工厂供电课件：供配电系统概述

供配电系统概述2023年12月14日主要内容

电力系统的基本概念

、

运行特点；

电力系统额定电压的规定及适用范围；

电力系统与供配电系统的关系；

供配电系统的组成及发展趋势；

电力系统运行的基本要求；

供配电系统的中性点接地方式。EXIT2第1章

供配电系统概论1.1

电力系统的基本概念1.2

工厂供配电系统1.3

供配电系统额定电压1.4

电力系统运行的基本要求1.5

供配电系统的中性点接地方式EXIT3.1

电力系统的基本概念电力系统构成电力系统是由发电厂、输配电系统(电力网络)及负荷组

成的统一整体，通常覆盖广阔的地域。EXIT380V配电线路输电线路变压器变压器发电厂用户11.10kV12kV220kV4

2.主要生产环节电力工业还包括以下环节：

规划、勘测设计、施工建设、

运行调度、维护改造、安全监察、科研开发、设备制造、

教育培训、法规标准、电力营销(电力市场)等等。电力工业主要生产环节配电电能的分

配供给变电电压等级

的变换EXIT5

从发电厂到用户的送电过程从发电厂到用户的送电过程示意图EXIT6供配电系统与电力系统之间关系7EXIT1

建筑供配电系统

、

工厂供配电系统等等都是供配电

系统中的主要个例。1

供配电系统是电力系统的一个重要组成部分。EXIT81.1.1

发电厂

发电厂是生产电能的工厂。

它把其它形式的能源，如煤炭、石油、天然气、水能、原

子核能、风能、太阳能、地热、潮汐能等等，

通过发电设备

转换为电能。

我国以火电发电为主，其次是水电和原子能发电。EXIT9火力发电厂火力发电厂是指用煤、油、天然气等为燃料的发电厂。将燃料燃

烧加热锅炉中的水，利用高温高

压的水蒸气推动汽轮机，带动与

它联轴的发电机发电。原子能发电厂发电厂原子能发电厂又称核电站，是利用核

裂变能量转化为热能，再按火力发电

厂方式利用原子核反应堆发电。新能源

(风能、潮汐、地热、太阳能…)10水力发电厂是把水的位能和动能

转变成电能的发电厂。主要可分

为堤坝式和引水式水力发电厂。水力发电厂EXIT新能源电厂EXIT11EXIT12EXIT13EXIT火电厂外景14EXIT锅炉外观全景15汽轮机及发电机外观16EXIT主变压器侧面EXIT17主变压器正面EXIT18EXIT输电线路19EXIT厂用变压器20EXIT晾水塔21送风机及静电除尘装置EXIT22长江三峡水电站EXIT23葛洲坝水电站EXIT24EXIT25洪家渡水电站EXIT26田湾核电站EXIT27大亚湾核电站EXIT28福岛核电站(日本)EXIT29切尔贝诺利(前苏联)EXIT30EXIT风力发电31EXIT32EXIT33EXIT34海

上

风

力

发

电

站EXIT3536

EXIT

EXIT37EXIT38EXIT西藏羊八井地热电站地热发电39EXIT

太

阳能发电40最大的潮汐电站——

法国朗斯电站EXIT潮汐发电41变电站？变电所？

配电所？EXIT1.1.2

变配电所421.1.2

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。

变电所有升压和降压之分

升压变电所多建在发电厂内，把电能升高后，再进行长距离输送。

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。43EXIT枢纽变电所★

变电所

中间变电所终端变电所

枢纽变电站：处于电力系统的中枢地位，连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，并具有多条联络线路。

中间变电站：将发电厂或枢纽变电站与负荷中心联系，一般汇集2~3个电源，起系统交换功率或使长距离输电线路分段的作用。

终端变电站：处于电力网的末端，直接向本地负荷供电，而不再向其他地区输送电能。44EXIT1.1.2

变配电所220/380V终端

变电站中间变电站枢纽变电站EXIT反应堆水库锅炉23kV23kV工业用户商业用户热力网500kV

220kV110kV10kV10kV451.1.3

电力网

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。

电网由各种不同电压等级和不同结构类型的线路组成，

从电压的高低可将电力网分为低压网

、

中压网

、

高压网和

超高压网等。EXIT电压在1kV以下的，

220V，380V1kV到10kV的，

6kV，10kV高于10kV低于330kV，

35kV，110kV，

220kV330kV及以上

的，

330

kV

，

500

kV46电网按电压高低和供电范围大小可分为

超高压电力网

电压等级在330

~

750kV，

输电距离在300

~

1000km。

区域电网

电压等级在110

~

220kV

，

输电距离在50

~

300km。

地方电网

电压等级在35

~

110kV，

输电距离在50km以内。电网也往往按电压等级来称呼，

如说10kV电网或10kV系

就是指相互连接的整个10kV电压的电力线路。根据供电地区的不同有时也将电网称为城市电网和农电111EXIT，。统网47220kV23kV23kV地方电力网10kVEXIT反应堆区域电力网超高压电网水库锅炉工业用户商业用户热力网220/380V500kV110kV10kV48

在我国，

主要的大型电网有华北电网、东北电网

、

华东电网

、

华中电网

、

南

方电网

、

西北电网等。EXIT49EXIT501

中国的华中电网和华北电网于2003年九月二十一日上午10时正式实现并网运行

。

目前中国的东北电网和华北电网已经实现了联网运行，

而华中电网和川渝电网也已经实现了互

联互通

。

此次联网使东北电网

、

华北电网

、

华中电网和川

渝电网连成一片，

形成一个跨越14个省市自治区

、

总容量

超过1.4亿千瓦的超大规模交流同步电网

。

中新社记者:

贾国

荣EXIT51用电设备使用的电能最终来自发电厂，那么，为什么要构成一个电力网络，而不是由单个发电厂直接向电能用户提

供电能呢？思考：

电力系统并网运行的原因EXIT52

实现经济运行

一次能源运输困难，

就地建厂

充分利用发电厂的季节优势

提高供电可靠性

不会因个别发电机故障或检修而导致对用户停电。

提高设备利用率

系统内的设备互为备用EXIT531.1.4

高压直流输电

直流输电一般由整流站

、

直流线路和逆变站三部分组成。EXIT直流输电系统结构示意图54

1．

远距离输电及跨海输电；

2．

联接两个不同频率的电网

，并可实现定电流控制，1.1.4

高压直流输电EXIT限制短路电流。551．

远距离输电及跨海输电跨海输电及远距离输电容量大，

如采用交流输电的

话，

由于距离长，

线路感抗也将增大，

从而限制了输

送容量，

而且造成运行不稳定

。

另外，

由于交流线路

存在分布电抗和对地分布电容，

会引起线路电压在很

大范围内发生变化，

必须投入无功补偿设备，

投资增

加

。

若采用直流输电，

则不存在此类问题。直流输电线路具有架设方便

、

能耗小

、

导线截面可

得到充分利用及绝缘强度高等优点，

使其更适宜于远

距离大容量输电。EXIT562．

联接两个不同频率的电网，

并可实现定电流控制，

限制短路电流。若将电能从交流系统A输送到交流系统B，

则换流装置

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。EXIT571

优点：

直流输电线路相对交流几乎无无功损耗，输送

距离更远；直流输电每回路只需两根线缆，相对交流

的三根线缆大大减少了金属的消耗，且同电压等级线

路占地走廊也要少得多，减少了投资；直流输电过程

中无交变磁场的产生，对外界(如通信、电视、广播

等)干扰少等...1

缺点：

直流输电线路不能直接取用，还必须要通过逆

变成交流后才能使用；整流站建设成本和运行维护成

本高，

超高压和特高压直流输电运行经验不足等等。58思考：

高压直流输电优点还有哪些？缺点？EXIT特高压电网1

特高压电网，

是指1000千伏交流和正负800千伏直流

输电网络，

具有远距离

、

大容量

、

低损耗输送电力

和节约土地资源等特点，

因此又被形象地称为"电力

高速路"

。

特高压电网其实是现有电网的有效补充。EXIT591

世界上第一个±800千伏直流输电工程——

云广特

高压直流输电工程

。

(

2010年)EXIT60巴西美丽山±800千伏特高压直流输电(

2017年)EXIT61(特)超高电压交流输电•内蒙古锡盟~胜利1000千伏特高压交流输电线路工程(

2017年)EXIT62新疆西藏500kV330kV220kVEXIT5火电水电核电63令电网现状华中华南华东华北川渝东北西北

晋东南

2008年前后国家电网特高压骨干网架规划图290芜湖杭北苏南170

上海西南汇图例500kV交流1000kV交流

±800kV级直流750kV交流EXIT淮南300武汉220

台

湾晋城煤电基地420雅龙江梯级金沙江I期

64华中株州华东华北南方西藏西北东北官亭

兰州东杭北荆州南阳陕北300300

滁州

南阳

×

淮南

170无锡

150

300

300

南京

330

170330

恩施

300

荆州

220

武汉

芜湖

三峡地下

360

华东

华中

长沙

邵通火电邵通

安顺2010年前后国家电网特高压骨干网架规划图东北华北图例500kV交流1000kV交流

±800kV级直流750kV交流

EXIT

290

上海西拉西瓦西藏陕北西北白银西宁

台

湾豫北

350蒙西重庆乐山

300

450北京东石家庄200南方桂林

宁东

65徐州320150雅龙江梯级

蒙西火电III晋东南火电晋东南火电蒙西火电I徐州

火电陕北火电晋东南兰州东420

杭北龙门惠东官亭300280南方长沙邵通安顺开关站桂林罗平永平华北280石家庄西北蒙西火电IV蒙西火电III蒙西火电II蒙西火电I宁夏煤电

陕北火电

200济南豫北

240300420100晋东南火电蒙西×安西陕北张掖晋中靖边240280西宁郴长渭北兰州东2020年前后国家电网特高压骨干网架规划图沿海电源

天津150

唐山图例500kV交流1000kV交流

±800kV级直流750kV交流

EXIT

福州华东350三峡地下华中300金沙江I期

晋东南

300

徐州

晋东南火电

徐州东北呼盟煤电300300东南郊

南阳300500300

淮南3003

湖22030芜龙门揭西佛岗东惠东450

北京东拉西瓦官亭

台

湾四会柳州恩平

恩施宝二宝鸡滁州×南京

170

沿海核电

连云港泰州无锡150

66×宁东300

重庆

360

驻马店金沙江II期丽江西上海北上海西沿海核电川西水电川西水电新兴电白西藏达州200170

杭北

成都290金华官亭

雅龙江梯级远东(俄)锡盟煤电II沈阳锡盟煤电I沿海核电沿海电源沿海核电西南水电西南水电哈密二厂哈密电厂300荆州

320锡盟火电武汉永暨南昌青岛乐山官亭宁东白银1204002502202403403003003301501.1.5

电能用户

所有的用电单位均称为电能用户，

其中主要是工业企

业

。

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。

工业企业的电力负荷种类多，

容量相差悬殊，

运行特

征也是各种各样。

三相负荷

单相负荷EXIT67EXIT电动机电热炉681.1.6

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

联结时，

其中性点可有两种运行方式：

中性点接地

中性点直接接地系统常称大电流接地系统

中性点不接地

中性点不接地和中性点经消弧线圈(或电阻)接地的

系统称小电流接地系统EXIT69电力系统中性点运行方式中性点经消弧线圈接地70消弧线圈是一个具有铁芯的可调电感线圈

，

线圈的电阻很小

(消耗功率小)

，

电抗很大

(保证对地绝缘水平)

，

电抗值可用改变线圈的匝数来调节。中性点直接接地中性点不接地中性点经阻抗接地EXIT作业：

中性点运行方式优缺点分析以及

各种接地方式的应用

场合(参阅相关资料)

中性点运行方式比较EXIT711.2

供配电系统1.2.1

工厂降压变电所

1.2.2

车间变电所1.2.3

工厂配电线路1.2.4

建筑供(配)电系统EXIT72供配电系统EXIT供配电系统73供配电系统1

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

。

其

运行特点

、

要求和电力

系统基本相同，

只是由

于供配电系统直接面向

用电设备及其使用者

，

因此供

、

用电的安全性

尤显重要。EXIT74供配电系统

供电电源

配电系统的电源可以取自电力系统的电力网或企业、

用户的自备发电机。

配电网

作用：

接受电能

、

变换电压

、

分配电能。

组成：由企业或用户的总降压变电所

(或高压配电

所)

、

高压配电线路

、

车间降压变电所

(或配电

所)

、

低压配电线路组成。EXIT75

用电设备

作用：用电设备是指专门消耗电能的电气设备

。

据统

计用电设备中70%是电动机类设备

，20%左右是照明用

电设备。

结构：与电力系统是极其相似的

，

所不同的是配电系

统的电源是电力系统中的电力网，

电力系统的用户实

际上就是配电系统。

分类：

高压用电设备：

额定电压在1kV以上。

低压用电设备：

额定电压在1kV以下。EXIT761.2.1

工厂降压变电所

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。

为了保证供电的可靠性，

工厂降压变电所多设置两

台变压器，

由单条或多条进线供电，

每台变压器容量

可从几千到几万千伏安。

供电范围由供电容量决定，

一般在几千米以内。

EXIT

771.2.2

车间变电所

将6

~

10kV的高压配电电压降为220/380V，

对低压用电

设备供电。供电范围一般只在500m以内。

车间变电所一般设1

~

2台变压器，单台变压器的容量通

常为1000kVA及以下，最大不宜超过2000kVA。EXIT781.2.3

工厂配电线路

主要作为工厂内输送、分配电能之用。

户外敷设的低压配电线路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。EXIT79EXIT80EXIT81EXIT82EXIT83EXIT841.3

供配电系统额定电压1.额定电压的定义能保证电气设备正常运行，且具有最佳技术指标和经济

指标的电压，称为额定电压。★

我国公布的额定电压注意：其中3kV及以上的高电压均指三相交流系统的线电

压。EXIT85EXIT862.电气设备的额定电压山用电设备的额定电压山发电机的额定电压山变压器的额定电压EXIT87线路首端

线路末端

G

线路的允许电压

电网的额定电压：线路首末端电压的平均值应等于电网

额定电压。

用电设备的额定电压和电网的额定电压是一致的。

发电机的额定电压高于所供电网额定电压5%，用于补

偿电网上的电压损失。~

偏差一般是

±

5

U

％5%

N

EXIT

-5%88

一次线圈

：

当变压器直接与发电机相连时，

其一次绕组的额定电

压与发电机的额定电压相同，

即高出同级电网额定电压

5%

。

当变压器直接与电网相连时，

其一次绕组的额定电压

与电网的额定电压相同，

即等于同级电网额定电压。

二次线圈

：

所供线路较长时，

高出电网额定电压10%。

所供线路较短时，

高出电网额定电压5%。EXIT作

业

:5%

跟

10

%

是怎么

确定的?

变压器的额定电压89接受电能，相当于用电设备。★

二次绕组输出电能，相当于发电机。90功率流动方向EXIT★

一次绕组10.5kV220kV500kV110kV10kVEXIT电力变压器的额定电压G~M+10%+5%+5%±0%UNT2T191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0.220.383610-35601101542203305000.230.403.156.310.515.75-------0.220.383及3.156及6.310及10.515.7535601101542203305000.230.403.15及3.36.3及6.610.5及11-38.566121169242363525我国交流电网和电力设备的额定电压(kV)如何理解?EXIT92用电设备额定电压

思考：

各变压器两端的电压分别是多少？1

用电设备、发电机、变压器的额定电压取值示例U

N3N21.05UrEXITUN21.1UN31.1U93

(

1

)

影响配电电压的因素：

地区供电电源的电压

用电设备的总容量

用电设备的特征

供电距离

供电线路的回路数量

用电单位的远景规划

当地公共电网现状和它的发展规划

经济合理因素94

3.

供配电电压的选择选择电压的一般原则EXIT

(

2

)

供电方式：

用电设备容量在250kW或需要变压器容量在160kVA以上者，

应以高压方式供电；

用电设备容量在250kW或需要变压器容量在160kVA以下

者，

应以低压方式供电，

特殊情况下也可以高压方式

供电。EXIT951线电流

S

=

3UI线电压w思考：

当输送功率一定时，

提高电压会有哪些影响？EXIT三相视

在功率三相交流系统中，96当输送功率一定时，

提高电压的影响：

电流减小，

线路

、

电气设备等的载流部分所需的截面

积就越小，

有色金属投资也就越小；

由于电流小，

传输线路上的功率损耗和电压损失也较

小；

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；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。11EXIT97线路电压(kV)输送功率(kW)输送距离(km)0.38361035110220100以下100-1000100-1200200-20002000-1000010000-50000100000-5000000.61-34-156-2020-5050-150100-300常用各级电压的经济输送容量与输送距离EXIT98与额定电压等级相适应的输送功率及输送距离EXIT99

工厂供电电压的选择

对于一般没有高压用电设备的小型工厂，

设备容

量在100kW以下，

输送距离在600m以内，

可选用

380/220V电压供电。

对于中小型工厂，

设备容量在100

~

2000kW，

输送

距离在4

~

20km以内的，

可采用6

~

10kV电压供电。

对于中大型工厂，

设备容量在2000

~

50000kW，

输

送距离在20

~

150km以内的，

可采用35

~

110kV电压

供电。EXIT100

工厂配电电压的选择

工厂的高压配电电压一般选用6

~

10kV

。

10kV作为

高压配电电压

。

如工厂供电电源的电压就是6kV，

或

工厂使用的6kV电动机多且分散，

可采用6kV的配电

电压。

工厂的低压配电电压，

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作为单相配电电压，

供电给一般照明灯具

及220V单相用电设备

。

矿山及化工等部门也有采用

660V配电电压的。EXIT1011.4

电力系统运行的基本要求“安全、可靠、优质、经济”1.

保证供电的安全可靠性

定义

供电可靠性指标是根据用电负荷的等级要求制定的。

对供电可靠程度的要求，

取决于建筑用电负荷的等级。

按照《民用建筑电气设计规范》

，用电负荷分为如下三个等级：

一级负荷

二级负荷

三级负荷102EXIT这类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。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，

出现大不属于一级和二级负荷的电

能用户均属于三级负荷。对可靠性的要求不同划分103双重电源供电。对供电无特殊要求，允许较长

时间停电，可采用单回路供电。二级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。量废品或大量减产，

因而在

经济上造成一定损失。一级负荷EXIT三级负荷二级负荷荷一级负荷二级负荷三级负荷范围停电将造成重大政

治、经济和生命影响停电主要造成较大经济损失不属于一、

二级负

荷的一般负供电要求绝对不允许停电不允许停电保证措施双重电源双回路单回路举例铁路枢纽、通信枢纽，国家级大型体育中心，医院手术室等普通高层住

宅客梯、高

校教学楼等民用市政EXIT可以停电104电力负荷应根据对供电可靠性的要求及中断供电在政治、经济上所造成损失或影响的程度进行分级，并应符合下列规定：一、符合下列情况之一时，应为一级负荷：1．

中断供电将造成人身伤亡时。2．

中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大设备

损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经

济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等。

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、重要宾馆、大型体育场馆、

经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重

要电力负荷。在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火

灾等情况的负荷，

以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，

应视为特别重要的负荷。EXIT10511

二、符合下列情况之一时，应为二级负荷：1．

中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如：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。2．

中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：

交通枢纽、

通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，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。三、不属于一级和二级负荷者应为三级负荷。EXIT106供电可靠率

衡量供电可靠性的指标，

用户用电时间内不中断的概率。

供电可靠率＝

(

1－用电平均停电时间/统计期间时间)

×

100％

例如，

全年时间8760小时，

用户全年停电时间为87.6小时，

即停电时间占全年的1%，

供电可靠率为99%。可靠性标准

城市供电可靠率达到99.9%；

大中城市中心市区供电可靠率达到99.99%。

EXIT1071

提高供电可靠率的措施

采用高可靠性的设备，

做好维护保养工作

选用合理的系统结构和接线，重要负荷采用双回路供电

应有足够的备用容量，

装设备用电源自动投入装置

开展带电检修作业，尽量减少停电次数EXIT108频率电压

波形EXIT2.

保证电能质量电能质量指标109

电压

电网电压偏移供电线路上的电压变化示意图EXIT1101定义

用电设备的实际端电压偏离其额定电压的百分数。U%

=

×

100%

是系统滞后的无功负荷所引起的系统电压损失。理解？EXIT1原因1111

一般电动机为±

5％。1

电梯电动机为±7％。1

照明

在一般工作场所为±

5％；

在视觉要求较高的室内场所为+5％、

-2.5％；

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，可以为+5％、

-10％；

应急照明、道路照明和警卫照明为+5％、

-10％。1

其他用电设备当无特殊规定时为±

5％。112《民用建筑电气设计规范》

对用电设备供电电压偏差允许范围的规定：EXIT113EXIT常用电气设备允许的电压偏移改善方法1正确选择变压器的变压比和电压分接头1合理选择导线截面，减小线路阻抗1无功补偿，减小电流1尽量使三相负荷平衡，减小中线电流EXIT1141定义：

是指电压在短时间内的快速变动情况，通常

以电压幅度波动值和波动频率来衡量电压波动的程

度。波动的幅值为

:∆

U%

=

×

100%用电设备端电压的

最大波动值，KV1

国家规定电压波动的范围在-5%—+5%。用电设备端电压的

最小波动值，KVEXIT电压波动1151

抑制或减小电压波动的措施：

合理的供电方式：

给负载变化剧烈的电气设备以专

线单独供电，一个大工厂不会是仅由一条线路供电，

利用其中一条线路给剧烈变化的负载，此线路还可

以作为工厂中其他负载的备用电源。

提高供电电压：

电压降百分率与电网额定电压的平

方成反比，所以，提高供电电压无疑会对抑制电网

波动电压值起到良好的效果。EXIT116

负荷急剧的波动造成供配电系统瞬时电压变化，

照度随之急剧变化，

使人眼对灯闪感到不适，

这种现象称

为电压闪变。EXIT电压闪变117不对称度不对称度是衡量多相负荷平衡状态的指标，

多相系

统的电压

负序分量

与电压

正序分量

之比值称为

电压

的不对称度，

电流负序分量与电流正序分量之比值

称为电流的不对称度，

均以百分数表示。

EXIT118正弦波形畸变率

当网络电压波形中出现谐波

(有时为非谐波)

时网络电压波形就要发生畸变

。

谐波干扰是由于非线性系统引起的

。

它产生出不同于网络频率的电压波，

或者具有非正

弦形的电流波。

(

1

)

n次谐波电压

、

电流含有率HRIn

=×100%HRUn

=×100%EXIT119

1

(

2)

电压、电流总谐波畸变率

★

正弦波的畸变率是指各次谐波有效值平方和的方根值

占基波有效值的百分比。

I

n2THDu

=

×

100%

=

×

100%THDi

=

(

)2

×

100%

=

×

100%基

波

电

压

(

50Hz

)

的

方均根值，kVEXITn次谐波电流的方均根值，An次谐波电压的方均根值，kV基

波

电

流

(

50Hz

)

的

方均根值，A

120τ

=

U

(t)

dttttttttttn2n

次谐波

电压

的方均根值，kV谐波

电压

的总平均畸变系数变化时间，

△t＝3s；1

(

3)

谐波电压的总平均畸变系数EXIT121

频率偏差1

定义

频率偏差是指供电的实际频率与电网的标准频率的差值。

我国电网的标准频率为50Hz，

又叫工频。1

偏差允许值

频率偏差一般不超过±0.25Hz。

当电网容量大于3000MW时，

频率偏差不超过±0.2Hz。1

调整

调整频率的办法是增大或减小电力系统发电机有功功率。EXIT122我国规定的额定频率值为50Hz，

大容量系统允许频率偏

差

±0.2Hz，

中小容量系统允许频率偏差

±0.5Hz。35kV及以上的线路额定电压允许偏差±5%；

10kV线路额

定电压允许偏差±7％；

低压照明及农业用电+

5%~-10%。10kV以上波形畸变率不大于4％

；

380V／220V线路波形

畸变率不大于5％。★★★EXIT1233.

保证电力系统的稳定性稳定问题是影响大型电力系统运行可靠性的一个重要因素。4.

保证运行人员和电气设备工作的安全设计合理、维护及时、严格遵守规章制度。5.

保证电力系统运行的经济性规划设计合理、提高系统调度和管理水平。EXIT1241.5

供配电系统的中性点接地方式1.5.1

中性点运行方式种类及应用场合

1.5.2

低压配电系统中性点运行方式

1.5.3

供电线路的分支方式1.5.4

建筑供电系统典型方案125EXIT1.5.1中性点运行方式的种类及应用场合EXIT126

中性点接地：属于大接地电流系统

直接接地，又称为有效接地

经低阻接地

中性点不接地：属于小接地电流系统

不接地，又称为中性点绝缘

经消弧线圈接地

经高阻接地127EXIT消弧线圈是一个具有铁芯的可调电感线圈

，

线圈的电阻很小

(消耗功率小)

，

电抗很大

(保证对地绝缘水平)

，

电抗值可用改变线圈的匝数来调节。

特点：中性点接地系统一相接地时，

出现了除中性点接地点以外的另一个接地点，

构成短路回路，

接地故障相电流很大，

为了防止设备损坏，

必须迅速

切断电源，

因而供电可靠性低，

易发生停电事故

。

但这种系统上发生单相接地故障时，

由于系统中性

点的钳位作用，

使非故障相的对地电压不会有明显

的上升，

因而对系统绝缘是有利的。EXIT中性点接地系统128EXIT129

特点：中性点不接地系统发生单相接地故障时，

只有比较小的导线对地电容电流通过故障点，

因而系统仍可继续运行，

这对提高供电可靠性是有利的

。

但这种系统在发生单相接地故障时，

系统中性点对

地电压会升高到相电压，

非故障相对地电压会升高

到线电压；若接地点不稳定，

产生间歇性电弧，

过

电压会更严重，

对绝缘不利。EXIT中性点不接地系统130EXIT131EXIT132中性点接地

方式中性点不接地中性点经

电阻接地中性点经消

弧线圈接地消弧线圈并

电阻接地中性点直

接接地单相接地电

流大小大大小小最大人身触电危

险大大减小减小最危险单相接地过

电弧最高低较高低低单相接地保

护实现容易容易难较复杂很容易保护接地安

全性电容电流大时危险电容电流

大时危险安全安全危险序号12345各种中性点运行方式比较EXIT133供配电系统中性点运行方式110kV及以上电压等级的高压输配电网

绝缘问题突出，

一般都采用中性点接地系统；35kV、

10kV、

6kV等中压供配电系统

中性点不接地系统发生单相接地故障时产生的过电压对绝缘的威胁不大，

因为中压系统的绝缘水平是根据更高的雷

电过电压制定的，

因此为提高供电可靠性，

多采用中性点

不接地系统；1kV以下的低压配电系统

我国的220/380V

低压配电系统，

广泛采用中性点直接接地的运行方式，

而且引出有中性线

(neutral

wire,

代号N)

、

保护线

(protective

wire,

代号PE)

或保护中性线

(protective

neutral

wire,

代号PEN)。

EXIT134

保护线

(PE线)故用的接地线

。

系统中所有电气设备的外露可导电部分

(指正常时不带电但故障情况下可能带电的易被人身接触

的导电部分，

如金属外壳

、

金属构架等)

通过PE线接地

，

可在设备发生接地故障时减少触电危险。

保护中性线(PEN线)

它兼有N线和PE线的功能

。

这种PEN线，

我国过去习惯称为“零线”。

中性线(N线)

电压的单相用电设备，

二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流，

三是减小负荷中性点的电位偏移。其功能一是用来连接额定电压为系统相它是为保障人身安全

、

防止发生触电事EXIT1351.5.2低压配电系统中性点运行方式1

根据IEC规定，

按保护接地的型式不同，

低压配电系统TN系统和TT系统都是中性

点直接接地系统，

且都

有中性线引IT系统电源中性点不接地

或经1000Ω阻抗接地，

而且

通常不引出中性线分为三类：

TN系统

TT系统

IT系统EXIT三相三线制系统：三相四线制系统：136TN系统1

TN系统中设备外露的可导电部分

(如电动机

、

变压器的外壳，

高压开关柜

、

低压配电屏的门及框架等)

均采用与公共的保

护线

(

PE线)

或保护中性线

(

PEN线)

相连接的方式。1

在我国380/220V低压配电系统，

广泛采用TN系统，

即属于中

性点直接接地的运行方式，

而且引出有中性线N或保护线PE。这种系统的安全保护性能较好：一旦发生单相接地故障时

，

便形成单相短路，

单相短路电流将使断路器或熔断器动作而

切除故障电路，

以免发生人身伤亡及电气设备毁坏事故。PE线是为防止电击，而将电气设备外露可导电部分、外部导电部分、总接地端子、接地干线、接地极、

电源接地点或人工接地进行电气连接的导体。注：“电气设备外露可导电部分”一般指金属外壳。EXIT137根据工作零线N与保护零线PE是否分开，

TN系统又可分为三种

TN-C系统

TN-S系统

TN-C-S系统1通过三相负载的不平衡电流；

(

2

)

便于接入单相负载及测量相电压。注：

N线是不允许断开的N线是与电力系统中性点相联能起到传导

电能作用的导体，

其主要作用是：

(

1

)EXITTN系统1381

低压配电的TN系统1

a)TN-C

系统

b)TN-S

系统

c)TN-C-S系统EXIT139140EXITTN-C系统——三相四线供电系统1系统的中性线N和

保护线PE合为一根

PEN

线

，

电气设备

的金属外壳与

PEN

线相连。1在

我国

应用

最普

遍。EXITTN-S系统——三相五线供电系统1系统的中性线N和保护线PE是分开的，所有设备的金属外壳均与公共PE线相连。

正常时PE上无电流，因此各设备不会产生电磁干扰，所以适用于数据处理和精密检测装置使用。

N和PE分开，则当N断线也不影响PE线上设备防触电要求，故安全性高。

缺点是用材料多，投资大。在我国应用不多。141中性线的主要作用是传输三相系统中的不平衡电流，以减少中性点的偏移使系统正常工作，同时用来连接单相用电设备保护线的作用是防止人使用用电设备时发生触电事故，保护线是专用的。相线的主要作

用是传输电能1这种系统前边为TN-C系统，

后边为TN-S系统

(或部分为

TN-S系统)

。

它兼有两系统的优点，

适于配电系统末端环

境较差或有数据处理设备的场所。EXITTN-C-S系统142TT

系统中性点直

接接地

，

设备外

露的可导电部分

(如电动机

、

变

压器的外壳

，

高

压开关柜

、

低压

配电屏的门及框

架等

)

接至与中

性点接地点无关

的接地极。该系统在国外应

用较广泛

，

在我

国很少采用。11EXITTT系统143IT系统IT

系统中性点不接地

或经大阻抗接地

，

设

备外露的可导电部分

(如电动机

、

变压器

的外壳

，

高压开关柜、

低压配电屏的门及框

架等)

接地。该系统在某些不间断

供

电

要

求

高

的

场

所

(如矿山

、

井下等)

应用较广泛

，

在建筑

供电系统中很少采用。11EXIT144作业：保护接地与保护接零概念EXIT145EXIT146EXIT1471

实质：

通过接地电阻与人身电阻的并联，使整体电阻

下降。当发生漏电时，降低人体触电电流。1

关键：

接地电阻越小越好。保护接地的实质和关键EXIT1481

实质：提高动作电流，将漏电流变成单相短路电流，实

质是提高漏电电流和减小动作时间。1

关键：一定有可靠的保护装置与之配合，否则故障更严

重。保护接零---实质和关键EXIT149EXIT150EXIT151山在建筑供电系统中，

普遍采用TN系统，

即变压

器中性点直接接地，

而用电设备的金属外壳与零

线或专用保护线

(

PE线)

连接。EXIT1521.5.3

供电线路的分支方式1供电系统要把引入的电源进行合理的配电，

建筑内

的配电必须分级配电，

即电源引入建筑后须设总配

电箱，

总配电箱后须设分配电箱

(

一般每层设一

个)

，

分配电箱之后可设开关箱

。

各配电箱之间的

线路连接有多种方式，

常用的有：

放射式

树干式

混和式

(分区树干式)EXIT153EXIT154EXIT放射式1551优点

后级配电箱与前级配电箱连接的线路是相互独立

的，

故后级配电箱之间互不影响，

供电可靠。1缺点

所需线路多，

不易更改1应用场合

适用于用电负荷容量大且集中，

线路较短的场所。EXIT156EXIT树干式157优点

线路简单灵活缺点

干线发生故障时影响面较大应用场合

适用于负荷较分散且单个负荷容量不大、线路较长

的场所。111EXIT158EXIT混和式(分区树干式)159山一般情况下，

动力负荷的配电线路多用放射式，而照明负荷的配电线路多用树干式或分区树干式。各种照明灯具、家用电热水器、

电取暖器、吸尘器、小型空调器

等各种单相220V的用电器等。工矿企业的各种生产、加工机械；

建筑内的电梯、水泵、中央空调

机组、通风设备及服务性行业的大功率炊事电器等。EXIT1601.5.4建筑供电系统典型方案1小型建筑供电系统

只有照明负荷EXIT161EXIT1含有少量动力负荷162

多单元住宅楼供电系统EXIT163EXIT柴油发电机作为备用电源

，

平时由市电供电，

市电停电

后才启动柴油发电机，

因此

柴油发电机组的断路器与市

电断路器互锁，

即市电合闸

时，

柴油发电机组的断路器

在分闸位置，

反之亦然。

小区供电系统

小区有多栋建筑，

用电量较大，

一般引入10kV高压电源，通过变电所降压后分配至各建筑。164令按照《高层民用建筑防火设计规范》

的规定

10层以及l0层以上或建筑高度超过24m的民用建筑均

属高层建筑。

高层建筑具有如下特点：

建筑面积大，

高度高，

装修档次高；

设备种类多，

具有照明负荷

、

空调负荷

、

动力负荷等

多种电气负荷；

建筑内部人员密集，

消防要求高；

用电负荷容量大，

供电可靠性要求较高。

高层建筑供电系统EXIT1651高层建筑供配电系统要求——

变电所令

高层建筑的变电所，

应尽可能深入负荷中心

一般的高层建筑，

为方便设备的运输和安装，

通常把

变电所设在地下层

而对于超高层建筑，

为降低线路损耗，

需在建筑内设

置若干个变电所，

一般可分散在地下层

、

中间层

、

顶

层。166EXIT1高层建筑供配电系统要求——

配电系统令高层建筑的配电系统较复杂，

一般把照明负荷

、

动力负荷

、

空调负荷等分开配电

动力负荷

、

空调负荷常用放射式配电

照明负荷常用混合式配电

一般每10层左右作为一个配电区，

用一条干线进

行配电。EXIT167

高层建筑供配电系统要求——保护功能令保护功能齐全

高层建筑负荷大，电流大，线路繁杂，其供配

电系统一般都具有功能完善的保护装置，且为

了满足防火要求，保护控制装置可与消防报警

系统联动，保证火警时的各项安全。EXIT168

高层建筑供配电系统要求——

自动化程度令

自动化程度高

高层建筑内各类设备繁多，

维护工作繁重，

故

一般都有设备运行监控系统，

利用计算机实现

供配电系统及设备运行管理的自动化，

从而减

少故障的发生。EXIT169

一般高层建筑供电系统EXIT170

大型或高层建筑供电系统(用电负荷多为二级负荷或一

级负荷)

双电源互为备用供电系统EXIT1711双电源一用一备供电系统EXIT172小

结

电力系统是发电

、

输电

、

变电

、

配电和用电的统

一整体。

发电厂把其它型式的能源通过发电设备转换为电能；

变配电所用以变换电能

、

接受电能和分配电能

。

电力网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。

我国电力网的额定电压等级主要有：

220V

、

380V、6kV

、

10kV

、

35kV

、

110kV

、

220kV

、

330kV

、

500kV等几种。EXIT173小

结

电力系统中性点接地运行方式

中性点接地：属于大接地电流系统

直接接地，

又称为有效接地

经低阻接地

中性点不接地：属于小接地电流系统

不接地，

又称为中性点绝缘

经消弧线圈接地

经高阻接地EXIT174小

结

我国电力系统中，

110kV以上高压系统多采用中性点

直接接地运行方式；

6~35kV中压系统首选中性点不接

地运行方式；低于1kV的低压配电系统通常采用中性

点直接接地运行方式。

一般大型工厂由工厂降压变电所

、

高压配电线