[工学]工业企业供电系统.ppt

供用电技术与内外线施工 电气技术教研室 供用电技术： （1）工业企业供电系统 （2）电力负荷计算 （3）电力线路选择 （4）质量的提高与电能节约 （5）电气照明 内外线施工： （1）内线训练： 室内照明配线及动力配线 （2）外线训练： 导线连接、横担绝缘子的安装、导线的架设 单元一 工业企业供电系统 主要内容： 1电力系统的基本概念 2工业企业供电系统 3电力系统的额定电压 4. 电力系统中性点运行方式 重点 工业企业供电系统 课题1 电力系统的基本概念 电力系统：发电厂、变电所、电力线路和电能用户 组成的统一整体。 动力系统：电力系统加上动力装置（热能、水能及 其他能源动力装置）。 电 力 网：电力系统中由各级电压的输配电线路和 变电所组成的部分。 工业企业供电系统 企业变电所 一、发电厂（发电站） 工业企业供电系统 根据所利用一次能源形式的不同： 1火力发电厂 2水力发电厂 3核能发电厂 4. 风力发电厂 5地热发电厂 6. 太阳能发电厂 7潮汐发电厂 根据发电厂的容量大小及其供电范围： 区域性发电厂 地方性发电厂 自备专用发电厂 工业企业供电系统 二、变电所（变电站） 升压变电所、降压变电所 枢纽变电所、地区变电所、企业变电所 配电所 仅用来接收电能和分配电能的场所 换流站 仅用于将交流电流转换为直流电流或将直 流电流转换为交流电流的场所 工业企业供电系统 三、电力线路 工业企业供电系统 n 输电线路（ 220kV） 配电线路（ 110kV） n 低压网（330kV） 四、电能用户 工业企业供电系统 n 工业用户、农业用户、商业用户、居民用户等 n 小型企业（10000kVA） 工业企业供电系统 课题2 工业企业供电系统 一、工业企业供电及要求 n 供电：工业企业电能供应和分配 n 要求：可靠性、安全性、优质性、 经济性、环保性 1、可靠性 对用户的连续供电 以全年平均供电时间占全年时间的百分数来衡量 2、安全性 指在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身 事故和设备事故。 工业企业供电系统 工业企业供电系统 线线路的额额定电压电压允许电压许电压 偏移 35kV及以上 10 kV及以下 220V 5% 7% +7%、10% 表1-1 供电电压的允许偏移 3、优质性 电能质量指标：电压、频率、波形 工业企业供电系统 表1-2 电电力系统频统频 率的允许许偏差 运行情况 允许频许频 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1.0 工业企业供电系统 表1-3 公共电电网电压电压 波形畸变变率 电电网额额定电电 压压（kV） 电压总谐电压总谐 波 畸变变率（%） 各项谐项谐 波电压电压 含有率（%） 奇 次偶 次 0.385.04.02.0 6 104.03.21.6 35 603.02.41.2 1102.01.60.8 工业企业供电系统 4、经济性 供电系统的投资少，运行费用低，尽可能地节 约电能和减少有色金属消耗量，提高电能利用率。 5、环保性 在电能生产过程中要防止环境污染和人类生存 环境不要遭到破坏。 工业企业供电系统 二、工业企业供电系统的组成 组成 总降压变电所 车间变电所 高低压配电线 路 用电设备 工业企业供电系统 三、典型供电系统 1.小型企业的供电系统 工业企业供电系统 工业企业供电系统 2.中型企业的供电系统 工业企业供电系统 3.电源进线为35kV及以上的大中型企业的供电系统 高压深入负荷中心直降配电方式 工业企业供电系统 工业企业供电系统 课题3 电力系统的额定电压 一、电力系统的额定电压 分 类类 电电网和用电设电设 备备 额额定电压电压 (kV) 发电发电 机 额额定电压电压 (kV) 电电力变压变压 器额额定电压电压 (kV) 一次绕组绕组二次绕组绕组 低 压压 0.22 0.38 0.66 0.23 0.40 0.69 0.22 0.38 0.66 0.23 0.40 0.69 高 压压 3 6 10 35 60 110 154 220 330 500 3.15 6.3 10.5 13.8,15.75,18,20 3及3.15 6及6.3 10及10.5 13.8,15.75,18,20 35 60 110 154 220 330 500 3.15及3.3 6.3及6.6 10.5及11 38.5 66 121 169 242 363 550 1）用电设备的额定电压 ： 2）发电机的额定电压： 3）变压器的额定电压： 一次侧 ：与发电机直接相连的： 降压变： 二次侧 ： 10kV及以下 ： 工业企业供电系统 G T1T2 T3 110kV 10kV 6kV 380/220V 工业企业供电系统 10.5kV 10.5/121kV 110/6.3kV 10/0.4kV 二、额定电压的选择 1、额定电压选择考虑的因素 （1）负荷大小和距离电源远近对供电电压的 选择有很大关系。 工业企业供电系统 工业企业供电系统 线线路电压电压 （ kV） 线线路 结结构 输输送功率 （kW） 输输送距离（km ） 0.38 0.38 6 6 10 10 35 60 110 220 330 500 750 架空线线 电缆线电缆线 架空线线 电缆线电缆线 架空线线 电缆线电缆线 架空线线 架空线线 架空线 架空线线 架空线线 架空线线 架空线线 100 175 2000 3000 3000 5000 200015000 350030000 1000050000 100000500000 200000800000 10000001500000 20000002500000 0.25 0.35 310 8 515 10 2050 30100 50150 100300 200600 150850 500以上 2个 主要因素 表1-5 各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离 (2) 供电电压还与下列因素有关： 导线截面的大小； 工业企业的生产班次和负荷曲线的均衡程度； 负荷的功率因数； 电价制度； 折旧等费用在设计时占投资额的百分比； 国家规定的还本年限； 是否有大型用电设备，如炼钢、轧钢及其它大型 整流设备等。 工业企业供电系统 (3) 地区的原有电压对工业企业供电电压的选择起了极 严格的限制作用。 本地区有两个不同的供电电压，而且都具备对 企业供电的可能性； 由于建造和改造大型企业致使地区电网需要改 建时，可将地区电网的改建与企业供电系统统一考虑 ； 企业自备电厂与系统连接时。 工业企业供电系统 2.高压配电电压的选择 电压等级的选择： 三相交流输电线路传输的功率为： 当输送功率一定时， (1)输电电压愈高,电流愈小，导线的载流部分 的截面积愈小，投资愈小。 (2)电压愈高，对绝缘的要求愈高，杆塔、变压 器、断路器的绝缘投资也愈大。 传输功率越大，输送距离越远，则选择较高的电 压等级比较有利。 工业企业供电系统 工业企业供电系统的高压配电电压： 主要取决于当地供电电源电压及企业高压用电设 备的电压、容量和数量等因素。 工业企业内部采用的高压配电电压： 通常是610kV。 如果当地的电源电压为35kV ： 高压深入负荷中心直降配电方式 工业企业供电系统 3.低压配电电压的选择 一般采用380220V 工业企业供电系统 采矿、石油和化工等少数部门 : 660V，甚至1140V或2000V 工业企业供电系统 课题4 电力系统中性点运行方式 电力系统中性点：星形连接的G、T的中性点 中 性 点 运 行 方 式 中性点不接地 中性点经消弧线 圈接地 中性点直接接地 小接地 短路电 流系统 大接地 短路电 流系统 分析目的：它关系到绝缘水平、通信干扰、接地保 护、电压等级、系统接线等方面。 一、中性点不接地系统 为了方便讨论，认为： 1. 三相系统对称 2. 对地分散电容用线路中央集中电容C代替， 相间电容与本内容无关，不予考虑。 查手册 得知C 工业企业供电系统 1.正常运行 向量图 分析法 工业企业供电系统 （1）三相电压对称： UA=UB=UC=Uph （2）三相对地电容电流对称： ICA=ICB=ICC =Uph/Xc （4）大地无电容电流。 （3）中性点电位为0。 工业企业供电系统 2.单相接地 (b) 向量图 相电压 相对地电压 工业企业供电系统 （1）C相对地电压：UC=0 （2）中性点电位升高为相电压：UN= - UC （4）系统线电压的大小和相位差不变 （3）A、B相对地电压和电流： （5）C相接地电流为正常时对地电容电流3倍 工业企业供电系统 结 论 绝缘水平按线电压设计 三相系统仍然对称， 可以继续运行两个小时 有专用的交流绝缘监察装置 在接地点有间歇性或稳定电弧 工业企业供电系统 应用范围： 3 10kV，接地电流IC 30A的高压电网 2060kV，接地电流IC 10A的高压电网 注：供照明用电的380220V系统是 中性点直接接地的三相四线制。 1000V以下的三相三线制电网 超出范围？ 工业企业供电系统 二、中性点经消弧线圈接地系统 消弧线圈：是具有铁芯的电感线圈，其电抗很大， 电阻忽略。有许多分接头用以调整线圈的匝数，改 变电抗的大小，从而调节消弧线圈的电感电流。 中性点不接地电力网发生 K(1) 时，仍可继 续运行2h，但若接地电流值过大，会产生持续性 电弧，危胁设备，甚至产生三相或两相短路。 问题的提出：为什么要采用中性点经消弧 线圈接地系统？ 工业企业供电系统 (a) 正常运行时电路图 UN=0 IC=0 IL=0 1.正常运行 工业企业供电系统 (b) C相短路时的电路图 (c) 向量图 2.单相接地故障 （1）滞后 90 (2) 电压关系同 不接地系统 工业企业供电系统 补偿方式及选用： 1）全补偿 （不采用） 接地点电流为零， IL=IC 缺点：XL=Xc，网络容易形成串联谐振过电压 2）欠补偿（少采用） 接地点为容性电流， ILIC 注意：电感电流数值不能过大 工业企业供电系统 结 论 绝缘水平按线电压设计 单相接地后可以继续运行2小 时 有专用的交流绝缘监察装置 工