供配電技術(shù)(第一章)

1、供配電技術(shù)(jsh)第二章 負(fù)荷計(jì)算第三章 短路電流計(jì)算第四章 供配電系統(tǒng)第一章 電力系統(tǒng)概念第五章 電氣設(shè)備的選擇共二十八頁(yè)本章要求：1.了解和掌握電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的概念(ginin)2. 掌握電力系統(tǒng)的額定電壓3. 掌握電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式4. 掌握電能的質(zhì)量指標(biāo)和電力負(fù)荷的基本知識(shí)第1章 電力系統(tǒng)(din l x tn)概論共二十八頁(yè)1.1 電力系統(tǒng)(xtng)和供配電系統(tǒng)(xtng)概述 1.1.1 電力系統(tǒng) 一、電力系統(tǒng)定義 由發(fā)電廠、變電所、電力線路和電力用戶連接起來(lái)的一個(gè)發(fā)電(fdin)、輸電、變電、配電和用電的整體。如示意圖 所示。 電力是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的主要能源和動(dòng)力，

2、是現(xiàn)代文明的物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)；是工業(yè)現(xiàn)代化，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的現(xiàn)代化的基礎(chǔ)；是信息化和網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)。共二十八頁(yè)電力系統(tǒng)(din l x tn)的示意圖水力發(fā)電廠升壓(shn y)變電所220kV地區(qū)樞紐所10kV至用戶配電所10kV10kV升壓變電所220kV220kV220kV輸電線路220kV35kV35kV負(fù)荷變電所35kV火力發(fā)電廠10kV 為保證供電的可靠性和安全連續(xù)性，電力系統(tǒng)將各地區(qū)、各種類型的發(fā)電機(jī)變壓器、輸電線、配電和用電設(shè)備等連成一個(gè)環(huán)形整體。共二十八頁(yè)1. 發(fā)電(fdin) 發(fā)電是將水力、火力、風(fēng)力、核能和沼氣等非電能轉(zhuǎn)換成電能的過程。我國(guó)以水利(shul)和火力發(fā)電為主，近幾年也在

3、發(fā)展核能發(fā)電。發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電壓一般為 6 10 KV。2. 輸電 輸電就是將電能輸送到用電地區(qū)或直接輸送到大型用電戶。輸電網(wǎng)是由35KV及以上的輸電線路與其相連接的變電所組成，它是電力系統(tǒng)的主要網(wǎng)絡(luò)。輸電是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。共二十八頁(yè) 輸電過程中, 一般將發(fā)電機(jī)組發(fā)出的 610KV 電壓(diny)經(jīng)升壓變壓器變?yōu)?35500KV 高壓，通過輸電線可遠(yuǎn)距離將電能傳送到各用戶，再利用降壓變壓器將35KV高壓變?yōu)?610KV 高壓。3. 變電變電就是將電壓(diny)降低或提高4. 配電 配電是由 110KV 及以下的配電線路和配電(降壓)變壓器所組成。它的作用是將電能降為 380/2

4、20V 低壓再分配到各個(gè)用戶的用電設(shè)備。共二十八頁(yè)配電線路(xinl)按電壓等級(jí)可作如下分類：高壓(goy)：110KV的配電線路。低壓：380/220V及以下的電壓稱為低壓。安全電壓：36V以下的電壓稱為低壓。我國(guó)規(guī)定的安全電壓等級(jí)有：12V、24V、36V等。5. 用電消耗電能的用戶，如工廠、國(guó)防等。中壓：356KV及以下的電壓稱為低壓。共二十八頁(yè) 三峽水利樞紐的壩址在湖北省宜昌市上游40公里處，由攔江大壩、水電站和通航建筑物等三部分組成。大壩為混凝土重力壩，壩頂高程(gochng)185米，正常蓄水位175米；水電站為壩后式，共裝機(jī)26臺(tái)，單機(jī)容量70萬(wàn)千瓦，總裝機(jī)容量1820萬(wàn)千瓦，年

5、平均發(fā)電量847億千瓦時(shí)；通航建筑物由升船機(jī)和雙線五級(jí)船閘組成。 在發(fā)電方面，三峽水電站將是目前世界上規(guī)模最大的水電站。其年發(fā)電量(dinling)相當(dāng)于目前全國(guó)總電量(dinling)的 110，相當(dāng)于 7座 240萬(wàn)千瓦的火電站和一個(gè)年產(chǎn)5 000萬(wàn)噸原煤的巨型煤礦及相應(yīng)的鐵路運(yùn)煤能力。共二十八頁(yè)二、電力的生產(chǎn)和輸送(sh sn)過程共二十八頁(yè) 2、變電所：變電所的功能是接受電能、變換(binhun)電壓和分配電能。1、發(fā)電廠：發(fā)電廠將一次能源(y c nn yun)轉(zhuǎn)換成電能。 3、電力線路：電力線路將發(fā)電廠、變電所和電力用戶連接起來(lái)，完成輸送電能和分配電能的任務(wù)。 4、電力用戶：所有消

6、耗電能的用電設(shè)備或用電單位稱為電力用戶。按行業(yè)可分為工業(yè)用戶、農(nóng)業(yè)用戶、市政商業(yè)用戶和居民用戶。共二十八頁(yè)1.1.2 供配電系統(tǒng)(xtng) 供配電系統(tǒng)由總降壓(jin y)變電所、配電線路、車間變電所或建筑物變電所和用電設(shè)備組成。如下圖所示HSSSTS共二十八頁(yè)工廠(gngchng)供配電系統(tǒng)圖共二十八頁(yè)1.1.3 供配電的要求和課程(kchng)任務(wù) 1、基本要求 (1) 安全在電力的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。 (2) 可靠應(yīng)滿足電力用戶對(duì)供電可靠性即連續(xù)供電的要求。 (3) 優(yōu)質(zhì)應(yīng)滿足電力用戶對(duì)電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量等方面(fngmin)的要求。 (4) 經(jīng)濟(jì)應(yīng)使供配電

7、系統(tǒng)的投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量。 應(yīng)合理地處理局部與全局、當(dāng)前與長(zhǎng)遠(yuǎn)的關(guān)系。 2、本課程的任務(wù) 講述工廠供配電系統(tǒng)電能供應(yīng)和分配的基本知識(shí)和理論，使學(xué)生掌握供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算方法，管理和運(yùn)行技能，為學(xué)生今后從事工廠供配電技術(shù)工作奠定基礎(chǔ)。共二十八頁(yè) 額定電壓是能使電氣設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行在經(jīng)濟(jì)效果(xiogu)最好的電壓，是國(guó)家根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，電力工業(yè)的水平和發(fā)展趨勢(shì)，經(jīng)全民技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析后確定的。我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GBl561993標(biāo)準(zhǔn)電壓規(guī)定的三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備(含用電設(shè)備和發(fā)電機(jī)、電力變壓器)的額定電壓，如表1-1所示。1.2 電力系統(tǒng)(din l x

8、tn)的額定電壓共二十八頁(yè)1.電網(wǎng)（線路(xinl)）的額定電壓 該電壓UN只能選擇國(guó)家規(guī)定的額定電壓,如表 1-1 所示。它是確定(qudng)各類電氣設(shè)備電壓的基本依據(jù)。2. 用電設(shè)備的額定電壓UMUM=UN 用電設(shè)備和發(fā)電機(jī)的額定電壓說明共二十八頁(yè)3. 發(fā)電機(jī)的額定( dng)電壓UG UG=1.05UN（2）變壓器二次繞組的額定電壓 1) UN2T=1.05UN(連接線路(xinl)短) 2) UN2T=1.1UN(連接線路長(zhǎng))如下圖所示:4. 變壓器的額定電壓（1） 變壓器一次繞組的額定電壓 1）UN1T=1.05UN(與發(fā)電機(jī)直接相聯(lián)) 2）UN1T=UN(連接在線路上)共二十八頁(yè)

9、 例1: 已知下圖所示系統(tǒng)中線路(xinl)的額定電壓，試求發(fā)電機(jī)和變壓器的額定電壓。UG=UN11T=1.056KV=6.3KV；UN21T=1.1110KV=121KV；UN12T =110KV UN22T=1.110KV=11KV共二十八頁(yè) 1.3 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行(ynxng)方式 1.3.1 中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)(小接地電流(dinli)系統(tǒng)） 1、系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的電路圖和相量圖由圖知：因此沒有電流在地中流過，各相對(duì)地電壓均為相電壓。共二十八頁(yè)2、系統(tǒng)發(fā)生(fshng)單相接地故障時(shí)的電路圖和相量圖 假設(shè)(jish) C 相接地，即由圖知： 雖然各相對(duì)地電壓發(fā)生變化，但各線電壓

10、仍然對(duì)稱平衡，因此，三相用電設(shè)備仍可繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)（最多）共二十八頁(yè)系統(tǒng)(xtng)的接地電流（電容電流）為：由于(yuy)而因此 由于線路對(duì)地電容 C 難于準(zhǔn)確確定，所以IC0和IE 也不好根據(jù) C 來(lái)準(zhǔn)確計(jì)算，在工程中通常采用下列經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)算：共二十八頁(yè)2 、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地(jid)的電力系統(tǒng) 當(dāng)單相接地電容電流 IC 大于一定值時(shí)(310KV系統(tǒng)(xtng)Ic 30A，20KV及以上系統(tǒng) IC 10A 時(shí))，電力系統(tǒng)中性點(diǎn)就應(yīng)改為經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式由圖知，消弧線圈對(duì)電容電流有補(bǔ)償作用共二十八頁(yè)3、中性點(diǎn)直接接地(jid)的電力系統(tǒng) 單相短路用 k(1) 表示，單相短路電流

11、比線路正常負(fù)荷電流大得多，對(duì)系統(tǒng)危害很大，因此，這種系統(tǒng)中裝設(shè)的短路保護(hù)裝置動(dòng)作，切斷線路，切除接地故障部分，使系統(tǒng)的其他部分恢復(fù)正常運(yùn)行。 中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中發(fā)生單相接地時(shí)，相間電壓的對(duì)稱(duchn)關(guān)系被破壞，但未發(fā)生接地故障的兩完好相的對(duì)地電壓不會(huì)升高，仍維持相電壓，因此中性點(diǎn)直接接地的系統(tǒng)中供用電設(shè)備的相絕緣只需按相電壓來(lái)考慮，所以 110kv及以上的電力系統(tǒng)通常都采取中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式。 共二十八頁(yè)4、低壓配電系統(tǒng)的接地(jid)型式（3）IT 系統(tǒng)（1）TN 系統(tǒng)（2）TT 系統(tǒng)共二十八頁(yè)1.4 電能(dinnng)的質(zhì)量指標(biāo)1.4.1 電壓(diny)質(zhì)量指標(biāo)1、

12、電壓偏差：指電壓離額定電壓的幅度，用（允許偏差值見表1-2）2、電壓波動(dòng)與閃變1）電壓波動(dòng)：指電壓的急劇變化，用（允許波動(dòng)值見表1-3、4） 2）閃變：指周期性電壓急劇變化應(yīng)其光源光通量急劇波動(dòng)而造成人眼視覺不舒適的現(xiàn)象。共二十八頁(yè)3、電壓波形：波形的質(zhì)量是以正弦波形畸變(jbin)率來(lái)衡量的。公用電網(wǎng)(dinwng)諧波電壓（相電壓）限值見表1-51.4.2 頻率質(zhì)量指標(biāo) 頻率的質(zhì)量是以頻率偏差來(lái)衡量的，在正常情況下，頻率的允許偏差師根據(jù)電網(wǎng)的裝機(jī)容量而定的，事故情況下，頻率允許偏差更大。頻率允許的偏差見表1-61.4.3 供電可靠性指標(biāo) 供電可靠性是以對(duì)用戶停電的時(shí)間及次數(shù)來(lái)衡量的，常用供

13、電可靠率表示共二十八頁(yè)1.5 電力(dinl)負(fù)荷 電力負(fù)荷又稱電力負(fù)載，有兩種含義：一是指耗用電能(dinnng)的用電設(shè)備或用戶，一是指用電設(shè)備或用戶耗用的功率或電流大小。一、工廠電力負(fù)荷的分級(jí)及其對(duì)供電電源的要求 (一) 工廠電力負(fù)荷的分級(jí)(1) 一級(jí)負(fù)荷：重要負(fù)荷或特別重要的負(fù)荷(2) 二級(jí)負(fù)荷：比較重要負(fù)荷(3) 三級(jí)負(fù)荷：一般電力負(fù)荷，所有不屬于上述一、二級(jí)負(fù)荷者均屬三 級(jí)負(fù)荷。共二十八頁(yè)(二) 各級(jí)電力(dinl)負(fù)荷對(duì)供電電譚的要求 (1) 一級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求：要求由兩路電源供電，對(duì)特別重要的負(fù)荷，除上述兩路電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源為保證對(duì)特別重要負(fù)荷的供電，嚴(yán)禁將其他

14、(qt)負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。 (2) 二級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求：一般要求由兩回路供電，特殊情況下可采用一回路 6kv及以上的專用架空線路供電。 (3) 三級(jí)負(fù)荷對(duì)供電電源的要求：由于三級(jí)負(fù)荷為不重要的一般負(fù)荷，因此它對(duì)供電電源無(wú)特殊要求。二、工廠用電設(shè)備的工作制(1) 連續(xù)工作制(2) 短時(shí)工作制(3) 斷續(xù)周期工作制斷續(xù)周期工怍制的設(shè)備，可用 “負(fù)荷持續(xù)率”來(lái)表示，其定義如下：共二十八頁(yè)內(nèi)容摘要供配電技術(shù)。低壓：380/220V及以下的電壓稱為低壓。在發(fā)電方面(fngmin)，三峽水電站將是目前世界上規(guī)模最大的水電站。(1) 安全在電力的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事。(3) 優(yōu)質(zhì)應(yīng)滿足電力用