供电第1章-专科课件.ppt

1、工厂供电,工厂供电（plant power supply）是指工厂所需电能的供应和分配，也称工厂配电。,工厂供电的要求： （1）安全 （2）可靠 （3）优质 （4）经济 工厂供电的课程任务： 讲述中小型工厂内部的电能供应和分配问题，并讲述电气照明，初步掌握中小型工厂供电系统和电气照明运行维护和简单设计计算所必需的基本理论和基本知识。,1.1、发电厂和电力系统简介,第一节 电力系统的基本概念,1、发电厂（发电站）,将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能(二次能源)的工厂。有：水力发电厂、火力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、 地热发电厂、太阳能发电厂。,第一章 概论,三峡电站,三峡大坝,中国最大风力

2、发电厂（青海）,火电厂夜景,火电厂中的汽轮机组,江苏火力发电厂,核电站,发电量自1980年以来，平均年增长率9，现为世界第二位。 1970年以来出现缺电问题，主要原因是电力工业跟不上国民经济的发展速度是造成缺电的重要原因,中国电力工业的现状,我国电网的基本情况,国家电网主网架示意图,电力系统(power system),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、配电和用电的整体，称为电力系统。,电网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电网,电力系统示意图,输电线路: 由电厂到负 荷中心,配电线路： 由中心到 用户,变电站的输配电系统,变流

3、站全景,电力线路,电网：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电网。 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、配电和用电的整体，称为电力系统。 动力系统：电力系统加上发电厂的动力部分及其热能系统和热能用户，称为动力系统。,对于大型工厂及某些电源进线电压为35kV及以上的中型工厂，一般经两次降压 ，即电源进厂以后，先经总降压变电所压，然后通过高压配电线将电能送到各个车间变电所，也有的经高压配电所再送到车间变电所，最后经配电变压器降为一般低压用电设备所需的电压。,具有总降压变电所的工厂供电系统简图,有的35kV进线的工厂，只经一次降压

4、，即35kV线路直接引入靠近负荷中心的车间变电所，经车间变电所的配电变压器直接降为低压用电设备所需的电压。,对于小型工厂，由于其容量一般不大于1000kVA或稍多，因此通常只设一个降压变电所，将610kV降为低压用电设备所需的电压。,只设一个降压变电所的工厂供电系统简图 a）装有一台主变压器 b）装有两台主变压器,配电所的任务是接受电能和分配电能，不改变电压；而变电所的任务是接受电能、变换电压和分配电能。,工业企业供电平面图,1.1.2 电力系统运行的特点,（1）电能不能大量存储 （2）暂态过程非常短暂 （3）与国民经济及人民日常生活水平关系密切，供电中断会造成严重的损失和后果,1. 三相交流

5、电网和电力设备的额定电压 意义 电力设备生产的标准化、系列化、各原件的合理配套 根据受电设备和供电设备的额定电压，国标GB 15693标准电压规定了交流电力网和电力设备的额定电压等级。由国家主管部门确定,1.1.3 电力系统的额定电压,额定电压：能使电气设备长期运行在经济效果最好的电压，它是国家根据国民经济发展的需要，电力工业的水平和发展趋势，经全面技术经济分析后确定的。,电压为100 V以上、1000 V以下，如127 V、 220 V、380 V、600 V等，主要用作低压动力电源和照明电源。,2. 电压分类及高低电压的划分,分 类,电压为100 V及以下，如12 V、24 V、36 V等

6、， 主要用于安全照明、潮湿工地建筑内部的 局部照明及小容量负荷。交流50V以下安全电压,2类,1类,3类,电压为1 kV以上，有6 kV、10 kV、35 kV、110 kV、220 kV、330 kV 500 kV、750 kV等，主要用于高压用电设备、发电及输电设。,在电力系统中，通常把1 kV以下的电压称为低压，1 kV以上的电压称为高压，220 kV以上的电压称为超高压，1000 kV以上的电压称为特高压。三相电力设备的额定电压不作特别说明时均指线电压。,说明,电网的额定电压是确定其它一切电力设备额定电压的基本依据，它是国家根据国民经济发展的需要以及电力工业的现有水平，经过全面的技术分

7、析后确定的。三相交流电网和电力设备常用的额定电压如表所示。,1） 电网的额定电压(rated voltage),首末两端电压的平均值，国家规定的额定电压,2） 电力设备的额定电压,用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同，但是用电设备电压一般要求电压变化范围为5，,发电机的额定电压规定高于同级电网额定电压的5以补偿线路上的电压损失。,3） 发电机的额定电压,4）电力变压器的额定电压,变压器一次绕组额定电压分两种情况：,当变压器直接与发电机相连时，如图中的变压器 T1，作为升压变压器时，其额定电压与发电机额定电压相 同，即高于同级电网额定电压的5 ：,当变压器T2连接在线路上时，作为降压变

8、压器使用时，可看作是线路的用电设备，因此其一次绕组额定电压应与电网额定电压相同。,变压器的二次绕组额定电压也分两种情况： 当变压器二次侧供电线路较长时，如图中的变压器T1，其额定电压应高于同级电网额定电压的10，5%用来补偿变压器二次绕组的内阻抗压降，5%用来补偿线路上的电压损失； 当变压器二次侧供电线路不太长时，如图中的变压器T2， 其额定电压只需高于电网额定电压的5即可，用于补偿变压器内部的电压损耗。,我国交流电网和电力设备的额定电压,1.2 供电系统的质量指标（电压、频率、波形、连续）,国家标准GB 1232590电能质量 供电电压允许偏差规定了不同电压等级的允许电压偏差： 35kV及以

9、上供电电压,正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10%； 10kV及以下三相供电电压允许偏差为7%； 220V单相供电电压允许偏差为+7%、 -10%。,1.电压的质量要求,我国规定的额定电压频率为50 Hz，大容量系统允许的频率偏差为0.2 Hz，中、小容量系统允许的频率偏差为0.5 Hz。 频率的调整主要由发电厂进行。工厂电力系统的频率指标由电力系统给予保证。,2频率的要求,电力系统供电电压或电流为正弦波,3波形的要求,4供电可靠性,保证供电系统的安全可靠性是电力系统运行的基本要求。 所谓供电的可靠性，是指确保用户能够随时得到供电。这就要求供配电系统的每个环节都安全、可靠运行，不发生故障

10、，以保证连续不断地向用户提供电能。,不同的用户对供电可靠性的要求是不一样的。根据对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度，将电力用户负荷分为三类。,一级负荷是指中断供电将造成人身伤亡危险，或造成重大设备损失且难以修复，或给国民经济带来重大损失，或在政治上造成重大影响的电力负荷。如火车站、大会堂、重要宾馆、 通信交通枢纽、重要医院的手术室、炼钢炉、国家级重点文物保护场所等。,1） 一级负荷(first order load),一级负荷要求由两个独立电源供电，当其中一个电源发生故障时， 另一个电源应不致同时受到损坏。对一级负荷中特别重要的负荷，除上述两个电源外， 还必须增设应急电源。 常

11、用的应急电源有：独立于正常电源的发电机组、专门的供电线路、 蓄电池、干电池等。,二级负荷是指中断供电将在政治、经济上造成较大损失的电力负荷， 如主要设备损坏、大量产品报废、 连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。,2）二级负荷(second order load),二级负荷要求由双回路供电，供电变压器也应有两台(这两台变压器不一定在同一变电所)，负荷较小地区供电条件困难时，可由一6KV专用架空线路供电，当采用电缆时应采用两根电缆，每根电缆能承受100的二级负荷,3） 三级负荷(third order load),三级负荷为一般电力负荷， 所有不属于上述一、二级负荷者均为三级

12、负荷。 由于三级负荷为不重要的一般负荷， 因而它对供电电源无特殊要求。,三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。,1.3 电力系统中性点运行方式,电力系统中性点的不同运行方式，对电力系统的运行特别是在系统发生单相接地故障时有明显的影响，而且将影响系统二次侧的继电保护及监测仪表的选择与运行。,中性点不接地系统,中性点经阻抗接地系统,中性点直接接地系统,小 电 流 接 地 系 统,大电流接地系统,（一）中性点不接地的电力系统 图1-11是电源中性点不接地的电力系统在正常运行时的电路图和相量图。,正常运行时的中性点不接地 a）电路图 b）相量图,系统正常运行时，三相电压是对称的

13、，三个相得对地电流也是平衡的。地中没有电流流过。,当系统发生单相接地故障时，假设C相接地。这时C相对地电压为零，而A，B相对地电压,相电压变为线电压，升高为原来的 倍。接地电流超前UC90度。大小为原来的3倍。,提示：当发生接地故障时，三相用电设备正常工作未受影响，因为线电压的相位和量值均未变化。因此，三相设备仍能正常工作，但不允许长时间运行（不超过2小时）。,单相接地：另两相对地电压升高为原来的根号3倍，减小了接地电流。在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，电源中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方式。,2、中性点经消弧线圈接地,电容电流超前电压90度，电感电流之后90度。互相补偿。,单相接地：另外两相对地电压不变，电气设备绝缘水平可按相电压考虑，这对110KV以上的超高压采用该系统很有经济