供电技术(余建明)1 绪论

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第1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。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，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;最末介绍了用户供电系统的特点和决断供电质量的主要指标。最末介绍了用户供电系统的特点和决断供电质量的主要指标。

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第1章第一节电力系统的基本概念

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第二节用户供电系统的特点和决断供电质量的主要指标

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第一节电力系统的基本概念

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一、电力系统的构成一切大规模现代化工农业生产、交通运输和人民生活都需要电能。一切大规模现代化工农业生产、交通运输和人民生活都需要电能。电能是由发电厂生产，但发电厂往往距离城市和工业中心很远，电能是由发电厂生产，但发电厂往往距离城市和工业中心很远，这就需要将电能经过线路输送到城市或工业企业。为了减削输电时的电能损耗，要将电能经过线路输送到城市或工业企业。为了减削输电时的电能损耗，输送电能时要升压，采纳高压输电线路将电能输送给用户，输送电能时要升压，采纳高压输电线路将电能输送给用户，同时为了满足用户对电压的要求，输送到用户之后还要经过降压，足用户对电压的要求，输送到用户之后还要经过降压，而且还要合理地将电能安排到用户或生产车间的各个用电设备。将电能安排到用户或生产车间的各个用电设备。

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为了提高供电的牢靠性和经济性，将各发电厂通过电力网连接起来，为了提高供电的牢靠性和经济性，将各发电厂通过电力网连接起来，并联运行，组成巨大的联合动力系统。将各种类型发电厂中的发电机、并联运行，组成巨大的联合动力系统。将各种类型发电厂中的发电机、升压变压器、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，用以实现完整的发电、输电、变电、配电和用电，1.1为电电力系统，用以实现完整的发电、输电、变电、配电和用电，图1.1为电力系统的示意图。力系统的示意图。

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图1.1

电力系统示意图

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二、电力系统的额定电压用电设备的额定电压和电网的额定电压是全都的。1.用电设备的额定电压和电网的额定电压是全都的。发电机的额定电压高于电网额定电压5%(一般正常工作时，线路电压损耗约2.发电机的额定电压高于电网额定电压(一般正常工作时，线路电压损耗约10%;;用电设备允许电压偏差用电设备允许电压偏差5%)。3.变压器的额定电压一次线圈：

线路首端

线路末端

升压变压器，比电网的额定电压高5%。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。降压变压器，与电网额定电压相同。二次线圈：

G~5%UN-5%

高出电网额定电压10%10%。升压变压器，高出电网额定电压10%。高出电网额定电压10%10%(5%)。降压变压器，高出电网额定电压10%(或5%)。

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表1.1

我国沟通电网和电力设备的额定电压发电机额定电压电力变压器额定电压一次绕组2304006903.156.310.513.8,15.75,18,20

电网和用电设备额定电压220/127380/220660/3803610—35110220330500750

二次绕组230/133400/230690/4003.15及3.36.3及6.6lO.5及1138.5121242363550--

低压/V

220/127380/220660/3803及3.156及6.310及10.513.8,15.75,18,2035110220330500750

高压/kV

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三、电力系统的中性点运行方式1.中性点非有效接地方式.优点：在正常运行时，各相对地分布电容相同，优点：在正常运行时，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。这种系统中发生一相接地故障时，和为零，各相对地电压为相电压。这种系统中发生一相接地故障时，线间电压不变。压不变。UAUA

UB

OUC

UB

OUC

C

LC

a)中性点不接地中性点不接地b)中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地

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供电技术电子课件缺点：发生一相接地故障时，缺点：发生一相接地故障时，非故障相对地电压上升到原来相电压的3倍。故障相电容电流增大到原来的3倍增大到原来的倍。电气设备的绝缘要按线电压来选择。压来选择。

图1-2中性点非有效接地系统发生单相接地故障

图1-3中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障

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供电技术电子课件2.中性点径直接地方式.优点：这种方式下的非故障相对地电压不变，优点：这种方式下的非故障相对地电压不变，电气设备绝

缘按相电压考虑，降低设备绝缘要求。在中性点径直接地的低压配电系统中，如为三相四降低设备绝缘要求。在中性点径直接地的低压配电系统中，两种电压，线制供电，可提供380/220V两种电压，供电方式更为敏捷。线制供电，可提供/两种电压供电方式更为敏捷。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，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，牢靠性会降低。牢靠性会降低。UA

UB

OUC

Cc)中性点径直接地中性点径直接地

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第二节工厂供电系统特点和决断供电质量的主要指标

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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、供电线路和用电电力用户供电系统由用户内部变配电所、设备等组成，设备等组成，其中变配电所是电力系统的一个终端降压变配电所。配电所。2、电力用户供电系统的供电电压一般在110KV及以下。电力用户供电系统的供电电压一般在110KV及以下。110KV及以下3、大多为国家电网供电，也可建立自备发电站。大多为国家电网供电，也可建立自备发电站。

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二、决断供电质量的主要指标决断用户供电质量的主要指标为电压、频率和牢靠性。决断用户供电质量的主要指标为电压、频率和牢靠性。

1、电压抱负的供电电压应当是幅值恒为额定值的三相对称正弦电压。由于供电系由于供电系统存在阻抗、用电负荷的改变和用电负荷的性质(如冲击性负荷非线性负荷)如冲击性负荷、统存在阻抗、用电负荷的改变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、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抱负电压之间存在着偏差。抱负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。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)的连续快速电压波动和闪变电网电压幅值(或半周波方均根值)改变称为电压波动。改变称为电压波动。由电压波动引起的灯光闪耀对人眼脑产生的刺激效应称为电压闪变。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，电压中涌现高次谐波。电压波波形畸变电网电压波形发生非正弦畸变时，电压中涌现高次谐波。(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。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。

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2.频率频率一个沟通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工频)为一个沟通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。国际上标称频率有两种。。国际上标称频率有50Hz和60Hz两种。和两种当电能供需不平衡时，系统频率便会偏离其标称值。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。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。

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供电技术电子课件3、牢靠性供电牢靠性指供电系统持续供电的技能，应依据负荷等级来保证供电系统的牢靠性。关键负荷这类负荷在供电突然中断时将造成人身伤亡的危急，将造成人身伤亡的危急，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。损失。

重要负荷这类负荷假如突然断电，将这类负荷假如突然断电，造成生产设备局部破坏，造成生产设备局部破坏，或生产流程紊乱且难以复原，生产流程紊乱且难以复原，工厂内部运输停顿，工厂内部运输停顿，涌现大量废品或大量减产，量废品或大量减产，因而在经济上造成肯定损失。经济上造成肯定损失。重要负荷应由两回路供电，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。的变压器或母线段。对牢靠性的要求不同划分

一般负荷不属于关键和重要负荷的电能用户均属于一般负荷。能用户均属于一般负荷。

要求由两个独立电源供电。要求由两个独立电源供电。而对特别重要的关键负荷，而对特别重要的关键负荷，应由两个独立电源供电。应由两个独立电源供电。

对供电无非常要求，对供电无非常要求，允许较长时间停电，长时间停电，可采纳单回路供电。供电。

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供电技术电子课件衡量供电系统供电牢靠性的主要指标有：衡量供电系统供电牢靠性的主要指标有：(1)供电牢靠率在统计期间内，对用户有效供电时间总小时数与统计期间小时数的比值。用户平均停电时间供电牢靠率=1-100%统计期