供配電工程 概論

1、莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系2005年10月制作莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月 工廠供電：工廠所需電能的供應(yīng)和分配。 課程任務(wù)：掌握和了解中小型工廠供電系統(tǒng)的運行維護， 設(shè)計計算的基本理論和知識。 對工廠供電系統(tǒng)基本要求：安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟安全：在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)當(dāng)發(fā)生人身及設(shè)備事故。安全：在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)當(dāng)發(fā)生人身及設(shè)備事故?？煽浚簯?yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的地要求?？煽浚簯?yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的地要求。優(yōu)質(zhì)：應(yīng)滿足電能用戶對電壓質(zhì)量和頻率等方面的要求。優(yōu)質(zhì)：應(yīng)

2、滿足電能用戶對電壓質(zhì)量和頻率等方面的要求。經(jīng)濟：供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電經(jīng)濟：供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。能和減少有色金屬的消耗量。莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月 變配電系統(tǒng)：包括變電（降壓）、配電（包括短距離輸電）和用電三部分。 由各級電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體，稱為電力系統(tǒng)。 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月電能電能 2003年，全國總裝機容量年，全國總裝機容量萬萬kW2004年底，全國發(fā)電裝機容量達到年底，全國發(fā)電裝機容量達到4.4億億KW

3、 ，發(fā)，發(fā)電量為電量為21870億千瓦小時，居世界第二位。億千瓦小時，居世界第二位。 其中：其中：火電，火電，78 水電，水電，21 核電，核電，120052005年全國電力裝機總?cè)萘窟_到年全國電力裝機總?cè)萘窟_到50,80050,800萬千瓦萬千瓦預(yù)計預(yù)計20062006、20072007及及20082008年分別將達到年分別將達到60,00060,000萬千萬千瓦、瓦、65,00065,000萬千瓦及萬千瓦及74,00074,000萬千瓦萬千瓦預(yù)計預(yù)計20202020年將會達到年將會達到123,000123,000萬千瓦萬千瓦, , 其中水電其中水電佔佔29,00029,000萬千瓦萬千瓦,

4、 , 而其它如而其它如: :核電及風(fēng)電將達到核電及風(fēng)電將達到7,0007,000萬千瓦萬千瓦莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月預(yù)計到預(yù)計到2050年，全國總裝機容量可達年，全國總裝機容量可達15 18億億kw,每年總發(fā)電量可達每年總發(fā)電量可達7 8萬億萬億kwh。 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月 電力建設(shè)方針：大力發(fā)展火電，積極發(fā)展水電，適當(dāng)發(fā)展核電。莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月 升壓變電升壓變電 6、10、15kv 升升110、220

5、、500kv 降壓變電降壓變電 110、220、500kv降降6、10、kv3電力網(wǎng)（electrical power network） 電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所，稱為電力網(wǎng)。 通常將220kV及以上的電力線路稱為輸電線路，110kV及以下的電力線路稱為配電線路。配電線路又分為高壓配電線路（110kV）、中壓配電線路（635kV）和低壓配電線路（380/220V）。 區(qū)域電網(wǎng)：供電電壓在220kV及以上（彩圖5 山東電網(wǎng)） 地方電網(wǎng)：供電電壓小于等于110kV 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月4電能用戶 凡取用電能的所有單位均稱為電能用戶 ，其中工業(yè)企業(yè)用電量約占我國全

6、年總發(fā)電量的64%，是最大的電能用戶。 電力系統(tǒng)示意圖例例 某一辦公樓各種能源比例：某一辦公樓各種能源比例： 電力電力84%（照明插座（照明插座42%，一般動力，一般動力21%，空調(diào)機空調(diào)機14%，冷凍機，冷凍機7%例例 我國居民用電我國居民用電: 1996年年1130億億kwh 2000年年1690億億kwh 2005年年2700億億kwh 2010年年3920億億kwh莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月 工廠供配電系統(tǒng)由總降壓變電所、高壓配電線路、車間變電所、低壓配電線路及用電設(shè)備組成。 1總降壓變電所 總降壓變電所負責(zé)將35110kV的外部供電電壓變

7、換為610kV的廠區(qū)高壓配電電壓，給廠區(qū)各車間變電所或高壓電動機供電。 2車間變電所 車間變電所將610kV的電壓降為380/220V，再通過車間低壓配電線路，給車間用電設(shè)備供電。 3配電線路 配電線路分為廠區(qū)高壓配電線路和車間低壓配電線路。 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月典型的工廠供電系統(tǒng)用戶負荷在1000kVA以下，稱為小型工廠供電系統(tǒng)用戶負荷在1000kVA10000kVA，稱為中型工廠供電系統(tǒng)用戶負荷在10000kVA以上，稱為大型工廠供電系統(tǒng)1、具有高壓配電所的工廠供電系統(tǒng)（中型）圖1-1電能輸送過程：2、具有總降變的工廠供電系統(tǒng)（大中型）圖1-3 電能輸送過程：電源進線車間變

8、電所高壓用電設(shè)備高壓配電所610KV低壓用電設(shè)備220/380V610KV電源進線車間變電所高壓用電設(shè)備總降壓變電所610KV低壓用電設(shè)備220/380V35KV及以上高壓配電所莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月3、高壓深入負荷中心的供電方式 圖1-44、只有車間變電所的工廠供電系統(tǒng)（小型）圖1-5 配電所與變電所的區(qū)別 工廠供電系統(tǒng)范圍：從電源進線進廠到高低壓用電設(shè)備進線端止的整個電路，包括廠內(nèi)的變配電所和高低壓配電線路。 電源進線車間變電所低壓用電設(shè)備220 380V35KV電源進線車間變電所低壓用電設(shè)備220 380V610KV莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中

9、心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月1.2 電力系統(tǒng)的額定電壓 電氣設(shè)備的額定電壓：能使電氣設(shè)備長期運行時獲得最好經(jīng)濟效果的電壓。 電力網(wǎng)的電壓等級是比較多的，不同的電壓等級有電力網(wǎng)的電壓等級是比較多的，不同的電壓等級有不同的作用。不同的作用。 從輸電的角度看從輸電的角度看，電壓越高則輸送的距離就越電壓越高則輸送的距離就越遠遠，傳輸?shù)娜萘吭酱髠鬏數(shù)娜萘吭酱?，電能的損耗就越小電能的損耗就越小；但電壓但電壓越高越高，要求絕緣水平也越高要求絕緣水平也越高，因而造價也越高。因而造價也越高。 目前，我國電力網(wǎng)的電壓等級

10、主要有目前，我國電力網(wǎng)的電壓等級主要有0.220.22、0.380.38、3 3、6 6、1010、3535、110110、220220、330330、500500、750750、1000kV1000kV等。等。莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月1.2 電力系統(tǒng)的額定電壓3 3、發(fā)電機的額定電壓：、發(fā)電機的額定電壓： 規(guī)定高于同級電網(wǎng)額定電壓的規(guī)定高于同級電網(wǎng)額定電壓的5 5。用于補償線路上的電壓損失莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月GMMM用電設(shè)備和發(fā)電機的額定電壓用電設(shè)備和發(fā)電機的額定電壓UNUN5 555莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月圖圖1-4 用電設(shè)備和發(fā)電機額定電壓說明用電

11、設(shè)備和發(fā)電機額定電壓說明莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月1.2 電力系統(tǒng)的額定電壓4 4、電力變壓器的額定電壓：、電力變壓器的額定電壓：GM電力變壓器的額定電壓電力變壓器的額定電壓T2T2T1T1U UN N+5%+5%+10%+10%+ +0%0%+5%+5%(1)(1)一次繞組的額定電壓：一次繞組的額定電壓： 當(dāng)變壓器直接與發(fā)電機相連時當(dāng)變壓器直接與發(fā)電機相連時( (如如T1)T1)，其一次繞組的額定電，其一次繞組的額定電壓應(yīng)與發(fā)電機的額定電壓相同，即高于同級電網(wǎng)額定電壓的壓應(yīng)與發(fā)電機的額定電壓相同，即高于同級電網(wǎng)額定電壓的5 5。 當(dāng)變壓器不與發(fā)電機相連，而是連接在線上當(dāng)變壓器不與發(fā)

12、電機相連，而是連接在線上( (如如T2)T2)，則可看，則可看作是線路的用電設(shè)備，因此其一次繞組的額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)額定作是線路的用電設(shè)備，因此其一次繞組的額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)額定電壓相同。電壓相同。莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月變壓器的二次繞組對于用電設(shè)備而言，相當(dāng)于供電設(shè)備。u第一種情況若變壓器二次側(cè)供電線路較長若變壓器二次側(cè)供電線路較長( (如為較大的高壓電網(wǎng)如為較大的高壓電網(wǎng)) )時，則二次側(cè)額定電壓，時，則二次側(cè)額定電壓，比用電設(shè)備額定電壓高10% u 第二種情況變壓器二次側(cè)線路不太長變壓器二次側(cè)線路不太長( (如為低壓電網(wǎng)或直接供如為低壓電網(wǎng)或直接供電給高電給高/ /低壓用電設(shè)備時

13、額定電壓低壓用電設(shè)備時額定電壓) )時，二次側(cè)時，二次側(cè)比用電設(shè)備額定電壓高5%1.2 電力系統(tǒng)的額定電壓注意：但當(dāng)變壓器一次繞組直接與發(fā)電機相連時，變壓器一次繞組的額定電壓與發(fā)電機額定電壓相等。其中5%用于補償變壓器滿載供電時，一、二次繞組上的電壓損失； 另外5%用于補償線路上的電壓損失，因此適用于變壓器供電距離較長時的情況。當(dāng)變壓器供電距離較短時，可以不考慮線路上的電壓損失，只需要補償滿載時變壓器繞組上的電壓損失即可。莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月1.2 電力系統(tǒng)的額定電壓莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月發(fā)電機發(fā)電機G G的額定電壓的額定電壓：UNG=1.05UNL1=1.051

14、0=10.5（kV）變壓器變壓器T1的額定電壓：的額定電壓：U1NT1=UN.G=10.5（kV）U2NT1=1.1UNL2=1.1110=121(kV)變壓器變壓器T1的變比為：的變比為：10.5/121kV變壓器變壓器T2的額定電壓：的額定電壓：U1NT2=UNL2=110（kV）U2NT2=1.05UNL3=1.056=6.3(kV)變壓器變壓器T2的變比為：的變比為：110/6.3kV例1.2.1 已知圖1.2.1所示系統(tǒng)中電網(wǎng)的額定電壓，試確定發(fā)電機和變壓器的額定電壓。變壓器直接與電動機相連，供電距離較短，可以不考慮線路上的電壓損失。變壓器T1的一次繞組與發(fā)電機直接相連，所以其一次繞

15、組的額定電壓取發(fā)電機的額定電壓莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月1.3 電力系統(tǒng)中性點運行方式 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月一、一、 中性點不接地方式中性點不接地方式 系統(tǒng)正常運行時，線電壓對稱，各相對地電壓對稱，等于各相系統(tǒng)正常運行時，線電壓對稱，各相對地電壓對稱，等于各相的相電壓，中性點對地電壓為零，各相對地電容電流也對稱，其電的相電壓，中性點對地電壓為零，各相對地電容電流也對稱，其電容電流的相量和為零，相量圖如圖容電流的相量和為零，相量圖如圖1-7b1-7b所示所示。 圖圖1-71-7 正常運行時的中性點不接地電力系統(tǒng)正常運行時的中性點不接地電力系統(tǒng) a）電路圖）電路圖 b）相

16、量圖）相量圖 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月一、一、 中性點不接地方式中性點不接地方式發(fā)生單相接地故障時：u中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，故障相電壓降為0，非故障相對地電壓升高到原來相電壓的 倍 即線電壓即線電壓u線電壓不變，不影響三相用電設(shè)備的正常運行但不允許長時間運行（一般不超過2小時），防止另外再有一相絕緣被擊穿，形成兩相接地短路。圖1-14u單相接地電流等于正常時單相對地電容電流的三倍。3莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月二、二、 中性點經(jīng)消弧線圈接地方式中性點經(jīng)消弧線圈接地方式 當(dāng)電容Ic（或稱接地

17、電容電流）大于一定數(shù)值，接地點將出現(xiàn)斷續(xù)電弧，引起過電壓危害系統(tǒng)絕緣，所以要采用中性點經(jīng)消弧線圈接地，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，線圈可提供一感性電流IL抵消Ic使接地電流減小，電弧就不會發(fā)生了。 單相單相接地電容電流的計算（估算） (35)350NohcabCUllIU UN N 系統(tǒng)額定電壓；系統(tǒng)額定電壓； l loh oh 架空線路長度（架空線路長度（kmkm）；）；l lcabcab電纜線路長度（電纜線路長度（kmkm）莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月二、二、 中性點經(jīng)消弧線圈接地方式中性點經(jīng)消弧線圈接地方式 消弧線圈消弧線圈消弧線圈對電容電流的補償可以有三種方式：（1）全補償；（2）欠

18、補償；（3）過補償。在電力系統(tǒng)中一般不采用完全補償?shù)姆绞?，而采用過補償運行方式Why?莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月消弧線圈對電容電流的補償有三種方式：消弧線圈對電容電流的補償有三種方式： （1 1）全補償）全補償I IL L=I=IC C ；（2 2）欠補償）欠補償I IL LI IC C ；（3 3）過補償）過補償I IL LI IC C。 實際上都采用過補償，以防止由全補償引起的電實際上都采用過補償，以防止由全補償引起的電流諧振，損壞設(shè)備或欠補償由于部分線路斷開造流諧振，損壞設(shè)備或欠補償由于部分線路斷開造成全補償。成全補償。 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地時，中性點經(jīng)消弧線

19、圈接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地時，各相對地電壓和對地電容電流的變化情況與中性各相對地電壓和對地電容電流的變化情況與中性點不接地系統(tǒng)相同。點不接地系統(tǒng)相同。 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月 當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，形成回路，短路電流很大，保護裝置動作，切除故障。圖1-16對于110KV及以上的高壓電器很有經(jīng)濟意義。莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月3莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月 中性點的運行方式主要取決于單相接中性點的運行方式主要取決于單相接地時電氣設(shè)備絕緣要求及對供電可靠性地時電氣設(shè)備絕緣要求及對供電可靠性要求。要求。 我國應(yīng)用情況：我國應(yīng)用情況：

20、3 363kV63kV系統(tǒng)，一般采用中性點不接地運行方式。系統(tǒng)，一般采用中性點不接地運行方式。當(dāng)當(dāng)3 310kV10kV系統(tǒng)接地電流大于系統(tǒng)接地電流大于30A30A； 202063kV63kV系統(tǒng)接地電流大于系統(tǒng)接地電流大于10A10A時，應(yīng)采用中性時，應(yīng)采用中性點經(jīng)消弧線圈接地的運行方式。點經(jīng)消弧線圈接地的運行方式。 110kV110kV及以上系統(tǒng)和及以上系統(tǒng)和1kV1kV以下低壓系統(tǒng)采用中性以下低壓系統(tǒng)采用中性點直接接地運行方式點直接接地運行方式。 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月四、 低壓配電系統(tǒng)的接地形式 我國220/380V低壓配電系統(tǒng)，采用中

21、性點直接接地的運行方式。 工作接地：為保證電力系統(tǒng)或電氣設(shè)備的正常運行而進行的接地（N線） 保護接地：低壓用電設(shè)備的外殼及外露可導(dǎo)電部分通過保護線（PE線）接地低壓配電系統(tǒng)，按其保護接地形式分為低壓配電系統(tǒng)，按其保護接地形式分為TN、TT、IT系統(tǒng)。系統(tǒng)。注：注：T代表接地，第一個字母代表接地，第一個字母T代表電源中性點直接接地；代表電源中性點直接接地；第二個字母第二個字母T代表電氣設(shè)備外殼各自直接接地；代表電氣設(shè)備外殼各自直接接地；I表示電源表示電源中性點不接地。中性點不接地。莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月2、TT系統(tǒng)（系統(tǒng)（圖圖1-19）：設(shè)備外露可導(dǎo)電部分均各自經(jīng)）：設(shè)備外露可導(dǎo)電

22、部分均各自經(jīng)PE線單獨接地。線單獨接地。3、IT系統(tǒng)：中性點不接地或經(jīng)阻抗接地，設(shè)備外殼經(jīng)各系統(tǒng)：中性點不接地或經(jīng)阻抗接地，設(shè)備外殼經(jīng)各自自PE線接地。線接地。1、TN系統(tǒng)（系統(tǒng)（圖圖1-17） ：外露可導(dǎo)電部分經(jīng)公共：外露可導(dǎo)電部分經(jīng)公共PE線接線接地地（1）TNC系統(tǒng)：系統(tǒng)：N、PE線合用，稱為保護中性線線合用，稱為保護中性線（2）TNS系統(tǒng)：系統(tǒng)：N、PE線分開線分開（3）TNCS系統(tǒng)：前一部分系統(tǒng)：前一部分N、PE線合用，后一部線合用，后一部分分N、PE線分開線分開莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月1.4 電能質(zhì)

23、量 電能的質(zhì)量指標(biāo)是指電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量、波電能的質(zhì)量指標(biāo)是指電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量、波形質(zhì)量和供電可靠性等。形質(zhì)量和供電可靠性等。 一、供電可靠性供電可靠性 -根據(jù)用電負荷的性質(zhì)及中斷供電在政治上、經(jīng)濟上造成的損失或影響的程度提出的不中斷供電的要求 供電可靠性是以對用戶停電的時間及次數(shù)來衡量。它常用供電可靠率Kre1表示，即實際供電時間與統(tǒng)計期全部時間的比值的百分數(shù)表示： 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月yst11 0 0 %T = T -TyrelsntiiTKTTtTy-為統(tǒng)計期實際供電時間之和（為統(tǒng)計期實際供電時間之和（h h）；）；T Ts-為統(tǒng)計期全部時間（為統(tǒng)計期全部時間（h h

24、）；）；T Tt-為統(tǒng)計期內(nèi)停電時間之和（為統(tǒng)計期內(nèi)停電時間之和（h h）；）；T Ti-為統(tǒng)計期內(nèi)每次停電時間（為統(tǒng)計期內(nèi)每次停電時間（h h）。）。 停電時間應(yīng)包括：停電時間應(yīng)包括： 事故停電、計劃檢事故停電、計劃檢修停電及臨時性停電修停電及臨時性停電時間。時間。 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月負荷分類：負荷分類： 電力負荷按其對供電可靠性的要求及中斷供電在電力負荷按其對供電可靠性的要求及中斷供電在政治上、經(jīng)濟上造成的損失或影響的程度劃分為三政治上、經(jīng)濟上造成的損失或影響的程度劃分為三級級 1一級負荷一級負荷 一級負荷為中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將一級負荷為中斷供電將造成人身

25、傷亡者；中斷供電將在政治上、經(jīng)濟上造成重大損失在政治上、經(jīng)濟上造成重大損失者，如重大設(shè)備損壞、重者，如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢，國民經(jīng)濟大產(chǎn)品報廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢，國民經(jīng)濟中重點企業(yè)的連續(xù)性生產(chǎn)過程被打亂而需要長時間恢復(fù)等中重點企業(yè)的連續(xù)性生產(chǎn)過程被打亂而需要長時間恢復(fù)等；中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟影響的用電單位的正；中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟影響的用電單位的正常工作的負荷。常工作的負荷。 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月特別重要的負荷特別重要的負荷： 在一般負荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)在一般負荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆

26、炸和火災(zāi)等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負等情況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷，稱為特別重要的負荷。荷，稱為特別重要的負荷。 所謂獨立電源，就是當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個所謂獨立電源，就是當(dāng)一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應(yīng)不致同時受到損壞。電源應(yīng)不致同時受到損壞。 在一級負荷中的特別重要負荷，除上述二個獨立電源在一級負荷中的特別重要負荷，除上述二個獨立電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對特別重要負荷的供電，外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對特別重要負荷的供電，嚴禁將其它負荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。嚴禁將其它負荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。 應(yīng)急電源一般有：獨立于正常電源的發(fā)電機

27、組；干電應(yīng)急電源一般有：獨立于正常電源的發(fā)電機組；干電池；蓄電池；供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨立于正常電源的專門饋池；蓄電池；供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨立于正常電源的專門饋電線路。電線路。 供電要求：供電要求： 一級負荷應(yīng)由兩個獨立電源供電。一級負荷應(yīng)由兩個獨立電源供電。莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月2 2二級負荷二級負荷 二級負荷為中斷供電將在政治上、經(jīng)濟上造成較大損二級負荷為中斷供電將在政治上、經(jīng)濟上造成較大損失者，如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢，連續(xù)性生產(chǎn)過程失者，如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢，連續(xù)性生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復(fù)，重點企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷被打亂需較長時間才能恢復(fù)，重點企業(yè)大量減產(chǎn)等

28、；中斷供電系統(tǒng)將影響重要用電單位正常工作的負荷者；中斷供供電系統(tǒng)將影響重要用電單位正常工作的負荷者；中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要公電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要公共場所秩序混亂者。共場所秩序混亂者。 二級負荷應(yīng)由兩回線路供電，供電變壓器亦應(yīng)有兩臺。二級負荷應(yīng)由兩回線路供電，供電變壓器亦應(yīng)有兩臺。（兩臺變壓器不一定在同一變電所）。做到當(dāng)電力變壓器（兩臺變壓器不一定在同一變電所）。做到當(dāng)電力變壓器發(fā)生故障或電力線路發(fā)生常見故障時，不致中斷供電或中發(fā)生故障或電力線路發(fā)生常見故障時，不致中斷供電或中斷后能迅速恢復(fù)。斷后能迅速恢復(fù)。 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心

29、03年9月3 3三級負荷三級負荷 三級負荷為不屬于一級和二級負荷者。對一些三級負荷為不屬于一級和二級負荷者。對一些非連續(xù)性生產(chǎn)的中小型企業(yè)，停電僅影響產(chǎn)量或非連續(xù)性生產(chǎn)的中小型企業(yè)，停電僅影響產(chǎn)量或造成少量產(chǎn)品報廢的用電設(shè)備，以及一般民用建造成少量產(chǎn)品報廢的用電設(shè)備，以及一般民用建筑的用電負荷等均屬三級負荷。筑的用電負荷等均屬三級負荷。 三級負荷對供電電源沒有特殊要求，一般由三級負荷對供電電源沒有特殊要求，一般由單回電力線路供電。單回電力線路供電。 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月電力負荷分類 小結(jié)莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月1.4 電能質(zhì)量二、電壓電壓 -電壓質(zhì)量是以電壓偏離額定

30、電壓的幅度、電壓波動與閃變和電壓波形來衡量。 1 1、 電壓偏差電壓偏差 電壓偏差是電壓偏離額定電壓的幅度，一般電壓偏差是電壓偏離額定電壓的幅度，一般以百分數(shù)表示：以百分數(shù)表示：莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月%100%NNUUUUU%-電壓偏差百分數(shù)；電壓偏差百分數(shù)；U -實際電壓；實際電壓；UN -額定電壓額定電壓 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月 供電電壓允許偏差，見表供電電壓允許偏差，見表1-21-2 要求供電電壓的電壓偏差不超過允許偏差。要求供電電壓的電壓偏差不超過允許偏差。 表表1-2 供電電壓允許偏差供電電壓允許偏差線路額定電壓線路額定電壓UN允許電壓偏差允許電壓偏差35

31、KV及以上及以上10KV及以下及以下220V5%7%7%、10%莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月電壓調(diào)整措施電壓調(diào)整措施合理選擇變壓器的電壓比和電壓分接頭合理選擇變壓器的電壓比和電壓分接頭合理減少系統(tǒng)阻抗合理減少系統(tǒng)阻抗合理補償無功功率合理補償無功功率盡量使系統(tǒng)的三相負荷平衡盡量使系統(tǒng)的三相負荷平衡變壓器采用有載調(diào)壓型變壓器采用有載調(diào)壓型2 2、 電壓波動和閃變電壓波動和閃變 電壓波動是指電壓的急劇變化。電壓變化的速率大于每秒電壓波動是指電壓的急劇變化。電壓變化的速率大于每秒1%1%的即為電壓急劇變化。電壓波動程度以電壓最大值與最的即為電壓急劇變化。電壓波動程度以電壓最大值與最小值之差或其

32、百分數(shù)表示小值之差或其百分數(shù)表示 minmaxUUUmaxmin%100%NUUUUU-電壓波動；電壓波動；U%U%-電壓波動電壓波動百分數(shù)；百分數(shù)；Umax為電壓波動的最大值和最小值（為電壓波動的最大值和最小值（kV）Umin為額定電壓（為額定電壓（kV） 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月電壓波動的允許值見表電壓波動的允許值見表1-3。 表表1-3 電壓波動允許值（電壓波動允許值（GB12326-90） 額定電壓（額定電壓（kV）電壓波動允許值電壓波動允許值（U%）10及以下及以下2.5351102.0220及以上及以上1.6莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月電壓波動抑制措施電壓波動抑

33、制措施 對負荷變化劇烈的大型設(shè)備，采用專用線或?qū)ω摵勺兓瘎×业拇笮驮O(shè)備，采用專用線或?qū)Ｓ米儔浩鲉为毠╇?。專用變壓器單獨供電?設(shè)法增大供電容量，減少系統(tǒng)阻抗。設(shè)法增大供電容量，減少系統(tǒng)阻抗。 在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重的電壓波動時，減少或切除引在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重的電壓波動時，減少或切除引起電壓波動的負荷。起電壓波動的負荷。 對大型電弧爐和變壓器的受電電壓，如有多種對大型電弧爐和變壓器的受電電壓，如有多種電壓選擇方案，宜選擇較高的電壓。電壓選擇方案，宜選擇較高的電壓。 對大型沖擊性負荷可采用電抗器或靜止型無功對大型沖擊性負荷可采用電抗器或靜止型無功補償裝置補償裝置(SVC)。莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月

34、 通常用電壓調(diào)幅波中不同頻率的正弦波分量的均方根通常用電壓調(diào)幅波中不同頻率的正弦波分量的均方根值等效為值等效為10Hz10Hz正弦電壓波動值的正弦電壓波動值的1min1min平均值平均值等效閃變等效閃變值值UU1010來表示，其允許值見表來表示，其允許值見表1-41-4。 閃變閃變: :周期性電壓急劇變化引起光源光通量急劇波動周期性電壓急劇變化引起光源光通量急劇波動而造成人眼視覺不舒適的現(xiàn)象，稱為閃變而造成人眼視覺不舒適的現(xiàn)象，稱為閃變。 表表1-4 U10允許值（允許值（GB12326-90）應(yīng)用場合應(yīng)用場合U10允許值允許值對照明要求較高的對照明要求較高的白熾燈負荷白熾燈負荷0.4（推薦值

35、）（推薦值）一般性照明負荷一般性照明負荷0.6（推薦值）（推薦值）莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月3.3.波形波形波形的質(zhì)量是以正弦電壓波形畸變率來衡量的。波形的質(zhì)量是以正弦電壓波形畸變率來衡量的。 在理想情況下，電壓波形為正弦波，但電力在理想情況下，電壓波形為正弦波，但電力系統(tǒng)中有大量非線性負荷，使電壓波形發(fā)生畸變，系統(tǒng)中有大量非線性負荷，使電壓波形發(fā)生畸變，除基波外，還有各項諧波。除基波外，還有各項諧波。 表表1-51-5是我國規(guī)定的公用電網(wǎng)電壓波形畸變率。是我國規(guī)定的公用電網(wǎng)電壓波形畸變率。 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月諧波對電網(wǎng)的影響諧波對電網(wǎng)的影響: :諧波對旋轉(zhuǎn)設(shè)備和變

36、壓器的主要危害是引起諧波對旋轉(zhuǎn)設(shè)備和變壓器的主要危害是引起附加損耗和發(fā)熱增加附加損耗和發(fā)熱增加, ,此外諧波還會引起旋轉(zhuǎn)設(shè)備此外諧波還會引起旋轉(zhuǎn)設(shè)備和變壓器振動并發(fā)出噪聲和變壓器振動并發(fā)出噪聲, ,長時間的振動會造成金長時間的振動會造成金屬疲勞和機械損壞。屬疲勞和機械損壞。諧波對線路的主要危害是引起附加損耗。諧波對線路的主要危害是引起附加損耗。 諧波可引起系統(tǒng)的電感、電容發(fā)生諧振諧波可引起系統(tǒng)的電感、電容發(fā)生諧振, ,使諧使諧波放大。當(dāng)諧波引起系統(tǒng)諧振時波放大。當(dāng)諧波引起系統(tǒng)諧振時, ,諧波電壓升高諧波電壓升高, ,諧波電流增大諧波電流增大, ,引起繼電保護及安全自動裝置誤動引起繼電保護及安全

37、自動裝置誤動, ,損壞系統(tǒng)設(shè)備損壞系統(tǒng)設(shè)備( (如電力電容器、電纜、電動機等如電力電容器、電纜、電動機等),),引發(fā)系統(tǒng)事故引發(fā)系統(tǒng)事故, ,威脅電力系統(tǒng)的安全運行。威脅電力系統(tǒng)的安全運行。諧波可干擾通信設(shè)備諧波可干擾通信設(shè)備, ,增加電力系統(tǒng)的功率損增加電力系統(tǒng)的功率損耗耗( (如線損如線損),),使無功補償設(shè)備不能正常運行等使無功補償設(shè)備不能正常運行等, ,給給系統(tǒng)和用戶帶來危害。系統(tǒng)和用戶帶來危害。莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月電網(wǎng)額電網(wǎng)額定電壓定電壓（kV）電壓總諧電壓總諧波畸變率波畸變率（%）各項諧波電壓含有各項諧波電壓含有率（率（%）奇次奇次偶次偶次0.385.04.02.0

38、6104.03.21.635663.02.41.21102.01.60.8表表1-5 公用電網(wǎng)諧波電壓限值（相電壓）公用電網(wǎng)諧波電壓限值（相電壓） 公用電網(wǎng)諧波公用電網(wǎng)諧波電壓允許值電壓允許值電網(wǎng)額定電壓電網(wǎng)額定電壓0.38kv 總諧波畸總諧波畸變率變率5電網(wǎng)額定電壓電網(wǎng)額定電壓10kv 總諧波畸總諧波畸變率變率4莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月抑制的措施抑制的措施增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)。增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)。裝設(shè)交流濾波器。裝設(shè)交流濾波器。宜采用宜采用Dyn11聯(lián)結(jié)組別的三相配電變壓器。聯(lián)結(jié)組別的三相配電變壓器。裝設(shè)裝設(shè)SVC. 電壓質(zhì)量為電壓的偏差、波動和波形三方面。電壓質(zhì)量

39、為電壓的偏差、波動和波形三方面。莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月 我國采用的額定頻率為我國采用的額定頻率為50HZ50HZ。在正常情況下，。在正常情況下，頻率的允許偏差，根據(jù)電網(wǎng)的裝機容量而定；事頻率的允許偏差，根據(jù)電網(wǎng)的裝機容量而定；事故情況下，頻率允許偏差更大。故情況下，頻率允許偏差更大。 頻率的允許偏差見表頻率的允許偏差見表1-61-6 三、頻率頻率 -頻率的質(zhì)量是以頻率偏差來衡量。頻率的質(zhì)量是以頻率偏差來衡量。 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月表表1-6 電力系統(tǒng)頻率的允許偏差電力系統(tǒng)頻率的允許偏差運行情況運行情況允許頻率偏差允許頻率偏差正常運行正常運行300萬萬kW及以上及以

40、上300萬萬kW及以下及以下0.20.5非正常運行非正常運行1.0莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月三、電壓高低的劃分三、電壓高低的劃分從設(shè)計安裝角度：電壓從設(shè)計安裝角度：電壓1000V為高壓，電壓為高壓，電壓1000V為低壓為低壓四、工廠配電電壓的選擇莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月1.5 供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求一、建筑電氣設(shè)計的一般原則一、建筑電氣設(shè)計的一般原則 適用適用 安全安全 經(jīng)濟經(jīng)濟 美觀美觀莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月1.5 供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求供配電設(shè)計的內(nèi)

41、容程序與要求二、二、 內(nèi)容內(nèi)容 輸電線路設(shè)計輸電線路設(shè)計變配電所設(shè)計變配電所設(shè)計電氣照明設(shè)計電氣照明設(shè)計電力設(shè)計電力設(shè)計防雷與接地設(shè)計防雷與接地設(shè)計電氣信號與自動控制設(shè)計電氣信號與自動控制設(shè)計莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月三三 程序與要求程序與要求1.方案設(shè)計方案設(shè)計 凡國家及省市重點工程項目，規(guī)模較大的高凡國家及省市重點工程項目，規(guī)模較大的高層建筑以及有特殊要求的大型民用建筑及工業(yè)建層建筑以及有特殊要求的大型民用建筑及工業(yè)建筑，必須提出方案設(shè)計。一般高層建筑也都應(yīng)提筑，必須提出方案設(shè)計。一般高層建筑也都應(yīng)提出方案設(shè)計。出方案設(shè)計。 在方案設(shè)計階段，電氣設(shè)計和弱電設(shè)計文件在方案設(shè)計階段，

42、電氣設(shè)計和弱電設(shè)計文件主要是設(shè)計說明書及必要的簡圖。其深度應(yīng)滿足主要是設(shè)計說明書及必要的簡圖。其深度應(yīng)滿足設(shè)計方案優(yōu)選和設(shè)計投標(biāo)的要求。設(shè)計方案優(yōu)選和設(shè)計投標(biāo)的要求。1.5 供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月3.施工圖設(shè)計施工圖設(shè)計 施工圖設(shè)計應(yīng)根據(jù)已批準(zhǔn)的初步設(shè)計進行編施工圖設(shè)計應(yīng)根據(jù)已批準(zhǔn)的初步設(shè)計進行編制，內(nèi)容以圖紙為主，應(yīng)包括封面、圖紙目錄、制，內(nèi)容以圖紙為主，應(yīng)包括封面、圖紙目錄、設(shè)計說明設(shè)計說明(或首頁或首頁)、圖紙、工程概算等等。、圖紙、工程概算等等。1.5 供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求2.初步設(shè)計初步

43、設(shè)計 初步設(shè)計文件根據(jù)設(shè)計任務(wù)書進行編制，由初步設(shè)計文件根據(jù)設(shè)計任務(wù)書進行編制，由設(shè)計說明書設(shè)計說明書(包括設(shè)計總說明和專業(yè)的設(shè)計說明書包括設(shè)計總說明和專業(yè)的設(shè)計說明書)、設(shè)計圖紙、主要設(shè)備及材料表和工程概算書等四設(shè)計圖紙、主要設(shè)備及材料表和工程概算書等四部分組成。部分組成。莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月1.6 本課程的特點及學(xué)習(xí)要求 莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月小小 結(jié)結(jié) 本章介紹了電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的概念，講述了電本章介紹了電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的概念，講述了電能的質(zhì)量指標(biāo)和電力負荷，重點討論了電力系統(tǒng)中各種電能的質(zhì)量指標(biāo)和電力負荷，重點討論了電力系統(tǒng)中各種電力設(shè)備的額定電壓

44、，電力系統(tǒng)中性點的運行方式。力設(shè)備的額定電壓，電力系統(tǒng)中性點的運行方式。1電力系統(tǒng)是指由發(fā)電廠、變電所、電力線路和用戶組電力系統(tǒng)是指由發(fā)電廠、變電所、電力線路和用戶組成的整體。成的整體。2配供電系統(tǒng)由總降變電所、配電所、車間變電所配供電系統(tǒng)由總降變電所、配電所、車間變電所或或建建筑物變電所、配電線路和用電設(shè)備所組成。筑物變電所、配電線路和用電設(shè)備所組成。莆田學(xué)院現(xiàn)代教育技術(shù)中心 03年9月3額定電壓是國家根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，經(jīng)全面技額定電壓是國家根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟比較后制定的。發(fā)、變、供、用電設(shè)備的額定電壓術(shù)經(jīng)濟比較后制定的。發(fā)、變、供、用電設(shè)備的額定電壓不盡相同。用電設(shè)備的額定電壓等于電力線路