供配电技术及设备课件：供配电系统概述

供配电系统概述供配电技术及设备点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本目录1.1.3供配电系统的技术指标1.1.2配电线路及中性点运行

方式1.1供配电系统1.1.1供配电系统及输送电网供配电系统概述

点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本1.1.1供配电系统及输送电网电力系统概述作用和要求供配电系统概述

点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本供电的作用一二三工厂供电，就是工厂用电设备所需电能的供应和分配。供电公司对工厂的围墙外所提供的电力输送，即到达工厂的变电所，可以改变电压；而工厂围墙内变电所的电能传输及分配到各个车间设备，不改变电压，称为配电。第1节

供配电系统及输送电网电能可以由其他能源形式转变来，也很容易转变为其他的能源形式；电能的传输和分配简单经济，可以定量控制、调节和测量，实现自动化。现代社会的信息化技术和相应的高新技术都是建立在电能应用的基础上。工业化生产中，电能是工业生产的重要动力和能源，在工业电气化后，可以很方便的实现自动化控制，能够明显提高产品产量、改善产品质量、提高生产效率、降低生产成本、降低工人的劳动强度、改善工人的劳动环境。是电力能源的优点，但也存在缺陷，电力能源供应会发生停电例如某些对供电可靠性要求很高的工厂，即使是极短时间的停电，也会引起重大设备损坏，或引起大量产品报废，可能发生重大的人身事故，甚至是造成社会不安定的因素。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本供电要求优质经济可靠安全第1节

供配电系统及输送电网点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本供电要求一二

对于供电的可靠含义，涉及到供电单位、用电单位、供配电技术、电气成套设备的管理和企业供电安全管理等。第1节

供配电系统及输送电网

可靠性高；不停电电源供电；供电线路方案合理；供电容量充分；运行分工；采用自动装置；综合保护；节约用电。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本电力系统概述第1节

供配电系统及输送电网一二三电力系统组成典型供电系统及输送电网的构成工厂供电的典型结构点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本电力系统组成第1节

供配电系统及输送电网

电力系统通常是由发电厂、高低压控制装置、电气线路、变配电所和电力负荷即用户等部分组成。图1-1为电力系统示意图。工厂供配电系统中，变配电所承担接收电能、变换电压和分配电能的任务；配电线路承担着输送和分配电能的任务；用电设备指的是消耗电能的电动机、电焊机、加热设备、照明设备等。图1-1电力系统示意图点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本电力系统组成第1节

供配电系统及输送电网

大型工厂及某些电源进线电压为35kV及以上的中型工厂，一般经过两次降压，将35kV及以上的电源电压降为6～10kV的配电电压，然后通过高压配电线路将电能送到各个车间变电所，也有的经高压配电所再送到车间变电所，最后降为一般低压用电设备所需的电压等级。

中型工厂的电源进线电压是6～10kV。电能先经高压配电所集中，然后再由高压配电线路将电能分送到各个车间变电所或高压配电线路直接供给高压用电设备。

对小型工厂，将6～10kV电压降为低压用电设备所需的电压。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本典型供电系统及输送电网的构成第1节

供配电系统及输送电网

电力系统是电能生产输送、分配变化和使用的一个统一整体，由发电厂变电站电力网和用户组成。图1-2所示为电力系统及用户动力系统示意图。图1-2电力系统及动力系统示意图点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本典型供电系统及输送电网的构成第1节

供配电系统及输送电网（1）发电厂

分为火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂、地热发电厂、潮汐能发电厂、风力发电厂，太阳能发电厂等。按发电厂规模和供电范围又分区域性发电厂、地方发电厂和自备专用发电厂等。图1-3火电厂厂貌图1-4水电厂外貌点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本典型供电系统及输送电网的构成第1节

供配电系统及输送电网（2）电力网

电力网由变配电所和各种不同电压等级的线路组成，将发电厂生产的电能输送、变换和分配到电能用户。区域网供电范围大，且电压一般在220Kv以上；地方网供电范围小，最高电压一般不超过110KV。图1-5核电厂外貌图1-6风力发电场图1-7太阳能发电场点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本典型供电系统及输送电网的构成第1节

供配电系统及输送电网（3）高低压控制装置

高、低控制装置主要用于配电的整个过程，主要是控制高压线路接到小区的环网柜，然后由环网柜到变压器，经变压器降压再到低压柜，最后由低压柜来连接各个用电的配电箱，完成配电任务。（4）用户

用户是指将电能转化为所需要的其他形式能量的工厂和用电设备。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本工厂供电的典型结构第1节

供配电系统及输送电网（1）6～10kV进线的中型工厂供电系统

一般的工厂电源进线6～10kV。图1-1所示是典型的中型工厂供电系统结构简图，图中用单线表示三相线路，也只绘制了开关而没有绘制其他开关电器；图中的母线一般称为汇流排或母排，作用是汇集和分派电能。图1-1电力系统示意图点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本工厂供电的典型结构第1节

供配电系统及输送电网将图1-6所示的供电结构设计程的供电系统平面布置示意图，见图1-7所示，可以基本看到变电所、配电成套设备的位置布置和进出线。图1-6中型工厂供电系统结构简图图1-7基于图1-1的平面示意图点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本工厂供电的典型结构第1节

供配电系统及输送电网

（2）35kV及以上进线电压的大中型工厂供电系统对于中型工厂以上的大型企业，采用35kV及以上进线电压的大中型工厂供电系统，通常是两次降压，也就是电源进入工厂后，线经过安装有较大容量的电力变压器的总降压变电所，将35kV及以上的电源电压降为6~10kV的配电用电压，再经过6~10kV的高压配电线将电能送到各个车间变电所，根据工厂用电的情况，也有经过高压配电所再送到车间变电所。车间变电所安装有配电变压器，第三次将10kV降为一般低压用电设备所需的220/380V。这种供电的结构简图见图1-8所示。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本工厂供电的典型结构第1节

供配电系统及输送电网图1-8总降压变电所的工厂供电系统示意图点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本工厂供电的典型结构第1节

供配电系统及输送电网也有35kV进线的工厂，只经过一次降压，直接将进线引到靠近工厂负荷中心的车间变电所，经过车间变电所配电变压器，将35kV高压直接降为一般低压用电设备所需的220/380V。见图1-9所示。

图1-9高压送电到负荷中心系统点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本工厂供电的典型结构第1节

供配电系统及输送电网

（3）小型工厂供电系统

对于容量不大的小型企业，如果容量不大于1000kVA，一般可以只要设立一个降压变电所，将6～10kV经过降压变电所，降为220V/380V，见图1-10所示。如果容量不大于160kVA的小型工厂，可以采用220V/380V低压电源线直接进线，提供给用电设备，见图1-11所示。图1-10一个变电所的小型供电系统

a)一台变压器b)两台变压器图1-11低压进线的小型工厂供电系统点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本低压配电系统的运行方式电力系统的运行方式概述工厂供电

第2节

配电线路及中性点运行方式点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本电力系统的运行方式概述中性点不接地的电力系统中性点经消弧线圈接地的系统中性点直接接地方式或经低阻抗接地第2节

配电线路及中性点运行方式点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本

1.电力系统的运行方式概述工厂内高压配电线路主要用作工厂内输送、分配电能，将电能送到各个车间及用电设备。架空敷设的各种线路纵横交错，并受潮湿气体及腐蚀性气体的影响，可靠性大大下降，厂区内空中区域占用。为了扩大工厂的区域空间、美化厂内区域环境，工厂内高压配电线路目前已经采用电缆走线，并能够从地下走线。在厂房或车间内部则应根据具体情况确定，可以采用明线配电线路，也可采用电缆配电线路。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管敷设或采用电缆线路。电力系统的运行方式概述第2节

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1.电力系统的运行方式概述(续）车间内的电气照明线路和动力线路一般分开，由一台配电用变压器分别照明和动力如采用380/220V三相四线制线路供电，动力设备由380V三相线供电，照明负荷可以由220V相线和零线供电，各相所供应的照明负荷应尽量平衡。中性点不接地方式即电力系统的中性点不与大地相连接。发电机和变压器的中性点在电力发展史上，最初由于电力系统的容量不大、电压不高、线路不长，所以采用中性点不接地的方式作为主要工作方式，能满足可靠性和用户供电要求。电力系统的运行方式概述第2节

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1.电力系统的运行方式概述(续）电力系统中性点运行方式分大接地电流系统、小接地电流系统。在我国，110kV及以上的系统，一般采用中性点直接接地的大电流接地方式。对于电压6～10kV的系统，单相接地电流小于30A，20kV及以上系统单相接地电流10A时，才采用中性点不接地方式。35～60kV的高压电网多采用中性点经消弧线圈接地方式。对于低压用电系统，为了获得220/380V两种供电电压，习惯采用中性点直接接地，构成三相四线制供电。电力系统的运行方式概述第2节

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2.中性点不接地的电力系统

（1）正常运行电力系统中的三相导线之间各相导线对地之间，沿导线全长也都有电容分布。假设三相系统对称，各相对地均匀分布的电容可由集中电容C表示，如图1-14(a)所示。中性点不接地系统正常运行时，三个相电压对称，三相对地电容电流c1、c2、C3对称，向量和为零，中性点没有电流流过。各相对地电压就是其相电压，如图1-14（b）。图1-14正常运行时中性点不接地的电力系统(a)电路图

(b)相量图第2节

配电线路及中性点运行方式电力系统的运行方式概述点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本第2节

配电线路及中性点运行方式电力系统的运行方式概述

2.中性点不接地的电力系统

（2）故障运行当故障相，例如第3项完全接地时，图1-15所示。接地的第3相对地电压为零，非接地相第1相对地电压和第2相对地电压即非接地两相对地电压均升高倍，变为线电压，由于第1、2两相对地电压升高倍，使得该两相对地电容电流也相应地增大倍;而接地的第三相，对地电容电流为零。

接地的第3相对地电压为零，即

,但线间电压并没有发生变化。非接地相第1相对地电压；第2相对地电压，即非接地两相对地电压均升高倍，变为线电压。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本

2.中性点不接地的电力系统

当第3相接地时，由于第1、2两相对地电压升高

倍，使得这两相对地电容电流相应增大倍。正常情况下，中性点不接地系统单相接地电容电流为正常运行时每相对地电容电流的3倍。中性点不接地系统发生一相接地时有特点：

经故障相流入故障点的电流为正常时本电压等级每相对地电容电流的3倍；中性点对地电压升高为相电压；非故障相的对地电压升高为线电压；线电压与正常时的相同。图1-15单项接地时的中性点不接地系统第2节

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3.中性点经消弧线圈接地的电力系统

中性点不接地电力系统中，发生在单相接地时比较危险，如果单相接地电流大于规定数值时，电弧将不能自行熄灭，即出现电弧，就可能使线路发生电压谐振现象。由于电力线路有电阻和电容，在线路发生单相电弧接地时，可能形成R-L-C的串联振荡电路，电路中如果存在薄弱环节，绝缘将被破坏或击穿。为防止单相接地时接地点出现断续电弧，避免发生过电压，在单相接地电流大于某一设定值时，保证故障点能够自行灭弧，如图1-16所示。第2节

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当发生单相接地故障时，流过接地点的电流时电容电流和经过消弧线圈的电感电流的矢量之和，见图1-16所示的相量图，电容电流和电感电流之间的关系是，形成了一个与接地电流大小基本相等、方向相反，对接地电流起补偿作用。图1-16中性点经过消弧线圈接地的电力系统单相发生接地时

a)电路

b)相量图

第2节

配电线路及中性点运行方式电力系统的运行方式概述点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本中性点经消弧线圈接地的三相系统中，与中性点不接地的系统相同，允许在发生单相接地故障时，可以约两个小时的继续运行，但保护装置要及时发出单相接地的报警信号。中性点经消弧线圈接地的电力系统，在单相接地时，其他两相对低电压要升高高线电压。第2节

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4.中性点直接接地方式或经低阻抗接地

为了防止单相接地时产生间歇电弧过电压，中性点直接接地，如图1-17所示。由于中性点直接接地后，中性点电位为接地体所固定，不会产生中性点偏移。发生单相接地时，其他两相对地电压不会出现升高。我国110kV及以上超高压系统的电源中性点通常都采用直接接地的运行方式。图1-17中性点直接接地

第2节

配电线路及中性点运行方式电力系统的运行方式概述点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本低压配电系统的运行方式几种功能介绍IT、TN以及TT系统介绍第2节

配电线路及中性点运行方式点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本我国220/380V低压配电系统，采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中性线N、保护线PE、保护中性线PEN。1.几种功能介绍（1）中性线的功能（2）保护线的功能（3）保护中性线(PEN线)的功能第2节

配电线路及中性点运行方式低压配电系统的运行方式点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本

2.IT、TN以及TT系统介绍

（1）IT系统IT系统是在中性点不接地的三相三线制系统中采用的保护接地方式，也可以经过1000Ω阻抗接地。根据电气设备的不带电金属部分直接经接地体，如图1-18所示。图1-18IT系统第2节

配电线路及中性点运行方式低压配电系统的运行方式点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本

2.IT、TN以及TT系统介绍

（2）TN系统1）TN-C系统

TN-C系统如图1-19所示。当三相负荷不平衡或只有单相用电设备时,PEN线上有电流通过，PEN线的电流可能对一些设备产生电磁干扰。

2）TN-S系统如图1-20。N线和PE线分开，所有设备的外露可导电部分均与公共PE线相连。图1-19TN-C系统第2节

配电线路及中性点运行方式低压配电系统的运行方式

图1-20TN-S系统点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本

2.IT、TN以及TT系统介绍

3）TN-C-S系统如图1-21。前部为TN-C系统，后部为TN-S系统(或部分为TN-S系统)。它兼有TN-S系统的优点，比较灵活。

4)TT系统

TT系统是中性点直接接地的三相四线制系统中的保护接地方式。如图1-22所示，配电系统的中性线N引出，但电气设备的不带电金属部分经各自的接地装置直接接地，与系统接地线无关系。图1-21TN-C-S系统第2节

配电线路及中性点运行方式低压配电系统的运行方式

图1-22TT系统点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本供电的可靠性供电质量工厂供电

第3节

供配电系统的技术指标电压调整的措施电压波动及抑制电网谐波及抑制点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本供电质量第3节

供配电系统的技术指标一、频率二、电压及波形1.电压分类（1）额定电压为100V及以下，如12V、24V、36V等，主要用于安全照明、潮湿工地的局部照明、小负荷的电源；额定电压为100V以上、1000V以下，如127V、220V、380V、660V，主要用于低压电源和照明电源。（2）工厂供电电压的选择各级电压线路合理的输送功率和输送距离，见表1-1所示。（3）工厂高压配电电压的选择工厂高压配电电压的选择，主要取决于工厂高压用电设备的电压及其容量、数量等因素。（4）工厂低压配电电压的选择工厂低压配电电压一般采用220/380V，其中线电压380V接三相动力设备和380V的单相设备，相电压220V接一般照明灯具和其他220V的单相设备。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本供电质量第3节

供配电系统的技术指标2.电压高低的划分额定电压低于1000V及以下为低压，1000V以上为高压。将330KV以上的电压为超高压，1000KV以上为特高压。我国三相交流电网和电力设备的额定电压见表1-2所示。系统的额定电压、最高电压和高压设备的额定电压，见表1-3所示。3.电压偏差

按国家标准GB50052-2009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。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本供电质量第3节

供配电系统的技术指标4.电压波形电力系统供电标准波形是正弦波，当不是标准正弦波时即有谐波。谐波影响电动机效率与正常运行，变压器铁芯饱和或没有三角形接法的绕组，负荷中有大功率整流设备等，会产生高次谐波。应防止并采取相应措施。1）波形畸变2）电压波动3）三相电压不平衡度点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本供电的可靠性第3节

供配电系统的技术指标供电可靠性可用供电企业对用户全年实际供电小时数与全年总小时数（8760h）的百分比来衡量；供电设备计划检修时，对35kV及以上电压供电的用户的停电次数，每年不应超过1次；对10kV供电的用户，每年不应超过3次。点击添加文本点击添加文本点击添加文本点击添加文本电压调整的措施第3节