工业供电与配电课程课件

工业供电与配电发电与输电工业供配电系统概述返回概述1、电力系统的构成在电力系统中，普遍采用三相制。三相制交流电的优点：1、从发电看：三相发电机的结构并不比单相发电机复杂，且使用和维护也比较方便，运行成本低；2、从输电看：在相同距离下传输同等功率时，三相输电比单相输电节约25%左右的材料成本，效率高；3、从供电形式看，三相制可以实现不同的供电方式（例如星形供电或三角形供电），且能满足大功率设备的用电需求；4、从用电看，三相交流电比单相交流电应用更为广泛，既可适用于三相制用电设备，也可取其中一相交流电用于照明和其他用电等单相设备。电能是通过人为加工而取得的二次能源。将自然转变为电能的过程称为发电，这一过程一般在发电厂进行。而发电厂与用电用户之间往往相距很远，这就需要用电力线路来输送电能。将发电厂的电能送到负荷中心的线路称为输电线路，将负荷中心的电能送到各用户的电力线路称为配电线路。在输送与分配电能的过程中，为了减少电能损耗可以提高电压减少线路电压降落、功率损耗和电能损耗。将电能用高电压输电线路送到负荷中心的变电所，然后经降压、分配和控制，再用配电线路送到用电用户。三相交流电从发电厂到用户的传输过程大型电力系统简图2、电力系统的电压等级按国家标准规定，按电压高低及使用范围分为三类：1、100V及以下的额定电压这类额定电压主要用于安全动力、照明、蓄电池及其他特殊设备。其中交流36V只作为潮湿环境的局部照明及其他特殊电力负荷。

主要用于动力及照明设备，其应用最广，数量最多。2、100以上，1000V以下的额定电压用于电力系统的发电、输电、配电及高压用电设备。3、1000V及以上的额定电压通常1kV以下的电压称为低压，高于1kV而低于330kV的电压称为高压，330kV以上的电压称为超高压。发电与输电1、发电厂基本知识发电厂（又称“一次能源”）是把各种天然能源，转换成电能（又称“二次能源”）的工厂。发电厂是电力系统的中心环节，根据一次能源形式的不同，可分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、地热发电厂、潮汐发电厂、风力发电厂等。发电厂发出的电能一般由变电所升压，经高压输出电线路输送出去，电能输送到用电区域后，为了适应用电设备的电压要求，还需通过各级变电站（所）利用变压器将电压降低为各类电器所需要的电压值。（1）水支力发蜡电厂水力拐发电暂厂也级称水址电厂债或水违电站葡。它抚是将染水的是位能饱和动说能转安换为纽奉电能冠的工与厂。水电谷厂能怎量转荣换过怪程按照质水力颗枢纽豆布置塞的不训同，副水电蜘厂又骄分为赢堤坝续式水斧电厂悄、径帜流式亦水电料厂和扯抽水深蓄能邀电厂施。火力胸发电疫厂是横将燃旗料（扯如煤棍、天嚷然气解等）腔的化享学能脂转换绝成电陡能的课工厂语。（2）火稼力发充电厂火力践发电振厂能含量转及换过瓜程火力峰发电悦厂又存分凝占汽式困和供兔热式恼，通惧常凝国汽式汤火力遗发电雄厂称胸为火植电厂贩，而议供热妇式火师力发恨电厂阻称为驶热电塘厂。（3）核扬能发撒电厂核能凳发电赌厂又怪称原笑子能独发电多厂或编核电房诚站，透它是骡利用钩原子案核的波裂变雀能来枕生产拆电能建的工竹厂。核电侧厂能切量转胳换过苹程核能驳发电眯厂生揭产过砖程与抱火电座厂基满本相森同，狐只是箭以核晶反应恋堆代渠替了删燃煤冷锅炉退，以朽核燃赞料代剂替了争煤燃幕料。瞧核电徐厂能扶取得烤较大责的经怖济效料益，迟且所养需原讽料极饮少。2、变片电所粱的类少型和势作用变电虾所是末联系想发电险厂和料用电益用户携的中路间环炊节，服其作捏用是凯变换教电压惊，接钢受和扑分配葱电能施。1）嫩枢纽吗变电营所枢纽皆变电蚁所位填于电棵力系励统的剧枢纽切点，过电压涂等级跌一般柳为33打0k捧V及其匀以上黑，连暑接电亏力系嘉统电乡丰压和片中压返的几毯个部路分，种汇集没着多昌个电排源，盒出线龙回路唤多，遍变电连容量心大。2）沫中间婶变电蹦所中间败变电蹦所位喘于电趣力系屠统主教干环汁行线浓路或做系统挨主要酒干线伸的接茧口处烤，电怪压等辨级一逆般为33砍0~忌22声0k饮V，汇漏集2~粥3个电疾源和乒若干侍线路呜，高欧压侧晕以交怨换功列率为绝主，耀或使甩长距周离输钩电线余路分殖段，亮且同耽时降缩慧压向被地区勺用户胀供电府。3）地区激变电抛所地区竹变电观所是捕一个缎地区夜和一筑个中盖、小疫城市顽的主黑要变俯电所畜，电刻压等愚级一验般为11览0~押22舅0k永V，是离以对苗地区弯用户捐供电雄为主郑的变福电所至。4）企业劲变电邻所企业红变电嗽所是伞大、细中型宿工矿析企业闻的专饰用变晓压所挎，电宪压等破级为35足~2蒸20狗kV。5）终端舅变电化所终端舞变电气所位梦于配回电线慨路的比终端昼，在坊负荷阶点附登近，叮电压撕等级今一般喷为11敢0k材V，经黄降压农后向妄用户篮供电允。3、电辛力系沉统的班中性胳点运须行方剖式电力阿系统白的中禾性点问是指刘电力夫系统蹄中作前星形贝联结繁的变产压器糟和发漆电机梳的中揪性点栏。1）中曲性点器不接览地的炼运行躁方式系统正常运行时，系统的三个相电压、是对称的，则流过电容的三个电流、、也是对称的，此时，，所以没有电流流过大地。在中衡性点想不接悄地的悠三相都系统辩中，杆当发魔生单边相接零地故翻障，决设W相因腐故完秃全接钟地，每系统新的线诵电压越没有案改变砖。此显时W相对堵地的纱电压情为零家，而巡寿中性估点N对地救的电羊压，帽即中桐性点N对地撇的电着压不碧再为牙零。巩此时U相、V相对政地的党电压蓝、分占别为即此洪时U相、V相对呈地的粱电压谱由原盆来的植相电劫压升娱高为院线电意压由于W相接祝地，支此时遍三相厅对地稼的电拒容电氏流的延相量救和不法再为毙零中性伸点不狱接地变系统富发生替单相撤接地肯故障咱时由日于线信电压限不变敲，用感户可下继续劈燕工作恋，提扁高了馅供电勇的可恢靠性途。为播防止阶由于热接地谊点的饶电弧抢及伴脉随产擦生的位过电言压，过这种首系统榆中必构须安通装交退流绝绘缘监捞察装胁置。陶电力情系统篇规定摆发生敲单相谱接地瓶时，躬允许祝继续奔运行泄的时币间不冒得超皱过2小时摔。单相止接地舱时由敞于非崖故障亿相的许对地劫电压病升高崭到线念电压帮，故易在这肯种系共统中誓电气盛设备周和线绒路的骡对地鲜绝缘疯必须橡按线废电压况来考效虑。中性子点不全接地皱的系抵统，庙高压虽多用铁于3~遇10小kV系统奴，低跌压则浸用于州三相已三线许制的IT系统嘴。2、中舌性点旗经消围弧线啊圈接呀地的窝运行么方式在中湖性点结不接顷地的村系统屿中，射如果挺接地白电流邀较大返，容顶易在倾接地咬点产休生断味续电滔弧，有使线灶路有季可能辉发生垂谐振虎过电躲压现图象。正常燃运行愈时，盟中性黎点对李地的慨电压从为零解，所签以消绪弧线剥圈中渔没有纵电流下流过帝。当系统发生单相接地故障时，设W相发生单相接地，此时中性点对地的电压，U相、V相对地的电压升高为线电压，系统的线电压仍然保持不变。消弧线圈在电压的作用下，将产生一个电流，这个电流必流过接地点，所以接地点处的电流为接地电容电流与消弧线圈电流的相量和。由相量分析可知，超前90，消弧线圈电流滞后电压90，即和的相位相差180，和相互抵消。适当选择消弧线圈的匝数，可使接地点处的电流变得很小或等于零。中性趋点以察消弧骂线圈铃接地花的系如统与链不接勇地的书系统旨一样悟，在标发生迅单相亏接地扛故障竹时，奶可继洲续供是电2小时短，提壳高了铸供电州的可迹靠性侮。3、中垦性点汇直接炮接地旋或经躺低电保阻接听地的泰运行亿方式这种艺系统仍正常召运行头时，瞎三相联系统帐对称鞋，中伸性点校的对放地电蔑压为吊零，载中性女点没辩有电缝流流梦过。当单来相接显地时粗，由钻于接析地相秀通过标大地漫与电犯源构池成单校相短群路，盛所以至称这鸽种故球障为造单相符接地者短路麦。单相伤短路勾电流冠比刑线路兄正常浇负荷照电流头在得府多，边对系吼统危踢害很叫大。专因此拼这种墙系统桃中装允设的色短路学保护熟装置势将立热即动集作，症切断忘线路岗，切慎除故董障部悬分，路使系像统的就其他插部分敢恢复晓正常馅运行锦。以电拆缆为碗主体搜的城邪市电酿网，耳由于巾电缆炎线路稻的对梨地电跪容较范大，犹单相掏接地沃电容监电流首也随筒之增全大，俘采用尚消弧作线圈割补偿牲的方拘法达趴不到傍抑制娇单相捞接地呢电流民的要甲求，却可采升用经摔低电科阻接明地的冲运行顷方式。采用咏中性溜点经宜低电假阻接面地方鹿式运蒙行时微，为睛限制塘接地好相的他电流平，减耕少对签周围忘通信饮线路围的干至扰，浩中性蚂点接显地电以阻的查大小辜以限真制接乔地相登电流挣不超哪过60冶0~绿10障00捉A的范锁围内红为宜单。低压略配电峰系统侵广泛点采用由中性自点直刮接接筛地的条运行纷方式既，而集且引验出中富性线婶（N线）挎、保服护线再（PE线）诉或保尝护中郊性线然（PE性N线）虎：4、低雪压配令电系捏统的因接地艇型式（1）中委性线哥：中产性线岸的功碎能有杏以下鉴三个佳方面蚕：一炼是用乓来接苍采用执额定桌电压尸为系播统相党电压眠的单设相用躁电设唯备的书，二脉是用慌来传汇导三诉相系街统中扒的不壁平衡骨电流案和单孔相电炼流，晚三是昼减小防负荷田中性剧点的滴电位佩偏移斧。（2）保松护线励：阴是为握了保列障人源身安朽全、磨防止茧发生愁触电值事故报用的跪接地不线。暖系统窑中所今有设烫备的绩外露缴可导替电部越分通铸过保救护线芒接地饶，或牢在设填备发仇生接意地故概障时辛减小秋触电典危险技。（3）保剖护中雷性线国：它榨兼有读中性轿线和甜保护也线的凉功能板，PE料N线也路称为详零线名。低压居配电吩系统灵，按牛其中驻电气壤设备坛的外涂露可瓶导电舅部分勾保护路接地习的型膏式不驰同，层分为TN系统炼、TT系统帖和IT系统害。1.警T辞N系统TN系统专就是国电源松中性匠点直值接接套地，充并引毕出N线，划所有衰设备傍的外居露可世导电照部分阳经公杂共的PE线或PE筐N线接砖地，知属三员相四楼线制烂系统球。按PE线的为形式肿又分纲为TN质-C系统竖、TN师-S系统央和TN懂-C序-S系统称三种抹：（1）TN萌-C系统TN撤-C系统惠不适引用于骗安全葬要求顷较高条的场次合。（2）TN鸡-S系统由于N线和PE线完艘全分数开，PE线上鸦没有糊电流天流过税，不平会产东生电咸磁干低扰。喇而且PE线断少开时芒，不惠会使掏设备就的外抽露可类导电磁部分亦带电蛙，比番较安滑全，揉所以晨这种主系统珍也适吹用于嘉安全惊要求亮较高沾的场挣合。柏由于N线和PE线完多全分茅开，贵消耗始的材立料较峰多，串成本胁高。（3）TN毛-C塔-S系统这种孤系统谱的前篮面部崖分为TN桥-C系统浮，后沟面部肉分为TN赖-S系统碧，它胶是TN诞-C系统问和TN炮-S系统少的组缎合，芳兼有TN首-C系统扔和TN始-S系统链的优缴点，肿对安召全要芒求较虑高和扑对抗奥电磁想干扰朗要求旗较高位的场伐所，圾采用TN志-S系统陷，其困他场恢所采流用TN赖-C系统纱。这延种系延统比列较灵胞活。2.雹T眨T系统TT系统舌的电邪源中掠性点粗直接谢接地菠，与TN系统估一样削，也凳从中偏性点僻引出押一条描中性股线（N线）替，用紫以通油过三矩相不喷平衡赵电流育和单警相相罩电流折，但量设备扫的外够露可甜导电层部分陈则经催各自附的PE线单弄独接祖地。异由于员各设敌备的PE线之弹间没兴有直华接的泼电气抱联系容，互朝相之扭间不耗会发河生电们磁干伟扰，鞭适合堤于对筹抗电亿磁干搅扰要呢求较吊高的商场合泰。这种木系统膨中必太须安冲装灵器敏的卡漏电酱保护如装置IT系统拍的电蠢源中注性点共不接交地，沈或经负高阻掘抗（回约10秃00诸）接胜地，铺没有瞒中性僵线，前所有悟设备支的外浑露可椅导电城部分俩经各蜻自的PE线单旦独接躺地3.伯I颗T系统这种柔系统膛主要残用于拨对连虚续供喘电要猴求较迁高，蕉或对盼抗电想磁干妻扰要泄求较懂高及叉有易切燃易戏爆危被险的吵场所绝。我国卖电力躁系统趋标称棋频率犹（工粒频）阿为50鸭Hz。在亚电力闻系统臂正常灿频率容偏差右允许损值为±0.买2H座z，电角网装笔机容落量在30疮0万kW以下叨的，帐偏差芝值可浮放宽免到±0.忆5H瞒z。1）供云电频宪率和颂频率殊偏差5、窃供电府质量筝要求正常笑运行硬情况批下，雷用电什设备烤端子资处的善电压畜偏差贤允许忠值应雪符合站下列池要求2）电压汗偏差陪及其格允许很值（1）电处动机袍规定罢为

5%。（2）电熟气照穴明税在朋一般蓝工作湿场所电为

5%；对秧于远侄离变臭电所堂的小年面积弹一般产工作好场所想、难武以满回足上曾述要厉求时路，可纹为+5绪%、

10兔%；应蚕急照丸明、纵道路除照明盖和警迈卫照凉明等料为+5浩%、

10等%。电气寄设备誓只有钳在额购定电姿压下岩运行俗才能差获得耕最佳危的经惩济效固果。蚁例如恩白炽炊灯，喇如果诱电压念偏高胡，则眯光效天高，咏但其鄙使用弯寿命盐将大劫大缩啄短；册如果翅电压瓣偏低绵，则礼光效劲严重敏下降敏，照预度明柏显降头低。电压鼻波动中是指芝电网芝电压拦的快症速变图动或纵电压疯包络景线的归周期担性快猎速变妈动。3）电压箭波动朵和闪妙变电压腐波动倦是由抬于电衬网中箭存在贡急剧碗变动锐的冲季击性霸负荷跃（如险电动涛机的右起动垒等）嫁引起牺的。谋负荷答的急做剧变密化，若使电栽网的把电压秀损耗击相应鲜变动该，从度而使扰用户梨公共态连接隶点的退电压变了现渴波动批现象丹。电压魂波动挎会引皆起灯皂光的厦闪烁葵，严讯重影催响视修觉。后电压瓶波动本还会欺影响略电动悲机的午正常坦起动季，严律重时支可能左使电待动机恢无法苹起动腾。闪变挨是指陈人眼厉对灯筛闪的里主观琴感觉昏。闪捆变是阶由于言照明碎灯的例端电蚂压出蚂现电统压波型动而放引起凉的。4）电出网谐啄波电力芝系统论中的裤三相裙交流及电压全，一赚般可酷认为室是50栏Hz的正附弦波骄。但越由于慎系统初中存闸在各耗种非滑线性滋元件雷，会观使线宝路中载出现掠谐波被，使专电压鞠或电等流波课形发题生畸荣变。丽谐波犬对电采气设枯备的全危害筑很大肺。例半如谐态波通愤过变邀压器崭，将虹使变敏压器枕的铁颤芯损截耗明跳显增躬加，裂使变剑压器县铁芯澡过热连，使邀用寿忽命缩菌短。5.三相占电压拜不平吴衡在三询相供缺电系宇统中千，如娃果三冰个相呆电压用或电再流幅约值或虾有效育值不厌等，黄或三订个相淘电压厘或电供流的羽相位损差不抹为12窄0°，则前称此敢三相垃电压缓或电凉流不色平衡泪或不蹲对称迅。三相今不对害称主脱要是块由系锡统运紧行参暑数不川对称馅、三勉相用扁电负是荷不烈对称竖等因本素引低起的吨。供偷电系峰统的善不对手称运环行，丈对用怀电设暑备及享供配角电系弊统都霉有危干害，次低压栽系统均的不叉对称岩运行析还会残导致尽中性各点偏随移，挎从而就危及燃人身李和设的备安棵全。工业贺供配蜜电系啄统1、电翁力负陪荷及品其计户算电力刷负荷糠是指严用电晴设备促或用肯电单歪位所披消耗负的电败功率山或电披流的武大小粱。电力佣负荷删分为腐以下卷三级一级葱负荷：是雅指中爹断供沉电将救造成阶人身拒伤亡饰者；映或中县断供秘电将披在政船治、法经济呀上造眨成重策大损凯失者菌。二级拥负荷：是钞指中文断供亦电将姐在政硬治、叠经济浓上造区成较碰大损撇失者掠，或袋者造休成公章共场射所秩怪序混稼乱者贺。三级微负荷：搭所有绝不属讲于一旧级和辛二级问负荷展者都阶属于隔三级副负荷颜。用电购设备膨的工肃作制工厂归的用浮电设兼备按迈其工撤作制芒分为句以下致三类垃：连续遵工作愿制：这类受设备犯在恒贴定负修荷下沈长期舱连续拾运行劫，负彼荷比豆较稳棉定。短时猪工作尊制：这类满设备伤的工守作时菊间较光短，啄而停犹歇时凯间相桂对较朋长。断续修周期让工作炭制：横这类垂设备吹周期住性地脑工作垂、停销歇，惕如此罗反复尸运行照。计算萌负荷胞是指兔用统桃计计奇算求歼出的启、用够来按较发热恐条件斧选择好供配屿电系倦统中久各元红件的淡负荷疼值三相独用电方设备面组计犹算负请荷的榴确定负荷素计算姓方法玻有：肃需要驴系数渗法、门二项半式系估数法欲、利澡用系吧数法1.用需贤要系爷数法难确定鸽计算滚负荷需要循系数辟法就返是将用用电泰设备工的设体备容原量乘商以该全设备躲的需惠要系卸数，屑所得蓝结果梁即是笋计算皮负荷犯。例:某车幕间的抵金属蚊切削忽机床卧组，豪拥有长电压鸦为38浮0V的三注相交盒流电侨动机15腿kW的2台，7.秀5k孔W的5台，4k氧W的10台，1.勉5k包W的12台。陈试求无其计互算负燥荷。解:该机双床组蚁的设永备总隙容量江为查表得：“小批量生产的金属冷加工机床电动机”的取0.累2；，搂求得广，从衡而可殃求得2.殃多捕组用跌电设测备计园算负耍荷的搏确定确定汁拥有矿多组话用设破备的注干线摊上或馆车间另变电籍所低惑压母辅线上描的计北算负汤荷时榆，先洪将性说质相扬同，帅且具抵有相鹿同需惜要系从数和呼功率则因数雨的用役电设萝备分代组，浊求出魂每组浮用电支设备暖的计梯算负许荷。猾同时睬，考拼虑到洒各用岂电设测备组师的最汗大负异荷一米般不挪同时凯出现纲，将逼各用逢电设茧备组铁总的扛有功蝴计算旺负荷君、无办功计赴算负去荷分烈别乘仇以一爆个同鸦时系辣数公，润一般戏取0.鞠7~稻1。即带多组窜用电必设备笼总计岁算负葡荷为3摧.按二神项式幸法确扒定三灿相用印电设罗备的秩计算脾负荷用二继项式档法确恒定三钓相用咱电设剩备的夸计算翼负荷慌的基羊本公炮式为式中b、c为二号项式刊系数为用电设备组的平均负荷,为用电设备组的设备总容量

为x台最大容量设备设入运行时增加的附加负荷，为x台最大容量设备的设备总容量，

各组设备中最大的一组附加负荷各组平均负荷为各组的平均有功负荷之和为各组有功附加负荷中的最大值

为各组的平均无功负荷之和各组无功附加负荷中的最大值最大附加负荷设备组的平均功率因数角的正切值采用席二项嫂式法辛确定啦多组蹲用电邮设备浸的总注计算钻负荷额时，仍也应溪考虑吴各组趟设备士的最用大负程荷不耽同时结出现绑的因修素4.单相架用电芒设备该组计愁算负竹荷的誓确定在实技际应爽用中归，除厚了三驼相设货备外辨，还救有许蜓多的叉单相皇设备阁，如嫌电炉话、照鹿明灯夺等。逗当有漆多台梯单相瓜设备纲时，悬应将桑它们迹尽可快能地烦均匀兆分配漆，力贩求三莫相负满荷平够衡当单延相设棵备的堤总容凑量不宪超过徐三相窜设备循总容露量的15麦%时，浙不论卫单相气设备裁如何笔分配有，均春可按煮三相骂负荷竭平衡直计算稼；如违果单未相设葬备的谣总容技量超答过三堡相设邻备总杜容量谨的15殿%时，小则应圾将单科相设惠备容秧量换督算成辈等效题三相奏设备悉容量咱，再附与三竟相设步备一盆起计轧算。单相潜用电治设备寻换算复为三堡相等残效设字备容郑量的减方法粪如下蒸：（1）单陵相设藏备接败于相择电压储时当单相设备接于相电压时，等效三相设备容量应按最大负荷相所接单相设备容量的3倍计算。（2）单者相设径备接设于同挖一线厦电压今时当容量为的单相设备接在线电压上时，其等效的三相设备容量为（3）当哀单相扔设备唤既有插接于东线电冶压又福有接周于相饼电压骂时此时咬，首盏先应居将接溉于线荐电压怜的单犹相设波备容姓量换滨算为合接于烦相电川压的毯设备蛛容量闷，然辅后再块分相唯计算赶各相蹲的设涛备容岸量，翻取最劈燕大负池荷相开设备虑容量甩的3倍作葛为等鼠效的泊三相斥负荷叙容量皇。2、低压葱配电焦线路彼的接位线方粉式1.放射丹式接排线这种尺接线胶方式羽是由丧变压济器低赴压母悠线上乐引出越若干绩条回弃路，评再分影别配汉电给央各配地电箱栋或用取电设眠备。鹊其特牙点是批：其躺配电倍引出欢线发乒生故鼻障或耽检修派时互葡相不爱影响柴，供闹电可蕉靠性拴较高湾，但葱变电睛所低斤压侧粘引出时线多我，有间色金需属消耕耗量煌大，娃采用束的开去关设燥备也荣较多立。放昼射式讲接线偶方式谢多用袍于设获备容成量较径大或贸对供师电可给靠性繁要求匠较高授的场解合。2.树干简式接泼线树干访式接双线的忆特点蓬与放应射式和相反奇，其洲采用停的开梳关设熔备较老少，级有色韵金属间的消从耗量卸也较所少，测当干轻线发骡生故庸障时坟，将乏影