工厂供电系统

一般中型工厂的电源进线电压是6-10kV。电能先经高压配电所集中，再由高压配电线路将电能分送到各车间变电所，或由高压配电线路直接供给高压用电设备。车间变电所内装有电力变压器，将6-10kV的高压电降为一般低压用电设备所需的电压，然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备使用

工厂供电是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。

工厂供电的重要性：生产自动化后增加产量、提高质量、减轻劳动强度；供电中断，会引起设备损坏，可能发生人身事故。

工厂供电的基本要求：安全、可靠、优质、经济。

一、 工厂供电系统概况

某工厂供电系统简图（一根线表示三相线路 ）

高压配电所有两条 l0kv电源进线，分别接在高压配电所的两段母线上，形成单母线分段制。一条电源进线供电，另一条电源进线作为备用。

配电所的任务是接受电能和分配电能，不改变电压；而变电所的任务是接受电能、变换电压和分配电能。

电力系统：由各级电压的电力线路将发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。

电网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电力网或电网。电网以电压等级来区分，例如l0V电网。

对于工厂的重要负荷，一般要求在正常供电电源之外，设置应急自备电源： 柴油发电机组自备电源 交流不停电电源（UPS）

二、 低压配电系统的接地型式 我国220／380V低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中性线N、保护线 PE、保护中性线。

 中性线(N线)的功能：一是用来接用额定电压为系统相电压的单相用电设备；二是用  来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是减小负荷中性点的电位偏移。

 保护线(PE线)的功能：它是用来保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。系统中

所有设备的外露可导电部分(指正常不带电压但故障情况下可能带电压的易被触及的导电部分，例如设备的金属外壳、金属构架等)通过保护线接地，可在设备发生接地故障时减少触电危险。

 保护中性线(PEN线)的功能：它兼有中性线(N线)和保护线(PE线)的功能。

 低压配电系统按接地型式，分为TN系统、TT系统和IT系统。

TN系统：中性点直接接地，所有设备的外露可导电部分均接公共的保护线(PE线)或公共的保护中性线(PEN线)。

a)TN-C系统

b)TN-S系统

c)TN-C-S系统

TT系统：中性点直接接地，设备外壳单独接地。

三、 工厂变配电所及其一次系统

高压一次设备

 一次电路（主电路、主接线、主回路）：变配电所中承担输送和分配电能任务

的电路。

 一次电路中所有的设备称一次设备。

1、高压熔断器：在电路电流超过规定值并经过一定时间后，使熔体熔化而分断电流、断开电路的一种保护电器。熔断器的功能主要是对电路及设备进行短路保护，有的熔断器还具有过负荷保护的功能。 高压熔断器全型号的表示和含义如下：

RN1型户内高压管式熔断器（限流式）

RN2型熔断器的熔管剖面示意图

RW4—10(G)型跌开式熔断器

2、高压隔离开关：隔离高压电源、保证设备和线路的安全检修。断开后有明显可见的断开间隙，没有专门的灭弧装置，不允许带负荷操作，可以通断不超过2A的空载变压器、电容电流不超过5A的空载线路，与高压断路器配合使用。

GN8—10／600型高压隔离开关

3、高压负荷开关：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，与高压熔断器配合使用。

FN3—10RT型高压负荷开关

4、高压断路器：是变电所中的主要电力控制设备，在正常运行时，它能切断和控制线路及各种电气设备的空载和负荷电流，当系统发生故障时，它和继电保护配合能迅速的切断故障电流，以防止故事的扩大。

SNl0—10型高压少油断路器

 高压断路器按其所采用的灭弧介质，可分为下列几种类型：油断路器；六氟化硫（SF6）

断路器；真空断路器。

5、高压开关柜：将一、二次设备组合在一起的高压成套配电装置。

 具有五防功能：防止误分、误合断路器防止带负荷误拉、误合隔离开关防止带电误挂  接地线 防止带接地线误合隔离开关 防止人员误入带电间隔。 1仪表屏 2手车室，

3上触头(兼起隔离开关作用)， 4下触头(兼起隔离开关作用) ， 5断路器手车。

，

低压一次设备

1、 低压熔断器

2、 低压负荷开关、低压刀开关。

3、低压断路器：是用手动（或电动）合闸，用锁扣保持合闸位置，由脱扣机构作用于跳闸并具有灭弧装置的低压开关，目前被广泛用于 500V 以下的交、直流装置中，当电路内发生过负荷、短路、电压降低或消失时，能自动切断电路。可分为塑料外壳式、

万能式等很多种类。

4、低压配电屏 ：将一、二次设备组合在一起的一种低压成套配电装置。 低压断路器的原理结构和接线图

1主触头， 2跳钩， 3锁扣， 4分励脱扣器 5失压脱扣器 6、7脱扣按钮， 8加热电阻丝， 9热脱扣器， 10过流脱扣器

四、 电力变压器

 电力变压器并列运行条件

1、变压器的一、二次额定电压必须对应相等。 2、变压器的阻抗电压（短路电压）必须相等。 3、变压器的连接组别必须相同。

4、变压器的容量尽量相同或相近，最大容量与最小容量之比不超过3：1。

五、 电流互感器和压互感器

 电流互感器的基本原理和特点：一次绕组导线很粗，匝数很少，二次绕组匝数多导线细。

 电流互感器的一次侧额定电流应尽可能与最大工作电流接近；电流互感器的二次额定电流有5A和 1A两种。一般强电系统用5A，弱电系统用1A。

 电流互感器使用注意事项：工作时二次侧不得开路，二次侧有一端必须接地，电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。

电压互感器

工作时二次侧不得短路，二次侧有端必须接地，互感器在连接时注意其端子的极性。 1铁心,2一次绕组,3二次绕组

 为了确保电压互感器安全和在规定的准确级下运行，电压互感器一次绕组所接电力网电压应（1.1 ～0.9）UN围内变动。

 电压互感器二次侧额定线间电压为100V。

 一般供功率测量、电能测量以及功率方向保护用的电压互感器应选择0.5级或1级的，只供估计被测值的仪表和一般电压继电器的选用3级电压互感器为宜。

六、 工厂供电系统的二次回路

二次回路(即二次电路)：是指用来控制、指示、监测和保护一次电路运行的电路，亦称二次系统，包括控制系统、信号系统、监测系统、继电保护和自动化系统等。  二次回路的操作电源是供高压断路器分、合闸回路和继电保护和自动装置、信号回路、监测系统及其他二次回路所需的电源。因此对操作电源的可靠性要求很高，容量要求足够大，尽可能不受供电系统运行的影响。 （一）直流操作电源

1、由蓄电池组供电的直流操作电源：镉镍蓄电池 2、由整流装置供电的直流操作电源：硅整流电容储能式

直流电源（线性稳压电源 ，晶闸管可控硅相控电源 ，开关型稳压电源 ）

（二）交流操作电源交流操作电源，

可使二次回路简化，投资减少，维护方便，但是它不适于比较复杂的继电保护、自动装置及其他二次回路。

C1、C2储能电容器,WC控制小母线,WF闪光信号小母线,WO合闸小母线。

七、高压断路器的控制和新号回路

 指控制(操作)高压断路器分、合闸的回路。电磁操作机构只能采用

直流操作电源；弹簧操作机构和手动操作机构可交直流两用，但一般采用交流操作电源。

 信号回路：指示一次电路设备运行状态的二次回路。按用途分，有断路器位置信号、事故信号和预告信号等。

 断路器位置信号用来显示断路器正常工作的位置状态。一般是红灯(符号RD)亮，表示断路器在合闸位置；绿灯(符号GN)亮，表示断路器在分闸位置。

 事故信号用来显示断路器在事故情况下的工作状态。一般是红灯闪光，表示断路器自动合闸；绿灯闪光，表示断路器自动跳闸。此外还有事故音响信号和光字牌等。

 预告信号是在一次设备出现不正常状态时或在故障初期发出的报警信号。值班员可根据预告信号及时处理。

1、采用电磁操作机构的断路器控制和信号回路

 电磁操作回路的控制开关采用双向自复式并具有保持触点的LW5

型万能转换开关，其手柄正常为垂直位置(0o)。顺时针扳转45o，为合闸(ON)操作，手松开即自动返回(复位)，保持合闸状态。反时针扳转45o，为分闸(OFF)操作，手松开也自动返回，保持分闸状态。图中虚线上打黑点(·)的触点，表示在此位置时该触点接通；而虚线上标出的箭头(→)，表示控制开关手柄自动返回的方向。

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