華工自動化企業(yè)供電第1章電力系統(tǒng)概述課件

電話email：hlgao@工廠供配電技術主講教師:高煥麗電話email：hlgao@scu1講授學時及參考教材學時要求：32學時參考教材：

1、供配電技術唐志平主編電子工業(yè)出版社；

2、工廠供電（第三版）劉介才編機械工業(yè)出版社；3、電力工程基礎

孫麗華主編機械工業(yè)出版社；講授學時及參考教材學時要求：32學時2本課程主要內(nèi)容

本課程主要講述中小型工廠供配電系統(tǒng)的基本理論知識、計算方法、系統(tǒng)運行及管理的相關知識。主要包括：供配電系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的基本知識；工廠電力負荷的計算；三相短路分析、短路電流及短路效應的計算；電氣主接線及電氣主設備；二次回路、自動裝置及繼電保護；防雷與接地；本課程主要內(nèi)容

本課程主要講述中小型工廠供配電系統(tǒng)的基本3第一章電力系統(tǒng)概論

本章將主要介紹電力系統(tǒng)的基本概念、供配電系統(tǒng)設計的相關基礎知識，主要包括以下幾個內(nèi)容：電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)的基本概念；供配電系統(tǒng)的組成；電力系統(tǒng)的運行特點及運行要求；電力系統(tǒng)的額定電壓電力系統(tǒng)的電壓分級；電力系統(tǒng)中各元件的額定電壓規(guī)定；電力系統(tǒng)的中性點運行方式電力系統(tǒng)中性點運行方式基本概念；電力系統(tǒng)中性點各種運行方式特點及適用場合；第一章電力系統(tǒng)概論 本章將主要介紹電力系統(tǒng)的基本概念、供4第一章電力系統(tǒng)概論電能的質(zhì)量指標電力系統(tǒng)電能質(zhì)量衡量標準；各指標的具體含義；供配電系統(tǒng)的組成供配電系統(tǒng)設計的對象；供配電系統(tǒng)設計的主要內(nèi)容；第一章電力系統(tǒng)概論電能的質(zhì)量指標5第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

一、電力系統(tǒng)1、電力系統(tǒng)的定義按對象描述： 發(fā)電廠、電力網(wǎng)及用電設備組成的統(tǒng)一整體；按過程描述： 由發(fā)電、變電、輸電、供電、配電以及用電等 設備和技術組成的一個將一次能源轉換成電能 的統(tǒng)一系統(tǒng)。第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

一、電力系統(tǒng)6第一章工廠供電系統(tǒng)的基本概念第一章工廠供電系統(tǒng)的基本概念7第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

2、電力系統(tǒng)的組成第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

2、電力系統(tǒng)的組成8第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

9第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

3．動力系統(tǒng)

動力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)與“動力部分”的總和。動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)三部分的關系如下圖所示。可見電力網(wǎng)是電力系統(tǒng)的組成部分；電力系統(tǒng)是動力系統(tǒng)的組成部分。第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

3．動力系統(tǒng)10華工自動化企業(yè)供電第1章電力系統(tǒng)概述課件11第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

2、要求：（1）安全、可靠-——首要任務；（2）保證良好的供電質(zhì)量（優(yōu)質(zhì)）；（3）經(jīng)濟性（高效）；（4）靈活、方便且有冗余；二、電力系統(tǒng)運行的特點和要求1、特點：（1）電能不能大量貯存；（2）電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過程非常短暫；（3）電力系統(tǒng)重要性。第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

2、要求：二、電力系統(tǒng)運行的特12第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓額定電壓：電氣設備正常工作且能獲得最佳技術性能和經(jīng)濟效果的電壓。通常是指線電壓，在電氣設備銘牌上標出。

一、額定電壓規(guī)定電力系統(tǒng)電壓是有等級的。電壓分級的原因分析：

由于，當輸送功率S一定時，U越高，I越小，導線等載流部分的截面積越小，投資也就越??；但電壓U越高，對于設備絕緣要求也就越高，變壓器、桿塔、斷路器等設備的絕緣投資也就越大，

綜合考慮上述因素，對于一定的輸送功率和輸送距離總會有一最為合理的線路電壓，此時最為經(jīng)濟。

第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓額定電壓：電氣設備正常工作且能獲得13第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓主要分成：220V,380V,3kV,6kV,10kV,35kV,110kV,220kV,500kV;在電力系統(tǒng)中同一電壓等級下，不同的電氣設備具有不同的額定電壓規(guī)定。用電設備、電力線路、發(fā)電機以及變壓器的額定電壓規(guī)定分別予以介紹。第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓14第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓1、用電設備額定電壓銘牌上標出的線電壓，沒有特殊規(guī)定；2、電力線路的額定電壓：和所連接的用電設備的額定電壓相等，又稱網(wǎng)絡的額定電壓；3、發(fā)電機的額定電壓：與網(wǎng)絡額定電壓為同一等級時，發(fā)電機的額定電壓規(guī)定比網(wǎng)絡電壓高5%；標稱值均為空載值。4、變壓器額定電壓：比較復雜，需視所處位置來確定；第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓1、用電設備額定電壓15第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓變壓器一次繞組與發(fā)電機直接相連時，其額定電壓與發(fā)電機額定電壓相等；不與發(fā)電機直接相連時，其額定電壓與網(wǎng)絡額定電壓相等；變壓器二次繞組與用戶直接相連時，其額定電壓比網(wǎng)絡電壓高5%；與用戶不直接相連時，額定電壓比網(wǎng)絡電壓高10%；第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓變壓器一次繞組16第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓電力系統(tǒng)電壓等級規(guī)定總結第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓電力系統(tǒng)電壓等級規(guī)定總結17第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓例：圖A為一升壓變壓器，一次側接發(fā)電機，電壓等級 為10KV；二次側接輸電網(wǎng)，電壓等級（網(wǎng)絡電壓） 為220KV。第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓例：圖A為一升壓變壓器，一次側接發(fā)電18第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓變壓器一次側額定電壓為： UTn1=10.0*(1+5%)=10.5KV;變壓器二次側主抽頭額定電壓為：UTn2=220*(1+10%)=242KV;變壓器二次側5%抽頭額定電壓為：

UTn2+5%=242*(1+5%)=254KV;

（比主觸頭的額定電壓高5%）變壓器二次側-5%抽頭額定電壓為：

UTn2-5%=242*(1-5%)=229.9KV;（比主觸頭的額定電壓低5%）

第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓變壓器一次側額定電壓為：19第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓例：圖B為一降壓變壓器，一次側接輸電網(wǎng)，網(wǎng)絡額定電壓為220KV；二次側接配電網(wǎng)，網(wǎng)絡額定電壓為10KV。圖B降壓變壓器第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓例：圖B為一降壓變壓器，一次側接輸電20第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓變壓器一次側主抽頭額定電壓為： UTn1=Un1=220KV；一次側+5%抽頭的額定電壓為： UTn1+5%=220*(1+5%)=231KV；一次側-5%抽頭的額定電壓為： UTn1-5%=220*(1-5%)=209KV；二次側主抽頭額定電壓為：UTn2=10*(1+10%)=11KV；圖B降壓變壓器第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓變壓器一次側主抽頭額定電壓為：圖B21第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓二、各種電壓等級的適用范圍注意對各電壓等級對應的輸送容量以及輸送距離限制??！

第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓二、各種電壓等級的適用范圍注意對各22第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式一．電力系統(tǒng)中性點電力系統(tǒng)中性點指系統(tǒng)中星形聯(lián)結的變壓器或發(fā)電機的中性點。意義：電力系統(tǒng)的中性點運行方式是一個綜合性問題，對于電力系統(tǒng)的運行特別是在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時有明顯的影響：它與電壓等級、單相接地電流、過電壓水平、保護配置等有關；直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性、主變壓器和發(fā)電機的運行安全以及通信線路的抗干擾能力等。第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式一．電力系統(tǒng)中性點23第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式二．中性點運行方式及特點第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式二．中性點運行方式及特點24第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式假定條件：三相對稱電路：電源、線路和負載均是對稱的；

C為相與地之間的總分布電容；表示其容抗；正常運行時的中性點不接地的電力系統(tǒng)1．中性點不接地的電力系統(tǒng)（1）系統(tǒng)正常時三相線電壓對稱;三相相電壓對稱;三相對地電容電流對稱;第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式假定條件：正常運行時的中性點不25第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式三個對地電容電流平衡分析三相對地分布電容電流分別為：接地電流為：

結論：系統(tǒng)正常時，虛擬接地點的總電容電流相量和為0，即沒有電流在地中流動。正常運行時的中性點不接地的電力系統(tǒng)第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式三個對地電容電流平衡分析接地電26第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式（2）系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時（如C相接地）電壓特征：C相對地電壓為0；中性點對地電壓不為0；

A相對地電壓為：；升高為線電壓；

B相對地電壓為：；升高為線電壓；

電流特征：將接地點作為廣義節(jié)點，列KCL方程：第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式（2）系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時（27第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式由相量圖得，相位上：超前；量值上：結論：一相接地的電容電流為正常運行時每相對地電容電流的3倍；第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式由相量圖得，相位上：超前28第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式（3）中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時特征：經(jīng)故障相流入故障點的電流為正常時本電壓等級每相對地總電容電流的3倍；中性點對地電壓升高為相電壓；非故障相的對地電壓升高為線電壓；線電壓與正常時的相同，依然對稱；（4）適用范圍：中性點不接地系統(tǒng)僅僅適用于單相接地電容電流不大的電網(wǎng)：3-10kV電網(wǎng)中，單相接地電流：Id<30A；35-60kV電網(wǎng)中，單相接地電流：Id<10A；第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式（3）中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相29第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式2．中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)

上述電路中如果發(fā)生單相接地故障時接地電流比較大，會出現(xiàn)斷續(xù)電弧，由于電力線路中含有電阻、電感、電容，因此在單相弧光接地時，可能會形成串聯(lián)諧振，出現(xiàn)過電壓（正常時的2.5-3倍），導致線路上絕緣薄弱地點出現(xiàn)絕緣擊穿；在此單相接地電容電流大于一定值的系統(tǒng)中，電源中性點經(jīng)消弧線圈接地。第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式2．中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力30第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式發(fā)生單相接地故障時，流過中性點的電流時接地電容與流過消弧線圈的電感電流之和；超前900，而滯后

900，所以在接地點相互補償。當與的量值差小于發(fā)生電弧的最小電流（最小生弧電流），電弧不會發(fā)生，不會出現(xiàn)串聯(lián)諧振過電壓現(xiàn)象。第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式發(fā)生單相接地故障時，流過中性點31第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式（1）特點：中性點對地電壓升高為相電壓；非故障相的對地電壓升高為線電壓；線電壓與正常時的相同，依然對稱；消弧線圈有消減小了接地電流，允許在單相接地故障時繼續(xù)運行（2小時），在此時間內(nèi)查找故障。（2）適用場合：

規(guī)定在中性點不接地系統(tǒng)中的3-60kV系統(tǒng)中，當電容電流超過規(guī)定數(shù)值時，需要采用消弧線圈接地：3-6kV的系統(tǒng)，大于30A;10kV的系統(tǒng),大于20A;35-60kV的系統(tǒng),大于10A;第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式（1）特點：32第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式3．中性點直接接地的電力系統(tǒng)單相接地故障時，形成單相短路，短路電流比正常時大的多，立即跳閘；解決的問題：（1）.高壓滅弧困難：220kV及以上的電壓電網(wǎng)，除存在對地電容外，還存在較大的電暈損耗和泄漏損耗，因而在接地電流中既有有功分量又有無功分量，而消弧線圈只能補償無功分量，接地點仍有較大的有功電流流過；電壓等級越高，該值越大：100A-200A之上；致使電弧無法熄滅；第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式3．中性點直接接地的電力系統(tǒng)33第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式（2）高壓絕緣投資大：在中性點直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障后，中性點電位不變化，致使非故障相對地電壓即相電壓基本不變化，所以可以有效克服線路以及高壓設備高壓絕緣投資問題；（3）低壓單相設備運行需要：在380V/220V系統(tǒng)中，為了設備可靠接地以及單相設備的工作需要，也通常采用中性點直接接地運行方式。第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式（2）高壓絕緣投資大：在中性點34第四節(jié)電能的質(zhì)量指標

衡量電能質(zhì)量的三個指標：電壓、頻率、供電可靠性;一、電壓

電壓質(zhì)量是以電壓偏離額定電壓的幅度（電壓偏差）、電壓波動與閃變和電壓波形來衡量。1、電壓偏差

電壓偏差是以電壓偏離額定電壓的幅度，一般以百分數(shù)表示，即：

式中：ΔV%為電壓偏差百分數(shù)， U為實際電壓，UN為額定電壓。第四節(jié)電能的質(zhì)量指標衡量電能質(zhì)量的三個指標：電壓、35第四節(jié)電能的質(zhì)量指標2、電壓波動電壓波動是指電壓的急劇變化。電壓波動程度以電壓最大值與最小值之差或其百分數(shù)表示，即：式中，為電壓波動；為電壓波動百分數(shù)；

為電壓波動的最大值和最小值（kV）；

為額定電壓（kV）。第四節(jié)電能的質(zhì)量指標2、電壓波動36第四節(jié)電能的質(zhì)量指標3、波形波形的質(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，電力系統(tǒng)中主要以3次、5次等奇次諧波為主。二、頻率 頻率的質(zhì)量是以頻率偏差來衡量。第四節(jié)電能的質(zhì)量指標3、波形37第四節(jié)電能的質(zhì)量指標三、供電的可靠性供電可靠性是以對用戶停電的時間及次數(shù)來衡量。通常采用供電可靠率表示供電可靠性，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：式中：Ty為統(tǒng)計期實際供電時間之和（h）；Ts為統(tǒng)計期全部時間（h）；Tt為統(tǒng)計期內(nèi)停電時間之和（h）；ti為統(tǒng)計期內(nèi)每次停電時間（h）；第四節(jié)電能的質(zhì)量指標三、供電的可靠性38第五節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的組成2003年底，我國發(fā)電機裝機容量38450萬千瓦，發(fā)電量達19080億度（kWh），居世界第二位。工業(yè)用戶占據(jù)50%-70%，供配電系統(tǒng)的任務就是用戶電能的供應和分配，是電力系統(tǒng)的主要組成部分；對于工廠供配電系統(tǒng)進行研究和設計很有必要。一、工廠供配電系統(tǒng)研究對象

從供電角度，工廠規(guī)模的分類：

第五節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的組成200339第五節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的組成 本科程主要介紹中小型工廠內(nèi)部供配電系統(tǒng)的設計問題，設計整個工廠（企業(yè)）內(nèi)部接受、變換、分配、消費電能的總電路；初步掌握中小型工廠的供電系統(tǒng)和電氣照明系統(tǒng)的維護和設計的基本知識。二．工廠供配電系統(tǒng)總體構成：電源系統(tǒng)+變配電系統(tǒng)1．電源系統(tǒng)———外部供電系統(tǒng)；第五節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的組成 本科程主要介紹中小型工廠內(nèi)部40第五節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的組成2．變配電系統(tǒng)——內(nèi)部變配電系統(tǒng)第五節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的組成2．變配電系統(tǒng)——內(nèi)部變配電系統(tǒng)41第五節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的組成總降壓變電所——接受、變壓、分配；

由降壓變壓器、高壓配電裝置、低壓配電裝置等組成。負責將35KV~110KV電壓等級降至6KV~10KV，并由配電裝置將電能送出。第五節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的組成總降壓變電所——接受、變壓、分配42高壓配電所——接受、分配電能； 為減少電能損失，在負荷中心，對6KV~10KV電壓等級的電能進行重新分配，送至個車間變電所或者高壓用電設備，即廠內(nèi)電能中轉站。第五節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的組成高壓配電所——接受、分配電能；第五節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的組成43第五節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的組成車間變電所 將6KV~10KV電壓等級電能降至380/220V電壓，并通過低壓配電盤送至各個用電設備。第五節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的組成車間變電所44第五節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的組成高壓配電線路（6KV~10KV）低壓配電線路（380/220V）注意：上述為一般工廠供配電系統(tǒng)的組成，現(xiàn)實中，按照現(xiàn)場的實際進行增減設備和環(huán)節(jié)。第五節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的組成高壓配電線路（6KV~10KV）45本章小結 本章主要介紹了電力系統(tǒng)及供配電系統(tǒng)設計的相關基礎知識，主要包括以下幾個內(nèi)容：電力系統(tǒng)的基本概念，包括電力系統(tǒng)的組成，運行特點以及運行要求；電力系統(tǒng)的電壓分級以及各元件的額定電壓規(guī)定；電力系統(tǒng)的中性點運行方式、各自特點及適用場合；電力系統(tǒng)電能質(zhì)量衡量標準；供配電系統(tǒng)的組成；本章小結 本章主要介紹了電力系統(tǒng)及供配電系統(tǒng)設計的相關基礎46電話email：hlgao@工廠供配電技術主講教師:高煥麗電話email：hlgao@scu47講授學時及參考教材學時要求：32學時參考教材：

1、供配電技術唐志平主編電子工業(yè)出版社；

2、工廠供電（第三版）劉介才編機械工業(yè)出版社；3、電力工程基礎

孫麗華主編機械工業(yè)出版社；講授學時及參考教材學時要求：32學時48本課程主要內(nèi)容

本課程主要講述中小型工廠供配電系統(tǒng)的基本理論知識、計算方法、系統(tǒng)運行及管理的相關知識。主要包括：供配電系統(tǒng)和電力系統(tǒng)的基本知識；工廠電力負荷的計算；三相短路分析、短路電流及短路效應的計算；電氣主接線及電氣主設備；二次回路、自動裝置及繼電保護；防雷與接地；本課程主要內(nèi)容

本課程主要講述中小型工廠供配電系統(tǒng)的基本49第一章電力系統(tǒng)概論

本章將主要介紹電力系統(tǒng)的基本概念、供配電系統(tǒng)設計的相關基礎知識，主要包括以下幾個內(nèi)容：電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)的基本概念；供配電系統(tǒng)的組成；電力系統(tǒng)的運行特點及運行要求；電力系統(tǒng)的額定電壓電力系統(tǒng)的電壓分級；電力系統(tǒng)中各元件的額定電壓規(guī)定；電力系統(tǒng)的中性點運行方式電力系統(tǒng)中性點運行方式基本概念；電力系統(tǒng)中性點各種運行方式特點及適用場合；第一章電力系統(tǒng)概論 本章將主要介紹電力系統(tǒng)的基本概念、供50第一章電力系統(tǒng)概論電能的質(zhì)量指標電力系統(tǒng)電能質(zhì)量衡量標準；各指標的具體含義；供配電系統(tǒng)的組成供配電系統(tǒng)設計的對象；供配電系統(tǒng)設計的主要內(nèi)容；第一章電力系統(tǒng)概論電能的質(zhì)量指標51第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

一、電力系統(tǒng)1、電力系統(tǒng)的定義按對象描述： 發(fā)電廠、電力網(wǎng)及用電設備組成的統(tǒng)一整體；按過程描述： 由發(fā)電、變電、輸電、供電、配電以及用電等 設備和技術組成的一個將一次能源轉換成電能 的統(tǒng)一系統(tǒng)。第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

一、電力系統(tǒng)52第一章工廠供電系統(tǒng)的基本概念第一章工廠供電系統(tǒng)的基本概念53第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

2、電力系統(tǒng)的組成第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

2、電力系統(tǒng)的組成54第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

55第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

3．動力系統(tǒng)

動力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)與“動力部分”的總和。動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)三部分的關系如下圖所示?？梢婋娏W(wǎng)是電力系統(tǒng)的組成部分；電力系統(tǒng)是動力系統(tǒng)的組成部分。第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

3．動力系統(tǒng)56華工自動化企業(yè)供電第1章電力系統(tǒng)概述課件57第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

2、要求：（1）安全、可靠-——首要任務；（2）保證良好的供電質(zhì)量（優(yōu)質(zhì)）；（3）經(jīng)濟性（高效）；（4）靈活、方便且有冗余；二、電力系統(tǒng)運行的特點和要求1、特點：（1）電能不能大量貯存；（2）電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)過程非常短暫；（3）電力系統(tǒng)重要性。第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

2、要求：二、電力系統(tǒng)運行的特58第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓額定電壓：電氣設備正常工作且能獲得最佳技術性能和經(jīng)濟效果的電壓。通常是指線電壓，在電氣設備銘牌上標出。

一、額定電壓規(guī)定電力系統(tǒng)電壓是有等級的。電壓分級的原因分析：

由于，當輸送功率S一定時，U越高，I越小，導線等載流部分的截面積越小，投資也就越??；但電壓U越高，對于設備絕緣要求也就越高，變壓器、桿塔、斷路器等設備的絕緣投資也就越大，

綜合考慮上述因素，對于一定的輸送功率和輸送距離總會有一最為合理的線路電壓，此時最為經(jīng)濟。

第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓額定電壓：電氣設備正常工作且能獲得59第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓主要分成：220V,380V,3kV,6kV,10kV,35kV,110kV,220kV,500kV;在電力系統(tǒng)中同一電壓等級下，不同的電氣設備具有不同的額定電壓規(guī)定。用電設備、電力線路、發(fā)電機以及變壓器的額定電壓規(guī)定分別予以介紹。第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓60第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓1、用電設備額定電壓銘牌上標出的線電壓，沒有特殊規(guī)定；2、電力線路的額定電壓：和所連接的用電設備的額定電壓相等，又稱網(wǎng)絡的額定電壓；3、發(fā)電機的額定電壓：與網(wǎng)絡額定電壓為同一等級時，發(fā)電機的額定電壓規(guī)定比網(wǎng)絡電壓高5%；標稱值均為空載值。4、變壓器額定電壓：比較復雜，需視所處位置來確定；第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓1、用電設備額定電壓61第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓變壓器一次繞組與發(fā)電機直接相連時，其額定電壓與發(fā)電機額定電壓相等；不與發(fā)電機直接相連時，其額定電壓與網(wǎng)絡額定電壓相等；變壓器二次繞組與用戶直接相連時，其額定電壓比網(wǎng)絡電壓高5%；與用戶不直接相連時，額定電壓比網(wǎng)絡電壓高10%；第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓變壓器一次繞組62第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓電力系統(tǒng)電壓等級規(guī)定總結第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓電力系統(tǒng)電壓等級規(guī)定總結63第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓例：圖A為一升壓變壓器，一次側接發(fā)電機，電壓等級 為10KV；二次側接輸電網(wǎng)，電壓等級（網(wǎng)絡電壓） 為220KV。第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓例：圖A為一升壓變壓器，一次側接發(fā)電64第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓變壓器一次側額定電壓為： UTn1=10.0*(1+5%)=10.5KV;變壓器二次側主抽頭額定電壓為：UTn2=220*(1+10%)=242KV;變壓器二次側5%抽頭額定電壓為：

UTn2+5%=242*(1+5%)=254KV;

（比主觸頭的額定電壓高5%）變壓器二次側-5%抽頭額定電壓為：

UTn2-5%=242*(1-5%)=229.9KV;（比主觸頭的額定電壓低5%）

第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓變壓器一次側額定電壓為：65第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓例：圖B為一降壓變壓器，一次側接輸電網(wǎng)，網(wǎng)絡額定電壓為220KV；二次側接配電網(wǎng)，網(wǎng)絡額定電壓為10KV。圖B降壓變壓器第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓例：圖B為一降壓變壓器，一次側接輸電66第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓變壓器一次側主抽頭額定電壓為： UTn1=Un1=220KV；一次側+5%抽頭的額定電壓為： UTn1+5%=220*(1+5%)=231KV；一次側-5%抽頭的額定電壓為： UTn1-5%=220*(1-5%)=209KV；二次側主抽頭額定電壓為：UTn2=10*(1+10%)=11KV；圖B降壓變壓器第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓變壓器一次側主抽頭額定電壓為：圖B67第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓二、各種電壓等級的適用范圍注意對各電壓等級對應的輸送容量以及輸送距離限制！！

第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓二、各種電壓等級的適用范圍注意對各68第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式一．電力系統(tǒng)中性點電力系統(tǒng)中性點指系統(tǒng)中星形聯(lián)結的變壓器或發(fā)電機的中性點。意義：電力系統(tǒng)的中性點運行方式是一個綜合性問題，對于電力系統(tǒng)的運行特別是在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時有明顯的影響：它與電壓等級、單相接地電流、過電壓水平、保護配置等有關；直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性、主變壓器和發(fā)電機的運行安全以及通信線路的抗干擾能力等。第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式一．電力系統(tǒng)中性點69第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式二．中性點運行方式及特點第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式二．中性點運行方式及特點70第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式假定條件：三相對稱電路：電源、線路和負載均是對稱的；

C為相與地之間的總分布電容；表示其容抗；正常運行時的中性點不接地的電力系統(tǒng)1．中性點不接地的電力系統(tǒng)（1）系統(tǒng)正常時三相線電壓對稱;三相相電壓對稱;三相對地電容電流對稱;第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式假定條件：正常運行時的中性點不71第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式三個對地電容電流平衡分析三相對地分布電容電流分別為：接地電流為：

結論：系統(tǒng)正常時，虛擬接地點的總電容電流相量和為0，即沒有電流在地中流動。正常運行時的中性點不接地的電力系統(tǒng)第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式三個對地電容電流平衡分析接地電72第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式（2）系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時（如C相接地）電壓特征：C相對地電壓為0；中性點對地電壓不為0；

A相對地電壓為：；升高為線電壓；

B相對地電壓為：；升高為線電壓；

電流特征：將接地點作為廣義節(jié)點，列KCL方程：第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式（2）系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時（73第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式由相量圖得，相位上：超前；量值上：結論：一相接地的電容電流為正常運行時每相對地電容電流的3倍；第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式由相量圖得，相位上：超前74第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式（3）中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時特征：經(jīng)故障相流入故障點的電流為正常時本電壓等級每相對地總電容電流的3倍；中性點對地電壓升高為相電壓；非故障相的對地電壓升高為線電壓；線電壓與正常時的相同，依然對稱；（4）適用范圍：中性點不接地系統(tǒng)僅僅適用于單相接地電容電流不大的電網(wǎng)：3-10kV電網(wǎng)中，單相接地電流：Id<30A；35-60kV電網(wǎng)中，單相接地電流：Id<10A；第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式（3）中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相75第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式2．中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)

上述電路中如果發(fā)生單相接地故障時接地電流比較大，會出現(xiàn)斷續(xù)電弧，由于電力線路中含有電阻、電感、電容，因此在單相弧光接地時，可能會形成串聯(lián)諧振，出現(xiàn)過電壓（正常時的2.5-3倍），導致線路上絕緣薄弱地點出現(xiàn)絕緣擊穿；在此單相接地電容電流大于一定值的系統(tǒng)中，電源中性點經(jīng)消弧線圈接地。第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式2．中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力76第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式發(fā)生單相接地故障時，流過中性點的電流時接地電容與流過消弧線圈的電感電流之和；超前900，而滯后

900，所以在接地點相互補償。當與的量值差小于發(fā)生電弧的最小電流（最小生弧電流），電弧不會發(fā)生，不會出現(xiàn)串聯(lián)諧振過電壓現(xiàn)象。第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式發(fā)生單相接地故障時，流過中性點77第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式（1）特點：中性點對地電壓升高為相電壓；非故障相的對地電壓升高為線電壓；線電壓與正常時的相同，依然對稱；消弧線圈有消減小了接地電流，允許在單相接地故障時繼續(xù)運行（2小時），在此時間內(nèi)查找故障。（2）適用場合：

規(guī)定在中性點不接地系統(tǒng)中的3-60kV系統(tǒng)中，當電容電流超過規(guī)定數(shù)值時，需要采用消弧線圈接地：3-6kV的系統(tǒng)，大于30A;10kV的系統(tǒng),大于20A;35-60kV的系統(tǒng),大于10A;第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式（1）特點：78第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式3．中性點直接接地的電力系統(tǒng)單相接地故障時，形成單相短路，短路電流比正常時大的多，立即跳閘；解決的問題：（1）.高壓滅弧困難：220kV及以上的電壓電網(wǎng)，除存在對地電容外，還存在較大的電暈損耗和泄漏損耗，因而在接地電流中既有有功分量又有無功分量，而消弧線圈只能補償無功分量，接地點仍有較大的有功電流流過；電壓等級越高，該值越大：100A-200A之上；致使電弧無法熄滅；第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式3．中性點直接接地的電力系統(tǒng)79第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式（2）高壓絕緣投資大：在中性點直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障后，中性點電位不變化，致使非故障相對地電壓即相電壓基本不變化，所以可以有效克服線路以及高壓設備高壓絕緣投資問題；（3）低壓單相設備運行需要：在380V/220V系統(tǒng)中，為了設備可靠接地以及單相設備的工作需要，也通常采用中性點直接接地運行方式。第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點運行方式（2）高壓絕緣投資大：在中性點80第四節(jié)電能的質(zhì)量指標

衡量電能質(zhì)量的三個指標：電壓、頻率、供電可靠性;一、電壓

電壓質(zhì)量是以電壓偏離額定電壓的幅度（電壓偏差）、電壓波動與閃變和電壓波形來衡量。1、電壓偏差

電壓偏差是以電壓偏離額定電壓的幅度，一般以百分數(shù)表示，即：

式中：ΔV%為電壓偏差百分數(shù)， U為實際電壓，UN為額定電壓。第四節(jié)電能的質(zhì)量指標衡量電能質(zhì)量的三個指標：電壓、81第四節(jié)電能的質(zhì)量指標2、電壓波動電壓波動是指電壓的急劇變化。電壓波動程度以電壓最大值與最小值之差或其百分數(shù)表示，即：式中，為電壓波動；為電壓波動百分數(shù)；

為電壓波動的最大值和最小值（kV）；

為額定電壓（kV）。第四節(jié)電能的質(zhì)量指標2、電壓波動82第四節(jié)電能的質(zhì)量指標3、波形波形的質(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，但電力系統(tǒng)