供配电系统的认识

供配电系统的认识,供配电系统的认识,一、供配电系统认识二、电力系统的电压三、电力系统的中性点运行方式四、电力负荷及短路故障认识,供配电系统认识,1、电的重要性：,一、对电的认识,2、供电：电能的供应与分配问题,工厂供电是工厂的电能供应和分配,工厂供电的基本原理也适用于其它领域。如：商场供电、高层建筑供电、道路照明供电等。注意参考设计规范。如：建筑设计防火规范、民用建筑电气设计规范、供配电系统设计规范、10kV及以下变电所设计规范等。,工厂供电的基本原理也适用于其它领域。如：商场供电、高层建筑供电、道路照明供电等。注意参考设计规范。如：建筑设计防火规范、民用建筑电气设计规范、供配电系统设计规范、10kV及以下变电所设计规范等。,3、电对工业生产的影响,全自动包装机器人码垛生产线,1）、有利于实现生产过程自动化,首条大型机器人全自动化重卡生产线中国重型汽车集团公司,2）、停电影响巨大,印尼雅加达等地发生大停电1亿人受影响（05年8月18日）汶川地震，电力受损，通讯中断。,05.8.18雅加达一辆电气火车上，数百乘客被困车中,印尼雅加达的一个高档消费中心，人们从黑暗中经过走廊,酷暑停电长夜难熬(图),4、供电基本要求,安全,可靠,优质,经济,尽可能考虑企业发展规划,二、工厂供电系统结构、简图识读与发电厂,工厂分类（按用电功率）：特大型工厂：10000KV.A大型工厂：3000KV.A10000KV.A中型工厂：3000KV.A左右小型工厂：100KV.A2000KV.A特小型工厂：250V,（3）还有：低压：1000V中压：1000V10KV（或35KV）高压：35KV110KV（或220KV）超高压：220KV或330KV特高压：800KV（或1000KV）,（2）从制造角度：低压：1000V高压：1000V,3、电压偏差与电压调整,3.1、电压偏差定义：,3.2、电压偏差对设备的影响：,（1）感应电动机：寿命降低，产品质量下降，效率低,（2）同步电机：寿命降低，产品质量下降，效率低,（3）对电光源影响：电压高，寿命下降。电压低，寿命长，但灯光暗，荧光灯不易启动,3.3、允许的电压偏差：供电营业规则电网正常时：35KV正负偏差绝对值之和应1010KV三相供电电压偏差应7220V单相：710电网不正常时：用户受电端电压偏差10,3.4、电压调整的措施,（1）调整变压器的分接开关,无载分接开关：常用。调变比有5、0、5三个档位问：如二次电压高，如何调？有载分接开关,调到5,3.3、允许的电压偏差：供电营业规则电网正常时：35KV正负偏差绝对值之和应1010KV三相供电电压偏差应7220V单相：710电网不正常时：用户受电端电压偏差10,无载分接开关,（3）合理改变系统的运行方式：低压联络线供电,（4）使三相负载均衡：否则有的相电压高，有的相电压低，不易调整。,（5）采用无功补偿装置，提高功率因数，减少无功电流，从而降低电压损耗。,（2）如二次电压过低，可以合理减少阻抗：减少变压器级数，增加导线截面，架空线换为电缆（架空线电抗0.350.4欧/Km，电缆电抗0.08欧/Km）电路压降UI|Z|,4、电压波动及其抑制,4.1、电压波动定义：,4.2、电压波动的产生与危害：,由于冲击性负荷引起。引起电动机无法启动，电子设备不工作。引起灯光闪变。,4.3、电压波动的抑制：,（1）采用专用线路或专用变压器供电给冲击负荷,（2）增大电源容量，减少阻抗。单回路改为双回路,（3）减少或切除冲击性负荷,（4）对大功率设备，采用容量大电网，或提高供电电压等级。,（5）上述无法满足时，对冲击性负荷装设静止无功补偿装置。,冲击负荷,SVC,5、电网谐波及其抑制,5.1、电压谐波产生：非线性元件谐波源（电动机、荧光灯、电焊机、感应炉、SCR整流等）。,发电机：正弦波，而谐波源其它谐波,5.2、一次谐波：工频50HZ其它谐波：3、5、7。等次谐波。,5.3、危害：电机、变压器：铁损上升，寿命下降，振动。电容器：过负荷，烧坏。线路：电能损耗与电压损耗上升；过电压，绝缘击穿，保护装置动作。通信干扰：,5.4、电网谐波的抑制：,（1）三相整流变压器采用Yd或Dy联结，消除3n次谐波。,（2）增加整流变压器二次侧相数,（3）使并联运行整流变压器二次侧有相位差,（4）装设分流滤波器,（5）限用谐波设备，提高供电电压，专线供电给要求高的设备。,3n次,6、三相不平衡及其改善,6.1、定义：三相电压（电流）大小不同，或三相电压（电流）相位差不是120度。,6.2、产生原因：主要原因是三相负荷不平衡引起（由于电网有阻抗引起，负荷重的相，电网压降大），当然还有其它原因，如变压器三相不对称，发电机三相不对称等。,6.3、危害：（1）电动机转速下降，寿命缩短正序、负序、零序分量,（2）三相变压器不能充分利用,（3）使整流装置产生较大谐波,6.4、改善措施,（1）三相负载平衡分配,（2）将不平衡负荷分散连接,（3）将不平衡负荷接入更高电压电网,（4）采用可调平衡化装置（无功补偿、谐波抑制、改善三项不平衡）SVC（静止型无功补偿装置）SVG（静止无功电源）,7、工厂供配电系统电压的选择,7.1、工厂电源电压的选择,1）应考虑负荷的容量，电源到工厂的距离书上表130.38KV架空线输送功率100KW输送距离0.25Km电缆线输送功率175KW输送距离0.35Km10KV架空线输送功率2000KW输送距离620Km电缆线输送功率5000KW输送距离10Km35KV架空线输送功率200010000KW输送距离2050Km,2）考虑当地供电条件：电力公司提供220V、380V、10KV、35KV、110KV、220KV。有什么电压用什么电压,1）应考虑负荷的容量，电源到工厂的距离书上表130.38KV架空线输送功率100KW输送距离0.25Km电缆线输送功率175KW输送距离0.35Km10KV架空线输送功率2000KW输送距离620Km电缆线输送功率5000KW输送距离10Km35KV架空线输送功率200010000KW输送距离2050Km,2）考虑当地供电条件：电力公司提供220V、380V、10KV、35KV、110KV、220KV。有什么电压用什么电压,7.2、厂区高压配电电压的选择,1）应考虑地区供电条件、高压设备的电压、容量及负荷情况,2）工厂通常采用10KV配电,3）35KV配电，环境允许，电网为35KV时。,1）应考虑地区供电条件、高压设备的电压、容量及负荷情况,2）工厂通常采用10KV配电,3）35KV配电，环境允许，电网为35KV时。,7.3、厂区低压配电电压的选择,1）一般采用220/380V配电，动力照明混合供电,2）特殊场所采用380/660V配电，主要用于采矿、石油行业，或更高660/1140在（用于矿井）,美国：480/277V，前苏联：660/380V，英国：600/347V,1）一般采用220/380V配电，动力照明混合供电,2）特殊场所采用380/660V配电，主要用于采矿、石油行业，或更高660/1140在（用于矿井）,思考题：1、衡量电能质量的两个基本参数，工频。2、电压质量四个评估指标。3、我国电网额定电压序列，设备、发电机、变压器的额定电压。4、高低压的划分。5、电压偏差调整的措施。6、谐波的产生原因。7、三相不平衡产生的主要原因。8、工厂供电电压决定因素，及工厂高低压配电电压的选择。,目的：1、了解电力系统中性点运行方式。2、学会我国低压电力系统的接地方式。3、学会366KV电力系统中性点运行方式。,四电力系统中性点运行,1、中性点运行方式,1）中性点不接地：366KV2）中性点经阻抗接地：310KV，且单相接地电流大于30A；大于20KV，单相接地电流大于10A。3）中性点直接接地：大于110KV，低压配电系统。,小接地电流系统,大接地电流系统,1）中性点引出线（按功能）：中性线（N）：工作线，减少中性点漂移，（浅蓝色）保护线（PE）：保障人身安全（黄绿双色）保护中性线（PEN）：浅蓝色我国近期：中性线与保护线分开,1）中性点引出线（按功能）：中性线（N）：工作线，减少中性点漂移，（浅蓝色）保护线（PE）：保障人身安全（黄绿双色）保护中性线（PEN）：浅蓝色我国近期：中性线与保护线分开,2、低压配电系统的接地型式我国220/380V低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式,3、低压配电系统类型：接地型式（1）TN系统：TNC：PEN有干扰，断线使设备外壳带电，省钱。,3、低压配电系统类型：接地型式（1）TN系统：TNC：PEN有干扰，断线使设备外壳带电，省钱。,TNS：PE、N分开，无干扰，外壳接PE，PE断线外壳不带电。,TNS：PE、N分开，无干扰，外壳接PE，PE断线外壳不带电。,PE,L,N,TNCS：PE、N有分有合，,TNCS：PE、N有分有合，,（2）TT系统：设备外壳单独接地无干扰、用于设备安全及干扰要求高的场所。,以上为中性点接地系统，住宅：TT、TNCS、TNS,（2）TT系统：设备外壳单独接地无干扰、用于设备安全及干扰要求高的场所。,以上为中性点接地系统，住宅：TT、TNCS、TNS,（3）IT系统：系统中性点不接地或经高阻抗接地，无N线，设备外壳接地，无干扰。用于连续供电要求高的场所，如煤矿井下。,（3）IT系统：系统中性点不接地或经高阻抗接地，无N线，设备外壳接地，无干扰。用于连续供电要求高的场所，如煤矿井下。,1、正常时，,三、366KV电力系统中性点运行方式,4、366KV电力系统中性点运行方式,4.1中性点不接地的电力系统,a、正常时，,b、单相接地时，,A、B相对地,相电压,线电压,完好相，对地电压由相电压升至线电压。故障相，对地电压由相电压降至零。,完好相，对地电压由相电压升至线电压。故障相，对地电压由相电压降至零。,C相对地,零电压,相电压,c、单相接地电流经验计算,UN：系统的额定电压（线电压）单位KV；loh：同一电压所联系的架空线路总长度，单位km；lcab：同一电压所联系的电缆线路的总长度，单位km；Ic：单相接地电容电流，单位A；,举例：某三相电网，额定电压为10kv，架空线总长度为100km，电缆线路总长度为10km，求单相对地短路电流。,解：,d、说明：1）发生不完全接地，故障相对地电压大于0，小于相电压，完好相对地电压大于相电压，并且小于线电压。Ic较上式计算的小。2）中性点不接系统，发生单相接地时，三相设备仍能正常运行。但不允许长期运行。3）中性点不接地系统，应设绝缘监视或单相接地保护。单相接地故障报警。,d、说明：1）发生不完全接地，故障相对地电压大于0，小于相电压，完好相对地电压大于相电压，并且小于线电压。Ic较上式计算的小。2）中性点不接系统，发生单相接地时，三相设备仍能正常运行。但不允许长期运行。3）中性点不接地系统，应设绝缘监视或单相接地保护。单相接地故障报警。,5.1、310KV，且单相接地电流大于30A；大于20KV，单相接地电流大于10A。可能产生谐振过电压（23.5）U5.2、中性点经消弧线圈接地，可消除谐振。5.3、单相接地时，完好相对地电压升高到线电压。,（5）中性点经消弧线圈接地的电力系统,5.1、310KV，且单相接地电流大于30A；大于20KV，单相接地电流大于10A。可能产生谐振过电压（23.5）U5.2、中性点经消弧线圈接地，可消除谐振。5.3、单相接地时，完好相对地电压升高到线电压。,我国低压电力系统、高压110KV采用中性点直接接地的运行方式。,（6）中性点直接接地或经低电阻接地的电力系统,6.1、单相接地，通过中性点形成单相短路，大，跳闸6.2、发生单相接地，完好相对地电压不升高。,6.3、中性点经低电阻接地的电力系统366KV电网，电缆线路上，单相接地电流很大，中性点经消弧线圈接地，无法消除谐振过电压，所以有的城市采用中性点经低电阻接地（10欧），既可以抑制过电压，又可以跳闸，安全。,6.3、中性点经低电阻接地的电力系统366KV电网，电缆线路上，单相接地电流很大，中性点经消弧线圈接地，无法消除谐振过电压，所以有的城市采用中性点经低电阻接地（10欧），既可以抑制过电压，又可以跳闸，安全。,思考题：1、三相交流电力系统中性点接地方式？我国电力系统中性点运行方式？2、三相中性点不接地的电力系统，发生单相接地，完好相对地电压如何变化？三相中性点接地的电力系统，发生单相接地，完好相对地电压如何变化？3、我国低压配电系统的接地形式？中性线、保护线、保护中性线的功能？4、TNC、TNS、TNCS会画图？5、PE线允许装开关和熔断器吗？6、TT系统设备可导电外壳如何接地？,五.电力负荷及短路故障认识,1、电力负荷概念,一是用户（设备）：重要负荷、不重要负荷、动力负荷、照明负荷。,二是功率（电流）：轻负荷、重负荷、空负荷、满负荷。,2、电力负荷分级：根据对电可靠性要求和停电损失分为三级。2.1、分类：一级负荷：重要负荷，断电造成人生伤亡、政治经济损失大。（如：医院手术室、企业连续生产线、大型钢铁厂电炉、大型数控机床等）特别重要的负荷停电有爆炸、火灾、中毒等情况的负荷（如大型矿井井下通风排水系统等）,二级负荷：次重要负荷，断电在政治、经济、社会秩序产生较大影响。工厂中，如：作用大、数量多得数控机床，电镀车间大型整流设备、自动流水作业线，大型商场、影剧院等。,二级负荷：次重要负荷，断电在政治、经济、社会秩序产生较大影响。工厂中，如：作用大、数量多得数控机床，电镀车间大型整流设备、自动流水作业线，大型商场、影剧院等。,三级负荷：一般负荷，不属于一、二级的负荷。,三级负荷：一般负荷，不属于一、二级的负荷。,2.2、各级电力负荷对供电电源的要求：1）一级负荷：两路独立电源。特别重要负荷：还须增设应急电源。什么是独立电源？两个电源来自于不同发电机组、或发电厂变电所不同母线，且两母线无联系。常用应急电源：独立于正常电源的发电机组、供电网络中独立于正常电源的专门供电线路、蓄电池、干电池。,2）二级负荷：双回路供电，双变压器。或专用架空线路。用两路电缆线路时，每个电缆能承受全部二级负荷。,3）三级负荷：对电源无特殊要求。,2.2、各级电力负荷对供电电源的要求：1）一级负荷：两路独立电源。特别重要负荷：还须增设应急电源。什么是独立电源？两个电源来自于不同发电机组、或发电厂变电所不同母线，且两母线无联系。常用应急电源：独立于正常电源的发电机组、供电网络中独立于正常电源的专门供电线路、蓄电池、干电池。,2）二级负荷：双回路供电，双变压器。或专用架空线路。用两路电缆线路时，每个电缆能承受全部二级负荷。,3、用电设备工作制：3.1、连续工作制：达到热平衡，如风机、电灯、空压机