工厂供配电技术课件.pptx
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1、第第1 1章章 绪论绪论工厂供配电技术工厂供配电技术第1章第1页EXIT2023年1月17日内容提要:本章概述供电系统的一些基本知识和基本问题。内容提要:本章概述供电系统的一些基本知识和基本问题。首先简要说明电力系统的构成,介绍发电厂、变配电所、首先简要说明电力系统的构成,介绍发电厂、变配电所、电力网、直流输电和电能用户的基本知识,并介绍了电力电力网、直流输电和电能用户的基本知识,并介绍了电力系统的几种中性点运行方式。其次说明了工厂供电系统的系统的几种中性点运行方式。其次说明了工厂供电系统的构成,各种工厂变配电所的功用。然后重点论述了工厂供构成,各种工厂变配电所的功用。然后重点论述了工厂供电系
2、统中不同设备和线路的供配电电压标准及其电压等级电系统中不同设备和线路的供配电电压标准及其电压等级的选择。最后简要介绍了关系到工厂供电系统质量的电压、的选择。最后简要介绍了关系到工厂供电系统质量的电压、频率和可靠性问题。频率和可靠性问题。1.1 电力系统的基本概念电力系统的基本概念1.2 工厂供配电系统工厂供配电系统1.3 工厂供配电电压工厂供配电电压1.4 供电质量的主要指标供电质量的主要指标小小 结结11电力系统的基本概念电力系统的基本概念 1.1.1 发电厂发电厂1.1.2 变配电所变配电所1.1.3 电力网电力网1.1.4 高压直流输电高压直流输电1.1.5 电能用户电能用户1.1.6
3、电力系统的中性点运行方式电力系统的中性点运行方式11电力系统的基本概念电力系统的基本概念 一切大规模现代化工农业生产、交通运输和人民生一切大规模现代化工农业生产、交通运输和人民生活都需要电能。电能是由发电厂生产,但发电厂往往距活都需要电能。电能是由发电厂生产,但发电厂往往距离城市和工业中心很远,这就需要将电能经过线路输送离城市和工业中心很远,这就需要将电能经过线路输送到城市或工业企业。为了减少输电时的电能损耗,输送到城市或工业企业。为了减少输电时的电能损耗,输送电能时要升压,采用高压输电线路将电能输送给用户,电能时要升压,采用高压输电线路将电能输送给用户,同时为了满足用户对电压的要求,输送到用
4、户之后还要同时为了满足用户对电压的要求,输送到用户之后还要经过降压,而且还要合理地将电能分配到用户或生产车经过降压,而且还要合理地将电能分配到用户或生产车间的各个用电设备。间的各个用电设备。01.01.电力系统的定义:电力系统的定义:为了提高供电的可靠性和经济性,为了提高供电的可靠性和经济性,将各发电厂通过电力网连接起来,并联运行,组成庞大的联合动力将各发电厂通过电力网连接起来,并联运行,组成庞大的联合动力系统。系统。电力系统的构成示意图。如图电力系统的构成示意图。如图1.11.1所示所示11电力系统的基本概念电力系统的基本概念 图图1.1 1.1 电力系统示意图电力系统示意图 02.02.电
5、力的输送:电力的输送:发电机生产的电能,受发电机制造电压的限制,不发电机生产的电能,受发电机制造电压的限制,不能远距离输送。因此,通常使发电机的电压经过升压达能远距离输送。因此,通常使发电机的电压经过升压达220500kV,再通过,再通过超高压远距离输电网送往远离发电厂的城市或工业集中地区,通过那里的区域超高压远距离输电网送往远离发电厂的城市或工业集中地区,通过那里的区域降压变电所将电压降到降压变电所将电压降到35110kV,然后再用,然后再用35110kV的高压输电线路将电的高压输电线路将电能送至工厂降压变电所降至能送至工厂降压变电所降至610kV配电或终端变电所。如图配电或终端变电所。如图
6、1.21.2所示。所示。图图1.2 1.2 从发电厂到用户的送电过程示意图从发电厂到用户的送电过程示意图 11电力系统的基本概念电力系统的基本概念 1 11 11 1发电厂发电厂 11电力系统的基本概念电力系统的基本概念 发电厂是生产电能的工厂。它把其它形式的能源,如煤发电厂是生产电能的工厂。它把其它形式的能源,如煤炭、石油、天然气、水能、原子核能、风能、太阳能、地炭、石油、天然气、水能、原子核能、风能、太阳能、地热、潮汐能等等,通过发电设备转换为电能。我国以火电热、潮汐能等等,通过发电设备转换为电能。我国以火电发电为主,其次是水电和原子能发电。发电为主,其次是水电和原子能发电。电能的生产电能
7、的生产供用电环节供用电环节变压变压输配电输配电使用使用 分讲各环节:分讲各环节:电力系统电力系统火力发电厂火力发电厂水力发电厂水力发电厂原子能发电厂原子能发电厂发电厂发电厂火力发电厂的概念:指用指用煤、油、天然气等为燃料的发电煤、油、天然气等为燃料的发电厂。将燃料燃烧加热锅炉中的水,厂。将燃料燃烧加热锅炉中的水,利用高温高压的水蒸气推动汽轮利用高温高压的水蒸气推动汽轮机,带动与它联轴的发电机发电。机,带动与它联轴的发电机发电。水力发电厂的概念:水力发电厂的概念:是把水的位能和动能转变成电能是把水的位能和动能转变成电能的发电厂。主要可分为堤坝式和的发电厂。主要可分为堤坝式和引水式水力发电厂。引水
8、式水力发电厂。原子能发电厂原子能发电厂又称核电站,又称核电站,是利用核裂变能量转化为热能,是利用核裂变能量转化为热能,再按火力发电厂方式利用再按火力发电厂方式利用原子核原子核反应堆反应堆发电发电。11电力系统的基本概念电力系统的基本概念 1 11 11 1 发电厂的类型发电厂的类型11电力系统的基本概念电力系统的基本概念 1 11 12 2变配电所概述 作用及概念:变电所变电所起着变换电能电压、接受电能与分配电能的作用,是起着变换电能电压、接受电能与分配电能的作用,是联系发电厂和用户的中间环节。如果变电所只用以接受电能和分配电能,则称为联系发电厂和用户的中间环节。如果变电所只用以接受电能和分配
9、电能,则称为配电所配电所。分类:变电所有变电所有升压升压和和降压降压之分。升压变电所多建在发电厂内,把电能升之分。升压变电所多建在发电厂内,把电能升高后,再进行长距离输送。降压变电所多设在用电区域,将高压电适当降低电压高后,再进行长距离输送。降压变电所多设在用电区域,将高压电适当降低电压后,对某地区或用户供电。如下图所示后,对某地区或用户供电。如下图所示 降压变电所降压变电所地区降压变电所地区降压变电所 终端变电所终端变电所 工厂降压变电所工厂降压变电所及车间变电所及车间变电所 地区降压变电所又称为一次变电站。位于一个大用电区或一个大地区降压变电所又称为一次变电站。位于一个大用电区或一个大城市
10、附近,从城市附近,从220kV500kV的超高压输电网或发电厂直接受电,通的超高压输电网或发电厂直接受电,通过变压器把电压降为过变压器把电压降为35110kV,供给该区域的用户或大型工厂用电。,供给该区域的用户或大型工厂用电。终端变电所又称二次变电站,多位于用电的负荷中心,高压侧从终端变电所又称二次变电站,多位于用电的负荷中心,高压侧从地区降压变电所受电,经变压器降到地区降压变电所受电,经变压器降到610 kV,对某个市区或农村城,对某个市区或农村城镇用户供电。镇用户供电。工厂降压变电所又称工厂总降压变电所,与终端变电所类似,它工厂降压变电所又称工厂总降压变电所,与终端变电所类似,它是对企业内
11、部输送电能的中心枢纽。车间变电所接受工厂降压变电所是对企业内部输送电能的中心枢纽。车间变电所接受工厂降压变电所提供的电能,将电压降为提供的电能,将电压降为220/380V,对车间各用电设备直接供电。,对车间各用电设备直接供电。11电力系统的基本概念电力系统的基本概念 1 11 13 3 电电 力力 网网 概念:概念:电力系统电力系统中各级电压的电力线路及与其连接的变电所,中各级电压的电力线路及与其连接的变电所,总称为总称为电力网电力网,简称,简称电网电网。作用:作用:电力网是电力系统的一部分,是输电线路和配电线路的电力网是电力系统的一部分,是输电线路和配电线路的统称,是输送电能和分配电能的通道
12、。统称,是输送电能和分配电能的通道。分类:分类:电网由各种不同电压等级和不同结构类型的线路组成,电网由各种不同电压等级和不同结构类型的线路组成,从电压的高低可将电力网分为从电压的高低可将电力网分为低压网低压网、中压网中压网、高压网高压网和和超高压网超高压网等。等。v 电压在电压在1 1kVkV以下的称低压网;以下的称低压网;v 1 1kVkV到到1010kVkV的称中压网;的称中压网;v 高于高于1010kVkV低于低于330330kVkV的称高压网;的称高压网;v 330 330kVkV及以上的称超高压网。及以上的称超高压网。电网按电压高低和供电范围大小可分为区域电网和地方电电网按电压高低和
13、供电范围大小可分为区域电网和地方电网。区域电网的供电范围大,电压一般在网。区域电网的供电范围大,电压一般在220220kVkV及以上;地方电及以上;地方电网的供电范围小,电压一般为网的供电范围小,电压一般为3535110110kVkV。电网也往往按电压等。电网也往往按电压等级来称呼,如说级来称呼,如说1010kVkV电网或电网或1010kVkV系统,就是指相互连接的整个系统,就是指相互连接的整个1010kVkV电压的电力线路。电压的电力线路。根据供电地区的不同有时也将电网称为城市电网和农电网。根据供电地区的不同有时也将电网称为城市电网和农电网。11电力系统的基本概念电力系统的基本概念 11电力
14、系统的基本概念电力系统的基本概念 1 11 14 4 高压直流输电高压直流输电优点:优点:1 1远距离输电及跨海输电;远距离输电及跨海输电;2 2联接两个不同频率的电网,并可实现定电流控制,限制短路电流。联接两个不同频率的电网,并可实现定电流控制,限制短路电流。11电力系统的基本概念 作用:作用:1 1远距离输电及跨海输电远距离输电及跨海输电 跨海输电及远距离输电容量大,如采用交流输电跨海输电及远距离输电容量大,如采用交流输电的话,由于距离长,线路感抗也将增大,从而限制了的话,由于距离长,线路感抗也将增大,从而限制了输送容量,而且造成运行不稳定。另外,由于交流线输送容量,而且造成运行不稳定。另
15、外,由于交流线路存在分布电抗和对地分布电容,会引起线路电压在路存在分布电抗和对地分布电容,会引起线路电压在很大范围内发生变化,必须投入无功补偿设备,投资很大范围内发生变化,必须投入无功补偿设备,投资增加。若采用直流输电,则不存在此类问题。增加。若采用直流输电,则不存在此类问题。直流输电线路具有架设方便、能耗小、导线截面直流输电线路具有架设方便、能耗小、导线截面可得到充分利用及绝缘强度高等优点,使其更适宜于可得到充分利用及绝缘强度高等优点,使其更适宜于远距离大容量输电。远距离大容量输电。11电力系统的基本概念电力系统的基本概念 2联接两个不同频率的电网,并可实现定电流控制,限制短路电流。直流输电
16、一般由直流输电一般由整流站整流站、直流线路直流线路和和逆变站逆变站三部分组成。在输送功率的过程中,整流站把送端三部分组成。在输送功率的过程中,整流站把送端系统的三相交流电变为直流电,通过直流电路送到用户,再通过逆变站把直流电转变为交流电,系统的三相交流电变为直流电,通过直流电路送到用户,再通过逆变站把直流电转变为交流电,供给用户。供给用户。今天的直流输电是以交流电力系统为基础,在直流输电网的两端是两个换流站和交流系统,如今天的直流输电是以交流电力系统为基础,在直流输电网的两端是两个换流站和交流系统,如图图1.31.3所示。若将电能从交流系统所示。若将电能从交流系统A A输送到交流系统输送到交流
17、系统B B,则,则换流装置换流装置把交流整流成直流把交流整流成直流,通过直流,通过直流电网输送给换流装置电网输送给换流装置,换流装置换流装置再把直流逆变为与交流系统再把直流逆变为与交流系统B B同频率同相位的交流电馈送给交同频率同相位的交流电馈送给交流系统流系统B B。图图1.3 1.3 直流输电直流输电系统结构示意图系统结构示意图 11电力系统的基本概念电力系统的基本概念 1 11 15 5 电电 能能 用用 户户 概概 述述 简述:简述:所有的用电单位均称为电能用户,其中主要是工业企业。我所有的用电单位均称为电能用户,其中主要是工业企业。我国工业企业用电占全年总发电量的国工业企业用电占全年
18、总发电量的60%60%以上,是最大的电能用户。以上,是最大的电能用户。工业企业的电力负荷种类多,容量相差悬殊,运行特征也是各种各样。工业企业的电力负荷种类多,容量相差悬殊,运行特征也是各种各样。用电设备的这些不同特征关系到供电技术措施的确定。用电设备的这些不同特征关系到供电技术措施的确定。工厂内广泛使用的空压机、通风机、水泵、破碎机、球磨机、搅拌机、工厂内广泛使用的空压机、通风机、水泵、破碎机、球磨机、搅拌机、制氧机以及润滑油泵等机械的拖动电动机,不论其功率大小(从不足制氧机以及润滑油泵等机械的拖动电动机,不论其功率大小(从不足1 1kW到几千到几千kW)及电压高低(从)及电压高低(从3803
19、80V V到到1010kVkV),一律为三相交流电动机,它),一律为三相交流电动机,它们都是恒速持续运行工作的用电设备。这些设备在正常运行时,负荷基本们都是恒速持续运行工作的用电设备。这些设备在正常运行时,负荷基本上均匀而且三相对称,功率因数也很稳定,一般可达上均匀而且三相对称,功率因数也很稳定,一般可达0.80.80.850.85。11电力系统的基本概念电力系统的基本概念 q 烧结机、连续铸管机、卷取机、回转窑等设备要增加变流烧结机、连续铸管机、卷取机、回转窑等设备要增加变流环节,而且功率因数也会降低。环节,而且功率因数也会降低。q 提升机、高炉卷扬机、各种轧钢机以及工厂大量使用的各提升机、
20、高炉卷扬机、各种轧钢机以及工厂大量使用的各类吊车、起重机等的拖动电机,呈周期性工作,其负荷时刻类吊车、起重机等的拖动电机,呈周期性工作,其负荷时刻变化,经常处于低负载状态,功率因数也偏低,一般在变化,经常处于低负载状态,功率因数也偏低,一般在0.50.50.60.6以下。以下。q 工业用电炉在精炼期间,三相负荷均匀对称工业用电炉在精炼期间,三相负荷均匀对称 ,起始熔炼期,起始熔炼期间,电流可达其额定值的间,电流可达其额定值的3.03.03.53.5倍,以致引起很大的网路电倍,以致引起很大的网路电压波动压波动 。q 电解设备工作时负荷均匀稳定,功率因数较低高(电解设备工作时负荷均匀稳定,功率因数
21、较低高(0.80.80.90.9),且不允许停电),且不允许停电 。q 电焊设备工作时负荷情况不匀称,功率因数很低。电焊设备工作时负荷情况不匀称,功率因数很低。q 工厂的照明设备功率因数很高,通常为工厂的照明设备功率因数很高,通常为0.950.951.01.0。11电力系统的基本概念电力系统的基本概念 1 11 16 6电力系统的中性点运行方式电力系统的中性点运行方式 (三大系三大系统)统)在电力系统中,当变压器或发电机的三相绕组为星形联结时,其中性点可在电力系统中,当变压器或发电机的三相绕组为星形联结时,其中性点可有两种运行方式:有两种运行方式:中性点接地中性点接地和和中性点不接地中性点不接
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