供配电及其节能技术-第一章

供配电技术及其节能,冯健教授罗艳红副教授东北大学电气自动化研究所,供配电的意义、要求及课程任务,电力工业特点：不能贮存，其生产、传输、使用必须在同一时间完成；传输快，与光速相同，高速自动化设备；关系到国计民生。,供配电技术就是研究电力的供应和分配问题。供配电工作:保证工厂生产和生活用电的需要搞好三电-安全用电、节约用电(挂机)、计划用电基本要求：安全、可靠、优质、经济,学习任务：了解电力用户的电力供应和分配问题；掌握运行维护和简单设计计算所需的基础知识和基础理论；了解供电系统及其电源和负荷。,学习方法：记好笔记，或书上划下来；独立完成作业；单元小测验；期末考试；适当实验和参观。,第一章绪论,第一章绪论,1-1电力系统的基本概念1-2工业企业供电系统1-3电力系统的额定电压能损耗1-4决定供电质量的主要指标1-5电力工业现状及发展方向,1.1电力系统的基本概念,负载：主要指电能用户（可能是一个家庭拥护，也可能是一个工厂甚至一个地区）。以下集中设备基本囊括了工业企业中的用电设备：照明设备；电动设备；,工艺设备：电解设备、冶炼设备、电焊设备等电热设备：烘干：电暖气、电熨斗制冷：空调、冰箱实验设备（检测设备）,电能的生产、变压、输配和使用,1.1电力系统的基本概念,电力系统图,发电厂：发电厂是将其他形式的能量转换成电能的场所，又称发电站。由于所利用一次能源的形式不同，发电厂可分为火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂、潮汐发电厂、地热发电厂、风力发电厂和太阳能发电厂等等。,火电厂,火电厂中的汽轮机组,三峡电站（效果图）,变电站：是变换电能的场所，在此特指有变压器的地方，主要由电力变压器、母线和开关控制设备等组成。,变电站有升压和降压之分。升压变电站多建立在发电厂内，降压变电站多设在用电区域,就其所处的地位和作用又可分为地区降压变电站（一次降）、终端/企业变电站（二次降）及车间变电站。配电站：分配电能，在企业多指一路变多路，没有变压器。换流站：直流交流,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。电压在1kV以下的称低压网；10kV到110kV的称中压网；高于110kV低于330kV的称高压网；330kV至750kV的称超高压网。1000k特高压网。电力系统：由发电机、变电站、电力网和电能用户组成的系统。,1.2工业企业供电系统,工业企业供电系统由企业降压变电站、高压配电线路、车间变电站、低压配电线路及用电设备组成。,送电过程,企业降压变电站一般来说，大型工业企业均设立企业降压变电站，把35110kV电压降为610kV电压向车间变电站供电。为了保证供电的可靠性，企业降压变电站多设置两台变压器(可分别运行,也可同时运行)，由一条、两条或多条进线供电，每台变压器的容量可从几千到几万千伏安。其供电范围由供电容量决定，一般在几公里以内。,车间变电站在一个生产厂房或车间内，根据生产规模、用电设备的布局及用量大小等情况，可设立一个或两个车间变电站，将6-10kv电压降为220-380V电压，容量一般在几千伏安左右。,工业企业的高压配电线路主要作为工业企业内输送、分配电能之用，通过它把电能送到各个生产厂房和车间,传输6-10kv电压，线路长度在十几至几十公里之间。,工业企业的低压配电线路主要用以向低压用电设备供电，传输220-380v电压。在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；车间内电气照明线路和动力线路通常是分开的。,1.3电力系统的额定电压,电气设备的额定电压是指国家规定的能使发电机、变压器和一切用电设备在正常运行时获得最经济效果的电压。额定电压的配合用电设备额定电压等于系统额定电压。供电设备额定电压高于或等于用电设备的额定电压。,我国1981年颁布的额定电压国家标准为GB15680。按照GB15680的规定，额定电压分为两类：3kV以下的设备与系统的额定电压表113kV以下的额定电压（V）3kV以上的设备与系统的额定电压及其对应的最高电压表123kV以上的额定电压及其最高电压（V）,我国1981年颁布的额定电压国家标准为GB15680。按照GB15680的规定，额定电压分为两类：3kV以下的设备与系统的额定电压表113kV以下的额定电压（V）3kV以上的设备与系统的额定电压及其对应的最高电压表123kV以上的额定电压及其最高电压（V）,额定电压的配合发电机：直接接升压变压器时UNG=UNT1UNG：发电机额定电压UNT1：变压器线圈一次侧电压直接使用UNG=(1+5%)UNSUNS：用电系统电压用于克服发电机内的电压降,变压器二次侧：配电半径大，负荷大UNT2=(1+10%)UNS配电半径小，负荷小UNT2=(1+5%)UNSUNT2变压器线圈二次侧电压各种电压等级输送电能的水平各种电压等级输送电能的水平,系统平均额定电压通常在计算短路电流时，习惯上用线路的平均额定电压Uav来表示线路的电压。所谓线路的平均额定电压系指网路始端最大电压U始（指变压器空载电压）和末端受电设备额定电压U终的平均值，即Uav=(U始+U终)/2,1.4决定供电质量的主要指标,电压加于用电设备端的电网实际电压与用电设备的额定电压相差较大时，对用电设备的危害很大，对电动机而言，当电压降低时，转矩急剧减小。某些电热及冶炼设备对电压的要求非常严格，电压降低使生产率下降，能耗显著上升，成本增高,频率我国工业上的标准电流频率为50Hz频率的变化对电力系统运行的稳定性影响很大，因而对频率的要求要比对电压的要求严格得多，一般不得超过0.5Hz。,负荷分级一级负荷：要求由两个独立电源供电。而对特别重要的一级负荷例如保安负荷（负责事故处理），应由两个独立电源点供电。二级负荷：应由两回线路供电三级负荷：居民用电多为此类,1.5电力工业现状及发展方向,1949年，我国电网装机总容量仅有185万千瓦，经过四十多年的发展至2004年我国发电总量超过17800亿千瓦时，装机和发电量均跃居世界第二位。初步形成了以东北、华北、华东、华中、华南为中心的五大电网，并且新建了西南电网。,国家发展和改革委员会能源局近日称，提高能源利用效率和效益，保护生态环境，不断开发利用新的能源发电技术