1、工厂供配电技术工厂供配电技术工厂供配电技术工厂供配电技术工厂供配电技术工厂供配电技术 一、一、概论概论工厂供配电技术工厂供配电技术 内容提要：本章概述工厂供电有关的基本知识和基本问题。首先扼要说明工厂供电的意义、要求及本课程的任务，然后简介典型的各类工厂供电系统及发电机、电力系统和工厂自备电源的基本知识，接着重点讲述电力系统的电压和电能质量问题，最后讲述电力系统的中性点运行方式及低压配电系统的接地方式。概概 论论s工厂供配电技术工厂供配电技术绪论绪论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
2、质量的主要指标小小 结结工厂供配电技术工厂供配电技术1.1 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 电力系统的中性点运行方式电力系统的中性点运行方式工厂供配电技术工厂供配电技术1.1 电力系统的基本概念 一切大规模现代化工农业生产、交通运输和人民生活都需要电能。电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，但发电厂往往距离城市和工业中心很远，这就需要将能是由发电厂生产，但发电厂往往距离城市和工业中心很远，这就需要
3、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，输送到用户之后还要经过降压，而且还要合理地将电能分对电压的要求，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间的各个用电设备。配到用户或生产车间的各个用电设备。工厂供配电技术工厂供配电技术 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，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
4、来，并联运行，组成庞大的联合电力系统。将各种类型发电厂中的发电机、升并联运行，组成庞大的联合电力系统。将各种类型发电厂中的发电机、升压降压变压器、输电线路以及各种用电设备组联系在一起构成的统一的整压降压变压器、输电线路以及各种用电设备组联系在一起构成的统一的整体就是体就是电力系统电力系统，用以实现完整的，用以实现完整的发电发电、输电输电、变电变电、配电配电和和用电用电，图，图1.11.1为电力系统的示意图。为电力系统的示意图。1.1 电力系统的基本概念 工厂供配电技术工厂供配电技术图图1.1 1.1 电力系统示意图电力系统示意图 工厂供配电技术工厂供配电技术 发电厂生产的电能，受发电机制造电压
5、（发电厂生产的电能，受发电机制造电压（6.36.32020kV）的限制，不能远距离输送。的限制，不能远距离输送。通常将发电机的电压经过升压至通常将发电机的电压经过升压至220500kV，通过超高压远距离输电网送往远离发电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，再经区域降压变电所将电压降到厂的城市或工业集中地区，再经区域降压变电所将电压降到35110kV，然后再经然后再经35110kV的高压供电线路将电能送至工厂，并经工厂总降压变电所降至的高压供电线路将电能送至工厂，并经工厂总降压变电所降至610kV，配电至配电至车间或终端变电所，车间变电所将电压降至车间或终端变电所，车间变电
6、所将电压降至380/220V 配电给用电设备。配电给用电设备。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 1.1 电力系统的基本概念 工厂供配电技术工厂供配电技术1.1.1 1.1.1 发电厂发电厂 1.1 电力系统的基本概念 发电厂发电厂是是生产电能生产电能的工厂。它把其它形式的能源，如煤炭、石油、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、地热、潮汐能等等，通过天然气、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。我国以火电发电为主，其次是水电和原子能发发电设备转换为电能。我国以火电发电为主
7、，其次是水电和原子能发电。电。供用电环节供用电环节电能的生产电能的生产变压变压输配电输配电使用使用工厂供配电技术工厂供配电技术1.1 电力系统的基本概念 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 火力发电厂是指用煤、火力发电厂是指用煤、火力发电厂是指用煤、火力发电厂是指用煤、油、天然气等为燃料的发油、天然气等为燃料的发油、天然气等为燃料的发油、天然气等为燃料的发电厂。将燃料燃烧加热锅电厂。将燃料燃烧加热锅电厂。将燃料燃烧加热锅电厂。将燃料燃烧加热锅炉中的水，利用高温高压炉中的水，利用高温高压炉中的水，利用高温高压炉中的水，利用高温高压的水蒸气推动汽轮机
8、，带的水蒸气推动汽轮机，带的水蒸气推动汽轮机，带的水蒸气推动汽轮机，带动与它联轴的发电机发电。动与它联轴的发电机发电。动与它联轴的发电机发电。动与它联轴的发电机发电。水力发电厂是把水的水力发电厂是把水的水力发电厂是把水的水力发电厂是把水的位能和动能转变成电能的位能和动能转变成电能的位能和动能转变成电能的位能和动能转变成电能的发电厂。主要可分为堤坝发电厂。主要可分为堤坝发电厂。主要可分为堤坝发电厂。主要可分为堤坝式和引水式水力发电厂。式和引水式水力发电厂。式和引水式水力发电厂。式和引水式水力发电厂。原子能发电厂又称核电原子能发电厂又称核电原子能发电厂又称核电原子能发电厂又称核电站，是利用核裂变能
9、量转化站，是利用核裂变能量转化站，是利用核裂变能量转化站，是利用核裂变能量转化为热能，再按火力发电厂方为热能，再按火力发电厂方为热能，再按火力发电厂方为热能，再按火力发电厂方式利用原子核反应堆发电。式利用原子核反应堆发电。式利用原子核反应堆发电。式利用原子核反应堆发电。1.1.1 1.1.1 发电厂发电厂 工厂供配电技术工厂供配电技术1.1 电力系统的基本概念 1.1.2 1.1.2 变配电所变配电所 变变电电所所起起着着变变换换电电能能电电压压、接接受受电电能能与与分分配配电电能能的的作作用用，是是联联系系发发电电厂厂和和用用户户的的中中间间环环节节。如如果果变变电电所所只只用用以以接接受受
10、电电能能和和分分配配电电能能，则则称称为为配配电所。电所。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，把电能升高之分。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，将高压适当降低后，后，再进行长距离输送。降压变电所多设在用电区域，将高压适当降低后，对某地区或用户供电。对某地区或用户供电。降压变电所降压变电所地区降压变电所 终端变电所 工厂降压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附近，从或一个大城市附近，从220kV500kV的超高压输电网或发
11、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电厂直接受电，通过变压器把电压降为35110kV，供给该供给该区域的用户或大型工厂用电。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，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，经变压器降到高压侧从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镇用户供电。对某个市区或农村城镇用户供电。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，它是对企业内部输送电能的中心枢纽。车间变电所类似，它是对企业内部输送电能的中心枢纽
12、。车间变电所接受工厂降压变电所提供的电能，将电压降为接受工厂降压变电所提供的电能，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。工厂供配电技术工厂供配电技术1.1 电力系统的基本概念 1.1.3 1.1.3 电力网电力网 电电力力系系统统中中各各级级电电压压的的电电力力线线路路及及与与其其连连接接的的变变电电所所，总总称称为为电电力力网网，简简称称电网电网。电电力力网网是是电电力力系系统统的的一一部部分分，是是输输电电线线路路和和配配电电线线路路的的统统称称，是是输输送送电电能能和分配电能的通道和分配电能的通道。电网由各种不同电压等级和不同结构类型的线路组成，
13、从电压的高低可将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电力网分为低压网、中压网、高压网和超高压网低压网、中压网、高压网和超高压网等。等。v 电压在电压在1 1kVkV以下的称以下的称低压网低压网；v 1 1kVkV到到1010kVkV的称的称中压网中压网；v 高于高于1010kVkV低于低于330330kVkV的称的称高压网高压网；v 330 330kVkV及以上的称及以上的称超高压网超高压网。工厂供配电技术工厂供配电技术 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网。区域电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网。区域电网的供电范围大
14、，电压一般在的供电范围大，电压一般在220220kVkV及以上；地方电网的供电范围小，电压一般及以上；地方电网的供电范围小，电压一般为为3535110110kVkV。电网也往往按电压等级来分类，如说电网也往往按电压等级来分类，如说1010kVkV电网或电网或1010kVkV系统，就系统，就是指相互连接的整个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。1.1 电力系统的基本概念 1.1.3 1.1.3 电力网电力网 工厂供配电技术工厂供配电技术1.1 电力系统的基本概念
15、1.1.4 1.1.4 高压直流输电高压直流输电 1远距离输电及跨海输电（海底电缆）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。3、高压直流输电（HVDC），是利用稳定的直流电具有无感抗，容抗也不起作用，无同步问题等优点而采用的大功率远距离直流输电。工厂供配电技术工厂供配电技术1.1 电力系统的基本概念 1.1.4 1.1.4 高压直流输电高压直流输电 1.1.远距离输电及跨海输电远距离输电及跨海输电 跨跨海海输输电电及及远远距距离离输输电电容容量量大大，如如采采用用交交流流输输电电，由由于于距距离离远远，线线路路感感抗抗大大，从从而而限限制制了了输输送送容容量量，而而且且系系
16、统统运运行行不不稳稳定定；另另外外，由由于于交交流流线线路路存存在在分分布布电电抗抗和和对对地地分分布布电电容容，会会引引起起线线路路电电压压在在很很大大范范围围内内发发生生变变化化，必必须须投投入入无无功功补补偿偿设设备备，使使投投资资增增加。若采用直流输电，则不存在此类问题。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、导线截面可得到充分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，使其更适宜于远距离大容量输电。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。世世界上第一条商业化的界上第一条商业化的高压直流输电线路高压直流输电线路1954年诞生于年诞生于瑞典瑞典，用于，用于连接连接瑞典瑞典本土和本土和哥特哥特兰岛。兰岛。工厂供配电技术工厂供配电技术1.1.4 高压直流输电高压直流输电 直流输电技术的主要优点是不增加系统的短路容量便于实现两大电力系统的非同期联网运行和直流输电技术的主要优点是不增加系统的短路容量便于实现两大电力系统的非同期联网运行和不同频率的电力系统的联网不同频率的电力系统的联网;利用直流系统的功率调制能提
