供配電工廠培訓(xùn)講義42頁

1、Email:TEL:工 廠 供 電OFFICE: 課程內(nèi)容用戶供電系統(tǒng)緒論變電所自動化保護接地與防雷電能質(zhì)量與無功功率短路電流計算工廠供電供電系統(tǒng)的保護電：交流電，很少牽扯直流電本課程是電氣工程及自動化專業(yè)的一門主干課程。課程著重討論供配電系統(tǒng)的基本知識、理論計算、初步設(shè)計方法及相關(guān)新技術(shù)。力求做到實用性強，專業(yè)知識面廣。相關(guān)課程：電路電機學(xué)電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)繼電保護高電壓技術(shù)用戶供電系統(tǒng)緒論變電所自動化保護接地與防雷電能質(zhì)量與無功功率短路電流計算工廠供電供電系統(tǒng)的保護 相關(guān)要求 建議2.5學(xué)分，40學(xué)時（36+4）課堂紀(jì)律成績評定：平時（20%）+實驗（10%）+末考（70%）作業(yè)教材與教

2、參1 工廠供電（第5版），劉介才著，機械工業(yè)出版社，2009年2 工廠供電技術(shù)（第2版），陳小虎著，高等教育出版社，2006年某學(xué)校平面圖 設(shè)計任務(wù)：某學(xué)校變電站設(shè)計 選址 選設(shè)備 電氣主接線設(shè)計 保護、防雷設(shè)計第一章 緒論內(nèi)容提要：本章概述電力系統(tǒng)的基本知識和相關(guān)概念。首先簡要說明電力系統(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；最后介紹了決定供電質(zhì)量的主要指標(biāo)。 在現(xiàn)實生產(chǎn)生活中有許多用電設(shè)備（稱作負載），按其用途分：有動力用電設(shè)備（傳動）、照明用電設(shè)備（采光）、工藝用電設(shè)備（電解、冶煉、電焊、熱處理）、電熱用電設(shè)備（加溫、取暖、烘干、空調(diào)）、試驗用電設(shè)備（試驗、校驗、檢測）和控制

3、計算設(shè)備（控制器、計算機）等。一、電力系統(tǒng)的構(gòu)成 用戶用電設(shè)備所消耗的電能是電力系統(tǒng)中發(fā)電廠生產(chǎn)供給的。發(fā)電廠多數(shù)是建造在煤、水資源豐富的地方，電能用戶是分散的，且往往遠離發(fā)電廠。這樣就出現(xiàn)了一個電能輸送的問題（輸電）；為了實現(xiàn)電能的經(jīng)濟傳輸和滿足用電設(shè)備對工作電壓的要求，又出現(xiàn)了一個變換電壓的問題（變電）；將電能送到工礦企業(yè)區(qū)之后，還存在對用戶合理分配電能的問題（配電）。 1. 電力系統(tǒng)的基本概念 - 國家電網(wǎng)公司的價值，2012年電力系統(tǒng)的工作流程電廠內(nèi)部及附近用戶 低壓用戶 升壓變電站 發(fā)電廠 10.5/6.3kV 110kV以上 高壓輸電網(wǎng)地區(qū)降壓變電所 企業(yè)降變或市內(nèi)降變 35kV-

4、110kV高壓配電網(wǎng) 10/6/3kV 高壓配電網(wǎng)車間變電站 高壓設(shè)備 380/220V由各種類型的發(fā)電廠、輸配電網(wǎng)及電力用戶組成。完成電能的生產(chǎn)、輸送、分配及使用。發(fā)電網(wǎng)輸電網(wǎng)配電網(wǎng)電力用戶110kV以上110kV以下多個電廠并網(wǎng)組成 1發(fā)電廠（generating plant） 發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)換成電能。 按一次能源介質(zhì)劃分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電站、核電站等，此外，還有小容量的太陽能發(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、地?zé)岚l(fā)電廠和潮汐發(fā)電廠等，正在研究的還有磁流體發(fā)電和氫能發(fā)電等。一、電力系統(tǒng)的構(gòu)成 火電廠全景水電站外景大亞灣核電站太陽能發(fā)電光伏發(fā)電風(fēng)光互補發(fā)電 2輸配電網(wǎng)絡(luò)（電力網(wǎng)，power net

5、work） 電力系統(tǒng)中除發(fā)電設(shè)備和用電設(shè)備以外的部分。 包括變電、輸電和配電3個環(huán)節(jié)。電力網(wǎng)絡(luò)主要由電力線路、變電站（所）和換流站（交直流聯(lián)合輸電系統(tǒng)中實現(xiàn)交流電和直流電相互變換的技術(shù)裝置）組成。一、電力系統(tǒng)的構(gòu)成 升壓變電所：多建在發(fā)電廠內(nèi)，把電壓升高后，再進行遠距離輸送。 降壓變電所：多設(shè)在用電區(qū)域，將高壓電適當(dāng)降低電壓后，對某地區(qū)或用戶供電。 35kV一般（地區(qū)）變電站 500kV樞紐變電站 220kV重要（中間）變電站 終端箱式變電所 3電力用戶 凡取用電能、消耗電能的用戶設(shè)備或用電單位均稱為電能用戶。相對于一般居民用電，工業(yè)企業(yè)用電量約占我國全年總發(fā)電量的64%，是最大的電能用戶。二

6、、電力系統(tǒng)的額定電壓 0.38、3、6、10、35、110、220、330、500、750、1000 電壓是電力系統(tǒng)重要指標(biāo)之一。 意義：指導(dǎo)生產(chǎn)廠家成批生產(chǎn)，同時便于用戶進行設(shè)備調(diào)換。 國家統(tǒng)一規(guī)定額定電壓等級（kV）： 接入電力系統(tǒng)的各種電力設(shè)備，其額定電壓應(yīng)與上述額定電壓等級相匹配。二、電力系統(tǒng)的額定電壓 能使電氣設(shè)備長期運行時獲得最好技術(shù)經(jīng)濟效益的電壓，或電器長時間工作時所適用的最佳電壓。通常指線電壓。0.38、3、6、10、35、110、220、330、500、750、1000 國家統(tǒng)一規(guī)定額定電壓等級（kV）： 額定電壓： 用電設(shè)備：接受、消耗電能 供電設(shè)備：提供電能 變壓器一次繞

7、組、二次繞組 用電設(shè)備二、電力系統(tǒng)的額定電壓 用電設(shè)備額定電壓低壓 / V 220380660 220127 380220 660380高壓 / kV3610351102203305007503 61035110220330500750用電設(shè)備所具有的 最好技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo) 的電壓。規(guī)定：用電設(shè)備的額定電壓等于同級電網(wǎng)的額定電壓。 由于存在電壓損失，用電設(shè)備的實際電壓可能偏離額定值，允許電壓偏差一般為5%。發(fā)電機接于線路始端，為補償線路上的電壓損耗，發(fā)電機的額定電壓一般應(yīng)比同級電網(wǎng)額定電壓高出5%。 發(fā)電機二、電力系統(tǒng)的額定電壓 電網(wǎng)和用電設(shè)備額定電壓 發(fā)電機額定電壓低壓 / V 220127 3

8、80220 660380230400690高壓 / kV3 61035110220330500750 3.15 6.3 10.513.8,15.75,18,20-發(fā)電機接于線路始端，為補償線路上的電壓損耗，發(fā)電機的額定電壓一般應(yīng)比同級電網(wǎng)額定電壓高出5%。 電力網(wǎng)額定電壓380V，發(fā)電機的額定電壓計算值：近似計算注：發(fā)電機有一些特殊的額定電壓，不包含在額定電壓等級里面。T2 一次繞組額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)額定電壓相同。T1 一次繞組額定電壓應(yīng)與發(fā)電機額定電壓相同。 與電網(wǎng)相連（降壓變）： 與發(fā)電機相連（升壓變）： 變壓器二、電力系統(tǒng)的額定電壓 MT1T2UN2GUN1UN3+5%UN1+0%UN3

9、相當(dāng)于用電設(shè)備，規(guī)定其額定電壓等于與之相連的設(shè)備的額定電壓。一次繞組+5%UN1+0%UN2T1二次繞組額定電壓應(yīng)比同級電網(wǎng)額定電壓高10%。T2 二次繞組額定電壓應(yīng)比同級電網(wǎng)額定電壓高5%。 二次側(cè)輸電距離較長： 二次側(cè)輸電距離較短： 相當(dāng)于供電設(shè)備，規(guī)定其額定電壓是指變壓器一次繞組加額定電壓而二次繞組開路的電壓，即為空載電壓。二次繞組只考慮變壓器承載時自身電壓損失（通常在額定工作情況下約為5%）。+10%UN2+5%UN3其中5%用于補償變壓器承載時一、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。二、電力系統(tǒng)的額定電壓 能使電氣設(shè)備長期運行時獲得最好技術(shù)經(jīng)濟效益的電壓，或電器

10、長時間工作時所適用的最佳電壓。通常指線電壓。0.38、3、6、10、35、110、220、330、500、750、1000 國家統(tǒng)一規(guī)定額定電壓等級（kV）： 額定電壓： 用電設(shè)備：接受、消耗電能 供電設(shè)備：提供電能 變壓器一次繞組、二次繞組二、電力系統(tǒng)的額定電壓 用電設(shè)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 220380660 220127 380220 660380230400690 220127 380220 660380 230133 400230 690400高壓 / kV3610351102203305007503 6103511022033

11、05007503.15 6.3 10.513.8,15.75,18,20-3 3.156 6.310 10.513.8,15.75,18,20351102203305007503.15 3.36.3 6.610.5 11-38.5121242363550-升壓變壓器，一次繞組的額定電壓與相連的發(fā)電機相同。低壓線路或直接供電給高低壓用電設(shè)備，比同級電網(wǎng)額定電壓高5%。當(dāng)線路較長（較大容量的輸電線路），比同級電網(wǎng)額定電壓高10%。MT1T2UN2GUN1UN3+5%UN1+5%UN1+10%UN2+0%UN2+5%UN3+0%UN3+10%UN3二、電力系統(tǒng)的額定電壓 電力系統(tǒng)中，發(fā)電機三相繞組通

12、常是接成星形的，變壓器高壓繞組多數(shù)也是接成星形的。這些發(fā)電機和變壓器星形繞組的中點稱為電力系統(tǒng)的中性點。三、電力系統(tǒng)的中性點運行方式 中性點有效接地系統(tǒng) 中性點非有效接地系統(tǒng)110kV及以上電網(wǎng)380/220V低壓系統(tǒng)35kV及以下電網(wǎng)，看條件中性點直接接地中性點經(jīng)小電阻接地中性點不接地中性點經(jīng)消弧線圈接地中性點直接接地中性點不接地中性點經(jīng)消弧線圈接地三、電力系統(tǒng)的中性點運行方式 ABCC0在正常運行情況下，各相對地電壓為相電勢，中性點對地電壓為零。各相電容在三相對稱電壓作用下，產(chǎn)生對稱的三相對地電容電流，超前相應(yīng)電壓90。三相對地電壓之和與三相電容電流之和都為零。 1中性點不接地系統(tǒng)ABCC

13、0 電壓接地相電壓為零，中性點電壓升高為相電壓，非故障相電壓電壓升高為線電壓；系統(tǒng)線電壓依然對稱。 1中性點不接地系統(tǒng)（單相接地）ABCC0 電流非故障相對地電容電流升高為正常值的3倍。故障相對地電容電流增大為正常值的3倍。 1中性點不接地系統(tǒng)（單相接地）小 結(jié) 1. 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，其電容電流的相量和為零。2. 中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，線電壓不變，而非故障相對地電壓升高到原來相電壓的 倍 。故障相電容電流增大為原來的3倍。3. 電氣設(shè)備對地絕緣按線電壓來考慮。 2中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)0

14、C 若單相接地電容電流超過規(guī)定值，應(yīng)采用中性點經(jīng)消弧線圈接地的運行方式。0C 消弧線圈：在中性點接入一個電感線圈，當(dāng)單相接地時，在接地點就有一個電感分量的電流通過，此電流和原系統(tǒng)中的電容電流相抵消，可以減少流經(jīng)故障點的電流，避免接地點燃起電弧，產(chǎn)生弧光過電壓，造成絕緣損壞。 消弧線圈的補償方式完全補償產(chǎn)生諧振過電壓，造成中性點電壓升高，實際上不采用。欠補償運行方式變化（某元件檢修或切除時），仍可能引起諧振過電壓。一般也不采用。過補償無發(fā)生過電壓的危險性。廣為應(yīng)用。過補償度：一般為5%10% 2中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng) 發(fā)生單相接地故障時，由于中性點的鉗位作用，非故障相對地電壓不變，電氣設(shè)備絕緣

15、按相電壓考慮，降低設(shè)備絕緣要求。OCc)中性點直接接地 3中性點直接接地系統(tǒng) 電力用戶供電系統(tǒng)由用戶內(nèi)部變配電所（終端降壓變/配電所）、供電線路和用電設(shè)備等組成。 電力用戶供電系統(tǒng)的供電電壓一般在110kV及以下。 對供電質(zhì)量有很高的要求。一、工廠供電系統(tǒng)的特點 2. 工廠供電系統(tǒng)特點和供電質(zhì)量的主要指標(biāo). 電壓. 頻率. 可靠性二、決定供電質(zhì)量的主要指標(biāo)電壓質(zhì)量是以電壓偏離額定電壓的幅度、電壓波動與閃變和電壓波形來衡量。 理想的供電電壓應(yīng)該是幅值恒為額定值的三相對稱正弦電壓。 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)（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