工厂供电讲义演示文稿

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。
• 2． 电力网
• 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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• 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。
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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。
走别人的路让、别人无路可走
• 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。
图1.3 电力变压器的额定说明
• 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。
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第二类额定电压为100 V以上、1000 V以下，如127
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。 1） 电网(电力线路)的额定电压(rated voltage)
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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1.1所示。
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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。
2 、工厂电力负荷的计算
• 2.1 计算负荷及设备容量 • • 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
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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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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 1.2所示为电力系统及动力系统示意图。
图1.2 电力系统及动力系源转换为电能的工
厂。根据一次能源的来源不同，有火力发
• 1.5 工厂供电系统的质量指标 • • 1． 电压的质量要求 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：
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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． 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。
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。
• 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。
V、 220 V、380 V、600 V等，主要用作低压动力电源 和照明电源。
• 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。
• 3． 用户
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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。
• 1.3 电力系统的电压 • • • 1. 三相交流电网和电力设备的额定电压
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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。
• （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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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。
• 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。 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。
表1.1 我国交流电力网和电气设备的额定电压
分类 低压 电网和用电设备 电压/KV 0.38 0.66 3 6 10 — 35 66 110 220 330 500 750 发电机额定 电压/KV 0.40 0.69 3.15 6.3 10.5 13.8, 15.75, 18,20,22,24,26 电力变压器额定电压/KV 一次绕组 0.38 0.66 3 及 3.15 6 及 6.3 10 及 10.5 13.8, 15.75, 18,20,22,24,26 35 66 110 220 330 500 750 二次绕组 0.40 0.69 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11 — 38.5 72.6 121 242 363 550 820
• 1.4 工厂供电系统配电电压的选择 • • 1． 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。
• 2. 设备容量的确定 • 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。
高压
• 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。 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。