当前位置:首页 >> 电力/水利 >>

1供配电系统基本知识


供配电系统基本知识

工厂供电(plant power supply)是指工厂所需 电能的供应和分配,也称工厂变配电技术。

第一节 工厂供电的意义、要求 及课程任务
工厂供电系统概述? 工厂供电系统是指从电源线路进厂起到高低压用电设备进 线端止的整个电路系统,是由工厂变配电所、配电线路和用电 设备构成的整体,以实现工厂电能的

接受、分配、变换、输送 和使用。工厂供电系统是电力系统的主要组成部分,也是电力 系统的主要用户。 ? 下图为某电力系统示意图,虚线框内即为某工厂供电系统。 工厂供电系统中,变配电所担负着接收电能、变换电压和分配 电能的任务; 配电线路承担着输送和分配电能的任务; 用电 设备指的是消耗电能的电动机、照明设备等。

供电系统的基本要求
安全 在电能的供应、分配和使用中,不应发生人身
事故和设备事故。

可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。
优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要求。

经济 供电系统的投资要少,运行费用要低,并尽可
能地节约电能和减少有色金属消耗量。

我国(GB/T 156—2007)标准中第一列三相交流电 网和用电设备额定电压(线电压),可写作UP。一般认 为是国标电压 GB 低压:(0.22)/0.38 0.66 KV 高压:3 6 10 35 66 110 220 330 500 750 … KV

供电质量包括电能质量和供电可靠性两方面。 电能质量是指电压、频率和波形的质量。电能质量 的主要指标有:频率偏差、电压偏差、电压波动和闪变、 高次谐波(电压波形畸变)及三相电压不平衡度等。 供电频率的允许偏差为:电网装机容量在300万千 瓦及以上的,为50+0.2HZ。电压偏差允许值(以UN的 百分值表示)在一般工作场所为+5% 。 供电可靠性可用供电企业对用户全年供电小时数与 全年总小时数(8760h)的百分比来衡量,也可用全年 的停电次数及停电持续时间来衡量。 ----《供电营业规则》

第二节
工厂供电系统实例

工厂供电系统实例

图1-1是一个比较典型的中型工厂供电系统简图。

图1-2是如图1-1所示工厂供电系统的平面布线示意图。

图1-2 图1-1中型工厂供电系统的平面布线示意图

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。其简图如图1-3所示。

图1-3

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,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,如图1-4所示。

图1-4 高压深入负荷中心的工厂供电系统简图

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6~10kV降为低压用电设备 所需的电压,如图1-5所示。

图1-5 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

三、工厂电力负荷简介
级别 停电影响 允许停电 时间 一 级 人身伤亡,重大设备损 坏,政治、经济上重大 损失 二 级 政治、经济造成较 大损失,设备局部 损坏大量减产等 三 级 不属于一级、 二级的负荷 停电影响不 大

仅为备用电源投入时间, 允许短时停电几分 特别重要负荷不允许停 钟 电

对供电电 源要求
举 例

两个独立电源供电

两回路供电

无特殊要求

炼钢厂的炼钢炉、医院、 纺织厂,化工厂 人民大会堂

第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
电力系统中性点是指发电机或变压器(对用户而 言的电源)的三相绕组采用Y接时的中性点或其它接法 的等效中性点。中性点的不同接法(即运行方式)将 影响它之后线路设备的电气性能。 发电机和变压器的中性点有三种运行方式: 中性点不接地------小接地电流系统 中性点经阻抗接地------小接地电流系统 中性点直接接地--------大接地电流系统

我国3~66kV系统,特别是3~10kV系统,一般采 用中性点不接地的运行方式。如单相接地电流大 于一定数值时(3~10kV系统中接地电流大于30A、 20kV及以上系统中接地电流大于10A时),则应采 用中性点经消弧线圈接地的运行方式。我国110kV 及以上的系统和低压供电系统,则都采用中性点

直接接地的运行方式。

一、中性点不接地的电力系统
中性点与地电位不固定。
?

正常运行时的中性点不接地的电力系统

? ,U ? ,U ? 设定相电压 U U V W 是对称的

正常运行:三个相的 I 对地电容电流 也是 平衡的。三个相的电 容电流的相量和为零, 没有电流在地中流动。 中性点与电容中点 (地)自然等电位。 各相对地的电压, 就等于各相对中性点 的相电压。
CO

单相接地时的中性点不接地的电力系统
? ? ? ?

U ? U ? U U ? ( ? U W ) ? U UW
U ? V ? U V ? (? U W ) ? U VW
? ? ? ?

单相接地:故障相电压为0 ,非 故障相对地电压都由原来的相电 压升高到线电压,即升高为原对 地电压的 3 倍。中性点电位浮动 不再与地相同,但是各相对中性 点电压仍旧对称。

单相接地时的电流分析:设正常运行时的每相电容电流为ICO
I WU ? UU 3U U ? ? ? 3I CO XW XW
I C ? ?( I WU ? I WV )
? ? ?

I C ? 3I WU

接地(电容)电流: I C ? 3I CO

中性点不接地系统的特点 优点:由于故障时接地电容电流很小,瞬时故障 一般可自动熄弧,非故障对地相电压升高不大, 并且三相自身电压仍旧对称。没有破坏系统的 对称性,故可带故障连续供电2h,供电的可靠 性相对提高。 缺点:由于中性点绝缘,在发生弧光接地时,电 弧的反复熄灭与重燃,相当于电容反复充电。 由于对地电容中的能量不能释放,可造成电压 升高,从而对设备绝缘造成威胁。

注 意
在中性点不接地的系统中,应该装设专门的单
相接地保护或绝缘监视装置,在系统发生单相接 地故障时,给予报警信号,提醒供电值班人员注 意,及时处理;当危及人身和设备安全时,单相 接地保护则应动作于跳闸。

接地电流——电弧(非故障相的电容电流)
计算公式: I C ? 3I CO 经验公式:
IC ?

Ic=3ω CphUph
U N (L 架空 ? 35L 电缆 ) 350

当Ic达到

(3-10)kv>30A 或 35kv>10A 需在中性点加装消弧线圈补偿,用IL抵消接地电流IC,即消除电 弧,构成中性点经消弧线圈接地系统 全补偿(IL=IC)易出现谐振过电压。 过补偿(IL>IC)————主要应用 欠补偿(IL<IC)

二、中性点经消弧线圈接地的电力系统

为防止单相接地时接地点有断续电弧,引起过电 压,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法。

在电源中性点经消弧线圈接地的三相系统中,与
中性点不接地的系统一样,允许在发生单相接地故障 时短时(一般规定为两小时)继续运行。在此时间内, 应积极查找故障;在暂时无法消除故障时,应设法将 负荷转移到备用线路上去。如发生单相接地危及人身

和设备安全时,则应动作于跳闸。
中性点经消弧线圈接地的电力系统,在单相接地 时,其它两相对地电压也要升高到线电压,即升高为 原对地电压的 3 倍

三、中性点直接接地的电力系统
中性点被强制与地等电位
正常运行:相、线电压具 有对称性。 单相接地:故障相电压为 0,非故障相电压仍为原 正常运行值。各相电压不 再对称。此时将产生单相 短路电流。

单相短路电流比线路的正常负荷电流大得多,因此在系统发生单相短路时保 护装置应动作于跳闸,切除短路故障,使系统的其它部分恢复正常运行。

IC

?

电力系统中性点接地方式

我国110kV及以上的高压、超高压系统的电源 中性点通常都采取直接接地的运行方式。在低压配

电系统中,均为中性点直接接地系统,在发生单相
接地故障时,一般能使保护装置迅速动作,切除故 障部分,比较安全。如加装漏电保护器,则对人身 安全有更好的保障。
想 一 想

在我国, 220/380V系统是中性 点运行方式的哪一种? 为什么?

返回

第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
四、低压配电系统的接地型式
(一)TN系统 TN系统的中性点直接接地,所有设备的外露可导电部分均 接公共的保护线(PE线)或公共的保护中性线(PEN线)。这 种接公共PE线或PEN线的方式,通称“接零”。TN系统又分TNC系统、TN-S系统和TN-C-S系统,如图所示。

第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式

图 低压配电的TN系统 a)TN-C系统 ; b)TN-S系统 ; c)TN-C-S系统

第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
(二)TT系统 TT系统的中性点直接接地,而其中设备的外露可导电部分 均各自经PE线单独接地,如图所示。

图 低压配电的TT系统

第三节 电力系统中性点运行方 式及低压配电系统接地型式
(三)IT系统 该系统中所有设备的外露可导电部分均经各自的PE线单独 接地,如图所示。

图 低压配电的IT系统

返回本 章目录

第四节 电力系统的电压与电能质量
一、概述 额定电压UN定义: 使设备正常工作、技术性能和经济效益最佳的电压值。 二、三相交流电网和电力设备的额定电压
按GB156-2003《标准电压》规定,我国三相交流电网和电力 设备的额定电压如表1-1所示。
分 电网和用电设备 类 额定电压 / kV 低 压 高 压 0.38 0.66 3 发电机 额定电压 / kV 0.40 0.69 3,15 电力变压器额定电压 / kV 一次绕组 0.38 0.66 3, 3.15 二次绕组 0.40 0.69 3,15, 3.3

6
10

6.3
10.5

6, 6.3
10, 10.5

6.3, 6.6
10.5, 11

第四节 电力系统的电压与电能质量
(续)
高 压 —
35

13.8, 15.75, 18, 20, 22, 24, 26


13.8, 15.75, 18, 2 0, 22, 24, 26
35


38.5

66
110 220 330


— — —

66
110 220 330

72.5
121 242 363

500
750 1000 —




500
750 1000

550
825 (800) 1100

我国(GB 156—2003)标准中第一列三相交流电网 和用电设备额定电压(线电压),可写作UP。一般认为 是国标电压 GB 低压:(0.22)/0.38 0.66 KV 高压:3 6 10 35 66 110 220 330 500 750 KV

1.电网(线路)的额定电压 由于电力线路允许的电压偏差一般为±5,即整个线路 允许有的电压损耗值,因此,为了维持线路的平均电压 额定值,线路首端(电源端)的电压可较线路额定电压高5 %,而线路末端则可较线路额定电压低5%。 供电线路的额定电压采 用始端电压和末端电压的算 术平均值,这个电压也就是 电力网的额定电压UN 。 UN=1.0UP

2.用电设备的额定电压 用电设备的额定电压规定与同级电网的额 定电压相同。 UN=1.0UP 实际设备可承受一定的超出额定电压的 数值。有的有最高工作电压等参数

按GB/T11022-1999《高压开关设备和控制设备标准的共同 技术要求》规定,高压开关设备和控制设备的额定电压按其允 许的最高工作电压来标注,如表1-2所示。
表1-2 系统的额定电压、最高电压和高压设备的额定电压 (单位:kV)

系 统 额定电压

系 统 最高电压

高压开关、互感器 及支柱 绝缘子的额定电压

穿墙套管 额定电压

熔断器 额定电压

3 6 10 35

3.5 6.9 11.5 40.5

3.6 7.2 12 40.5

— 6.9 11.5 40.5

3.5 6.9 12 40.5

第四节 电力系统的电压与电能质量
(三)发电机的额定电压 为了维持线路的平均电压在额定电压植,线路首端(电源端) 的电压应较线路额定电压高5%, 发电机的位置显然在线路首端。 如图1-18所示。

所以,规定发电机 额定电压高于同级 电网额定电压5%。 发电机 G: UN=1.05UP
图1-18 用电设备和发电机的额定电压

4.电力变压器的额定电压
(1)电力变压器一次绕组的额定电压
变压器的一次绕组额定电压一般取所在电网

的额定电压如图中T2。仅当变压器与发电机相连时,
如图中的变压器T1,其一次绕组额定电压应与发电 机额定电压相同,即高于同级电网额定电压5%。

U1N=1.05U1P

U1N=1.0U1P

(2)电力变压器二次绕组的额定电压
变压器二次侧是新的电压线路首端,供电线路较长 (如为较大的高压电网)时,其二次绕组额定电压应比相联电 网额定电压高10%,其中有5%是用于补偿变压器满负荷运行 时绕组内部约5%的电压降;此外变压器满负荷时输出的二次 电压还要高于所联电网额定电压5%,以补偿线路上的电压降。

UN2=1.1UP2

有时变压器二次侧供电线路不长(如为低压电网)时, 二次绕组额定电压只需高于所联电网额定电压5%,仅考虑 补偿变压器满负荷运行时绕组内部5%的电压降。

UN2=1.05UP2

根据电力网电压,要求确定发电机G, 变压器T1.T2的额定电压. 10KV 10KV T1 380/220V

G

T2

110KV

解得: 发电机 G:UN=1.05UP=1.05×10=10.5KV, 变压器T1:是降压变压器 短线路 U1N=1.0U1P=1.0×10=10KV U2N=1.05U2P=1.05×0.38=0.4KV 变压器T2:是升压变压器 长线路 U1N=1.05U1P=1.05×10=10.5KV U2N=1.1U2P=1.1×110=121KV

第四节 电力系统的电压与电能质量
三、电压偏差与电压调整
(一)电压偏差的有关概念
U ?U N ?U % ? ? 100 % UN

(二)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 载调压变压器。我国工厂供电系统中应用的6~10kV电力变压 器,一般为无载调压型,其高压绕组(一次绕组)有±5%的电 压分接头,并装设有无载调压分接开关,如图1-20所示。 (2)合理减小系统的阻抗。 (3)合理改变系统的运行方式。 (4)尽量使系统的三相负荷均衡。 (5)采用无功功率补偿装置。

第四节 电力系统的电压与电能质量

图1-20 电力变压器的分接开关 1-帽 2-密封垫圈 3-操动螺母 4-定位钉 5-绝缘底座 6-静触头 7-动触头

第四节 电力系统的电压与电能质量
四、电压波动及其抑制 五、电网谐波及其抑制
(一)电网谐波的有关概念 (二)电网谐波的抑制 抑制电网谐波,可采取下列措施: (1)三相整流变压器采用Yd或Dy联结。 (2)增加整流变压器二次侧的相数。 (3)使各台整流变压器二次侧互有相角差。 (4)装设分流滤波器 。在大容量静止“谐波源”(如大 型晶闸管整流器)与电网连接处,装设如图1-21所示的分流滤 波器,使滤波器的各组R-L-C回路分别对需要消除的5,7,1 1…等次谐波进行调谐,使之发生串联谐振。 (5)选用Dyn11联结组三相配电变压器。 (6)其他抑制谐波的措施。

第四节 电力系统的电压与电能质量

图1-21

装设分流滤波器吸收高次谐波

六、三相不平衡及其改善 七、工厂供配电电压的选择
(一)工厂供电电压的选择 工厂供电的电压,主要取决于当地电网的供电电压等级, 同时也要考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等因素。 各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离,如表1-3所示。

各级电压线路合理的输送功率和输送距离
线路电压/k V
0.38 0.38 6 6 10 10 35 66 110 220

线路结 构
架空线 电缆 架空线 电缆 架空线 电缆 架空线 架空线 架空线 架空线

输送功率/kW
≤100 ≤175 ≤1000 ≤3000 ≤2000 ≤5000 2000~10000 3500~30000 10000~50000 100000~500000

输送距离/km
≤0.25 ≤0.35 ≤10 ≤8 6~20 ≤10 20~50 30~100 50~150 200~300

二、企业供电系统配电电压的选择
1.高压配电电压的选择 企业采用的高压配电电压通常为6~10kV
? 可减少线路的初期投资和有色金属消耗量,

且可减少线路的电能损耗和电压损耗

? 采用10kV电压级,在开关设备的投资方面也
不会比采用6kV电压等级有多少增加

2.低压配电电压的选择
?

企业的低压配电电压。一般采用 220 / 380V ,

其中线电压380V接三相动力设备及380V的单相设
备,相电压220V接一般照明灯具及其它 220V的单

相设备。
? 但某些场合宜采用 660V( 甚至更高的 1140V) 作为低压配电电压,例如矿井下,因负荷中心往 往离变电站较远,所以为保证负荷端的电压水平 而采用660V或更高电压配电。

? 从供电的安全性和可靠性来说,6kV与10kV也差

不多。而从适应发展来说,10kV更优于6kV。
? 实践运行结果表明采用10kV电压较采用6kV电压

更适应于发展,输送功率更大,输送距离更远。

如果当地的电源电压为 35kV 或 66kV , 而厂区环境条件又允许采用 35kV 或 66kV 架空 线路,则可考虑采用 35kV 或 66kV 作为高压配 电电压深入企业各车间负荷中心,并经车间 变电站直接降为低压用电设备所需的电压。


相关文章:
供配电系统考试 复习题1
供配电系统考试 复习题1_从业资格考试_资格考试/认证_教育专区。供配电系统考试 复习题1(共三套)2014 年 9 月份考试供配电系统次作业 、单项选择题(本大...
一、供配电系统认识
供配电系统由哪些环节组成? ③供配电的作用是什么? ④电力系统的基本知识 ⑤企业变电所的组成、功能 二、理论知识 (一)供配电工作的意义与要求 供配电技术就...
供配电技术复习资料1
供配电技术复习资料1_教育学_高等教育_教育专区。复习重点 1、 三相交流电力系统的电源中性点有哪些运行方式?请分析说明中性点直接接地与中性点不直接 接地在电力...
1 电气识图的基础知识
1 电气识图的基础知识_电力/水利_工程科技_专业资料。.1 电气识图的基础知识...3. 系统图 如变配电工程的供配电系统图、照明工程的照明系统图、电缆电视系 ...
电力基本知识
A:买卖合同 B:供用电合同 C: 居民合同 D: 承揽...25 C.35 45.室内配电装臵中,带电体至接地部分的...电力系统基本知识 暂无评价 23页 1下载券 ...
供配电复习(1)
关键词:供配电重点知识复习 1/2 相关文档推荐 供配电期末复习资料1 9页 1财富...严重的短路可能影响电力系统的稳定性,使并联运行的同步电机失去同步,造成系统解列...
工厂供电第一章基础知识
工厂供电基础知识_工学_高等教育_教育专区。第1.工厂配电 答:工厂配电就是指工厂所需电能的供应和分配,亦称工厂配电。 2.工厂配电工作要很好地为工...
第一章《电力系统基础知识》复习题答案
第一章 电力系统基础知识 1.什么是电力系统?电力系统由哪几部分组成? (1)电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电单位组成的整体。 (2)由发电、输...
供配电系统补充习题答案1
供配电系统补充习题答案1_教育学_高等教育_教育专区。1 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 文档贡献者 ninikao0 贡献于2016-06-22 ...
更多相关标签:
配电系统图基本知识 | 供配电基本知识 | 配电基本知识 | 电力系统基本知识 | 操作系统基本知识 | 消防报警系统基本知识 | 液压系统基本知识 | 电力系统的基本知识 |