供配电系统的认识(79页)PPT

1、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

2、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

3、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：100KV.A 注：划分不是绝对的,1、工厂供电系统常见结构及简图识读,1.1、常用概念： 母线：又叫汇流排，任务是汇集和分配电能。 配电室中矩形裸线，黄、绿、红颜色 。 变电所：接受、分配电能，并且能变压。 配电所：接受、分配电能，不能够变压,1.2、中型工厂供电系统,1）工厂内部： 高压610KV配电 车间变电所：220/380V,简图： 单线表示三相,图形文字符号见下页,1）工厂内部： 高压610KV配电 车间变电所：220/380V,简图： 单线表示三相,5）

4、工厂供电系统平面布线示意图,高压配电所与车间变电所共建,6）工厂电力系统 从电源进厂起到高低压用电设备进线端止的整个电路系统，包括工厂内的变配电所和所有的高低压供配电线路,1.3、大型工厂及电源电压35KV的中型工厂,1）两次降压，设置总降压变电所。 用于厂区内高压配电困难时。 工厂内10KV高压配电,1）两次降压，设置总降压变电所。 用于厂区内高压配电困难时。 工厂内10KV高压配电,2）高压直接配电方式，一次降压：35KV，厂区内允许高压进入,高压直配特点：简化电路、节约有色金属、电能损耗少；但在工厂内部应设安全走廊,2）高压直接配电方式，一次降压：35KV，厂区内允许高压进入,1.4、小

5、型工厂：610KV进厂，只设一个降压变电所，380V配电,总结：决定工厂供电形式的因素：工厂规模、产品要求、供电条件、工厂布局,1.5、特小型工厂：低压进厂，380V配电,2、发电厂和电力系统,2.1、发电厂,1）水利发电厂：占总发电量15,三峡水利枢纽坝,2）火力发电厂：占总发电量80,3）核能发电厂：2005年约占总发电量2.8 2020预计占4-5,广东阳江核电站规划效果图,总投资80亿美元，建设6台百万千瓦级机组,广东大亚湾核电站,还有：广东岭澳核电站、江苏田弯核电站,浙江秦山核电站,4）风力发电厂：洁净能源,我省有张北风力发电厂,5）地热发电厂：洁净能源 著名：西藏羊八井地热电站,6

6、）太阳能发电：洁净能源,7）生物质能发电：节能环保，农作物秸秆、垃圾燃烧发电。 国家重点扶持、大力发展。 国家发改委首批三家：山东单县龙基生物发电工程（2.5万千瓦） 、河北晋州、江苏如东。山东最早建设，2006年6月完成。 2010年生物质能能源能量相当于4亿吨标准煤。 丹麦秸秆发电等可再生能源占丹麦全国能源消费量的24%以上,2.2、电力系统,1）电力传输,2）电力系统：由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电和用电的整体。 该系统起着：电能的生产、输送、分配、消费的作用,3）电网（电力网）：电力系统中各级电压的电力线路及其所联系的变电所,电网分类：

7、 按供电范围分：区域电网供电半径大，电压220KV 地方电网供电半径小，电压110KV 工厂供电系统属于地方电网,按电压等级分：同一级电压线路相联系的整个电力线路。 如：10KV电网、110KV电网等,3、工厂的自备电源,工厂除正常电源外，应设置应急自备电源。常用柴油发电机组，如果是计算机系统应配不间断电源（UPS,普通型、自起动型、全自动化型,思考题：1、工厂供电定义 2、 供电系统的基本要求？ 3、配电所、变电所功能？ 4、什么是工厂供电系统？ 5、工厂常用的自备电源,三、电力系统电能质量指标与电压,目的： 1、学会电力系统电能质量指标评价。 2、认识三相交流系统额定电压规定方法。 3、学

8、会电力系统电压指标调整,电能质量指标：电压、频率,1、概述,电能质量 指标,频率：工频 50HZ0.5Hz； 3000Mw 0.2Hz,电压,偏差,波动,波形：正弦波形畸变程度,三相对称性,有效值,2、三相交流系统的额定电压,2.1、电网额定电压（UN）：国家规定的电压等级,2.2、用电设备额定电压（UN）：首端和末端平均电压， 即规定与同级电网的额定电压相同,2.3、发电机的额定电压：高于同级电网额定电压的5,2.4、电力变压器的额定电压,1）一次绕组：与发电机直联高于同级电网电压5，发电厂 升压变压器。 接于线路上，相当于一个用电设备，等于同级 电网电压，如：工厂中的电力变压器,2）二次绕

9、组： 二次供电线路长，高于同级电网电压10， 发电厂升压变压器。 二次供电线路短，高于同级电网电压5， 工厂的变压器,电网电压：10KV 110KV 0.38KV,变压器电压,2.5、电压高低的划分,1）从人身安全角度：低压：250V 高压：250V,3）还有：低压：1000V 中压：1000V 10KV（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

10、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10 10KV三相供电电压偏差应 7 220V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10 10KV三相供电电压偏差应 7 220V单相

11、：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

12、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

13、.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

14、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13 0.38KV 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0.35Km 10KV 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10Km 35KV 架空线 输送功率20001

15、0000KW 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13 0.38KV 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0.35Km 10KV 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10Km 35KV 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、220

16、KV。 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

17、/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

18、不接地：366KV 2）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

19、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）

20、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

21、,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

22、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）U 5.2、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

23、,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）U 5.2、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

24、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

25、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，

26、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