第1章-电力系统概论_第1页
第1章-电力系统概论_第2页
第1章-电力系统概论_第3页
第1章-电力系统概论_第4页
第1章-电力系统概论_第5页
已阅读5页,还剩169页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

第1章供电系统概述工厂供配电技术的简介供配电系统的基本情况工厂内供电系统的构成各主要构成环节的作用及名称典型的各类工厂供配电系统及相关知识电力系统中性点运行方式工厂供配电电压等级和电网及用电设备、变压器的额定电压等级主要内容我国是电能的生产和使用大国,地域广阔,发电资源分布和经济发展极不平衡:全国可开发的水电资源近2/3在西部的四川、云南、西藏;煤炭保有量的2/3分布在山西、陕西、内蒙古。全国2/3的用电负荷却分布在东部沿海和京广铁路沿线以东的经济发达地区。西部能源供给基地与东部能源需求中心之间的距离将达到2000~3000km。中国电力工业的现状发电量:18000-20000亿度/年,人均1400度,装机容量:4亿kW电压等级:交流:500kV/220kV/110kV/(66kV)35kV/10kV

直流:±500kV(±600kV)西北电网:750kV/330kV/220kV/110kV/35kV/10kV缺电问题:缺什么电?缺多少电?为什么缺电?

近15年我国用电构成情况

中国及各主要发达国家年人均用电量(kW.h/人年)各行业用电构成%年份重工业轻工业农业交通市政城乡居民198764.516.57.16.45.5199161.8166.97.38.5199559.8156.28.710.2199957.514.45.7510.1612.2国家加拿大美国英国日本德国中国19941558011890607059205750640200616753135506185845171742100缺电问题:缺什么电?缺多少电?为什么缺电?我国在发电、输电、配电的关系长期投资比例失调:电力电源建设与电网建设.

发:输:配我国1:0.21:0.12美国1:0.43:0.7日本1:0.47:0.68电力工业长期跟不上国民经济的发展速度我国国内生产总值(GDP)及发电量年增长率情况比较年增长率%1980-1985年1986-1990年1991-1995年1996-2000年2001年2002年GDP年增长率10.717.87128.287.38发电量年增长率6.48.610.16.35.812我国电力工业的展望国家中长期科技发展规划(能源部分)未来我国能源需求预测:2020年,我国一次能源需求25~33亿吨标煤煤炭21~

29亿吨、石油4.5~

6.1亿吨天然气1400~

1600亿立方发电装机8.6~

9.5亿kW,其中水电2.0~

2.4亿kW能源发电发展规划:2010年,三峡水电站向华中,华东,四川和重庆供电,形成全国北,中,南三大跨区互联电网。

2020年,实现水电,火电,核电和新能源四者结构合理基础上的全国统一电网。我国电力工业的展望国家中长期科技发展规划能源科技发展思路:把节约能源放在首位,促进节能型社会的建立;以煤炭为主体,以电力为中心,加快发展水电、核电,保障油气安全;坚持远近结合,积极推进可再生能源和新能源的发展。从发电到供电的示意图火力发电站核电站水力发电站超高压变电站一般水力发电站一次变电站配电用变电所牵引变电所大工厂高压配电线农家住宅商店小工厂

电力系统-----是由发电厂、变电站、电力线路和用电设备联系在一起组成的统一整体。上述各组成部分分别起到生产、转换、分配、输送和使用电能的作用。

1.发电厂是将自然界蕴藏的各种一次能源转化成二次能源(电能)的场所,按一次能源性质分类如:火力发电厂,水力发电厂,核电厂,风力风电场等。

2.变电站是进行电压变换以及电能接受和分配的场所。只进行电能接受和分配,没有电压变换功能的场所称为配电所。根据变电站性质可分为升压和降压变电站。升压变电站是将发电厂发出的电能进行升压处理,以便于远距离大功率输送。降压变电站是对电力系统的高压进行降压处理,以便电力设备使用。降压变电站中,按其用途分为枢纽变电站,区域变电站和用户变电站。枢纽变电站起到对整个电力系统各部分纽带联接的作用,负责整个系统电能传输和分配。区域变电站是将枢纽变电站送来的电能作一次降压后分配给电能用户。用户变电站接受区域变电站的电能,将其降压为能满足用电设备电压要求的电能并合理分配给各用电设备。3.电力线路

是进行电能输送的通道。分为输电线路和配电线路两种。

输电线路是将升压后的电能送到邻近负荷中心的枢纽变电站,或连接相邻枢纽变电站,或从枢纽变电站将电能送到区域变电站,电压等级一般在220kV以上;

配电线路是将从区域变电站经降压后输送到电能用户的线路,一般电压等级为110kV及以下。

4.用电设备(负荷)从电力系统中汲取电能,并将电能转化为机械能、热能、光能等。如电动机、电炉、照明器等设备。电力系统中除去发电厂和用电设备以外的部分称为电力网络,简称电网。电力系统和动力机械设备部分合称动力系统电力系统组网运行的原因降低成本、提高一次能源使用效率组网运行后可以不受区域负荷限制,采用效率高的大容量机组代替小容量机组发电;在一次能源产出就地设发电厂,电网组网运行向电能使用地输送,降低发电成本;充分利用发电厂季节优势,合理调度发电量。保证电力供应的可靠性组网运行后,系统崩溃的可能性减小增强系统的稳定性指系统受到一定干扰后继续运行的能力,包括同步运行稳定性,频率稳定性,电压稳定性保证电能质量反映在电压质量和频率质量上,组网后系统容量大,用电设备负荷波动对系统电气参数影响减小电力系统示意图1电力系统示意图2从发电厂到用户的送电过程示意图

电力系统由电能的产生,电能的输送和电能的使用等三部分组成.

(1)电能的产生:主要利用煤,油,天然气,水力,核能等一次能源,通过发电机转化成电能.

近年来,利用太阳能,风能,生物质能,地热和潮汐等洁净能源的发电技术得到了迅速发展.

我国电力生产政策:火力发电为主,优先发展水电,适当发展核电.火力发电厂概念:是指用煤、油、天然气等为燃料的发电厂,简称火电站或火电厂。我国的火电厂以燃煤为主。现代火电厂一般都考虑了“三废”(废水、废汽、废渣)的综合利用,并且不仅发电,而且供热。这类兼供热能的火电厂,称为热电厂(热电站):如上海化工区余热电厂,年发电1亿kW,7.7%用于区内道路办公照明,其余上传城市电网。能量转换过程:燃料的化学能→热能→机械能→电能世界和中国主要常规能源储量预测水力发电厂就是把水的位能和动能转变成电能的发电厂,简称水电厂或水电站。主要分为堤坝式水力发电厂和引水式水力发电厂。由高坝和引水渠道分别提高一部分水位。这类水电厂,称为混合式水电厂概念:能量转换过程是:水流位能→机械能→电能。我国电力政策:“优先发展水电”如三峡水电站:全世界最大水电站,2011年32台机组全部投产发电。

堤坝式水力发电厂(图)堤坝式水力发电厂如:我国三峡水电站引水式水力发电厂(图)引水式水力发电厂抽水蓄能电站:抽水蓄能发电为目前实现负载管理、调节系统用电高峰和低谷时电量的最佳方式。原子能发电厂是利用核裂变能量转化为热能,再按火力发电厂方式发电的,只是它的“锅炉”为原子核反应堆,以少量的核燃料代替了大量的煤炭。又称核电站。由于核能是巨大的能源,而且核电站的建设具有重要的经济和科研价值,所以世界上很多国家都很重视核电建设,核电在整个发电量的比重逐年增长。能量转换过程是:核裂变能→热能→机械能→电能我国电力方针:“适当发展核电”

概念:核能:核能是通过转化其质量从原子核释放的能量。中国与世界一次能源消费结构比较(2004年)

(美国数据为2001年)我国有5座核电站:

杭州湾的秦山核电站(我国第一个自主设计,建造,管理和运营的核电站);广东大亚湾核电站;江苏连云港的田湾核电站;广东大亚湾西海岸大棚半岛东南侧的岭澳核电站.浙江南部的三门核电站(2004年7月一期工程建设批准。浙江省境内第二座核电站)

核裂变:一个大质量的原子分裂成两个比较小的原子。原子弹是用裂变原理造成,目前的核电站也是利用核裂变而发电。核聚变:小质量的两个原子合成一个比较大原子,如两个氢原子合为一个氦原子,就叫核聚变,太阳就是依此而释放出巨大的能量。

核裂变产生能量远小于核聚变,裂变堆的核燃料蕴藏有限,有强大辐射,且废料难以处理;核聚变辐射少,燃料取之不尽。

核聚变的“点火”问题:核聚变要在近亿度高温条件下进行,原子弹爆炸可以达到这个温度,但不适合聚变发电.因为电厂需要的不是一次惊人爆炸力,而是缓缓释放的电能。目前最大激光输出功率达100万亿瓦,利用激光或者超高微波加热法,足以“点燃”核聚变。发达国家这方面的研究已取得进展。我国自行研制的最大受控核聚变实验装置“中国环流器一号”,1984年在四川启动。估计,2025年后核聚变发电厂才有可能投入商业运营。2050年受控核聚变发电将广泛造福人类。其他类型的发电厂(新能源)风力发电厂:

利用风力的动能发电。英国,德国,丹麦等应用广泛,丹麦被封为“欧洲风力发电冠军”。地热发电厂:

利用地球内部蕴藏的大量的地热能发电。西藏羊八井地热电厂是中国最大的地热电站,目前地热发电量在西藏电网中占10%,冬季与枯水期可达12%。太阳能发电厂:

利用太阳光能或热能发电。太阳能发电又称光伏产业(无锡尚德,世界太阳能光伏大亨,创建人施正荣)。成本高,原材料多晶硅全部靠进口,主要为边远地区居民及交通、通讯等领域提供电。潮汐能发电厂:

利用海洋的潮汐能进行发电。英国在威尔士海岸建设首座深海潮汐能发电厂,2010估计可提供英国电力需求的5%。全球变暖原因,潮汐能不会产生二氧化碳;潮汐能比风能更有优势,是可预测的。风能:是太阳辐射下流动所形成的。风能与其他能源相比,具有明显的优势,它蕴藏量大,是水能的10倍,分布广泛,永不枯竭,对交通不便、远离主干电网的岛屿及边远地区尤为重要。太阳能:太阳能一般指太阳光的辐射能量。太阳能的主要利用形式有太阳能的光热转换、光电转换以及光化学转换三种主要方式。生物质能:生物质能来源于生物质,也是太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式,它直接或间接地来源于植物的光合作用。生物质能:大型垃圾焚烧发电厂海洋能:海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等。潮汐电站设想中的温差发电装置海洋能:波能发电站潮流发电站

2006年初,我国正式颁布了《可再生能源法》,即将陆续出台一系列鼓励政策与配套措施。未来,我国将以水电、沼气发电、秸杆发电、太阳能供热等常规清洁能源转换成熟技术和风电、光伏发电、燃料电池、微燃机组热——电联产分布供电等具有大规模发展潜力的新技术为重点。(2)电能的输送

发电厂和电力负荷中心往往距离很远,可能相距几千公里.

为了减少输电过程中的电能损失,必须采用高电压技术输送电力.电力输送距离越远,输送容量越大,所需的输电电压等级就越高.

输送方式:直流输电和交流输电.

输送线路:架空线和电缆线.超高压输电问题

高电压输电的发展高压输电的出现与电压等级的提高

100年来世界上的输电电压提高了100倍.

随着社会的发展,对电力能源的需求激增:

不断增长的用电需求促进发电技术向单位(千瓦)造价低、效率高的大型、特大型发电机组方向发展,而可用于大规模发电的能源基地在地理分布以及社会经济发展的历史又形成了电源和电力负荷地理分布上的不平衡。电力负荷中心地区经济发展较快,用电需求增长也快,但往往缺乏一次能源。而一次能源丰富的地区,如矿物燃料、水力资源的地区,其经济发展相对较慢,用电增长相对较低或人均用电水平较低。

这种一次能源分布和需求的不平衡情况增加了远距离、大容量输电和电网互联的需求。东西2000~3000km、南北800~2000km远距离。促进输电电压等级的提高的因素之一-----社会发展对能源的需求激增输煤还是输电?

电缆线路的波阻抗小,几十欧姆,因此同样电压等级下,比架空线输送功率大得多;但是电缆太贵,且故障后查找和修复困难.输电方式:架空线路铁塔、导线、绝缘子电缆输电太贵(10倍)一方面电力系统电压等级:当输送功率一定时,电压越高,电流越小,线路、电气设备等的载流部分所需的截面积越小,有色金属投资就越小;同时,由于电流小,传输线路上的功率损耗和电压损失也较小。因此提高输电线路的电压等级可以增大输电容量,提高电能效率。另一方面,电压越高,对绝缘的要求则越高,变压器、开关等设备以及线路的绝缘投资也就越大。在电压等级不变的情况下,远距离输电意味着线路电能耗损的增加和电压损失增大。设备可靠性随电压升高而下降设备的体积随电压升高而增大电压设备可靠性体积电压等级提高,虽然线路损耗减小,但相应投资也随之增长。综合考虑这些因素,对应一定的输送功率和输送距离都有一个最为经济、合理的输电电压。通过理论计算和经验数据确定两者最佳结合点,来决定输电线路的电压等级、最大输送功率和输送距离。工程概数:交流线路一般100kV可送100km

表电压等级与输送距离及输送容量电压等级(kV)110220330500输送容量(MW)10-50100-500200-8001000-1500输送距离(km)50-150100-300200-600150-850特高压输电的出现标称电压1kV及以下低压1kV-330kV以下高压

330kV及以上-1000kV超高压

1000kV及以上特高压由于远距离,大容量,减少线路走廊和节省土地资源等因素,20世纪60年代后期,国际上开始特高压输电的研究.特高压输电还有许多未解决的技术困难,国际上目前实际投入的只有750kV等级.因此:特高压输电技术是指电压等级在750kV交流和±500kV直流之上的更高一级电压等级的输电技术,包括交流特高压输电技术和直流特高压输电技术两部分。

特高压同塔双回的常规输电线路,可以压缩线路走廊宽度.输电方式交流输电优点(主要表现在发电和配电方面所具有的独特优势):基于电磁感应原理,交流发电机可以很经济方便地把机械能、化学能等其他形式的能转化为电能;交流电源和交流变电站与同功率的直流电源和直流换流站相比,造价大为低廉;交流电可以方便地通过变压器升压和降压,给配送电能带来极大方便.交流(传统方法)和直流(趋势)两种传输方式。交流输电缺点:*1交流输电线路中,除了有导线的电阻损耗外还有交流感抗的损耗.因此交流输电不能做太远距离输电.距离长线路感抗增大,限制输送容量,需要投入无功功率补偿,增加投资;*2存在分布电抗和对地电容,引起线路电压变化,造成系统运行不稳定;*3并网困难:交流输电并网要考虑相位的一致.如果相位不一致两组发电机并网会互相抵消.直流输电电力系统中近年来迅速发展的一项新技术。主要应用于远距离大容量输电、电力系统联网、远距离海底电缆或大城市地下电缆送电、配电网络的轻型直流输电等方面。直流输电与交流输电相互配合,构成现代电力传输系统。随着电力系统技术经济需求的不断增长和提高,直流输电受到广泛的注意并得到不断的发展。与直流输电相关的技术,如电力电子、微电子、计算机控制、绝缘新材料、光纤、超导、电力系统运行、控制和规划等的发展为直流输电开辟了广阔的应用前景。优点:(1)输送相同功率时,线路造价低:交流输电架空线路通常采用3根导线,而直流只需1根(单极)或2根(双极)导线。直流输电可利用大地或海水为回路,省去一极的导线,由于大地电阻率低,因此损耗小。对于双极直流系统,大地回路通常作为备用导线,因此,直流输电可节省大量输电材料,同时也可减少大量的运输、安装费。(2)线路有功损耗小:由于直流架空线路仅使用1根或2根导线,所以有功损耗较小,并且具有"空间电荷"效应,其电晕损耗和无线电干扰均比交流架空线路要小。优点:(3)适宜于海下输电:在有色金属和绝缘材料相同的条件下,直流时的允许工作电压比在交流下约高3倍。2根芯线的直流电缆线路输送的功率比3根芯线的交流电缆线路输送的功率大得多。运行中没有磁感应损耗,直流输电基本上只有芯线的电阻损耗,而且绝缘的老化也慢得多,使用寿命相应也较长。(4)系统的稳定性问题:在交流输电系统中,所有连接在电力系统的同步发电机必须保持同步运行。如果采用直流线路连接两个交流系统,由于直流线路没有电抗,所以不存在稳定问题。优点:(5)能限制系统的短路电流:用交流输电线路连接两个交流系统时,由于系统容量增加,将使短路电流增大,有可能超过原有断路器的开断容量,这就要求更换大量设备,增加大量的投资。直流输电时,就不存在上述问题。(6)调节速度快,运行可靠:直流输电通过晶闸管换流器能够方便、快速地调节有功功率和实现潮流翻转。如果采用双极线路,当一极故障,另一极仍可以大地或水作为回路,继续输送一半的功率,这也提高了运行的可靠性。缺点:直流输电换流站比交流变电站的设备多、结构复杂、造价高、损耗大、运行费用高等。换流器运行时在交流侧和直流侧产生一系列的谐波,为降低谐波的影响,在两侧需分别装设交流滤波器和直流滤波器,使得换流站占地面积、造价和运行费用均大幅度提高。直流断路器灭弧问题难以解决,使得多端直流输电工程发展缓慢。由于直流电的静电吸附作用,使得直流输电线路和换流站设备的污秽问题比交流输电严重,给外绝缘带来困难。

直流输电一般由整流站、直流线路和逆变站三部分组成。

在输送功率的过程中,整流站把送端系统的三相交流电变为直流电,通过直流电路送到用户,再通过逆变站把直流电转变为交流电,供给用户。今天的直流输电以交流电力系统为基础,在直流输电网的两端是两个换流站和交流系统,如下图所示.直流输电系统示意图换流装置Ⅰ把交流整流成直流,通过直流电网输送给换流装置Ⅱ,换流装置Ⅱ再把直流逆变为与交流系统B同频率同相位的交流电馈送给交流系统B。超高压直流输电具有输送容量大,损耗小,稳定性好等优点,在长距离,大容量输电领域占有主要地位.我国已建成数条500kV超高压直流输电线路.目前,800的特高压直流输电也已提上议程.2011年10月17日山东完成世界首次660KV超高压直流输电线带电作业直流输电线路走廊问题电能输送主要通过架空输电线路.随着世界经济高速发展,城市化进程加快,城市高楼林立,输电线路的线路走廊越来越拥挤.因此,线路走廊问题越来越严重.

在城市内的电能输送,目前逐步由空中转入地下,采用电缆输送.不但解决了线路走廊问题,而且也满足了城市景观的要求.但是,电缆价格是架空线路的十倍左右.目前电能输送仍以架空输电线路为主,电缆应用主要限于城市.线路

走廊问题紧凑型输电

紧凑型输电技术在我国近十几年来迅速发展和应用.1989年能源部成立紧凑型线路领导小组,华北电力集团开展研究;1994年第一条安廊220kV紧凑型线路建成投运;1999年第一条500kV昌房线启动.

定义:通过对线路的优化排列,将三相导线置于同一塔窗内,三相导线间无接地构件,达到提高自然输送功率,减少线路走廊宽度,提高单位走廊输电容量的架空送电线路.

紧凑型输电技术:通过缩小导线的相间距离,增加相导线分裂根数和相导线等效半径,从而减小波阻抗,达到大幅度提高自然输送功率,和有效压缩送电线路走廊的目的.世界上许多国家研究紧凑型线路的着重点不同:如俄罗斯为了大幅度提高自然输送功率,因此导线布置复杂;巴西采用同一塔窗内布置,但两边使用悬垂串,输送功率提高不大;美国采用的三相导线间仍有接地体,只是压缩了些线路走廊;我国既要压缩线路走廊,又有提高自然输送功率的目的.分裂导线:超高压输电线路为抑制电晕放电和减少线路电抗所采取的一种导线架设方式。即每相导线由几根直径较小的分导线组成,各分导线间隔一定距离并按对称多角形排列。超高压输电线路的分裂导线数一般取3~4根。

紧凑型输电线路可以采用:同塔双回,同塔四回.每回线路输送的功率不变,但每条线路走廊的输送容量却大大提高.交流紧凑型输电2004年华北地区投运的浑源-霸州500kV紧凑型输电线路变配电所变电所起着变换电能电压、接受电能与分配电能的作用,是联系发电厂和用户的中间环节。如果变电所只用以接受电能和分配电能,则称为配电所。概念:分类:升压变电所多建在发电厂内,把电能电压升高后,再进行长距离输送(升压原因:线路电流降低,减少线路电压损失,功率损耗和有色金属的消耗量)。降压变电所多设在用电区域,将高压电能适当降低电压后,对某地区或用户供电。降压变电所又可分为三类:枢纽变电所、区域变电所、用户变电所。变电所的结构示意图输送电网概念:电力系统中各级电压的电力线路及与其连接的变电所总称为电力网,简称电网电力网是电力系统的一部分,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。电力网是把发电厂、变电所和电能用户联系起来的纽带。动力系统=电力系统+发电厂动力部分+热能用户电力系统=发电厂+电网+电力用户电网=变配电所+电力线路(见下页图示)电力线路的分类按电力线路的功能可分为:输电线路配电线路用电线路

输电线路用于远距离输送较大的电功率,其电压等级为220~500kV。配电线路用于向用户或者各负荷中心分配电能,其电压等级为220kV以下,其中110kV及以上称为高压配电线路,1kV以上称为中压配电线路。低压配电变压器低压侧引出的0.4kV配电线路,称为低压配电线路。用电线路是指低压接户线、进户线及户外配线。对工厂供配电系统来说,指设备用电线路。机械能热能光能化学能电能(3)电能的使用:电能可以方便地转换成其他能源电能用户所有的用电单位均称为电能用户。概念: 我国工业企业用电占全年总发电量的60%以上,是最大的电能用户。而工业企业的电力负荷种类多,容量相差悬殊,运行特征也各种各样。用电设备的这些不同特征关系到供电技术措施的确定。用电负荷的分类

各类负荷的运行特点和重要性不一样,它们对供电的可靠性和电能品质的要求不同。我国将电力负荷按其对供电可靠性要求的不同划分为:一级负荷、二级负荷和三级负荷具体的划分标准由国家电力管理部门制订的规程规定.

用电负荷分级主要是从安全和经济损失两个方面来确定,反映它对供电可靠性要求。如工厂中一、二级负荷点的比例较大(占60%~80%),因此即便是短时停电造成的经济损失都很可观。掌握了负荷分级及其对供电可靠性的要求后,在设计新建或改造工厂的供电系统时可以按照实际情况进行方案拟定和分析比较,使供电方案技术经济最合理,并保证安全性。一级负荷(FirstGradeLoad) 一级负荷在供电突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。一级负荷应要求由两个独立电源(双重电源)供电。而对一级负荷中的特别重要负荷(VitalLoadinFirstGradeLoad),应由两个独立电源点(强调几个独立电源来自不同的地点)供电。 一级负荷通常又叫保安负荷。对保安负荷须备有应急使用的可靠电源,当工作电源突然中断时,保证工厂安全停产。这种为安全停产而应急使用的电源称为保安电源。双重电源:一个负荷的电源由两个电路提供,这两个电路就安全供电层面而言,可以认为是互相独立的。当一电源发生故障时,另一电源不应同时受到损坏。同时具备下列两个条件的发电厂、变电站的不同母线均属独立电源:每段母线的电源来自不同的发电机;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。一级负荷中特别重要负荷对电源的要求除应由双重电源供电外,尚应增设应急电源,并严禁将其它负荷接入应急供电系统。同时,设备的供电电源切换时间,应满足设备允许中断供电的要求。一级负荷举例:

1)中断供电将造成人身伤亡。例如医院手术室的照明及电力负荷、婴儿恒温箱、心脏起搏器等单位或设备。2)中断供电将在政治、经济上造成重大损失。例如国宾馆、国家级会堂以及用于承担重大国事活动的场所;中断供电将造成重大设备损坏、重大产品报废、连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复的重点企业、一类高层建筑的消防设备等用电单位或设备。3)中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如:重要交通枢纽、重要通信枢纽、不低于四星级标准的宾馆、大型体育场馆、大型商场、大型对外营业的餐饮单位以及经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等重要用电单位或设备。4)中断供电将造成公共秩序严重混乱的特别重要公共场所。例如大型剧院、大型商场、重要交通枢纽等一级负荷中的特别重要负荷:对于重要的交通枢纽、通信枢纽、国宾馆、国家级及承担重大国事活动的会堂、国家级大型体育中心、经常用于重要国际活动的大量人员集中的公共场所等,中断供电将影响实时处理计算机及计算机网络正常工作,或者中断供电将会发生爆炸、火灾、严重中毒,以及特别重要场所中不允许中断供电的一级负荷为特别重要负荷。如:当生产装置工作电源突然中断时,为确保安全停车,避免引起爆炸、火灾、中毒、人员伤亡,而必须保证的负荷,为特别重要负荷;如中压及以上的锅炉给水泵,大型压缩机的润滑油泵等;民用建筑中大型金融中心的关键电子计算机系统和防盗报警系统、大型国际比赛场馆的记分系统及监控系统等;或者事故一旦发生能够及时处理,防止事故扩大,保证工作人员的抢救和撤离,而必须保证的用电负荷,为特别重要负荷。符合下列条件之一即为二级负荷:1)中断供电,将在经济上造成较大损失的负荷。如:由于停电,使主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等的负荷。2)中断供电,将影响较重要用电单位正常工作的负荷。如:交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要负荷,以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱的负荷。二级负荷(SecondGradeLoad)二级负荷对电源的要求二级负荷的供电系统,宜由两回线路供电。在负荷较小或地区供电条件困难时,二级负荷可由一回6kV及以上专用的架空线路供电。二级负荷的“两回路线路供电”要求与一级负荷的“双重电源”要求不同,后者强调电源的相对独立性。当采用架空线时,可为一回架空线供电。这主要是考虑架空线路的常见故障检修周期较短,而并非电缆的故障率高。事实上,电缆的故障率较架空线低。二级负荷举例:1)中断供电将造成较大政治影响者。例如省部级办公楼、民用机场中处特别重要和普通一级负荷外的用电负荷等。2)中断供电将造成较大经济损失者。例如中断供电将造成主要设备损坏、大量产品报废的企业、中型百货商场、二类高层建筑的消防设备、四星级以上宾馆客房照明等用电单位或用电设备。3)中断供电将影响正常工作的重要用电单位或用电设备。例如小型银行(储蓄所)、通信枢纽、电视台的电视电影室等。4)中断供电将造成公共秩序混乱的较多人员集中的公共场所。例如丙级影院剧场、中型百货商场、交通枢纽等用电单位或用电设备。三级负荷(ThirdGradeLoad) 所有不属于一级和二级负荷的电能用户均属于三级负荷。三级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。对供电无特殊要求,允许较长时间停电,可采用单回路供电。供配电系统的概念供配电系统是电力系统的一个重要组成部分,包括电力系统中区域变电站和用户变电站,涉及电力系统电能发、输、配、用的后两个环节。在供配电系统中,功率流动方向通常是单向的,即从电源端流向用户端。其主要目的是将电力系统中的电能通过降压和一定的分配方式,变换成各电能用户的用电设备所能使用的电能。目前,供配电系统的电压通常在220kV及以下,即前述的配电电压,其电力网即高、中、低压配电网。电力系统示意图电厂电厂电厂变电站变电站变电站变电站变电站变电站LoadLoadLoadLoadLoadLoadSubstation供配电系统供配电系统按用户用电性质分类工业企业供配电系统民用供配电系统(商业,居民用电)供配电系统按用户的用电规模分类二级降压的供配电系统(特大型企业,总降压变电站110kV/35kV降到10kV,分变电站(车间变电站)10kV降到0.38kV)一级降压的供配电系统(大中型建筑物或工厂企业等,用户变电站10kV降到0.38kV)直接供电的供配电系统(小型建筑物或工厂企业,直接由城市公共变电站的0.38/0.22kV电源直接供给用户

)供配电系统的组成一次部分——系统中用于变换和传输电能的部分二次部分——系统中用于监测运行参数(电流、电压、功率等)、保护一次设备、自动进行开关投切操作的部分供配电系统的发展趋势提高供电电压:如以220kV进入城市中心,用20kV配电,以解决大型城市配电距离长,配电功率大问题。简化配电的层次;如按220/63/20kV电压等级供电。逐步淘汰6kV等级,大型用电设备电压380V上升到660V。推广配电智能化技术:结合计算机技术,自动化技术和网络通信技术,增强与用户互动,提高系统故障自检自愈能力等。

供配电系统经济性评估经济因素在电力系统规划和项目规划中是必须考虑的问题,在项目实施前的方案设计阶段中,需要对不同情况下,不同备选方案进行对比和评估。如该项目的投资成本,以及系统运行造成的损失等进行估价。

进行经济性评估的方法是多种多样的,其中最常见的方法是——现值法和年金法。供配电系统设计原则和要求供配电系统应满足安全性、可靠性、经济性和优质的要求供电可靠性的影响因素:供配电系统的基本结构设备选型供配电系统运行方式中性点接地方式运行人员的专业素养定期维修运行的安全标准可靠性根据具体需要而定,设计和运行则尽可能地经济。供配电的基本要求在电能的供应、分配和使用中,不应发生人身事故和设备事故。应满足电能用户对供电可靠性的要求。供电系统的投资要少,运行费用要低,并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。可靠优质经济应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。安全供配电系统设计必须考虑如下几个方面的要求1.供配电系统提供的电能必须考虑到设备的负荷。2.供电系统设计和运行必须满足短路电流的条件。3.系统设计和运行必须考虑到发电、输电和配电各个环节的匹配。4.系统设计和运行必须正确确定系统电压.5.系统设计和运行必须考虑到灵活性和经济性.

工厂降压变电所及车间变电所

工厂供配电系统是指从电源线路进厂起到高低压用电设备进线端止的整个电路系统,包括厂内的变配电所和所有高低压配电线路。

工厂降压变电所一般大型工业企业均设工厂降压变电所,把35~110kV电压降为6~10kV电压向车间变电所供电。

车间变电所车间变电所将6~10kV的高压配电电压降为380/220V,对低压用电设备供电。工厂配电线路(高压)主要作用:工厂内输送、分配电能之用,通过它把电能送到各个生产厂房和车间。敷设方法:以前多采用架空线路,现在已逐渐向电缆化方向发展。工厂配电线路(低压)主要作用:向低压用电设备供电在户外目前多采用架空线路。在厂房或车间内部则应根据具体情况确定,或采用明线配电线路,或采用电缆配电线路。在厂房或车间内,由动力配电箱到电动机的配电线路一律采用绝缘导线穿管敷设或采用电缆线路。敷设方法:车间内的供电线路 车间内电气照明线路和动力线路通常是分开的,一般由一台配电用变压器分别进行照明和动力供电。 事故照明必须由可靠的独立电源供电。工厂内配电线路的距离不长,但用电设备多,支路多;设备的功率不大,电压也较低,但电流较大。 如采用380/220V三相四线制线路供电,动力设备由380V三相线供电,而照明负荷由220V相线和零线供电,但各相所供应的照明负荷应尽量平衡。如果动力设备冲击负荷使电压波动较大时,则应使照明负荷由单独的变压器供电。中型工厂供配电系统示意图具有总降压变电所的工厂供配电系统示意图高压深入负荷中心的工厂供配电系统示意图只设一个降压变电所的工厂供配电系统装有一台变压器装有两台变压器低压进线的小型工厂供配电系统示意图电力系统的电压2工厂供配电电压的选择1额定电压的国家标准衡量供电质量的主要指标是指交流电的电压质量,频率质量和供电可靠性.3供电质量的主要指标工厂电网和电气设备的额定电压有不同的电压等级(设备的)额定电压额定电压:通常由制造厂家确定,用以规定元件、器件或设备的额定工作条件的电压,是某受电器(如电动机,电灯等)、发电机和变压器等在正常运行时具有最大经济效益时的电压。系统标称电压:用以标志或识别系统电压的给定值。在不同的标称电压下,运行的发、供、用电设备因为连接于系统的不同供电点,实际用电电压是不相同的,因此具有不同的额定电压。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交流发电机额定线电压变压器额定电压一次电压二次电压0.220.230.220.230.380.40.380.433.153及3.153.15及3.366.36及6.36.3及6.61010.510及10.510.5及11—15.7515.75—35—3538.560—6066110—110121154—154169220—220242330—330363500—500525特点(一)

用电设备的额定电压和系统标称电压UN(电网额定电压)取值一致。由于用电设备运行时在线路中产生电压损耗,造成线路上各点电压略有不同,沿线电压分布往往首端高于末端。为使线路沿线的实际电压与用电设备的额定电压之间的偏差不要太多,因此:特点(二) 由于同一电压的线路一般允许的电压偏差是±5%,即整个线路允许有±10%的电压损耗。 因此为了保证线路首端与末端的平均电压额定值,线路首端应比电网的额定电压高5%,而发电机接在线路首端,所以规定发电机的额定电压高于所供电网额定电压5%,用以补偿线路电压损失。特点(三) 变压器的一次线圈连接在某一级额定电压线路的末端,可将变压器看做是线路上用电设备,因此其一次侧额定电压与用电设备(或该电网)的额定电压相同,如下图中的变压器T2。 但如果变压器直接与发电机相连时,其一次侧额定电压就应与发电机额定电压相同,即比电网的额定电压要高5%,如下图中的变压器T1。特点(四) 因为变压器的二次线圈向负荷供电,因此相当于一个供电电源,其二次绕组额定电压也应高出线路额定电压5%。又由于变压器二次绕组额定电压规定为变压器的空载电压,而变压器通过额定负荷电流时,其内部绕组会有5%的电压损失。(1)升压变压器:U1N=UN·G=1.05UN

;U2N=1.1UN

(2)降压变压器:U1N=UN

(一次侧)

U2N=1.05UN

10kV及以下,线路较短时

1.1UN

35kV及以上,线路较长时电力变压器的额定电压系统平均额定电压Uav:由于线路首末端的电压不同,为简化计算,对每个电压等级的系统标称电压都规定一个对应的平均额定电压,并认为线路上任何一点的电压都是系统平均额定电压,由此造成的误差是可以接受的。线路末端电压与电气设备相同为:UN,首端为1.1UN,由此Uav=1.05UN解:G:UN·G=1.05UN·3L=1.05×6=6.3kV1T:U1N·1T=UN·G=6.3kVU2N·1T=1.1UN·1L=1.1×110=121kV ∴1T额定电压为6.3/121kV2T:U1N·2T=UN·1L=110kVU2N·2T=1.1UN·2L=1.1×35=38.5kV ∴2T额定电压为110/38.5kV供配电系统电压的选择配电电压的选择供配电电压选择与很多因素有关,主要取决于地区电力网电压、用户用电设备的容量和输送距离等。高压输电网:一般220~750kV电压为输电电压,完成电能远距离输送功能。 配电电压:一般为220kV及以下电压,完成对电能的降压及按一定方式分配。其中:35~220kV为高压配电网,10~35kV为中压配电网(3/6kV为工厂企业中压电气设备的供电电压),1kV以下为低压配电网。我国规定:安全电压36v24v12v常用各级电压的经济输送容量与输送距离线路电压(kV)输送功率(kW)输送距离(km)0.38100以下0.63100~10001~36100~12004~1510200~20006~20352000~1000020~5011010000~5000050~150220100000~500000100~300工厂高压配电电压的选择 6kV与10kV比较,变压器、开关设备投资差不多,传输相同功率情况下,10kV线路可以减少投资,节约有色金属,减少线路电能损耗和电压损耗,更适应发展,所以工厂内一般选用10kV作为高压配电电压。但如果工厂供电电源的电压就是6kV,或工厂使用的6kV电动机多而且分散,可以采用6kV的配电电压。目前我国配电趋势:逐步淘汰6kV。3kV的电压等级太低,作为配电电压不经济。工厂低压配电电压的选择工厂低压配电电压,除因安全所规定的特殊电压外,一般采用380/220V。380V为三相配电电压,供电给三相用电设备及380V单相用电设备。220V为单相配电电压,供电给一般照明灯具及220V单相用电设备。矿山及化工等部门,因其负荷中心离变电所较远,为减少线路电压损耗和电能损耗,提高负荷端电压水平,也有采用660V配电电压的.我国供配电系统设计规范条文说明第6.0.1条

将现行的380V电压升为660V电压,可增加输电距离,提高输电能力;减少变压器数量,简化配电系统,提高供电可靠性;缩小电缆截面,节省有色金属;降低功率损耗及短路电流值;扩大异步电动机的制造容量等等,是有效的节电手段之一。工厂低压配电电压的选择

660V配电技术,国外70年代初已有研究和应用,提高配电电压在世界各国已成为发展趋势。我国70年代中期煤矿井下采用660V配电取得成功,80年代初着手研究地面660V配电课题,于1985年在阳泉矿务局四矿选煤厂施工设计图中首次应用.国家能源部于1990年颁发了<关于推广采用660V电压供电的通知>,要求凡新设计的选煤厂及矿井地面生产系统均应采用660V电压供电.我国660V等级电压在矿井中广泛使用,已正式列入国家标准《额定电压》(GB156-80),又规定了1140V等级电压也要在煤矿井下及特殊场合使用。据了解,矿井中使用660V等级电压的电动机、变压器、电缆、开关、接触器等,国内都已能配套供应。但由于工业企业中仅有个别部门使用660V等级电压,地面上使用的一般的电动机、变压器、导线及控制保护用电气设备,很多是380V电压等级。

目前,我国在设备上的配套已在逐步完善,全面推广660V电压等级的应用已具备条件。电力系统的中性点运行方式

供配电系统的中性点:三相电气设备绕组中一点与外部各接线端间电压绝对值均相等。电气上的中性点是星形联结的变压器或发电机绕组的中间点。

系统的中性点运行方式,是指系统中性点与大地的电气联系方式,简称系统中性点接地方式。

系统中性点接地是一个复杂的问题,关系到供电可靠性、绝缘水平、电压等级、保护方式、通信干扰、安全等多个方面。电力系统的中性点运行方式 在电力系统中,当变压器或发电机的三相绕组为星形连接时,其中性点可有三种运行方式:中性点直接接地(或小电阻接地),中性点经消弧线圈(或高电阻)接地和中性点不接地。中性点直接接地(或小电阻接地)系统常称为大电流接地系统;中性点不接地和中性点经消弧线圈(或高电阻)接地的系统称为小电流接地系统。常用的中性点运行方式中性点的各线功能中性线(N线):由中性点引出的线,用来连接额定电压为相电压的单相用电设备;用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流;减小负荷中性点的电位偏移。保护线(PE线):为保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线保护中性线(PEN线):兼有中性线(N线)和保护线(PE线)的功能。我国通称这种保护中性线为“零线”,俗称“地线”。零点:中性点接地.正常运行时中性点不接地的电力系统正常运行时三相对称,三相对地电容电流平衡,电容电流相量和为零,没有电流在地中流动。各相对地的电压等于各相的相电压.

中性点不接地系统发生单相接地接地电流为正常电容电流的3倍,线电压对称平衡’一单相接地后,三相用电设备仍可继续运行,但为防止短路恶化,规定系统继续运行时间不超过2小时;系统需要安装单相接地保护或绝缘监视装置;一般用于3-66kV系统中或低压工厂系统中,发生单相接地故障时过电压对绝缘的威胁不大,因为中压系统的绝缘水平按照雷电过电压制定;而系统的供电可靠性较高;单相接地点易发生火花,对设备绝缘水平要求高,设备成本高,一般用在电压等级较低的系统中.当对地电容电流较大时,采用经消弧线圈接地.中性点不接地系统发生单相接地中性点经消弧线圈接地的电力系统正常运行:同“中性不接地系统”单向接地:除消弧线圈有电流IL外,同”中性点不接地系统” 全补偿IL=IC

;欠补偿IL<IC

;过补偿IL>IC中性点经消弧线圈接地的电力系统补偿方式中:全补偿易引起电流谐振现象,导致设备损坏;欠补偿时如发生部分线路断开,则易转换成全补偿;因此,一般采用过补偿方式.使用场合:3-10kV,接地电流>30A的电力系统中;20-66kV,接地电流>10A的电力系统中.保护方式:单相接地保护或绝缘监视报警,单相接地后线压对称,仍可以运行一段时间.中性点直接接地电力系统主要特点单相接地即单相短路,保护装置动作跳闸。中性点直接接地电力系统主要特点当发生单相接地故障时,形成单相短路,由于短路电流较大,保护装置动作,立即切断电源,使系统中非故障部位迅速恢复正常运行。中性点直接接地后,中性点保持零电位,在发生单相接地短路时,非接地的两相不变,相间电压对称关系破坏。供电可靠性差.单相接地时,短路电流很大,引起电压降低,在高压系统中对整个系统的稳定性影响较明显。单相短路电压不升高,可降低设备绝缘成本,常用于110kV及以上高压输电网络;或者中性点不漂移,有利于电气设备的工作性能,常用于低压电网.低压配电系统的中性点运行方式按保护接地形式分为:TN系统:所有设备的外露可导电部分均接公共保护线(PE线)或公共的保护中性线(PEN线)。TT系统:所有设备的外露可导电部分均各自经PE线单独接地。IT系统:所有设备外露可导电部分都各经PE线单独接地,但其电源中性点不接地或经大阻抗(1000Ω)接地,且通常不引出中性线。TN系统示意图TT系统示意图IT系统示意图供配电系统的电能质量指标电能质量是众多单一类型的电力系统干扰问题的总称。电压电流干扰问题一直是电力研究的重点。现代新型用电负荷的出现,对电能质量有了更大的影响,表现在:(1)大量基于计算机的控制设备和电子装备的使用,其性能对电压质量非常敏感;(2)各种大型非线性负载(如炼钢电弧炉,变频调速电机,无功补偿装置等)的大量使用,其电力电子设备的非线性、冲击性、不平衡的用电特性引起电能质量的恶化。

美国每年由于电能质量下降引起的损失达到133亿美元,电能质量降低带来的巨大经济损失引起广泛关注。供配电系统的电能质量指标IEEE定义:合格的电能质量是指提供给敏感设备的电力和设置的接地系统是适合于该设备正常工作的。电能质量由系统给定点处的电特性来描述,表现为电压、电流或频率的偏差。

对输变电系统,电能质量衡量方面:频率和电压;

对供配电系统,电能质量衡量方面:电压质量和电流质量。理想的电压(电流)波形是幅值符合要求的工频正弦波形。要求理想的正弦波电压是不现实的,因此有一系列的国际国家标准规定电能质量指标。只有电能质量现象可能导致设备非正常工作或损坏时,才需要分析和解决电能质量问题。对于供配电系统来说,电能质量主要关注电压质量和电流质量。(1)电压质量电压质量问题是指用户设备正常运行的不理想的供电电压,电压质量指标主要描述供电电压偏离其理想状态的程度。供配电系统的电压质量由供电部门负责控制。(2)电流质量电流质量问题是指用户非线性负荷给电网带来的电流畸变,由于用户设备导致的畸变电流会程度不同地影响到配电系统公共联接点上的电压质量,从而影响公共联接点上其他负荷的正常运行。负载的谐波电流或电流畸变程度由电力用户负责控制,不得超过规定值。电能质量的分类电能质量(电压、电流)频率----偏差幅值----波动、闪变、骤降、短时中断波形----谐波对称----不平衡电能质量问题的现象短时扰动----冲击脉冲主要由雷击等因素造成当线路遭受雷击时,瞬时过电压脉冲叠加在线路工频电压上,造成电压波形出现瞬时脉冲,可能导致设备绝缘破坏。电能质量问题的现象短时扰动----振荡主要由于设备投切产生设备投切时,相当于设备所在电气回路的换路过程,存在瞬时过程,表现为电压或电流波形的局部振荡,会导致设备绝缘破坏及电力电子设备损坏。电能质量问题的现象短时扰动----暂降、暂升、中断主要是由于故障和大容量电动机启动造成的。暂降时电压短时变动的波形和有效值RMS暂升中断(短路故障时,越接近故障点处电压下降越多,甚至中断)电能质量问题的现象电压波动和闪变——反复的电动机启动,电弧炉等波动负载以及间谐波(指非工频整数倍的谐波)等造成当系统中有大型负荷投入或切除时,会使附近的电压降低或升高,反复投切导致电压(有效值)反复升降。系统中有间谐波时,与工频电压叠加的结果使电压波动,一旦电压有规律波动,并满足一定的频率条件,使照明设备出现光波动,影响视觉工作(闪变)。电能质量问题的现象波形畸变——电力电子装置和非线性负荷工作时向系统注入谐波,是导致波形畸变的主因。谐波电流注入系统后,引起系统公共联接点的电压畸变,影响其他设备的正常工作。导致继电保护误动,设备绝缘损坏。变频器VFD的畸变电流波形计算机的畸变电流波形1.电压质量指标

交流电的电压质量包括电压数值,电压波动和闪变,电压波形等方面。电压质量对各类用电设备的工作性能、使用寿命、安全及经济运行都有直接的影响。用电设备在其额定电压下工作,既能保证设备运行正常,又能获得最大的经济效益。1)电压偏差过大电网电压偏差过大时,不仅影响电力系统正常运行,而且对用电设备的危害很大,例如:1)白炽灯:电压低于额定电压时,发光效率降低,影响人体健康,降低劳动生产率,端电压降低10%,发光效率下降30%以上,灯光明显变暗;端电压升高10%时,发光效率提高1/3,但使用寿命将只有原来的1/3。2)荧光灯:电压低于额定电压时,发光效率降低,降低10%则影响起燃;端电压升高时同样影响灯的照度和寿命。3)感应电动机:端电压升高时,转矩升高,电流增大,导致电机绕组过热,使用寿命降低;端压降低时,转矩降低,在负载不变时,电机电流升高,引起堵转,导致绕组绝缘过热受损,影响使用寿命.1)电压偏差过大4)对无功补偿的影响:即对电容器的影响,端压升高10%下长期工作,会导致电容器鼓肚甚至爆炸事故;端压减低10%以下,补偿容量下降20%以上,所以电压过低会引起补偿电容器组输出无功减少,不能满足补偿要求。5)对电子设备的影响:随着计算机系统的大量应用和自动控制系统的不断精细化,对于一个计算中心来说,较大的电压偏差会造成计算机系统的工作紊乱,数据损坏;对于精密机床、机器人等,电压偏差可能造成无法保持对其驱动过程的精确控制。电压偏差是以电压偏离额定电压的幅度,一般以百分数表示,即式中,ΔV%为电压偏差百分数,U为实际电压,UN为额定电压用电设备端电压允许偏差国家标准GB50052-2009《供配电系统设计规范》规定:在系统正常运行情况下,用电设备端子处的电压偏差允许值(以额定电压的百分数表示)宜符合下列要求:(1)电动机为±5%;(2)电气照明:在一般工作场所为±5%;对于远离变电所的小面积一般工作场所,难以满足上述要求时,可为+5%,-10%;应急照明、道路照明和警卫照明等,为+5%,-10%。

其他用电设备,当无特殊规定时为±5%。电压偏差的允许值系统的供电电压允许偏差国家标准GB/T12325-2008《电能质量供电电压允许偏差》规定:

35kV及以上供电电压正负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%。若上下偏差同号,按较大的偏差绝对值衡量;

20kV及以下供电电压允许偏差为额定电压的±

7%;0.22kV单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%,-10%。电压调整的措施为了满足用电设备对电压偏差的要求,供电系统必须采取相应的电压调整措施:

(1)正确选择无载调压型变压器的电压分接头或采用有载调压变压器

我国工厂供电系统中应用的6~10kV电力变压器,一般为无载调压型,其高压绕组(一次绕组)有UN±5%的电压分接头,并装设有无载调压分接开关,如下图所示。(分接头就是用于调节绕组匝数)如设备端电压偏高,则将分接开关换接到+5%的分接头,以降低设备端电压。如设备端电压偏低,则应将分接开关换接到-5%的分接头,以升高设备端电压。(1)正确选择无载调压型变压器电压分接头或采用有载调压变压器

无载调压型变压器只能在无负载条件下进行分接电压切换,不能按负荷变动实时地自动调节电压。如设备对电压偏差要求严格,采用无载调压型变压器满足不了要求,而设备单独装设调压装置在技术经济上不合理时,可采用有载调压型变压器,在负荷情况下自动调节电压,保证设备端电压的稳定。(2)合理减小系统的阻抗

电压偏差与电压损失有极大相关性,而电压损失又与系统阻抗大小成正比,可采用如下措施减小系统阻抗:减少变压级数,可降低变压器产生的电压损失;增大线路截面,可减小线路阻抗,减少线路电压损失;用电缆取代架空线或普通绝缘导线,相同截面下线路阻抗小很多,可降低电压损耗。但要增加线路投资,应进行技术经济分析比较,合理时才采用。(3)合理改变系统的运行方式

一班制或两班制的工厂车间中,工作班负荷重电压偏低,可利用变压器分接头调整;晚上负荷轻电压高,可采用切除变压器,改用低压联络线与相邻变电所相连供电方式,增加线路和变压器中电压损失,以降低设备过高电压。两台变压器并列运行的变电所,负荷轻时切除一台变压器,可降低电压。(4)尽量使系统的三相负荷均衡

低压配电系统中,如三相负荷分布不均衡,将使中性点电位偏移,产生零序电压,导致各相电压变化,增大线路电压偏差。(5)采用无功功率补偿装置

电力系统中存在大量感性负荷,如电力变压器、感应电动机、电焊机、高频炉、气体放电灯等,导致系统的功率因数降低及电压损耗增大。采用自动或手动调整无功补偿电容器的接入容量,电压调整效果显著,却增加额外投资。

2)

电压波动和闪变电压波动是指电压的急剧变化。电压变化的速率大于每秒1%的即为电压急剧变化。电压波动程度以电压最大值与最小值之差或其百分数表示,即δU=Umax-UminδU%=

光源闪烁就是光源发出的光随时间呈快速、重复的变化,使光源跳动和不稳定。闪烁频率决定人眼是否容易觉察光源的闪烁。一般闪烁频率50Hz以下,人眼都能觉察到光源闪烁。在8.8Hz时,人眼最敏感的。电压波动和闪变电压波动和闪变对系统和用电设备的影响:引起照明设备中光源的闪烁现象,使照明质量下降;影响电机正常启动,使电机转速不均匀,影响生产产品的质量;引起如电视机、计算机等显示器的显像管工作不正常,图像变形。导致电子设备、自控设备或测试仪器无法准确工作。抑制电压波动可采取下列措施:(1)对负荷变动剧烈的大型电气设备,采用专用线路或专用变压器单独供电。这是最简便有效的办法。(2)设法增大供电容量,减小系统阻抗,例如将单回路线路改为双回路线路,或将架空线路改为电缆线路等,减小系统电压损耗,从而减小负荷变动时引起的电压波动。(3)在系统出现严重的电压波动时,减少或切除引起电压波动的负荷。(4)对大容量电弧炉的炉用变压器,宜由短路容量较大的电网供电,一般是选用更高电压等级的电网供电。(5)对大型冲击性负荷,如果采取上列措施仍达不到要求,可装设能“吸收”冲击性无功功率的静止型无功补偿装置(SVC)。SVC是一种能吸收随机变化的冲击性无功功率和动态谐波电流的无功补偿装置,其中,自饱和电抗器(SR型)类型的效能较好,我国变压器厂均能制造,最适于在我国推广。3)供电电压的波形畸变波形的质量是以正弦电压波形畸变率来衡量。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正常工作,使自动化、通信都受到干扰。波形畸变抑制电网谐波,可采取下列措施:三相整流变压器采用Yd或Dy联结

电力系统中的非正弦交流电压或电流不含直流分量和偶次谐波分量;3次及3的整数倍次谐波在三角形联结的绕组内形成环流,而星形联结的绕组内不可能产生,因此采用Yd或Dy联结的三相整流变压器,能消除3次及3的整数倍次的谐波电流。因此注入电网的谐波电流只有5、7、11…等次谐波。这是抑制高次谐波最基本的方法。补充说明:整流变压器:整流设备的电源变压器。工业用的整流直流电源大多由交流电网通过整流变压器和整流设备而得到。配电变压器:运行在电力系统末端,是配电网的主要设备。用于将某数值交流电变成频率相同数值不同的交流电的设备,如10/0.4kV抑制电网谐波,可采取下列措施:(2)增加整流变压器二次侧的相数

整流变压器二次侧的相数越多,整流波形的脉波数越多,其次数低的谐波被消除的也越多。例如,整流相数为6相时,出现的5次谐波电流为基波电流的18.5%,7次谐波电流为基波电流的12%。如果整流相数增加到12相时,则出现的5次谐波电流降为基波电流的4.5%,7次谐波电流降为基波电流的3%。(3)使各台整流变压器二次侧互有相角差

多台相数相同的整流装置并列运行时,使其整流变压器的二次侧互有适当相角差,这与增加二次侧的相数效果类似,能大大减少注入电网的高次谐波。(4)装设分流滤波器

在大容量静止“谐波源”(如大型晶闸管整流器)与电网连接处,装设如下图所示的分流滤波器,使滤波器的各组R-L-C回路分别对需要消除的5、7、11…等次谐波进行调谐,使之发生串联谐振。由于串联谐振回路的阻抗极小,从而使这些次数的谐波电流被它分流吸收而不致注入到公用电网中去。(5)选用Dyn11联结组三相配电变压器

高压绕组为三角形联结,使3次及3的整数倍次的高次谐波在绕组内形成环流而不致注入到高压电网中去,从而抑制了高次谐波。(6)其他抑制谐波的措施

例如限制电力系统中接入的变流设备和交流调压装置的容量,或提高对大容量非线性设备的供电电压,或将“谐波源”与不能受干扰的负荷电路从电网的接线上分开等。2.频率质量指标 我国工业标准电流频率为50Hz,有些工业企业有时采用较高的频率,以提高生产效率。 电网低频率运行时,所有用户的交流电动机转速都将相应降低,因而许多工厂的产量和质量都将受到影响。 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要求严格得多,一般不可以超过±0.5%,电网容量在300万千瓦及以上者不得超过±2%。频率的调整主要依靠发电厂。3.供电的可靠性指标供电可靠性是以对用户停电的时间及次数来衡量。它常用供电可靠率表示,即实际供电时间Tw与统计期全部时间Tt的比值的百分数表示,Ts为统计期停电时间之和:例:发达国家用户年平均停电时间一般为50min以下我国用户年平均停电时间一般为9h左右

2005年上海电力公司承诺:全市供电可靠率≥99.92%,用户年均停电累计7h以下.

节约电能缓解电力供需矛盾节约国家的基建投资提高企业的经济效益推动企业用电合理性节约电能是一项投资少、见效快、经济效益高的工作,我们必须坚持能源开发和节约并重的方针,把能源消耗

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论