工厂变配电技术全书教学课件.ppt

工工厂厂变变配配电电技技术术11 11 电力系统组成电力系统组成电力系统组成电力系统组成1. 了解发电厂的概念；了解对电力系统的基本要求了解发电厂的概念；了解对电力系统的基本要求2. 掌握常见的发电厂发电形式和能量转换过程掌握常见的发电厂发电形式和能量转换过程3. 掌握电力系统和电网的概念掌握电力系统和电网的概念一、发电厂类型及主要特征一、发电厂类型及主要特征1.水力发电厂水力发电厂水利发电厂通称水电站，是利用水库中水流的位能转换为电能的坝后式水力发电厂生产过程示意图2.火力发电厂火力发电厂火力发电厂简称火电厂（站），是利用煤炭、石油、天然气等燃料燃烧时的化学能转换为热能，加热水变为水蒸气，再由水蒸气推动发电机发电，完成由化学能、热能到电能的转换过程火力发电厂生产过程示意图 3.风力发电厂风力发电厂 风力发电是利用风的动能转换为电能的，风力带动风车风轮旋转，并通过增速机提速，促使发电机发电风力发电原理示意图 4.核能发电站核能发电站核能发电厂又称原子能发电厂，通称核电站，是利用核燃料在反应堆中的原子核裂变将核能转换为电能核能发电厂生产过程示意图1核反应堆2稳压器3蒸汽发生器4汽轮发电机组5给水加热器6给水泵7主循环泵 5.太阳能发电厂太阳能发电厂太阳能发电是利用太阳光能发电，通过光电转换元件（如光电池）等直接将太阳光能转换为电能。

6. 我国的电力发展规划我国的电力发展规划 我国电力“十二五”发展的原则是：优先开发水电；优化发展煤电；高效发展核电；积极推进新能源发电；适度发展天然气集中发电；因地制宜发展分布式发电几种常见的发电厂主要特征几种常见的发电厂主要特征 类型 实景工作原理 能量来源 能量转换过程优点能量转换过程优点水力发电厂湖北三峡水电站我国最大的水力发电站，也是世界最大的发电站总装机容量为2 250万kW， 年平均发电量847 亿kWh水库闸门打开时，水流沿进水管进入水轮机蜗壳室，冲动水轮机，带动发电机发电 水流的位能，即水流的上下水位落差 水流位能机械能电能发电成本低，有利于环境保护，综合效益好 类型 实景工作原理 能量来源 能量转换过程优点能量转换过程优点火力发电厂山东临沂中国国电集团费县发电厂我国最大的火力发电厂，总装机容量为720 万kW，8 台火力发电机组，最大机组容量为100 万kW煤粉在锅炉的炉膛内充分燃烧，将锅炉内的水烧成高温高压的蒸汽，推动汽轮机转动，使与它联轴的发电机旋转发电燃料燃烧产生的化学能 燃料化学能热能机械能电能发电功率大，不受气候和环境因素的影响续表续表类型 实景工作原理 能量来源 能量转换过程优点能量转换过程优点风力发电厂新疆达坂城风电厂我国最大的风力发电厂。

单机容量1 500 kW，总装机容量为30 万kW风力带动风车叶片旋转，并通过增速机提速，促使发电机发电 风力的动能风能机械能电能减少环境污染，节省煤炭、石油等常规能源续表续表类型 实景工作原理 能量来源 能量转换过程优点能量转换过程优点核能发电厂浙江省秦山核电站我国已建成的最大的核能发电站三期工程总装机容量为290 万kW核燃料的裂变反应产生的热量通过热交换产生蒸汽来驱动汽轮机，汽轮机带动发电机来发电原子核的裂变能核裂变能热能机械能电能安全、清洁、经济续表续表类型 实景工作原理 能量来源 能量转换过程优点能量转换过程优点太阳能发电厂山东省济宁华瀚光伏电站我国最大的太阳能光伏电站，也是目前亚洲最大、技术含量最高的薄膜太阳能光伏电站，总装机容量为30 MW，现已建成、投入使用18 MW通过光电转换元件（如光电池）等直接将太阳光能转换为电能太阳的光能或热能光能电能或光能热能机械能电能安全、经济、无污染续表续表二、电力系统的组成与发展方向二、电力系统的组成与发展方向1. 电力系统的组成电力系统的组成电力系统是指由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的发电、输电、变电、配电和用电的整体。

电力系统的组成从发电厂到用户的送电过程示意图2. 2. 对电力系统的要求对电力系统的要求 （1）安全可靠（2）运行的经济性（3）电能质量优质3. 电力系统的发展方向电力系统的发展方向我国已形成了北、中、南三个跨大区的互联电网，规划到2020 年左右，在水电、火电、核电、新能源发电四者结构合理的基础上建立全国联合电网，使电力资源实现全国范围内的合理配置12 12 电力系统的电压电力系统的电压电力系统的电压电力系统的电压1. 了解额定电压的概念并掌握电网及电气设备了解额定电压的概念并掌握电网及电气设备额定电压的标准额定电压的标准2. 了解工厂高低压配电电压的选择原则了解工厂高低压配电电压的选择原则一、三相交流电网及电气设备的额定电压一、三相交流电网及电气设备的额定电压三相交流电网和电力设备的额定电压1.发电机的额定电压发电机的额定电压 规定发电机额定电压高于同级电网额定电压52.电网（线路）的额定电压电网（线路）的额定电压 线路的额定电压采用始端电压和末端电压的算术平均值，此电压称为电网的额定电压 用电设备和发电机的额定电压关系图3. 电力变压器的额定电压电力变压器的额定电压（1）电力变压器一次绕组的额定电压（2）电力变压器二次绕组的额定电压电力变压器额定电压的说明4. 用电设备的额定电压用电设备的额定电压 规定用电设备的额定电压与同级电网的额定电压相同。

5. 电力系统电压高低的划分电力系统电压高低的划分低压电压等级在 1 000 V以下者高压电压等级在 1 000 V及以上者电力系统电压等级的划分低压 1 000 V以下中压 1 000 V 10 kV (或 35 kV)高压 35 kV 110 kV (或 220 kV)超高压 220 kV (或 330 kV)及以上特高压 800 kV及以上电压等级的行业习惯划分二、工厂供电系统配电电压的选择二、工厂供电系统配电电压的选择1.高压配电电压的选择高压配电电压的选择工厂高压配电电压通常采用610 kV 电压2.低压配电电压的选择低压配电电压的选择工厂低压配电电压一般采用220380 V电压 13 13 电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式掌握电力系统中性点不接地、经消弧线圈接地、掌握电力系统中性点不接地、经消弧线圈接地、直接接地（或经低阻抗接地）运行方式的特点以及直接接地（或经低阻抗接地）运行方式的特点以及应用 电力系统的中性点运行方式有两大类电力系统的中性点运行方式有两大类：一是中性点直接接地或经过低电阻接地，称为大接地电流系统二是中性点不接地或经过消弧线圈接地，称为小接地电流系统。

其中采用最广泛的是中性点不接地、中性点经过消弧线圈接地和中性点直接接地三种方式类型运行方式在我国的应用大接地电流系统中性点直接接地 广泛应用于 110 kV及以上的系统；220V/380V低压配电系统经过低电阻接地在城市 10 kV系统中应用逐渐增多小接地电流系统中性点不接地 广泛应用于3 66 kV的电力系统 ,尤其是310 kV系统 经过消弧线圈接地 应用广泛，适用于366kV的电力系统单相接地电流超过允许值时中性点运行方式中性点运行方式一、中性点不接地的电力系统一、中性点不接地的电力系统中性点不接地的电力系统正常运行时的状态a) 电路图b) 相量图中性点不接地的电力系统单相接地时的状态a) 电路图b) 相量图二、中性点经消弧线圈接地的电力系统二、中性点经消弧线圈接地的电力系统消弧线圈接地补偿装置中性点经消弧线圈接地的电力系统单相接地时的状态a) 电路图b) 相量图三、中性点直接接地或经低电阻接地的电力系统三、中性点直接接地或经低电阻接地的电力系统中性点直接接地的电力系统单相接地时的状态中性点经电阻接地系统原理常用的中性点接地电阻器外形图四、三种运行方式的优缺点对比四、三种运行方式的优缺点对比类型优点缺点中性点不接地系统 发生单相接地时，三相用电设备能正常工作，允许2h之内暂时继续运行，因此可靠性高 发生单相接地时，其他两相非故障相对地电压将升到线电压，是正常时的1.732倍，因此绝缘要求高，增加绝缘费用中性点经消弧线圈接地系统 除具有中性点不接地系统的优点外，还可以减少接地电流 与中性点不接地系统相同中性点直接接地系统 发生单相接地时，其他两非故障相的对地电压不升高，因此可降低绝缘费用 发生单相接地短路时，短路电流大，要迅速切除故障部分，从而使供电可靠性差三种运行方式的优缺点对比14 14 工厂工厂工厂工厂常见的电气设备常见的电气设备常见的电气设备常见的电气设备了解工厂电气设备按工作制分类的方法。

了解工厂电气设备按工作制分类的方法了解工厂电气设备按工作制分类的方法了解工厂电气设备按工作制分类的方法设备类型常见设备 运行特点连续工作制无须调速 用于通风机、水泵、空压机、破碎机、球磨机、搅拌机、制氧机等机械的驱动电动机 在正常运行时负荷稳定，持续运行 需要调速 卷取机、连续铸管机、烧结机等 正常运行时负荷稳定，持续运行断续周期工作制 用于桥式起重机、提升机、卷扬机、各种轧钢机等机械的驱动电动机 运转与间歇是交替进行的，在正常运行时负荷不稳定，必须选用反复短时工作制的电动机短时工作制 机床上的某些辅助电动机等 运转时间短而间歇时间长，在企业中应用较少工厂常见电气设备的主要特征工厂常见电气设备的主要特征设备类型常见设备运行特点电热设备电炉电弧炉 单台容量大，由于接近电阻性负载，故功率因数也较高电焊机 感应电炉 分为中频和高频两种，需要系数较高，但功率因数很低，必须采取措施提高功率因数 电阻炉容量各异，由于是电阻性负载特性，负荷稳定，需要系数较高，而且功率因数很高 交流电焊机 常用的是工频单相电焊机 直流电焊机一般由电动机 发电机组供电，交流侧由异步电动机驱动，工作时功率因数较高，空载时较低，在不工作时应将其电源切断续表续表工厂的电气设备，按其工作制可分为以下几类：（1）连续工作制（2）短时工作制（3）断续周期工作制21 21 高压一次设备高压一次设备高压一次设备高压一次设备1. 掌握高压开关柜的作用、型号含义等。

掌握高压开关柜的作用、型号含义等2. 掌握高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷掌握高压熔断器、高压隔离开关、高压负荷开关、高压断路器等的功能、分类、型号含义等开关、高压断路器等的功能、分类、型号含义等一、高压熔断器一、高压熔断器组成：金属熔体（铜、铝、铝锡合金、锌等材料制成）、熔管及支持熔体的触头功能：对电路和设备进行短路保护，但有的熔断器也具有过负荷保护的功能按使用环境不同：户内式和户外式按结构特点不同：支柱式和跌落式按工作特性不同：限流式和非限流式 高压熔断器全型号的表示和含义： 1. RN1和和RN2型户内高压管式熔断器型户内高压管式熔断器RN1、RN2 型高压熔断器外形图a) 实物图b) 结构图1瓷熔管2金属管帽3弹性触座4熔断指示器5接线端子6瓷绝缘子7底座2. RW4和和RW10（F）型户外高压跌落式熔断器）型户外高压跌落式熔断器RN1、RN2 型高压熔断器内部结构示意图1管帽2瓷管3工作熔体4指示熔体5锡球6石英砂填料7熔断指示器RW4 -10 (G) 型跌落式熔断器结构图1上接线端子2上静触头3上动触头4管帽5操作环6熔管7铜熔体8下动触头 9下静触头10下接线端子11绝缘瓷瓶12固定安装板RW4 -10 (G) 型户外跌落式熔断器实物图二、高压隔离开关二、高压隔离开关GN8 -10/600 型户内高压隔离开关结构图1上接线端子2静触头3刀开关4套管绝缘子5下接线端子 6框架7转轴8拐臂9升降绝缘子10支柱绝缘子户外式高压隔离开关现场应用图GW9 -10 型高压隔离开关实物图高压隔离开关全型号的表示和含义： 三、高压负荷开关三、高压负荷开关高压负荷开关（QL），具有简单的灭弧装置，能通断一定的负荷电流和过负荷电流，不能断开短路电流。

装有脱扣器时，在过负荷情况下可自动跳闸 FN3 -10RT 高压负荷开关结构图1主轴2上绝缘子兼气缸3连杆。