济南大学工厂供电第1章课件

1、12013-02-27工厂供电教学大纲 课程的性质和任务 工厂供电是电气工程及其自动化专业的一门理论性和实践性很强的专业课程，涉及工业企业供电中的电力负荷及其计算，短路电流及其计算，工厂供电系统及其一次系统、二次系统、使学生初步掌握工厂供电系统的运行、维护和设计计算所必需的基本理论和基本知识，为今后从事工厂供电技术及工业电气自动化专业工作奠定一定的基础。先修课程 高等数学、大学物理、电路原理、模拟电子技术、 数字电子技术 、电机及拖动教材 余建明，同向前，苏文成供电技术（第4版）M北京：机械工业出版社，2008 参考教材 1 西北电力设计院 电力工程电气设计手册（电气一次部分、电气二次部分）北

2、京：水利电力出版社，2005 2 刘万顺.电力系统故障分析（第3版）.中国电力出版社,2010.3 张保会,尹项根. 电力系统继电保护（第2版）.中国电力出版社,20104 杨奇逊. 微机型继电保护基础（第2版）.中国电力出版社,2005. 课时 48学时,其中讲课42学时,实验6学时成绩评定 期末考试成绩（70）+实验成绩（15）+平时成绩（15）上课时间、地点 上课班级：电传1001、电能1001-02 上课时间、地点：第1-15周 单周周三3、4节，11J2302 周四3、4节,11J5402 答疑时间：周二3、4节/周，1J803图：已建成投运的四川北川智能变电站传统变电站智能变电站电

3、子式互感器智能设备装备升级信息整合节能环保一体化平台DL/T860统一建模系统互动高级应用普通电缆光纤新型复合材料传统互感器传统变压器紧凑型占地少自动化系统状态监测PMU保护信息系统辅助系统常规开关柜变电所高压输电线路变电所电厂变压器电线杆变压器鼓国家风光储输联合示范工程在风能和光能资源丰富的河北张家口地区，建设集成电网、风电、光伏和储能系统的联合示范电站，2011年12月25日建成投产。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;最后介绍了用户供电系统的特点和决定供电质量的主要指标。 第1章 绪论第一节 电力系统的基本

4、概念 变电所高压输电线路变电所电厂变压器电线杆输电网&配电网变压器鼓一、电力系统的构成未来智能电网-摘自欧盟“智能电网技术论坛”报告，2005二期集控室汽机转子厂房外景邹县电厂汽机机房发电220kV输电线35kV输电线110kV输电线10kV输电线500kV输电线输电配电220kV变电站变电110kV变电站变电箱式变电站变电用户炼钢电弧炉电力系统示意图发电、输电、变电、配电、用户构成电力系统 为了提高供电的可靠性和经济性，将各发电厂通过电力网连接起来，并联运行，组成庞大的联合动力系统。将各种类型发电厂中的发电机、升压变压器、输电线路以及各类电力用户联系在一起构成的统一的整体就是电力系统，用以实

5、现完整的发电、输电、变电、配电和用电。 生产电能的工厂，即把各种形态的一次能源通过发电设备转换为电能。 1. 发电厂按一次能源介质火电厂（煤、石油、天然气）水电厂核电厂其他电厂（地热电厂、潮汐电厂、风力电厂等）2. 变电站变换电压和交换电能的场所。升压变电站降压变电站（地方降压变电站、企业降压变电站、车间变电站）(1) 电网额定电压的等级国家标准规定的标准电压又称额定电压。由国家制定和颁布的。 表-（P.2）二、电力系统的额定电压表1.1 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 38022

6、0 660380 230 400 690 220127 380220 660380 230133 400230 690400高压 / kV3 61035110220330500750 3.15 6.3 10.513.8,15.75,18,20-3及3.156及6.310及10.513.8,15.75,18,20351102203305007503.15及3.36.3及6.6l0.5及1138.5121242363550-1000kV 交流，800kV正在建设1100kV，2015年投运。1) 用电设备的额定电压和电网的额定电压是一致的。 2) 发电机的额定电压高于电网额定电压5%（一般正常工作

7、时，线路电压损耗约10%；用电设备允许电压偏差）。3) 变压器的额定电压-5%G5%UN线路首端线路末端一次线圈 ：升压变压器，比电网的额定电压高5% 。降压变压器，与电网额定电压相同。二次线圈 ：升压变压器， 高出电网额定电压10%。降压变压器，高出电网额定电压10%（或5%）。设备的额定电压是用电设备、发电机和变压器正常工作时，具有最好技术经济指标的电压。 由于传输过程中存在电压损失，二者关系如下： (2)设备的额定电压与电网额定电压关系大电流接地系统小电流接地系统中性点接地方式的选择 主要取决于单相接地时电气设备绝缘要求及供电可靠性中性点有效接地和中性点非有效接地电力系统的中性点是指星形

8、联结的变压器或发电机的中性点。中性点运行方式主要有两类：中性点直接接地和中性点不接地三、电力系统的中性点运行方式OCa)中性点不接地1中性点非有效接地方式正常运行时，各相对地分布电容相同，三相对地电容电流对称且其和为零，各相对地电压为相电压。OCLb)中性点经消弧线圈接地UAUBUC图1-3 中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障 图1-2 中性点不接地系统发生单相接地故障 发生一相接地故障时，电压特征：故障相电压变为零，非故障相对地电压 升高到原来相电压的 倍。电气设备的绝缘要按线电压来选择。电流特征：故障相电容电流增大到原来的3倍。3UAUBUCU0 优点：这种方式下的非故障相对地电压不

9、变，电气设备绝缘按相电压考虑，降低设备绝缘要求。在中性点直接接地的低压配电系统中，如为三相四线制供电，可提供380220V两种电压，供电方式更为灵活。 缺点：这种运行方式发生一相对地绝缘破坏时，就构成单相短路，供电中断，可靠性会降低。2中性点直接接地方式OCc)中性点直接接地110kV以上高压系统 中性点直接接地 635kV中压系统 中性点不接地或中性点经消弧线圈接地 低于1kV的低压配电系统 中性点直接接地第二节 工厂供电系统特点和决定供电质量的主要指标 用户供电系统一、工厂供电系统特点 1、电力用户供电系统由用户内部变配电所、供电线路和用电设备等组成，其中变配电所是电力系统的一个终端降压变

10、配电所。 2、电力用户供电系统的供电电压一般在110KV及以下。 3、大多为国家电网供电，也可建立自备发电站。1、电压 二、决定供电质量的主要指标决定用户供电质量的主要指标为电压、频率和可靠性。 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、波形上还是三相对称性上都可能与理想电压之间存在着偏差。 (1)电压偏差 电压偏差是指电网实际电压与额定电压之差。 (2)电压波动和闪变 电网电压幅值（或半周波方均根值）的连续快速变化称为电压波动。由电压波动引起的灯光闪烁对人眼脑产生的

11、刺激效应称为电压闪变。 (3)电压波波形畸变 电网电压波形发生非正弦畸变时，电压中出现高次谐波。 (4)三相不对称 三相电压不对称指三个相电压在幅值和相位关系上存在偏差。 UAUBUC 一个交流电力系统只能有一个频率。我国规定的电力系统标称频率(工频)为50Hz。国际上标称频率有50Hz和60Hz两种。 2.频率 当电能供需不平衡时，系统频率便会偏离其标称值。频率偏差不仅影响用电设备的工作状态、产品的产量和质量，而且影响电力系统的稳定运行。多数国家规定频率偏差：我国300万kW以上系统的频率偏差：我国300万kW以下系统的频率偏差：目前我国一些大系统已做到频率偏差：3、可靠性 这类负荷在供电突

12、然中断时将造成人身伤亡的危险，或造成重大设备损坏且难以修复，或给国民经济带来极大损失。 关键负荷重要负荷一般负荷要求由两个独立电源供电。而对特别重要的关键负荷，应由两个独立电源供电。 这类负荷如果突然断电，将造成生产设备局部破坏，或生产流程紊乱且难以恢复，工厂内部运输停顿，出现大量废品或大量减产，因而在经济上造成一定损失。 重要负荷应由两回路供电，两个回路应尽可能引自不同的变压器或母线段。 不属于关键和重要负荷的电能用户均属于一般负荷。 对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可采用单回路供电。 对可靠性的要求不同划分 供电可靠性指供电系统持续供电的能力，应根据负荷等级来保证供电系统的可靠性。一类负荷二类负荷三类负荷本讲小结 电力系统的基本概念电力