绪论(第一章).ppt

1、2020年7月29日，陈，供电系统，2020年7月29日，问题，想象一下：没有电的世界会发生什么？没有电，人们怎么生活？没有电你怎么生活？谁能告诉我供电系统的发展历程？2020年7月29日，教学内容与要求，1。电力系统的基本概念。电力负荷计算3。工业企业供电网络。短路电流的计算及主要电气设备的选择和校准。继电保护、防雷与供电系统接地、安全用电基础知识，2020年7月29日，教学内容与要求，通过本课程的学习，学生可以掌握供电与用电的基本理论知识，计算小型工业企业的用电负荷，选择电线电缆，计算短路电流，了解工厂主要电气设备的选择原则和工业企业安全用电的基本理论知识。2020年7月29日，课程教学安

2、排：24小时讲课，6小时实验，2小时考试。教材：主编供配电技术(第二版)，电子工业出版社，2008年参考书：刘主编厂用电，机械工业出版社，2004年7月评估：总分以百分制计算，平时作业、出勤、报告和实验占它回答地点：电力电子与输电工程研究中心回答时间：星期一下午4: 00-5: 00电话：88802691-203，2020年7月29日。概述：本章总结了供电系统的一些基本知识和问题。首先，简要说明了电力系统的组成，介绍了发电厂、变电站、电网、DC输电和电力用户的基本知识，以及电力系统的几种中性点运行方式。其次，阐述了厂内供电系统的组成以及厂内各变电站的功能。然后，重点介绍了工厂供电系统中不同设备

3、和线路的供配电电压标准及其电压等级的选择。最后，简要介绍了与工厂供电系统质量相关的电压、频率和可靠性。第1章引言，2020年7月29日，第1章引言，1.1电力系统基本概念1.2工厂供配电系统1.3工厂供配电电压1.4供电质量主要指标，2020年7月29日，11电力系统基本概念，1。1.1发电厂1。1.2变电站1。1.3电网1。1.4高压直流输电1。1.5个超级用户1。1.6电力系统中性点运行方式，2020年7月29日，11电力系统基本概念，所有大型现代化工和农业生产、交通运输以及人们的生活都需要电能。电能是由发电厂产生的，但发电厂通常远离城市和工业中心，这就要求电能通过线路传输到城市或工业企业

4、。为了减少输电过程中的功率损耗，有必要在输电时提高功率，并采用高压输电线路向用户输电。同时，为了满足用户的电压要求，电力在传输给用户后必须降低，必须合理地分配给用户或生产车间的各种电气设备。2020年7月29日，为了提高供电的可靠性和经济性，所有发电厂通过电网连接并并联运行，形成了一个巨大的联合电力系统。电力系统是由发电机、升压和降压变压器、输电线路和各类发电厂的各种电力设备组组成的统一整体，用于实现完整的发电、输电、变电、配电和用电。图1.1是电源系统的示意图。11电力系统基本概念，2020年7月29日，图1.1电力系统示意图，2020年7月29日，发电机产生的电能受发电机制造电压的限制，不

5、能远距离传输。因此，发电机的电压通常被提升到220500千伏，然后通过超高压长距离传输网络被发送到远离发电厂的城市或工业集中区，在那里电压通过区域降压变电站被降低到35110千伏，然后电能图1.2发电厂向用户输电过程示意图，11电力系统基本概念，2020年7月29日，111发电厂，11电力系统基本概念，发电厂是生产电能的工厂。它转换其他形式的能源，如煤、石油、天然气、水能、核能、风能、太阳能、地热能、潮汐能等。通过发电设备转化为电能。火力发电是中国的主要发电方式，其次是水力发电和原子能发电。电能生产的特点：生产、传输、转换和消耗同时完成；发电、供电和用电同时完成。2020年7月29日，11电力

6、系统的基本概念，111电厂，2020年7月29日，11电力系统的基本概念，112变电站，起着变压、受电和配电的作用，是电厂和用户之间的中间环节。如果变电站仅用于接收和分配电能，则称其为配电变电站。变电站的所有升压和降压点。升压变电站大多建在发电厂，提高电能，然后进行远距离传输。降压变电站大多位于用电区域，在适当降低高压电压后，向某个区域或用户供电。降压变电站、区域降压变电站、终端变电站、工厂降压变电站和车间变电站也称为一次变电站。位于大用电区域或大城市附近，直接从220千伏500千伏超高压输电网或电厂接收电力，通过变压器将电压降至35110千伏，为该区域的用户或大型工厂供电。终端变电站，也称为

7、二次变电站，大多位于用电负荷中心。高压侧从区域降压变电站接收电力，并通过变压器降至610千伏，以向某个城市地区或农村城镇的用户供电。工厂降压变电站，也称为工厂通用降压变电站，类似于终端变电站，是电能内部传输的中心枢纽。车间变电所接收工厂降压变电所提供的电力，将电压降至220/380伏，直接向车间内所有电气设备供电。2020年7月29日，电力系统的11个基本概念，113个电网，电力系统中各级电压的电力线和与之相连的变电站，统称为电网。电网是电力系统的一部分，是输电线路和配电线路的总称，是输送和分配电能的通道。电网由不同电压等级和不同结构类型的各种线路组成。根据电压等级，电网可分为低压电网、中压电

8、网、高压电网和超高压电网。1kV以下的电压称为低压电网；1kV至10kV中压网络；高于10kV、低于330千伏的高压电网；330千伏及以上的超高压电网。2020年7月29日，根据电压和供电范围，电网可分为区域电网和地方电网。区域电网供电范围大，电压一般在220千伏及以上；当地电网供电范围小，电压一般为35110千伏。电网通常被称为电压等级，如10kV电网或10kV系统，指的是相互连接的整个10kV电力线路。根据不同的供电区域，电网有时被称为城市电网和农村电网。11电力系统基本概念，113电网，2020年7月29日，11电力系统基本概念，114高压直流输电，1长距离输电和跨海输电；连接两个不同频

9、率的电网，实现恒流控制和限制短路电流。2020年7月29日，11个电力系统基本概念，114个高压直流输电，1个长距离输电和跨海输电，跨海输电和长距离输电容量大。如果采用交流传输，线路电感会因距离长而增加，从而限制了传输容量，导致运行不稳定。此外，由于交流线路中的分布电抗和对地分布电容，线路电压会在很大范围内变化，因此直流输电一般由整流站、直流线路和逆变站组成。在输电过程中，整流站将发送端系统的三相交流电转换成直流电，通过直流电路发送给用户，然后通过逆变站将直流电转换成交流电，提供给用户。今天的DC传输是基于交流电力系统。DC输电网两端有两个换流站和交流系统，如图1.3所示。如果电能从交流系统A

10、传输到交流系统B，转换器将交流整流成DC，通过DC网络传输到转换器，然后转换器将DC转换成与交流系统B频率和相位相同的交流，并将其馈送到交流系统B.图1.3输电系统示意图，2020年7月29日，电力系统11个基本概念，115个电能用户，所有的电能用户都称为电能用户，主要是工业企业。中国工业企业占全年总发电量的60%以上，是最大的电力用户。工业企业的电力负荷种类繁多，容量不同，运行特性各异。电气设备的这些不同特性与供电技术措施的确定有关。在工厂中广泛使用的机械拖动电机，如空气压缩机、通风机、水泵、破碎机、球磨机、混合器、氧气发生器和润滑油泵，都是三相交流电机，无论其功率(从小于1kW到几千kW)

11、和电压(从380V到10kV)，都是以恒定速度连续运行的电气设备。这些设备正常运行时，三相负载基本均匀对称，功率因数也很稳定，一般达到0.80.85。2020年7月29日，电力系统的11个基本概念、115个电能用户、烧结机、连续铸管机、卷取机、回转窑等设备应增加换流环节，功率因数也将降低。提升机、高炉卷扬机、各种轧机、各种起重机、吊车等。广泛用于工厂中的，周期性地工作，并且它们的负载经常变化，通常处于低负载状态，并且功率因数也很低，通常低于0.50.6。精炼期间，工业电炉三相负荷均匀对称，冶炼初期电流可达其额定值的3.03.5倍，造成电网电压波动较大。电解设备负荷均匀稳定，功率因数高低(0.8

12、0.9)，不允许停电。电焊设备工作时负载不均匀，功率因数低。工厂照明设备的功率因数很高，通常为0.951.0。2020年7月29日，11电力系统基本概念，116电力系统中性点运行方式。在电力系统中，当变压器或发电机的三相绕组星形连接时，其中性点可有两种运行方式：中性点接地和中性点不接地。中性点接地系统通常称为大电流接地系统，中性点不接地、中性点经消弧线圈(或电阻)接地的系统称为小电流接地系统。图1.4电力系统中性点运行方式a)中性点直接接地b)中性点不接地c)中性点经消弧线圈接地d)中性点经阻抗接地，2020年7月29日，11电力系统基本概念，116电力系统中性点运行方式，1中性点直接接地方式

13、的优点：该方式下无故障相对接地电压不变，电气设备的绝缘视为相电压，降低了设备要求。中性点直接接地的低压配电系统，如三相四线制电源，可提供380-220伏两种电压，供电方式更加灵活。缺点：在这种运行模式下，当发生相对绝缘故障时，将构成单相短路，电源将被中断，可靠性将降低。2020年7月29日，11电力系统基本概念，116电力系统中性点运行方式，2中性点不接地方式优点：正常运行时，各相分布电容相同，三相电容和电流对称，总和为零，各相电压为相电压。当该系统发生接地故障时2020年7月29日，中性点直接接地；2020年7月29日，中性点不接地的电力系统运行正常；2020年7月29日，中性点不接地的电力

14、系统单相接地；2020年7月29日，电力系统中性点经消弧线圈接地；2020年7月29日，工厂的12个供配电系统。1.2.1个工厂降压变电站1。2.2车间变电站1。2.3厂配电线路，2020年7月29日，12厂供配电系统，121厂降压变电站，厂降压变电站，将35110千伏电压降至610千伏，向车间变电站供电。为了保证供电的可靠性，工厂降压变电站配备了两台以上的变压器，由单根或多根进线供电，每台变压器的容量可从几千到几万KVA不等。供电范围由供电能力决定，一般在几公里以内。2020年7月29日，12个工厂供配电系统和122个车间变电站将610千伏高压配电电压降至220/380伏，为低压电气设备供电

15、。一般情况下，供电范围仅在500米以内。车间变电所一般有12台变压器，单台变压器的容量通常不超过1000千伏安，最大不超过2000千伏安。123条工厂配电线路，主要用于工厂内电能的传输和分配。目前，架空线路大多用于室外低压配电线路。在车间或车间内，应根据具体情况确定，或采用明线配电线路或电缆配电线路。在车间或车间内，从配电箱到电机的配电线路应敷设绝缘电线或电缆。2020年7月29日，13厂供配电系统，1。3.1额定电压国家标准1。3.2工厂供配电电压的选择，2020年7月29日，13工厂供配电系统，131国家标准额定电压，1电气设备的额定电压与电网的额定电压一致。整条线路允许有10%的电压损失

16、。规定发电机的额定电压比供电网的额定电压高5%。3变压器、初级线圈的额定电压：位于线路首端时，比电网额定电压高5%。当位于线路末端时，它与电网的额定电压相同。次级线圈：当供电线路较长时，比电网额定电压高10%。当供电线路短路时，它比电网的额定电压高5%。2020年7月29日，表1.1中国交流电网和电力设备的额定电压，2020年7月29日，图1.6电力变压器的额定电压，13工厂供配电系统，131额定电压国家标准，2020年7月29日，13工厂供配电系统，132工厂供配电电压的选择，表1.2公共电压等级的经济传输2020年7月29日，13工厂供配电系统， 132厂供配电电压选择，1厂供电电压选择对于没有高压电气设备的小型工厂，设备容量在100千瓦以下，传输距离在600米以内，可选择380/220伏电压供电。 对于中小型工厂，如果设备容量为1002000千瓦，传输距离在420公里以内，可采用610千伏电压供电。对于大中型工厂，如果设备容量为200050