工廠供電相關(guān)知識培訓課件.ppt

工廠供電 模塊一工廠供電基礎(chǔ)知識 1 工廠供電系統(tǒng)基本知識 主要內(nèi)容 電壓 電能質(zhì)量 中性點運行方式 低壓配電系統(tǒng)的接地型式 供電系統(tǒng) 發(fā)電廠 電力系統(tǒng)及自備電源 工廠供電基礎(chǔ)知識 第一節(jié)工廠供電的意義 要求及課程任務(wù) 1 工廠供電 plantpowersupply 是指工廠所需電能的供應和分配 亦稱工廠配電 2 重要性 生產(chǎn)自動化后增加產(chǎn)量 提高質(zhì)量 減輕勞動強度 供電中斷 會引起設(shè)備損壞 可能發(fā)生人身事故 3 基本要求 安全 可靠 優(yōu)質(zhì) 經(jīng)濟 4 本課程的主要任務(wù)對中小型工廠的供電系統(tǒng)及電氣照明進行操作 維護 設(shè)計 計算 第二節(jié)工廠供電系統(tǒng) 發(fā)電廠 電力系統(tǒng)及自備電源 一 工廠供電系統(tǒng)概況 1 大型工廠總降壓變電所 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(shè)備所需的電壓 2 1 中型工廠供電系統(tǒng)簡圖 一根線表示三相線路 高壓配電所有兩條lOkV的電源進線 分別接在高壓配電所的兩段母線上 形成單母線分段制 一條電源進線供電 另一條電源進線作為備用 2 中型工廠供電系統(tǒng)的平面布線示意圖 3 高壓深入負荷中心的供電系統(tǒng) 高壓深入負荷中心的直配方式 可以省去一級中間變壓 簡化了供電系統(tǒng)接線 節(jié)約投資和有色金屬 降低了電能損耗和電壓損耗 提高了供電質(zhì)量 然而這要根據(jù)廠區(qū)的環(huán)境條件是否滿足35kV架空線路深入負荷中心的 安全走廊 要求而定 否則不宜采用 4 只設(shè)一個降壓變電所的供電系統(tǒng) 對于小型工廠 由于所需容量一般不大于1000kVA或稍多一些 如果工廠所需容量不大于160kVA時 一般直接由公共低壓電網(wǎng)供電 a 一臺主變b 兩臺主變 經(jīng)過分析可知 配電所的任務(wù)是 接受電能和分配電能 不改變電壓 而變電所的任務(wù)是 接受電能 變換電壓和分配電能 5 直接從低壓電網(wǎng)獲電的供電系統(tǒng) 第二節(jié)工廠供電系統(tǒng) 發(fā)電廠 電力系統(tǒng)及自備電源 二 工廠供電系統(tǒng)電源簡介 1 發(fā)電廠 發(fā)電站 將自然界蘊藏的各種一次能源轉(zhuǎn)換為電能 二次能源 的工廠 種類 水力 火力 核能 風力 地熱及太陽能發(fā)電廠 2 電力系統(tǒng) powersystem 送電過程 發(fā)電機 升壓 高壓輸電線路 降壓 配電 電力系統(tǒng) 由各級電壓的電力線路將發(fā)電廠 變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個發(fā)電 輸電 變電 配電和用電的整體 電網(wǎng) 電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所 稱為電力網(wǎng)或電網(wǎng) 電網(wǎng)以電壓等級來區(qū)分 例如lOkV電網(wǎng) 如圖所示電力系統(tǒng)簡圖 3 工廠自備電源 對于工廠的重要負荷 一般要求在正常供電電源之外 設(shè)置應急自備電源 1 柴油發(fā)電機組自備電源 操作簡便 起動迅速 效率較高 2 交流不停電電源 UPS 如圖所示 由整流器 UR 逆變器 uV 和蓄電池組 GB 等三部分組成 四 國內(nèi)電力負荷簡介工廠的電力負荷 根據(jù)其對供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響的程度分為三級 1 一級負荷這類負荷若供電突然中斷將造成對人員的生命危害 或造成重大設(shè)備損壞且難以修復 或打亂復雜的生產(chǎn)過程并使大量產(chǎn)品報廢 給國民經(jīng)濟帶來極大損失 例如冶金企業(yè)的爐體冷卻水泵 澆鑄車間 連續(xù)軋鋼生產(chǎn)線 礦山企業(yè)的主排水泵 主扇風機 化工企業(yè)的反應爐 建材行業(yè)的水泥回轉(zhuǎn)窯 醫(yī)院以及國家重要的鐵路樞紐 通信樞紐 國防設(shè)施等 均屬于一級負荷 1 電力負荷分級的根據(jù)是 A 對供電可靠性的要求B 中斷供電在政治經(jīng)濟上所造成的損失程度C 引起火災的可能性D 安全性能要求 3 為一級負荷 A 重要交通樞紐B 重要賓館C 大型體育場館D 商場 2 二級負荷這類負荷若突然斷電 將造成生產(chǎn)設(shè)備局部損壞 或生產(chǎn)流程紊亂且恢復較困難 企業(yè)內(nèi)部運輸停頓 或出現(xiàn)大量廢品或大量減產(chǎn) 因而在經(jīng)濟上造成較大的損失 這類負荷一般允許短時停電幾分鐘 它在工業(yè)企業(yè)中占的比例最大 3 三級負荷三級負荷為一般的電力負荷 2負荷供電要求1 一級負荷對供電電源的要求應由兩個獨立電源供電 當一個電源發(fā)生故障時 另一個電源應不致同時受到損壞 獨立電源是指不受其它電源的影響與干擾的電源 具備下列兩個條件的發(fā)電廠或變電所的不同母線段均屬獨立電源 每段母線的電源來自不同的發(fā)電機 且以后的輸 變 配電各環(huán)節(jié)叉均為分列運行 母線段之間無聯(lián)系 或雖有聯(lián)系但當其中一段母線發(fā)生故障時 能自動斷開聯(lián)系 不影響其余母線段繼續(xù)供電 特殊重要的一級負荷通常稱為保安負荷 對保安負荷必須備有應急使用的可靠電源 常用的應急電源有 獨立于正常電源的發(fā)電機組 干電池 蓄電池 供電系統(tǒng)中有效地獨立于正常電源的專門供電線路 2 二級負荷對供電電源的要求要求做到當發(fā)生供電變壓器故障時不致中斷供電 或中斷后能迅速恢復供電 二級負荷應由兩回線路供電 兩回線路應盡可能引自不同的變壓器或母線段 當取得兩回線路確有困難時 允許由一回專用架空線路供電 3 三級負荷對供電電源的要求對供電電源無特殊要求 允許較長時間停電 可用單回線路供電 8 下列表述正確的是 A 二級負荷的供電系統(tǒng) 不宜由兩回線路供電B 一級負荷應由兩個電源供電 當一個電源發(fā)生故障時 另一個電源不應同時受到損壞C 一類高層建筑應按二級負荷要求供電 二類高層建筑應按三級負荷要求供電D 應急電源與工作電源之間 必須采取可靠措施防止并列運行 在大型工業(yè)企業(yè)中 一 二級負荷約占總負荷的60 以上 因此即使是短時停電所造成的損失也是很大的 此外 各級負荷不能孤立地看待 一個企業(yè)中只要有一個一級負荷 則該企業(yè)的總降壓變電所對于上級供電部門來說就是一級負荷 在掌握了負荷分級及其對供電的要求后 在設(shè)計新建企業(yè)的供電系統(tǒng)時可以根據(jù)實際情況來進行方案的擬定和分析比較 使確定的供電方案在技術(shù)經(jīng)濟上最合理 工廠供電 模塊一工廠供電基礎(chǔ)知識 2 電力系統(tǒng)的電壓與與電能質(zhì)量 主要內(nèi)容 電壓偏差與電壓調(diào)整 中性點運行方式 低壓配電系統(tǒng)的接地型式 供電系統(tǒng) 發(fā)電廠 電力系統(tǒng)及自備電源 三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓 為何要確定額定電壓 電網(wǎng) 線路 的額定電壓只能使用國家規(guī)定的額定電壓 它是確定各類電氣設(shè)備額定電壓的基本依據(jù) 標準化 避免電壓等級數(shù)量的無限制擴大 導致互聯(lián)困難 最佳的技術(shù)經(jīng)濟性能 電力設(shè)備需要在額定電壓下進行優(yōu)化設(shè)計 制造和使用 第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量 一 三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓 我國電網(wǎng)額定電壓等級 1 電網(wǎng) 線路 的額定電壓根據(jù)需要 水平 技術(shù) 經(jīng)濟分析后確定2 用電設(shè)備的額定電壓如圖所示 用電設(shè)備的額定電壓規(guī)定與同級電網(wǎng)的額定電壓相同 3 發(fā)電機的額定電壓高于同級電網(wǎng)電壓5 4 電力變壓器的額定電壓 一次繞組 規(guī)定變壓器接受功率的一側(cè) 相當用電設(shè)備二次繞組 規(guī)定變壓器輸出功率的一側(cè) 相當電源一次繞組的額定電壓 1 當變壓器T1直接與發(fā)電機相聯(lián)時 額定電壓 發(fā)電機額定電壓 2 當變壓器不與發(fā)電機相聯(lián)額定電壓 電網(wǎng)額定電壓 電力變壓器的額定電壓 二次繞組的額定電壓 1 當變壓器不與用戶相連時變壓器額定電壓比相聯(lián)電網(wǎng)額定電壓高10 其中5 是用于補償變壓器滿負荷運行時繞組內(nèi)部的約5 的電壓降 另外5 用以補償線路上的電壓損耗 2 當變壓器與用戶相連時變壓器額定電壓比相聯(lián)電網(wǎng)額定電壓高5 僅考慮補償變壓器滿負荷運行時繞組內(nèi)部5 的電壓降 例題1 例題2 作業(yè)1 作業(yè)2 書25頁 試確定圖1 24所示供電系統(tǒng)中發(fā)電機和所有變壓器的額定電壓 5 電壓高低的劃分 行業(yè)要求不同劃分不同 一般以1140V為高低壓區(qū)分點 線路電壓與容量 距離的關(guān)系 二 電壓偏差與電壓調(diào)整 1 電壓偏差的概念 設(shè)備瞬間端電壓U與設(shè)備額定電壓UN之差對額定電壓UN的百分值 即 2 電壓偏差對設(shè)備的影響 感應電動機 同步電動機 電光源等 3 電壓調(diào)整的措施 調(diào)壓型變壓器 減少系統(tǒng)阻抗 改變系統(tǒng)運行方式 三相負荷均衡 無功功率補償 允許的電壓偏差 三 衡量電能質(zhì)量的兩個基本參數(shù) 規(guī)定 頻率偏差正負0 2Hz 電壓偏差正負5 電力系統(tǒng)頻率的允許偏差 2 電壓波動的產(chǎn)生與危害產(chǎn)生 負荷劇烈變化引起沖擊負荷 如電機起動 電焊機 電弧爐 軋鋼機 危害 使得設(shè)備無法正常工作 3 電壓波動的抑制措施專用線路或?qū)Ｓ米儔浩鞴╇?減少系統(tǒng)阻抗 減小引起波動的負荷 高電壓等級 大容量供電 裝設(shè)吸收無功裝置 1 含義 電壓波動是指電網(wǎng)電壓有效值 方均根值 的連續(xù)快速變動 即 四 電壓波動及其抑制 作業(yè)3 書25頁某廠有若干車間變電所 互有低壓聯(lián)絡(luò)線相連 其中某一車間變電所裝有一臺無載調(diào)壓型配電變壓器 其高壓繞組有 5 0 5 三個電壓分接頭 現(xiàn)調(diào)在主接頭 0 的位置 即U1N 運行 但是白天生產(chǎn)時 低壓母線電壓只有360V 額定電壓為380V 而晚上不生產(chǎn)時 低壓母線電壓又高達415V 試問此變電所低壓母線晝夜電壓偏差范圍 為多少 宜采取哪些改善措施 五 電網(wǎng)諧波及其危害 含義 對周期性非正弦交流量進行傅里葉級數(shù)分解所得到的大于基波頻率 50Hz 整數(shù)倍的各次分量 通常稱為高次諧波 電路中非線性元件造成 危害 使變壓器及電動機的鐵心損耗明顯增加 電動機轉(zhuǎn)子發(fā)生振動現(xiàn)象 電力系統(tǒng)發(fā)生電壓諧振 對附近的通信設(shè)備和通信線路產(chǎn)生信號干擾 六 工廠供配電電壓的選擇 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(shè)備的電壓 容量和供電距離等因素 在同一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 工廠供電 模塊一工廠供電基礎(chǔ)知識 3 中性點的運行方式及低壓配電系統(tǒng)接地型式 主要內(nèi)容 中性點經(jīng)消弧線圈接地 中性點直接接地或低阻接地的電力系統(tǒng) 低壓配電系統(tǒng)的TT TN IT接地型式 中性點不接地的電力系統(tǒng)特點 第四節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式 為什么要考慮電力系統(tǒng)的中性點 三相電動機額定電流計算公式 中的電壓Ue是指 A 相電壓B 線電壓C 相電壓或線電壓在6 10kV中性點不接地系統(tǒng)中 發(fā)生單相接地時 非故障相的相電壓將 C A 升高一倍 B 升高不明顯 C 升高1 73倍 D 升高兩倍 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)正常運行時 消弧線圈是否帶有電壓 發(fā)電機中性點帶消弧線圈運行 停送電先拉開還是先閉合中性點刀閘 電力變壓器中性點不接地會怎么樣 4 中性點的運行方式及接地點的選擇主要取決于單相接地時電氣設(shè)備絕緣要求及對供電可靠性要求 供電可靠性絕緣投資與運行維護費用對繼電保護的影響對通信的影響 答案 他們的含義分述如下 1 中性點是指發(fā)電機或變壓器的三相電源繞組連成星形時三相繞組的公共點 2分 2 零點是指接地的中性點 1分 3 中性線是指從中性點引出的導線 1分 4 零線是指從零點引出的導線 1分 簡述中性點 零點 中性線 零線的含義 5分 作業(yè)4 某10kV電網(wǎng) 架空線路總長度40km 電纜線路總長度23km 試求次中性點不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地時的接地電容電流 并判斷此系統(tǒng)的中性點需不需要改為經(jīng)消弧線圈接地 4 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 保護中性線PEN 低壓配電系統(tǒng)按接地型式 分為TN系統(tǒng) TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng) 中性線 N線 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(shè)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線 的功能 它是用來保障人身安全 防止發(fā)生觸電事故用的接地線 系統(tǒng)中所有設(shè)備的外露可導電部分 指正常不帶電壓但故障情況下可能帶電壓的易被觸及的導電部分 例如設(shè)備的金屬外殼 金屬構(gòu)架等 通過保護線接地 可在設(shè)備發(fā)生接地故障時減少觸電危險 保護中性線 PEN線 的功能 它兼有中性線 N線 和保護線 PE線 的功能 這種保護中性線在我國通稱為 零線 俗稱 地線 1 TN系統(tǒng) TN系統(tǒng) 中性點直接接地 所有設(shè)備的外露可導電部分