工廠(chǎng)供電技術(shù)，共50課時(shí)，是第一章的介紹。本章主要內(nèi)容有：工廠(chǎng)供電、供電系統(tǒng)、發(fā)電廠(chǎng)、電力系統(tǒng)及自備電源、電壓、電能質(zhì)量、中性點(diǎn)運(yùn)行方式、低壓配電系統(tǒng)接地方式的基本知識(shí)，工廠(chǎng)供電第一節(jié)的含義、要求和課程任務(wù)，1。plantpowersupply:指工廠(chǎng)所需電力的供應(yīng)和分配，也稱(chēng)為工廠(chǎng)配電。重要性：生產(chǎn)自動(dòng)化后，增加產(chǎn)量，提高質(zhì)量，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。供電中斷將導(dǎo)致設(shè)備損壞和可能的人身事故?；疽螅喊踩⒖煽?、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)。本課程的主要任務(wù)是操作、維護(hù)、設(shè)計(jì)和計(jì)算中小型工廠(chǎng)的供電系統(tǒng)和電氣照明。在第二節(jié)，工廠(chǎng)供電系統(tǒng)，發(fā)電廠(chǎng)，電力系統(tǒng)和自備電源，1。工廠(chǎng)供電系統(tǒng)概況，1。中型工廠(chǎng)供電系統(tǒng)示意圖：一條線(xiàn)代表三相線(xiàn)，高壓配電的兩條lOkV供電進(jìn)線(xiàn)分別接至高壓配電站的兩段母線(xiàn)，形成單母線(xiàn)分段系統(tǒng)。一條電源進(jìn)線(xiàn)供電，另一條電源進(jìn)線(xiàn)作為備用。2、中型廠(chǎng)供電系統(tǒng)布置圖，3、大型廠(chǎng)總降壓變電所，供電進(jìn)線(xiàn)35kV及以上，經(jīng)過(guò)兩次降壓，即通過(guò)總降壓變電所，35KV及以上電壓降至6 10 kv電壓，然后車(chē)間變電所降至一般低壓電力設(shè)備所需電壓。高壓進(jìn)負(fù)荷中心的供電系統(tǒng)和高壓進(jìn)負(fù)荷中心的直接配電方式，可以省去一級(jí)中間變壓器，簡(jiǎn)化供電系統(tǒng)的接線(xiàn)，節(jié)約投資和有色金屬，降低電能損耗和電壓損耗，提高供電質(zhì)量。然而，這取決于工廠(chǎng)的環(huán)境條件是否滿(mǎn)足35kV架空線(xiàn)路穿入負(fù)荷中心的“安全走廊”要求，否則不適合使用。5、只設(shè)置一個(gè)降壓變電站供電系統(tǒng)，用于小型工廠(chǎng)，因?yàn)樗枞萘恳话悴怀^(guò)1000千伏安或稍多一些，如果工廠(chǎng)所需容量不超過(guò)160千伏安，一般由公共低壓電網(wǎng)直接供電。a)一個(gè)主變壓器b)兩個(gè)主變壓器經(jīng)過(guò)分析可以看出，配電站的任務(wù)是在不改變電壓的情況下接收和分配電能。變電站的任務(wù)是接收電能、轉(zhuǎn)換電壓和分配電能。發(fā)電廠(chǎng)和電力系統(tǒng)。發(fā)電廠(chǎng)(發(fā)電站):將自然界中的各種一次能源轉(zhuǎn)化為電能(二次能源)的工廠(chǎng)。類(lèi)型：水力、熱力、核能、風(fēng)力、地?zé)岷吞?yáng)能發(fā)電廠(chǎng)。電力系統(tǒng)：輸電過(guò)程：發(fā)電機(jī)升壓高壓輸電線(xiàn)路降壓配電。電力系統(tǒng)：將發(fā)電廠(chǎng)、變電站和電力用戶(hù)與各種電壓的電力線(xiàn)連接起來(lái)的發(fā)電、輸電、變壓、配電和利用的整體。電網(wǎng)：電力系統(tǒng)中各級(jí)電壓的電力線(xiàn)及其相關(guān)的變電站稱(chēng)為電網(wǎng)或電網(wǎng)。電網(wǎng)按電壓等級(jí)區(qū)分，如lOkV電網(wǎng)。如電力系統(tǒng)圖所示，3、工廠(chǎng)自備電源，對(duì)于工廠(chǎng)的重要負(fù)荷，一般要求除正常電源外，設(shè)置應(yīng)急自備電源。1。柴油發(fā)電機(jī)組自備電源：操作簡(jiǎn)單，啟動(dòng)迅速，效率高。2.交流不間斷電源：如圖所示，它由整流器、逆變器和電池組組成。第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓和電能質(zhì)量，測(cè)量電能質(zhì)量的兩個(gè)基本參數(shù)：規(guī)定：頻率偏差0.2赫茲電壓偏差5%，電壓偏差是指電氣設(shè)備的端電壓與其額定電壓之差。一、單相和三相交流電網(wǎng)及電力設(shè)備的額定電壓，1。電網(wǎng)(線(xiàn)路)的額定電壓根據(jù)需要、水平、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)分析確定。2.這二次繞組額定電壓：變壓器二次側(cè)電源線(xiàn)較長(zhǎng)。如果是大型高壓電網(wǎng)，其二次繞組的額定電壓應(yīng)比相關(guān)電網(wǎng)高10%,其中5%用于補(bǔ)償變壓器滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)繞組內(nèi)部約5%的電壓降，另5%用于補(bǔ)償線(xiàn)路上的電壓損失。如果次級(jí)側(cè)的電源線(xiàn)不長(zhǎng)，當(dāng)直接向高低壓電力設(shè)備供電時(shí)，在補(bǔ)償變壓器滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行期間，僅考慮繞組內(nèi)5%的電壓降。4。電力變壓器的額定電壓，5。電壓等級(jí)和電壓等級(jí)的劃分。工業(yè)需要不同的分工。高低壓分界點(diǎn)一般取1140伏。2.電壓偏差和電壓調(diào)整。1.電壓偏差的概念。1.設(shè)備端電壓U與設(shè)備額定電壓UN之差引起的額定電壓UN的百分比值，即2。電壓偏差對(duì)設(shè)備、感應(yīng)電機(jī)、同步電機(jī)、電光源等的影響。3.調(diào)壓措施、調(diào)壓變壓器、降低系統(tǒng)阻抗、改變系統(tǒng)運(yùn)行方式、三相負(fù)荷平衡和無(wú)功補(bǔ)償。電壓波動(dòng)及其抑制。含義：電壓波動(dòng)是指電網(wǎng)電壓有效值(平方根值)的連續(xù)快速變化，即，2。電壓波動(dòng)的產(chǎn)生及危害：嚴(yán)重負(fù)荷變化引起的沖擊負(fù)荷，如電機(jī)啟動(dòng)、電焊機(jī)、電弧爐、軋機(jī)等。危險(xiǎn)：使設(shè)備無(wú)法正常工作。抑制電壓波動(dòng)的措施特殊線(xiàn)路或特殊變壓器供電，降低系統(tǒng)阻抗，減少引起波動(dòng)的負(fù)荷，高電壓等級(jí)，大容量供電，安裝無(wú)功功率吸收裝置。第四，電網(wǎng)諧波及其危害，含義：周期性非正弦交流電的傅里葉級(jí)數(shù)分解產(chǎn)生的分量大于基頻(50Hz)的整數(shù)倍，通常稱(chēng)為高次諧波。(由電路中的非線(xiàn)性元件引起)、危害：變壓器和電機(jī)的鐵心損耗明顯增加、電機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)、電力系統(tǒng)電壓諧振、對(duì)附近通信設(shè)備和通信線(xiàn)路的信號(hào)干擾。6.工廠(chǎng)供配電電壓的選擇工廠(chǎng)供電電壓的選擇主要取決于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的供電電壓水平，同時(shí)還應(yīng)考慮工廠(chǎng)用電設(shè)備的電壓、容量和供電距離等因素。在傳輸功率和傳輸距離相同的情況下，電源電壓越高，線(xiàn)路電流越小，線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)或電纜的截面越小，可以降低線(xiàn)路的初投資和有色金屬消耗。五相和三相不平衡及其補(bǔ)償對(duì)稱(chēng)分量法、第四節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式、電力系統(tǒng)供電中性點(diǎn)的不同運(yùn)行方式對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行有明顯的影響，特別是當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，還會(huì)影響系統(tǒng)二次側(cè)繼電保護(hù)和監(jiān)測(cè)儀表的選擇和運(yùn)行。類(lèi)型：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)，中性點(diǎn)阻抗接地系統(tǒng)，中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)，1。中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行：電壓和電流對(duì)稱(chēng)。單相接地：另外兩個(gè)相反接地的電壓上升到原根符號(hào)的3倍。單相接地電容電流是正常運(yùn)行時(shí)相線(xiàn)對(duì)地電容電流的3倍。單相接地電流的經(jīng)驗(yàn)公式：2。中性點(diǎn)通過(guò)消弧線(xiàn)圈接地。正常運(yùn)行：?jiǎn)蜗嘟拥厝嚯妷汉碗娏鲗?duì)稱(chēng)；另外兩個(gè)相對(duì)接地電壓增加到原始根符號(hào)的3倍，降低了接地電流。在單相接地電容電流大于一定值的電力系統(tǒng)中，電源的中性點(diǎn)必須采用消弧線(xiàn)圈接地的運(yùn)行方式。3.中性點(diǎn)直接接地或低電阻接地的電力系統(tǒng)正常運(yùn)行：三相電壓和電流對(duì)稱(chēng)，單相接地；另外兩個(gè)相對(duì)地電壓不變，在s之后零線(xiàn)(n線(xiàn))的作用：一是用于連接額定電壓為系統(tǒng)相電壓的單相電氣設(shè)備；二是在三相系統(tǒng)中傳導(dǎo)不平衡電流和單相電流。三是降低負(fù)荷中性點(diǎn)的潛在偏差。保護(hù)線(xiàn)(PE線(xiàn))的作用：它是一種用于確保人身安全和防止觸電事故的接地線(xiàn)。系統(tǒng)中所有設(shè)備的外露導(dǎo)電部分(指正常情況下無(wú)電壓但在故障情況下可能有電壓的易接觸的導(dǎo)電部分，如設(shè)備的金屬外殼和金屬框架)通過(guò)保護(hù)線(xiàn)接地，這樣可以降低設(shè)備接地故障時(shí)觸電的風(fēng)險(xiǎn)。保護(hù)中性線(xiàn)(筆線(xiàn))功能：具有中性線(xiàn)(N線(xiàn))和保護(hù)線(xiàn)(筆線(xiàn))功能。這種保護(hù)零線(xiàn)在我國(guó)俗稱(chēng)“零線(xiàn)”，俗稱(chēng)“地線(xiàn)”。低壓配電系統(tǒng)按接地方式分為總氮系統(tǒng)、總電壓系統(tǒng)和信息技術(shù)系統(tǒng)。1)TN系統(tǒng)：中性點(diǎn)直接接地，所有設(shè)備的外露導(dǎo)電部分連接到公共保護(hù)線(xiàn)(PE線(xiàn))或公共保護(hù)中性線(xiàn)(PEN線(xiàn))。這種連接普通聚乙烯線(xiàn)或筆線(xiàn)的方式通常被稱(chēng)為“接零”。包括總氮-碳系統(tǒng)、總氮-硫系統(tǒng)和總氮-C-S系統(tǒng)，如圖a、b、C所示，2)測(cè)控系統(tǒng)：中性點(diǎn)直接接地，設(shè)備外殼單獨(dú)接地。3)信息技術(shù)系統(tǒng)：中性點(diǎn)不接地，設(shè)備外殼單獨(dú)接地。主要用于連續(xù)供電要求高、易燃易爆危險(xiǎn)場(chǎng)所。第二章是工廠(chǎng)用電負(fù)荷及其計(jì)算。本章主要內(nèi)容有：電力負(fù)荷的概念、電力設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷、工廠(chǎng)計(jì)算負(fù)荷的峰值電流及其計(jì)算，第一節(jié)是工廠(chǎng)的電力負(fù)荷和負(fù)荷曲線(xiàn)，第一節(jié)是工廠(chǎng)電力負(fù)荷的分類(lèi)及其對(duì)供電的要求。第一個(gè)等級(jí)是關(guān)于負(fù)荷：當(dāng)電力供應(yīng)中斷時(shí)，會(huì)在政治和經(jīng)濟(jì)上造成人員傷亡或重大損失的人，以及特別重要的負(fù)荷。雙電源，必要時(shí)增加應(yīng)急電源。二次負(fù)荷：指切斷電源，造成政治經(jīng)濟(jì)損失較大的負(fù)荷。雙電源供電，當(dāng)負(fù)載很小時(shí)可以專(zhuān)用電源。三級(jí)負(fù)荷：不屬于一級(jí)或二級(jí)負(fù)荷。對(duì)電源沒(méi)有特殊要求。2、工廠(chǎng)電氣設(shè)備工作系統(tǒng)連續(xù)工作系統(tǒng)、間歇周期性工作系統(tǒng)、短期工作系統(tǒng)(負(fù)荷延續(xù)率)、3、負(fù)荷曲線(xiàn)，表示電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)圖。通過(guò)負(fù)荷曲線(xiàn)，我們可以掌握負(fù)荷變化規(guī)律，為設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供有用的數(shù)據(jù)。日有功負(fù)荷曲線(xiàn)、年負(fù)荷連續(xù)葉間曲線(xiàn)、年日最大負(fù)荷曲線(xiàn)等。如下圖所示：a)夏季負(fù)荷曲線(xiàn)b)冬季負(fù)荷曲線(xiàn)c)年度負(fù)荷持續(xù)時(shí)間曲線(xiàn)，iv)負(fù)荷曲線(xiàn)，用于負(fù)荷計(jì)算的物理量，1)年度最大負(fù)荷(Pmax):全年負(fù)荷最大的工人階級(jí)半小時(shí)平均功率消耗最大，也稱(chēng)為半小時(shí)最大負(fù)荷P30。年度最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)(Tmax)(一個(gè)假想時(shí)間)，一級(jí)：TMAX=1800-3600小時(shí)，二級(jí)：TMAX=3500-4800小時(shí)，三級(jí)：TMAX=5000-7000小時(shí)，三級(jí)：平均負(fù)荷：四級(jí)：負(fù)荷系數(shù)(負(fù)荷率):第二節(jié)：三相電氣設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定，計(jì)算方法：需要系數(shù)法，常用二項(xiàng)式法，小設(shè)備數(shù)，當(dāng)容量差不相等時(shí)。為了供電系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行，必須正確選擇電力變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、導(dǎo)體和電纜，因此必須計(jì)算每個(gè)環(huán)節(jié)的電力負(fù)荷。計(jì)算負(fù)荷由需求系數(shù)法確定。1.基本公式：如圖所示，電氣設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷和電氣設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷如下：需求系數(shù)如下：Kd見(jiàn)表1。如果是電機(jī)，參見(jiàn)示例2-1。2.設(shè)備容量、連續(xù)工作制和短工作制電氣設(shè)備組的計(jì)算：設(shè)備容量是所有設(shè)備銘牌額定容量的總和。多組電氣設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷應(yīng)考慮各電氣設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)發(fā)生的因素，有功負(fù)荷和無(wú)功負(fù)荷應(yīng)計(jì)入同時(shí)系數(shù)，車(chē)間的主線(xiàn)分別為0.85 0.95和0.90 0.97。低壓母線(xiàn)：電力設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷直接加0.80 0.90和0.85 0.95，車(chē)間主線(xiàn)計(jì)算負(fù)荷直接加0.90 0.95和0.93 0.97?？傆?jì)算負(fù)荷為、(見(jiàn)例2-2)，2。計(jì)算負(fù)荷由二項(xiàng)式方法1確定?；竟剑篜e=動(dòng)力設(shè)備組總?cè)萘縫x=套最大容量設(shè)備的總?cè)萘縝和c為二項(xiàng)式系數(shù)，如表1和表2所示。確定多臺(tái)電力設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷時(shí)，考慮每臺(tái)電力設(shè)備的最大負(fù)荷不同時(shí)發(fā)生的因素，從每臺(tái)電力設(shè)備中取一臺(tái)最大附加負(fù)荷(cPx)max，加上每臺(tái)的平均負(fù)荷bPe、(見(jiàn)例2-3和4)、第3節(jié)單相電力設(shè)備組計(jì)算負(fù)荷的確定。連接到三相線(xiàn)路的單相設(shè)備應(yīng)盡可能均勻分布。如果單相設(shè)備的總?cè)萘坎怀^(guò)三相設(shè)備總?cè)萘康?5%，無(wú)論單相設(shè)備如何分布，單相設(shè)備和綜合計(jì)算都應(yīng)按三相負(fù)荷平衡計(jì)算。如果大于15%，應(yīng)將單相設(shè)備轉(zhuǎn)換為等效的三相設(shè)備容量，然后添加到三相設(shè)備的容量中。1.單相設(shè)備組1的等效三相負(fù)荷計(jì)算。單相設(shè)備接相電壓的等效三相負(fù)荷計(jì)算，按單相設(shè)備接最大負(fù)荷的3倍計(jì)算。連接到線(xiàn)路電壓3的單相設(shè)備的等效三相負(fù)載的計(jì)算。分別與線(xiàn)電壓和相電壓相連的單相設(shè)備的等效三相負(fù)載的計(jì)算。首先，將連接到線(xiàn)路電壓的設(shè)備轉(zhuǎn)換為連接到相電壓的設(shè)備容量。然后分別計(jì)算各相的設(shè)備容量和計(jì)算負(fù)荷。計(jì)算公式如下：等。轉(zhuǎn)換系數(shù)見(jiàn)表2-3。三相計(jì)算總等效負(fù)荷為：其中，在第四節(jié)，計(jì)算工廠(chǎng)的計(jì)算負(fù)荷和年用電量，首先，確定工廠(chǎng)的計(jì)算負(fù)荷。工廠(chǎng)的計(jì)算負(fù)荷是選擇電源進(jìn)線(xiàn)、電氣設(shè)備和主變壓器的依據(jù)。1、根據(jù)需要系數(shù)法確定工廠(chǎng)計(jì)算負(fù)荷，用電氣設(shè)備的總?cè)萘?不含備用)乘以一個(gè)需要系數(shù)(附錄表2)，2、根據(jù)年產(chǎn)量估算工廠(chǎng)計(jì)算負(fù)荷，其中A是工廠(chǎng)的年產(chǎn)量；a是單位產(chǎn)品的功耗。電力變壓器的功率損耗應(yīng)按以下公式近似計(jì)算：1)工廠(chǎng)功率因數(shù)：瞬時(shí)功率因數(shù)：平均功率因數(shù)：最大負(fù)載功率因數(shù)：供電營(yíng)業(yè)規(guī)則規(guī)定：100千伏安及以上高壓電源用戶(hù)的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.9以上，其他電力用戶(hù)的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到0.85以上。無(wú)功補(bǔ)償容量，電容器數(shù)量的確定，3)無(wú)功補(bǔ)償后的工廠(chǎng)計(jì)算負(fù)荷，2)工廠(chǎng)年用電量、年有功用電量、年無(wú)功用電量的計(jì)算，:年平均有功負(fù)荷系數(shù)：0.7 0.75:年平均無(wú)功負(fù)荷系數(shù)：0.760.82Ta:年實(shí)際工作小時(shí)數(shù)：一班2000小時(shí)，兩班4000小時(shí)，三班6000小時(shí)，第5節(jié)尖峰電流及其計(jì)算，尖峰電流指的是持續(xù)的短期最大負(fù)荷電流，1，單個(gè)電氣設(shè)備(指單個(gè)電機(jī))，2，多個(gè)電氣設(shè)備(兩個(gè)或多個(gè)電機(jī))，或，同時(shí)系數(shù)為0.7 1，第三章短路電流，本章主要內(nèi)容：無(wú)限大容量電力系統(tǒng)三相短路時(shí)的物理過(guò)程和物理量，計(jì)算短路電流的效果以及兩相和單相短路的短路校驗(yàn)條件，第一節(jié)短路的原因，后果和形式，原因三、短路形式、三相短路、兩相短路、單相短路、兩相接地短路、短路形式(虛線(xiàn)表示短路電流路徑)，第二節(jié)是電力系統(tǒng)中三相短路的無(wú)限易物理過(guò)程，一節(jié)是無(wú)限大容量電力系統(tǒng)及其三相短路的物理過(guò)程，a)三相電路圖b)等效單相電路圖，三相短路發(fā)生在無(wú)限大容量電力系統(tǒng)中， 無(wú)限大容量系統(tǒng)發(fā)生三相短