输电及工业企业配电

9.1.1　发电、输电、变电概述

电能可以从煤、石油、天然气、水能、风能、核能等一次能源转换而来，发电厂按所利用能源种类划分，可分为水力发电厂、火力发电厂、风力发电厂、核能发电厂等。我国的电力事业发展迅速，日臻完善，目前已经进入“大电网”、“大机组”、“超高压”、“调度自动化”阶段。各种发电厂中的发电机几乎都是三相同步发电机。三相同步发电机分为定子和转子两个基本组成部分。定子称为电枢，电枢由机座、铁心和三相绕组等组成。转子是磁极，有显极和隐极两种。

大中型发电厂大多建在资源丰富地区，如水力发电厂一般建在峡口、水流落差大的地方；而火力发电厂建在产煤地区附近。这样，发电厂距离用电地区往往是几十公里、几百公里甚至更远的地方。所以，发电厂生产的电能要用高压输电线输送到用电地区，然后再降压分配给各用户。电能从发电厂通过导线传输到用户的系统，称为电力网。

目前，常常将同一地区的各种发电厂联合起来而组成一个强大的电力系统。这样可以提高各发电厂的设备利用率，合理调配各发电厂的负载，以提高供电的可靠性和经济性。电力系统的界限包括电力网的接线、发电厂和变电所的主接线。电力网的接线通常分为无备用和有备用两类接线。无备用接线方式分为放射式、干线式、树状网络式等接线方式，如图9.1.1所示。有备用接线方式又分为双回线、环网、两端供电等接线方式，如图9.1.2所示。

我国电力网的额定电压指的是额定线电压，电力网的额定电压等于用户设备的额定电压，也等于母线的额定电压。电力网的额定电压为3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。

图9.1.1无备用接线方式

图9.1.2有备用接线方式

发电机通常运行在比电力网额定电压高5%的状态下，所以发电机的额定电压为3.15kV、6.3kV、10.5kV、13.8kV、15.75kV、18kV、20kV。

变压器一次绕组相当于用电设备，其额定电压等于网络的额定电压，但当直接与发电机连接时，就等于发电机的额定电压。变压器二次绕组相当于供电设备，考虑到变压器内部的电压损耗，故当变压器的短路电压小于7%时或直接与用户连接时，则二次绕组的额定电压比网络的高5%；当变压器的短路电压不小于7%时，则二次绕组的额定电压比网络的高10%。

9.1.2　工业企业配电的基本知识

配电装置是变电站的重要组成部分，它用来接受和分配电能，从输电线末端的变电所将电能分配给各企业和城市。企业设有变电所，变电所接受送来的电能，然后分配到各车间，再由车间变电所或配电箱将电能分配给各用电设备，当发生故障时能迅速切断故障部分，恢复非故障部分的正常工作。高压配电线的额定电压3kV、6kV和10kV，低压配电线的额定电压是220V和380V。

高压配电装置的布置和设备的安装，应满足在正常状态和事故状态（短路和过电压）等工作条件下的要求，并不致危及人身安全和周围设备。配电装置的绝缘等级，应与电力系统的额定电压相配合。电器设备外绝缘体最低部位距地小于2.3m时，应安装固定遮栏。配电装置的布置应考虑便于设备的操作、搬运、检修和试验。配电装置室内的各种通道应畅通无阻，不得设立门槛，不应有与配电装置无关的管道通过。配电装置室可开窗，但应采取防止雨、雪、小动物、风沙和尘埃进入的措施。低压配电装置的形式较多，就结构而言，有固定式低压配电柜，它的屏面上部安装有测量仪表，中部装有闸刀开关的操作手柄，金属门外开，离墙安装，正面操作。另一种抽出式低压开关柜为封闭式结构，主要设备均放在抽屉内或手车上。回路故障时可换上备用的抽屉或手车，迅速恢复供电，便于维修。

低压配电线路的连接方式主要是放射式和树干式两种。放射式配电线路多用于负载点比较分散而且其中部分负载又比较集中的线路，如图9.1.3所示。树干式配电线路适用于负载比较集中的线路，有的负载点间距较近，分布在同一侧，有的均匀分布，如图9.1.4所示。

图9.1.3　放射式配电线路

图9.1.4　树干式配电线路

放射式和树干式这两种配电线路现在都被广泛采用。放射式供电可靠，但敷设投资较高，总线路长，导线细。树干式供电可靠性较低，因为一旦干线损坏或需要修理时，就会影响同一干线上的负载的工作，但是树干式灵活性较大，与放射式比较，树干式总线路短，导线粗。