工廠供配電技術(shù)本課程教學(xué)計劃本課程簡介工廠供配電技術(shù)本課程教學(xué)計劃1工廠供配電技術(shù)第1章電力系統(tǒng)概述第2章工廠的電力負(fù)荷第3章工廠變配電所電氣設(shè)備第4章工廠電力線絡(luò)第5章短路和供配電系統(tǒng)的保護(hù)第6章工廠供配電系統(tǒng)二次接線第7章安全用電和節(jié)約用電第8章工廠電氣照明第9章電氣設(shè)備的防雷與接地工廠供配電技術(shù)第1章電力系統(tǒng)概述2工廠供配電技術(shù)供配電技術(shù)(Engineeringofpoweranddistribution)就是研究電力的供應(yīng)和分配問題。工廠供配電技術(shù)供配電技術(shù)3工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)4工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)5工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)6工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)7要求了解電力系統(tǒng)的組成、電能的質(zhì)量指標(biāo)及電力負(fù)荷的等級。知識點(diǎn)了解電力系統(tǒng)的組成及運(yùn)行方式；了解工廠供配電系統(tǒng)；了解額定電壓的國家標(biāo)準(zhǔn)；掌握電壓、頻率、可靠性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；了解工廠供配電系統(tǒng)的組成。要求8技能點(diǎn)額定電壓的國家標(biāo)準(zhǔn)；電能的質(zhì)量指標(biāo)。重點(diǎn)和難點(diǎn)電力變壓器額定電壓的確定；電力負(fù)荷的分級。技能點(diǎn)91.1電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)——由發(fā)電廠、電力網(wǎng)及電能用戶組成的系統(tǒng)，稱為電力系統(tǒng)。

主要環(huán)節(jié)包括：電能的生產(chǎn)、輸送、變換和分配。1.1電力系統(tǒng)的組成10工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件111.1.1．發(fā)電廠發(fā)電廠又稱發(fā)電站，是將自然界蘊(yùn)藏的各種一次能源轉(zhuǎn)換為電能（二次能源）的工廠。發(fā)電廠按其所利用的能源不同，分為水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠以及風(fēng)力發(fā)電廠、地?zé)岚l(fā)電廠、太陽能發(fā)電廠等類型。1.1.1．發(fā)電廠12水力發(fā)電廠，簡稱水電廠或水電站，它利用水流的位能來生產(chǎn)電能，其能量轉(zhuǎn)換過程是：水流位能→機(jī)械能→電能。水力發(fā)電廠，簡稱水電廠或水電站，它利用水流的位能來生產(chǎn)電能，13工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件14在河流的上游建筑一個很高的堤壩，形成水庫，提高上游水位，使堤壩的上下游間形成盡可能大的落差，電廠就建在堤壩的后面。這類水電廠，稱為壩后式水電廠。我國一些大型水電廠包括三峽水電廠都屬于這種類型。

在河流的上游建筑一個很高的堤壩，形成水庫，提高上游水位，使堤15另一種提高水位的辦法，就是在具有相當(dāng)坡度的彎曲河段上游，筑一堤壩，攔住河水，然后利用溝渠或隧道，將上游水流直接引至建在河段末端的水電廠。這類水電廠，稱為混合式水電廠。另一種提高水位的辦法，就是在具有相當(dāng)坡度的彎曲河段上游，筑一16工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件17西柏坡首個“紅色電廠”：60年后沕沕水水電站仍在發(fā)電。60年前，設(shè)計人員僅憑一本日文版技術(shù)書籍，自行設(shè)計了水輪機(jī)，靠著軍民肩挑背扛，在極其艱苦的條件下，只用了7個月就將水電站建成。朱德同志親自為水電站剪彩并按下電鈕啟動了我黨首個發(fā)電站。60年后的今天，這個水電站仍舊在繼續(xù)發(fā)電，為國家建設(shè)貢獻(xiàn)著自己的力量。

西柏坡首個“紅色電廠”：60年后沕沕水水電站仍在發(fā)電。6018工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件19火力發(fā)電廠，簡稱火電廠或火電站，它利用燃料的化學(xué)能來生產(chǎn)電能，我國的火電廠以燃煤為主。

現(xiàn)代火電廠將煤塊粉碎成煤粉燃燒。煤粉在鍋爐的爐膛內(nèi)充分燃燒，將鍋爐內(nèi)的水燒成高溫高壓的蒸汽，推動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動，使與汽輪機(jī)聯(lián)軸的發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電?；鹆Πl(fā)電廠，簡稱火電廠或火電站，它利用燃料的化學(xué)能來生產(chǎn)電能20其能量轉(zhuǎn)換過程是：燃料的化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能。其能量轉(zhuǎn)換過程是：燃料的化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能。21火力發(fā)電廠欣賞火力發(fā)電廠欣賞22工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件23工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件24工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件25核能發(fā)電廠，通常稱為核電站，曾稱原子能發(fā)電廠。它主要是利用原子核的裂變能來生產(chǎn)電能。其生產(chǎn)過程與火電廠基本相同，只是用核反應(yīng)堆（俗稱原子鍋爐）代替了燃煤鍋爐，用少量的核燃料代替了大量的煤炭。其能量轉(zhuǎn)換過程是：核裂變能→熱能→機(jī)械能→電能。核能發(fā)電廠，通常稱為核電站，曾稱原子能發(fā)電廠。它主要是利用原26工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件27太陽能發(fā)電廠就是利用太陽光能或太陽熱能來生產(chǎn)電能。利用太陽能發(fā)電，是通過光電轉(zhuǎn)換元件如光電池等直接將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能，這已廣泛應(yīng)用于人造地球衛(wèi)星和航天器上。太陽能發(fā)電廠就是利用太陽光能或太陽熱能來生產(chǎn)電能。利用太陽能28工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件29風(fēng)力發(fā)電廠利用風(fēng)力的動能來生產(chǎn)電能。它建在有豐富風(fēng)力資源的地方。地?zé)岚l(fā)電廠利用地球內(nèi)部蘊(yùn)藏的大量地?zé)崮軄砩a(chǎn)電能。它建在有足夠地?zé)豳Y源的地方。風(fēng)力發(fā)電廠利用風(fēng)力的動能來生產(chǎn)電能。它建在有豐富風(fēng)力資源的地30內(nèi)蒙古打造輝騰錫勒大型風(fēng)電基地內(nèi)蒙古打造輝騰錫勒大型風(fēng)電基地31與2004年低谷期相比，現(xiàn)在的風(fēng)能產(chǎn)業(yè)正高歌猛進(jìn)。據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會提供的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2005年全球新增風(fēng)力發(fā)電能力1.18萬兆瓦，比2004年增長43.4%，新增風(fēng)力發(fā)電設(shè)備總價值超過120億歐元。與2004年低谷期相比，現(xiàn)在的風(fēng)能產(chǎn)業(yè)正高歌猛進(jìn)。據(jù)歐洲風(fēng)能32

2006年，全球風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)總量已達(dá)到5.93萬兆瓦，比2004年增加25%。到目前為止，風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量最大的國家是德國，為1.84萬兆瓦。其后依次是西班牙、美國、印度和丹麥等國。2005年，新裝機(jī)容量最多的國家是美國，為2431兆瓦。從整體來看，歐洲在全球風(fēng)力發(fā)電方面遙遙領(lǐng)先，占全球的69%。2006年，全球風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)總量已達(dá)到5.93萬兆瓦，比233由于國際原油價格上漲，風(fēng)能發(fā)電日益受到各國重視，同時也給風(fēng)力發(fā)電設(shè)備公司帶來了巨大商機(jī)。據(jù)德國環(huán)境部的數(shù)據(jù)，目前全球前10大風(fēng)力發(fā)電設(shè)備公司所生產(chǎn)的設(shè)備已占到全球市場的93.2%。從新裝機(jī)容量來看，丹麥維斯塔斯公司、西班牙Gamesa公司、德國Enercon公司、美國通用電氣公司和德國西門子公司位列前5名，占全球市場的81.5%。

由于國際原油價格上漲，風(fēng)能發(fā)電日益受到各國重視，同時也給風(fēng)力34汕頭南澳風(fēng)能發(fā)電廠汕頭南澳風(fēng)能發(fā)電廠35風(fēng)力發(fā)電一覽核能發(fā)電一覽風(fēng)力發(fā)電一覽361.1.2．變配電所變電所是接受電能、變換電壓和分配電能的中間環(huán)節(jié)。按其用途分為：升壓和降壓變電所、樞紐變電所（大容量、處于聯(lián)系各部分的重要位置）、中間變電所（可以轉(zhuǎn)送或引出一部分負(fù)荷）和終端變電所。按其供電范圍分為：區(qū)域變電所和地區(qū)變電所。1.1.2．變配電所37工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件38對于不承擔(dān)變換電壓，而只用來接受和分配電能的場所，稱為配電所。用來將交流電能轉(zhuǎn)換為直流電，或相反的變電場所，稱為變流所。對于不承擔(dān)變換電壓，而只用來接受和分配電能的場所，稱為配電所391.1.3．電力網(wǎng)電力網(wǎng)是由各種不同電壓等級的輸電線路和變電所組成，是連接發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起到輸送、變換和分配電能的作用。按照電力網(wǎng)的供電范圍和電壓等級的高低可分為：1kv及其以下的低電壓網(wǎng)；3kv至330kv的為高電壓網(wǎng)；330kv至1000kv的為超高壓網(wǎng)等等。1.1.3．電力網(wǎng)401.1.4．電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式從發(fā)電廠發(fā)出的電能，除了供給附近用戶（工業(yè)企業(yè)）直配用電之外，一般都是經(jīng)過升壓變電所將發(fā)電機(jī)發(fā)出的低壓電能升高為高壓電能，采用高電壓進(jìn)行電力傳輸。當(dāng)輸電線路的電壓愈高，則輸送距離愈遠(yuǎn)、輸送的功率愈大。

1.1.4．電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式41在工業(yè)集中的地區(qū)，一般都建立地區(qū)降壓變電所，將110~220千伏電壓降為35~60千伏電壓（如附近有工業(yè)企業(yè)，亦可將部分電能降為3~10千伏電壓對工業(yè)企業(yè)供電），然后再將電能送到工業(yè)企業(yè)內(nèi)的總降壓變電所。在工業(yè)集中的地區(qū)，一般都建立地區(qū)降壓變電所，將110~22042工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件431.2工廠供配電系統(tǒng)工業(yè)企業(yè)為了接受從電力系統(tǒng)送來的電能，經(jīng)過降壓再將電能分配到各用電車間和工段去，就需要有一個工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的供電系統(tǒng)。工業(yè)企業(yè)內(nèi)部供電系統(tǒng)由高壓及低壓配電線路、變電所（包括供電所）和用電設(shè)備所組成，1.2工廠供配電系統(tǒng)441.2.1．工廠降壓變電所一般大、中型工企業(yè)均設(shè)有總降壓變電所，把35～110千伏電壓降為6～10千伏電壓，向車間變電所或高壓電動機(jī)和其他高壓用電設(shè)備供電，總降壓變電所通常設(shè)有1～2臺降壓變壓器。而小型工業(yè)企業(yè)設(shè)有一個簡易變電所，由電力網(wǎng)以6～10千伏電壓供電。1.2.1．工廠降壓變電所451.2.2．車間變電所車間變電所一般設(shè)置1～2臺變壓器（最多不超過三臺），其單臺容量一般為1000千伏安及以下（最大不超過1800千伏安），將6～10千伏電壓降為380/220伏電壓，對低壓用電設(shè)備供電。

1.2.2．車間變電所46變電所中的主要電氣設(shè)備是降壓變壓器和受、配電設(shè)備及裝置。用來接受和分配電能的電氣裝置稱為配電裝置，其中包括開關(guān)設(shè)備、母線、保護(hù)電器、測量儀表及其他電氣設(shè)備等。對于10千伏及以下系統(tǒng)，為了安裝和維護(hù)方便，現(xiàn)在均將受、配電設(shè)備及裝置由制造廠組裝為成套的開關(guān)柜。變電所中的主要電氣設(shè)備是降壓變壓器和受、配電設(shè)備及裝置。用來471.2.3．工廠配電線路工業(yè)企業(yè)高壓配電線路主要作為廠區(qū)內(nèi)輸送、分配電能之用。高壓配電線路盡可能采用架空線路，因?yàn)榧芸站€路建設(shè)投資少且便于檢修維護(hù)。但在工業(yè)企業(yè)廠區(qū)內(nèi)，由于對建筑物距離的要求，及管線交叉、腐蝕性氣體等因素的限制，不便于敷設(shè)架空線路時，可以敷設(shè)地下電纜線路。1.2.3．工廠配電線路48在戶外敷設(shè)的低壓配電線路盡可能采用架空線路。在車間內(nèi)部則應(yīng)根據(jù)具體情況而定，采用明敷配電線路或采用暗敷電線路。在車間廠房內(nèi)，由動力配電箱到電動機(jī)的配電線路一般采用絕緣導(dǎo)線穿管敷設(shè)。在工廠內(nèi)，照明線路與電力線路一般是分開的；但是，可采用380/220伏三相四線制，盡量由一臺變壓器供電，對事故照明來說，必須有可靠的獨(dú)立電源來供電。在戶外敷設(shè)的低壓配電線路盡可能采用架空線路。491.3電能的質(zhì)量指標(biāo)1.3.1．額定電壓的國家標(biāo)準(zhǔn)1、電網(wǎng)（線路）的額定電壓。電網(wǎng)的額定電壓等級是國家根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和電力工業(yè)的水平，經(jīng)全面經(jīng)濟(jì)分析后確定的。它是確定各類電力設(shè)備額定電壓的基本依據(jù)。1.3電能的質(zhì)量指標(biāo)502、用電設(shè)備的額定電壓。線路運(yùn)行時要產(chǎn)生電壓降，即電壓損耗，所以線路上各點(diǎn)的電壓都略有不同，如圖1-2中的虛線所示。成批生產(chǎn)的用電設(shè)備，只能按線路的額定電壓來制造，而不用考慮線路上的電壓損耗。因此用電設(shè)備的額定電壓規(guī)定與同級電網(wǎng)的額定電壓相同。2、用電設(shè)備的額定電壓。線路運(yùn)行時要產(chǎn)生電壓降，即電壓損耗，513、發(fā)電機(jī)的額定電壓。由于電力線路允許的電壓偏差一般為±5%，即整個線路允許有10%的電壓損耗值，線路首端（電源端）的電壓可較線路額定電壓高5%，而線路末端則可較線路額定電壓低5%，如圖1.2所示。所以發(fā)電機(jī)額定電壓規(guī)定高于同級電網(wǎng)額定電壓5%。3、發(fā)電機(jī)的額定電壓。由于電力線路允許的電壓偏差一般為±5%52圖1-2用電設(shè)備和發(fā)電機(jī)的額定電壓圖1-2用電設(shè)備和發(fā)電機(jī)的額定電壓534、電力變壓器的額定變壓。（1）電力變壓器一次繞組的額定電壓。分兩種情況：①當(dāng)變壓器直接與發(fā)電機(jī)相連時，如圖1-3中的變壓器T1，其一次繞組額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)額定電壓相同，即高于同級電網(wǎng)額定電壓5%。②當(dāng)變壓器不與發(fā)電機(jī)相連，而是連接在線路上時，如圖1-3中的T2，則可看作是線路的用電設(shè)備，因此其一次繞組額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)的額定電壓相同。4、電力變壓器的額定變壓。54圖1-3電力變壓器的額定電壓圖1-3電力變壓器的額定電壓55（2）電力變壓器二次繞組的額定電壓。變分兩種情況：①變壓器二次側(cè)供電線路較長時，如圖1-3中的T1，其二次繞組額定電壓應(yīng)比相連電網(wǎng)額定電壓高10%，其中5%是用于補(bǔ)償變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時繞組內(nèi)部約5%的電壓損耗。（2）電力變壓器二次繞組的額定電壓。變分兩種情況：56這是因?yàn)樽儔浩鞫卫@組的額定電壓是指變壓器一次繞組加上額定電壓時，二次繞組開路的電壓，帶負(fù)載運(yùn)行時其內(nèi)部必有電壓損耗；此外變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時輸出的二次電壓還要高于所連電網(wǎng)額定電壓5%，以補(bǔ)償線路上的電壓降。這是因?yàn)樽儔浩鞫卫@組的額定電壓是指變壓器一次繞組加上額定電57②變壓器二次側(cè)供電線路不長（如低壓電網(wǎng)或直接供電給高低壓用電設(shè)備）時，如圖1-3中的T2，其二次繞組額定電壓只需高于所連電網(wǎng)額定電壓5%，僅考慮補(bǔ)償變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時繞組內(nèi)部5%的電壓損耗。

②變壓器二次側(cè)供電線路不長（如低壓電網(wǎng)或直接供電給高低壓用581.3.2．工廠供配電電壓的選擇1、工廠高壓配電電壓的選擇主要取決于當(dāng)?shù)毓╇婋娫措妷杭肮S高壓用電設(shè)備的電壓、容量和數(shù)量等因素。當(dāng)工廠供電電源電壓為35KV以上時，工廠的高壓配電電壓一般采用10KV。當(dāng)6KV用電設(shè)備的總?cè)萘枯^大，宜采用6KV。如6KV設(shè)備不多，則仍應(yīng)選用10KV。如果工廠有3KV的用電設(shè)備，也可采用10/3.15KV的變壓器單獨(dú)供電。3KV作為高壓配電電壓的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)很差，不應(yīng)用做高壓配電電壓。1.3.2．工廠供配電電壓的選擇592、工廠低壓配電電壓的選擇主要取決于用電設(shè)備的電壓。一般采用220/380V，其中線電壓380V接三相動力設(shè)備及380單相設(shè)備，而相電壓220V接220V照明燈具及其他220V的單相設(shè)備。但某些場合如礦井下宜采用660V甚至1140V作為低壓配電電壓。其原因是為保證遠(yuǎn)端負(fù)荷的電壓水平。不過目前660V電壓尚限于采礦、石油和化工等少數(shù)部門。2、工廠低壓配電電壓的選擇601.3.3．電壓電力系統(tǒng)中的所有電氣設(shè)備，都是在一定的電壓和頻率下工作的。對工廠供電系統(tǒng)來說，提高電能質(zhì)量主要是提高電壓質(zhì)量，電壓質(zhì)量是對電力系統(tǒng)電壓的偏差、波動和波形的一種質(zhì)量評估。電壓偏差是指電氣設(shè)備的端電壓與其額定電壓之差，通常以其對額定電壓的百分值來表示。

1.3.3．電壓61電壓波動是指電網(wǎng)電壓的幅值（或有效值）的快速變動。電壓波動值以用戶公共供電點(diǎn)的相鄰最大與最小電壓均方根值之差對電網(wǎng)額定電壓的百分值來表示；電壓波動的頻率用單位時間內(nèi)電壓波動（變化）的次數(shù)來表示。電壓波形的好壞用諧波對正弦波形畸變的影響程度來衡量。電壓波動是指電網(wǎng)電壓的幅值（或有效值）的快速變動。電壓波動值621.3.4．頻率我國的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz。電力系統(tǒng)正常頻率偏差允許值為±0.2Hz，如果電力系統(tǒng)容量在3000MW以下時，偏差值可以放寬到±0.5Hz。1.3.4．頻率63在電力系統(tǒng)中，任一瞬間的頻率值全系統(tǒng)是一致的。在穩(wěn)定運(yùn)行情況下，頻率值決定于所有機(jī)組的轉(zhuǎn)速。而機(jī)組的轉(zhuǎn)速則主要決定于輸出功率與輸入功率的平衡情況。所以，要保證頻率的偏差不超過規(guī)定值，首先應(yīng)當(dāng)維持電源與負(fù)荷間的有功功率平衡，其次還要采取一定的調(diào)頻措施，即通過調(diào)節(jié)使有功功率恢復(fù)平衡來維持頻率的偏差在規(guī)定范圍之內(nèi)。

在電力系統(tǒng)中，任一瞬間的頻率值全系統(tǒng)是一致的。在穩(wěn)定運(yùn)行情況641.3.4．可靠性毫無疑問，供電的可靠性應(yīng)當(dāng)是衡量供電質(zhì)量的一個重要指標(biāo)，可將其列在質(zhì)量指標(biāo)的首位。一般以全年平均供電時間占全年時間的百分?jǐn)?shù)來衡量供電可靠性的高低。例如，某電力用戶全年平均停電48h，即停電時間占全年時間的0.55%，則供電的可靠性為99.45%。1.3.4．可靠性65根據(jù)電力用戶的重要程度及對供電可靠性的要求，用電負(fù)荷可分為三級：1、一級負(fù)荷。符合下列情況之一時，應(yīng)為一級負(fù)荷。A、中斷供電將造成人身傷亡時。B、中斷供電將在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時。C、中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作時，例如重要交通樞紐，重要通信樞紐、重要賓館、大型體育場館等。以及經(jīng)常用于經(jīng)濟(jì)活動的大量人員集中的公共場所，例如港口、車站、機(jī)場等用電單位中的重要電力負(fù)荷。根據(jù)電力用戶的重要程度及對供電可靠性的要求，用電負(fù)荷可分為三662、二級負(fù)荷。符合下列情況之一時，應(yīng)為二級負(fù)荷。A、中斷供電將在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時，例如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復(fù)、重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)時。B、中斷供電將影響重要用電單位的正常工作，例如交通樞紐、通信樞紐等用電單位中重要電力負(fù)荷，以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要公共場所秩序混亂時。2、二級負(fù)荷。符合下列情況之一時，應(yīng)為二級負(fù)荷。673、三級負(fù)荷。不屬于一級和二級負(fù)荷者應(yīng)為三級負(fù)荷。3、三級負(fù)荷。不屬于一級和二級負(fù)荷者應(yīng)為三級負(fù)荷。68本章小結(jié)電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、電力網(wǎng)及電能用戶組成的系統(tǒng)。由發(fā)電廠生產(chǎn)出來的電能經(jīng)電力網(wǎng)輸送到各電能用戶。電能從生產(chǎn)—傳輸—消費(fèi)的全過程，幾乎是同時進(jìn)行的不能儲藏。工業(yè)企業(yè)內(nèi)部供電系統(tǒng)由高壓及低壓配電線路、變電所（包括供電所）和用電設(shè)備所組成。本章小結(jié)69按照國家標(biāo)準(zhǔn)，我國三相交流電網(wǎng)和用電設(shè)備的額定電壓分為低壓、高壓二大類11個等級。整個電力線路允許的電壓偏差一般為±5%。電力系統(tǒng)中的所有電氣設(shè)備，都是在一定的電壓和頻率下工作的，各種電氣設(shè)備在額定電壓和額定頻率下運(yùn)行時，其技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果最佳。根據(jù)電力用戶的重要程度及對供電可靠性的要求，用電負(fù)荷可分為三級。按照國家標(biāo)準(zhǔn)，我國三相交流電網(wǎng)和用電設(shè)備的額定電壓分為低壓、70工廠供配電技術(shù)本課程教學(xué)計劃本課程簡介工廠供配電技術(shù)本課程教學(xué)計劃71工廠供配電技術(shù)第1章電力系統(tǒng)概述第2章工廠的電力負(fù)荷第3章工廠變配電所電氣設(shè)備第4章工廠電力線絡(luò)第5章短路和供配電系統(tǒng)的保護(hù)第6章工廠供配電系統(tǒng)二次接線第7章安全用電和節(jié)約用電第8章工廠電氣照明第9章電氣設(shè)備的防雷與接地工廠供配電技術(shù)第1章電力系統(tǒng)概述72工廠供配電技術(shù)供配電技術(shù)(Engineeringofpoweranddistribution)就是研究電力的供應(yīng)和分配問題。工廠供配電技術(shù)供配電技術(shù)73工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)74工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)75工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)76工廠供配電技術(shù)工廠供配電技術(shù)77要求了解電力系統(tǒng)的組成、電能的質(zhì)量指標(biāo)及電力負(fù)荷的等級。知識點(diǎn)了解電力系統(tǒng)的組成及運(yùn)行方式；了解工廠供配電系統(tǒng)；了解額定電壓的國家標(biāo)準(zhǔn)；掌握電壓、頻率、可靠性的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；了解工廠供配電系統(tǒng)的組成。要求78技能點(diǎn)額定電壓的國家標(biāo)準(zhǔn)；電能的質(zhì)量指標(biāo)。重點(diǎn)和難點(diǎn)電力變壓器額定電壓的確定；電力負(fù)荷的分級。技能點(diǎn)791.1電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)——由發(fā)電廠、電力網(wǎng)及電能用戶組成的系統(tǒng)，稱為電力系統(tǒng)。

主要環(huán)節(jié)包括：電能的生產(chǎn)、輸送、變換和分配。1.1電力系統(tǒng)的組成80工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件811.1.1．發(fā)電廠發(fā)電廠又稱發(fā)電站，是將自然界蘊(yùn)藏的各種一次能源轉(zhuǎn)換為電能（二次能源）的工廠。發(fā)電廠按其所利用的能源不同，分為水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠以及風(fēng)力發(fā)電廠、地?zé)岚l(fā)電廠、太陽能發(fā)電廠等類型。1.1.1．發(fā)電廠82水力發(fā)電廠，簡稱水電廠或水電站，它利用水流的位能來生產(chǎn)電能，其能量轉(zhuǎn)換過程是：水流位能→機(jī)械能→電能。水力發(fā)電廠，簡稱水電廠或水電站，它利用水流的位能來生產(chǎn)電能，83工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件84在河流的上游建筑一個很高的堤壩，形成水庫，提高上游水位，使堤壩的上下游間形成盡可能大的落差，電廠就建在堤壩的后面。這類水電廠，稱為壩后式水電廠。我國一些大型水電廠包括三峽水電廠都屬于這種類型。

在河流的上游建筑一個很高的堤壩，形成水庫，提高上游水位，使堤85另一種提高水位的辦法，就是在具有相當(dāng)坡度的彎曲河段上游，筑一堤壩，攔住河水，然后利用溝渠或隧道，將上游水流直接引至建在河段末端的水電廠。這類水電廠，稱為混合式水電廠。另一種提高水位的辦法，就是在具有相當(dāng)坡度的彎曲河段上游，筑一86工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件87西柏坡首個“紅色電廠”：60年后沕沕水水電站仍在發(fā)電。60年前，設(shè)計人員僅憑一本日文版技術(shù)書籍，自行設(shè)計了水輪機(jī)，靠著軍民肩挑背扛，在極其艱苦的條件下，只用了7個月就將水電站建成。朱德同志親自為水電站剪彩并按下電鈕啟動了我黨首個發(fā)電站。60年后的今天，這個水電站仍舊在繼續(xù)發(fā)電，為國家建設(shè)貢獻(xiàn)著自己的力量。

西柏坡首個“紅色電廠”：60年后沕沕水水電站仍在發(fā)電。6088工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件89火力發(fā)電廠，簡稱火電廠或火電站，它利用燃料的化學(xué)能來生產(chǎn)電能，我國的火電廠以燃煤為主。

現(xiàn)代火電廠將煤塊粉碎成煤粉燃燒。煤粉在鍋爐的爐膛內(nèi)充分燃燒，將鍋爐內(nèi)的水燒成高溫高壓的蒸汽，推動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動，使與汽輪機(jī)聯(lián)軸的發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電?；鹆Πl(fā)電廠，簡稱火電廠或火電站，它利用燃料的化學(xué)能來生產(chǎn)電能90其能量轉(zhuǎn)換過程是：燃料的化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能。其能量轉(zhuǎn)換過程是：燃料的化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能。91火力發(fā)電廠欣賞火力發(fā)電廠欣賞92工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件93工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件94工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件95核能發(fā)電廠，通常稱為核電站，曾稱原子能發(fā)電廠。它主要是利用原子核的裂變能來生產(chǎn)電能。其生產(chǎn)過程與火電廠基本相同，只是用核反應(yīng)堆（俗稱原子鍋爐）代替了燃煤鍋爐，用少量的核燃料代替了大量的煤炭。其能量轉(zhuǎn)換過程是：核裂變能→熱能→機(jī)械能→電能。核能發(fā)電廠，通常稱為核電站，曾稱原子能發(fā)電廠。它主要是利用原96工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件97太陽能發(fā)電廠就是利用太陽光能或太陽熱能來生產(chǎn)電能。利用太陽能發(fā)電，是通過光電轉(zhuǎn)換元件如光電池等直接將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能，這已廣泛應(yīng)用于人造地球衛(wèi)星和航天器上。太陽能發(fā)電廠就是利用太陽光能或太陽熱能來生產(chǎn)電能。利用太陽能98工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件99風(fēng)力發(fā)電廠利用風(fēng)力的動能來生產(chǎn)電能。它建在有豐富風(fēng)力資源的地方。地?zé)岚l(fā)電廠利用地球內(nèi)部蘊(yùn)藏的大量地?zé)崮軄砩a(chǎn)電能。它建在有足夠地?zé)豳Y源的地方。風(fēng)力發(fā)電廠利用風(fēng)力的動能來生產(chǎn)電能。它建在有豐富風(fēng)力資源的地100內(nèi)蒙古打造輝騰錫勒大型風(fēng)電基地內(nèi)蒙古打造輝騰錫勒大型風(fēng)電基地101與2004年低谷期相比，現(xiàn)在的風(fēng)能產(chǎn)業(yè)正高歌猛進(jìn)。據(jù)歐洲風(fēng)能協(xié)會提供的最新統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2005年全球新增風(fēng)力發(fā)電能力1.18萬兆瓦，比2004年增長43.4%，新增風(fēng)力發(fā)電設(shè)備總價值超過120億歐元。與2004年低谷期相比，現(xiàn)在的風(fēng)能產(chǎn)業(yè)正高歌猛進(jìn)。據(jù)歐洲風(fēng)能102

2006年，全球風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)總量已達(dá)到5.93萬兆瓦，比2004年增加25%。到目前為止，風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)容量最大的國家是德國，為1.84萬兆瓦。其后依次是西班牙、美國、印度和丹麥等國。2005年，新裝機(jī)容量最多的國家是美國，為2431兆瓦。從整體來看，歐洲在全球風(fēng)力發(fā)電方面遙遙領(lǐng)先，占全球的69%。2006年，全球風(fēng)力發(fā)電裝機(jī)總量已達(dá)到5.93萬兆瓦，比2103由于國際原油價格上漲，風(fēng)能發(fā)電日益受到各國重視，同時也給風(fēng)力發(fā)電設(shè)備公司帶來了巨大商機(jī)。據(jù)德國環(huán)境部的數(shù)據(jù)，目前全球前10大風(fēng)力發(fā)電設(shè)備公司所生產(chǎn)的設(shè)備已占到全球市場的93.2%。從新裝機(jī)容量來看，丹麥維斯塔斯公司、西班牙Gamesa公司、德國Enercon公司、美國通用電氣公司和德國西門子公司位列前5名，占全球市場的81.5%。

由于國際原油價格上漲，風(fēng)能發(fā)電日益受到各國重視，同時也給風(fēng)力104汕頭南澳風(fēng)能發(fā)電廠汕頭南澳風(fēng)能發(fā)電廠105風(fēng)力發(fā)電一覽核能發(fā)電一覽風(fēng)力發(fā)電一覽1061.1.2．變配電所變電所是接受電能、變換電壓和分配電能的中間環(huán)節(jié)。按其用途分為：升壓和降壓變電所、樞紐變電所（大容量、處于聯(lián)系各部分的重要位置）、中間變電所（可以轉(zhuǎn)送或引出一部分負(fù)荷）和終端變電所。按其供電范圍分為：區(qū)域變電所和地區(qū)變電所。1.1.2．變配電所107工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件108對于不承擔(dān)變換電壓，而只用來接受和分配電能的場所，稱為配電所。用來將交流電能轉(zhuǎn)換為直流電，或相反的變電場所，稱為變流所。對于不承擔(dān)變換電壓，而只用來接受和分配電能的場所，稱為配電所1091.1.3．電力網(wǎng)電力網(wǎng)是由各種不同電壓等級的輸電線路和變電所組成，是連接發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起到輸送、變換和分配電能的作用。按照電力網(wǎng)的供電范圍和電壓等級的高低可分為：1kv及其以下的低電壓網(wǎng)；3kv至330kv的為高電壓網(wǎng)；330kv至1000kv的為超高壓網(wǎng)等等。1.1.3．電力網(wǎng)1101.1.4．電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式從發(fā)電廠發(fā)出的電能，除了供給附近用戶（工業(yè)企業(yè)）直配用電之外，一般都是經(jīng)過升壓變電所將發(fā)電機(jī)發(fā)出的低壓電能升高為高壓電能，采用高電壓進(jìn)行電力傳輸。當(dāng)輸電線路的電壓愈高，則輸送距離愈遠(yuǎn)、輸送的功率愈大。

1.1.4．電力系統(tǒng)的運(yùn)行方式111在工業(yè)集中的地區(qū)，一般都建立地區(qū)降壓變電所，將110~220千伏電壓降為35~60千伏電壓（如附近有工業(yè)企業(yè)，亦可將部分電能降為3~10千伏電壓對工業(yè)企業(yè)供電），然后再將電能送到工業(yè)企業(yè)內(nèi)的總降壓變電所。在工業(yè)集中的地區(qū)，一般都建立地區(qū)降壓變電所，將110~220112工廠供配電技術(shù)電子教案第1章課件1131.2工廠供配電系統(tǒng)工業(yè)企業(yè)為了接受從電力系統(tǒng)送來的電能，經(jīng)過降壓再將電能分配到各用電車間和工段去，就需要有一個工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的供電系統(tǒng)。工業(yè)企業(yè)內(nèi)部供電系統(tǒng)由高壓及低壓配電線路、變電所（包括供電所）和用電設(shè)備所組成，1.2工廠供配電系統(tǒng)1141.2.1．工廠降壓變電所一般大、中型工企業(yè)均設(shè)有總降壓變電所，把35～110千伏電壓降為6～10千伏電壓，向車間變電所或高壓電動機(jī)和其他高壓用電設(shè)備供電，總降壓變電所通常設(shè)有1～2臺降壓變壓器。而小型工業(yè)企業(yè)設(shè)有一個簡易變電所，由電力網(wǎng)以6～10千伏電壓供電。1.2.1．工廠降壓變電所1151.2.2．車間變電所車間變電所一般設(shè)置1～2臺變壓器（最多不超過三臺），其單臺容量一般為1000千伏安及以下（最大不超過1800千伏安），將6～10千伏電壓降為380/220伏電壓，對低壓用電設(shè)備供電。

1.2.2．車間變電所116變電所中的主要電氣設(shè)備是降壓變壓器和受、配電設(shè)備及裝置。用來接受和分配電能的電氣裝置稱為配電裝置，其中包括開關(guān)設(shè)備、母線、保護(hù)電器、測量儀表及其他電氣設(shè)備等。對于10千伏及以下系統(tǒng)，為了安裝和維護(hù)方便，現(xiàn)在均將受、配電設(shè)備及裝置由制造廠組裝為成套的開關(guān)柜。變電所中的主要電氣設(shè)備是降壓變壓器和受、配電設(shè)備及裝置。用來1171.2.3．工廠配電線路工業(yè)企業(yè)高壓配電線路主要作為廠區(qū)內(nèi)輸送、分配電能之用。高壓配電線路盡可能采用架空線路，因?yàn)榧芸站€路建設(shè)投資少且便于檢修維護(hù)。但在工業(yè)企業(yè)廠區(qū)內(nèi)，由于對建筑物距離的要求，及管線交叉、腐蝕性氣體等因素的限制，不便于敷設(shè)架空線路時，可以敷設(shè)地下電纜線路。1.2.3．工廠配電線路118在戶外敷設(shè)的低壓配電線路盡可能采用架空線路。在車間內(nèi)部則應(yīng)根據(jù)具體情況而定，采用明敷配電線路或采用暗敷電線路。在車間廠房內(nèi)，由動力配電箱到電動機(jī)的配電線路一般采用絕緣導(dǎo)線穿管敷設(shè)。在工廠內(nèi)，照明線路與電力線路一般是分開的；但是，可采用380/220伏三相四線制，盡量由一臺變壓器供電，對事故照明來說，必須有可靠的獨(dú)立電源來供電。在戶外敷設(shè)的低壓配電線路盡可能采用架空線路。1191.3電能的質(zhì)量指標(biāo)1.3.1．額定電壓的國家標(biāo)準(zhǔn)1、電網(wǎng)（線路）的額定電壓。電網(wǎng)的額定電壓等級是國家根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要和電力工業(yè)的水平，經(jīng)全面經(jīng)濟(jì)分析后確定的。它是確定各類電力設(shè)備額定電壓的基本依據(jù)。1.3電能的質(zhì)量指標(biāo)1202、用電設(shè)備的額定電壓。線路運(yùn)行時要產(chǎn)生電壓降，即電壓損耗，所以線路上各點(diǎn)的電壓都略有不同，如圖1-2中的虛線所示。成批生產(chǎn)的用電設(shè)備，只能按線路的額定電壓來制造，而不用考慮線路上的電壓損耗。因此用電設(shè)備的額定電壓規(guī)定與同級電網(wǎng)的額定電壓相同。2、用電設(shè)備的額定電壓。線路運(yùn)行時要產(chǎn)生電壓降，即電壓損耗，1213、發(fā)電機(jī)的額定電壓。由于電力線路允許的電壓偏差一般為±5%，即整個線路允許有10%的電壓損耗值，線路首端（電源端）的電壓可較線路額定電壓高5%，而線路末端則可較線路額定電壓低5%，如圖1.2所示。所以發(fā)電機(jī)額定電壓規(guī)定高于同級電網(wǎng)額定電壓5%。3、發(fā)電機(jī)的額定電壓。由于電力線路允許的電壓偏差一般為±5%122圖1-2用電設(shè)備和發(fā)電機(jī)的額定電壓圖1-2用電設(shè)備和發(fā)電機(jī)的額定電壓1234、電力變壓器的額定變壓。（1）電力變壓器一次繞組的額定電壓。分兩種情況：①當(dāng)變壓器直接與發(fā)電機(jī)相連時，如圖1-3中的變壓器T1，其一次繞組額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)額定電壓相同，即高于同級電網(wǎng)額定電壓5%。②當(dāng)變壓器不與發(fā)電機(jī)相連，而是連接在線路上時，如圖1-3中的T2，則可看作是線路的用電設(shè)備，因此其一次繞組額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)的額定電壓相同。4、電力變壓器的額定變壓。124圖1-3電力變壓器的額定電壓圖1-3電力變壓器的額定電壓125（2）電力變壓器二次繞組的額定電壓。變分兩種情況：①變壓器二次側(cè)供電線路較長時，如圖1-3中的T1，其二次繞組額定電壓應(yīng)比相連電網(wǎng)額定電壓高10%，其中5%是用于補(bǔ)償變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時繞組內(nèi)部約5%的電壓損耗。（2）電力變壓器二次繞組的額定電壓。變分兩種情況：126這是因?yàn)樽儔浩鞫卫@組的額定電壓是指變壓器一次繞組加上額定電壓時，二次繞組開路的電壓，帶負(fù)載運(yùn)行時其內(nèi)部必有電壓損耗；此外變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時輸出的二次電壓還要高于所連電網(wǎng)額定電壓5%，以補(bǔ)償線路上的電壓降。這是因?yàn)樽儔浩鞫卫@組的額定電壓是指變壓器一次繞組加上額定電127②變壓器二次側(cè)供電線路不長（如低壓電網(wǎng)或直接供電給高低壓用電設(shè)備）時，如圖1-3中的T2，其二次繞組額定電壓只需高于所連電網(wǎng)額定電壓5%，僅考慮補(bǔ)償變壓器滿負(fù)荷運(yùn)行時繞組內(nèi)部5%的電壓損耗。

②變壓器二次側(cè)供電線路不長（如低壓電網(wǎng)或直接供電給高低壓用1281.3.2．工廠供配電電壓的選擇1、工廠高壓配電電壓的選擇主要取決于當(dāng)?shù)毓╇婋娫措妷杭肮S高壓用電設(shè)備的電壓、容量和數(shù)量等因素。當(dāng)工廠供電電源電壓為35KV以上時，工廠的高壓配電電壓一般采用10KV。當(dāng)6KV用電設(shè)備的總?cè)萘枯^大，宜采用6KV。如6KV設(shè)備不多，則仍應(yīng)選用10KV。如果工廠有3KV的用電設(shè)備，也可采用10/3.15KV的變壓器單獨(dú)供電。3KV作為高壓配電電壓的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)很差，不應(yīng)用做高壓配電電壓。1.3.2．工廠供配電電壓的選擇1292、工廠低壓配電電壓的選擇主要取決于用電設(shè)備的電壓。一般采用220/380V，其中線電壓380V接三相動力設(shè)備及380單相設(shè)備，而相電壓220V接220V照明燈具及其他220V的單相設(shè)備。但某些場合如礦井下宜采用660V甚至1140V作為低壓配電電壓。其原因是為保證遠(yuǎn)端負(fù)荷的電壓水平。不過目前660V電壓尚限于采礦、石油和化工等少數(shù)部門。2、工廠低壓配電電壓的選擇1301.3.3．電壓電力系統(tǒng)中的所有電氣設(shè)備，都是在一定的電壓和頻率下工作的。對工廠供電系統(tǒng)來說，提高電能質(zhì)量主要是提高電壓質(zhì)量，電壓質(zhì)量是對電力系統(tǒng)電壓的偏差、波動和波形的一種質(zhì)量評估