hz。此外,三相系统中三相电压或三相电流是否平衡也是衡量电能质量的一个指标。第三节 电力系统
18、的电压等级我国三相交流电网和电力设备的额定电压电网和用电设备额定电压/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0.38 0.40 0.38 0.400.66 0.69 0.66 0.693 3.153,3.153.15,3.36 6.36,6.36.3,6.610 10.510,10.510.5,1113.8,15.75,18,20,22,24,2613.8,15.75,18,20,22,24,263535 38.56666 72.5110110 121220220 242330330 363750750 825第三节 电力系统的电压等级 一、电网(线路)的额定电压
19、电网的额定电压(标称电压)等级,是国家根据国民经济发展的需要和电力工业发展的水平,经全面的技术经济分析后确定的。它是确定各类电力设备额定电压的基本依据。第三节 电力系统的电压等级 二、用电设备的额定电压 用电设备的额定电压一般规定与同级电网的额定电压相同。通常用线路首端和末端电压的算术平均值作为用电设备的额定电压,这个电压也是电网的额定电压。由于线路运行时要产生电压降,所以线路上各点的电压都略有不同,如图1-3所示。用电设备的额定电压只能取首端和末端电压的平均电压。第三节 电力系统的电压等级 三、发电机的额定电压 由于电力线路允许的电压偏差一般为5%,即整个线路允许有10%的电压损耗值,为了使
20、线路的平均电压维持在额定值,线路首端(电源端)的电压宜较线路额定电压高5%,而线路末端的电压则较线路额定电压低5%,如图1-3所示。所以发电机的额定电压规定高于同级电网额定电压5%。第三节 电力系统的电压等级 四、电力变压器的额定电压 由于电力变压器的一次绕组是接受电能的,相当于用电设备;其二次绕组是送出电能的,相当于发电机。因此,对其额定电压的规定有所不同。1电力变压器的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1-4中的变压器T1,其一次绕组额定电压应与发电机额定电压相同,都高于同级电网额定电压5%。当变压器不与发电机相连而是连接在线路上时,如图1-4中的变压器T2,则可
21、看作是线路的用电设备,因此其一次绕组额定电压应与电网额定电压相同。第三节 电力系统的电压等级 四、电力变压器的额定电压 2电力变压器的二次绕组额定电压亦分两种情况:变压器二次侧供电线路较长时,如图1-4中的变压器T1,其二次绕组额定电压应比相连电网额定电压高10%,其中有5%用于补偿变压器满载运行时绕组本身约5%的电压降;另5%用以补偿线路上的电压降。变压器二次侧供电线路不长时,如图1-4中的变压器T2,其二次绕组额定电压只需高于电网额定电压5%,仅考虑补偿变压器满载运行时绕组本身的5%电压降。第三节 电力系统的电压等级 五、各级电压等级的适用范围 我国电力系统中,220KV以上的电压等级主要
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