濟南大學工廠供電第1章

1、工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院12013-02-27工廠供電工廠供電工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院教學大綱 課程的性質(zhì)和任務 工廠供電工廠供電是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門是電氣工程及其自動化專業(yè)的一門理論性和理論性和實踐性實踐性很強的專業(yè)課程，涉及工業(yè)企業(yè)供電中的電力負荷及很強的專業(yè)課程，涉及工業(yè)企業(yè)供電中的電力負荷及其計算，短路電流及其計算，工廠供電系統(tǒng)及其一次系統(tǒng)、其計算，短路電流及其計算，工廠供電系統(tǒng)及其一次系統(tǒng)、二次系統(tǒng)、使學生初步掌握工廠供電系統(tǒng)的運行、維護和設二次系統(tǒng)、使學

2、生初步掌握工廠供電系統(tǒng)的運行、維護和設計計算所必需的基本理論和基本知識，為今后從事工廠供電計計算所必需的基本理論和基本知識，為今后從事工廠供電技術及工業(yè)電氣自動化專業(yè)工作奠定一定的基礎。技術及工業(yè)電氣自動化專業(yè)工作奠定一定的基礎。 先修課程 高等數(shù)學高等數(shù)學、大學物理大學物理、電路原理電路原理、模擬電子模擬電子技術技術、 數(shù)字電子技術數(shù)字電子技術 、電機及拖動電機及拖動工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院 教材 余建明，同向前，蘇文成供電技術（第余建明，同向前，蘇文成供電技術（第4版）版）M北京：機械工業(yè)出版北京：機械工業(yè)出版社，社，2008 參

3、考教材 1 西北電力設計院西北電力設計院 電力工程電氣設計手冊（電氣一次部分、電氣二次部電力工程電氣設計手冊（電氣一次部分、電氣二次部分）北京：水利電力出版社，分）北京：水利電力出版社，2005 2 劉萬順劉萬順.電力系統(tǒng)故障分析（第電力系統(tǒng)故障分析（第3版）版）.中國電力出版社中國電力出版社,2010.3 張保會張保會,尹項根尹項根. 電力系統(tǒng)繼電保護（第電力系統(tǒng)繼電保護（第2版）版）.中國電力出版社中國電力出版社,20104 楊奇遜楊奇遜. 微機型繼電保護基礎（第微機型繼電保護基礎（第2版）版）.中國電力出版社中國電力出版社,2005. 課時 48學時學時,其中講課其中講課42學時學時,實

4、驗實驗6學時學時 成績評定 期末考試成績（期末考試成績（70）+實驗成績（實驗成績（15）+平時成績（平時成績（15）工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院 作業(yè) 分次布置，按章批改和講解。 實驗 實驗6學時，共3個實驗，第9或10周開始做。 課堂講授 講課42學時，有重點的講授教材全部內(nèi)容。 教學目標要求 掌握供電系統(tǒng)的基本理論、供電系統(tǒng)的工程設計方法、供電系統(tǒng)運行維護的基本知識，達到能夠進行供電系統(tǒng)設計的目的。工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院 上課時間、地點 上課班級：上課班級：電傳電傳100

5、1、電能、電能1001-02 上課時間、地點：第上課時間、地點：第1-15周周 單周周三單周周三3、4節(jié)，節(jié)，11J2302 周四周四3、4節(jié)節(jié),11J5402 答疑時間：周二答疑時間：周二3、4節(jié)節(jié)/周，周，1J803工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院圖：已建成投運的四川北川智能變電站工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院傳統(tǒng)變電站智能變電站電子式互感器智能設備裝備升級信息整合節(jié)能環(huán)保一體化平臺DL/T860統(tǒng)一建模系統(tǒng)互動高級應用普通電纜光纖新型復合材料傳統(tǒng)互感器傳統(tǒng)變壓器緊湊型占地少自動化系統(tǒng)

6、狀態(tài)監(jiān)測PMU保護信息系統(tǒng)輔助系統(tǒng)常規(guī)開關柜工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院變電所高壓輸電線路變電所電廠變壓器電線桿變壓器鼓工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院未來智能電網(wǎng)-摘自歐盟“智能電網(wǎng)技術論壇”報告，2005工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院國家風光儲輸聯(lián)合示范工程在風能和光能資源豐富的河北張家口地區(qū)，建設集成電網(wǎng)、風電、光伏和儲能系統(tǒng)的聯(lián)合示范電站，2011年12月25日建成投產(chǎn)。工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣

7、工程學院自動化與電氣工程學院辦公建筑居民小區(qū)工廠園區(qū)配電線路燃料電池微型電網(wǎng)風電光伏新交通工廠辦公樓、醫(yī)院熱電聯(lián)產(chǎn)配電網(wǎng)自動化系統(tǒng)學校配電線路快速搶修GPRS故障定位傳統(tǒng)配電網(wǎng)：智能配電網(wǎng)：1、配電網(wǎng)缺乏有效監(jiān)控2、故障停電范圍大3、人工巡查線路故障4、人工恢復供電，時間長5、功能單一1、配電信息全面監(jiān)控2、減少停電故障范圍3、故障自動定位、快速指揮搶修4、線路故障自愈，快速恢復供電5、積極消納清潔能源工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院內(nèi)容提要：內(nèi)容提要：本章概述電力系統(tǒng)的基本知識和相關概念。首先簡要說本章概述電力系統(tǒng)的基本知識和相關概念。首先

8、簡要說明電力系統(tǒng)的構(gòu)成，電網(wǎng)的額定電壓明電力系統(tǒng)的構(gòu)成，電網(wǎng)的額定電壓, ,電力系統(tǒng)的中性點運行方式電力系統(tǒng)的中性點運行方式; ;最后介紹了用戶供電系統(tǒng)的特點和決定供電質(zhì)量的主要指標。最后介紹了用戶供電系統(tǒng)的特點和決定供電質(zhì)量的主要指標。 工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)的基本概念第二節(jié)第二節(jié) 用戶供電系統(tǒng)的特點和決定供電質(zhì)量的主要指標用戶供電系統(tǒng)的特點和決定供電質(zhì)量的主要指標工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)的基

9、本概念 工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院變電所高壓輸電線路變電所電廠變壓器電線桿輸電網(wǎng)&配電網(wǎng)變壓器鼓一、電力系統(tǒng)的構(gòu)成一、電力系統(tǒng)的構(gòu)成工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院未來智能電網(wǎng)-摘自歐盟“智能電網(wǎng)技術論壇”報告，2005工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院二期集控室汽機轉(zhuǎn)子廠房外景鄒縣電廠汽機機房發(fā)電發(fā)電工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院220kV輸電線輸電線35kV輸電線輸電線110kV

10、輸電線輸電線10kV輸電線輸電線500kV輸電線輸電線輸電輸電配電配電工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院110kV輸電線路輸電線路35kV（帶（帶10kV）輸電線路）輸電線路10kV輸電線路輸電線路輸電輸電工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院220kV變電站變電變電工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院110kV變電站變電變電工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院35kV變電站變電變電工廠供電課件工廠供電課

11、件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院箱式變電站變電變電工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院用戶用戶煉鋼電弧爐工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院已開展了兩批共計21類228項試點工程建設，覆蓋26個省市（自治區(qū)），涵蓋發(fā)、輸、變、配、用、調(diào)6大環(huán)節(jié)，以及通信信息平臺。第一批試點第二批試點國家電網(wǎng)智能電網(wǎng)試點工程-總體情況工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院電力系統(tǒng)示意圖發(fā)電、輸電、變電、配電、用戶發(fā)電、輸電、變電、配電、用戶構(gòu)

12、成電力系統(tǒng)構(gòu)成電力系統(tǒng)工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院 為了提高供電的可靠性和經(jīng)濟性，將各發(fā)電廠為了提高供電的可靠性和經(jīng)濟性，將各發(fā)電廠通過電力網(wǎng)連接起來，并聯(lián)運行，組成龐大的聯(lián)通過電力網(wǎng)連接起來，并聯(lián)運行，組成龐大的聯(lián)合動力系統(tǒng)。合動力系統(tǒng)。將各種類型發(fā)電廠中的發(fā)電機、升將各種類型發(fā)電廠中的發(fā)電機、升壓變壓器、輸電線路以及各類電力用戶聯(lián)系在一壓變壓器、輸電線路以及各類電力用戶聯(lián)系在一起構(gòu)成的統(tǒng)一的整體就是起構(gòu)成的統(tǒng)一的整體就是電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)，用以實現(xiàn)完，用以實現(xiàn)完整的整的發(fā)電、輸電、變電、配電和用電發(fā)電、輸電、變電、配電和用電。工廠供電課

13、件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院 1. 按一次能源介質(zhì)火電廠（煤、石油、天然氣）水電廠核電廠其他電廠（地熱電廠、潮汐電廠、風力電廠等）2. 工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院3. 4. 5. 工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院(1) 國家標準規(guī)定的標準電壓又稱額定電壓。國家標準規(guī)定的標準電壓又稱額定電壓。二、電力系統(tǒng)的額定電壓二、電力系統(tǒng)的額定電壓工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院表表1.1 1.1 我國

14、交流電網(wǎng)和電力設備的額定電壓我國交流電網(wǎng)和電力設備的額定電壓 電網(wǎng)和用電設備 額定電壓 發(fā)電機 額定電壓 電力變壓器額定電壓 一次繞組 二次繞組 低壓 / V 220127 380220 660380 230 400 690 220127 380220 660380 230133 400230 690400高壓 / kV3 61035110220330500750 3.15 6.3 10.513.8,15.75,18,20-3及3.156及6.310及10.513.8,15.75,18,20351102203305007503.15及3.36.3及6.6l0.5及1138.5121242363

15、550-1000kV 交流，交流，800kV正在建設正在建設1100kV，2015年投運。年投運。工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院1 1) ) 用電設備的額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓是一致的。用電設備的額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓是一致的。 2 2) ) 發(fā)電機的額定電壓發(fā)電機的額定電壓高高于電網(wǎng)額定電壓于電網(wǎng)額定電壓5%（一般正常工作時，（一般正常工作時，線路電壓損耗約線路電壓損耗約10%；用電設備允許電壓偏差用電設備允許電壓偏差）。）。3) 變壓器的額定電壓變壓器的額定電壓-5%G5%UN線路首端線路首端線路末端線路末端一次線圈一次線圈 ：升壓變

16、壓器，升壓變壓器，比電網(wǎng)的額定電壓高比電網(wǎng)的額定電壓高5% 5% 。降壓變壓器，與電網(wǎng)額定電壓相同。降壓變壓器，與電網(wǎng)額定電壓相同。二次線圈二次線圈 ：升壓變壓器升壓變壓器， 高出電網(wǎng)額定電壓高出電網(wǎng)額定電壓10%10%。降壓變壓器降壓變壓器，高出電網(wǎng)額定電壓，高出電網(wǎng)額定電壓10%10%（或（或5%5%）。）。設備的設備的額定電壓額定電壓是用電設備、發(fā)電機和變壓器正常工作時，具有最好技術經(jīng)濟指標的電壓。是用電設備、發(fā)電機和變壓器正常工作時，具有最好技術經(jīng)濟指標的電壓。 由于傳輸過程中存在由于傳輸過程中存在電壓損失電壓損失，二者關系如下：，二者關系如下： 工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1

17、1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院大電流接地系統(tǒng)大電流接地系統(tǒng)小電流接地系小電流接地系統(tǒng)統(tǒng)中性點有效接地中性點有效接地和和中性點非有效接地中性點非有效接地三、電力系統(tǒng)的中性點運行方式三、電力系統(tǒng)的中性點運行方式工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院AUBUCUOCa)中性點不接地中性點不接地1中性點非有效接地方式中性點非有效接地方式正常運行時，各相對地分布電容相同，三相對地電容電流對正常運行時，各相對地分布電容相同，三相對地電容電流對稱且其和為零，各相對地電壓為相電壓。稱且其和為零，各相對地電壓為相電壓。AUBUCUOCLb)中性點經(jīng)消

18、弧線圈接地中性點經(jīng)消弧線圈接地UAUBUC工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院圖1-3 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障 圖1-2 中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障 發(fā)生一相接地故障時，發(fā)生一相接地故障時，電壓特征：故障相電壓變?yōu)榱?，非故障相對地電壓電壓特征：故障相電壓變?yōu)榱?，非故障相對地電?升高到原來相電壓的升高到原來相電壓的 倍。倍。電氣設備的絕緣要按線電壓來選擇。電氣設備的絕緣要按線電壓來選擇。電流特征：故障相電容電流增大到原來的電流特征：故障相電容電流增大到原來的3倍。倍。3UAUBUCU0工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1

19、1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院 優(yōu)點：這種方式下的非故障相對地電壓不變，電氣設備絕緣按相電壓考慮，優(yōu)點：這種方式下的非故障相對地電壓不變，電氣設備絕緣按相電壓考慮，降低設備絕緣要求。在中性點直接接地的低壓配電系統(tǒng)中，如為三相四線制降低設備絕緣要求。在中性點直接接地的低壓配電系統(tǒng)中，如為三相四線制供電，可提供供電，可提供380220V兩種電壓，供電方式更為靈活。兩種電壓，供電方式更為靈活。 缺點：這種運行方式發(fā)生一相對地絕緣破壞時，就構(gòu)成單相短路，供電中缺點：這種運行方式發(fā)生一相對地絕緣破壞時，就構(gòu)成單相短路，供電中斷，可靠性會降低。斷，可靠性會降低。2中性點直接接地方式中性點直

20、接接地方式AUBUCUOCc)中性點直接接地中性點直接接地工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院第二節(jié)第二節(jié) 工廠供電系統(tǒng)特點和決定供工廠供電系統(tǒng)特點和決定供電質(zhì)量的主要指標電質(zhì)量的主要指標 工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院 用戶供電系統(tǒng)用戶供電系統(tǒng)工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院一、工廠供電系統(tǒng)特點一、工廠供電系統(tǒng)特點 1 1、電力用戶供電系統(tǒng)由用戶內(nèi)部變配電所

21、、供電線路和用電、電力用戶供電系統(tǒng)由用戶內(nèi)部變配電所、供電線路和用電設備等組成，其中變配電所是電力系統(tǒng)的一個終端降壓變設備等組成，其中變配電所是電力系統(tǒng)的一個終端降壓變配電所。配電所。 2 2、電力用戶供電系統(tǒng)的供電電壓一般在、電力用戶供電系統(tǒng)的供電電壓一般在110KV110KV及以下。及以下。 3 3、大多為國家電網(wǎng)供電，也可建立自備發(fā)電站。、大多為國家電網(wǎng)供電，也可建立自備發(fā)電站。工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院1 1、電壓、電壓 二、決定供電質(zhì)量的主要指標二、決定供電質(zhì)量的主要指標決定用戶供電質(zhì)量的主要指標為決定用戶供電質(zhì)量的主要指標為

22、電壓、頻率和可靠性電壓、頻率和可靠性。 理想的供電電壓應該是幅值恒為額定值的三相對稱正弦電壓。由于供電系由于供電系統(tǒng)存在阻抗、用電負荷的變化和用電負荷的性質(zhì)統(tǒng)存在阻抗、用電負荷的變化和用電負荷的性質(zhì)(如沖擊性負荷、非線性負荷如沖擊性負荷、非線性負荷)等因素，實際供電電壓無論是在幅值上、波形上還是三相對稱性上都可能與等因素，實際供電電壓無論是在幅值上、波形上還是三相對稱性上都可能與理想電壓之間存在著偏差。理想電壓之間存在著偏差。 (1)電壓偏差電壓偏差 電壓偏差是指電網(wǎng)實際電壓與額定電壓之差。電壓偏差是指電網(wǎng)實際電壓與額定電壓之差。 (2)電壓波動和閃變電壓波動和閃變 電網(wǎng)電壓幅值（或半周波方均

23、根值）的連續(xù)快速電網(wǎng)電壓幅值（或半周波方均根值）的連續(xù)快速變化稱為電壓波動。由電壓波動引起的燈光閃爍對人眼腦產(chǎn)生的刺激效應變化稱為電壓波動。由電壓波動引起的燈光閃爍對人眼腦產(chǎn)生的刺激效應稱為電壓閃變。稱為電壓閃變。 (3)電壓波波形畸變電壓波波形畸變 電網(wǎng)電壓波形發(fā)生非正弦畸變時，電壓中出現(xiàn)高次諧波。電網(wǎng)電壓波形發(fā)生非正弦畸變時，電壓中出現(xiàn)高次諧波。 (4)三相不對稱三相不對稱 三相電壓不對稱指三個相電壓在幅值和相位關系上存在偏差。三相電壓不對稱指三個相電壓在幅值和相位關系上存在偏差。 UAUBUC工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院 一個交流電

24、力系統(tǒng)只能有一個頻率。我國規(guī)定的電力系統(tǒng)標稱頻率一個交流電力系統(tǒng)只能有一個頻率。我國規(guī)定的電力系統(tǒng)標稱頻率(工頻工頻)為為50Hz。國際上標稱頻率有。國際上標稱頻率有50Hz和和60Hz兩種。兩種。 2.頻率頻率 當電能供需不平衡時，系統(tǒng)頻率便會偏離其標稱值。頻率偏差不僅影響用當電能供需不平衡時，系統(tǒng)頻率便會偏離其標稱值。頻率偏差不僅影響用電設備的工作狀態(tài)、產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。電設備的工作狀態(tài)、產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，而且影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。多數(shù)國家規(guī)定頻率偏差：多數(shù)國家規(guī)定頻率偏差：( 0.10.3)Hz我國我國300萬萬kW以上系統(tǒng)的頻率偏差：以上系統(tǒng)的頻率偏差：0.2Hz我國我國300萬萬kW以下系統(tǒng)的頻率偏差：以下系統(tǒng)的頻率偏差：0.5Hz目前我國一些大系統(tǒng)已做到頻率偏差：目前我國一些大系統(tǒng)已做到頻率偏差：0.1Hz工廠供電課件工廠供電課件_ _第第1 1章章自動化與電氣工程學院自動化與電氣工程學院3 3、可靠性、可靠性 這類負荷在供電突然中斷時這類負荷在供電突然中斷時將造成人身傷亡的危