中国矿业大学供电技术课件ch2

1、供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所内容提要：内容提要：本章介绍了用户供电系统的电力负荷与负荷计算，介绍本章介绍了用户供电系统的电力负荷与负荷计算，介绍了供电电压以及电源的选择、变电所的主接线和二次接线，还介绍了供电电压以及电源的选择、变电所的主接线和二次接线，还介绍了配电系统的设计，最后简单介绍了供电系统的电能节约与电能质了配电系统的设计，最后简单介绍了供电系统的电能节约与电能质量控制。量控制。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所第一节第一节 电力负荷与负荷计算电力负荷与负荷计算第二节第二节 供电电压与电源的选择供电电压与电源的选择第三节第

2、三节 用户变电所用户变电所第四节第四节 变电所的电气主接线变电所的电气主接线第五节第五节 变电所的二次接线变电所的二次接线 第六节第六节 高低压配电网高低压配电网第七节第七节 用户供电系统的电能损耗与节约用户供电系统的电能损耗与节约第八节第八节 供电系统的方案比较供电系统的方案比较供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所第一节第一节 电力负荷与负荷计算电力负荷与负荷计算 供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所一、关于负荷的基本概念一、关于负荷的基本概念 a a) )连续运行工作制连续运行工作制b b) )短期运行工作制短期运行工作制c)c)断续周期

3、工作制断续周期工作制: :负荷持续率负荷持续率(暂载率暂载率)FC1. 1. 设备安装容量设备安装容量p 设备安装容量设备安装容量PN（亦称设备功率）是指连续工（亦称设备功率）是指连续工作的用电设备铭牌上的标称功率作的用电设备铭牌上的标称功率PE。p 用电设备具有不同的运行工作制，应按设备铭用电设备具有不同的运行工作制，应按设备铭牌功率予以折算。牌功率予以折算。 100%ggxtFCtt供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所设备安装容量的确定设备安装容量的确定p重复短暂工作制的设备容量重复短暂工作制的设备容量吊车机组用电动机吊车机组用电动机:.225%NN MEENFC

4、PPPFC电焊机及电焊变压器电焊机及电焊变压器.cosN MENEENPPFCSFCp长期工作制和短时工作制的设备容量长期工作制和短时工作制的设备容量 : PN.M=PE供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所 （2 2）电焊机的设备安装容量）电焊机的设备安装容量 电焊机属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到电焊机属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到 ，所以所以2 2台电焊机的设备容量：台电焊机的设备容量： 100%FC 解：（解：（1 1）金属切削机床的设备安装容量）金属切削机床的设备安装容量 金属切削机床属于长期连续工作制设备，所以金属切削机床属

5、于长期连续工作制设备，所以2020台金属切削机床的台金属切削机床的总容量为：总容量为： 例例 某小批量生产车间某小批量生产车间380V线路上接有金属切削机床共线路上接有金属切削机床共20台（其中台（其中10.5kW-4台，台，7.5kW-8台，台，5kW-8台），车间有台），车间有380V电焊机电焊机2台（每台容量台（每台容量20kVA， , ），车间有吊车），车间有吊车1台台11kW， ），），试计算此车间的设备容量。试计算此车间的设备容量。 65%EFC cos0.5E25%EFC .1N MEiPPkW142585 . 785 .104.22cosN MEEEPSFCkW1 .165 .

6、 065. 0202供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所 （3）吊车的设备安装容量）吊车的设备安装容量 吊车属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到吊车属于反复短时工作制设备，它的设备容量应统一换算到 ，所以所以1台吊车的容量为：台吊车的容量为： (4) 车间的总设备安装容量为：车间的总设备安装容量为：25%FC .32511kWEN MEEFCPPPFC.142 16.1 11169kWN MP例例 某小批量生产车间某小批量生产车间380V线路上接有金属切削机床共线路上接有金属切削机床共20台（其中台（其中10.5kW-4台，台，7.5kW-8台，台，5kW

7、-8台），车间有台），车间有380V电焊机电焊机2台（每台容量台（每台容量20kVA， , ），车间有吊车），车间有吊车1台台11kW， ），），试计算此车间的设备容量。试计算此车间的设备容量。 65%EFC cos0.5E25%EFC 供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所2. 2. 负荷与负荷曲线负荷与负荷曲线电力负荷：有功功率、电力负荷：有功功率、无功功率和视在功率。无功功率和视在功率。电力负荷随时间变化的电力负荷随时间变化的曲线称为曲线称为负荷曲线负荷曲线。 图图2-1 日负荷曲线与年负荷曲线日负荷曲线与年负荷曲线a)日有功负荷曲线日有功负荷曲线 b)年有功负荷

8、曲线年有功负荷曲线负荷曲线作用负荷曲线作用负荷曲线分类：负荷曲线分类： 按作图方式分。按作图方式分。 按功率性质分。按功率性质分。 按时间分。按时间分。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所3. 3. 平均负荷、最大负荷、有效负荷与计算负荷平均负荷、最大负荷、有效负荷与计算负荷 （1）平均负荷）平均负荷PavgzaavTWP（2）最大负荷）最大负荷Pmax（3）有效负荷）有效负荷PeTdtPTP02e1供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所平均负荷与最大负荷平均负荷与最大负荷供电技术电

9、子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所p电力用户的实际负荷并不等于用户中所有用电设备电力用户的实际负荷并不等于用户中所有用电设备额定功率之和。额定功率之和。p在用户供电系统设计中，必须首先找出这些用电设在用户供电系统设计中，必须首先找出这些用电设备的备的等效负荷等效负荷。p等效：实际变动负荷所产生的最大热效应与等效负等效：实际变动负荷所产生的最大热效应与等效负荷产生的热效应相等，或实际负荷产生的最大温升荷产生的热效应相等，或实际负荷产生的最大温升与等效负荷产生的温升相等。与等效负荷产生的温升相等。p在供电系统设计中，将等效负荷称为计算负荷在供电系统设计中，将等效负荷称为计算负荷P

10、c。p计算负荷可以作为供电系统设计和电气设备选择的计算负荷可以作为供电系统设计和电气设备选择的依据。依据。（4）计算负荷）计算负荷Pc供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所4. 4. 负荷系数、利用系数、需要系数与形状系数负荷系数、利用系数、需要系数与形状系数（1）负荷系数）负荷系数maxmaxavQQPPav（2）利用系数）利用系数NavxPPK （3）需要系数）需要系数N30NmaxdPPPPK（4）形状系数）形状系数avPPKez 供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所5. 5. 年最大负荷利用小时数年最大负荷利用小时数TmaxTmaxma

11、xamaxPWT年最大负荷利用小时数年最大负荷利用小时数Tmax是一个假想时间是一个假想时间供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所二、负荷的估算二、负荷的估算 1. 单位产品耗电量法单位产品耗电量法aacmaxWnWPT2. 负荷密度法负荷密度法APc供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所3. 形状系数法形状系数法iiviviiivPQQPKPPtan.a.aav.N. x.aavavzeavzeQKQQPKPPcc1）将用电设备分组，求出各用电设备组的总安装容量）将用电设备分组，求出各用电设备组的总安装容量.2）查出各用电设备组的利用系数及对应

12、的功率因数，计算）查出各用电设备组的利用系数及对应的功率因数，计算平均负荷：平均负荷：3）选择形状系数）选择形状系数Kz的值（一般情况下可取的值（一般情况下可取Kz=1.15）估）估计计算负荷：计计算负荷：供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所三、负荷的计算三、负荷的计算 p 根据工艺和建筑设计等部门提供的用电设备及其根据工艺和建筑设计等部门提供的用电设备及其安装容量确定计算负荷的工作称为负荷计算。安装容量确定计算负荷的工作称为负荷计算。p 其理论依据是其理论依据是相似性相似性原理。原理。p 负荷计算就是负荷计算就是求求计算负荷计算负荷Pc,Qc,Sc和和Icp 负荷计

13、算的方法：需要系数法、二项式法、附加负荷计算的方法：需要系数法、二项式法、附加系数法等。其中，需要系数法应用最广。系数法等。其中，需要系数法应用最广。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所三、负荷的计算三、负荷的计算 Ncc2c2ccccNc3tanUSIQPSPQPP1单台用电设备单台用电设备的计算负荷的计算负荷用电设备用电设备铭牌给出铭牌给出的功率因的功率因数角的正数角的正切值切值c.d.N.c.c.22.c.c.taniiiiiic iiiPK PQPSPQ2用电设备组的计算负荷用电设备组的计算负荷 需要系数法适用范围。需要系数法适用范围。 对设备台数较少的处理。

14、对设备台数较少的处理。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所2c.2c.c. c. cc.N. d. cc.tanjjjiiijiiijQPSPQQPKPP3配电干线的计算负荷配电干线的计算负荷供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所Lcc.Lcc.22LcccjjPKPQKQSPQ4车间或全厂变压器车间或全厂变压器低压低压侧的计算负荷侧的计算负荷cTcT)08. 005. 0()02. 001. 0(SQSP5车间或全厂变压器车间或全厂变压器高压高压侧的计算负荷侧的计算负荷HcLcHcLc22HcHcHcTTPPPQQQSPQ供电技术电子课件X中

15、国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所6单相用电设备计算负荷的确定单相用电设备计算负荷的确定p 当单相用电设备的总容量小于三相设备总容量的当单相用电设备的总容量小于三相设备总容量的15时，可时，可直接按三相平衡负荷直接按三相平衡负荷计算；计算；p 若单相用电设备的总容量大于三相用电设备总容量的若单相用电设备的总容量大于三相用电设备总容量的15时，需先将单相时，需先将单相换算成三相等效负荷换算成三相等效负荷，再计算。，再计算。 单相设备单相设备接于相电压接于相电压单相设备接于单相设备接于线电压线电压BCCBCCACCACBCCBCCACCACABBABBCBBCBABBABBCBBCBCAA

16、CAABABACAACAABAABAPqPqQPpPpPPqPqQPpPpPPqPqQPpPpPA供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所四、功率因数及其提高四、功率因数及其提高1 1）瞬时功率因数）瞬时功率因数UIP3cos1功率因数分类和计算功率因数分类和计算 2 2）平均功率因数）平均功率因数222)(11cosWVVWW3 3）自然功率因数）自然功率因数4 4）总功率因数）总功率因数供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所（1）系统中输送的）系统中输送的总电流增加总电流增加。（2）增加输电线路上的有功功率损耗和电能损耗。增加输电线路上的有功功

17、率损耗和电能损耗。（3）线路的电压损耗增大线路的电压损耗增大。（4）发电机出力相对降低发电机出力相对降低。2功率因数对供电系统的影响功率因数对供电系统的影响供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所3功率因数的提高功率因数的提高 高压高压：功率因数应达到：功率因数应达到0.90.9以上以上其他用户：其他用户：功率因数应在功率因数应在0.850.85以上。以上。 人工补偿无功功率人工补偿无功功率提高自然功率因数提高自然功率因数提高功率因数提高功率因数供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所1）提高自然功率因数）提高自然功率因数采用降低各用电设备所需的无功

18、功率的措施：采用降低各用电设备所需的无功功率的措施： 电动机不宜轻载空载运行；电动机不宜轻载空载运行； 电力变压器不宜轻载运行电力变压器不宜轻载运行 改变轻负荷电动机的接线；改变轻负荷电动机的接线；2）人工补偿无功功率）人工补偿无功功率 当采用提高用电设备自然功率因数的方法后仍不能达到当采用提高用电设备自然功率因数的方法后仍不能达到供用电规则供用电规则所要求的数值时，就需要设置专门的无功所要求的数值时，就需要设置专门的无功补偿电源，人工补偿无功功率。补偿电源，人工补偿无功功率。 人工补偿无功功率的方法主要有以下三种：人工补偿无功功率的方法主要有以下三种： 并联电容器补偿并联电容器补偿、 同步电

19、动机补偿、动态无功功率补偿同步电动机补偿、动态无功功率补偿 供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所电容器的补偿原理及方式电容器的补偿原理及方式无功补偿应本着无功补偿应本着就近平衡就近平衡的原则。的原则。补偿装置应尽量靠近无功负荷。补偿装置应尽量靠近无功负荷。按照补偿电容器安装的位置，分为按照补偿电容器安装的位置，分为就地补偿就地补偿和和集集中补偿中补偿。p原理：容前感后原理：容前感后p方法：方法：并联静电电容器并联静电电容器供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所电容器的补偿方式电容器的补偿方式就地补偿：就地补偿： 优点：优点：补偿效果最好补偿效果

20、最好。 缺点：电容器利用率较低。缺点：电容器利用率较低。集中补偿：集中补偿： 优点：电容器的利用率较高。优点：电容器的利用率较高。 缺点：缺点：补偿效果稍差补偿效果稍差。 具体分为：分组集中补偿、低压集中补偿和高压集中补偿。具体分为：分组集中补偿、低压集中补偿和高压集中补偿。 低压集中补偿：补偿低压集中补偿：补偿6(10)kV变压器低压侧的无功功率。变压器低压侧的无功功率。 高压集中补偿：补偿高压用电设备的无功功率和高压集中补偿：补偿高压用电设备的无功功率和6(10)kV变压器的无功损耗。变压器的无功损耗。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所图图2-3 补偿电容器的布

21、置方式补偿电容器的布置方式供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所各种补偿方式的补偿范围各种补偿方式的补偿范围M1C分散就地补偿2C3C610kV0.38kV高压集中补偿高压集中补偿的补偿区低压集中补偿的补偿区分散就地补偿的补偿区未补偿区未补偿区未补偿区低压集中补偿供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所5补偿容量和补偿后计算负荷的计算补偿容量和补偿后计算负荷的计算 （1 1）补偿容量的计算）补偿容量的计算 (2) (2) 补偿后计算负荷的计算补偿后计算负荷的计算 30tantan)CQP（cCqQn 确定电容器的个数确定电容器的个数 CQQQ30/

22、30补偿后总的无功补偿后总的无功计算负荷为计算负荷为 2302302/30230/30)(CQQPQPS补偿后的视在补偿后的视在计算负荷为计算负荷为 Q30Q30S30S30P30CQ供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所五、供电系统负荷计算示例五、供电系统负荷计算示例 某用户供电系统结构和负荷数据如图某用户供电系统结构和负荷数据如图2-4所示，按照需要所示，按照需要系数法，各级负荷计算如下。系数法，各级负荷计算如下。例例图图2-4 负荷计算示例图负荷计算示例图供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所解解kvar19kvar75. 025tankW

23、25kW2985. 01 . c1 . cNd1 . cPQPKP（1）通风机）通风机通风机：通风机：PN=29kW，查表得，查表得Kd0.85和和tan =0.75=0.75，于是，于是（2）高频加热设备）高频加热设备高频加热设备：高频加热设备：PN=80kW，查表得，查表得Kd=0.8=0.8和和tan =1.33=1.33，于是，于是c.2dNc.2c.20.8 80 kW64kWtan48 1.33 kvar64kvarPK PQP（3）机加工车间）机加工车间冷加工机床：冷加工机床：PN=50kW，查表得，查表得Kd=0.16=0.16和和tan =1.73=1.73；热加工机床：热加

24、工机床：PN=28kW，查表得查表得Kd=0.25=0.25和和tan =1.52=1.52；于是；于是c.3dNc.3c0.16 500.25 28 kW87 kW=15kWtan8 1.737 1.52 kvar24kvarPK PQP 1. 用电设备组的负荷计算用电设备组的负荷计算供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所（4）点焊机）点焊机点焊机：点焊机：PN=90kW，查表得，查表得Kd=0.35=0.35和和tan =1.33=1.33，于是，于是c.4dNc.4c.40.35 90 kW32kWtan32 1.33 kvar43kvarPK PQP取取1变电所

25、各组负荷的变电所各组负荷的同期系数同期系数为：为：K =0.90，于是于是c.LV1c.1c.2c.3c.4c.LV1c.1c.2c.3c.42222c.LV1c.LV1c.LV1c.LV11c.LV10.92564 1532 kW122kW0.919642443 kvar135kvar122135 kV A182kV A122cos0.67182PKPPPPQKQQQQSPQPS2. 1变电所低压侧计算负荷变电所低压侧计算负荷供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所采用电容器分组自动投切的采用电容器分组自动投切的低压集中补偿方式低压集中补偿方式，设补偿后功，设补偿后功率

26、因数为率因数为coscos =0.93=0.93，则，则B1c.LV1tantan1221.11 0.40 kvar87kvarQP补偿后变压器低压侧计算负荷为补偿后变压器低压侧计算负荷为122kW+j48kvar，Sc=131kV A。T1cT1c0.010.01 131 kW1kW0.050.05 131 kvar7kvarPSQSc.HV1c.LV1T1c.HV1c.LV1B1T1122 1 kW123kW135877 kvar55kvarPPPQQQQ1变电所变压器损耗按下式变电所变压器损耗按下式估算估算：1变电所高压侧计算负荷为：变电所高压侧计算负荷为：3. 低压集中补偿容量的计算低

27、压集中补偿容量的计算4. 变电所高压侧计算负荷变电所高压侧计算负荷供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所取全厂负荷的同期系数为：取全厂负荷的同期系数为：K =0.90，于是于是cc.HV1c.HV2c.HV3cc.HV1c.HV2c.HV32222ccccc0.9123439320 kW882kW0.955200 136 kvar391kvar882391 kV A944kV A882cos0.93944PKPPPQKQQQSPQPS5.全厂总计算负荷全厂总计算负荷供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所第二节第二节 供电电压与电源的选择供电电压与

28、电源的选择 供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所1 1、一个集中负荷线路的电压损失、一个集中负荷线路的电压损失 每相电压损失：每相电压损失：UUA-UBadabaccbcossinI RX线电压损失：线电压损失： U3cossinI RX1NPRQXUb)a) IUBdbaIRcjIXUAR , XAIP+jQBb)a) IUBdbaIRcjIXUAR , XAIP+jQB电压损失的百分值：电压损失的百分值：2%100NNUPRQXUUU一、线路电压损失一、线路电压损失由于线路存在阻抗，当输送一定负荷时，线路首末端将存在电由于线路存在阻抗，当输送一定负荷时，线路首末端

29、将存在电压之差。压之差。 供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所（二）带多个集中负荷线路的电压损失（二）带多个集中负荷线路的电压损失 总的电压损失总的电压损失 采用各负载功率来计算：采用各负载功率来计算： p +jqR ,X ,L222111R ,X ,L1122p +jq01P ,Q1111r ,x ,l1P ,Q22r ,x ,l22222111%()nnii iiiiiNUUPrQ xU211%()niiiiiNUp Rq XU002111%nniiiiiiNUrp Lxq LU若线路截面全长都相等：若线路截面全长都相等：负荷距负荷距供电技术电子课件X中国矿业大学

30、信电学院电气安全与智能电器研究所二、电压与负荷容量和输送距离的关系二、电压与负荷容量和输送距离的关系由于受导线截面的限制和线路电压损失的要求，每一标称电压由于受导线截面的限制和线路电压损失的要求，每一标称电压下线路的输电能力是有限的。下线路的输电能力是有限的。 1) 1) 对截面为对截面为A A的导线，设的导线，设其可承载的最大电流为其可承载的最大电流为Imax，则，则其可输送的最大功率其可输送的最大功率为为: :cos3maxNmaxIUP例如：对截面为例如：对截面为240mm2的铝芯架空线，在满足经济性条件下其可承受的的铝芯架空线，在满足经济性条件下其可承受的最大电流为最大电流为216A，

31、设负荷功率因数为，设负荷功率因数为0.8，则在，则在10kV电压下可输送的最电压下可输送的最大功率为：大功率为：maxNmax3cos( 3 10 216 0.8)2993PU IkWkW供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所二、电压与负荷容量和输送距离的关系二、电压与负荷容量和输送距离的关系%5%100tan%100%2N002N00UxrlPUlxQlrPUtan%5002NxrUPl2) 2) 按线路电压损失要求确定输送距离：按线路电压损失要求确定输送距离：例如：对截面为例如：对截面为240mm2的铝芯架空线，线间几何均距为的铝芯架空线，线间几何均距为1m，设负荷

32、功，设负荷功率因数为率因数为0.8，则在，则在10kV电压下的最大负荷距为：电压下的最大负荷距为：235% 1013.9 100.1320.305 0.75PlMWkmkWkm最大负荷下的传输距离为：最大负荷下的传输距离为：3max13.9 104.652993PllkmkmP供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所三、电压的选择三、电压的选择1供电电压的选择供电电压的选择p 综合各种因素而定。综合各种因素而定。p 一般一般用户的供电电压为用户的供电电压为610kV，大中型工业，大中型工业企业的供电企业的供电电压可为电压可为35kV。p 对于对于个别特殊个别特殊电力用户，

33、在技术经济合理的条件下，可电力用户，在技术经济合理的条件下，可考虑采用考虑采用更高一级电压更高一级电压供电。供电。 供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所2高压配电电压的选择高压配电电压的选择p用户供电系统的高压配电电压一般采用用户供电系统的高压配电电压一般采用610kV。p首选首选10kV。p当用户有多台当用户有多台6kV用电设备、且容量较大、在技术经用电设备、且容量较大、在技术经济上合理时，才采用济上合理时，才采用6kV。3低压配电电压的选择低压配电电压的选择 p我国是我国是380220V。p对于矿山和油田等特殊场合，用电可采用对于矿山和油田等特殊场合，用电可采用6

34、60380V或或1140/660V。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所四、电源的选择四、电源的选择依据用电设备对供电可靠性的要来选择供电电源依据用电设备对供电可靠性的要来选择供电电源1负荷等级负荷等级 (1)一级负荷（关键负荷）一级负荷（关键负荷） (2)二级负荷（重要负荷）二级负荷（重要负荷）(3)三级负荷（一般负荷）三级负荷（一般负荷）供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所级别一 级二 级三 级停电影响 人身伤亡，重大设备损坏，政治、经济上重大损失 政治、经济造成较大损失，设备局部损坏大量减产等 不属于一级、二级的负荷 允许停电时 间 备

35、用电源投入时间，特别重要负荷不允许停电 允许短时停电几分钟 停电影响不大 对供电电 源要求 两个独立电源供电 两回路供电 无特殊要求 举 例 炼钢厂的炼钢炉、医院、人民大会堂 纺织厂，化工厂 供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所2电源及其选择电源及其选择p 电力用户可由电力用户可由多种电源供电多种电源供电。p 正常电源正常电源。p 应急电源应急电源。一级负荷一级负荷 应由两个应由两个独立电源独立电源供电，有特殊要求的一级负荷，供电，有特殊要求的一级负荷，还需增设应急电源。还需增设应急电源。二级负荷二级负荷 应由两回线路供电应由两回线路供电三级负荷三级负荷 对供电方式无

36、特殊要求。对供电方式无特殊要求。独立电源指不受其他电源影响的电源。具备下列条件的发电厂或变电所的不同母线均属于独立电源： 每段母线的电源来自不同的发电机，且以后的输变配各环节均每段母线的电源来自不同的发电机，且以后的输变配各环节均为分列运行。为分列运行。母线段间无联系，或虽有联系但当其中一段母线发生故障时，母线段间无联系，或虽有联系但当其中一段母线发生故障时，能自动断开联系，不影响其余母线继续供电。能自动断开联系，不影响其余母线继续供电。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所第三节第三节 用户变电所用户变电所供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所

37、图图2-7 用户供电系统结构框图用户供电系统结构框图1总降压变电所总降压变电所 2配电所配电所310(6)kV变电所变电所 4高压用电设备高压用电设备供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所一、变电所的作用与组成一、变电所的作用与组成p 变电所的变电所的主要作用主要作用是降低电压、配电。是降低电压、配电。p 用户变电所用户变电所按电压等级分：按电压等级分：总降压变电所总降压变电所和和10(6)kV变电所变电所（在工业企业称为车间变电（在工业企业称为车间变电所）。所）。p 高低压开关、供配电线路和测量保护设备等是高低压开关、供配电线路和测量保护设备等是变电所中的主要电气设备

38、。变电所中的主要电气设备。p 安全、可靠、合理、经济是对用户供电系统的安全、可靠、合理、经济是对用户供电系统的基本要求基本要求，也是对用户变电所的要求。，也是对用户变电所的要求。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所二、变电所的设置及位置的确定二、变电所的设置及位置的确定1总降压变电所或总配电所总降压变电所或总配电所p当用户供电电压为当用户供电电压为35kV及以上时，应考设置总降压变及以上时，应考设置总降压变电所。变压器为电所。变压器为12台。台。p当供电电压为当供电电压为10(6)kV且有多台高压用电设备宜设置总且有多台高压用电设备宜设置总配电所。配电所。p对负荷不大

39、的小型用户，可将总配电所与某个对负荷不大的小型用户，可将总配电所与某个10(6)kV变电所合并，扩充为变配电所，或仅设一个独立式变变电所合并，扩充为变配电所，或仅设一个独立式变电所。电所。p总降压变电所的位置应总降压变电所的位置应接近负荷中心接近负荷中心，并适当，并适当靠近电靠近电源的进线方向源的进线方向。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所210(6)kV变电所变电所p 10(6)kV变电所（变电所（车间变电所车间变电所）的设置主要取决于车间（或）的设置主要取决于车间（或小区）负荷的大小、车间（或小区）之间的距离。小区）负荷的大小、车间（或小区）之间的距离。p 一个

40、一个10(6)kV变电所一般设置变电所一般设置12台变压器，单台变压器容台变压器，单台变压器容量一般不大于量一般不大于1600kVA。10(6)kV变电所的形式变电所的形式 独立变电所独立变电所 附设变电所附设变电所 箱式变电所箱式变电所 地下变电所地下变电所供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所三、变压器的选择三、变压器的选择电力变压器分类：电力变压器分类： 按绕组形式可分为：按绕组形式可分为：双绕组变压器双绕组变压器、三绕组变压器和自、三绕组变压器和自耦变压器。耦变压器。 按相数可分为：单相变压器、按相数可分为：单相变压器、三相变压器三相变压器和多相变压器。和多相变

41、压器。 按冷却方式可分为：按冷却方式可分为：油浸自冷油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷和、油浸风冷、油浸水冷和空气自冷空气自冷等。等。 按绝缘介质可分为：按绝缘介质可分为：油浸式变压器油浸式变压器，干式变压器干式变压器，充气，充气式变压器等。式变压器等。 按调压方式分为：按调压方式分为：有载调压变压器、无励磁调压变压器有载调压变压器、无励磁调压变压器。 按中性点绝缘水平分为：按中性点绝缘水平分为：全绝缘变压器全绝缘变压器和半绝缘变压器。和半绝缘变压器。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所单相变压器单相变压器三相电力变压器三相电力变压器油浸变压器油浸变压器干式变压器干式变压器

42、供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所三、变压器的选择三、变压器的选择p 选用低损耗节能型。选用低损耗节能型。p 调压方式的选择。调压方式的选择。p 绕组形式的选择。绕组形式的选择。p 变压器台数的选择。变压器台数的选择。p 变压器容量的确定。变压器容量的确定。p 变压器的绕组接线型式的选择变压器的绕组接线型式的选择。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所三、变压器的选择三、变压器的选择1变压器的过负荷能力变压器的过负荷能力p 正常过负荷正常过负荷p 事故过负荷事故过负荷供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所自然循环油冷双

43、绕组变压器的允许过负荷百分数自然循环油冷双绕组变压器的允许过负荷百分数变压器平均负荷变压器平均负荷与最大负荷之与最大负荷之比比最大负荷在下列持续时间下，变压器过负荷最大负荷在下列持续时间下，变压器过负荷百分数百分数2h4h6h8h10h12h0.5282420161270.6232017141060.717.51512.5107.550.751412108640.811.5108.575.530.858764.5320.9432供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所变压器急救情况下的允许过负荷百分数和时间变压器急救情况下的允许过负荷百分数和时间自然循环油自然循环油浸式浸

44、式过负荷百分过负荷百分数数306075100200过负荷时间过负荷时间/min1204520101.5干式干式过负荷百分过负荷百分数数1020305060过负荷时间过负荷时间/min756045185供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所三、变压器的选择三、变压器的选择2变压器的经济运行变压器的经济运行p变压器的经济运行是指：变压器在运行中传输单位变压器的经济运行是指：变压器在运行中传输单位kVA所所产生的有功功率损耗最小。产生的有功功率损耗最小。p变压器的经济运行与变压器的负荷率有关，通常单台变压变压器的经济运行与变压器的负荷率有关，通常单台变压器的经济运行负荷率约为

45、器的经济运行负荷率约为70。p多台并列运行的变压器，也存在经济运行的问题。多台并列运行的变压器，也存在经济运行的问题。3变压器数量的选择变压器数量的选择p变压器台数的选择：通常变压器台数的选择：通常12台。台。p一、二级负荷较大时，应采用一、二级负荷较大时，应采用2台。台。p一、二级负荷较小，并可由低压侧取得足够容量的备一、二级负荷较小，并可由低压侧取得足够容量的备用电源，也可装设用电源，也可装设1台台 。p三级负荷时，通常采用三级负荷时，通常采用1台。但当负荷较大或认为经济台。但当负荷较大或认为经济合理时，也可采用合理时，也可采用2台。台。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能

46、电器研究所三、变压器的选择三、变压器的选择3变压器容量的选择变压器容量的选择p单台变压器额定容量应大于等于计算负荷。单台变压器额定容量应大于等于计算负荷。p两台并列运行的变压器，应满足：两台并列运行的变压器，应满足： 121212NTNTcNTNTNTccccNTccSSSSSSSSSSSSS、：两台变压器的额定容量、：计算负荷中的一级和二级负荷供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所三、变压器的选择三、变压器的选择3变压器容量的选择变压器容量的选择p设有两台变压器的变电所，设有两台变压器的变电所，2台变压器等容量。其单台变台变压器等容量。其单台变压器的容量选择根据它的备

47、用方式。压器的容量选择根据它的备用方式。p明备用明备用：一台变压器工作，另一台变压器停止运行作为备：一台变压器工作，另一台变压器停止运行作为备用。此时，两台变压器均按最大负荷时变压器负荷率为用。此时，两台变压器均按最大负荷时变压器负荷率为100考虑。考虑。p暗备用暗备用：两台变压器同时投入运行，正常情况下每台变压：两台变压器同时投入运行，正常情况下每台变压器各承担约全部负荷的器各承担约全部负荷的50 。此时，每台变压器的容量。此时，每台变压器的容量宜按全部最大负荷的宜按全部最大负荷的70选择。选择。暗备用应用较广！暗备用应用较广！供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所四

48、、变电所的主要电气设备四、变电所的主要电气设备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、并联补偿包括变压器、高压断路器、隔离开关、电抗器、并联补偿电力电容器、电力电缆、送电线路、母线等。又称为电力电容器、电力电缆、送电线路、母线等。又称为一次一次部分部分。 二次设备：二次设备：对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制和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。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

49、电保护装置、制动装包括测量仪表、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。这些设备通常由电置以及远动装置等。又称为二次部分。这些设备通常由电压互感器、电流互感器、蓄电池组或低压电源供电。压互感器、电流互感器、蓄电池组或低压电源供电。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所1 1、开关设备、开关设备 在电力系统中，将能接通、断开或转在电力系统中，将能接通、断开或转换高压电路的电器统称为换高压电路的电器统称为“高压开关高压开关电器电器” 。分立使用的高压开关电器主要有：分立使用的高压开关电器主要有：断路器断路器隔离开关隔离开关负荷开关负荷开关熔断器

50、熔断器供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所 断路器断路器高压断路器高压断路器（circuit-breaker）是带有强力灭弧是带有强力灭弧装置的高压开关设备，是供配电系统中重要的开装置的高压开关设备，是供配电系统中重要的开关设备。关设备。能够开断和闭合正常线路与故障线路。能够开断和闭合正常线路与故障线路。高压断路器通常按照灭弧介质分类，主要有高压断路器通常按照灭弧介质分类，主要有: :u多油断路器多油断路器u少油断路器少油断路器u真空断路器真空断路器uSFSF6 6（六氟化硫）断路器（六氟化硫）断路器供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所少油断

51、路器少油断路器断路断路器均器均压电压电容器容器支支持持瓷瓷套套灭弧灭弧装置装置中间机中间机构箱构箱底底座座多油断路器多油断路器供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所真空断路器真空断路器动触杆动触杆波纹管波纹管动触头动触头屏蔽罩屏蔽罩真空灭弧室的结构真空灭弧室的结构供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所SF6 断路器断路器供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所SF6 SF6 断路器断路器供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所隔离开关隔离开关主要功能是主要功能是隔离电源。隔离电源。由于不设灭弧装置，隔离

52、开关一般不允许带负荷由于不设灭弧装置，隔离开关一般不允许带负荷操作，即不允许接通和分断负荷电流。操作，即不允许接通和分断负荷电流。可用来分合一定的小电流。可用来分合一定的小电流。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所隔离开关的操作暨倒闸操作规定隔离开关的操作暨倒闸操作规定p 由于隔离开关没有灭弧装置，只能切除相当小的电流，所由于隔离开关没有灭弧装置，只能切除相当小的电流，所以严禁带负荷进行分合闸操作。须严格遵守以严禁带负荷进行分合闸操作。须严格遵守“倒闸操作倒闸操作”的规定。的规定。p 倒闸操作：指电气设备或

53、电力系统由一种运行状态变换到倒闸操作：指电气设备或电力系统由一种运行状态变换到另一种运行状态，由一种运行方式变换到另一种运行方式另一种运行状态，由一种运行方式变换到另一种运行方式所进行的一系列的有序操作。所进行的一系列的有序操作。p 常指：断路器和隔离开关的操作。常指：断路器和隔离开关的操作。分分闸时，闸时，先先断断QFQF，后后断断QSQS；合合闸时，闸时，先先合合QSQS，后后合合QFQF。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所负荷开关负荷开关p高压负荷开关高压负荷开关：有简单的灭弧装置。可以用来切有简单的灭弧装置。可以用来切断负荷电流，但不能用来切断短路电流。断负

54、荷电流，但不能用来切断短路电流。p在分闸状态有明显可见的断口。在分闸状态有明显可见的断口。p常与高压熔断器串联合用常与高压熔断器串联合用代替断路器。代替断路器。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所p带有高分断带有高分断能力熔断器能力熔断器的高压负荷的高压负荷开关开关供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所p户内高压真空户内高压真空负荷开关一熔负荷开关一熔断器断器组合电器组合电器 供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所熔断器熔断器p高压熔断器高压熔断器（fuse）供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所

55、2、母线、母线p 作用：汇集电流作用：汇集电流p 材料：铜、铝和钢等，一般以铝为多材料：铜、铝和钢等，一般以铝为多p 形状：矩形，管形和多股绞线形状：矩形，管形和多股绞线p 排列：横排和竖排排列：横排和竖排p 母线的着色：母线的着色：直流：直流：正极正极；负极负极交流：交流：A相相；B相相；C相相中性线：不接地中性线中性线：不接地中性线；接地中性线接地中性线供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所3、绝缘子、绝缘子 绝缘子：用来支持和固定载流导体，并使导体与地绝缘子：用来支持和固定载流导体，并使导体与地绝缘，或使装置中处于不同电位的载流导体之间绝绝缘，或使装置中处于不同电

56、位的载流导体之间绝缘。缘。 绝缘子必须具有足够的绝缘强度和机械强度，并能绝缘子必须具有足够的绝缘强度和机械强度，并能耐热和耐潮湿。耐热和耐潮湿。o 支柱绝缘子支柱绝缘子o 套管绝缘子套管绝缘子供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所绝缘子绝缘子供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所4、高压开关柜、高压开关柜p属于属于成套配电设备成套配电设备。供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所KGN5供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所 结构原理结构原理： 一次绕组串联在主电路中或直接利用一次母线；二次绕组一次绕

57、组串联在主电路中或直接利用一次母线；二次绕组所接仪表、继电器均串联。所接仪表、继电器均串联。 用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘用来使仪表、继电器等二次设备与主电路绝缘用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围用来扩大仪表、继电器等二次设备的应用范围功能功能电流互感器电流互感器(CT)TATA 符号符号5、互感器供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所单匝式（包括母线式、心柱式、套管式）单匝式（包括母线式、心柱式、套管式）多匝式（包括线圈式、线环式、串级式）多匝式（包括线圈式、线环式、串级式） 类型类型 准确度级准确度级：测量用有：测量用有0.1、0.2、0.5、1、

58、3、5等级等级; ; 保护用有保护用有5P和和10P两级。两级。22121IKINNIiI2N=5A或1A电流互感器的基本结构和接线电流互感器的基本结构和接线1- -铁心铁心 2- 2-一次绕组一次绕组3-3-二次绕组二次绕组 2P1P2131S2KC2AS1II2N1N供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所 高压电流互感器高压电流互感器一般制成两个铁心和两一般制成两个铁心和两个二次绕组，其中准确度级高的二次绕组接个二次绕组，其中准确度级高的二次绕组接测量仪表，其铁心易饱和；准确度级低的二测量仪表，其铁心易饱和；准确度级低的二次绕组接继电器，其铁心不应饱和。次绕组接继电

59、器，其铁心不应饱和。 高压高压CTCT图形符号图形符号 低压电流互感器低压电流互感器一般只制造一个铁心和一个二次绕一般只制造一个铁心和一个二次绕组，一次绕组则利用一次母线或电缆。组，一次绕组则利用一次母线或电缆。 电流互感器在工作时其二次侧不得开路电流互感器在工作时其二次侧不得开路。 电流互感器的二次侧有一端必须接地；电流互感器的二次侧有一端必须接地；电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。电流互感器在连接时，要注意其端子的极性。使用注意事项使用注意事项供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所22211UKUNNUuU2N=100伏 结构原理结构原理： 一次绕组并联在主电

60、路中一次绕组并联在主电路中, ,二次绕组二次绕组中仪表，继电器均并联连接中仪表，继电器均并联连接。TVTV 符号符号VKV2NA3a1n电压互感器的基本结构和接线电压互感器的基本结构和接线U2U11N2N电压互感器电压互感器供电技术电子课件X中国矿业大学信电学院电气安全与智能电器研究所按相数分按相数分：有单相式和三相式；有单相式和三相式；按绕组数量分按绕组数量分：有双绕组（如有双绕组（如JDZ-10型）型） 和三绕组（如和三绕组（如JDZJ-10型）型） 类型类型准确度级准确度级：有：有0.2、0.5、1、3等级。等级。 TVTV 有的电压互感器具有有的电压互感器具有3个绕组（有个绕组（有2个