工廠供電 概論

工廠供電概論第一章緒論第一節(jié)工廠供電的概念、要求及課程任務工廠供電是指工廠用電設備所需電能的供應和分配，亦稱工廠配電基本要求：⑴.——在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。⑵.可靠——應滿足電能用戶對供電可靠性即連續(xù)供電的要求。⑶.優(yōu)質(zhì)——應滿足電能用戶對電壓和頻率等的質(zhì)量要求。⑷.——供電系統(tǒng)的投資要省，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和有色金屬消耗量20:47:16第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)的有關(guān)知識一、發(fā)電廠和電簡介力系統(tǒng)1、發(fā)電廠：將一次能源轉(zhuǎn)換成電能。有火力、風力、水力、核能等燃燒煤、石油、天然氣發(fā)電的火力發(fā)電廠；利用水能發(fā)電的水力發(fā)電廠；利用核能發(fā)電的核動力電廠（又稱核電廠）。我國目前火力發(fā)電設備容量占的比重最大，超過70％，水電設備容量約占20％，核能發(fā)電設備容量則不足10％。另外還有太陽能發(fā)電廠、風力發(fā)電廠、潮汐發(fā)電廠和地熱發(fā)電廠等。20:47:16壩式水電廠

壩式水電廠是用攔河筑壩方式建成水庫以維持高水位。壩式水電廠又可分成壩后式和河床式兩種型式。壩后式單獨筑壩，壩身高，水位也高，廠房建在壩后，不承受水壓，所示。如三門峽、劉家峽、白山、丹江口等水電廠均屬此類。河床式水電廠適用于河床平緩地區(qū)，由于落差小，將廠房和壩建在一起，構(gòu)成攔河建筑物的一個組成部分，廠房承受水的壓力，適用于水頭小于50m的水電廠。葛洲壩水電廠、西津電廠屬于這一類20:47:1620:47:16壩后式水電廠示意圖20:47:16河床式水電廠結(jié)構(gòu)示意圖20:47:16火力發(fā)電廠(以后簡稱火電廠)分為燃燒煤、燃燒石油和天然氣的電廠；火電廠又可以分為凝汽式火電廠和熱電廠．凝汽式火電廠是單一生產(chǎn)電能的火電廠。而熱電廠既生產(chǎn)電能，又向用戶提供熱能。熱電廠由于供熱距離不能很遠，一般建在鄰近熱負荷的地區(qū)，容量也不大。凝汽式電廠則可建在燃料產(chǎn)地，電廠容量也可以是很大的。20:47:16火力發(fā)電20:47:16風力發(fā)電20:47:16核電廠也稱為核電站，是利用原子核裂變時產(chǎn)生的核能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，即原子反應堆中核燃料（如鈾等）裂變放出熱能產(chǎn)生蒸汽（代替火電廠中的鍋爐），驅(qū)動汽輪機，帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)電。核電廠根據(jù)核反應堆的類型可分為壓水堆式、沸水堆式、氣冷堆式、重水堆式等。20:47:16核電站20:47:1620:47:162、電力系統(tǒng)——發(fā)電廠、變電所、電力線路和電能用戶組成的一個整體。電力系統(tǒng)示意圖如下動力系統(tǒng)=電力系統(tǒng)+發(fā)電廠的動力部分+發(fā)電廠的熱能部分+熱用戶20:47:1620:47:16二、工廠供電系統(tǒng)概況供配電系統(tǒng)－－由總降變電所、高壓配電所、配電線路、車間變電所和用電設備組成20:47:16電源進線35KV及以上,經(jīng)過兩次降壓，也就是經(jīng)總降壓變電所，將35kV及以上電壓降為6～10KV的電壓，然后車間變電所降為一般低壓用電設備所需的電壓。

20:47:16第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓電力系統(tǒng)中的所有設備，都是在一定的電壓和頻率下工作的。*電壓和頻率是衡量電能質(zhì)量的兩個基本參數(shù)。一般交流電力設備的額定頻率為50Hz，工頻的額定偏差一般不得超過0.5Hz。頻率的調(diào)整主要依靠發(fā)電廠來調(diào)節(jié)發(fā)電機的轉(zhuǎn)速。*對于工廠供電系統(tǒng)來說，提高電能質(zhì)量主要是提高電壓的質(zhì)量。*電壓偏差是指電氣設備的端電壓與額定電壓之差，通常以額定電壓的百分值來表示。*電壓波動是指電網(wǎng)電壓有效值的快速變動。一、電力網(wǎng)和電氣設備的額定電壓20:47:161.電網(wǎng)的額定電壓相同20:47:162.用電設備的額定電壓規(guī)定:與供電電網(wǎng)的額定電壓相同3.發(fā)電機的額定電壓一般比同級電網(wǎng)的額定電壓高出5%，用于補償線路上的電壓損失。4.電力變壓器的額定電壓

（1）.變壓器一次繞組的額定電壓

分兩種情況：①當變壓器直接與發(fā)電機相連時，高于電網(wǎng)額定電壓5%②當變壓器直接與線路相連時，與供電線路電壓相同。（2）電力變壓器二次繞組的額定電壓分兩種情況：①變壓器二次側(cè)供電線路較長，高于供電線路額定電壓10%。②變壓器二次側(cè)供電線路較短，或低壓線路時，高于供電電網(wǎng)額定電壓5%。20:47:1620:47:16二、供電質(zhì)量對用戶的影響電力系統(tǒng)電壓高低的劃分,因著眼點不同而有不同的劃分方法.1.根據(jù)《電業(yè)安全工作規(guī)程》規(guī)定：低壓——指設備對地電壓在250V及以下者；高壓——指設備對地電壓在250V以上者。以上劃分是從人身安全方面著眼的。2.根據(jù)我國的一些設計、制造和安裝規(guī)程通常是以1000V為界限來劃分電壓高低壓。一般規(guī)定：低壓——指額定電壓在1000V（或1200V）以下者高壓——指額定電壓在1000V（或1200V）以上者。（一）電壓偏差的有關(guān)概念電壓偏差的含義：電壓偏差是指給定瞬間設備的端電壓U與設備額定電壓UN之差對額定電壓UN的百分比，即：20:47:16三、工廠供電電壓的選擇

主要取決于當?shù)仉娋W(wǎng)的供電電壓等級，同時要考慮工廠用電設備的電壓、容量和供電距離等因素。在同一輸輸送功率和輸送距離條件下，供電電壓越高，線路電流越小，使線路導線或電纜截面越小，可減少線路的初投資和有色金屬消耗量。20:47:16750500330

2201106635——10630.660.38電網(wǎng)和用電設備額定電壓/kV825(800)750——550500——363330——242220——121110——72.566——38.535————13.8,15.75,18,20,22,24,2613.8,15.75,18,20,22,24,2610.5及1110及10.510.56.3及6.66及6.36.33.15及3.33及3.153.15高壓0.690.660.690.400.380.40低壓二次繞組一次繞組電力變壓器額定電壓/kV發(fā)電機額定電壓/kV分類表1-1我國三相交流電網(wǎng)和電力設備的額定電壓（據(jù)GB156-2003）20:47:16低壓：單相220V三相380V高壓：有10KV、35（66）KV、110KV、220KV。除發(fā)電廠直配電壓可采用3KV或6KV外，其他等級的電壓應逐步過渡到上述額定電壓。如果用戶需要的電壓等級不在上列范圍時，應自行采用變壓措施解決。用戶需要的電壓等級在110KV及以上時，其受電裝置應作為終端變電所設計，其方案需經(jīng)省電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)審批。20:47:16第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點運行方式在三相交流電力系統(tǒng)中，作為供電電源的發(fā)電機和變壓器的中性點有三種運行方式：中性點直接接地——中性點不接地中性點經(jīng)消弧線圈接地大電流接地系統(tǒng)小電流接地系統(tǒng)20:47:16（一）中性點不接地方式單相接地電流經(jīng)驗公式：20:47:1620:47:16（二）中性點經(jīng)消弧線圈接地正常運行：三相電壓、電流對稱消弧線圈單相接地：另兩相對地電壓升高為原來的根號3倍，減小了接地電流。在單相接地電容電流大于一定值的電力系統(tǒng)中，電源中性點必須采取經(jīng)消弧線圈接地的運行方式。20:47:16消弧線圈對電容電流的補償有三種方式：（1）全補償；（2）欠補償；（3）過補償。Why?在電力系統(tǒng)中一般不采用完全補償?shù)姆绞剑捎眠^補償運行方式20:47:16（三）中性點直接接地或低阻接地的電力系統(tǒng)

正常運行：三相電壓、電流對稱單相接地：另外兩相對地電壓不變，單相接地后即通過接地中性點形成單相短路。單相短路電流比線路的正常負荷電流大得多，因此，系統(tǒng)發(fā)生單相短路時保護裝置應動作于跳閘，切除短路故障。20:47:16二、低壓配電系統(tǒng)的接地型式我國220/380V低壓配電系統(tǒng)，廣泛采用中性點直接接地的運行方式，而且引出有中性線（N），保護線（PE）或保護中性線（PEN）。中性線（N）的功能：一是用來接用額定電壓為系統(tǒng)相電壓的單相用電設備；二是用來傳導三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流；三是減小負荷中性點的電位偏移。保護線（PE）的功能：用來保障人身安全、防止發(fā)生觸電事故用的接地線。保護中性線（PEN）的功能：兼有中性線和保護線的功能，這種保護中性線在我國通常叫“零線”，俗稱“地線”。低壓配電系統(tǒng)按接地型式，分TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。20:47:16TN—C系統(tǒng)（一）TN系統(tǒng)其中：N線與保護線PE線合并為一根PEN線。20:47:16設備的外露可導線部分接PE線，由于PE線中無電流通過，因此設備之間不會產(chǎn)生電磁干擾。2.TN—S系統(tǒng)其中：N線和保護線全部分開。20:47:16(二)TT系統(tǒng)TT系統(tǒng)中性點直接接地,而其中設備的外露可導電部分均經(jīng)PE線單獨接地.根據(jù)<住宅設計規(guī)范>規(guī)定:住宅供電系統(tǒng),應采用TT、TN系統(tǒng)接地方式。20:47:16（三）IT系統(tǒng)IT系統(tǒng)的中性點不接地，或經(jīng)高阻抗（100歐）接地。該系統(tǒng)沒有N線,因此不適合接額定電壓為系統(tǒng)相電壓的設備,只能接額定電壓為系統(tǒng)線電壓的設備。由于IT系統(tǒng)中性點不接地,設備外殼單獨接地,因此當系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時,三相用電設備及接線電壓的單相設備仍能繼續(xù)運行.但應發(fā)出報警信號，以便及時處理。IT系統(tǒng)主要用于對連續(xù)供電要求較高及有易燃、易爆危險場所，特別是礦山、井下等場所的供電。20:47:16

第五節(jié)供電工程設計與施工一般知識工廠供電工程設計與施工是整個工廠設計與施工的重要組成部分。工廠供電工程設計與施工的質(zhì)量直接影響到工廠的生產(chǎn)及其發(fā)展。這里概略介紹工廠供電工程設計與施工的一般原則、內(nèi)容及其程序與要求。一.供電工程設計與施工的一般原則供電工程（包括其新建和改造）的設計與施工必須遵循以下原則：(1).用戶（包括工廠）供電工程的新建或改造，應符合當?shù)仉娋W(wǎng)建設與改造的總體規(guī)劃。(2).用戶供電工程的設計、施工、試驗與運行，均應符合國家的有關(guān)標準規(guī)范。(3).用戶供電工程的設計施工文件，均應一式兩份，送交當?shù)毓╇娖髽I(yè)審核。(4).用戶供電工程在施工期間，應接受當?shù)毓╇娖髽I(yè)根據(jù)審核同意的設計和有關(guān)施工標準進行的檢查。20:47:16(5).用戶供電工程施工、試驗完工后，應向當?shù)毓╇娖髽I(yè)提供工程竣工報告，并由供電企業(yè)及時組織檢驗。檢驗不合格的，供電企業(yè)應以書面形式一次性通知用戶改正。只有供電企業(yè)檢驗合格后，供電企業(yè)才對其裝表接電。供電工程新建或改造的設計還必須遵循以下設計原則：(1).遵守規(guī)程，執(zhí)行政策必須遵守國家的有關(guān)規(guī)程和標準，執(zhí)行國家的有關(guān)方針政策，包括節(jié)約能源、保護環(huán)境等技術(shù)經(jīng)濟政策。(2).安全可靠，先進合理應做到保障人身和設備的安全，供電可靠，電能質(zhì)量合格，技術(shù)先進和經(jīng)濟合理。應采用高效低耗和性能先進的電氣產(chǎn)品。(3).近期為主，考慮發(fā)展應根據(jù)工程特點、規(guī)模和發(fā)展規(guī)劃，正確處理近期建設與遠期發(fā)展的關(guān)系，做到遠、近期結(jié)合，以近期為主，適當考慮擴建的可能性。(4).全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧必須從全局出發(fā)，統(tǒng)籌兼顧，按照負荷性質(zhì)、用電容量、工程特點和地區(qū)供電條件等，合理確定設計方案。20:47:16

二.供電工程設計的內(nèi)容供電工程設計包括變（配）電所設計、配電線路設計和電氣照明設計等。(一).變配電所設計無論總降壓變電所或車間變電所，設計的內(nèi)容都基本相同。而高壓配電所設計，則除了沒有主變壓器選擇和變壓器室設計外，其余的設計內(nèi)容也與變電所設計基本相同。變配電所的設計內(nèi)容包括：變配電所負荷計算和無功功率補償，變配電所所址選擇，變電所主變壓器臺數(shù)和容量、型式的確定，變配電所主接線方案的選擇，進出線的選擇，短路計算及開關(guān)設備的選擇，二次回路方案的確定及繼電保護的選擇與整定，防雷保護及接地和接零的設計，變配電所電氣照明的設計等。20:47:16(二).配電線路設計廠區(qū)配電線路設計，包括廠區(qū)高壓供配電線路設計和車間外部低壓配電線路設計。其設計內(nèi)容包括：配電線路路徑及線路結(jié)構(gòu)型式的確定，負荷的計算，導線電纜及配電設備和保護設備的選擇，架空線路桿位的確定及電桿與絕緣子、金具的選擇，防雷保護與接地和接零的設計，需編制設計說明書、設備材料清單及工程概算，繪制廠區(qū)配電線路系統(tǒng)圖和平面圖、電桿總裝圖及其他施工圖紙。車間配電線路設計，包括車間配電線路布線方案的確定、負荷的計算、線路導線及配電設備和保護設備的選擇，線路敷設設計等。最后也需要編制設計說明書、設備材料清單及工程概（預）算，繪制車間配電線路系統(tǒng)圖、平面圖及其他施工圖紙。(三).電氣照明設計工廠電氣照明設計，包括廠區(qū)室外照明設計和車間（建筑）內(nèi)照明設計。內(nèi)容均應包括：照明光源和燈具的選擇，燈具布置方案的確定和照度的計算，照明負荷的計算及導線的布置與選擇，保護和控制設備的選擇等。20:47:16

三.供電工程設計的程序與要求供電工程設計，通常分為擴大初步設計和施工設計兩個階段。大型工程設計，分為初步設計、技術(shù)設計和施工設計三個階段，也有的分為方案設計（或可行性研究）、初步設計和施工設計三個階段。(一).擴大初步設計擴大初步設計的任務，主要是根據(jù)設計任務書的要求，進行負荷的統(tǒng)計計算，確定工廠的需電容量，選擇工廠供電系統(tǒng)的原則性方案及主要設備，提出主要設備材料清單，并編制工程概算，報上級主管部門審批。(1).工廠的總平面圖、各車間（建筑）的土建平、剖面圖。(2).工藝、給水、排水、通風、采暖及動力等工種的用電設備平面布置圖及主要的剖面圖，并附主要用電設備的名稱及有關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)。(3).用電設備對供電可靠性的要求及工藝允許停電的時間。(4).全廠的年產(chǎn)量或年產(chǎn)值及年最大負荷利用小時數(shù)，用以估算全廠的年用電量和最高需電量。20:47:16(5).向當?shù)毓╇娖髽I(yè)收集下列資料：1）可供的電源容量和備用電源容量；2）供電電源的電壓、供電方式、供電電源回路數(shù)、導線或電纜的型號規(guī)格、長度及進廠的方位；3）電力系統(tǒng)的短路容量或供電電源線路首端的開關(guān)斷流容量；4）供電電源首端的繼電保護方式及動作時限整定值，電力系統(tǒng)對工廠進線端繼電保護方式及動作時限配合的要求；5）供電企業(yè)對工廠電腦計量方式的要求及電費計收辦法；6）對工廠功率因數(shù)的要求；7）電源線路廠外部分設計和施工的分工及工廠應負擔的投資費用等。(6).向當?shù)貧庀?、地質(zhì)及建筑安裝等部門收集下列資料1）當?shù)貧鉁財?shù)據(jù)，如年最高溫度、年平均溫度、最熱月平均最高溫度、最