供電工程-緒論

第一章緒論第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念第二節(jié)

電力系統(tǒng)的額定電壓

（重點(diǎn)）

第三節(jié)

電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式

（重點(diǎn)/難點(diǎn)）

第四節(jié)

用戶供電系統(tǒng)及供電要求

（重點(diǎn)）第五節(jié)

供電工程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和程序第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

一、電力系統(tǒng)的構(gòu)成電力系統(tǒng)是一個(gè)包含著發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的統(tǒng)一整體。

（一）發(fā)電廠發(fā)電廠——將自然界存在的一次能源轉(zhuǎn)換為電能（二次能源）的場(chǎng)所。發(fā)電廠所用的一次能源有：燃料的化學(xué)能、水流的位能、核能、太陽能、風(fēng)能、地?zé)岷统毕取?/p>

機(jī)械能熱能電能燃料化學(xué)能鍋爐

汽輪機(jī)

發(fā)電機(jī)

熱能(對(duì)熱電廠)火電廠機(jī)械能電能水流位能

水輪機(jī)

發(fā)電機(jī)

機(jī)械能熱能電能核裂變能

核反應(yīng)堆

汽輪機(jī)

發(fā)電機(jī)

續(xù)上頁電力網(wǎng)分為遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)（500kV）、區(qū)域電網(wǎng)（220kV及以上）和地方電網(wǎng)（110kV及以下）。變電所按功能分有：升壓變電所、降壓變電所。按地位分有：樞紐變電所、地區(qū)變電所，用戶終端變電所。（二）電力網(wǎng)電力網(wǎng)——系統(tǒng)中各級(jí)電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所。變電所——接受電能、變換電壓和分配電能的場(chǎng)所。配電所——接受電能和分配電能的場(chǎng)所。

電力用戶——電力系統(tǒng)中，一切消耗電能的用電設(shè)備(單位)。水電廠核電廠續(xù)上頁二、電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)與要求電力系統(tǒng)影響重要電力系統(tǒng)的地區(qū)性特色明顯電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程十分迅速電力系統(tǒng)發(fā)電與用電之間處于動(dòng)態(tài)平衡運(yùn)行特點(diǎn)發(fā)展趨勢(shì)三、現(xiàn)代電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)運(yùn)行要求：安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)

能源結(jié)構(gòu)的多樣性和互補(bǔ)性

控制和調(diào)度手段的先進(jìn)性

輸電方式的新穎性額定電壓——指保證設(shè)備正常運(yùn)行且能獲得最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果的電壓。2.用電設(shè)備的額定電壓

第二節(jié)電力系統(tǒng)的額定電壓1.三相交流電網(wǎng)（線路）額定電壓（線值）低壓/kV

0.38、0.66、1(1.14)用電設(shè)備的額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓一致。高壓/kV

3、6、10、(20)、35、

66、110、220、330、500、(750)中壓

高壓

超高壓

一、電力系統(tǒng)中各元件額定電壓的確定

續(xù)上頁3.發(fā)電機(jī)的額定電壓

發(fā)電機(jī)的額定電壓比同級(jí)電網(wǎng)額定電壓高5%，從而使用電設(shè)備端的電壓偏差在額定電壓的±5%以內(nèi)變化。

線路負(fù)載時(shí)電壓損失全線≤10%。UNGMMM+5%-5%T2T1G續(xù)上頁二次繞組額定電壓：（空載電壓）

4.變壓器的額定電壓一次繞組額定電壓：

a、直接接于發(fā)電機(jī)出線端，則其額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)額定電壓相同。b、當(dāng)接于電網(wǎng)時(shí)，則等于電網(wǎng)額定電壓。a、當(dāng)二次側(cè)線路較短時(shí)，比電網(wǎng)額定電壓高5%。b、當(dāng)二次側(cè)輸電線路較長(zhǎng)時(shí)，考慮線路電壓損失，則應(yīng)比電網(wǎng)額定電壓高10%。線路長(zhǎng)線路短U1N.T=UGU1N.T=UN1UN1UN2UGU2N.T=1.1UN1U2N.T=1.05UN2UN-5%-5%-5%-5%+5%UN電力線路額定電壓/kV線路結(jié)構(gòu)傳輸功率/MW傳輸距離/km0.380.386610103566110220330500架空線電纜線架空線電纜線架空線電纜線架空線架空線架空線架空線架空線架空線≤0.1≤0.175≤1≤3≤2≤52～103.5～3010～50100～500200～10001000～1500≤0.25≤0.35≤10≤86～20≤1020～5030～10050～150100～300200～600250～850二、電力系統(tǒng)中各種額定電壓等級(jí)的適用范圍由于電力線路的導(dǎo)體截面（載流量）是有限的，而且線路電壓損失又不能超過允許值，所以各種額定電壓等級(jí)的電力線路所能傳輸?shù)墓β逝c傳輸距離是有限的。表電力線路額定電壓等級(jí)與傳輸功率、傳輸距離的經(jīng)驗(yàn)估計(jì)中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地（3～10kV:Ic>30A；35kV及以上:Ic>10A）有效接地系統(tǒng)非有效接地系統(tǒng)（3～66kV)第三節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式

中性點(diǎn)接地方式——指變壓器或發(fā)電機(jī)的三相繞組星形連接時(shí)其中性點(diǎn)與大地的連接方式。

電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式是一個(gè)綜合的技術(shù)問題，它與系統(tǒng)的供電可靠性、人身安全、設(shè)備安全、過電壓保護(hù)、繼電保護(hù)、通信干擾及接地裝置等問題有密切的關(guān)系。中性點(diǎn)直接接地(1kV以下；110kV及以上）中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地(3～10kV)電源負(fù)荷

一、電源中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)續(xù)上頁正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)三相電壓對(duì)稱，三相對(duì)地電容電流平衡，電源中性點(diǎn)對(duì)地電壓為零。C電源負(fù)荷C中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)一相（如C相）接地時(shí)：中性點(diǎn)對(duì)地電壓上升為相電壓，非故障相對(duì)地電壓上升為線電壓，因此，電氣設(shè)備對(duì)地絕緣應(yīng)按線電壓考慮。

故障后線電壓保持不變（見相量圖），因而三相電氣設(shè)備可以繼續(xù)運(yùn)行。但不能長(zhǎng)期運(yùn)行，以免故障擴(kuò)大。續(xù)上頁出現(xiàn)零序電壓OC估算：

接地電容電流電纜線路對(duì)地電容電流比架空線路大。

當(dāng)IC超過規(guī)定值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生斷續(xù)電弧致使電網(wǎng)出現(xiàn)暫時(shí)過電壓，危及電氣設(shè)備安全。續(xù)上頁零序電流OC二、電源中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)

一相接地時(shí),接地點(diǎn)的電流減小，不再發(fā)生電弧。續(xù)上頁一般采取過補(bǔ)償運(yùn)行方式。現(xiàn)已采用微機(jī)自動(dòng)跟蹤補(bǔ)償技術(shù)。此系統(tǒng)需裝設(shè)高靈敏的小電流接地選線裝置以實(shí)現(xiàn)選擇性保護(hù)。消弧線圈電阻很小，感抗很大。LOC三、電源中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地的電力系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)：能減少電弧接地過電壓的危險(xiǎn)性；可實(shí)現(xiàn)靈敏而有選擇性的接地保護(hù)；對(duì)鄰近通信線路的干擾也就較弱。續(xù)上頁

缺點(diǎn)：供電連續(xù)性因接地故障而受到影響。ROC

（一）運(yùn)行特點(diǎn)分析及應(yīng)用

續(xù)上頁四、中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)特別有利于110kV及以上電氣設(shè)備降低絕緣成本；對(duì)于低壓系統(tǒng)（引出中性線）也有利于接入使用相電壓的單相設(shè)備。

缺點(diǎn)：供電可靠性因接地故障而中斷。優(yōu)點(diǎn)：非故障相對(duì)地電壓仍為相電壓。(二)電源中性點(diǎn)直接接地的低壓配電系統(tǒng)續(xù)上頁1.TN系統(tǒng)其電源中性點(diǎn)直接接地，設(shè)備外露可導(dǎo)電部分均接公共PE線（或PEN線）。

TN-C系統(tǒng)（N線與PE線合二為一）

TN-C系統(tǒng)中PEN線有不平衡電流通過且不能采用漏電保護(hù)，故不適用于對(duì)抗電磁干擾和安全要求較高的場(chǎng)所。

TN-S系統(tǒng)（N線與PE線完全分開）

續(xù)上頁正常情況下，PE線中無電流通過，因此對(duì)連接PE線的設(shè)備不會(huì)產(chǎn)生電磁干擾。而且該系統(tǒng)可采用剩余電流保護(hù)，安全性較高。

TN-C-S系統(tǒng)（N線與PE線先合后分）續(xù)上頁此系統(tǒng)比較靈活，對(duì)安全要求及抗電磁干擾要求較高的場(chǎng)所采用TN-S系統(tǒng)配電，而其他場(chǎng)所則采用較經(jīng)濟(jì)的TN-C系統(tǒng)。多用于由外部供電系統(tǒng)配電的建筑物。

續(xù)上頁

2.TT系統(tǒng)其電源中性點(diǎn)直接接地，設(shè)備外露可導(dǎo)電部分均各自PE線單獨(dú)接地。優(yōu)點(diǎn)：不存在TN系統(tǒng)中的故障蔓延現(xiàn)象。缺點(diǎn)：須裝設(shè)高靈敏的接地故障保護(hù)電器。RB

RA第四節(jié)用戶供電系統(tǒng)及供電要求一、用戶供電系統(tǒng)的構(gòu)成大型電力用戶（供電總?cè)萘?0000kVA及以上）及某些電源進(jìn)線電壓為35kV及以上的中型用戶供電系統(tǒng)概略圖如下。續(xù)上頁

一般中型電力用戶（容量1000kVA～10000kVA）的供電系統(tǒng)概略圖如下。

對(duì)于小型電力用戶，由于所需容量一般不大于1000kVA或稍多，因此通常只設(shè)一個(gè)10kV降壓變電所。其供電系統(tǒng)概略圖與車間變電所類似。二、電力負(fù)荷的分級(jí)及供電要求負(fù)荷分級(jí)負(fù)荷性質(zhì)供電要求一級(jí)負(fù)荷

二級(jí)負(fù)荷

三級(jí)負(fù)荷

中斷供電將①造成人身傷亡時(shí)；②在政治經(jīng)濟(jì)上造成重大損失時(shí)；③影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作。特別重要的負(fù)荷指當(dāng)中斷供電將①發(fā)生中毒爆炸和大災(zāi)等情況負(fù)荷；②特別重要場(chǎng)所的不允許中斷供電的負(fù)荷。中斷供電將①在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失時(shí)②影響重要用電單位的正常工作。應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電：①來自兩個(gè)發(fā)電廠②來自兩個(gè)地區(qū)變電所③1路市電＋自備發(fā)電機(jī)還應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源：①自備發(fā)電機(jī)組②獨(dú)立于正常電源的專用饋電線路③不間斷供電裝置UPS（EPS)④蓄電池及干電池宜由兩回路電源供電。在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件困難時(shí)，可由一回6kV及以上專用的線路供電。

對(duì)供電方式無特殊要求

不屬于一、二級(jí)負(fù)荷者第五節(jié)供電工程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

和程序

一、用戶供電工程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容用戶供電工程的設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格按照現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和有關(guān)技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策的要求，力爭(zhēng)使設(shè)計(jì)方案技術(shù)先進(jìn)、電能質(zhì)量穩(wěn)定、安全性能可靠和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理。

1.用戶變配電所設(shè)計(jì)2.用戶高低壓配電線路設(shè)計(jì)

二、用戶供電工程設(shè)計(jì)的程序簡(jiǎn)介1.初步設(shè)計(jì)（方案設(shè)計(jì)）2.擴(kuò)大初步設(shè)計(jì)3.施工圖設(shè)計(jì)本章小結(jié)

本章概述了供電工程的一些基本知識(shí)和基本問題。首先簡(jiǎn)要介紹了電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)、運(yùn)行特點(diǎn)要求及未來發(fā)展趨勢(shì)；其次重點(diǎn)論述了電力系統(tǒng)的額定電壓和電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式和運(yùn)行特點(diǎn)；然后介紹了用戶供電系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和負(fù)荷等級(jí)的分類及其供電要求；最后簡(jiǎn)介了供電工程設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和程序。本章重點(diǎn)：電力系統(tǒng)額定電壓的有關(guān)規(guī)定、電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式及其運(yùn)行特點(diǎn)、電力負(fù)荷分級(jí)及其對(duì)供電的要求。本章難點(diǎn)：電力系統(tǒng)中性點(diǎn)各種接地方式的運(yùn)行特點(diǎn)。

教學(xué)基本要求：了解電力系統(tǒng)的構(gòu)成、運(yùn)行特點(diǎn)及發(fā)展趨勢(shì)、用戶供電系統(tǒng)的構(gòu)成；熟悉電力系統(tǒng)的額定電壓和中性點(diǎn)接地方式；理解電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)和變壓器額定電壓的有關(guān)規(guī)定、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)各種接地方式的運(yùn)行特點(diǎn)；掌握電力負(fù)荷分級(jí)及其對(duì)供電的要求。

電力系統(tǒng)UPS目前市場(chǎng)上的UPS應(yīng)用較多的為在線式，其單機(jī)功率一般為0.7kVA