论工厂供电系统的运行与管理专业电气工程及其自动化_开题报告

    工厂供电，就是指工厂所需电能的供应和分配，亦称为工厂配电。在工厂里，电能虽然是工业生产的主要能源和动力，但是它在产品成本中所占的比重一般很小（除电化学加工等工业外）。电能在工业生产中的重要性，并不在与它在产品成本中或投资总额中所占比重多少，而是在于工业生产实现电气化以后，可以大大增加产量，提高产品质量，提高劳动生产率，降低生产成本，减轻工人的劳动强度，改善工人的劳动条件，有利于实现生产过程自动化。从另一方面来说，如果工厂供电突然中断，则可能对工业生产造成严重的后果 。因此，做好工厂供电工作对于发展工业生产，实现工业现代化，具有十分重要的意义。

    我国供配电自动化的发展是电力市场和经济建设的必然结果，长期以来供配电的建设未能得到应有的重视，建设资金短缺，设备技术性能落后，事故频繁发生，严重影响了人民生活和经济建设的发展，另外电力的发展和电力市场的建立，供配电技术的薄弱环节显得越来越突出，形成电力需求与供配电设施不协调的局面。改革开放以来，我国经济迅速发展，电力消耗逐渐增加，电能供求关系矛盾日益突出，成为制约工业发展的一个重要因素。企业要在日趋激烈的竞争环境中，保持企业的竞争力，寻得生存和发展的机遇，就要建立健全节能体系，实现企业耗能的不断减少，减少电费支出，降低企业的生产成本。工厂供电工作要很好地为工业生产服务，切实保证工厂生产和生活用电的需要，并做好节能和环境保护工作，就必须达到以下的基本要求：

    （1）安全 在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。

    （2）可靠 应满足电能用户对供电可靠性即连续供电的要求。

    （3）优质 应满足电能用户对电压和频率等的质量要求。

    （4）经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能的节约电能和减少有色金属消耗量。

    工厂供电设计是整个工厂设计中的重要组成部分，工厂供电设计的质量直接影响到工厂的生产及发展。在供电工作中，应合理地处理局部和全局、当前和长远等关系，既要照顾局部和当前的利益，又要有全局观念，能顾全大局，适应发展。

二、国内外研究现状和发展趋势

    目前工厂供配电系统的特点：1.供电半径小而范围广。2.负荷类型多而操作频繁。3.厂房环境复杂。4.低压配电线路长等，既复杂又重要。因此选择供电方式时应力求简单可靠按有色金属的消耗量和供电可靠性的要求而定，并因考虑线路运行的安全和方便，周围环境和线路安装的可靠性。

    张文华在《对工厂供电系统存在问题及改进措施的探讨》中提出“晃电”对化工生产企业造成的影响：1、电网电压波动。2、大型转机设备损坏。3、工艺生产中断。并统计了电气控制装置设备失电的类型，有以下4中：①普通接触器“晃电”后无法自动吸合。②变频器和低压综合保护器的功能不全，参数设定不正确。③高低压系统进线处有欠压线圈，未开启失压延时保护，失压脱扣器无法运行④DCS和PLC控制系统因“晃电”而停机。

    随着科技的进步，工厂供电技术也不断的进行着技术创新，主要表现在以下几个方面：1、新型软件管理技术的引入。在石化生产方面，工人只需在工作间对着电脑点点鼠标就可以控制精馏塔的温度、阀门和下料等操作，不需要到生产环境恶劣的现场2、保证供电仪表的智能化。现在的生产供电逐渐使用智能化的供电仪表，智能化的供电仪表可以自动的进行调配电能、存储数据和危险报警。3、不断应用先进的创新节能技术。当前的创新节能技术有固定补偿、自动补偿、三遥控制（遥控、遥测与遥信）和以太网供电技术。[12]

     我国的信息化发展相对落后，在经济高速发展的今天，政府应该经更多的目光发在电力企业的发展上，积极地面对现存的问题，改进或开发现有的电力企业生产管理系统，实现对电力生产的实时监控及管理。[4]需要把提高企业的生产管理水平和规范生产管理制度当初关键的突破点，不断增强企业核心的竞争力。

    美国的电力电网的管理是由上百个输电运营商分散管理的，而现在的电力市场是跨地区的，并且电力销售有着各种各样的交易方式，[15]在这种分散的管理方式下，电网的信息化问题便浮现水面。2003年，美国能源部提出了“Grid2030计划”，该计划的主要目的是构建一个安全可靠的电网，采用各种先进的技术，包括材料、超导体、电力电子、系统控制、地域测量、实时仿真、能源储备、再生能源发电、小型可靠地燃气轮机发电等技术。[16]目前，国外电力企业生产管理信息化的程度有了长足的发展。

    三、研究内容

    工厂供电系统是由电源系统、输电系统和配电系统组成并输送给用电设备的系统。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。车间变电所内装设有配电变压器，将6~10KV的高压电降为一般低压用电设备所需的电压，如220/380V（220V为相电压，380V为线电压），然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备使用。工厂总降压变电所及配电系统设计，是根据各个车间的负荷数量和性质，生产工艺对负荷的要求，以及负荷布局，结合国家供电情况解决对各部门的安全可靠，经济技术的分配电能问题。

    基于工厂供电系统的运行要求，本^范文结合一企业实际供电系统运行情况，依次论述工厂变电所及其一次系统，工厂的电力负荷及其计算，工厂供、配电系统短路电流计算及变配电所高、低压侧电气设备选择，工厂供电系统的过电流保护，防雷、接地及供电系统的运行维护等方面的内容。

四、^范文提纲

1绪论

1.1工厂供电的意义及要求

1.2工厂供电系统及其电源

1.2.1工厂供电系统

1.2.2工厂供电系统电源

2工厂变配电所及电力负荷、短路电流计算

2.1工厂变配电所的类型

2.2电力变压器和互感器

2.2.1电力变压器

2.2.2电流互感器和电压互感器

2.3高低压一次设备

2.3.1高压一次设备

2.3.2低压一次设备

2.4工厂变配电所的主接线图

2.5电力负荷计算

2.5.1三相用电设备组计算负荷的确定

2.5.2单相用电设备组计算负荷的确定

2.5.3工厂的计算负荷及负荷中心的确定

2.6短路电流计算

2.6.1短路的原因及后果

2.6.2无限大容量电力系统中短路电流的计算

2.6.3短路电流的效应和稳定度校验

2.6.4变配电所电气设备的选择校验

3工厂供电系统的过电流保护

3.1过电流保护的任务和要求

3.2低压断路器保护

3.3常用的保护继电器

3.4电力变压器的继电保护

4防雷、接地及供电系统的运行维护

4.1过电压与防雷

4.2电气装置的接地

4.3电力变压器的经济运行及并联电容器的选择、装设与运行维护

4.3.1电力变压器的经济运行

4.3.2并联电容器的接线与装设

4.3.3并联电容器的控制、保护及其运行维护

4.4计划用电与用电管理

4.4.1计划用电的意义及其一般措施

4.4.2用电管理

4.5工厂变配电所的运行维护

4.6工厂电力线路的运行维护

5结论

五、参考文献

[1]刘介才.工厂供电 [M].北京：机械工业出版社，2009. 

[2]段树成，李庆海，黄北刚，姚宏兴.工厂电气控制电路实例详解[M].北京：化学工业出版社，2012.1. 

[3]隋新世.变、配电运行实用技术[M].北京：中国电力出版社，2011.1. 

[4] [17]陈铁森..电力企业安全上生产理信息系统的应用[J].企业技术开展，2012,01:39-40 

[5]（波兰）R.Strzelecki，G.Benysek. 智能电网中的电力电子技术[M].北京：机械工业出版社，2010.7 

[6]杨卫东.工厂供配电[M].北京：电子工业出版社，2002.

[7]王瑞敏.电力系统继电保护[M].北京：北京科学技术出版社，1994.

[8]刘凤瑜.配电网运行方式优化方法探讨[J].城市建筑，2014（35）

[9]唐志平.供配电技术[M].北京：电子工业出版社，2005

[10]刘介才.工厂供电设计指导[M].北京：机械工业出版社，1999.12

[11]芮静康.供配电系统图集[M].北京：中国电力出版社，2007.1

[12]杜好慧，王永信.工厂供电安全和其管理分析[J].电力建设，2017,24

[13]张文华，对工厂供电系统存在问题及改进措施的探讨[J].科技与创新，2016,6

[14]A.G.Phadke,J.S.Thorp.Computer Relaying for Power Systems[M].NewYork,           Research Study Press，1988

[15]Y. S. Xue， Interactions between power market stability and power system stability[J]. Automation of Electric Power Systems. 2002，26：1-6

[16]C. Rakpenthai. Measurement placement for power system state estimation using decomposition technique[J].Electric Power Systems Research.2005，75：41-49.