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1、 工 廠 供 電 工 廠 供 電 11.1 工 廠 供 電 系 統(tǒng) 概 述 及 電 壓 選 擇 11.2 工 廠 電 力 負(fù) 荷 的 計 算 11.3 變 電 所 位 置 及 變 壓 器 臺 數(shù) 和 容 量 選 擇 11.4 變 配 電 所 高 低 壓 一 次 設(shè) 備 11.5 工 廠 變 配 電 所 的 主 電 路 圖 11.6 低 壓 供 配 電 線 路 的 接 線 方 式 11.7 工 廠 供 電 系 統(tǒng) 的 防 雷 與 接 地 思 考 題 與 習(xí) 題 工 廠 供 電 11.1 工 廠 供 電 系 統(tǒng) 概 述 及 電 壓 選 擇 11.1.1 工 廠 供 電 系 統(tǒng) 概 述 工 廠 供

2、電 系 統(tǒng) 是 指 從 電 源 線 路 進(jìn) 廠 起 到 高 低 壓 用 電 設(shè) 備 進(jìn)線 端 止 的 整 個 電 路 系 統(tǒng) ， 是 由 工 廠 變 配 電 所 、 配 電 線 路 和 用 電設(shè) 備 構(gòu) 成 的 整 體 ， 以 實 現(xiàn) 工 廠 電 能 的 接 受 、 分 配 、 變 換 、 輸 送和 使 用 。 工 廠 供 電 系 統(tǒng) 是 電 力 系 統(tǒng) 的 主 要 組 成 部 分 ， 也 是 電 力系 統(tǒng) 的 主 要 用 戶 。 圖 11.1.1所 示 為 電 力 系 統(tǒng) 示 意 圖 ， 虛 線 框 內(nèi) 即 為 工 廠 供 電系 統(tǒng) 。 工 廠 供 電 系 統(tǒng) 中 ， 變 配 電 所 擔(dān) 負(fù)

3、 著 接 收 電 能 、 變 換 電 壓和 分 配 電 能 的 任 務(wù) ； 配 電 線 路 承 擔(dān) 著 輸 送 和 分 配 電 能 的 任 務(wù) ； 用 電 設(shè) 備 指 的 是 消 耗 電 能 的 電 動 機 、 照 明 設(shè) 備 等 。 工 廠 供 電 圖 11.1.1 電 力 系 統(tǒng) 示 意 圖 工 廠 供 電 不 同 類 型 的 工 廠 ， 其 供 電 系 統(tǒng) 組 成 各 不 相 同 。 大 型 工 廠 及 某 些 電 源 進(jìn) 線 電 壓 為 35 kV及 以 上 的 中 型 工 廠 ， 一 般 經(jīng) 過 兩 次 降 壓 ， 也 就 是 電 源 進(jìn) 廠 以 后 ， 先 經(jīng) 總 降 壓 變 電所

4、 ， 將 35 kV及 以 上 的 電 源 電 壓 降 為 6 10 kV的 配 電 電 壓 ， 然后 通 過 高 壓 配 電 線 路 將 電 能 送 到 各 個 車 間 變 電 所 ， 也 有 的 經(jīng)高 壓 配 電 所 再 送 到 車 間 變 電 所 ， 最 后 經(jīng) 配 電 變 壓 器 降 為 一 般低 壓 用 電 設(shè) 備 所 需 的 電 壓 。 工 廠 供 電 一 般 中 型 工 廠 的 電 源 進(jìn) 線 電 壓 是 6 10 kV。 電 能 先 經(jīng) 高 壓配 電 所 集 中 ， 再 由 高 壓 配 電 線 路 將 電 能 分 送 到 各 車 間 變 電 所 或由 高 壓 配 電 線 路 直

5、 接 供 給 高 壓 用 電 設(shè) 備 。 車 間 變 電 所 內(nèi) 裝 設(shè) 有電 力 變 壓 器 ， 將 6 10 kV的 高 壓 降 為 一 般 低 壓 用 電 設(shè) 備 所 需 的電 壓 (如 220 380 V)， 然 后 由 低 壓 配 電 線 路 將 電 能 分 送 給 各 用電 設(shè) 備 使 用 。 對 于 小 型 工 廠 ， 由 于 所 需 容 量 一 般 不 大 于 1000 kVA， 因 而通 常 只 設(shè) 一 個 降 壓 變 電 所 ， 將 6 10 kV電 壓 降 為 低 壓 用 電 設(shè) 備所 需 的 電 壓 。 當(dāng) 工 廠 所 需 容 量 不 大 于 160 kVA時 ， 一

6、般 采 用 低壓 電 源 進(jìn) 線 ， 因 此 工 廠 只 需 設(shè) 一 個 低 壓 配 電 間 。 對 工 廠 供 電 系 統(tǒng) 的 基 本 要 求 是 ： 安 全 、 靈 活 、 可 靠 、 經(jīng) 濟 。 工 廠 供 電 11.1.2 電 力 系 統(tǒng) 的 組 成 電 力 系 統(tǒng) 是 電 能 的 生 產(chǎn) 、 輸 送 、 分 配 、 變 換 和 使 用 的 一 個統(tǒng) 一 整 體 。 電 力 系 統(tǒng) 由 發(fā) 電 廠 、 變 電 站 、 電 力 網(wǎng) 和 用 戶 組 成 。 圖 11.1.2所 示 為 電 力 系 統(tǒng) 及 動 力 系 統(tǒng) 示 意 圖 。 工 廠 供 電 圖 11.1.2 電 力 系 統(tǒng) 及

7、動 力 系 統(tǒng) 示 意 圖 工 廠 供 電 1 發(fā) 電 廠 發(fā) 電 廠 是 將 一 次 能 源 轉(zhuǎn) 換 為 電 能 的 工 廠 。 根 據(jù) 一 次 能 源 的來 源 不 同 ， 有 火 力 發(fā) 電 廠 、 水 力 發(fā) 電 廠 、 原 子 能 發(fā) 電 廠 、 地?zé)?發(fā) 電 廠 、 潮 汐 發(fā) 電 廠 、 風(fēng) 力 發(fā) 電 廠 以 及 太 陽 能 發(fā) 電 廠 等 。 工 廠 供 電 2 電 力 網(wǎng) 電 力 網(wǎng) 由 變 電 所 和 各 種 不 同 電 壓 等 級 的 線 路 組 成 ， 它 的 任務(wù) 是 將 發(fā) 電 廠 生 產(chǎn) 的 電 能 輸 送 、 變 換 和 分 配 到 電 能 用 戶 。 電 力

8、網(wǎng) 按 電 壓 高 低 和 供 電 范 圍 的 大 小 又 分 為 區(qū) 域 網(wǎng) 和 地 方 網(wǎng) 。 區(qū)域 網(wǎng) 供 電 范 圍 大 ， 且 電 壓 一 般 在 220 kV以 上 ； 地 方 網(wǎng) 供 電 范圍 小 ， 最 高 電 壓 一 般 不 超 過 110 kV。 工 廠 供 電 3 用 戶 用 戶 是 指 將 電 能 轉(zhuǎn) 換 為 所 需 要 的 其 它 形 式 能 量 的 工 廠 或 用電 設(shè) 備 。 隨 著 電 力 系 統(tǒng) 的 發(fā) 展 ， 各 國 建 立 的 電 力 系 統(tǒng) ， 其 容 量 及 范圍 越 來 越 大 。 建 立 大 型 電 力 系 統(tǒng) 可 以 經(jīng) 濟 合 理 地 利 用

9、一 次 能 源 ，降 低 發(fā) 電 成 本 ， 減 少 電 能 損 耗 ， 提 高 電 能 質(zhì) 量 ， 實 現(xiàn) 電 能 的靈 活 調(diào) 節(jié) 和 調(diào) 度 ， 大 大 提 高 供 電 可 靠 性 。 工 廠 供 電 11.1.3 電 力 系 統(tǒng) 的 電 壓 1. 三 相 交 流 電 網(wǎng) 和 電 力 設(shè) 備 的 額 定 電 壓 根 據(jù) 受 電 設(shè) 備 和 供 電 設(shè) 備 的 額 定 電 壓 ， 國 標(biāo) GB 15693 標(biāo) 準(zhǔn) 電 壓 規(guī) 定 了 交 流 電 力 網(wǎng) 和 電 力 設(shè) 備 的 額 定 電 壓 等 級 。 1） 電 網(wǎng) (電 力 線 路 )的 額 定 電 壓 (rated voltage)

10、電 網(wǎng) 的 額 定 電 壓 是 確 定 其 它 一 切 電 力 設(shè) 備 額 定 電 壓 的 基 本依 據(jù) ， 它 是 國 家 根 據(jù) 國 民 經(jīng) 濟 發(fā) 展 的 需 要 以 及 電 力 工 業(yè) 的 現(xiàn) 有水 平 ， 經(jīng) 過 全 面 的 技 術(shù) 分 析 后 確 定 的 。 三 相 交 流 電 網(wǎng) 和 電 力 設(shè)備 常 用 的 額 定 電 壓 如 表 11.1.1所 示 。 工 廠 供 電 表 11.1.1 我 國 交 流 電 力 網(wǎng) 和 電 氣 設(shè) 備 的 額 定 電 壓 電 力 變 壓 器 額 定 電 壓 /KV 分 類 電 網(wǎng) 和 用 電 設(shè) 備 電 壓 /KV 發(fā) 電 機 額 定 電 壓

11、/KV 一 次 繞 組 二 次 繞 組 低 壓 0.38 0.66 0.40 0.69 0.38 0.66 0.40 0.69 高 壓 3 6 10 35 66 110 220 330 500 750 3.15 6.3 10.5 13.8, 15.75, 18,20,22,24,26 3 及 3.15 6 及 6.3 10 及 10.5 13.8, 15.75, 18,20,22,24,26 35 66 110 220 330 500 750 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11 38.5 72.6 121 242 363 550 820 工 廠 供 電 2） 電 力

12、設(shè) 備 的 額 定 電 壓 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 。 發(fā) 電 機 的 額 定 電 壓 規(guī) 定 高 于 同 級 電 網(wǎng) 額 定 電 壓 的 5 ， 以補 償 線 路 上 的 電 壓 損 失 。 變 壓 器 的 額 定 電 壓 分 為 一 次 繞 組 額 定 電 壓 和 二 次 繞 組 額 定電 壓 。 （ 1） 變 壓 器 一 次 繞 組 額 定 電 壓 分 兩 種 情 況 ： 當(dāng) 變 壓 器 直接 與 發(fā) 電 機 相 連 時 ， 如 圖 11.1.3中 的 變 壓 器 T 1， 其 額 定 電 壓 與發(fā) 電 機 額 定 電

13、壓 相 同 ， 即 高 于 同 級 電 網(wǎng) 額 定 電 壓 的 5 ； 當(dāng) 變壓 器 連 接 在 線 路 上 時 ， 如 圖 11.1.3中 的 變 壓 器 T2， 成 為 電 網(wǎng) 上的 一 個 負(fù) 荷 ， 其 一 次 繞 組 額 定 電 壓 與 電 網(wǎng) 額 定 電 壓 相 同 。 工 廠 供 電 （ 2） 變 壓 器 的 二 次 繞 組 額 定 電 壓 也 分 兩 種 情 況 ： 當(dāng) 變 壓器 二 次 側(cè) 供 電 線 路 較 長 時 ， 如 圖 11.1.3中 的 變 壓 器 T1， 其 額 定電 壓 應(yīng) 高 于 同 級 電 網(wǎng) 額 定 電 壓 的 10 ， 5%用 來 補 償 變 壓 器

14、二次 繞 組 的 內(nèi) 阻 抗 壓 降 ， 5%用 來 補 償 線 路 上 的 電 壓 損 失 ； 當(dāng) 變壓 器 二 次 側(cè) 供 電 線 路 不 太 長 時 ， 如 圖 11.1.3中 的 變 壓 器 T2， 其 額 定 電 壓 只 需 高 于 電 網(wǎng) 額 定 電 壓 的 5 即 可 ， 用 于 補 償 變 壓器 內(nèi) 部 的 電 壓 損 耗 。 工 廠 供 電 圖 11.1.3 電 力 變 壓 器 的 額 定 說 明 工 廠 供 電 2. 電 壓 分 類 及 高 低 電 壓 的 劃 分 按 國 標(biāo) 規(guī) 定 ， 額 定 電 壓 分 為 三 類 ： 第 一 類 額 定 電 壓 為 100 V及 以

15、下 ， 如 12 V、 24 V、 36 V等 ， 主 要 用 于 安 全 照 明 、 潮 濕 工 地 建 筑 內(nèi) 部 的 局 部 照 明 及 小 容 量負(fù) 荷 。 第 二 類 額 定 電 壓 為 100 V以 上 、 1000 V以 下 ， 如 127 V、 220 V、 380 V、 600 V等 ， 主 要 用 作 低 壓 動 力 電 源 和 照 明 電 源 。 工 廠 供 電 第 三 類 額 定 電 壓 為 1 kV以 上 ， 有 6 kV、 10 kV、 35 kV、 110 kV、 220 kV、 330 kV、 500 kV、 750 kV等 ， 主 要 用 于 高壓 用 電 設(shè)

16、 備 、 發(fā) 電 及 輸 電 設(shè) 備 。 在 電 力 系 統(tǒng) 中 ， 通 常 把 1 kV以 下 的 電 壓 稱 為 低 壓 ， 1 kV以 上 的 電 壓 稱 為 高 壓 ， 220 kV以 上 的 電 壓 稱 為 超 高 壓 ， 1000 kV以 上 的 電 壓 稱 為 特 高 壓 。 三 相 電 力 設(shè) 備 的 額 定 電 壓 不 作 特別 說 明 時 均 指 線 電 壓 。 工 廠 供 電 例 題 ： 試 確 定 下 圖 中 用 電 設(shè) 備 、 發(fā) 電 機 、 變 壓 器的 額 定 電 壓 。 工 廠 供 電 11.1.4 工 廠 供 電 系 統(tǒng) 配 電 電 壓 的 選 擇 1 高 壓

17、 配 電 電 壓 的 選 擇 工 廠 供 電 系 統(tǒng) 的 高 壓 配 電 電 壓 主 要 取 決 于 當(dāng) 地 供 電 電 源 電壓 以 及 工 廠 高 壓 用 電 設(shè) 備 的 電 壓 、 容 量 和 數(shù) 量 等 因 素 。 中 、 小 型 工 廠 采 用 的 高 壓 配 電 電 壓 通 常 為 6 10 kV， 從 技 術(shù) 經(jīng) 濟 指標(biāo) 來 看 ， 最 好 采 用 10 kV配 電 電 壓 。 由 于 同 樣 的 輸 送 功 率 和 輸送 距 離 條 件 下 ， 配 電 電 壓 越 高 ， 線 路 電 流 越 小 ， 線 路 所 采 用 的導(dǎo) 線 或 電 纜 截 面 越 小 ， 因 而 采 用

18、 10 kV配 電 電 壓 可 以 減 少 線 路的 初 投 資 和 金 屬 消 耗 量 ， 還 可 以 減 少 線 路 的 電 能 損 耗 和 電 壓 損耗 。 從 設(shè) 備 的 選 型 及 將 來 的 發(fā) 展 來 說 ， 10 kV更 優(yōu) 于 6 kV。 對于 一 些 廠 區(qū) 面 積 大 、 負(fù) 荷 大 且 集 中 的 大 型 廠 礦 ， 如 廠 區(qū) 的 環(huán) 境條 件 允 許 ， 可 采 用 35 220 kV架 空 線 直 接 深 入 工 廠 負(fù) 荷 中 心 配 電 ， 這 樣 可 以 分 散 建 立 總 降 壓 變 電 所 ， 簡 化 供 電 環(huán) 節(jié) ， 節(jié) 約有 色 金 屬 ， 降 低

19、 功 率 損 耗 和 電 壓 損 失 。 工 廠 供 電 2 低 壓 配 電 電 壓 的 選 擇 工 廠 供 電 系 統(tǒng) 的 低 壓 配 電 電 壓 一 般 采 用 220/380 V的 標(biāo) 準(zhǔn)電 壓 等 級 ， 但 在 某 些 特 殊 的 場 合 如 礦 井 ， 因 負(fù) 荷 中 心 遠(yuǎn) 離 變 電所 ， 為 保 證 負(fù) 荷 端 的 電 壓 水 平 故 采 用 660 V電 壓 作 為 配 電 電 壓 ， 這 樣 不 僅 可 以 減 少 線 路 的 電 壓 損 耗 ， 降 低 線 路 有 色 金 屬 消 耗 量 ， 而 且 能 夠 增 加 配 電 半 徑 ， 提 高 供 電 能 力 ， 簡 化

20、 供 配 電 系 統(tǒng) 。 另 外 ， 在 某 些 場 合 ， 由 于 安 全 的 原 因 ， 可 以 采 用 特 殊 的 安 全 低電 壓 配 電 。 工 廠 供 電 11.1.5 工 廠 供 電 系 統(tǒng) 的 質(zhì) 量 指 標(biāo) 1 電 壓 的 質(zhì) 量 要 求 國 家 標(biāo) 準(zhǔn) GB 1232590 電 能 質(zhì) 量 供 電 電 壓 允 許 偏 差 規(guī)定 了 不 同 電 壓 等 級 的 允 許 電 壓 偏 差 ： 35 kV及 以 上 供 電 電 壓 ， 正 、 負(fù) 偏 差 的 絕 對 值 之 和 不 超 過額 定 電 壓 的 10%； 10 kV及 以 下 三 相 供 電 電 壓 允 許 偏 差 為

21、 7%； 220 V單 相 供 電 電 壓 允 許 偏 差 為 +7%、 -10%。 工 廠 供 電 2 頻 率 的 要 求 我 國 規(guī) 定 的 額 定 電 壓 頻 率 為 50 Hz， 大 容 量 系 統(tǒng) 允 許 的 頻率 偏 差 為 0.2 Hz， 中 、 小 容 量 系 統(tǒng) 允 許 的 頻 率 偏 差 為 0.5 Hz。 頻 率 的 調(diào) 整 主 要 由 發(fā) 電 廠 進(jìn) 行 。 工 廠 電 力 系 統(tǒng) 的 頻 率 指標(biāo) 由 電 力 系 統(tǒng) 給 予 保 證 。 工 廠 供 電 3 供 電 的 可 靠 性 要 求 保 證 供 電 系 統(tǒng) 的 安 全 可 靠 性 是 電 力 系 統(tǒng) 運 行 的

22、基 本 要 求 。 所 謂 供 電 的 可 靠 性 ， 是 指 確 保 用 戶 能 夠 隨 時 得 到 供 電 。 這 就 要求 供 配 電 系 統(tǒng) 的 每 個 環(huán) 節(jié) 都 安 全 、 可 靠 運 行 ， 不 發(fā) 生 故 障 ， 以保 證 連 續(xù) 不 斷 地 向 用 戶 提 供 電 能 。 不 同 的 用 戶 對 供 電 可 靠 性 的 要 求 是 不 一 樣 的 。 根 據(jù) 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 ， 將 電 力 用戶 負(fù) 荷 分 為 三 類 。 工 廠 供 電 1） 一 級 負(fù) 荷 (first order load

23、) 一 級 負(fù) 荷 是 指 中 斷 供 電 將 造 成 人 身 傷 亡 危 險 ， 或 造 成 重大 設(shè) 備 損 失 且 難 以 修 復(fù) ， 或 給 國 民 經(jīng) 濟 帶 來 重 大 損 失 ， 或 在政 治 上 造 成 重 大 影 響 的 電 力 負(fù) 荷 。 如 火 車 站 、 大 會 堂 、 重 要賓 館 、 通 信 交 通 樞 紐 、 重 要 醫(yī) 院 的 手 術(shù) 室 、 煉 鋼 爐 、 國 家 級重 點 文 物 保 護(hù) 場 所 等 。 一 級 負(fù) 荷 要 求 由 兩 個 獨 立 電 源 供 電 ， 當(dāng) 其 中 一 個 電 源 發(fā)生 故 障 時 ， 另 一 個 電 源 應(yīng) 不 致 同 時 受

24、 到 損 壞 。 對 一 級 負(fù) 荷 中特 別 重 要 的 負(fù) 荷 ， 除 上 述 兩 個 電 源 外 ， 還 必 須 增 設(shè) 應(yīng) 急 電 源 。 常 用 的 應(yīng) 急 電 源 有 ： 獨 立 于 正 常 電 源 的 發(fā) 電 機 組 、 專 門 的 供 電 線 路 、 蓄 電 池 、 干 電 池 等 。 工 廠 供 電 2） 二 級 負(fù) 荷 (second order load) 二 級 負(fù) 荷 是 指 中 斷 供 電 將 在 政 治 、 經(jīng) 濟 上 造 成 較 大 損 失的 電 力 負(fù) 荷 ， 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

25、 長 時 間 才 能 恢 復(fù) 、 重 點 企 業(yè) 大 量 減 產(chǎn) 等 。 二 級 負(fù) 荷 要 求 由 雙 回 路 供 電 ， 供 電 變 壓 器 也 應(yīng) 有 兩 臺 (這兩 臺 變 壓 器 不 一 定 在 同 一 變 電 所 )， 當(dāng) 其 中 有 一 條 回 路 或 一 臺變 壓 器 發(fā) 生 常 見 故 障 時 ， 二 級 負(fù) 荷 應(yīng) 不 致 中 斷 供 電 ， 或 中 斷供 電 后 能 迅 速 恢 復(fù) 供 電 。 工 廠 供 電 3） 三 級 負(fù) 荷 (third order load) 三 級 負(fù) 荷 為 一 般 電 力 負(fù) 荷 ， 所 有 不 屬 于 上 述 一 、 二 級 負(fù)荷 者 均

26、 為 三 級 負(fù) 荷 。 由 于 三 級 負(fù) 荷 為 不 重 要 的 一 般 負(fù) 荷 ， 因而 它 對 供 電 電 源 無 特 殊 要 求 。 工 廠 供 電 11.2 工 廠 電 力 負(fù) 荷 的 計 算11.2.1 計 算 負(fù) 荷 及 設(shè) 備 容 量 1. 計 算 負(fù) 荷 的 概 念 根 據(jù) 用 電 設(shè) 備 的 安 裝 容 量 ， 采 用 一 定 的 計 算 方 法 得 出 的負(fù) 荷 ， 稱 為 計 算 負(fù) 荷 。 計 算 負(fù) 荷 是 一 個 假 想 負(fù) 荷 ， 其 熱 效 應(yīng)和 實 際 負(fù) 荷 產(chǎn) 生 的 熱 效 應(yīng) 相 等 。 如 以 計 算 負(fù) 荷 連 續(xù) 運 行 ， 根據(jù) 計 算 負(fù)

27、 荷 選 擇 的 電 氣 設(shè) 備 和 導(dǎo) 線 電 纜 其 發(fā) 熱 溫 度 不 會 超 過允 許 值 。 工 廠 供 電 導(dǎo) 體 通 過 電 流 達(dá) 到 穩(wěn) 定 溫 升 的 時 間 大 約 為 (3 4) ， 為 發(fā) 熱 時 間 常 數(shù) 。 截 面 在 16 mm2及 以 上 的 導(dǎo) 體 ， 其 10 min。 因 此 ， 載 流 導(dǎo) 體 大 約 經(jīng) 30 min后 可 達(dá) 到 穩(wěn) 定 溫 升 值 ， 計 算 負(fù) 荷也 就 是 半 小 時 最 大 負(fù) 荷 。 分 別 用 P30、 Q30、 S30和 I30表 示 有 功 計算 負(fù) 荷 、 無 功 計 算 負(fù) 荷 、 視 在 計 算 負(fù) 荷 和

28、計 算 電 流 。 計 算 負(fù) 荷 是 分 析 和 設(shè) 計 供 電 系 統(tǒng) 的 基 礎(chǔ) ， 是 選 擇 供 電 系 統(tǒng)導(dǎo) 線 、 變 壓 器 、 開 關(guān) 電 器 等 設(shè) 備 的 依 據(jù) 。 如 計 算 負(fù) 荷 過 大 ， 則 將 使 電 器 和 導(dǎo) 線 電 纜 選 得 過 大 ， 造 成 投 資 和 有 色 金 屬 的 浪 費 ； 如 計 算 負(fù) 荷 過 小 ， 又 將 使 電 器 和 導(dǎo) 線 電 纜 處 于 過 負(fù) 荷 下 運 行 ， 增 加 電 能 損 耗 ， 產(chǎn) 生 過 熱 ， 導(dǎo) 致 絕 緣 過 早 老 化 甚 至 燒 毀 。 因 此 ， 正 確 確 定 計 算 負(fù) 荷 意 義 重 大

29、 。 工 廠 供 電 2. 設(shè) 備 容 量 的 確 定 采 用 需 要 系 數(shù) 法 確 定 計 算 負(fù) 荷 時 ， 首 先 要 知 道 設(shè) 備 的 容 量Pe。 設(shè) 備 容 量 與 設(shè) 備 的 工 作 制 有 關(guān) ， 設(shè) 備 容 量 不 一 定 就 是 設(shè) 備銘 牌 上 所 標(biāo) 定 的 額 定 容 量 。 因 此 ， 當(dāng) 統(tǒng) 計 設(shè) 備 的 安 裝 容 量 時 ， 不 能 將 銘 牌 上 的 額 定 功 率 直 接 相 加 ， 而 應(yīng) 按 不 同 的 工 作 性 質(zhì) 將用 電 設(shè) 備 分 組 ， 再 將 不 同 負(fù) 荷 持 續(xù) 率 下 的 額 定 功 率 換 算 為 統(tǒng) 一持 續(xù) 率 下 的

30、功 率 ， 這 就 是 設(shè) 備 容 量 。 1） 長 期 連 續(xù) 運 行 工 作 制 采 用 長 期 連 續(xù) 運 行 工 作 制 的 設(shè) 備 工 作 時 間 長 ， 連 續(xù) 運 行 ， 絕 大 多 數(shù) 用 電 設(shè) 備 都 屬 于 這 一 類 設(shè) 備 ， 如 風(fēng) 機 、 泵 類 、 機 床 、 照 明 等 。 這 類 設(shè) 備 的 設(shè) 備 容 量 就 是 設(shè) 備 銘 牌 上 的 額 定 容 量 。 工 廠 供 電 2） 短 時 運 行 工 作 制 采 用 短 時 運 行 工 作 制 的 設(shè) 備 工 作 時 間 短 ， 停 歇 時 間 長 ， 如船 閘 電 動 機 、 機 床 中 的 輔 助 電 動

31、 機 等 ， 其 設(shè) 備 容 量 按 銘 牌 額 定容 量 計 算 。 3） 斷 續(xù) 周 期 工 作 制 繼 續(xù) 周 期 工 作 制 也 稱 反 復(fù) 短 時 工 作 制 ， 采 用 這 種 工 作 制 的設(shè) 備 時 而 工 作 ， 時 而 停 歇 ， 反 復(fù) 運 行 ， 如 吊 車 用 電 動 機 、 電焊 機 等 ， 其 設(shè) 備 容 量 是 將 所 有 設(shè) 備 在 不 同 負(fù) 載 持 續(xù) 率 下 的 銘 牌額 定 容 量 換 算 到 一 個 統(tǒng) 一 的 負(fù) 荷 持 續(xù) 率 下 的 功 率 之 和 。 斷 續(xù) 周期 工 作 制 的 用 電 設(shè) 備 常 用 的 有 電 焊 機 和 吊 車 電 動

32、 機 ， 換 算 要 求 如 下 ： 工 廠 供 電 (1) 電 焊 機 組 要 求 統(tǒng) 一 換 算 到 =100 ， 換 算 后 的 設(shè) 備 容 量 為 100NN100NNe cos SPP NNNNe cos SPP （ 11.2.1） 即 式 中 : PN、 SN為 吊 車 電 動 機 的 銘 牌 容 量 ； N為 與 銘 牌 容 量 對 應(yīng)的 負(fù) 荷 持 續(xù) 率 (計 算 中 用 小 數(shù) )； 100為 其 值 為 100%的 負(fù) 荷 持 續(xù)率 （ 計 算 中 用 1） ； cos為 銘 牌 規(guī) 定 的 功 率 因 數(shù) 。 工 廠 供 電 （ 2） 吊 車 電 動 機 組 要 求 統(tǒng)

33、 一 換 算 到 =25 ， 換 算 后的 設(shè) 備 容 量 為 NN 25Ne 2 PPP N （ 11.2.2） 式 中 : PN為 吊 車 電 動 機 的 銘 牌 容 量 ； N為 與 銘 牌 容 量 對 應(yīng) 的負(fù) 荷 持 續(xù) 率 ； 25為 其 值 為 25%的 負(fù) 荷 持 續(xù) 率 （ 計 算 中 用0.25） 。 工 廠 供 電 11.2.2 按 需 要 系 數(shù) 法 確 定 計 算 負(fù) 荷 1. 三 相 用 電 設(shè) 備 組 計 算 負(fù) 荷 的 確 定 用 電 設(shè) 備 組 是 由 工 藝 性 質(zhì) 相 同 、 需 要 系 數(shù) 相 近 的 用 電 設(shè) 備合 并 組 成 的 。 用 電 設(shè) 備

34、 組 的 計 算 負(fù) 荷 是 指 用 電 設(shè) 備 組 從 供 電系 統(tǒng) 中 取 用 的 半 小 時 最 大 負(fù) 荷 ， 其 基 本 公 式 為 ed30 PKP （ 11.2.3） 工 廠 供 電 Kd為 需 要 系 數(shù) ， 反 映 用 電 設(shè) 備 組 中 投 入 運 行 的 設(shè) 備 性 質(zhì) 、 容 量 、 線 路 損 耗 、 設(shè) 備 效 率 及 操 作 人 員 的 技 能 等 諸 多 因 素 ， 是 一 個 綜 合 系 數(shù) 。 不 同 用 電 設(shè) 備 組 的 Kd值 列 于 表 11.2.1中 。 用 電 設(shè) 備 組 設(shè) 備 臺 數(shù) 較 少 時 ， Kd值 適 當(dāng) 取 大 些 ， 如 只 有

35、 1 2臺設(shè) 備 時 ， 取 Kd 1。 當(dāng) 只 有 一 臺 電 動 機 時 ， P30=PN/ , PN為 電動 機 額 定 容 量 ， 為 電 動 機 的 效 率 。 Pe為 用 電 設(shè) 備 組 中 各 設(shè) 備容 量 之 和 （ 不 包 括 備 用 設(shè) 備 ） 。 工 廠 供 電 在 求 出 有 功 計 算 負(fù) 荷 P30后 ， 可 按 下 列 各 式 分 別 求 出 無 功計 算 負(fù) 荷 、 視 在 計 算 負(fù) 荷 和 計 算 電 流 。 無 功 計 算 負(fù) 荷 為 tan3030 PQ （ 11.2.4） 式 中 ： tan 為 對 應(yīng) 于 用 電 設(shè) 備 組 cos 的 正 切 值

36、。 視 在 計 算 負(fù) 荷 為 cos3030 PS （ 11.2.5） 式 中 ： cos 為 用 電 設(shè) 備 組 的 平 均 功 率 因 數(shù) 。 工 廠 供 電 計 算 電 流 為 N3030 3USI （ 11.2.6） 式 中 :UN為 用 電 設(shè) 備 組 的 額 定 電 壓 。 負(fù) 荷 計 算 中 常 用 的 單 位 ： 有 功 功 率 為 “ 千 瓦 ” (kW)， 無 功功 率 為 “ 千 乏 ” (kvar)， 視 在 功 率 為 “ 千 伏 安 ” (kVA)， 電 流 為“ 安 ” (A)， 電 壓 為 “ 千 伏 ” (kV)。 工 廠 供 電 2 多 組 用 電 設(shè) 備

37、 計 算 負(fù) 荷 的 確 定 確 定 擁 有 多 組 用 電 設(shè) 備 的 干 線 上 或 車 間 變 電 所 低 壓 母 線 上的 計 算 負(fù) 荷 時 ， 應(yīng) 考 慮 各 組 用 電 設(shè) 備 的 最 大 負(fù) 荷 不 同 時 出 現(xiàn) 的情 況 。 因 此 ， 在 確 定 多 組 用 電 設(shè) 備 的 計 算 負(fù) 荷 時 ， 應(yīng) 結(jié) 合 具 體情 況 對 其 有 功 負(fù) 荷 和 無 功 負(fù) 荷 分 別 計 入 一 個 同 時 系 數(shù) Kp、 Kq， 則 計 算 負(fù) 荷 為 工 廠 供 電 ip PKP ,3030 iq QKQ ,3030 23023030 QPS N3030 3USI （ 11.2

38、.7） 工 廠 供 電 以 上 兩 式 中 的 P30,i和 Q30, i分 別 為 各 組 設(shè) 備 的 有 功 和 無 功計 算 負(fù) 荷 之 和 。 對 車 間 干 線 取 Kp=0.85 0.95， Kq=0.90 0.97；對 車 間 母 線 取 Kp=0.90 0.95， Kq=0.93 0.97。 注 意 ： 由 于 各 組 設(shè) 備 的 功 率 因 數(shù) 不 一 定 相 同 ， 因 此 總 的 視在 計 算 負(fù) 荷 和 計 算 電 流 一 般 不 能 用 各 組 的 視 在 計 算 負(fù) 荷 或 計 算電 流 之 和 來 計 算 。 此 外 ， 在 計 算 多 組 設(shè) 備 總 的 計 算

39、 負(fù) 荷 時 ， 為了 簡 化 和 統(tǒng) 一 ， 各 組 的 設(shè) 備 臺 數(shù) 不 論 多 少 ， 各 組 的 計 算 負(fù) 荷 均按 供 電 設(shè) 計 手 冊 所 列 的 計 算 系 數(shù) 來 計 算 ， 而 不 必 考 慮 設(shè) 備 臺 數(shù)少 而 適 當(dāng) 增 大 K d和 cos值 的 問 題 。 工 廠 供 電 3. 確 定 全 廠 計 算 負(fù) 荷 的 方 法 1） 按 逐 級 計 算 法 確 定 全 廠 計 算 負(fù) 荷 從 計 算 低 壓 用 電 設(shè) 備 的 負(fù) 荷 開 始 ， 逐 級 向 電 源 方 向 計 算 ， 只 需 要 在 每 級 配 電 點 乘 以 同 時 系 數(shù) Kp、 Kq， 然

40、后 再 考 慮 變 壓器 的 功 率 損 失 ： T3030 T3030 QQQ PPP （ 11.2.8） 工 廠 供 電 式 中 ， 為 變 壓 器 高 、 低 壓 側(cè) 計 算 負(fù)荷 ； 、 為 變 壓 器 有 功 、 無 功 損 耗 ， 按 經(jīng) 驗 估 算 值 為 30303030 QPQP 、TP TQ 303006.0015.0 SQ SP TT （ 11.2.9） 最 后 確 定 出 工 廠 總 計 算 負(fù) 荷 。 工 廠 供 電 2） 按 不 同 工 廠 的 需 要 系 數(shù) 確 定 全 廠 計 算 負(fù) 荷 首 先 確 定 全 廠 總 設(shè) 備 容 量 ， 再 乘 以 工 廠 的 需

41、 要 系 數(shù) Kd， 就得 到 該 廠 的 計 算 負(fù) 荷 。 ed30 PKP （ 11.2.10） 其 中 查 有 關(guān) 工 廠 需 要 系 數(shù) 的 資 料 。 工 廠 供 電 3） 按 年 產(chǎn) 量 估 算 工 廠 計 算 負(fù) 荷 年 產(chǎn) 量 按 估 算 工 廠 計 算 負(fù) 荷 為 M30 TMWP （ 11.2.11） 式 中 ， M為 工 廠 年 產(chǎn) 量 ； W為 單 位 產(chǎn) 品 耗 電 量 ； TM為 工 廠 年 最大 有 功 負(fù) 荷 利 用 小 時 數(shù) ， 查 有 關(guān) 資 料 。 工 廠 供 電 11.2.3 工 廠 的 功 率 因 數(shù) 、 無 功 補 償 及 補 償 后 的 工 廠

42、 計 算 負(fù) 荷 1 工 廠 常 用 的 幾 種 功 率 因 數(shù) 1） 瞬 時 功 率 因 數(shù) 瞬 時 功 率 因 數(shù) 可 由 功 率 因 數(shù) 表 直 接 測 量 ， 亦 可 由 功 率 表 、 電 流 表 和 電 壓 表 的 讀 數(shù) 按 下 式 求 出 IUP3cos （ 11.2.12） 工 廠 供 電 式 中 : P為 功 率 表 測 出 的 三 相 功 率 讀 數(shù) (kW)； I為 電 流 表 測 出 的線 電 流 讀 數(shù) (A)； U為 電 壓 表 測 出 的 線 電 壓 讀 數(shù) (kV)。 瞬 時 功 率 因 數(shù) 只 用 來 了 解 和 分 析 工 廠 或 設(shè) 備 在 生 產(chǎn) 過

43、程 中無 功 功 率 的 變 化 情 況 ， 以 便 采 取 適 當(dāng) 的 補 償 措 施 。 工 廠 供 電 2） 平 均 功 率 因 數(shù) 平 均 功 率 因 數(shù) 亦 稱 加 權(quán) 平 均 功 率 因 數(shù) ， 按 下 式 計 算 222 p 1 1cos qpqp WWWWW （ 11.2.13） 式 中 : Wp為 某 一 時 間 內(nèi) 消 耗 的 有 功 電 能 ， 由 有 功 電 度 表 讀 出 ； Wq為 某 一 時 間 內(nèi) 消 耗 的 無 功 電 能 ， 由 無 功 電 度 表 讀 出 。 我 國 電 業(yè) 部 門 每 月 向 工 業(yè) 用 戶 收 取 電 費 ， 就 規(guī) 定 電 費 要 按

44、月 平 均 功 率 因 數(shù) 的 高 低 來 調(diào) 整 。 工 廠 供 電 3） 最 大 負(fù) 荷 時 的 功 率 因 數(shù) 最 大 負(fù) 荷 時 的 功 率 因 數(shù) 指 在 年 最 大 負(fù) 荷 (即 計 算 負(fù) 荷 )時的 功 率 因 數(shù) ， 按 下 式 計 算 3030cos SP （ 11.2.14） 我 國 電 力 規(guī) 程 規(guī) 定 ： 高 壓 供 電 的 用 戶 功 率 因 數(shù) 應(yīng) 達(dá) 到0.90以 上 ， 其 它 電 力 用 戶 功 率 因 數(shù) 應(yīng) 為 0.85以 上 ； 同 時 還 規(guī)定 ， 凡 功 率 因 數(shù) 未 達(dá) 到 上 述 規(guī) 定 的 ， 應(yīng) 增 添 無 功 補 償 裝 置 。 這

45、里 所 指 的 功 率 因 數(shù) 為 最 大 負(fù) 荷 時 的 功 率 因 數(shù) 。 工 廠 供 電 2. 無 功 功 率 補 償 達(dá) 不 到 規(guī) 定 的 工 廠 功 率 因 數(shù) 要 求 時 ， 則 需 要 考 慮 人 工 補償 。 人 工 補 償 最 普 遍 采 用 的 方 法 是 并 聯(lián) 電 容 器 來 提 高 功 率 因數(shù) 。 要 使 功 率 因 數(shù) 由 cos 提 高 到 cos ， 必 須 裝 設(shè) 的 無 功 補償 裝 置 容 量 為 )tan(tan303030 PQQQC （ 11.2.15） 式 中 ， 稱 為 無 功 補 償 率 ， 表 示 要 使 1kW的 有 功 功 率 由 提

46、 高 到所 需 要 的 無 功 補 償 容 量 kvar值 。 工 廠 供 電 在 確 定 了 總 的 補 償 容 量 后 ， 即 可 根 據(jù) 所 選 并 聯(lián) 電 容 器 的 單個 容 量 qC來 確 定 電 容 器 的 個 數(shù) ， 即 （ 11.2.16） 并 聯(lián) 電 容 器 有 三 相 和 單 相 之 分 。 如 采 用 三 相 電 容 器 組 進(jìn)行 補 償 ， 其 個 數(shù) 按 上 述 計 算 值 取 整 數(shù) 選 擇 ， 如 采 用 單 相 電 容器 進(jìn) 行 補 償 ， 其 個 數(shù) 應(yīng) 是 3的 整 數(shù) 倍 ， 以 便 電 容 器 三 相 均 衡 分配 。 CCqQn 工 廠 供 電 3

47、無 功 補 償 后 的 工 廠 計 算 負(fù) 荷 工 廠 (或 車 間 )裝 設(shè) 了 無 功 補 償 裝 置 以 后 ， 則 在 確 定 補 償 裝置 裝 設(shè) 地 點 以 前 的 總 計 算 負(fù) 荷 時 ， 應(yīng) 扣 除 無 功 補 償 的 容 量 ，即 總 的 無 功 計 算 負(fù) 荷 CQQQ 3030 （ 11.2.17） 補 償 后 總 的 視 在 計 算 負(fù) 荷 23030230 )( CQQPS （ 11.2.18） 工 廠 供 電 11.3 變 電 所 位 置 及 變 壓 器 臺 數(shù) 和 容 量 選 擇 11.3.1 變 配 電 所 的 所 址 選 擇 確 定 變 電 所 位 置 時

48、， 應(yīng) 考 慮 以 下 因 素 ： 盡 量 接 近 負(fù) 荷中 心 ； 進(jìn) 出 線 方 便 ； 接 近 電 源 側(cè) ； 設(shè) 備 運 輸 方 便 ； 不 應(yīng) 設(shè) 在 有 劇 烈 振 動 或 高 溫 的 場 所 ； 不 宜 設(shè) 在 多 塵 或有 腐 蝕 性 氣 體 的 場 所 ； 不 應(yīng) 設(shè) 在 有 爆 炸 危 險 環(huán) 境 的 正 上 方或 正 下 方 ， 且 不 宜 設(shè) 在 有 火 災(zāi) 危 險 環(huán) 境 的 正 上 方 或 正 下 方 ； 保 證 供 電 安 全 ， 便 于 今 后 發(fā) 展 。 其 中 ， 變 配 電 所 接 近 負(fù) 荷中 心 是 最 重 要 的 。 工 廠 供 電 1) 負(fù) 荷 指

49、 示 圖 法 負(fù) 荷 指 示 圖 是 將 負(fù) 荷 按 一 定 的 比 例 ， 以 負(fù) 荷 圓 的 面 積 表明 負(fù) 荷 大 小 的 圖 形 。 負(fù) 荷 圓 半 徑 為 30nPr （ 11.3.1） 式 中 :n為 負(fù) 荷 圓 的 比 例 系 數(shù) ， 單 位 為 kW mm 2。 根 據(jù) 全 廠 各 車 間 的 負(fù) 荷 圖 ， 可 以 直 觀 地 確 定 工 廠 的 負(fù) 荷中 心 的 位 置 。 結(jié) 合 位 置 選 擇 原 則 ， 擬 定 幾 個 方 案 ， 擇 優(yōu) 選 擇變 電 所 位 置 。 工 廠 供 電 2) 負(fù) 荷 矩 法 這 是 一 種 近 似 定 量 的 計 算 方 法 ， 以

50、負(fù) 荷 圓 的 圓 心 為 負(fù) 荷點 ， 用 求 物 體 重 心 的 方 法 確 定 負(fù) 荷 中 心 。 圖 11.3.1所 示 為 3個 負(fù) 荷 點 的 負(fù) 荷 矩 示 意 圖 。 有 功 功 率P1 P3分 布 于 直 角 坐 標(biāo) 系 中 ， 一 般 負(fù) 荷 中 心 為 )( iii xPPx )( iii yPPy 工 廠 供 電 i iiPxPx )( （ 11.3.2） i iiPyPy )( （ 11.3.3） 因 此 ， 總 負(fù) 荷 中 心 為 P(x, y)。 工 廠 供 電 圖 11.3.1 3個 負(fù) 荷 點 的 負(fù) 荷 矩 示 意 圖 工 廠 供 電 3) 按 負(fù) 荷 電

51、能 矩 確 定 負(fù) 荷 中 心 負(fù) 荷 矩 法 也 稱 靜 態(tài) 負(fù) 荷 中 心 計 算 法 ， 它 只 考 慮 負(fù) 荷 的 容 量和 位 置 ， 如 再 考 慮 各 負(fù) 荷 點 的 工 作 時 間 ， 便 成 為 用 電 能 矩 法 確定 負(fù) 荷 中 心 的 方 法 ： )( )()( )( NcMc i iiii iii AxWtP xTPx )( )()( )( i iiNiic iiMic A yWtP yTPy （ 11.3.4） （ 11.3.5） 工 廠 供 電 式 中 :WNi=PciTMi為 負(fù) 荷 點 的 電 能 消 耗 量 ； TMi為 最 大 負(fù) 荷 利用 小 時 數(shù) ；

52、 Pci為 負(fù) 荷 的 有 功 計 算 負(fù) 荷 ； ti為 各 負(fù) 荷 在 同 一 時 間內(nèi) 的 實 際 工 作 時 間 ； Ai為 各 負(fù) 荷 的 有 功 電 能 消 耗 量 。 實 際 上 影 響 變 電 所 位 置 選 擇 的 因 素 很 多 ， 如 廠 區(qū) 建 筑 、 車 間 布 置 、 供 電 部 門 的 要 求 等 ， 都 可 能 制 約 變 電 所 位 置 的 選 擇 。 因 此 ， 應(yīng) 結(jié) 合 實 際 情 況 ， 進(jìn) 行 技 術(shù) 、 經(jīng) 濟 比 較 ， 選 出 較 為 理 想的 變 電 所 位 置 。 工 廠 供 電 11.3.2 變 電 所 主 變 壓 器 臺 數(shù) 和 容 量

53、 的 選 擇 1. 變 電 所 主 變 壓 器 臺 數(shù) 的 選 擇 選 擇 主 變 壓 器 臺 數(shù) 時 應(yīng) 考 慮 下 列 原 則 ： （ 1） 應(yīng) 滿 足 用 電 負(fù) 荷 對 供 電 可 靠 性 的 要 求 。 對 供 有 大 量一 、 二 級 負(fù) 荷 的 變 電 所 ， 宜 采 用 兩 臺 變 壓 器 ， 當(dāng) 一 臺 變 壓 器 發(fā)生 故 障 或 檢 修 時 ， 另 一 臺 變 壓 器 能 對 一 、 二 級 負(fù) 荷 繼 續(xù) 供 電 。 對 只 有 二 級 而 無 一 級 負(fù) 荷 的 變 電 所 ， 也 可 以 只 采 用 一 臺 變 壓 器 ， 但 必 須 在 低 壓 側(cè) 敷 設(shè) 與 其

54、 它 變 電 所 相 連 的 聯(lián) 絡(luò) 線 作 為 備 用 電 源 。 （ 2） 對 季 節(jié) 性 負(fù) 荷 或 晝 夜 負(fù) 荷 變 動 較 大 而 宜 于 采 用 經(jīng) 濟 運 行 方 式 的 變 電 所 ， 可 考 慮 采 用 兩 臺 變 壓 器 。 工 廠 供 電 2. 變 電 所 主 變 壓 器 容 量 的 選 擇 1) 只 裝 一 臺 主 變 壓 器 的 變 電 所 主 變 壓 器 容 量 ST應(yīng) 滿 足 全 部 用 電 設(shè) 備 總 計 算 負(fù) 荷 S30的 需 要 ， 即 30T SS （ 11.3.6） 工 廠 供 電 2) 裝 有 兩 臺 主 變 壓 器 的 變 電 所 每 臺 變 壓

55、 器 的 容 量 ST應(yīng) 同 時 滿 足 以 下 兩 個 條 件 ： （ 1） 任 一 臺 變 壓 器 單 獨 運 行 時 ， 宜 滿 足 總 計 算 負(fù) 荷 S30的 大約 60 70 的 需 要 ， 即 30T )7.06.0( SS （ 11.3.7） 工 廠 供 電 （ 2） 任 一 臺 變 壓 器 單 獨 運 行 時 ， 應(yīng) 滿 足 全 部 一 、 二 級負(fù) 荷 S30( + )的 需 要 ， 即 ）（ 30T SS （ 11.3.8） 3) 車 間 變 電 所 主 變 壓 器 單 臺 容 量 的 選 擇 車 間 變 電 所 主 變 壓 器 的 單 臺 容 量 ， 一 方 面 受 到

56、 低 壓 斷 路器 斷 流 能 力 和 短 路 穩(wěn) 定 度 的 限 制 ， 另 一 方 面 考 慮 到 應(yīng) 使 變 壓器 更 接 近 于 車 間 負(fù) 荷 中 心 ， 因 此 容 量 一 般 不 宜 大 于 1250 kVA。 工 廠 供 電 11.4 變 配 電 所 高 低 壓 一 次 設(shè) 備 變 配 電 所 中 承 擔(dān) 輸 送 和 分 配 電 能 任 務(wù) 的 電 路 稱 為 一 次 電路 (primary circuit)或 稱 主 電 路 (主 接 線 )。 一 次 電 路 中 所 有的 電 氣 設(shè) 備 稱 為 一 次 設(shè) 備 (primary equipment)或 一 次 元 件 。

57、一 次 設(shè) 備 按 其 功 能 分 為 以 下 幾 類 ： （ 1） 變 換 設(shè) 備 ， 其 功 能 是 按 電 力 系 統(tǒng) 工 作 的 要 求 來 改變 電 壓 或 電 流 ， 例 如 電 力 變 壓 器 、 電 流 互 感 器 、 電 壓 互 感 器等 。 (2) 控 制 設(shè) 備 ， 其 功 能 是 按 電 力 系 統(tǒng) 工 作 的 要 求 來 控 制 一 次 電 路 的 通 、 斷 ， 例 如 各 種 高 低 壓 開 關(guān) 。 工 廠 供 電 (3) 保 護(hù) 設(shè) 備 ， 其 功 能 是 用 來 對 電 力 系 統(tǒng) 進(jìn) 行 過 電 流 和 過電 壓 等 的 保 護(hù) ， 例 如 熔 斷 器 和

58、避 雷 器 等 。 (4) 成 套 設(shè) 備 ， 它 是 按 一 次 電 路 接 線 方 案 的 要 求 ， 將 有關(guān) 一 次 設(shè) 備 及 二 次 設(shè) 備 組 合 為 一 體 的 電 氣 裝 置 ， 例 如 高 壓 開關(guān) 柜 、 低 壓 配 電 屏 、 動 力 和 照 明 配 電 箱 等 。 工 廠 供 電 11.4.1 高 壓 一 次 設(shè) 備 1. 高 壓 斷 路 器 QF 1) 高 壓 斷 路 器 的 功 能 高 壓 斷 路 器 (high voltage circuit breaker)是 高 壓 電器 中 最 重 要 的 設(shè) 備 ， 是 電 力 系 統(tǒng) 一 次 設(shè) 備 中 起 控 制 和

59、 保 護(hù) 作用 的 關(guān) 鍵 電 器 。 高 壓 斷 路 器 在 電 網(wǎng) 中 起 兩 方 面 的 作 用 ： 一 是 控制 作 用 ， 即 根 據(jù) 電 網(wǎng) 運 行 的 需 要 ， 將 部 分 電 氣 設(shè) 備 或 線 路 投入 或 退 出 運 行 ； 二 是 保 護(hù) 作 用 ， 即 在 電 氣 設(shè) 備 或 電 力 線 路 發(fā) 生故 障 時 ， 繼 電 保 護(hù) 自 動 裝 置 發(fā) 出 跳 閘 信 號 ， 起 動 斷 路 器 ， 將 故障 部 分 設(shè) 備 或 線 路 從 電 網(wǎng) 中 迅 速 切 除 ， 確 保 電 網(wǎng) 中 無 故 障 部 分 電 路 的 正 常 運 行 。 工 廠 供 電 2) 高 壓

60、 斷 路 器 的 分 類 高 壓 斷 路 器 一 般 按 滅 弧 介 質(zhì) 的 不 同 分 為 ： (1) 油 斷 路 器 ， 指 采 用 變 壓 器 油 作 為 滅 弧 介 質(zhì) 的 斷 路 器 。 它 又 分 為 多 油 斷 路 器 和 少 油 斷 路 器 。 多 油 斷 路 器 的 油 除 了 作 滅弧 介 質(zhì) 和 觸 頭 開 斷 后 的 絕 緣 外 ， 還 作 為 帶 電 部 分 對 地 的 絕 緣 。 少 油 斷 路 器 的 油 只 作 為 滅 弧 介 質(zhì) 和 觸 頭 開 斷 后 的 絕 緣 ， 而 帶 電部 分 對 地 絕 緣 采 用 瓷 件 或 其 他 介 質(zhì) 。 和 多 油 斷 路

61、 器 相 比 ， 少 油斷 路 器 具 有 用 油 量 少 ， 體 積 小 ， 重 量 輕 ， 運 輸 安 裝 方 便 ， 有 利于 防 火 等 優(yōu) 點 。 在 610 kV戶 內(nèi) 配 電 裝 置 中 常 用 的 有 SN1010型 少 油 斷 路 器 。 工 廠 供 電 (2) 真 空 斷 路 器 ， 指 采 用 真 空 的 高 絕 緣 強 度 來 滅 弧 的 斷 路器 。 這 種 斷 路 器 的 動 靜 觸 頭 密 封 在 真 空 泡 內(nèi) ， 利 用 真 空 作 為 滅弧 介 質(zhì) 和 絕 緣 介 質(zhì) 。 它 的 特 點 是 體 積 小 ， 壽 命 長 ， 維 修 工 作 量小 ， 主 要

62、用 于 頻 繁 操 作 的 場 所 。 常 用 的 真 空 斷 路 器 有 ZN1212、 ZN28A12型 戶 內(nèi) 高 壓 真 空 斷 路 器 ， 其 外 形 如 圖 11.4.1所示 。 工 廠 供 電 圖 11.4.1 ZN1212型 戶 內(nèi) 高 壓 真 空 斷 路 器 工 廠 供 電 (3) 六 氟 化 硫 (SF6)斷 路 器 ， 指 利 用 具 有 優(yōu) 異 的 絕 緣 性 能 和滅 弧 性 能 的 SF6氣 體 作 為 滅 弧 介 質(zhì) 和 絕 緣 介 質(zhì) 的 斷 路 器 。 SF6氣體 是 無 色 、 無 臭 、 不 燃 燒 、 無 毒 的 惰 性 氣 體 ， 它 的 絕 緣 能

63、力 約高 于 空 氣 2.5倍 ， 而 滅 弧 能 力 則 高 達(dá) 百 倍 。 SF6斷 路 器 比 少 油 斷路 器 串 聯(lián) 斷 口 要 少 ， 可 使 制 造 、 安 裝 、 調(diào) 試 和 運 行 比 較 方 便 和經(jīng) 濟 。 它 的 特 點 是 滅 弧 能 力 強 ， 絕 緣 強 度 高 ， 開 斷 電 流 大 ， 燃 弧 時 間 短 ， 檢 修 周 期 長 ， 斷 開 電 容 電 流 或 電 感 電 流 時 無 重燃 ， 過 電 壓 低 等 。 SF 6斷 路 器 主 要 用 于 需 頻 繁 操 作 及 有 易 燃 、 易 爆 危 險 的 場 所 ， 特 別 用 于 全 封 閉 組 合

64、電 器 中 。 常 用 的 SF6斷路 器 為 LN2型 。 真 空 斷 路 器 、 六 氟 化 硫 斷 路 器 是 現(xiàn) 在 和 未 來 重 點 發(fā) 展 與 使用 的 斷 路 器 。 工 廠 供 電 2. 隔 離 開 關(guān) QS 1) 隔 離 開 關(guān) 的 功 能 隔 離 開 關(guān) (high voltage disconnector)的 作 用 主 要 有 以下 三 方 面 ： (1) 隔 離 電 源 ， 保 證 安 全 。 利 用 隔 離 開 關(guān) 將 高 壓 電 氣 裝 置中 需 要 檢 修 的 部 分 與 其 他 帶 電 部 分 可 靠 隔 離 ， 隔 離 開 關(guān) 斷 開 后有 明 顯 可 見

65、 的 斷 開 間 隙 ， 能 充 分 保 證 人 身 和 設(shè) 備 的 安 全 。 工 廠 供 電 (2) 倒 閘 操 作 。 隔 離 開 關(guān) 經(jīng) 常 用 來 進(jìn) 行 電 力 系 統(tǒng) 運 行 方式 改 變 時 的 倒 閘 操 作 。 例 如 ， 當(dāng) 主 接 線 為 雙 母 線 時 ， 利 用 隔離 開 關(guān) 將 設(shè) 備 或 線 路 從 一 組 母 線 切 換 到 另 一 組 母 線 。 特 別 強 調(diào) ， 隔 離 開 關(guān) 沒 有 專 門 的 滅 弧 裝 置 ， 在 任 何 情 況下 ， 均 不 能 接 通 或 切 斷 負(fù) 荷 電 流 和 短 路 電 流 ， 并 應(yīng) 設(shè) 法 避 免可 能 發(fā) 生 的

66、 誤 操 作 。 當(dāng) 隔 離 開 關(guān) 與 斷 路 器 配 合 操 作 時 ， 其 順 序 應(yīng) 為 ： 斷 電 時 ， 先 拉 開 斷 路 器 ， 再 拉 開 隔 離 開 關(guān) ； 送 電 時 ， 先 合 隔 離 開 關(guān) ， 再 合 斷 路 器 。 總 之 ， 隔 離 開 關(guān) 與 斷 路 器 配 合 操 作 時 ， 隔 離 開關(guān) 必 須 在 斷 路 器 處 于 斷 開 （ 分 閘 ） 位 置 時 才 能 進(jìn) 行 操 作 。 工 廠 供 電 2) 隔 離 開 關(guān) 的 分 類 按 裝 設(shè) 地 點 的 不 同 ， 隔 離 開 關(guān) 分 為 戶 內(nèi) 和 戶 外 兩 種 。 戶 內(nèi) 隔 離 開 關(guān) （ 型 號 為 GN） 的 額 定 電 壓 一 般 在 35 kV以 下 。 工 廠 供 配 電 系 統(tǒng) 常 用 的 高 壓 戶 內(nèi) 隔 離 開 關(guān) 為 GN19、 GN22和GN24型 等 ， 其 外 形 如 圖 11.4.2所 示 。 工 廠 供 電 圖 11.4.2 GN2212戶 內(nèi) 高 壓 隔 離 開 關(guān) 工 廠 供 電 戶 外 隔 離 開 關(guān) （ 型 號 為 GW） 由 于 觸 頭 暴 露 在