供配电工厂培训讲义42页

1、Email:TEL:工 厂 供 电OFFICE: 课程内容用户供电系统绪论变电所自动化保护接地与防雷电能质量与无功功率短路电流计算工厂供电供电系统的保护电：交流电，很少牵扯直流电本课程是电气工程及自动化专业的一门主干课程。课程着重讨论供配电系统的基本知识、理论计算、初步设计方法及相关新技术。力求做到实用性强，专业知识面广。相关课程：电路电机学电力系统分析电力系统继电保护高电压技术用户供电系统绪论变电所自动化保护接地与防雷电能质量与无功功率短路电流计算工厂供电供电系统的保护 相关要求 建议2.5学分，40学时（36+4）课堂纪律成绩评定：平时（20%）+实验（10%）+末考（70%）作业教材与教

2、参1 工厂供电（第5版），刘介才著，机械工业出版社，2009年2 工厂供电技术（第2版），陈小虎著，高等教育出版社，2006年某学校平面图 设计任务：某学校变电站设计 选址 选设备 电气主接线设计 保护、防雷设计第一章 绪论内容提要：本章概述电力系统的基本知识和相关概念。首先简要说明电力系统的构成，电网的额定电压,电力系统的中性点运行方式；最后介绍了决定供电质量的主要指标。 在现实生产生活中有许多用电设备（称作负载），按其用途分：有动力用电设备（传动）、照明用电设备（采光）、工艺用电设备（电解、冶炼、电焊、热处理）、电热用电设备（加温、取暖、烘干、空调）、试验用电设备（试验、校验、检测）和控制

3、计算设备（控制器、计算机）等。一、电力系统的构成 用户用电设备所消耗的电能是电力系统中发电厂生产供给的。发电厂多数是建造在煤、水资源丰富的地方，电能用户是分散的，且往往远离发电厂。这样就出现了一个电能输送的问题（输电）；为了实现电能的经济传输和满足用电设备对工作电压的要求，又出现了一个变换电压的问题（变电）；将电能送到工矿企业区之后，还存在对用户合理分配电能的问题（配电）。 1. 电力系统的基本概念 - 国家电网公司的价值，2012年电力系统的工作流程电厂内部及附近用户 低压用户 升压变电站 发电厂 10.5/6.3kV 110kV以上 高压输电网地区降压变电所 企业降变或市内降变 35kV-

4、110kV高压配电网 10/6/3kV 高压配电网车间变电站 高压设备 380/220V由各种类型的发电厂、输配电网及电力用户组成。完成电能的生产、输送、分配及使用。发电网输电网配电网电力用户110kV以上110kV以下多个电厂并网组成 1发电厂（generating plant） 发电厂将一次能源转换成电能。 按一次能源介质划分为火力发电厂、水力发电站、核电站等，此外，还有小容量的太阳能发电厂、风力发电厂、地热发电厂和潮汐发电厂等，正在研究的还有磁流体发电和氢能发电等。一、电力系统的构成 火电厂全景水电站外景大亚湾核电站太阳能发电光伏发电风光互补发电 2输配电网络（电力网，power net

5、work） 电力系统中除发电设备和用电设备以外的部分。 包括变电、输电和配电3个环节。电力网络主要由电力线路、变电站（所）和换流站（交直流联合输电系统中实现交流电和直流电相互变换的技术装置）组成。一、电力系统的构成 升压变电所：多建在发电厂内，把电压升高后，再进行远距离输送。 降压变电所：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。 35kV一般（地区）变电站 500kV枢纽变电站 220kV重要（中间）变电站 终端箱式变电所 3电力用户 凡取用电能、消耗电能的用户设备或用电单位均称为电能用户。相对于一般居民用电，工业企业用电量约占我国全年总发电量的64%，是最大的电能用户。二

6、、电力系统的额定电压 0.38、3、6、10、35、110、220、330、500、750、1000 电压是电力系统重要指标之一。 意义：指导生产厂家成批生产，同时便于用户进行设备调换。 国家统一规定额定电压等级（kV）： 接入电力系统的各种电力设备，其额定电压应与上述额定电压等级相匹配。二、电力系统的额定电压 能使电气设备长期运行时获得最好技术经济效益的电压，或电器长时间工作时所适用的最佳电压。通常指线电压。0.38、3、6、10、35、110、220、330、500、750、1000 国家统一规定额定电压等级（kV）： 额定电压： 用电设备：接受、消耗电能 供电设备：提供电能 变压器一次绕

7、组、二次绕组 用电设备二、电力系统的额定电压 用电设备额定电压低压 / V 220380660 220127 380220 660380高压 / kV3610351102203305007503 61035110220330500750用电设备所具有的 最好技术经济指标 的电压。规定：用电设备的额定电压等于同级电网的额定电压。 由于存在电压损失，用电设备的实际电压可能偏离额定值，允许电压偏差一般为5%。发电机接于线路始端，为补偿线路上的电压损耗，发电机的额定电压一般应比同级电网额定电压高出5%。 发电机二、电力系统的额定电压 电网和用电设备额定电压 发电机额定电压低压 / V 220127 3

8、80220 660380230400690高压 / kV3 61035110220330500750 3.15 6.3 10.513.8,15.75,18,20-发电机接于线路始端，为补偿线路上的电压损耗，发电机的额定电压一般应比同级电网额定电压高出5%。 电力网额定电压380V，发电机的额定电压计算值：近似计算注：发电机有一些特殊的额定电压，不包含在额定电压等级里面。T2 一次绕组额定电压应与电网额定电压相同。T1 一次绕组额定电压应与发电机额定电压相同。 与电网相连（降压变）： 与发电机相连（升压变）： 变压器二、电力系统的额定电压 MT1T2UN2GUN1UN3+5%UN1+0%UN3

9、相当于用电设备，规定其额定电压等于与之相连的设备的额定电压。一次绕组+5%UN1+0%UN2T1二次绕组额定电压应比同级电网额定电压高10%。T2 二次绕组额定电压应比同级电网额定电压高5%。 二次侧输电距离较长： 二次侧输电距离较短： 相当于供电设备，规定其额定电压是指变压器一次绕组加额定电压而二次绕组开路的电压，即为空载电压。二次绕组只考虑变压器承载时自身电压损失（通常在额定工作情况下约为5%）。+10%UN2+5%UN3其中5%用于补偿变压器承载时一、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。二、电力系统的额定电压 能使电气设备长期运行时获得最好技术经济效益的电压，或电器

10、长时间工作时所适用的最佳电压。通常指线电压。0.38、3、6、10、35、110、220、330、500、750、1000 国家统一规定额定电压等级（kV）： 额定电压： 用电设备：接受、消耗电能 供电设备：提供电能 变压器一次绕组、二次绕组二、电力系统的额定电压 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 220380660 220127 380220 660380230400690 220127 380220 660380 230133 400230 690400高压 / kV3610351102203305007503 6103511022033

11、05007503.15 6.3 10.513.8,15.75,18,20-3 3.156 6.310 10.513.8,15.75,18,20351102203305007503.15 3.36.3 6.610.5 11-38.5121242363550-升压变压器，一次绕组的额定电压与相连的发电机相同。低压线路或直接供电给高低压用电设备，比同级电网额定电压高5%。当线路较长（较大容量的输电线路），比同级电网额定电压高10%。MT1T2UN2GUN1UN3+5%UN1+5%UN1+10%UN2+0%UN2+5%UN3+0%UN3+10%UN3二、电力系统的额定电压 电力系统中，发电机三相绕组通

12、常是接成星形的，变压器高压绕组多数也是接成星形的。这些发电机和变压器星形绕组的中点称为电力系统的中性点。三、电力系统的中性点运行方式 中性点有效接地系统 中性点非有效接地系统110kV及以上电网380/220V低压系统35kV及以下电网，看条件中性点直接接地中性点经小电阻接地中性点不接地中性点经消弧线圈接地中性点直接接地中性点不接地中性点经消弧线圈接地三、电力系统的中性点运行方式 ABCC0在正常运行情况下，各相对地电压为相电势，中性点对地电压为零。各相电容在三相对称电压作用下，产生对称的三相对地电容电流，超前相应电压90。三相对地电压之和与三相电容电流之和都为零。 1中性点不接地系统ABCC

13、0 电压接地相电压为零，中性点电压升高为相电压，非故障相电压电压升高为线电压；系统线电压依然对称。 1中性点不接地系统（单相接地）ABCC0 电流非故障相对地电容电流升高为正常值的3倍。故障相对地电容电流增大为正常值的3倍。 1中性点不接地系统（单相接地）小 结 1. 系统正常运行时，线电压对称，各相对地电压对称，等于各相的相电压，中性点对地电压为零，各相对地电容电流也对称，其电容电流的相量和为零。2. 中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压不变，而非故障相对地电压升高到原来相电压的 倍 。故障相电容电流增大为原来的3倍。3. 电气设备对地绝缘按线电压来考虑。 2中性点经消弧线圈接地系统0

14、C 若单相接地电容电流超过规定值，应采用中性点经消弧线圈接地的运行方式。0C 消弧线圈：在中性点接入一个电感线圈，当单相接地时，在接地点就有一个电感分量的电流通过，此电流和原系统中的电容电流相抵消，可以减少流经故障点的电流，避免接地点燃起电弧，产生弧光过电压，造成绝缘损坏。 消弧线圈的补偿方式完全补偿产生谐振过电压，造成中性点电压升高，实际上不采用。欠补偿运行方式变化（某元件检修或切除时），仍可能引起谐振过电压。一般也不采用。过补偿无发生过电压的危险性。广为应用。过补偿度：一般为5%10% 2中性点经消弧线圈接地系统 发生单相接地故障时，由于中性点的钳位作用，非故障相对地电压不变，电气设备绝缘

15、按相电压考虑，降低设备绝缘要求。OCc)中性点直接接地 3中性点直接接地系统 电力用户供电系统由用户内部变配电所（终端降压变/配电所）、供电线路和用电设备等组成。 电力用户供电系统的供电电压一般在110kV及以下。 对供电质量有很高的要求。一、工厂供电系统的特点 2. 工厂供电系统特点和供电质量的主要指标. 电压. 频率. 可靠性二、决定供电质量的主要指标电压质量是以电压偏离额定电压的幅度、电压波动与闪变和电压波形来衡量。 理想的供电电压应该是幅值恒为额定值的三相对称正弦电压。 由于供电系统存在阻抗、用电负荷的变化和用电负荷的性质（如冲击性负荷、非线性负荷）等因素，实际供电电压无论是在幅值上、波形上还是三相