公电力供给需要基本掌握的常识

供电技术课程基本内容供电，就是指工矿企业所需电能的供应和分配，亦称配电。供电系统：工矿企业的用电系统。工矿企业所需的电力电源从进厂起到所有用电设备入端止的整个电路及其中的变配电设备。供配电技术(Engineeringofpoweranddistribution)就是研究电力的供应和分配问题。学习任务：了解电力用户的电力供应和分配问题；掌握简单供电系统运行、维护和设计计算所需的基础知识和基础理论.前修课程：电路、电子、电机学第一章供电系统的基本概念

1.1电力系统基础1.2电力系统接线方式1.3典型企业供电系统1.4电网中性点运行方式

1.1.1电力系统1.系统：由相互作用、依赖的若干部分组成的具有特定功能的有机整体，它又从属于一个更大的系统（《系统论》）2.电力系统：完成电能生产、输送、分配、消费的统一整体。通常由发电机、变压器、电力线路和负荷等电力设备组成的三相交流系统。1.1电力系统基础3.电力系统组成一次系统在工程实际中，常把电力系统中的发电、输变电与供配电等环节叫做一次系统。1.1电力系统基础二次系统：包括继电保护、测量和调度等环节。继电保护主要是对系统中出现的各种故障，如短路、过电流、断相、接地等，进行切断电源或声响报警等动作；测量是对电力系统的运行参数进行在线测定和显示，如电压、电流、功率、功率因数等；调度主要包括负荷分配、功率平衡、电压调整、线路的投入与切除等工作。1.1电力系统基础图1－1典型的电力系统1工厂的电力负荷，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级。1）一级负荷

这类负荷若供电突然中断将造成对人员的生命危害，或造成重大设备损坏且难以修复，或打乱复杂的生产过程并使大量产品报废，给国民经济带来极大损失。。例如冶金企业的炉体冷却水泵、浇铸车间、连续轧钢生产线，矿山企业的主排水泵、主扇风机，化工企业的反应炉、建材行业的水泥回转窑、医院以及国家重要的铁路枢纽、通信枢纽、国防设施等，均属于一级负荷。1.1.2电力负荷及对供电的要求1.1电力系统基础2）二级负荷这类负荷若突然断电，将造成生产设备局部损坏，或生产流程紊乱且恢复较困难，企业内部运输停顿，或出现大量废品或大量减产，因而在经济上造成较大的损失。这类负荷一般允许短时停电几分钟，它在工业企业中占的比例最大。3）三级负荷

三级负荷为一般的电力负荷.1.1电力系统基础2负荷供电要求1）一级负荷对供电电源的要求

应由两个独立电源供电，当一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。独立电源是指不受其它电源的影响与干扰的电源。具备下列两个条件的发电厂或变电所的不同母线段均属独立电源：①每段母线的电源来自不同的发电机，且以后的输、变、配电各环节叉均为分列运行；②母线段之间无联系，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，不影响其余母线段继续供电。1.1电力系统基础特殊重重要的的一级级负荷荷通常常称为为保安负负荷。对保保安负负荷必必须备备有应应急使使用的的可靠靠电源源。常用的的应急急电源源有：：独立立于正正常电电源的的发电电机组组，干干电池池，蓄蓄电池池，供供电系系统中中有效效地独独立于于正常常电源源的专专门供供电线线路。。1.1电电力力系统统基础础2）二二级负负荷对对供电电电源源的要要求要求做做到当当发生生供电电变压压器故故障时时不致致中断断供电电，或或中断断后能能迅速速恢复复供电电。二二级负负荷应应由两两回线线路供供电，，两回回线路路应尽尽可能能引自自不同同的变变压器器或母母线段段。当取得得两回回线路路确有有困难难时，，允许许由一一回专专用架架空线线路供供电。。3）三级级负荷荷对供供电电电源的的要求求对供电电电源源无特特殊要要求，，允许较较长时时间停停电，，可用用单回回线路路供电电。1.1电电力力系统统基础础在大型型工业业企业业中，，一、、二级级负荷荷约占占总负负荷的的60％以以上，，因此此即使使是短短时停停电所所造成成的损损失也也是很很大的的。此此外，，各级级负荷荷不能能孤立立地看看待，，一个个企业业中只只要有有一个个一级级负荷荷，则则该企企业的的总降降压变变电所所对于于上级级供电电部门门来说说就是是一级级负荷荷。在在掌握握了负负荷分分级及及其对对供电电的要要求后后，在在设计计新建建企业业的供供电系系统时时可以以根据据实际际情况况来进进行方方案的的拟定定和分分析比比较，，使确确定的的供电电方案案在技技术经经济上上最合合理。。1.1电电力力系统统基础础3用用户户对供供电的的要求求保证供供电安安全可可靠安全是是指不不发生生人身身触电电事故故和因因电气气故障障而引引起的的爆炸炸、火火灾等等重大大灾害害事故故。供电的的可靠靠性是是指供供电系系统不不间断断供电电的可可能程程度。。保证供供电电电能质质量对于用用户，，良好好的电电能质质量是是指电电压偏偏移不不超过过额定定值的的±5％，，频率率偏移移不超超过±±0.2～～0.5Hz，，正弦弦交流流的波波形畸畸变极极限值值在3％～～5％％的允允许范范围之之内。。1.1电电力系统统基础保证供电系系统的经济济性该项要求供供电系统的的一次投资资要少，运运行费用要要低。在满满足前两项项要求的前前提下，尽尽可能节约约电能和减减少有色金金属的消耗耗量。1.1电电力系统统基础1.1.3电电力系统电电压等级1.电力力网为何要要采用高电电压？远距离大容容量输电的的压降和损损耗：容量：压降：损耗：a.截面积积与损耗b.绝缘与与投资两两方面取折折衷1.1电电力系统统基础电压等级(kV)输送容量(MVA)输送距离（km）输电7502000~2500500以上区5001000~1500150~850跨省220100~500100~300跨地区高中压配电11010~5050~100县市352~1020~50县市内100.2~26~20市内低压配电380/220楼内、农电线路电压与与容量、距距离的关系系1.1电电力系统统基础为何要确定定额定电压压?电网(线路路)的额定定电压只能能使用国家家规定的额额定电压。。它是确定定各类电气气设备额定定电压的基基本依据。。标准化：避避免电压等等级数量的的无限制扩扩大，导致致互联困难难。最佳的技术术经济性能能：电力设设备需要在在额定电压压下进行行优化设设计、制造造和使用。。1.1电电力系统统基础用电设备的的额定电压压:线路首端与与末端的平平均电压即电网网的额定电电压。用电设备的的额定电压压规定与同级电网网的额定电电压相同。如图中中虚线所示示。发电机的额额定电压:发电机额定定电压规定定高于同级级电网额定定电压5％％用电设备与与发电机的的额定电压压说明4如何何确定额定定电压?(电压分布布:±5%)1.1电电力系统统基础电力变压器器的额定电电压：（1）电力力变压器一一次绕组的的额定电压压分两种情情况：①当变压器器直接与发发电机相联联时，如图图中的变压压器T1，，高于同级级电网额定定电压5％％。电力变压器器额定电压压说明②当变压器不不与发电机机相联而是是连接在线线路上时，，如图变压压器T2，，其一次绕绕组额定电电压应与电电网额定电电压相同。。1.1电电力系统统基础（2）电力力变压器二二次绕组的的额定电压压亦分两种种情况：①变压器二二次侧供电电线路较长长，如图中中的变压器器T1，其其二次绕组组额定电压压应比相联联电网额定定电压高10％。电力变压器器额定电压压说明②变压器二二次侧供电电线路不长长时，如图图中的变压压器T2，，其二次绕绕组额定电电压只需高高于所联电电网额定电电压5％。。1.1电电力系统统基础图：电电网额额定电压确确定示意图图1.1电电力系统统基础5平均均额定电压压概念在短路电流流计算时，，为了简化化计算且使使问题的处处理在技术术上合理，，习惯上用用线路的平平均额定电电压（Uav）来表示电电力网的电电压。Uav是指电网始始端的最大大电压（变变压器最大大空载电压压）和末端端受电设备备额定电压压的平均值值，例如额额定电压为为10kV的电网，，其平均额额定电压为为1.1电电力系统统基础55050050036333033024222022012111011038.5353510.5及1110及10.510.5106.3及6.66及6.36.363.15及3.33及3.153.153二次一次额定电压额定电压变压器电压(kV)发电机(kV)线路(电网)电力设备(kV)我国电网额额定电压等等级1.1电电力系统统基础1电压质质量电压质量是是电能质量量的重要指指标之一。。它以电压压偏差、电电压波动与与闪变和电电压波形来来衡量。电压偏差电压偏差是是以电压偏偏离额定电电压的幅度度，一般以以百分数表表示，即1.1.4供电系系统电能质质量1.1电电力系统统基础线路额定电压UN允许电压偏差35kV及以上10kV及以下220V±5%±7%+7%、-10%ΔV%为电电压偏差百百分数，U为实际电电压，UN为额定电电压我国规定了了供电电压压允许偏差差，见下表表，要求供供电电压的的电压偏差差不超过允允许偏差。。1.1电电力系统统基础电压波动和和闪变电压波动是是指电压的的急剧变化化。电压波波动程度以以电压最大大值与最小小值之差或或其百分数数表示，即即δU=Umax-Umin式中，δU为电压波波动；Umax、Umin为为电压波动动的最大值值和最小值值（kV））；UN为额定电电压（kV）。周期性电压压急剧变化化引起光源源光通量急急剧波动而而造成人眼眼视觉不舒舒适的现象象，称为闪闪变。1.1电电力系统统基础波形波形的质量量是以正弦弦电压波形形畸变率来来衡量的。。在理想情情况下，电电压波形为为正弦波，，但电力系系统中有大大量非线形形负荷，使使电压波形形发生畸变变，除基波波外，还有有各项谐波波。2频率率频频率的的质量是以以频率偏差差来衡量。。我国采用用的额定频频率为50赫兹，在在正常情况况下，频率率的允许偏偏差，根根据电网的的装机容量量而定；事事故情况下下，频率允允许偏差更更大，频率率的允许偏偏差见下表表。1.1电电力系统统基础电力系统频频率的允许许偏差运行情况允许频率偏差HZ正常运行300万千瓦及以上300万千瓦以下±0.2±0.5非正常运行±1.03供电电可靠性供电可靠性性是以对用用户停电的的时间及次次数来衡量量。它常用用供电可靠靠率Kre1表示，即实实际供电时时间与统计计期全部时时间的比值值的百分数数表示。1.1电电力系统统基础供电系统的的接线方式式按网络接接线布置方方式可分为为放射式、、干线式、、环式及两两端供电式式等接线系系统；按其其网络接线线运行方式式可分为开开式和闭式式网络接线线系统；按按对负荷供供电可靠性性的要求可可分为无备备用和有备备用接线系系统。在有有备用接线线系统中，，其中一回回路发生故故障时，其其余回路能能保证全部部供电的称称为完全备备用系统；；如果只能能保证对重重要用户供供电的，则则称为不完完全备用系系统。备用用系统的投投入方式可可分为手动动投入，自自动投入和和经常投入入等几种。。1.2供供电系统统的接线方方式1.2供供电系统统的接线方方式1.2.1供供电系统接接线方式的的要求（一）安全全可靠（二）操作作方便，运运行灵活（三）经济济合理（四）便于于发展1.2供供电系统统的接线方方式1.2.2供电电系统的接接线方式1无无备用系统统接线2有有备用系系统的接线线双回路放射射式环式双回路干线线式1.2供供电系统统的接线方方式无备用系统统接线双回路放射射式接线环式接线线双回路干干线式接接线1.2.3变变电所所的主接接线1线线路－变变压器组组接线2桥桥式接线线3单单母线分分段式接接线4双双母线接接线1.2供供电电系统的的接线方方式线路－变变压器组组接线单母线分分段主接接线桥式接线线双母线接接线电力系统统的一个个子集，，主要包包括配电电网和负负荷。供供电系统统处于电电力系统统的末端端，经过过一至两两级降压压后直接接向负荷荷供电。。1.3.1供供电系系统在电电力系统统中的地地位和作作用1.3.2供供电系系统分类类1.3典典型型企业供供电系统统系统侧要要求用户侧要要求1供供配电电工作:1）保证证工厂生生产和生生活用电电的需要要2）搞好好“三电电”---安全全用电、、节约用用电、计计划用电电2基基本要要求：安安全、可可靠、优优质、经经济1.3.1供供电系系统在电电力系统统中的地地位和作作用1.3典典型企企业供电电系统1.3.2供供电系系统分类类具有高压压配电所所的供电电系统具有总降降压变电电所的供供电系统统只有一个个变电所所或配电电所的供供电系统统高压深入入负荷中中心的供供电系统统1.3典典型企企业供电电系统1具具有高压压配电所所的供电电系统如图所示示是一个个比较典典型的中型工工厂供电电系统的的系统图(systemdiagram）。可可以看出，，该厂的的高压配配电所有两条6-l0kV的的电源源进线，分别别接在高高压配电电所的两段母线线上。这这两段母母线间装有一个个分段隔隔离开关关，形成所谓““单母线线分段制制”。1.3典典型企企业供电电系统2具具有总降降压变电电所的供供电系统统如图总总降压变变电所高高压两回回路供电电高低压均均单母分分段接线线，1.3典典型企企业供电电系统对于小型型工厂，，由于所所需容量量一般不不大于1000kV··A或稍稍多，因因此通常常只设一一个降压压变电所所，将6--l0kV电压降降为低压压用电设设备所需需的电压压，如图图所示。。3只只有一一个变电电所或配配电所的的供电系系统1.3典型型企业供电系系统4高压深深入负荷中心心的供电系统统这种接线方式式无总配电所所，而是采用用T接形式式接入车间变变电所1.3典型型企业供电系系统1.4电网网中性点运行行方式1.4.1中中性点点运行方式分分析分类三相交流电系系统的中性点点是指星形连连接的变压器器或发电机中中性点。中性性点的运行方方式有三种：：中性点不接地地系统，中性点经消弧弧线圈接地系系统中性点直接接接地系统。1.4.2中中性点不不接地方式正常运行时，，各相的对地地电压均等于于相电压，中中性点对地电电压为零。各各相的对地电电容电流对称称，其电容电电流的向量和和为零。1.4电网网中性点运行行方式系统发生单相相接地时，接接地相对地电电压为非接地地相对地电压压升高为线电电压，即为相相电压的倍倍,接接地相的电容容电流为零，，非接地相的的对地电流也也增大为倍倍,

接地电电流为正常运运行时每相