供電技術(shù)第二章.ppt

1、內(nèi)容提要：本章介紹了用戶供電系統(tǒng)的電力負(fù)荷和負(fù)荷補(bǔ)償，介紹了供電電壓和電源的選擇，變電所的主接線和二次布線，介紹了配電系統(tǒng)的設(shè)置補(bǔ)償，最后簡(jiǎn)要介紹了供電系統(tǒng)的節(jié)電和電能質(zhì)量控制。第2章用戶供電系統(tǒng)、第2章用戶供電系統(tǒng)、第1節(jié)電力負(fù)荷和負(fù)荷補(bǔ)正算第2節(jié)供電電壓和電源的選擇第3節(jié)用戶變電所第4節(jié)變電所的電主接線第5節(jié)變電所的二次接線第6節(jié)高低壓配電網(wǎng)第7節(jié)用戶供電系統(tǒng)的電力損失和節(jié)約第8節(jié)供電系統(tǒng)的方案比較、第1節(jié)電力負(fù)荷和負(fù)荷補(bǔ)正算一、 與負(fù)載有關(guān)的基本概念是： a )連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作系統(tǒng)b )短期運(yùn)轉(zhuǎn)動(dòng)作系統(tǒng)c )斷續(xù)周期動(dòng)作系統(tǒng)：負(fù)載持續(xù)率(臨時(shí)負(fù)載率) FC，1 .設(shè)備安裝容量、設(shè)備安裝容量P

2、N (也稱為設(shè)備電力)是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的消耗電力設(shè)備標(biāo)牌上的標(biāo)稱電力PE。 使用的電氣設(shè)備有不同的運(yùn)行工作制，必須用設(shè)備銘牌的電力換算。設(shè)備安裝容量的確定、短時(shí)間工作控制重復(fù)的設(shè)備容量電動(dòng)葫蘆起重機(jī)針織面料用電滾子：電焊機(jī)及電焊電壓互感器、長時(shí)間工作控制和短時(shí)間工作控制的設(shè)備容量： PN.M=PE，(2)電焊機(jī)的設(shè)備安裝容量電焊機(jī)是短時(shí)間工作控制重復(fù)的設(shè)備，其設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算， 2臺(tái)電焊機(jī)解： (1)由于金屬切削工作母機(jī)的設(shè)備安裝容量金屬切削工作母機(jī)是長期連續(xù)工作制設(shè)備，20臺(tái)金屬切削工作母機(jī)的總?cè)萘繛椋袑?shí)例的小批量生產(chǎn)工廠的380V生產(chǎn)線上連接有20臺(tái)(其中10.5kW-4臺(tái)、7.5kW-8臺(tái)

3、、5kW-8臺(tái))金屬切削機(jī)床(3) 電動(dòng)葫蘆起重機(jī)的設(shè)備安裝容量電動(dòng)葫蘆起重機(jī)為重復(fù)短時(shí)工作制設(shè)備，其設(shè)備容量應(yīng)統(tǒng)一換算，故1臺(tái)電動(dòng)葫蘆起重機(jī)的容量為： (4)工廠的總設(shè)備安裝容量為：某小批量生產(chǎn)工廠的380V線路上連接有金屬切削工作母機(jī)的修訂20臺(tái)(其中10.5kW-4臺(tái)，7.2 .負(fù)載和負(fù)荷曲線、電力負(fù)荷： ) 電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線叫做負(fù)荷曲線。圖2-1日負(fù)荷曲線和年負(fù)荷曲線a )日有效負(fù)荷曲線b )年有效負(fù)荷曲線、負(fù)荷曲線作用負(fù)荷曲線分類：按作圖方式。 按電力的性質(zhì)分開。 按時(shí)間分開。 3 .平均負(fù)載、最大負(fù)載、有效載重和校正負(fù)載、(1)平均負(fù)載Pav、(2)最大負(fù)載Pmax、(3)

4、有效載重Pe、平均負(fù)載和最大負(fù)載、電力用戶的實(shí)際負(fù)載不等于用戶所有電功耗設(shè)備的額定功率之和。 在用戶供電系統(tǒng)的設(shè)定糾正中，首先需要找到這些個(gè)的電功耗設(shè)備的等效負(fù)荷。 等效：實(shí)際變動(dòng)負(fù)荷引起的最大熱效果與等效負(fù)荷引起的熱效應(yīng)相等，或者實(shí)際負(fù)荷引起的最大溫度上升與等效負(fù)荷引起的溫度上升相等。 在供電系統(tǒng)設(shè)定修正中，將等效負(fù)荷稱為修正負(fù)荷Pc。 補(bǔ)正負(fù)荷可以作為供電系統(tǒng)的設(shè)定補(bǔ)正和電氣設(shè)備的選擇依據(jù)。 (4)負(fù)載Pc，4 .負(fù)載系數(shù)、利用系數(shù)、需要系數(shù)和形狀系數(shù)、(1)負(fù)載系數(shù)、(2)利用系數(shù)、(3)需要系數(shù)、(4)形狀系數(shù)1 )將電功耗設(shè)備分組，求出各電功耗設(shè)備組的總安裝容量其理論依據(jù)是相似性原理

5、。 所謂負(fù)荷修正算，是求修正算負(fù)荷Pc，Qc，Sc和Ic負(fù)荷修正算的方法，需要系數(shù)法，尺二項(xiàng)式法，附加系數(shù)法等。 其中，系數(shù)法的適用最寬是必要的。 三、需要負(fù)荷的補(bǔ)正，一臺(tái)電氣設(shè)備的補(bǔ)正負(fù)荷，從電氣設(shè)備銘牌給出的功率因數(shù)角的正切值，2用電氣設(shè)備組的補(bǔ)正負(fù)荷，系數(shù)法的適用范圍。 設(shè)備臺(tái)數(shù)少的處理。3配電干線的補(bǔ)正負(fù)荷、4工廠或者全工廠電壓互感器的低壓側(cè)的補(bǔ)正負(fù)荷、5工廠或者全工廠電壓互感器的高壓側(cè)的補(bǔ)正負(fù)荷、6單相用電氣設(shè)備的補(bǔ)正負(fù)荷的確定、單相用電氣設(shè)備的總?cè)萘啃∮谌嘣O(shè)備的總?cè)萘康?5時(shí)，可以直接用三相平衡負(fù)荷補(bǔ)正的單相用電氣設(shè)備的總?cè)萘看笥谌嘤秒姎庠O(shè)備的總?cè)萘康?5 單相設(shè)備連接相電壓?jiǎn)?/p>

6、相設(shè)備連接線電壓、四、功率因數(shù)及其提高、1 )瞬時(shí)功率因數(shù)、1功率因數(shù)分類和校正、2 )平均功率因數(shù)、3 )自然力率4 )總功率因數(shù)、(1)傳送到系統(tǒng)的總電流增加。 (2)增加輸電線路中的有功功率損耗和功率損耗。 (3)線路的電壓損失增大。 (4)發(fā)電機(jī)輸出功率相對(duì)下降。2功率因數(shù)對(duì)供電系統(tǒng)的影響、3功率因數(shù)的提高、高壓：功率因數(shù)在0.9以上的其他用戶：功率因數(shù)在0.85以上。手動(dòng)補(bǔ)償無功功率，提高自然力率，提高功率因數(shù)，1 )采用提高自然力率，降低各電功耗設(shè)備所需無功功率的措施：電滾子減輕空載運(yùn)行負(fù)載使不得電力變壓器在輕負(fù)載運(yùn)行下不要更改輕負(fù)載電機(jī)的接線，2 ) 手動(dòng)補(bǔ)償無功功率手動(dòng)補(bǔ)償無功

7、功率，當(dāng)采用提高電氣設(shè)備自然力效率的方法仍未達(dá)到供電規(guī)則要求的數(shù)值時(shí)，需要設(shè)置專用無功補(bǔ)償電源，手動(dòng)補(bǔ)償無功功率。 手動(dòng)補(bǔ)償無功功率的方法主要有以下三種：并聯(lián)電容器補(bǔ)償、同步電滾子補(bǔ)償、動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償、電容器補(bǔ)償原理和方式、無功補(bǔ)償應(yīng)遵循就近平衡的原則。 補(bǔ)償裝置應(yīng)盡可能接近無效負(fù)載。 根據(jù)補(bǔ)償電容器的安裝位置，分為內(nèi)蕾絲花邊補(bǔ)償和集中補(bǔ)償。 原理：接受前感后方法：并聯(lián)靜電電容器，電容器的補(bǔ)償方式，輸入蕾絲花邊補(bǔ)償：優(yōu)點(diǎn)：補(bǔ)償效果最好。 缺點(diǎn)：電容器利用率低。 集中補(bǔ)償：優(yōu)點(diǎn)：電容器利用率高。 缺點(diǎn)：補(bǔ)償效果差一點(diǎn)。 具體分為組集中補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償、高壓集中補(bǔ)償。 低壓集中補(bǔ)償：補(bǔ)償6(10)

8、kV電壓互感器的低壓側(cè)的無功功率。 高壓集中補(bǔ)償：補(bǔ)償高壓用電氣設(shè)備的無功功率和6(10)kV電壓互感器的無功損耗。圖2-3決定補(bǔ)償電容器的配置方式、各補(bǔ)償方式的補(bǔ)償范圍、5補(bǔ)償電容和補(bǔ)償后校正運(yùn)算負(fù)荷的校正運(yùn)算、(1)補(bǔ)償電容的校正運(yùn)算、(2)補(bǔ)償后校正運(yùn)算負(fù)荷的校正運(yùn)算、電容器的個(gè)數(shù)，補(bǔ)償后總無效校正運(yùn)算負(fù)荷為補(bǔ)償后的預(yù)測(cè)校正運(yùn)算，例如圖2-4的負(fù)荷校正運(yùn)算例圖、(1)通風(fēng)機(jī)： pn=29kkkn 顯示查找表為Kd0.85和tan=0.75，(2)射頻加熱設(shè)備射頻加熱設(shè)備： PN=80kW熱加工機(jī)： PN=28kW，顯示查找表為Kd=0.25和tan=1.52。 因此，1 .電氣設(shè)備組負(fù)載

9、修正運(yùn)算、(4)點(diǎn)熔接機(jī)點(diǎn)熔接機(jī)： PN=90kW、顯示查找表為Kd=0.35和tan=1.33，因此，1變電所各組的負(fù)載的同步系數(shù)為K=0.90、1變電所電壓互感器損耗、1變電所高壓側(cè)校正負(fù)載、3 .低壓集中補(bǔ)償電容的校正運(yùn)算、4 .變電所高壓側(cè)校正負(fù)載、全工廠負(fù)載的同步系數(shù)為K=0.90，因此，5 .全工廠總校正運(yùn)算負(fù)載、第2節(jié)供電電壓和電源的選擇(2)具有多個(gè)集中負(fù)載線路的電壓損耗、總電壓損耗， 用各負(fù)載功率進(jìn)行補(bǔ)償：線路截面全長相等，則負(fù)載距離、二、電壓、負(fù)載電容和傳輸距離的關(guān)系，由于導(dǎo)線截面的限制和線路電壓損耗的要求，每個(gè)標(biāo)稱電壓線路的輸電能力是有限的。 1 )對(duì)于截面a的引線，如果

10、設(shè)可搭載的最大電流為Imax，則其可輸送的最大電力為：例如，對(duì)于截面240mm2的鋁芯架線，如果設(shè)在滿足經(jīng)濟(jì)性的條件下可容許的最大電流為216A，負(fù)載功率因數(shù)為0.8，則為10kV電壓2 ) 根據(jù)線路電壓損失的要求確定傳輸距離：例如對(duì)于截面為240mm2的鋁芯架線，設(shè)線間幾何距離為1m，負(fù)載功率因數(shù)為0.8，則10kV電壓下的最大負(fù)載距離為：最大負(fù)載下的傳輸距離為：3，電壓的選擇，一般用戶的供電電壓為610kV，中型工業(yè)企業(yè)的對(duì)于各個(gè)特殊電力需求者，在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的條件下，可以考慮采用更高水平的電壓供電。 2高壓配電電壓的選擇與用戶供電系統(tǒng)的高壓配電電壓一樣，采用610kV。 建議10kV的用

11、戶有多臺(tái)6kV用的電氣設(shè)備，容量大，技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的情況下，采用6kV。 3低壓配電電壓的選擇，在我國為380220V。 礦山、油田等特殊情況下，電功耗可采用660380V或1140/660V。 四、電源的選擇是根據(jù)電氣設(shè)備供電可靠性的要求選擇供電電源、1負(fù)載等級(jí)、(1)一次負(fù)載(牛鼻子負(fù)載)、(2)二次負(fù)載(牛鼻子負(fù)載)、(3)三次負(fù)載(一般負(fù)載)、(2電源的正常電源。 應(yīng)急電源。 一次負(fù)載由兩個(gè)獨(dú)立的電源提供，有特別要求的一次負(fù)載，需要增設(shè)緊急電源。 二次負(fù)載由二次電路供電的三次負(fù)載對(duì)供電方式?jīng)]有特別的要求。 獨(dú)立電源是指不受其他電源影響的電源。 具備以下條件的電廠或變電所不同母線都屬于獨(dú)立

12、電源：各母線的電源來自不同的發(fā)電機(jī)，并隨后輸入變更分配的各個(gè)環(huán)節(jié)都是排隊(duì)運(yùn)行。 母線段之間沒有聯(lián)系，或者即使有聯(lián)系，當(dāng)一方母線發(fā)生故障時(shí)，可以自動(dòng)切斷聯(lián)系，不會(huì)影響其他母線的繼續(xù)供電。第三節(jié)用戶變電所，圖2-7用戶供電系統(tǒng)配置分塊圖1總降壓變電所2配電所310(6)kV變電所4高壓用電氣設(shè)備，一、變電所的作用和配置，變電所的主要作用是降低電壓、配電。 用戶變電所按電壓等級(jí)：總降壓變電所和10(6)kV變電所(在工業(yè)企業(yè)中稱為工廠變電所)。 高低壓開關(guān)、配電線路、測(cè)量保護(hù)設(shè)備等是變電所的主要電氣設(shè)備。 安全、可靠、合理、經(jīng)濟(jì)是用戶對(duì)供電系統(tǒng)的基本要求，也是用戶變電所的要求。 二、變電所的設(shè)置和位

13、置的確定，1總降壓變電所或總配電所，當(dāng)用戶供電電壓在35kV以上時(shí)，應(yīng)考慮設(shè)置總降壓變電所。 有12臺(tái)電壓互感器。 供電電壓為10(6)kV，有多臺(tái)高壓用電氣設(shè)備時(shí)，最好設(shè)置總配電所。 對(duì)于負(fù)荷小的小規(guī)模用戶，可以合并總配電所和某10(6)kV變電所，擴(kuò)展到配電所，或只設(shè)置一個(gè)獨(dú)立型變電所。 總降壓變電所的位置必須接近負(fù)載中心，適當(dāng)接近電源的接通方向。、210(6)kV變電所、10(6)kV變電所(工廠變電所)的設(shè)置主要取決于工廠(或小區(qū))負(fù)荷的大小、工廠(或小區(qū))間的距離。 1個(gè)10(6)kV變電所一般設(shè)有12臺(tái)電壓互感器，1臺(tái)電壓互感器的容量一般在1600kVA以下。10(6)kV變電所的

14、形式，帶獨(dú)立變電所的變電所箱形變電所地下變電所，按三、電壓互感器的選擇、電力變壓器分類：繞組形式分為二繞組電壓互感器、三繞組變壓器和自耦合變壓器。 可根據(jù)相數(shù)分為單相電壓互感器、三相變壓器、多相電壓互感器。 按制冷方式分為油浸自冷、油浸風(fēng)冷、浸水冷和空氣自冷等。 根據(jù)不同的絕緣介質(zhì)有油浸式電壓互感器、干式變壓器和充氣電壓互感器等。 根據(jù)調(diào)壓方式，分為有負(fù)載調(diào)壓變壓器、無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器。 根據(jù)中性點(diǎn)的絕緣水平，分為全隔離變壓器和半隔離變壓器。單相電壓互感器、三相電力變壓器、油浸電壓互感器、干式變壓器、三、電壓互感器選擇，并選擇低損耗能源節(jié)約型。 調(diào)壓方式的選擇。 繞組形式的選擇。 選定電壓互感器

15、臺(tái)數(shù)。 確定電壓互感器容量。 選擇電壓互感器的線圈接線模式。 三、電壓互感器的選擇、一電壓互感器的過載能力、正常過載事故過載、自然循環(huán)油冷二繞組電壓互感器的允許過載百分率、電壓互感器急救時(shí)的允許過載百分率和時(shí)間、三、電壓互感器的選擇、二電壓互感器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行、電壓互感器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，是變壓器運(yùn)行中傳輸單位kVA產(chǎn)生的有效功率損失最小的。 電壓互感器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與電壓互感器的負(fù)荷率有關(guān)，通常單一電壓互感器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行負(fù)荷率約為70。 多臺(tái)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的電壓互感器也存在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的問題。3電壓互感器數(shù)的選擇、電壓互感器臺(tái)數(shù)的選擇：通常為12臺(tái)。 一、二次負(fù)荷大時(shí)，請(qǐng)采用2臺(tái)。 另一方面，二次負(fù)載小，可以從低壓側(cè)

16、取出容量一盞茶的應(yīng)用備份電源，也可以設(shè)置1臺(tái)。 三級(jí)負(fù)荷時(shí)，通常采用一臺(tái)。 但是，如果負(fù)荷大或者認(rèn)為經(jīng)濟(jì)合理，也可以采用2臺(tái)。三、電壓互感器的選擇、三電壓互感器容量的選擇、單一電壓互感器的額定容量必須在修正負(fù)荷以上。 兩臺(tái)并聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)的電壓互感器應(yīng)滿足以下容量： 3、電壓互感器選擇、3電壓互感器容量選擇、兩臺(tái)電壓互感器安裝的變電所、兩臺(tái)電壓互感器等。 其單個(gè)電壓互感器的容量選擇基于其備用方式。 明備用：一方的電壓互感器工作，另一方的電壓互感器停止做備用。 此時(shí)，認(rèn)為兩個(gè)電壓互感器的最大負(fù)荷時(shí)的電壓互感器負(fù)荷率都是100。 暗備用：兩臺(tái)電壓互感器開始在云同步上運(yùn)行，通常一臺(tái)電壓互感器各承擔(dān)約全負(fù)荷的50。 此時(shí)，希望用全最大負(fù)載的70來選定每臺(tái)電壓互感器的容量。 黑暗的備用應(yīng)用很廣泛！ 四、變電所的主要電氣設(shè)備由一次設(shè)備和二次設(shè)備組成：一次設(shè)備：指直接生產(chǎn)、運(yùn)輸、分配電能的設(shè)備。 包括電壓互感器、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電抗器、并聯(lián)補(bǔ)償電力電容器、電力電纜、輸電線路、母線等。 也稱為一次部分。 二次設(shè)備：監(jiān)視、測(cè)量、控制、保護(hù)一次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的輔助電氣設(shè)備稱為二次設(shè)備。 包括量測(cè)儀器、控制信號(hào)電路、繼電保護(hù)裝置、剎車器裝置、遠(yuǎn)程裝置等。 也稱為二次部分。 通常從電壓傳感器、電流傳感器、