第一章 绪论87313

1、 供供 电电 技技 术术 信电学院信电学院 方永丽方永丽供电技术供电技术v供电技术供电技术课程分为八章。主要讲前五章的课程分为八章。主要讲前五章的内容。内容。v总共总共32学时，其中学时，其中26学时讲课，学时讲课，6学时实验。学时实验。v实验时间和内容提前通知实验时间和内容提前通知考核方法考核方法 平时成绩：平时成绩：10 实验成绩：实验成绩：20 考试成绩：考试成绩：70 供电技术课程结构供电技术课程结构以供电系统，尤其以企业以供电系统，尤其以企业35kV/(6-10kV) 变电所（变电站）为研究对象，变电所（变电站）为研究对象，涉及到以下内容：涉及到以下内容：负

2、荷计算负荷计算系统接线及电气设备系统接线及电气设备短路电流计算短路电流计算继电保护继电保护参考书参考书靳希才，工矿企业供电，冶金出版社，靳希才，工矿企业供电，冶金出版社，2002芮静康，供配电实用技术问答，中国电力出版社，芮静康，供配电实用技术问答，中国电力出版社，2002周瀛，工业企业供电，冶金工业出版社，周瀛，工业企业供电，冶金工业出版社，2002诸骏伟，电力系统分析，中国电力出版社，诸骏伟，电力系统分析，中国电力出版社，1995贺家李，电力系统继电保护原理，水利电力出版社，贺家李，电力系统继电保护原理，水利电力出版社，1994刘介才，工厂供电，机械工业出版社，刘介才，工厂供电，机械工业出

3、版社，1991工矿企业供工矿企业供电，中国矿大出版社，电，中国矿大出版社，1998余健明，供电技术，机械工业出版社，余健明，供电技术，机械工业出版社，1998黄明琪，工厂供电，重庆大学出版社，黄明琪，工厂供电，重庆大学出版社，1996胡增涛，工厂供电，高等教育出版社，胡增涛，工厂供电，高等教育出版社，1992第一章第一章 绪绪 论论电能的优点电能的优点q易于与其他形式的能源相互转换易于与其他形式的能源相互转换q输送简单经济输送简单经济q可以精确控制、调节和测量可以精确控制、调节和测量第一节第一节 电力系统的基本概念电力系统的基本概念从发电厂到用户的送电过程示意图从发电厂到用户的送电过程示意图

4、发电厂、变电站、电力线路、用电设备发电厂、变电站、电力线路、用电设备 生产、转换、分配、输送、使用。生产、转换、分配、输送、使用。电力系统运行的特点电力系统运行的特点1、电能生产的重要性：电能供应不足或中断，将直接影响国、电能生产的重要性：电能供应不足或中断，将直接影响国民经济各个部门的生产，也将影响人们的正常生活，因此要民经济各个部门的生产，也将影响人们的正常生活，因此要求电力工业必须保证安全生产和成为国民经济中的先行工业，求电力工业必须保证安全生产和成为国民经济中的先行工业，必须有足够的负荷后备容量，以满足日益增长的负荷需要。必须有足够的负荷后备容量，以满足日益增长的负荷需要。 2、系统暂

5、态过程的快速性：电力系统中，电磁波的变化过程、系统暂态过程的快速性：电力系统中，电磁波的变化过程只有千分之几秒，甚至百万分之几秒；而短路过程发电机运只有千分之几秒，甚至百万分之几秒；而短路过程发电机运行稳定性的丧失则在十分之几秒或几秒内即可形成。为了防行稳定性的丧失则在十分之几秒或几秒内即可形成。为了防止某些短暂的过渡过程对系统运行和电气设备造成的危害，止某些短暂的过渡过程对系统运行和电气设备造成的危害，要求能进行非常迅速和灵敏的调整及切换操作，这些调整和要求能进行非常迅速和灵敏的调整及切换操作，这些调整和切换，靠手动操作不能获得满意的效果，甚至是不可能的，切换，靠手动操作不能获得满意的效果，

6、甚至是不可能的，因此必须采用各种自动装置。因此必须采用各种自动装置。 3、电能发、输、配、用的同时性：电力系统中发电站负荷的、电能发、输、配、用的同时性：电力系统中发电站负荷的多少，决定于用户的需要，电能的生产和消费时时刻刻都是多少，决定于用户的需要，电能的生产和消费时时刻刻都是保持平衡的。电能的生产、分配和消费过程的同时性，使电保持平衡的。电能的生产、分配和消费过程的同时性，使电力系统的各个环节形成了一个紧密的有机联系的整体，其中力系统的各个环节形成了一个紧密的有机联系的整体，其中任一台发、供、用电设备发生故障，都将影响电能的生产和任一台发、供、用电设备发生故障，都将影响电能的生产和供应。供

7、应。 供电系统在电力系统中的地位供电系统在电力系统中的地位q 发电系统、供电系统和用电系统共同组成电力系统。由发电发电系统、供电系统和用电系统共同组成电力系统。由发电机、升压和降压变电所，送电线路以及用电设备有机连接起机、升压和降压变电所，送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，即称为来的整体，即称为电力系统电力系统。电力系统加上发电机的原动机。电力系统加上发电机的原动机(如汽轮机、水轮机如汽轮机、水轮机)，原动机的力能部分，原动机的力能部分(如热力锅炉、水库、如热力锅炉、水库、原子能电站的反应堆原子能电站的反应堆)、供热和用热设备，则称为、供热和用热设备，则称为动力系统动力系统。电力系统中，

8、由升压和降压变电所和各种不同电压等级的送电力系统中，由升压和降压变电所和各种不同电压等级的送电线路连接在一起的部分，称为电线路连接在一起的部分，称为电力网电力网。 q 供电系统是电力系统的中间环节供电系统是电力系统的中间环节q 供电系统又称为输、配电系统供电系统又称为输、配电系统发电系统 - 供电（输、配电）系统 - 用电系统发电厂（站） - 电力网、变电所 - 电力负荷发电机 - 高、低压电网等 - 电动机等发电厂（站）发电厂（站）将一次能源转换为电能。将一次能源转换为电能。一次能源包括：一次能源包括：煤炭、石油、天然气、煤炭、石油、天然气、水能、原子核能、风能、太阳能、地热、水能、原子核能

9、、风能、太阳能、地热、潮汐能等。潮汐能等。我国一次能源主要是：煤炭、水力和原我国一次能源主要是：煤炭、水力和原子能。子能。 内蒙古准格尔电厂内蒙古准格尔电厂（西部大开发中第一个大型火电项目）（西部大开发中第一个大型火电项目） 长江三峡水利枢纽工程长江三峡水利枢纽工程 广东大亚湾核电站广东大亚湾核电站 发电发电-风力风力发电发电-太阳能太阳能变电站（所）变电站（所）变电站（所）：变电站（所）：变换电能电压和接收电能与变换电能电压和接收电能与分配电能的场所，是联系发电厂和用户的中分配电能的场所，是联系发电厂和用户的中间枢纽。间枢纽。主要由电力变压器、母线和开关控制设备等主要由电力变压器、母线和开关

10、控制设备等组成。组成。若仅只有配电设备而无电力变压器则称若仅只有配电设备而无电力变压器则称为开闭所或配电站。为开闭所或配电站。凡是把交流电能变换成直流电能的变电凡是把交流电能变换成直流电能的变电站称为变流站。站称为变流站。变电所有升压和降压之分。变电所有升压和降压之分。升压变电所：升压变电所：多建在发电厂内，把电能升高后，多建在发电厂内，把电能升高后，再进行长距离输送。再进行长距离输送。降压变电所：降压变电所：多设在用电区域，将高压电适当降多设在用电区域，将高压电适当降低电压后，对某地区或用户供电。低电压后，对某地区或用户供电。 降压变电所降压变电所地区降压变电所地区降压变电所 终端变电所终端

11、变电所 工厂降压变电所工厂降压变电所及车间变电所及车间变电所 地区降压变电所又称为一次变电站。位于一个大用电区或一个大地区降压变电所又称为一次变电站。位于一个大用电区或一个大城市附近，从城市附近，从220kV500kV的超高压输电网或发电厂直接受电，通的超高压输电网或发电厂直接受电，通过变压器把电压降为过变压器把电压降为35110kV，供给该区域的用户或大型工厂用电。，供给该区域的用户或大型工厂用电。 终端变电所又称二次变电站，多位于用电的负荷中心，高压侧从终端变电所又称二次变电站，多位于用电的负荷中心，高压侧从地区降压变电所受电，经变压器降到地区降压变电所受电，经变压器降到610 kV，对某

12、个市区或农村城，对某个市区或农村城镇用户供电。镇用户供电。 工厂降压变电所又称工厂总降压变电所，与终端变电所类似，它工厂降压变电所又称工厂总降压变电所，与终端变电所类似，它是对企业内部输送电能的中心枢纽。车间变电所接受工厂降压变电所是对企业内部输送电能的中心枢纽。车间变电所接受工厂降压变电所提供的电能，将电压降为提供的电能，将电压降为220/380V，对车间各用电设备直接供电。，对车间各用电设备直接供电。 变电站（所）变电站（所）电力网（电力线路）电力网（电力线路） 电力网：电力网：是输电线路和配电线路的统是输电线路和配电线路的统称，是输送电能和分配电能的通道。称，是输送电能和分配电能的通道。

13、它将发电厂、变电站和用户联系起来。它将发电厂、变电站和用户联系起来。可分为：可分为： 低压电网：电压在低压电网：电压在1kV以下以下 中压电网：中压电网：1kV-10kV 高压电网：高压电网：10kV-330kV 超高压电网：电压为超高压电网：电压为330kV及以上及以上并网的意义并网的意义组成大型电力系统的优点组成大型电力系统的优点1、降低成本、提高一次能源使用效率、降低成本、提高一次能源使用效率 1）大容量机组效率高）大容量机组效率高 2）一次能源运输困难，就地建厂）一次能源运输困难，就地建厂 3）季节优势）季节优势2、保证电力供应的可靠性、保证电力供应的可靠性并网的意义并网的意义3、增强

14、电力供应的稳定性、增强电力供应的稳定性 1）同步运行稳定性）同步运行稳定性 2）频率稳定性）频率稳定性 3）电压稳定性）电压稳定性4、保证电能质量、保证电能质量工业企业供电系统工业企业供电系统组成：组成：企业降压变电站、高压配电线路、车间企业降压变电站、高压配电线路、车间变电站、低压配电线路、用电设备变电站、低压配电线路、用电设备功能：功能：1、企业降压变电站：、企业降压变电站：把把35110kV电压降为电压降为610kV电压，向车间变电站供电电压，向车间变电站供电2、车间变电站：、车间变电站：将将 610kV高压配电电压降高压配电电压降为为220/380V，供电范围，供电范围500m以内以内

15、3、高低压配电线路：、高低压配电线路：分别向高低压用电设分别向高低压用电设备输送、分配电能，一般用架空线路，特殊备输送、分配电能，一般用架空线路，特殊场合用电缆。场合用电缆。典型电力系统图典型电力系统图典型电力系统图典型电力系统图- 说明说明 电能传送过程：电能传送过程：电厂升压电厂升压 - 远距离输电远距离输电 - 枢纽变电所降压枢纽变电所降压 - 远距离输电远距离输电 - 企业企业变电所降压变电所降压 - 近距离输电近距离输电 - 负荷。负荷。 并网目的是保证电网稳定。并网目的是保证电网稳定。 高压深入负荷中心可提高电能质量。高压深入负荷中心可提高电能质量。 图中一根线代表三相。图中一根线

16、代表三相。 本课程主要研究企业本课程主要研究企业35kV/(6-10kV)总总变电所。变电所。典型电力系统图典型电力系统图电气设备符号电气设备符号发电机G电力变压器T母线及引出线WB断路器QF负荷开关QL隔离开关QS典型电力系统图典型电力系统图电气设备符号电气设备符号熔断器F电压互感器PT电流互感器CT阀型避雷器F电抗器L电容器C电缆终端头X供配电系统的组成供配电系统的组成 由一次设备和二次设备组成：由一次设备和二次设备组成：一次设备：一次设备：指直接生产、输送和分配电能的设备。指直接生产、输送和分配电能的设备。包括变压器、高压断路器、隔离开关、电抗器、并联补包括变压器、高压断路器、隔离开关、

17、电抗器、并联补偿电力电容器、电力电缆、送电线路、母线等。又称为偿电力电容器、电力电缆、送电线路、母线等。又称为一次部分一次部分。由这些设备构成的电路称为。由这些设备构成的电路称为变电所的主电路变电所的主电路或主接线或一次接线或主接线或一次接线。二次设备：二次设备：对一次设备的工作状态进行监视、测对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制和保护的辅助电气设备称为二次设备。量、控制和保护的辅助电气设备称为二次设备。包括测量仪表、控制与信号回路、继电保护装置、制动包括测量仪表、控制与信号回路、继电保护装置、制动装置以及远动装置等。又称为二次部分。这些设备通常装置以及远动装置等。又称为二次部分。这些设备

18、通常由电压互感器、电流互感器、蓄电池组或低压电源供电，由电压互感器、电流互感器、蓄电池组或低压电源供电，它们相互间所连接的电路称为二次回路或二次接线。它们相互间所连接的电路称为二次回路或二次接线。变电所主要设备及符号变电所主要设备及符号表表1.1 1.1 我国交流电网和电力设备的额定电压我国交流电网和电力设备的额定电压 电网和用电设备 额定电压 发电机 额定电压 电力变压器额定电压 一次绕组 二次绕组 低压 / V 220127 380220 660380 230 400 690 220127 380220 660380 230133 400230 690400高压 / kV3 6103511

19、0220330500750 3.15 6.3 10.513.8,15.75,18,20-3及3.156及6.310及10.513.8,15.75,18,2351102203305007503.15及3.36.3及6.610.5及11-38.5121242363550-二、电力系统的额定电压二、电力系统的额定电压- -5 5% %+ +5 5% %G GT T1 1W WL L1 1T T2 2L Ld d电电力力网网中中的的电电压压变变化化示示意意图图二、电力系统的额定电压二、电力系统的额定电压电气设备的额定电压，就是能使电气设备电气设备的额定电压，就是能使电气设备长期运行时获得最好经济效果的

20、电压。长期运行时获得最好经济效果的电压。用电设备用电设备用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。发电机发电机发电机的额定电压一般比同级电网的额定电发电机的额定电压一般比同级电网的额定电压高出压高出5%5%，用于补偿线路上的电压损失。，用于补偿线路上的电压损失。二、电力系统的额定电压二、电力系统的额定电压变压器的变压器的二次绕组二次绕组对于用电设备而言，相当于供对于用电设备而言，相当于供电设备。电设备。u第一种情况比用电设备额定电压高第一种情况比用电设备额定电压高10% 10% u第二种情况比用电设备额定电压高第二种情况比用电设备额定电压高5%5%变压器变

21、压器变压器的变压器的一次绕组一次绕组：相当于是用电设备，所以规：相当于是用电设备，所以规定变压器一次绕组的额定电压与受电设备额定电定变压器一次绕组的额定电压与受电设备额定电压相同。压相同。注意：但当变压器一次绕组直接与发电机相连时，变压器一次绕组的额定电压与发电机额定电压相等。其中5%用于补偿变压器满载供电时，一、二次绕组上的电压损失； 另外5%用于补偿线路上的电压损失，因此适用于变压器供电距离较长时的情况。当变压器供电距离较短时，可以不考虑线路上的电压损失，只需要补偿满载时变压器绕组上的电压损失即可。二、电力系统的额定电压二、电力系统的额定电压MT1T2UN+5%+10%0%+5%G额定电压

22、的国家标准额定电压的国家标准 发电机发电机G G的额定电压的额定电压：UNG=1.05UNL1=1.0510=10.5（kV） 变压器变压器T1的额定电压：的额定电压： U1NT1=UN.G=10.5（kV） U2NT1=1.1UNL2=1.1110=121(kV)变压器变压器T1的变比为：的变比为：10.5/121kV变压器变压器T2的额定电压：的额定电压：U1NT2=UNL2=110（kV） U2NT2=1.05UNL3=1.056=6.3(kV)变压器变压器T2的变比为：的变比为：110/6.3kV例例1 1 已知图所示系统中电网的额定电压，试确定发电机和已知图所示系统中电网的额定电压，

23、试确定发电机和变压器的额定电压。变压器的额定电压。变压器直接与电动机相连，供电距离较短，可以不考虑线路上的电压损失。变压器T1的一次绕组与发电机直接相连，所以其一次绕组的额定电压取发电机的额定电压请根据下面系统图已知参数确定各电请根据下面系统图已知参数确定各电气元件的额定电压。气元件的额定电压。6kV110kV380V 35kV 10kV330kVGT1T2T3T46.3kV6.3/363/121kV110/10.5kV330/38.5kV6/0.4kV线路的平均额定电压线路的平均额定电压 电网电压习惯用线路的平均额定电压来表示。电网电压习惯用线路的平均额定电压来表示。线路平均额定电压指电网始

24、端的最大电压和线路平均额定电压指电网始端的最大电压和末端受电设备额定电压的平均值末端受电设备额定电压的平均值Uav,一般为一般为电网额定电压的电网额定电压的1.05倍倍,该值在该值在短路电流计算短路电流计算中应用。中应用。 各级分别为：各级分别为： 0.4kV，3.15kV，6.3kV,10.5kV,37kV，63kV，115kV，230kV，346kV，525kV。二、电力系统的额定电压二、电力系统的额定电压电压与输送容量及距离电压与输送容量及距离各种电压线路送电容量与距离的参考值各种电压线路送电容量与距离的参考值三、电力系统的中性点运行方式三、电力系统的中性点运行方式电网中性点电网中性点变

25、压器（或发电机）星形绕组的公共端。变压器（或发电机）星形绕组的公共端。Ce（中线）（中线）（火线）（火线）（火线）（火线）（火线）（火线）ceBeAXYCBZNAe三相四线三相四线制供电制供电火线（相线）火线（相线）:ABC中线（零线）：中线（零线）：N三相交流电路三相交流电路星形接法星形接法线电压和相电压的关系线电压和相电压的关系BNUABUBNUANUCNU30 BNANBNANABUUUUU303ANABUU三相交流电路三相交流电路-星形接法星形接法CZCABYBCAXABUUUUUU plUUACAuAXYCBZABuBCuBC特点：特点：线电压线电压=相电压相电压 三相交流电路三相交

26、流电路三角形接法三角形接法电网中性点运行方式电网中性点运行方式n 中性点的运行方式指的是中性点与大中性点的运行方式指的是中性点与大地之间的连接关系。地之间的连接关系。n 中性点运行方式的选择主要取决于单中性点运行方式的选择主要取决于单相接地时电气设备的绝缘要求及供电相接地时电气设备的绝缘要求及供电可靠性。可靠性。n 中性点运行方式的不同，直接影响到中性点运行方式的不同，直接影响到安全和经济问题，需要进行综合比较安全和经济问题，需要进行综合比较分析。分析。中性点运行方式的种类中性点运行方式的种类 大接地电流系统大接地电流系统 1）直接接地，又称为有效接地）直接接地，又称为有效接地 2）经低阻接地

27、）经低阻接地 小接地电流系统小接地电流系统 1）不接地，又称为中性点绝缘）不接地，又称为中性点绝缘 2）经消弧线圈接地）经消弧线圈接地 3）经高阻接地）经高阻接地中性点运行方式的种类中性点运行方式的种类1.中性点不接地方式中性点不接地方式 主要特点：主要特点：单相接地电流小单相接地电流小 适用范围适用范围：3-10kV电网。因为在这类电网。因为在这类电网中，发生单相接地故障的比例很电网中，发生单相接地故障的比例很大。采用中性点不接地方式可以减少大。采用中性点不接地方式可以减少单相接地电流，从而减轻其危害。单相接地电流，从而减轻其危害。 分析：分析：单相接地电流，单相接地时的单相接地电流，单相接

28、地时的各相对地电压各相对地电压中性点不接地方式中性点不接地方式正常运行正常运行1. 三相对称，没有三相对称，没有电流在地中流过。电流在地中流过。2. 中性点对地电位中性点对地电位为为0。3. 各相对地电压等各相对地电压等于相电压。于相电压。4. 其中其中C为电网对为电网对地电容（高压电地电容（高压电网忽略电网对地网忽略电网对地绝缘电阻绝缘电阻R）中性点不接地方式中性点不接地方式单相接地单相接地中性点不接地方式中性点不接地方式单相接地单相接地1.当发生金属性接地时，接地故障相对地电压为零。当发生金属性接地时，接地故障相对地电压为零。2.中性点对地的电压上升到相电压，且与接地相的中性点对地的电压上

29、升到相电压，且与接地相的电源电压相位相反。电源电压相位相反。3.非故障相对地电压由相电压升高为线电压。非故障相对地电压由相电压升高为线电压。4.三相的线电压仍保持对称且大小不变，对电力用三相的线电压仍保持对称且大小不变，对电力用户接于线电压的设备的工作并无影响，无须立即户接于线电压的设备的工作并无影响，无须立即中断对用户供电。中断对用户供电。5.单相接地电流，等于正常运行时一相对地电容电单相接地电流，等于正常运行时一相对地电容电流的三倍，为容性电流。流的三倍，为容性电流。中性点不接地方式中性点不接地方式单相接地电流单相接地电流 电网模型：电网模型：假设电网三相对称，忽略电网对假设电网三相对称，

30、忽略电网对地绝缘电阻，只考虑电网对地电容。地绝缘电阻，只考虑电网对地电容。 电网正常时：电网正常时：三相电压对称，三相经对地电三相电压对称，三相经对地电容流入大地的电流相量和为零，即没有电流容流入大地的电流相量和为零，即没有电流在地中流动。各相对地电压等于相电压。在地中流动。各相对地电压等于相电压。 发生单相接地时：发生单相接地时：接地相对地电压为零，而接地相对地电压为零，而非故障相对地电压变为线电压。（容易造成非故障相对地电压变为线电压。（容易造成两相短路。）两相短路。）中性点不接地方式中性点不接地方式单相接地电流单相接地电流CBCACBCACEUCjCUjCUjIII3)()(.CUIE3

31、单相接地故障对电网的影响单相接地故障对电网的影响1.单相接地时，由于线电压保持不变，使负荷单相接地时，由于线电压保持不变，使负荷电流不变，电力用户能继续工作，提高了供电流不变，电力用户能继续工作，提高了供电可靠性。电可靠性。2.由于接地点的电弧或者由此产生的过电压可由于接地点的电弧或者由此产生的过电压可能引起故障扩大，发展成为多相接地故障。能引起故障扩大，发展成为多相接地故障。3.接地处有接地电流流过，会引起电弧。高温接地处有接地电流流过，会引起电弧。高温的电弧可能损坏设备，甚至导致相间短路，的电弧可能损坏设备，甚至导致相间短路，尤其在电机或电器内部发生单相接地出现电尤其在电机或电器内部发生单

32、相接地出现电弧时最危险。弧时最危险。单相接地故障对电网的影响单相接地故障对电网的影响4.非故障相电压升高到线电压，所以在非故障相电压升高到线电压，所以在这种系统中，电气设备和线路的对地这种系统中，电气设备和线路的对地绝缘应按能承受线电压考虑设计，从绝缘应按能承受线电压考虑设计，从而相应地增加了投资。而相应地增加了投资。5.在中性点不接地系统中，应装设交流在中性点不接地系统中，应装设交流绝缘监察装置，当发生单相接地故障绝缘监察装置，当发生单相接地故障时，立即发出信号。规程规定：系统时，立即发出信号。规程规定：系统发生单相接地时，继续运行的时间不发生单相接地时，继续运行的时间不得超过得超过2h，并

33、要加强监视。，并要加强监视。适用范围适用范围 单相接地电流与电网电压和电网对地电容有关。单相接地电流与电网电压和电网对地电容有关。 对于短距离、电压较低的输电线路，因对地电容小，对于短距离、电压较低的输电线路，因对地电容小，接地电流小，瞬时性故障往往能自动消除，故对电接地电流小，瞬时性故障往往能自动消除，故对电网的危害小，对通讯线路的干扰小。对于高压、长网的危害小，对通讯线路的干扰小。对于高压、长距离输电线路，单相接地电流一般较大，在接地处距离输电线路，单相接地电流一般较大，在接地处容易发生电弧周期性的熄灭与重燃，出现间歇电弧，容易发生电弧周期性的熄灭与重燃，出现间歇电弧，引起电网产生高频振荡

34、，形成过电压，可能击穿设引起电网产生高频振荡，形成过电压，可能击穿设备绝缘，造成短路故障。为了避免发生间歇电弧，备绝缘，造成短路故障。为了避免发生间歇电弧，要求要求3-10kV电网单相接地电流小于电网单相接地电流小于30A，35kV及及以上电网小于以上电网小于10A。 因此，中性点不接地方式对高电压、长距离输电线因此，中性点不接地方式对高电压、长距离输电线路不适宜。路不适宜。2.中性点直接接地的三相系统中性点直接接地的三相系统中性点直接接地系统中性点直接接地系统1.正常运行时，由于三相系统对称，中性正常运行时，由于三相系统对称，中性点对地电压为零。点对地电压为零。2.发生单相接地，就变成单相短

35、路。继电发生单相接地，就变成单相短路。继电保护装置应立即动作，使断路器断开，保护装置应立即动作，使断路器断开，迅速切除故障部分，从而造成停电。迅速切除故障部分，从而造成停电。3.单相短路时，故障相对地电压为零，非单相短路时，故障相对地电压为零，非故障相对地电压基本不变，仍接近于相故障相对地电压基本不变，仍接近于相电压。电压。中性点直接接地系统的优缺点中性点直接接地系统的优缺点1. 设备和线路对地绝缘可以按相电压设计，从而降低设备和线路对地绝缘可以按相电压设计，从而降低了造价。电压等级愈高，因绝缘降低的造价愈显著。了造价。电压等级愈高，因绝缘降低的造价愈显著。2. 由于中性点直接接地系统在单相短

36、路时须断开故障由于中性点直接接地系统在单相短路时须断开故障线路，中断用户供电，影响供电可靠性线路，中断用户供电，影响供电可靠性.3. 单相短路时短路电流很大，开关和保护装置必须完单相短路时短路电流很大，开关和保护装置必须完善。善。4. 由于较大的单相短路电流只在一相内通过，在三相由于较大的单相短路电流只在一相内通过，在三相导线周围将形成较强的单相磁场，对附近通信线路导线周围将形成较强的单相磁场，对附近通信线路产生电磁干扰。产生电磁干扰。中性点直接接地系统的适用范围中性点直接接地系统的适用范围 目前我国电压等级为目前我国电压等级为110kV及以上，及以上，380/220V三相四线制的系统，广泛采

37、用三相四线制的系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式。中性点直接接地的运行方式。110kV及以上主要从绝缘角度考虑，节省投及以上主要从绝缘角度考虑，节省投资资380/220V三相四线制主要为了生成单相电三相四线制主要为了生成单相电压。压。3.中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地 原理：单相接地电流主要是电容电流。如果原理：单相接地电流主要是电容电流。如果能够在发生单相接地时部分或全部抵消掉电能够在发生单相接地时部分或全部抵消掉电容电流，则单相接地电流将大减小。方法就容电流，则单相接地电流将大减小。方法就是在中性点处加入消弧线圈。是在中性点处加入消弧线圈。 消弧线圈的工作原理：消弧线圈的工作

38、原理：消弧线圈是一个具有消弧线圈是一个具有铁芯的可调电感线圈，线圈的电阻很小（消铁芯的可调电感线圈，线圈的电阻很小（消耗功率小），电抗很大（保证对地绝缘水耗功率小），电抗很大（保证对地绝缘水平），电抗值可用改变线圈的匝数来调节。平），电抗值可用改变线圈的匝数来调节。中性点经消弧线圈接地情况中性点经消弧线圈接地情况发生单相接地故障时，通过消弧线圈使接地处流发生单相接地故障时，通过消弧线圈使接地处流过一个与容性接地电流相反的感性电流，从而减过一个与容性接地电流相反的感性电流，从而减小、甚至抵消接地电流，消除接地电弧引发的问小、甚至抵消接地电流，消除接地电弧引发的问题，提高供电可靠性。题，提高供电可

39、靠性。中性点经消弧线圈接地时电流中性点经消弧线圈接地时电流 电容接地电流电容接地电流 消弧线圈流过的电流消弧线圈流过的电流 完全补偿的条件完全补偿的条件 即有：即有：CBCACBCACECUjUUCjIII3)()(.LUjjXUICLCL0LEIICL231消弧线圈的补偿方式消弧线圈的补偿方式完全补偿完全补偿 消弧线圈提供的电感电流等于接地电容电流，接地处电流消弧线圈提供的电感电流等于接地电容电流，接地处电流为为0。 易满足谐振条件，形成串联谐振，产生过电压。易满足谐振条件，形成串联谐振，产生过电压。欠补偿欠补偿 电感电流小于接地电容电流，单相接地时接地电流为容性。电感电流小于接地电容电流，

40、单相接地时接地电流为容性。 因线路停电或系统频率降低等原因使接地电流减少，可能因线路停电或系统频率降低等原因使接地电流减少，可能出现完全补偿。故一般也不采用。出现完全补偿。故一般也不采用。过补偿过补偿 电感电流大于接地电流，单相接地电流为感性。电感电流大于接地电流，单相接地电流为感性。 过补偿方式在电网中得到广泛使用。但过补偿程度要合适过补偿方式在电网中得到广泛使用。但过补偿程度要合适.自动跟踪补偿：单片机或微机控制自动跟踪补偿：单片机或微机控制中性点经消弧线圈接地系统的适用范围中性点经消弧线圈接地系统的适用范围 中性点经消弧线圈接地系统与不接地系统同中性点经消弧线圈接地系统与不接地系统同样有

41、着在发生单相接地故障时，可继续供电样有着在发生单相接地故障时，可继续供电2小时，提高供电可靠性。小时，提高供电可靠性。 电气设备和线路的对地绝缘应按线电压考虑。电气设备和线路的对地绝缘应按线电压考虑。 中性点经消弧线圈接地后，能有效地减少单中性点经消弧线圈接地后，能有效地减少单相接地故障时接地处的电流，迅速熄灭接地相接地故障时接地处的电流，迅速熄灭接地处电弧，防止间歇性电弧接地时所产生的过处电弧，防止间歇性电弧接地时所产生的过电压。电压。4.中性点经电阻接地中性点经电阻接地分为：分为：中性点经低电阻接地中性点经低电阻接地中性点经高电阻接地中性点经高电阻接地 优点：能将中性点电位、接地电流限制在

42、优点：能将中性点电位、接地电流限制在一定范围之内一定范围之内小结小结1、四种接地方式：中性点直接接地、不、四种接地方式：中性点直接接地、不接地、经消弧线圈接地、经电阻接地接地、经消弧线圈接地、经电阻接地2、两大类：中性点有效接地系统、中性、两大类：中性点有效接地系统、中性点非有效接地系统点非有效接地系统3、适用范围、适用范围4、优缺点、优缺点5、应用情况介绍、应用情况介绍四、高压直流输电四、高压直流输电 1.跨海输电2.远距离输电3.联接两个不同频率的电网，并可实现定电流控制，限制短路电流。 远距离输电及跨海输电远距离输电及跨海输电跨海输电及远距离输电容量大，如采用交流输电，跨海输电及远距离输

43、电容量大，如采用交流输电，由于距离长，线路感抗也将增大，从而限制了输由于距离长，线路感抗也将增大，从而限制了输送容量，而且造成运行不稳定。另外，由于交流送容量，而且造成运行不稳定。另外，由于交流线路存在分布电抗和对地分布电容，会引起线路线路存在分布电抗和对地分布电容，会引起线路电压在很大范围内发生变化，必须投入无功补偿电压在很大范围内发生变化，必须投入无功补偿设备，投资增加。若采用直流输电，则不存在此设备，投资增加。若采用直流输电，则不存在此类问题。类问题。直流输电线路具有架设方便、能耗小、导线截面直流输电线路具有架设方便、能耗小、导线截面可得到充分利用及绝缘强度高等优点，使其更适可得到充分利

44、用及绝缘强度高等优点，使其更适宜于远距离大容量输电。宜于远距离大容量输电。 四、高压直流输电四、高压直流输电 联接两个不同频率的电网，并可实现定电流控制，联接两个不同频率的电网，并可实现定电流控制，限制短路电流。限制短路电流。 若将电能从交流系统若将电能从交流系统A A输送到交流系统输送到交流系统B B，则换流，则换流装置装置把交流整流成直流，通过直流电网输送给把交流整流成直流，通过直流电网输送给换流装置换流装置，换流装置，换流装置再把直流逆变为与交流再把直流逆变为与交流系统系统B B同频率同相位的交流电馈送给交流系统同频率同相位的交流电馈送给交流系统B B。 直流输电系统结构直流输电系统结构

45、示意图示意图 四、高压直流输电四、高压直流输电 第二节第二节 电力用户供电系统的特点电力用户供电系统的特点和决定供电质量的主要指标和决定供电质量的主要指标1.电压电压 电力系统的供电电压（或电流）的波形畸变，电力系统的供电电压（或电流）的波形畸变，使电能质量下降，产生高次谐波，谐波电流增使电能质量下降，产生高次谐波，谐波电流增加了电网的能量损耗，降低旋转电机、变压器、加了电网的能量损耗，降低旋转电机、变压器、电缆等电气元件的寿命，还将影响电子设备的电缆等电气元件的寿命，还将影响电子设备的正常工作，使自动化、远动、通迅都受到干扰。正常工作，使自动化、远动、通迅都受到干扰。电压偏差电压偏差电压波动

46、电压波动谐波谐波 三相不对称三相不对称决定供电质量的主要指标决定供电质量的主要指标 2.频率频率 频率的变化对电力系统运行的稳定性影频率的变化对电力系统运行的稳定性影响很大，因而对频率的要求比对电压的响很大，因而对频率的要求比对电压的要求严格得多，一般不得超过要求严格得多，一般不得超过0.5Hz，电网容量在电网容量在300万万kW及以上者不得超过及以上者不得超过0.2Hz。频率的调整主要依靠发电厂。频率的调整主要依靠发电厂。 决定供电质量的主要指标决定供电质量的主要指标3.可靠性可靠性 这类负荷在供电突然中断时这类负荷在供电突然中断时将造成人身伤亡的危险，或将造成人身伤亡的危险，或造成重大设备损坏且难以修造成重大设备损坏且难以修复，或给国民经济带来极大复，或给国民经济带来极大损失。损失。 一级负荷一级负荷二级负荷二级负荷三级负荷三级负荷要求由两个独立电源供电。要求由两个独立电源供电。而对特别重要的一级负荷，而对特别重要的一级负荷，除两个独立电源供电外，要除两个独立电源供电外，要应急电源。应急电源。 这类负荷如果突然断电，将这类负荷如果突然断电，将造成生产设备局部破坏，或造成生产设备局部破坏，或生产流程紊乱且难以恢复，生产流程紊乱且难以恢复，工厂内部运输停顿，出现大工厂内部运输停顿，出现大量废品或大量减产，因而在量废品或大量减产，因而在经济上造成一定损失。经济