1.2 发电厂及变电所类型

电能的生产、输送、分配和使用的全过程，实际上是在同一瞬间实现的，彼此相互影响，因此我们除了了解供配电系统的概况外，还需要了解发电厂和电力系统的一些基本知识。

1.2.1 发电厂类型及新能源发电简介

发电厂（Power Plant）又称发电站，是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能（二次能源）的工厂。

发电厂按照其所利用的能源不同，主要分为以下几种类型：

（1）火力发电厂（见图1-2）

火力发电就是利用煤、重油和天然气为燃料，使锅炉产生蒸汽，以高压高温蒸汽驱动汽轮机，由汽轮机带动发电机来发电。

（2）水力发电厂（见图1-3）

水力发电就是利用自然水资源作为动力，通过水库或筑坝截流的方式提高水位，利用水流的位能驱动水轮机，由水轮机带动发电机来发电。

（3）核电厂（见图1-4）

原子能发电就是利用核燃料在反应堆中的裂变反应所产生的热能来产生高压高温蒸汽，驱动汽轮机再带动发电机来发电，原子能发电又称核发电。

（4）风力发电厂（见图1-5）

风力发电就是利用自然风力作为动力，驱动可逆风轮机，再由风轮机带动发电机来发电。

（5）潮汐发电（见图1-6）

潮汐发电就是利用潮汐的水位差作为动力，驱动可逆水轮机，再由可逆水轮机带动发电机来发电。

（6）沼气发电（见图1-7）

沼气发电就是以工业、农业或城镇生活中的大量有机废弃物（例如酒糟液、禽畜粪、城市垃圾和污水等），经厌氧发酵处理产生的沼气，驱动沼气发电机组来发电。

（7）地热发电（见图1-8）

地热发电就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能。

（8）太阳能热电（见图1-9）

太阳能热电就是利用汇聚的太阳光，把水烧至沸腾变为水蒸气，然后用来发电。

1.2.2 变配电所类型

1.变配电所的任务

变电所担负着从电力系统受电，经过变压然后配电的任务。配电所担负着从电力系统受电，然后直接配电的任务。

2.变配电所的类型

企业变电所分为总降压变电所和车间变电所，一般中小型企业不设总降压变电所。

（1）总降压变电所

总降压变电所是企业电能供应的枢纽。它由降压变压器高压配电装置（35~110kV）和低压配电装置（6~10kV）等主要配电设备组成。总降压变电所的作用是将35~110kV的电源电压降为6~10kV的电压，再由6~10kV配电装置分别将电能送到企业内部各个配电所或高压用电设备。为保证供电的可靠性，总降压变电所一般应设置两台变压器。图1-10所示是具有总降压变电所的企业供配电系统示意图。

对于当地供电电压为35kV，企业环境条件和设备条件也允许采用35kV架空线路和较经济的电气设备时，则可采用35kV作为高压配电电压，35kV线路直接引入靠近负荷中心的车间变电所，经电力变压器直接降为用电设备所需要的电压，如图1-11所示。这种方式被称为高压深入负荷中心的供配电系统。需要指出的是，这种供配电方式企业内部必须满足具有满足35kV架空线路的“安全走廊”，以确保供电安全。

（2）配电所

对于大中型企业，由于厂区范围大，负荷分散，常设置一个或一个以上配电所。配电所的作用是在靠近负荷中心处集中接受总降压变电所6~10kV电源供来的电能，并把电能重新分配，送至附近各个车间变电所或高压用电设备。所以高压配电所是企业内部电能的中转站，企业配电所的设置还起到了减少厂区高压线路，降低初期建设投资的作用。在运行管理上还起到了分区控制的作用。图1-12所示是具有高压配电所的企业供配电系统示意图。

（3）车间变电所

车间变电所的设置应根据车间负荷的大小和车间负荷分布情况来决定，一个车间可设置一个或多个变电所，几个相邻车间负荷都不大时也可以共用一个车间变电所。车间变电所的作用是将6~10kV的电源电压变换为220V/380V的电压，由220V/380V低压配电装置分别送至各个低压用电设备，如图1-10～图1-12所示。

车间变电所按其主变压器的安装位置来分，有下列类型。

1）车间附设变电所：变电所变压器室的一面墙或几面墙与车间建筑的墙共用，变压器室的大门朝车间外开。如果按变压器室位于车间的墙内还是墙外，还可进一步分为内附式（见图1-13中的1、2）和外附式（见图1-13中的3、4）。

2）车间内变电所：变压器室位于车间内的单独房间内，变压器室的大门朝车间内开，处于负荷中心，损耗小（见图1-13的5）。

3）露天（或半露天）变电所：变压器安装在车间外面抬高的地面上（见图1-13中的6）。

4）独立变电所：变电所设在与车间建筑有一定距离的单独建筑物内（见图1-13中的7）。

5）杆上变电台：变压器安装在室外的电杆上，常用于居民区以及用电负荷较小的单位，如油田井场，亦称杆上变电所（见图1-13中的8）。

6）地下变电所：整个变电所设置在地下（见图1-13中的9）。

7）楼上变电所：整个变电所设置在楼上（见图1-13中的10）。

8）成套变电所：由电器制造厂按一定接线方案成套制造、现场装配的变电所。

9）移动式变电所：整个变电所装设在可移动的车上。

其中车间附设变电所、车间内变电所、独立变电所、地下变电所和楼上变电所均属于室内型（户内式）变电所。露天（或半露天）变电所及杆上变电台，则属于室外型（户外式）变电所。成套变电所和移动式变电所，则室内型和室外型均有。

在负荷较大的多跨厂房、负荷中心在厂房中央且环境许可时，可采用车间内变电所，车间内变电所位于车间的负荷中心，可以缩短低压配电距离，从而降低电能损耗和电压损耗，减少有色金属消耗量，因此这种变电所的技术经济指标比较好。但是变电所建在车间内部，要占一定的生产面积，因此对一些生产面积比较紧凑和生产流程要经常调整、设备也要相应变动的生产车间不太适合；而且其变压器室门朝车间内开，对生产的安全有一定的威胁。这种车间内变电所在大型冶金企业中应用较多。

生产面积比较紧凑和生产流程要经常调整、设备也要相应变动的生产车间，宜采用附设变电所的形式。至于是采用内附式还是外附式，要视具体情况而定。内附式要占一定的生产面积，但离负荷中心比外附式稍近一些，而从建筑外观来看，内附式一般也比外附式好。外附式不占或少占车间生产面积，而且变压器室处于车间的墙外，比内附式更安全一些。因此，内附式和外附式各有所长。这两种形式的变电所在机械类工厂中比较普遍。

露天或半露天变电所，简单经济，通风散热好，因此只要周围环境条件正常，无腐蚀性、爆炸性气体和粉尘的场所均可以采用。这种形式的变电所在工厂的生活区及小厂中较为常见。但是这种形式的变电所的安全可靠性较差，在靠近易燃易爆的厂房附近及大气中含有腐蚀性爆炸性物质的场所不能采用。

独立变电所的建筑费用较高，因此除非各车间的负荷相当小而分散，或需远离易燃易爆和有腐蚀性物质的场所可以采用外，一般车间变电所不宜采用。电力系统中的大型变配电站和工厂的总变配电所，则一般采用独立式。

杆上变电台最为简单经济，一般用于容量在315kV·A及以下的变压器，而且多用于生活区供电。

地下变电所的通风散热条件较差，湿度较大，建筑费用也较高，但相当安全且美观。这种形式的变电所在一些高层建筑、地下工程和矿井中采用。

楼上变电所适于高层建筑。这种变电所要求结构尽可能轻型、安全，其主变压器通常采用干式变压器，也有的采用成套变电所。

移动式变电所主要用于坑道作业及临时施工现场供电。

工厂的高压配电所，尽可能与邻近的车间变电所合建，以节约建筑费用。

（4）小型企业供配电系统

对于某些小型企业（容量不大于1000kV·A），一般只设一个将10kV电压降为低压的降压变电所，如图1-14所示。