供配電及其節(jié)能技術(shù)-第一章VIP

供配電技術(shù)及其節(jié)能,馮健教授羅艷紅副教授東北大學(xué)電氣自動(dòng)化研究所,供配電的意義、要求及課程任務(wù),電力工業(yè)特點(diǎn)：不能貯存，其生產(chǎn)、傳輸、使用必須在同一時(shí)間完成；傳輸快，與光速相同，高速自動(dòng)化設(shè)備；關(guān)系到國計(jì)民生。,供配電技術(shù)就是研究電力的供應(yīng)和分配問題。供配電工作:保證工廠生產(chǎn)和生活用電的需要搞好三電-安全用電、節(jié)約用電(掛機(jī))、計(jì)劃用電基本要求：安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì),學(xué)習(xí)任務(wù)：了解電力用戶的電力供應(yīng)和分配問題；掌握運(yùn)行維護(hù)和簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)計(jì)算所需的基礎(chǔ)知識(shí)和基礎(chǔ)理論；了解供電系統(tǒng)及其電源和負(fù)荷。,學(xué)習(xí)方法：記好筆記，或書上劃下來；獨(dú)立完成作業(yè)；單元小測(cè)驗(yàn)；期末考試；適當(dāng)實(shí)驗(yàn)和參觀。,第一章緒論,第一章緒論,1-1電力系統(tǒng)的基本概念1-2工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)1-3電力系統(tǒng)的額定電壓能損耗1-4決定供電質(zhì)量的主要指標(biāo)1-5電力工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向,1.1電力系統(tǒng)的基本概念,負(fù)載：主要指電能用戶（可能是一個(gè)家庭擁護(hù)，也可能是一個(gè)工廠甚至一個(gè)地區(qū)）。以下集中設(shè)備基本囊括了工業(yè)企業(yè)中的用電設(shè)備：照明設(shè)備；電動(dòng)設(shè)備；,工藝設(shè)備：電解設(shè)備、冶煉設(shè)備、電焊設(shè)備等電熱設(shè)備：烘干：電暖氣、電熨斗制冷：空調(diào)、冰箱實(shí)驗(yàn)設(shè)備（檢測(cè)設(shè)備）,電能的生產(chǎn)、變壓、輸配和使用,1.1電力系統(tǒng)的基本概念,電力系統(tǒng)圖,發(fā)電廠：發(fā)電廠是將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的場(chǎng)所，又稱發(fā)電站。由于所利用一次能源的形式不同，發(fā)電廠可分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、原子能發(fā)電廠、潮汐發(fā)電廠、地?zé)岚l(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電廠和太陽能發(fā)電廠等等。,火電廠,火電廠中的汽輪機(jī)組,三峽電站（效果圖）,變電站：是變換電能的場(chǎng)所，在此特指有變壓器的地方，主要由電力變壓器、母線和開關(guān)控制設(shè)備等組成。,變電站有升壓和降壓之分。升壓變電站多建立在發(fā)電廠內(nèi)，降壓變電站多設(shè)在用電區(qū)域,就其所處的地位和作用又可分為地區(qū)降壓變電站（一次降）、終端/企業(yè)變電站（二次降）及車間變電站。配電站：分配電能，在企業(yè)多指一路變多路，沒有變壓器。換流站：直流交流,電力網(wǎng)：是輸電線路和配電線路的統(tǒng)稱，是輸送電能和分配電能的通道。電壓在1kV以下的稱低壓網(wǎng)；10kV到110kV的稱中壓網(wǎng)；高于110kV低于330kV的稱高壓網(wǎng)；330kV至750kV的稱超高壓網(wǎng)。1000k特高壓網(wǎng)。電力系統(tǒng)：由發(fā)電機(jī)、變電站、電力網(wǎng)和電能用戶組成的系統(tǒng)。,1.2工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng),工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)由企業(yè)降壓變電站、高壓配電線路、車間變電站、低壓配電線路及用電設(shè)備組成。,送電過程,企業(yè)降壓變電站一般來說，大型工業(yè)企業(yè)均設(shè)立企業(yè)降壓變電站，把35110kV電壓降為610kV電壓向車間變電站供電。為了保證供電的可靠性，企業(yè)降壓變電站多設(shè)置兩臺(tái)變壓器(可分別運(yùn)行,也可同時(shí)運(yùn)行)，由一條、兩條或多條進(jìn)線供電，每臺(tái)變壓器的容量可從幾千到幾萬千伏安。其供電范圍由供電容量決定，一般在幾公里以內(nèi)。,車間變電站在一個(gè)生產(chǎn)廠房或車間內(nèi)，根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模、用電設(shè)備的布局及用量大小等情況，可設(shè)立一個(gè)或兩個(gè)車間變電站，將6-10kv電壓降為220-380V電壓，容量一般在幾千伏安左右。,工業(yè)企業(yè)的高壓配電線路主要作為工業(yè)企業(yè)內(nèi)輸送、分配電能之用，通過它把電能送到各個(gè)生產(chǎn)廠房和車間,傳輸6-10kv電壓，線路長度在十幾至幾十公里之間。,工業(yè)企業(yè)的低壓配電線路主要用以向低壓用電設(shè)備供電，傳輸220-380v電壓。在戶外敷設(shè)的低壓配電線路目前多采用架空線路；在廠房或車間內(nèi)部則應(yīng)根據(jù)具體情況確定，或采用明線配電線路，或采用電纜配電線路；在廠房或車間內(nèi)，由動(dòng)力配電箱到電動(dòng)機(jī)的配電線路一律采用絕緣導(dǎo)線穿管敷設(shè)或采用電纜線路；車間內(nèi)電氣照明線路和動(dòng)力線路通常是分開的。,1.3電力系統(tǒng)的額定電壓,電氣設(shè)備的額定電壓是指國家規(guī)定的能使發(fā)電機(jī)、變壓器和一切用電設(shè)備在正常運(yùn)行時(shí)獲得最經(jīng)濟(jì)效果的電壓。額定電壓的配合用電設(shè)備額定電壓等于系統(tǒng)額定電壓。供電設(shè)備額定電壓高于或等于用電設(shè)備的額定電壓。,我國1981年頒布的額定電壓國家標(biāo)準(zhǔn)為GB15680。按照GB15680的規(guī)定，額定電壓分為兩類：3kV以下的設(shè)備與系統(tǒng)的額定電壓表113kV以下的額定電壓（V）3kV以上的設(shè)備與系統(tǒng)的額定電壓及其對(duì)應(yīng)的最高電壓表123kV以上的額定電壓及其最高電壓（V）,我國1981年頒布的額定電壓國家標(biāo)準(zhǔn)為GB15680。按照GB15680的規(guī)定，額定電壓分為兩類：3kV以下的設(shè)備與系統(tǒng)的額定電壓表113kV以下的額定電壓（V）3kV以上的設(shè)備與系統(tǒng)的額定電壓及其對(duì)應(yīng)的最高電壓表123kV以上的額定電壓及其最高電壓（V）,額定電壓的配合發(fā)電機(jī)：直接接升壓變壓器時(shí)UNG=UNT1UNG：發(fā)電機(jī)額定電壓UNT1：變壓器線圈一次側(cè)電壓直接使用UNG=(1+5%)UNSUNS：用電系統(tǒng)電壓用于克服發(fā)電機(jī)內(nèi)的電壓降,變壓器二次側(cè)：配電半徑大，負(fù)荷大UNT2=(1+10%)UNS配電半徑小，負(fù)荷小UNT2=(1+5%)UNSUNT2變壓器線圈二次側(cè)電壓各種電壓等級(jí)輸送電能的水平各種電壓等級(jí)輸送電能的水平,系統(tǒng)平均額定電壓通常在計(jì)算短路電流時(shí)，習(xí)慣上用線路的平均額定電壓Uav來表示線路的電壓。所謂線路的平均額定電壓系指網(wǎng)路始端最大電壓U始（指變壓器空載電壓）和末端受電設(shè)備額定電壓U終的平均值，即Uav=(U始+U終)/2,1.4決定供電質(zhì)量的主要指標(biāo),電壓加于用電設(shè)備端的電網(wǎng)實(shí)際電壓與用電設(shè)備的額定電壓相差較大時(shí)，對(duì)用電設(shè)備的危害很大，對(duì)電動(dòng)機(jī)而言，當(dāng)電壓降低時(shí)，轉(zhuǎn)矩急劇減小。某些電熱及冶煉設(shè)備對(duì)電壓的要求非常嚴(yán)格，電壓降低使生產(chǎn)率下降，能耗顯著上升，成本增高,頻率我國工業(yè)上的標(biāo)準(zhǔn)電流頻率為50Hz頻率的變化對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性影響很大，因而對(duì)頻率的要求要比對(duì)電壓的要求嚴(yán)格得多，一般不得超過0.5Hz。,負(fù)荷分級(jí)一級(jí)負(fù)荷：要求由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。而對(duì)特別重要的一級(jí)負(fù)荷例如保安負(fù)荷（負(fù)責(zé)事故處理），應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源點(diǎn)供電。二級(jí)負(fù)荷：應(yīng)由兩回線路供電三級(jí)負(fù)荷：居民用電多為此類,1.5電力工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展方向,1949年，我國電網(wǎng)裝機(jī)總?cè)萘績(jī)H有185萬千瓦，經(jīng)過四十多年的發(fā)展至2004年我國發(fā)電總量超過17800億千瓦時(shí)，裝機(jī)和發(fā)電量均躍居世界第二位。初步形成了以東北、華北、華東、華中、華南為中心的五大電網(wǎng)，并且新建了西南電網(wǎng)。,國家發(fā)展和改革委員會(huì)能源局近日稱，提高能源利用效率和效益，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，不斷開發(fā)利用新的能源發(fā)電技術(shù)