工厂供配电技术(01)

1、第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第1页 EXIT 第第1章章 概论概论 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第2页 EXIT 内容提要：本章概述工厂供电有关的基本知识和基本问题。首 先扼要说明工厂供电的意义、要求及本课程的任务，然后简介典型 的各类工厂供电系统及发电机、电力系统和工厂自备电源的基本知 识，接着重点讲述电力系统的电压和电能质量问题，最后讲述电力 系统的中性点运行方式及低压配电系统的接地方式。 第第1章章 概论概论 s 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第3页 EXIT 第第1章章 绪论绪论 1.1 电力系统的基本概念电力系统的基本概念 1.2 工厂供配电系统工厂供配电系统 1.3

2、 工厂供配电电压工厂供配电电压 1.4 供电质量的主要指标供电质量的主要指标 小小 结结 退退 出出 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第4页 EXIT 1.1 电力系统的基本概念电力系统的基本概念 1.1.1 发电厂发电厂 1.1.2 变配电所变配电所 1.1.3 电力网电力网 1.1.4 高压直流输电高压直流输电 1.1.5 电能用户电能用户 1.1.6 电力系统的中性点运行方式电力系统的中性点运行方式 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第5页 EXIT 1.1 电力系统的基本概念 一切大规模现代化工农业生产、交通运输和人民生活都需要电能。电一切大规模现代化工农业生产、交通运输和人民生活都

3、需要电能。电 能是由发电厂生产，但发电厂往往距离城市和工业中心很远，这就需要将能是由发电厂生产，但发电厂往往距离城市和工业中心很远，这就需要将 电能经过线路输送到城市或工业企业。为了减少输电时的电能损耗，输送电能经过线路输送到城市或工业企业。为了减少输电时的电能损耗，输送 电能时要升压，采用高压输电线路将电能输送给用户，同时为了满足用户电能时要升压，采用高压输电线路将电能输送给用户，同时为了满足用户 对电压的要求，输送到用户之后还要经过降压，而且还要合理地将电能分对电压的要求，输送到用户之后还要经过降压，而且还要合理地将电能分 配到用户或生产车间的各个用电设备。配到用户或生产车间的各个用电设备

4、。 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第6页 EXIT 为了提高供电的可靠性和经济性，将各发电厂通过电力网连接起来，为了提高供电的可靠性和经济性，将各发电厂通过电力网连接起来， 并联运行，组成庞大的联合电力系统。将各种类型发电厂中的发电机、升并联运行，组成庞大的联合电力系统。将各种类型发电厂中的发电机、升 压降压变压器、输电线路以及各种用电设备组联系在一起构成的统一的整压降压变压器、输电线路以及各种用电设备组联系在一起构成的统一的整 体就是体就是电力系统电力系统，用以实现完整的，用以实现完整的发电发电、输电输电、变电变电、配电配电和和用电用电，图，图 1.11.1为电力系统的示意图。为电力系统

5、的示意图。 1.1 电力系统的基本概念 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第7页 EXIT 图图1.1 1.1 电力系统示意图电力系统示意图 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第8页 EXIT 发电厂生产的电能，受发电机制造电压（发电厂生产的电能，受发电机制造电压（6.36.32020kV）的限制，不能远距离输送。的限制，不能远距离输送。 通常将发电机的电压经过升压至通常将发电机的电压经过升压至220500kV，通过超高压远距离输电网送往远离发电通过超高压远距离输电网送往远离发电 厂的城市或工业集中地区，再经区域降压变电所将电压降到厂的城市或工业集中地区，再经区域降压变电所将电压降到35110

6、kV，然后再经然后再经 35110kV的高压供电线路将电能送至工厂，并经工厂总降压变电所降至的高压供电线路将电能送至工厂，并经工厂总降压变电所降至610kV，配配 电至车间或终端变电所，车间变电所将电压降至电至车间或终端变电所，车间变电所将电压降至380/220V 配电给用电设备。配电给用电设备。 图图1.2 1.2 从发电厂到用户的送电过程示意图从发电厂到用户的送电过程示意图 1.1 电力系统的基本概念 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第9页 EXIT 1.1.1 1.1.1 发电厂发电厂 1.1 电力系统的基本概念 发电厂发电厂是是生产电能生产电能的工厂。它把其它形式的能源，如煤炭、石油

7、、的工厂。它把其它形式的能源，如煤炭、石油、 天然气、水能、原子核能、风能、太阳能、地热、潮汐能等等，通过天然气、水能、原子核能、风能、太阳能、地热、潮汐能等等，通过 发电设备转换为电能。我国以火电发电为主，其次是水电和原子能发发电设备转换为电能。我国以火电发电为主，其次是水电和原子能发 电。电。 供用电环节供用电环节 电能的生产电能的生产变压变压输配电输配电使用使用 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第10页 EXIT 1.1 电力系统的基本概念 火力发电厂火力发电厂 水力发电厂水力发电厂 原子能发电厂原子能发电厂 发电厂发电厂 火力发电厂是指用煤、火力发电厂是指用煤、 油、天然气等为燃料的

8、发油、天然气等为燃料的发 电厂。将燃料燃烧加热锅电厂。将燃料燃烧加热锅 炉中的水，利用高温高压炉中的水，利用高温高压 的水蒸气推动汽轮机，带的水蒸气推动汽轮机，带 动与它联轴的发电机发电。动与它联轴的发电机发电。 水力发电厂是把水的水力发电厂是把水的 位能和动能转变成电能的位能和动能转变成电能的 发电厂。主要可分为堤坝发电厂。主要可分为堤坝 式和引水式水力发电厂。式和引水式水力发电厂。 原子能发电厂又称核电原子能发电厂又称核电 站，是利用核裂变能量转站，是利用核裂变能量转 化为热能，再按火力发电化为热能，再按火力发电 厂方式利用原子核反应堆厂方式利用原子核反应堆 发电。发电。 1.1.1 1.

9、1.1 发电厂发电厂 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第11页 EXIT 1.1 电力系统的基本概念 1.1.2 1.1.2 变配电所变配电所 变电所变电所起着起着变换电能电压变换电能电压、接受电能接受电能与与分配电能分配电能的作用，是联系发电的作用，是联系发电 厂和用户的中间环节。如果变电所厂和用户的中间环节。如果变电所只只用以用以接受电能和分配电能接受电能和分配电能，则称为，则称为配配 电所。电所。 变电所有变电所有升压升压和和降压降压之分。升压变电所多建在发电厂内，把电能升高之分。升压变电所多建在发电厂内，把电能升高 后，再进行长距离输送。降压变电所多设在用电区域，将高压适当降低后，后

10、，再进行长距离输送。降压变电所多设在用电区域，将高压适当降低后， 对某地区或用户供电。对某地区或用户供电。 降压变电所降压变电所 地区降压变电所 终端变电所 工厂降压变电所 及车间变电所 地区降压变电所又称为一次变电站。位于一个大用电区或一个大地区降压变电所又称为一次变电站。位于一个大用电区或一个大 城市附近，从城市附近，从220kV500kV的超高压输电网或发电厂直接受电，通的超高压输电网或发电厂直接受电，通 过变压器把电压降为过变压器把电压降为35110kV，供给该区域的用户或大型工厂用电。供给该区域的用户或大型工厂用电。 终端变电所又称二次变电站，多位于用电的负荷中心，高压侧从终端变电所

11、又称二次变电站，多位于用电的负荷中心，高压侧从 地区降压变电所受电，经变压器降到地区降压变电所受电，经变压器降到610 kV，对某个市区或农村城对某个市区或农村城 镇用户供电。镇用户供电。 工厂降压变电所又称工厂总降压变电所，与终端变电所类似，它工厂降压变电所又称工厂总降压变电所，与终端变电所类似，它 是对企业内部输送电能的中心枢纽。车间变电所接受工厂降压变电所是对企业内部输送电能的中心枢纽。车间变电所接受工厂降压变电所 提供的电能，将电压降为提供的电能，将电压降为220/380V，对车间各用电设备直接供电。对车间各用电设备直接供电。 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第12页 EXIT 1.

12、1 电力系统的基本概念 1.1.3 1.1.3 电力网电力网 电力系统中各级电压的电力线路及与其连接的变电所，总称为电力网，简 称电网。 电力网是电力系统的一部分，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。 电网由各种不同电压等级和不同结构类型的线路组成，从电压的高低可将 电力网分为低压网、中压网、高压网和超高压网等。 v 电压在1 1kVkV以下的称低压网； v 1 1kVkV到1010kVkV的称中压网； v 高于1010kVkV低于330330kVkV的称高压网； v 330330kVkV及以上的称超高压网。 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第13页 EXIT 电网按电

13、压高低和供电范围大小可分为区域电网和地方电网。区域电网 的供电范围大，电压一般在220220kVkV及以上；地方电网的供电范围小，电压一般 为3535110110kVkV。电网也往往按电压等级来分类，如说1010kVkV电网或1010kVkV系统，就 是指相互连接的整个1010kVkV电压的电力线路。 根据供电地区的不同有时也将电网称为城市电网和农电网。 1.1 电力系统的基本概念 1.1.3 1.1.3 电力网电力网 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第14页 EXIT 1.1 电力系统的基本概念 1.1.4 1.1.4 高压直流输电高压直流输电 1远距离输电及跨海输电； 2联接两个不同频率

14、的电网，并可实现定电流控制，限制短路电流。 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第15页 EXIT 1.1 电力系统的基本概念 1.1.4 1.1.4 高压直流输电高压直流输电 1. 1.远距离输电及跨海输电远距离输电及跨海输电 跨海输电及远距离输电容量大，如采用交流输电，由于距离跨海输电及远距离输电容量大，如采用交流输电，由于距离 远，线路感抗大，从而限制了输送容量，而且系统运行不稳定；远，线路感抗大，从而限制了输送容量，而且系统运行不稳定； 另外，由于交流线路存在分布电抗和对地分布电容，会引起线路另外，由于交流线路存在分布电抗和对地分布电容，会引起线路 电压在很大范围内发生变化，必须投入无功

15、补偿设备，使投资增电压在很大范围内发生变化，必须投入无功补偿设备，使投资增 加。若采用直流输电，则不存在此类问题。加。若采用直流输电，则不存在此类问题。 直流输电线路具有架设方便、能耗小、导线截面可得到充分直流输电线路具有架设方便、能耗小、导线截面可得到充分 利用及绝缘强度高等优点，使其更适宜于远距离大容量输电。利用及绝缘强度高等优点，使其更适宜于远距离大容量输电。 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第16页 EXIT 1.1 电力系统的基本概念 1.1.4 1.1.4 高压直流输电高压直流输电 2 2联接两个不同频率的电网，并可实现定电流控制，限制短路电流。联接两个不同频率的电网，并可实现定

16、电流控制，限制短路电流。 直流输电一般由直流输电一般由整流站整流站、直流线路直流线路和和逆变站逆变站三部分组成。在输送功率的过三部分组成。在输送功率的过 程中，整流站把系统的三相交流电变为直流电，通过直流电路送到用户，再通程中，整流站把系统的三相交流电变为直流电，通过直流电路送到用户，再通 过逆变站把直流电转变为交流电，供给用户。过逆变站把直流电转变为交流电，供给用户。 直流输电是以交流电力系统为基础，在直流输电网的两端是两个换流站和直流输电是以交流电力系统为基础，在直流输电网的两端是两个换流站和 交流系统，如图交流系统，如图1.31.3所示。若将电能从交流系统所示。若将电能从交流系统A A输

17、送到交流系统输送到交流系统B B，则换流装则换流装 置置把交流整流成直流，通过直流电网输送给换流装置把交流整流成直流，通过直流电网输送给换流装置，换流装置，换流装置再把直再把直 流逆变为与交流系统流逆变为与交流系统B B同频率同相位的交流电供送给交流系统同频率同相位的交流电供送给交流系统B B。 图图1.3 1.3 直流直流 输电系统结输电系统结 构示意图构示意图 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第17页 EXIT 1.1 电力系统的基本概念 1.1.5 1.1.5 电能用户电能用户 所有的所有的用电单位用电单位均称为电能用户，其中主要是工业企业。我国均称为电能用户，其中主要是工业企业。我国

18、 工业企业用电占全年总发电量的工业企业用电占全年总发电量的60%60%以上，是最大的电能用户。以上，是最大的电能用户。 工业企业的电力负荷种类多，容量相差悬殊，运行特征也是各工业企业的电力负荷种类多，容量相差悬殊，运行特征也是各 不相同。用电设备的这些不同特征关系到供电技术措施的确定。不相同。用电设备的这些不同特征关系到供电技术措施的确定。 工厂内广泛使用的空压机、通风机、水泵、破碎机、球磨机、工厂内广泛使用的空压机、通风机、水泵、破碎机、球磨机、 搅拌机、制氧机以及润滑油泵等机械的拖动电动机，不论其功率大搅拌机、制氧机以及润滑油泵等机械的拖动电动机，不论其功率大 小（从不足小（从不足1 1k

19、W到几千到几千kW）及电压高低（从及电压高低（从380380V V到到1010kVkV），），一律一律 为三相交流电动机，它们都是恒速持续运行工作的用电设备。这些为三相交流电动机，它们都是恒速持续运行工作的用电设备。这些 设备在正常运行时，负荷基本上均匀而且三相对称，设备在正常运行时，负荷基本上均匀而且三相对称，功率因数功率因数也很也很 稳定，一般可达稳定，一般可达0.80.80.850.85。 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第18页 EXIT 1.1 电力系统的基本概念 1.1.5 1.1.5 电能用户电能用户 q 烧结机、连续铸管机、卷取机、回转窑等设备要增加变流环节，而烧结机、连续铸

20、管机、卷取机、回转窑等设备要增加变流环节，而 且功率因数也会降低。且功率因数也会降低。 q 提升机、高炉卷扬机、各种轧钢机以及工厂大量使用的各类吊车、提升机、高炉卷扬机、各种轧钢机以及工厂大量使用的各类吊车、 起重机等的拖动电机，呈周期性工作，其负荷时刻变化，经常处于低负起重机等的拖动电机，呈周期性工作，其负荷时刻变化，经常处于低负 载状态，功率因数也偏低，一般在载状态，功率因数也偏低，一般在0.50.50.60.6以下。以下。 q 工业用电炉在精炼期间，三相负荷均匀对称工业用电炉在精炼期间，三相负荷均匀对称 ，起始熔炼期间，电流，起始熔炼期间，电流 可达其额定值的可达其额定值的3.03.03

21、.53.5倍，以致引起很大的网路电压波动倍，以致引起很大的网路电压波动 。 q 电解设备工作时负荷均匀稳定，功率因数较高（电解设备工作时负荷均匀稳定，功率因数较高（0.80.80.90.9），且不），且不 允许停电允许停电 。 q 电焊设备工作时负荷情况不匀称，功率因数很低。电焊设备工作时负荷情况不匀称，功率因数很低。 q 工厂的照明设备功率因数很高，通常为工厂的照明设备功率因数很高，通常为0.950.951.01.0。 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第19页 EXIT 1.1 电力系统的基本概念 1.1.6 1.1.6 电力系统的中性点运行方式电力系统的中性点运行方式 在电力系统中，当变

22、压器或发电机的三相绕组为星形联结时，其中性点可有两种运在电力系统中，当变压器或发电机的三相绕组为星形联结时，其中性点可有两种运 行方式：行方式：中性点接地中性点接地和和中性点不接地中性点不接地。中性点直接接地系统常称。中性点直接接地系统常称大电流接地系统大电流接地系统，中性，中性 点不接地和中性点经消弧线圈点不接地和中性点经消弧线圈( (或电阻或电阻) )接地的系统称接地的系统称小电流接地系统小电流接地系统。 图图1.4 1.4 电力系统中性电力系统中性 点运行方式点运行方式 a)a)中性点直接接地中性点直接接地 b)b)中性点不接地中性点不接地 c)c)中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接

23、地 d)d)中性点经阻抗接地中性点经阻抗接地 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第20页 EXIT 1.1 电力系统的基本概念 1.1.6 1.1.6 电力系统的中性点运行方式电力系统的中性点运行方式 1中性点直接接地方式 优点：非故障相对地电压不变，电气设备绝缘按相电压考虑，降低了设备对非故障相对地电压不变，电气设备绝缘按相电压考虑，降低了设备对 绝缘的要求，也减小了触电的危险程度。该系统如为三相四线制配电，可提供绝缘的要求，也减小了触电的危险程度。该系统如为三相四线制配电，可提供 380380220220V V两种电压，供电方式更为灵活两种电压，供电方式更为灵活。 缺点：一相对地绝缘损坏时

24、，就构成了单相短路，使供电中断，供电可靠性一相对地绝缘损坏时，就构成了单相短路，使供电中断，供电可靠性 低。低。 110110kVkV及以上的系统：及以上的系统： 采用中性点直接接地方式；采用中性点直接接地方式； 设备绝缘按相电压设计，可降低系统造价；设备绝缘按相电压设计，可降低系统造价； 单相接地跳闸停电，采用重合闸提高单相接地跳闸停电，采用重合闸提高供电供电可靠性。可靠性。 三相系统中性点的运行方式取决于供电可靠性、工作要求和设备的制造。 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第21页 EXIT 1.1 电力系统的基本概念 1.1.6 1.1.6 电力系统的中性点运行方式电力系统的中性点运行方

25、式 2中性点不接地方式 优点：系统系统正常运行时，各相对地分布电容相同，三相对地电容电流对称且正常运行时，各相对地分布电容相同，三相对地电容电流对称且 其其相量相量和为零，各相对地电压和为零，各相对地电压均均为相电压。系统发生一相接地故障时，线间电压为相电压。系统发生一相接地故障时，线间电压 不变不变。 缺点：发生一相接地故障时，发生一相接地故障时，非故障相对地电压升高到原来相电压的非故障相对地电压升高到原来相电压的 倍倍。 故障故障相相电容电流增大到原来的电容电流增大到原来的3 3倍。电气设备的绝缘要按线电压来选择。倍。电气设备的绝缘要按线电压来选择。 3 36666kVkV系统：系统： 中

26、性点不接地；中性点不接地； 设备绝缘按线电压设计；设备绝缘按线电压设计； 单相接地后可短时运行单相接地后可短时运行2 2h h； 接地电流大于接地电流大于规定值应规定值应经消弧线圈接地。经消弧线圈接地。 3 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第22页 EXIT 1.1 电力系统的基本概念 1.1.6 1.1.6 电力系统的中性点运行方式电力系统的中性点运行方式 3中性点经消弧线圈接地方式 在中性点不接地系统中，当单相接地电流超过规定数值时，电弧不能自行熄 灭。一般采用经消弧线圈接地措施来减小接地电流，使故障电弧自行熄灭。 消弧线圈L是一个具有铁心的电感线圈，线圈本身电阻很小，感抗却很大。通 过

27、调节铁心气隙和线圈匝数改变感抗值，以适应不同系统中运行的需要。 优缺点：优缺点：除消弧线圈有电流除消弧线圈有电流I IL L外，同中性点不接地系统。外，同中性点不接地系统。 全补偿全补偿I IL LI IC C ，易发生电磁谐振； ，易发生电磁谐振； 欠补偿欠补偿I IL LI IC C ，部分线路退出运行，易形成全补偿； ，部分线路退出运行，易形成全补偿； 过补偿过补偿I IL LI IC C ，实用的补偿方式。，实用的补偿方式。 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第23页 EXIT 1.2 工厂供配电系统工厂供配电系统 1.2.1 工厂降压变电所工厂降压变电所 1.2.2 车间变电所车间变

28、电所 1.2.3 工厂配电线路工厂配电线路 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第24页 EXIT 1.2 工厂供配电系统 (以二次变压的工厂供电系统为例) 1.2.1 1.2.1 工厂降压变电所工厂降压变电所 工厂工厂总降压变电所总降压变电所，把，把35110kV电压降为电压降为610kV，再向，再向车间变电所车间变电所供电。供电。 为了保证供电的可靠性，工厂为了保证供电的可靠性，工厂总总降压变电所多设置两台变压器，由单条降压变电所多设置两台变压器，由单条或或多条进多条进 线供电，每台变压器容量可从几千到几万千伏安。供电范围由供电容量决定，一般在线供电，每台变压器容量可从几千到几万千伏安。供电

29、范围由供电容量决定，一般在 几千米以内。几千米以内。 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第25页 EXIT 1.2 工厂供配电系统 1.2.2 1.2.2 车间变电所车间变电所 车间变电所车间变电所将将610kV的电压降为的电压降为220/380V，对低压用电设备供电。供电范围一对低压用电设备供电。供电范围一 般只在般只在500m以内。以内。 车间变电所一般设车间变电所一般设12台变压器，单台变压器的容量通常为台变压器，单台变压器的容量通常为1000kVA及以下，最及以下，最 大不宜超过大不宜超过2000kVA。 1.2.3 1.2.3 工厂配电线路工厂配电线路 主要作为工厂内输送、分配电能之

30、用。主要作为工厂内输送、分配电能之用。 户外敷设的低压配电线路目前多采用架空线路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。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。或采用电缆线路。 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第26页 EXIT 下图即为工厂二次变压供电方式（多采用于大型工厂和某些电力负荷较大的中型工厂）：下图即为

31、工厂二次变压供电方式（多采用于大型工厂和某些电力负荷较大的中型工厂）： 该供电系统，一般采用该供电系统，一般采用35110kV电源进线电源进线 先经过工厂总降压变电所，将先经过工厂总降压变电所，将35110kV的电的电 源电压降至源电压降至610kV，然后经过高压配电线路然后经过高压配电线路 将电能送到各车间变电所，再由将电能送到各车间变电所，再由610kV降至降至 380/220V，供低压用电设备使用。高压用电供低压用电设备使用。高压用电 设备则直接由总降压变电所的设备则直接由总降压变电所的610kV母线供母线供 电。电。 380220kV 总降压变电所 610kV M 车间变电所 C 35

32、110kV 电源电源 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第27页 EXIT 1.3 电力系统的电压与电能质量电力系统的电压与电能质量 1.3.1 概述概述 1.3.2 三相交流电网和电力设备的额定电压三相交流电网和电力设备的额定电压 1.3.3 电压偏差与电压调整电压偏差与电压调整 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第28页 EXIT 1.3 电力系统的电压与电能质量电力系统的电压与电能质量 1.3.1 1.3.1 概述概述 电力系统中的所有设备都是在一定的电压和频率下工作的。电力系统中的所有设备都是在一定的电压和频率下工作的。电压和频率是电压和频率是 衡量电能质量的两个基本参数。衡量电能质量

33、的两个基本参数。 一般交流电力设备的一般交流电力设备的额定频率额定频率为为50Hz，此频率通称为，此频率通称为“工频工频”。 在电力系统正常情况下，工频的频率偏差一般不得超过在电力系统正常情况下，工频的频率偏差一般不得超过 0.5Hz。如果电力。如果电力 系统容量达到系统容量达到3000MW或以上时，频率偏差则不得超过或以上时，频率偏差则不得超过 0.2Hz在电力系统非正常在电力系统非正常 状况下，频率偏差则不应超过状况下，频率偏差则不应超过 1Hz。 频率的调整主要依靠发电厂来调节发电机的转速。频率的调整主要依靠发电厂来调节发电机的转速。 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第29页 EXIT

34、 1.3 电力系统的电压与电能质量电力系统的电压与电能质量 1.3.1.3.2 2 三相交流电网和电力设备的额定电压三相交流电网和电力设备的额定电压 表表1.1 1.1 我国三相交流电网和电力设备的额定电压我国三相交流电网和电力设备的额定电压 分 类 电网和用电设备 额定电压/kV 发电机额定电压/kV 电力变压器额定电压/kV 一次绕组二次绕组 低 压 0.380.400.380.40 0.660.690.660.69 高 压 33.153,3.153.15,3.3 66.36,6.36.3,6.6 1010.510,10.510.5,11 -13.8,15.75,18,20,22,2613

35、.8,15.75,18,20,22,26- 35-3538.5 66-6672.5 110-110121 220-220242 330-330363 500-500550 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第30页 EXIT 1.1.电网（线路）的额定电压电网（线路）的额定电压 电力线路（或电网）的额定电压等级是国家根据国民经济发展电力线路（或电网）的额定电压等级是国家根据国民经济发展 的需要及电力工业的水平，经全面技术经济分析后确定的。它是的需要及电力工业的水平，经全面技术经济分析后确定的。它是 确定各类用电设备额定电压的基本依据。确定各类用电设备额定电压的基本依据。 5% -5% G UN

36、 线路首端线路首端 线路末端线路末端 一次线圈一次线圈 ： 位于线路首端时，位于线路首端时，比电网的额定电压高比电网的额定电压高5%5%。 位于线路末端时，与电网额定电压相同。位于线路末端时，与电网额定电压相同。 二次线圈二次线圈 ： 所供线路较长时，所供线路较长时， 高出电网额定电压高出电网额定电压10%10%。 所供线路较短时，高出电网额定电压所供线路较短时，高出电网额定电压5%5%。 1.3 电力系统的电压与电能质量电力系统的电压与电能质量 1.3.1.3.2 2 三相交流电网和电力设备的额定电压三相交流电网和电力设备的额定电压 4. 4. 电力变压器的额定电压：电力变压器的额定电压：

37、2.2.用电设备的额定电压用电设备的额定电压 与同级电力线路的额定电压相等。与同级电力线路的额定电压相等。 3.3.发电机的额定电压发电机的额定电压 由于同一电压的线路允许电压损耗为由于同一电压的线路允许电压损耗为 ，即整个线路允许，即整个线路允许 有有10%的电压损耗；规定发电机的额定电压高于所供电网额定电的电压损耗；规定发电机的额定电压高于所供电网额定电 压的压的5%，用以补偿线路上的电压损耗。，用以补偿线路上的电压损耗。 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第31页 EXIT M T1T2 UN +5%+10%0% +5% G 图图1.6 1.6 电力变压器的额定电压电力变压器的额定电压

38、二次线圈二次线圈 ： 所供线路较长时，所供线路较长时， 高出电网额定电压高出电网额定电压10%10%。 所供线路较短时，高出电网额定电压所供线路较短时，高出电网额定电压5%5%。 一次线圈一次线圈 ： 位于线路首端时，位于线路首端时，比电网的额定电压高比电网的额定电压高5%5%。 位于线路末端时，与电网额定电压相同。位于线路末端时，与电网额定电压相同。 1.3 电力系统的电压与电能质量电力系统的电压与电能质量 1.3.1.3.2 2 三相交流电网和电力设备的额定电压三相交流电网和电力设备的额定电压 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第32页 EXIT 试确定下图所示供电系统中变压器试确定下图所

39、示供电系统中变压器T1和线路和线路WL1、WL2的额定电压。的额定电压。 G 6.3kV WL2 T2 WL1 T1 110/38.5kV 3kV. 6UU N.GN1.T1 由于电力变压器由于电力变压器T1一次侧电压与发电机相同，所以一次侧电压与发电机相同，所以T1一次侧电压：一次侧电压： 由于电力变压器由于电力变压器T2一次侧电压与同级电网额定电压相同，所以：一次侧电压与同级电网额定电压相同，所以： 110kVUU T2.N1N.WL1 由于电力变压器由于电力变压器T1二次侧属于远距离电能输送，因此：二次侧属于远距离电能输送，因此： 121kV%10110110%10UUU N.WL1N.

40、WL1T1.N2 电力线路电力线路WL2属于远距离电能输送，因此：属于远距离电能输送，因此：35kV%105kV.385kV.38UN.WL2 G 6.3kV WL2 T2 WL1 T1 110/38.5kV6.3/121kV 110kV35kV 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第33页 EXIT 1.3 工厂供配电电压 1.3.2 1.3.2 工厂供配电电压的选择工厂供配电电压的选择 线路电压线路电压(kV)输送功率输送功率(kW)输送距离输送距离(km) 0.380.38 3 3 6 6 1010 3535 110110 220220 100100以下以下 100-1000100-100

41、0 100-1200100-1200 200-2000200-2000 2000-100002000-10000 10000-5000010000-50000 100000-500000100000-500000 0.60.6 1-31-3 4-154-15 6-206-20 20-5020-50 50-15050-150 100-300100-300 表1.2 常用各级电压的经济输送容量与输送距离 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第34页 EXIT 1.3 工厂供配电电压 1.3.2 1.3.2 工厂供配电电压的选择工厂供配电电压的选择 1工厂供电电压的选择 对于一般没有高压用电设备的小型

42、工厂，设备容量在对于一般没有高压用电设备的小型工厂，设备容量在100kW以下，输送距离在以下，输送距离在 600m以内，可选用以内，可选用380/220V电压供电。电压供电。 对于中小型工厂，设备容量在对于中小型工厂，设备容量在1002000kW，输送距离在输送距离在420km以内的，可以内的，可 采用采用610kV电压供电。电压供电。 对于中大型工厂，设备容量在对于中大型工厂，设备容量在200050000kW，输送距离在输送距离在20150km以内的，以内的， 可采用可采用35110kV电压供电。电压供电。 2工厂配电电压的选择 工厂的高压配电电压为工厂的高压配电电压为610kV。一般选一般

43、选10kV作作为高压配电电压，如工厂供电为高压配电电压，如工厂供电 电源的电压就电源的电压就是是6kV，或工厂使用的或工厂使用的6kV电动机多且分散，可采用电动机多且分散，可采用6kV的配电电压。的配电电压。 工厂的低压配电电压，一般采用工厂的低压配电电压，一般采用380/220V。380V为三相配电电压，供电给三相为三相配电电压，供电给三相 用电设备及用电设备及380V单相用电设备。单相用电设备。220V作为单相配电电压，供电给一般照明灯具及作为单相配电电压，供电给一般照明灯具及 220V单相用电设备。矿山等部门也有采用单相用电设备。矿山等部门也有采用660V配电电压的。配电电压的。 第1章

44、 绪论工厂供配电技术 第1章第35页 EXIT 1.4 供电质量的主要指标供电质量的主要指标 1.4.1 电压电压 1.4.2 频率频率 1.4.3 可靠性可靠性 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第36页 EXIT 1.4 供电质量的主要指标 1.4.1 1.4.1 电压电压 电压质量是按照国家标准或规范对电力系统电压的偏差、波动和波形的电压质量是按照国家标准或规范对电力系统电压的偏差、波动和波形的 一种质量评估。一种质量评估。 1. 电压偏差电压偏差 电压偏差是指电气设备的端电压与其额定电压之差的百分数，即电压偏差是指电气设备的端电压与其额定电压之差的百分数，即 式中式中V%为电压偏差百分

45、数，为电压偏差百分数，U为实际电压，为实际电压，UN为额定电压。为额定电压。 我国规定了供电电压的允许偏差，对我国规定了供电电压的允许偏差，对35kV及以上系统为及以上系统为5%；10KV及以下系统及以下系统 为为7%；220V单相系统为单相系统为7%、10% 。 一般运行情况下，用电设备端子处电压偏差的允许值为一般运行情况下，用电设备端子处电压偏差的允许值为5% 5% 。 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第37页 EXIT 1.4 供电质量的主要指标 1.4.1 1.4.1 电压电压 2. 电压波动电压波动 电压波动是指电压的急剧变化，电压变化的速率大于每秒电压波动是指电压的急剧变化，电压

46、变化的速率大于每秒1%1%的即为电压急剧变化。的即为电压急剧变化。 电压波动的程度电压波动的程度用公共供电点相邻最高与最低电压之差对电网额定电压的百分数用公共供电点相邻最高与最低电压之差对电网额定电压的百分数表示，表示， 即即 U U% =% = 式中，式中，U U% %为电压波动百分数；为电压波动百分数；UmaxUmax、UminUmin为电压波动的最大值和最小值（为电压波动的最大值和最小值（kVkV）；）； U UN N为额定电压（为额定电压（kVkV）。）。 电压波动的允许值，电压波动的允许值， 10kV及以下系统为及以下系统为2.5%；对；对35110kV系统为系统为2%；220V单单

47、 相系统为相系统为1.6% 。 一般运行情况下，要求不低于每秒一般运行情况下，要求不低于每秒0.2%0.2% 。 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第38页 EXIT 1.4 供电质量的主要指标 1.4.1 1.4.1 电压电压 3. 电压波形电压波形 电压波形的好坏用其对正弦波形畸变的程度来衡量。电压波形的好坏用其对正弦波形畸变的程度来衡量。 在理想情况下，电压波形为正弦波，但电力系统中有大量非线性负荷，使电压波形发生畸变，在理想情况下，电压波形为正弦波，但电力系统中有大量非线性负荷，使电压波形发生畸变， 除基波外还有各次谐波。下表是我国规定的公用电网电压波形畸变率。除基波外还有各次谐波。下

48、表是我国规定的公用电网电压波形畸变率。 公用电网谐波电压限值（相电压）公用电网谐波电压限值（相电压） 电网额定电压（电网额定电压（kV）电压谐波畸变率（电压谐波畸变率（%） 各项谐波电压含有率（各项谐波电压含有率（%） 奇次奇次偶次偶次 0.38 5.04.02.0 6 10 4.03.21.6 35 663.02.41.2 1102.01.60.8 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第39页 EXIT 1.4 供电质量的主要指标 1.4.1 1.4.1 电压电压 4. 电压调整的措施电压调整的措施 （1）正确选择无载调压型变压器的电压分接头或采用有载调压型变压器；）正确选择无载调压型变压器的

49、电压分接头或采用有载调压型变压器； （2）合理减少系统阻抗；）合理减少系统阻抗； （3）合理改变系统的运行方式；）合理改变系统的运行方式； （4）尽量使系统的三相负荷均衡；）尽量使系统的三相负荷均衡； （5）采用无功功率的补偿装置。）采用无功功率的补偿装置。 1.4.2 1.4.2 频率频率 频率的变化对电力系统运行的稳定性影响很大，因而对频率的要求比对频率的变化对电力系统运行的稳定性影响很大，因而对频率的要求比对 电压的要求严格得多，一般不得超过电压的要求严格得多，一般不得超过0.5%，电网容量在，电网容量在300万万kW及以上者及以上者 不得超过不得超过2%。频率的调整主要依靠发电厂。频率的调整主要依靠发电厂。 第1章 绪论工厂供配电技术 第1章第40页 EXIT 1.4 供电质量的主要指标 电能的质量指标电能的质量指标 ： （1 1）3535kVkV及以上及以上 电压正负偏差绝对值之和不超过电压正负偏差绝对值之和不超过10% 10% ； 10 10kVkV及以上及以上 电压正负偏差为电压正负偏差为7% 7% ； 220 220V V及以上及以上 电压正负偏差为电压正负偏差为+7%+7%，-10% -10% ； 电动机电动机 电压正负偏差为电压正负偏差为5% 5% ； 照明照