项目一供配电系统基础知识.ppt

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单元1：

建筑供配电与照明系统基础知识工厂供电及电力系统的基本知识电力系统的电压与电能质量电力系统中性点运行方式及低压配电系统接地型式供电工程设计与施工一般知识供配电系统基础知识

（2）模块1工厂供电及电力系统的基本知识p工厂供电的意义和要求l含义：

是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。

l重要性：

做好供电，增加产量、提高质量、减轻劳动强度。

供电中断，会引起设备损坏，可能发生人身事故。

l基本要求：

基本要求：

安全不应发生人身事故和设备事故。

可靠连续供电。

优质电压和频率等的质量要求。

经济投资要省，运行费用低，节约电能和有色金属。

图1-1中型工厂供电系统简图一般中型工厂的电源一般中型工厂的电源进线进线是是610kV。

电能先经电能先经高压配电所高压配电所（缩写缩写HDS），由高，由高压配电线路将电能分送至各个压配电线路将电能分送至各个车间变车间变电所电所（缩写（缩写STS）。

车间变电所内装）。

车间变电所内装有电力变压器，将有电力变压器，将610kV的高压降为的高压降为一般低压一般低压用电设备用电设备所需的电压。

如果所需的电压。

如果工厂拥有工厂拥有610kV的高压用电设备，则的高压用电设备，则由高压配电所直接以由高压配电所直接以610kV对其供电对其供电。

二二.工厂供电系统概况工厂供电系统概况（一一）.610kV进线的中型工厂供电系统进线的中型工厂供电系统图图1-1所示工厂供电系统的平面布线示意图所示工厂供电系统的平面布线示意图图1-2图1-1所示工厂供电系统的平面布线示意图图1-3具有总降压变电所的工厂供电系统简图（二二）.35kV及以上进线的大中型工厂供电系统及以上进线的大中型工厂供电系统图1-4高压深入负荷中心的工厂供电系统简图（三三）.小型工厂供电系统小型工厂供电系统图1-5小型工厂供电系统简图a）装有一台变压器b）装有两台变压器图1-6低压进线的小型工厂供电系统简图（四四）.）.设应急柴油发电机组的工厂供电系统设应急柴油发电机组的工厂供电系统对于工厂的重要负荷，一般要求在正常供电电源之外，另设有应急备用电源，最常用的备用电源是柴油发电机组。

三三.发电厂和电力系统简介发电厂和电力系统简介

（一）.发电厂发电厂（powerplant）又称发电站，是将自然界存在的各种一次能源转换为电能（属二次能源）的工厂。

图1-7采用有柴油发电机组作备用电源的工厂供电系统1.水力发电厂2.火力发电厂现代火电厂一般都考虑了“三废”（废渣、废水、废气）的综合利用；有的火电厂不仅发电，而且供热。

兼供热能的火电厂，称为热电厂。

3.核能发电厂核能发电厂，又称为原子能发电厂，通称核电站，它是利用某些核燃料的原子核裂变能来生产电能，其生产过程与火电厂大体相同，只是以核反应堆（俗称原子锅炉）代替了燃煤锅炉，以少量的核燃料代替了大量的煤炭。

其能量转换过程是：

由于核能是巨大的能源，而且核电具有安全、清洁和经由于核能是巨大的能源，而且核电具有安全、清洁和经济的特点，所以世界上很多国家都很重视核电建设，核电在济的特点，所以世界上很多国家都很重视核电建设，核电在整个发电量中占的比重逐年增长。

我国在上世纪整个发电量中占的比重逐年增长。

我国在上世纪80年代就确年代就确定了定了“发展核电发展核电”的电力建设方针，并已兴建了浙江秦山、的电力建设方针，并已兴建了浙江秦山、广东大亚湾、广东岭澳等多座大型核电站。

广东大亚湾、广东岭澳等多座大型核电站。

4.风力发电、地热发电及太阳能发电简介风力发电、地热发电及太阳能发电简介风力发电建在有丰富风力资源的地方。

但其能量密度较小，因风力发电建在有丰富风力资源的地方。

但其能量密度较小，因此风轮机的体积较大，造价较高，且单机容量不可能做得很大。

风此风轮机的体积较大，造价较高，且单机容量不可能做得很大。

风能又是一种具有随机性和不稳定性的能源，因此利用风能发电必须能又是一种具有随机性和不稳定性的能源，因此利用风能发电必须与一定的蓄能方式相结合，才能实现连续供电。

与一定的蓄能方式相结合，才能实现连续供电。

地热发电是利用地球内部蕴藏的大量地热能来生产电能。

地热地热发电是利用地球内部蕴藏的大量地热能来生产电能。

地热发电的热效率不高，不消耗燃料，运行费用低。

因此地热还是属于发电的热效率不高，不消耗燃料，运行费用低。

因此地热还是属于比较清洁的能源。

但地下热水和蒸汽中大多含有硫化氢、氨、砷等比较清洁的能源。

但地下热水和蒸汽中大多含有硫化氢、氨、砷等有害物质，因此对排出的热水要妥善处理，以免污染环境。

有害物质，因此对排出的热水要妥善处理，以免污染环境。

（二）.电力系统图1-8从发电厂到用户的送电过程示意图图1-9大型电力系统简图返回返回第二节第二节电力系统的电压和电能质量电力系统的电压和电能质量一一.概概述述电压电压和频率频率是衡量电能质量的基本参数。

一般交流电力设备的额定频率为50Hz,称为工频。

供电营业规则规定：

“在电力系统正常状况下，供电频率的允许偏差为:

（1）电网装机容量在300万千瓦及以上的为，0.2Hz0.2Hz；

（2）电网装机容量在300万千瓦以下的，为0.5Hz0.5Hz。

电力系统非正常状况下，供电频率允许偏差不应超过1.0Hz1.0Hz。

对工厂供电系统来说，提高电能质量主要是提高电压质量电压质量问题。

包括：

电压的偏差、波动和波形等。

二二.三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按照国家标准GB156-2003标准电压规定，我国三相交流电网和发电机的额定电压，如表1-1所示。

表1-1中的电力变压器一、二次绕组额定电压，是依据我国生产的电力变压器标准产品规格确定的。

750500330220110663510630.660.38电网和用电设备额定电网和用电设备额定电压电压/kV825（800）75055050036333024222012111072.56638.53513.8,15.75,18,20,22,24,2613.8,15.75,18,20,22,24,2610.5及及1110及及10.510.56.3及及6.66及及6.36.33.15及及3.33及及3.153.15高压高压0.690.660.690.400.380.40低压低压二次绕组二次绕组一次绕组一次绕组电力变压器额定电压电力变压器额定电压/kV发电机额定电压发电机额定电压/kV分类分类表表1-1我国三相交流电网和电力设备的额定电压（据我国三相交流电网和电力设备的额定电压（据GB156-2003）（一一）.电网（线路）的额定电压电网（线路）的额定电压是国家根据国民经济发展的是国家根据国民经济发展的需要需要和电力工业发展的和电力工业发展的水平水平，经全面的技术经济分析后经全面的技术经济分析后确定的确定的。

它。

它是确定各类电力设备额是确定各类电力设备额定电压的基本依据定电压的基本依据。

（二二）.用电设备的额定电压用电设备的额定电压电力线路的额定电压是平均电压电力线路的额定电压是平均电压UN，即，即线路首端与末端的线路首端与末端的平均电压平均电压，如图，如图1-10所示。

用电设备的额定电压一般规定与同级所示。

用电设备的额定电压一般规定与同级电网的额定电压相同。

电网的额定电压相同。

图1-10用电设备和发电机的额定电压说明图（三三）.发电机的额定电压发电机的额定电压由于电力线路允许的电压偏差一般为由于电力线路允许的电压偏差一般为5%，即整个线路，即整个线路允许有允许有10%的电压损耗值，因此为了使线路的平均电压维持的电压损耗值，因此为了使线路的平均电压维持在额定值，线路首端（电源端）的电压宜较线路额定电压高在额定值，线路首端（电源端）的电压宜较线路额定电压高5%，而线路末端的电压则较线路额定电压低，而线路末端的电压则较线路额定电压低5%，如图，如图1-10所示。

所以所示。

所以发电机的额定电压规定高于同级电网额定电压发电机的额定电压规定高于同级电网额定电压5%。

（四四）.电力变压器的额定电压电力变压器的额定电压1.一次绕组额定电压：

一次绕组额定电压：

（1）当变压器直接与发电机相连时，如图）当变压器直接与发电机相连时，如图1-11中的变压器中的变压器T1，其一次绕组额定电压应与发电机额定电压相同，都其一次绕组额定电压应与发电机额定电压相同，都高于同级电网额高于同级电网额定电压定电压5%。

（2）当变压器不与发电机相连而是连接在线路上时，如图）当变压器不与发电机相连而是连接在线路上时，如图1-11中的变压器中的变压器T2,则可看作是线路的用电设备，因此其则可看作是线路的用电设备，因此其一次绕组额定一次绕组额定电压应与电网额定电压相同。

电压应与电网额定电压相同。

图1-11电力变压器一、二次额定电压说明图（五五）.电压高低的划分电压高低的划分关于电力系统电压高低的划分，我国现在统一规定关于电力系统电压高低的划分，我国现在统一规定：

低压低压指电压等级在指电压等级在1000V以下者；以下者；高压高压指电压等级在指电压等级在1000V及以上者。

及以上者。

2.二次绕组额定电压：

二次绕组额定电压：

（1）变压器二次侧供电线路较长时，二次绕组额定电压）变压器二次侧供电线路较长时，二次绕组额定电压应应比相连电网额定电压高比相连电网额定电压高10%。

（2）变压器二次侧供电线路不长时，其二次绕组额定电）变压器二次侧供电线路不长时，其二次绕组额定电压只需高于电网额定电压压只需高于电网额定电压5%（仅考虑补偿变压器满载运行（仅考虑补偿变压器满载运行时绕组本身的时绕组本身的5%电压降）。

电压降）。

三三.电压偏差与电压调整电压偏差与电压调整（一一）.）.电压偏差及其允许值电压偏差及其允许值1.1.电压偏差的含义及其计算电压偏差的含义及其计算电压偏差是指设备在给定瞬间的端电压电压偏差是指设备在给定瞬间的端电压UU与其额定电压与其额定电压UUNN之差对之差对额定电压额定电压UUNN的百分值，即的百分值，即图1-12电力变压器的分接开关a）分接开关接线b）分接开关结构1帽2密封垫圈3操动螺母4定位钉5绝缘盘6静触头7动触头（二二）.）.电压调整措施电压调整措施

（1）.

（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电压分接头或采用有载调压型变压器

（2）.合理减少系统的阻抗（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四四.电压波动及其抑制电压波动及其抑制1.电压波动的含义电压波动的含义U%=2.电压波动的产生与危害电压波动的产生与危害五五.电网谐波及其抑制电网谐波及其抑制（一一）.电网谐波的有关概念电网谐波的有关概念1.谐波的含义谐波的含义谐波谐波（harmonic），是指对周期性非正弦量进行傅立叶级，是指对周期性非正弦量进行傅立叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常称为数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波。

基波是指其频率与工频（高次谐波。

基波是指其频率与工频（50Hz）相同的分量。

）相同的分量。

向公共电网注入谐波电流或在公共电网中产生谐波电压向公共电网注入谐波电流或在公共电网中产生谐波电压的电气设备，称为谐波源。

的电气设备，称为谐波源。

2.谐波的产生与危害谐波的产生与危害电网谐波的产生，主要在于电力系统中存在各种非线性元件。

电网谐波的产生，主要在于电力系统中存在各种非线性元件。

如荧光灯及其他气体放电灯、感应电动机、电焊机、变压器和如荧光灯及其他气体放电灯、感应电动机、电焊机、变压器和感应电炉等。

感应电炉等。

谐波对电气设备的危害很大。

如使变压器出现过热；使电动谐波对电气设备的危害很大。

如使变压器出现过热；使电动机铁心损耗明显增加，转子产生振动现象；使电容器发生过载，机铁心损耗明显增加，转子产生振动现象；使电容器发生过载，甚至造成烧毁等。

甚至造成烧毁等。

（二二）.电网谐波的抑制措施电网谐波的抑制措施

（1）.三相整流变压器采用三相整流变压器