《供电系统》PPT课件.ppt

现代供现代供 电电 技技 术术什么是供电技术？n n供电，就是指所需电能的供应和分配，亦称配供电，就是指所需电能的供应和分配，亦称配供电，就是指所需电能的供应和分配，亦称配供电，就是指所需电能的供应和分配，亦称配电。供电技术就是研究电力的供应和分配问题。电。供电技术就是研究电力的供应和分配问题。电。供电技术就是研究电力的供应和分配问题。电。供电技术就是研究电力的供应和分配问题。n n是一门研究工矿企业如何安全有效地利用电能是一门研究工矿企业如何安全有效地利用电能是一门研究工矿企业如何安全有效地利用电能是一门研究工矿企业如何安全有效地利用电能来进行生产活动的学科。是一门实用性很强的来进行生产活动的学科。是一门实用性很强的来进行生产活动的学科。是一门实用性很强的来进行生产活动的学科。是一门实用性很强的专业课。它以工矿企业专业课。它以工矿企业专业课。它以工矿企业专业课。它以工矿企业35kV35kV及以下供电系统的及以下供电系统的及以下供电系统的及以下供电系统的设计、运行、安全技术为重点。设计、运行、安全技术为重点。设计、运行、安全技术为重点。设计、运行、安全技术为重点。n n作为一门课程，其综合性很强，包含电力系统作为一门课程，其综合性很强，包含电力系统作为一门课程，其综合性很强，包含电力系统作为一门课程，其综合性很强，包含电力系统很多专业性概念，有的章节其实是一门专业课。很多专业性概念，有的章节其实是一门专业课。很多专业性概念，有的章节其实是一门专业课。很多专业性概念，有的章节其实是一门专业课。本课程学习任务n n了解电力用户的电力供应和分配问题；了解电力用户的电力供应和分配问题；掌握供电系统设计计算、运行维护所需掌握供电系统设计计算、运行维护所需的基础知识和基础理论。的基础知识和基础理论。n n具有工矿企业变电所初步设计能力，具具有工矿企业变电所初步设计能力，具有电气设备运行维护和常见故障分析处有电气设备运行维护和常见故障分析处理的初步能力理的初步能力。本课程主要内容第一章：供电系统第一章：供电系统第二章：负荷计算第二章：负荷计算第三章：短路电流计算第三章：短路电流计算第四章：高压电器设备选择第四章：高压电器设备选择第五章：电力线路及选择第五章：电力线路及选择第六章：继电保护第六章：继电保护第九章：特殊行业的安全供电第九章：特殊行业的安全供电第第1 1章章 供电系统供电系统n n1.1 1.1 电力系统基电力系统基础础n n1.2 1.2 供电系统的接供电系统的接线方式线方式n n1.3 1.3 典型企业供电系统典型企业供电系统n n1.4 1.4 电网中性点运行方式电网中性点运行方式一、电力系统一、电力系统一、电力系统一、电力系统 发发电电厂厂一一般般建建在在燃燃料料、水水力力等等丰丰富富的的地地方方，与与用用户户距距离离一一般般很很远远。为为降降低低输输电电线线路路的的电电能能损损耗耗，发发电电厂厂的的电电能能经经过过升升压压变变压压器器再再经经输输电电线线路路传传输输（高高压压输输电电）；经经高高压压输输电电线线路路送送到到距距用用户户较较近近的的降降压压变变电电所所，经经降降压压分分配配给给用用户户。连连接接发发电电厂厂和和用用户户之之间间的的环环节节称称电电力力网网，由由各各级级变变电电所所和和电电力力线线路路组组成成。发发电电厂厂、电电力力网网和和用用户户组组成成的的统统一一整整体体称称为为电电力力系统系统,起着电能生产、变换、输送、分配和消费的作用。起着电能生产、变换、输送、分配和消费的作用。第一节 电力系统基础高压输电线一次系统（高电压）：在工程实际中，一次系统（高电压）：在工程实际中，常把发电、输变电和配电等环节叫做一常把发电、输变电和配电等环节叫做一次系统。次系统。二次系统（低电压）：保证一次系统安二次系统（低电压）：保证一次系统安全全/可靠可靠/经济运行的信息系统及其操作经济运行的信息系统及其操作机构。包括继电保护、测量和调度等环机构。包括继电保护、测量和调度等环节。节。工厂供配电系统由总降压变电所、高压配电线路、车间变电所、低压配电线路及用电设备组成。1总降压变电所 总降压变电所负责将35110kV的外部供电电压变换为610kV的厂区高压配电电压，给厂区各车间变电所或高压电动机供电。2车间变电所 车间变电所将610kV的电压降为380/220V，再通过车间低压配电线路，给车间用电设备供电。3配电线路 配电线路分为厂区高压配电线路和车间低压配电线路。n n 供配电系统供配电系统主要电气设备符号电力变压器(T)隔离开关(QS)不允许带电流操作 负荷开关(QL)只能分断工作电流断路器(QF)能分断任何电流电流互感器电流互感器(TA)相当于一个电流源，二次最相当于一个电流源，二次最大输出电流为大输出电流为5A，为电流表、功率表、电度表等提，为电流表、功率表、电度表等提供电流。供电流。电压互感器电压互感器(TV)相当于一个小型变压器，相当于一个小型变压器，二次最高输出二次最高输出100V标准电压。标准电压。母线母线(WB)是解决一个电源与多个负荷之间是解决一个电源与多个负荷之间供电的好办法，又叫汇流排。在原理上母线是电路上供电的好办法，又叫汇流排。在原理上母线是电路上的的一个电气接点，起着接受、集中和分配电能的作用。一个电气接点，起着接受、集中和分配电能的作用。二、电力负荷的分类及对供电的要求级别级别一一 级级二二 级级三三 级级停电影响停电影响 人身伤亡，重大设人身伤亡，重大设备损坏，政治、经备损坏，政治、经济上重大损失济上重大损失 政治、经济造政治、经济造成较大损失，成较大损失，设备局部损坏设备局部损坏大量减产等大量减产等 不属于一不属于一级、二级级、二级的负荷的负荷 允许停电允许停电时时 间间 备用电源投入时间，备用电源投入时间，特别重要负荷不允特别重要负荷不允许停电许停电 允许短时停电允许短时停电几分钟几分钟 停电影响停电影响不大不大 对供电电对供电电 源要求源要求 两个独立电源供电两个独立电源供电 双回路供电双回路供电 无特殊要无特殊要求求 举举 例例 炼钢厂的炼钢炉、炼钢厂的炼钢炉、医院、人民大会堂医院、人民大会堂 纺织厂，化工纺织厂，化工厂厂 电力系统运行应满足的基本要求电力系统运行应满足的基本要求n n安全：包括设备安全及人身安全n n可靠:保证不间断的供电 n n优质：电能质量n n经济：电厂煤耗、电网网损、节约用电电气设备的额定电压，就是能使电气设备长期运行时获得最好经济效果的电压。三、电力系统的额定电压 电电力力网网额额定定电电压压等等级级是是根根据据国国民民经经济济发发展展的的需需要要、技技术术经经济济上上的的合合理理性性、电电机机电电器器制制造造工工业业的的水水平平等等因因素素，经经全全面面研研究究分分析析，由由国国家家制制定定颁颁布布的的。从从电电气气设设备备制制造造的的角角度度和和电电力力工工业业的的发发展展来来看，额定电压等级不宜过多。看，额定电压等级不宜过多。n 用电设备 用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。n 发电机 发电机的额定电压一般比同级电网的额定电压高出5%，用于补偿线路上的电压损失。n n电网（线路）额定电压等级电网（线路）额定电压等级 低压：低压：380V,660V 380V,660V 高压：高压：3 3，6 6，1010，3535，110110，220220，330330，500kV500kV 变压器的二次绕组对于用电设备而言，相当于供电设备。u 第一种情况比用电设备额定电压高10%u 第二种情况比用电设备额定电压高5%n变压器 变压器的一次绕组：相当于是用电设备，所以规定变压器一次绕组的额定电压与受电设备额定电压相同。注意：但当变压器一次绕组直接与发电机相连时，变压器一次绕组的额定电压与发电机额定电压相等。其中5%用于补偿变压器满载供电时，一、二次绕组上的电压损失；另外5%用于补偿线路上的电压损失，因此适用于变压器供电距离较长时的情况。当变压器供电距离较短时，可以不考虑线路上的电压损失，只需要补偿满载时变压器绕组上的电压损失即可。电力系统额定电压等级线路线路线路线路(电网电网电网电网)电力设备电力设备电力设备电力设备(kV)(kV)发电机发电机发电机发电机(kV)(kV)变压器电压变压器电压变压器电压变压器电压(kV)(kV)额定电压额定电压额定电压额定电压额定电压额定电压额定电压额定电压一次一次一次一次二次二次二次二次3 33.153.153 3及及及及3.153.153.153.15及及及及3.33.36 66.36.36 6及及及及6.36.36.36.3及及及及6.66.6101010.510.51010及及及及10.510.510.510.5及及及及11113535353538.538.5110110110110121121220220220220242242330330330330363363500500500500550550线路的平均额定电压线路的平均额定电压 线路的平均额定电压指线路始端最大电压（变压器空载电压）和末端用电设备额定电压的平均值。由于线路始端最大电压比电网额定电压高10%，因而线路的平均额定电压比电网额定电压高5%。各级分别为：0.4kV，3.15kV，6.3kV,10.5kV,37kV，63kV，115kV，230kV，346kV，525kV。发电机发电机G G的额定电压的额定电压：UNG=1.05UNL1=1.0510=10.5（kV）变压器变压器T1的额定电压：的额定电压：U1NT1=UN.G=10.5（kV）U2NT1=1.1UNL2=1.1110=121(kV)变压器变压器T1的变比为：的变比为：10.5/121kV变压器变压器T2的额定电压：的额定电压：U1NT2=UNL2=110（kV）U2NT2=1.05UNL3=1.056=6.3(kV)变压器变压器T2的变比为：的变比为：110/6.3kV例1.已知下图所示系统中电网的额定电压，试确定发电机和变压器的额定电压。变压器直接与电动机相连，供电距离较短，可以不考虑线路上的电压损失。n n供供电电质质量量包包括括电电能能质质量量和和供供电电可可靠靠性性两方面。两方面。n n 电电能能质质量量是是指指电电压压、频频率率和和波波形形的的质质量量。电电能能质质量量的的主主要要指指标标有有：频频率率偏偏差差、电电压压偏偏差差、电电压压波波动动和和闪闪变变、高高次次谐谐波波（电压波形畸变）及三相电压不平衡度等。（电压波形畸变）及三相电压不平衡度等。四、电能的质量指标1 1电压电压n n理想：幅值恒为额定值的三相对称正弦电压理想：幅值恒为额定值的三相对称正弦电压 (1)(1)电压偏差：电网实际电压与额定电压之差电压偏差：电网实际电压与额定电压之差uu实际电压偏高或偏低对用电设备的运行有影响实际电压偏高或偏低对用电设备的运行有影响t t以照明日炽灯为例，电压升高，则光效高，但寿命以照明日炽灯为例，电压升高，则光效高，但寿命减少；电压降低，则光效严重下降。减少；电压降低，则光效严重下降。(2)(2)电压波动：电压波动：电压波动是指电压的急剧变化。电压波动是指电压的急剧变化。uu大大容容量量冲冲击击性性负负荷荷（电电弧弧炉炉等等）运运行行时时，剧剧烈烈变变化化的的负负荷荷电电流流将将引引起起线线路路压压降降的的变变化化，从从而而导导致致电电网网发发生生电压波动；电压波动；uu引起灯光闪烁；使电动机转速脉动、电子仪器工作失引起灯光闪烁；使电动机转速脉动、电子仪器工作失常等。常等。uu电压闪变：电压波动引起灯光闪烁，对人眼产生的刺电压闪变：电压波动引起灯光闪烁，对人眼产生的刺激效应。激效应。(3)(3)高次谐波高次谐波高次谐波高次谐波：当电网电压波形发生非正弦畸变时，电压中：当电网电压波形发生非正弦畸变时，电压中 出现高次谐波。出现高次谐波。uu产生原因：产生原因：t t电力系统自身谐波；电力系统自身谐波；t t用户方面：大功率变流设备、电弧炉等非线性用电用户方面：大功率变流设备、电弧炉等非线性用电设备所引起。设备所引起。uu危害：危害：t t供电系统能耗增大；供电系统能耗增大；t t电气设备尤其是静电电容器过流、绝缘老化加快；电气设备尤其是静电电容器过流、绝缘老化加快；t t干扰自动化装置和通信设施的正常工作。干扰自动化装置和通信设施的正常工作。2.2.2.2.频率频率频率频率 频频率率的的质质量量是是以以频频率率偏偏差差来来衡衡量量。我我国国规规定定，电电力力系系统统的的额额定定频频率率为为50Hz50Hz，频频率率的的允允许许偏偏差差不不得得超超过过0.5Hz0.5Hz，容容量量大大于于3000MW3000MW的的用用户户，频频率偏差不得超过率偏差不得超过0.2Hz0.2Hz。3.3.3.3.电压波形电压波形电压波形电压波形 电电压压波波形形的的质质量量是是以以正正弦弦电电压压波波形形畸畸变变率率来来衡量的。衡量的。一、对电力系统接线方式的要求一、对电力系统接线方式的要求n n安全可靠安全可靠安全可靠安全可靠 规定条件和规定时间内保证不中止供电的能力规定条件和规定时间内保证不中止供电的能力规定条件和规定时间内保证不中止供电的能力规定条件和规定时间内保证不中止供电的能力n n操作方便，运行灵活操作方便，运行灵活操作方便，运行灵活操作方便，运行灵活 能适应系统或本厂所的各种运行方式且运行方式相互能适应系统或本厂所的各种运行方式且运行方式相互能适应系统或本厂所的各种运行方式且运行方式相互能适应系统或本厂所的各种运行方式且运行方式相互转换灵活。转换灵活。转换灵活。转换灵活。n n经济合理经济合理经济合理经济合理 投资费用和运行费用。投资费用和运行费用。投资费用和运行费用。投资费用和运行费用。n n便于发展便于发展便于发展便于发展 具有初期具有初期具有初期具有初期终期终期终期终期扩建的灵活方便性扩建的灵活方便性扩建的灵活方便性扩建的灵活方便性第二节第二节 供电系统的接线方式供电系统的接线方式二、供电系统的接线方式二、供电系统的接线方式n n1.单回路放射式单回路放射式 n n 这种供电方式的特点是供电可靠性较高，当任意这种供电方式的特点是供电可靠性较高，当任意一回线路故障时，不影响其它回路供电，且操作灵活一回线路故障时，不影响其它回路供电，且操作灵活方便，易于实现保护和自动化。但出线回路数较多，方便，易于实现保护和自动化。但出线回路数较多，设备和投资也多。可用于对容量较大、位置较分散的设备和投资也多。可用于对容量较大、位置较分散的三级负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均三级负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均比较常见。比较常见。n n2.2.单回路树干式单回路树干式单回路树干式单回路树干式n n如下图所示，树干式网络结构就是由电源端向负如下图所示，树干式网络结构就是由电源端向负荷端配出干线，在干线的沿线引出数条分支线向用户荷端配出干线，在干线的沿线引出数条分支线向用户供电。供电。n n一般用于向三级负荷供电一般用于向三级负荷供电 。n n3.3.双回路放射式双回路放射式双回路放射式双回路放射式n n 对于重要的用户，为保证供电回路故障时，不影响对用户对于重要的用户，为保证供电回路故障时，不影响对用户供电，可采用双回路放射式接线，如下图所示。供电，可采用双回路放射式接线，如下图所示。n n一次投资较大，因此一般仅用于确需高可靠性的一次投资较大，因此一般仅用于确需高可靠性的用户，并可将双回路的电源端接于不同的电源，以保用户，并可将双回路的电源端接于不同的电源，以保证电源和线路同时得以备用，可向一、二级负荷供电。证电源和线路同时得以备用，可向一、二级负荷供电。此种网络结构在中压和低压系统中均常见。此种网络结构在中压和低压系统中均常见。n n4.4.双回路树干式双回路树干式双回路树干式双回路树干式n n对于要求高可靠性的用户，采用双回路干线，使对于要求高可靠性的用户，采用双回路干线，使线路互为备用，同时可将双回路引自不同的电源，如线路互为备用，同时可将双回路引自不同的电源，如图所示，实现电源和线路的两种备用，达到向一、二图所示，实现电源和线路的两种备用，达到向一、二级负荷供电的目的。这种结构在中、低压系统中均广级负荷供电的目的。这种结构在中、低压系统中均广泛应用。泛应用。n n5.环式网络结构环式网络结构n n环式网络结构一般用于中压系统或高压系统，尤环式网络结构一般用于中压系统或高压系统，尤其在城市供配电网络中得到广泛应用。可用于对二、其在城市供配电网络中得到广泛应用。可用于对二、三级负荷供电。如图所示，电源可为多个或一个，通三级负荷供电。如图所示，电源可为多个或一个，通常采用开环运行方式常采用开环运行方式。三、变电所的主接线变电所的电气主接线变电所的电气主接线是由电力变压器、各种开是由电力变压器、各种开关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电关电器、电流互感器、电压互感器、母线、电力电缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备以一定缆或导线、移相电容器、避雷器等电气设备以一定次序相连接的接受和分配电能的电路。次序相连接的接受和分配电能的电路。n n（一）（一）有汇流母线的主接线有汇流母线的主接线n n母线母线（busbus）实质上是主接线电路中接受和分配电）实质上是主接线电路中接受和分配电能的一个电气联结点，形式上它将一个电气联结点延能的一个电气联结点，形式上它将一个电气联结点延展成一条线，以便于多个进出线回路的联结。展成一条线，以便于多个进出线回路的联结。n n有汇流母线的主接线是我国目前广泛采用的接线有汇流母线的主接线是我国目前广泛采用的接线形式，按母线设置组数的不同，又可分为单母线接线形式，按母线设置组数的不同，又可分为单母线接线和双母线接线两大类。和双母线接线两大类。n n1单母线接线单母线接线n n常用的单母线接线方式有单母线制和单母线分段制。常用的单母线接线方式有单母线制和单母线分段制。l l单母线制单母线制n n单母线制形式如图所示，是有单母线制形式如图所示，是有汇流母线的主接线中结构最为简单汇流母线的主接线中结构最为简单的一类。在这种接线中所有电源和的一类。在这种接线中所有电源和引出线回路都连接于同一母线上。引出线回路都连接于同一母线上。n n单母线制的可靠性和灵活性都单母线制的可靠性和灵活性都较低，母线或连接于母线上的任一较低，母线或连接于母线上的任一隔离开关发生故障或检修时，都将隔离开关发生故障或检修时，都将影响全部负荷的用电。影响全部负荷的用电。l l单母线分段接线单母线分段接线单母线分段接线单母线分段接线n n为了提高单母线接线的供电可靠性和灵活性，可采为了提高单母线接线的供电可靠性和灵活性，可采用断路器分段的单母线接线，如图所示，图中的用断路器分段的单母线接线，如图所示，图中的QF3QF3称称为为分段断路器分段断路器。n n2.双母线接线双母线接线n n对于特别重要的负荷，当采用单母线分段接线，对于特别重要的负荷，当采用单母线分段接线，可靠性不能满足要求时，可考虑采用双母线接线，如可靠性不能满足要求时，可考虑采用双母线接线，如图所示。图所示。WW1 1为工作母线，为工作母线，WW2 2为备用母线，其间通过为备用母线，其间通过断路器断路器QFQF连接起来，连接起来，QFQF称为称为母联断路器母联断路器。n n(二）二）无汇流母线的主接线无汇流母线的主接线n n前面分析的各种有母线的主接线形式中所采用前面分析的各种有母线的主接线形式中所采用的断路器数目一般都大于连接回路的数目，造成整的断路器数目一般都大于连接回路的数目，造成整个配电装置占地面积大，建设成本高。对于一些对个配电装置占地面积大，建设成本高。对于一些对经济性要求较高的场合，在满足主接线可靠性要求经济性要求较高的场合，在满足主接线可靠性要求的前提下，可考虑采用无汇流母线的主接线。的前提下，可考虑采用无汇流母线的主接线。n n常见的有常见的有单元式接线单元式接线和和桥式接线桥式接线。1.单元式接线单元式接线线路线路-变压器组接线变压器组接线单元式接线用于只有一回进线和一回出线的场合，单元式接线用于只有一回进线和一回出线的场合，只有一种运行方式，如图所示。这种这主接线形式只只有一种运行方式，如图所示。这种这主接线形式只适用于向三级负荷供电。适用于向三级负荷供电。n n2.桥式接线桥式接线n n当只有两台变压器和两条线路时，可以采用桥式接线。桥式接线是单母线分段接线中进出线回路数相同，且取消进线或出线断路器时的特殊情况，将此时的母线分段断路器称为桥断路器。n n桥式接线可分为：uu内桥式接线uu外桥式接线uu全桥式接线n n桥断路器在进线断路器的内侧（即变压器侧），则称为桥断路器在进线断路器的内侧（即变压器侧），则称为桥断路器在进线断路器的内侧（即变压器侧），则称为桥断路器在进线断路器的内侧（即变压器侧），则称为内内内内桥式接线桥式接线桥式接线桥式接线，如图，如图，如图，如图(a)(a)(a)(a)所示。所示。所示。所示。n n 内桥式接线的特点内桥式接线的特点内桥式接线的特点内桥式接线的特点是：线路的投切比较方便，变压器的投是：线路的投切比较方便，变压器的投是：线路的投切比较方便，变压器的投是：线路的投切比较方便，变压器的投切比较复杂，所以内桥式接线适用于进线线路较长，负荷比较切比较复杂，所以内桥式接线适用于进线线路较长，负荷比较切比较复杂，所以内桥式接线适用于进线线路较长，负荷比较切比较复杂，所以内桥式接线适用于进线线路较长，负荷比较平稳，变压器不需要经常投切的场合。平稳，变压器不需要经常投切的场合。平稳，变压器不需要经常投切的场合。平稳，变压器不需要经常投切的场合。(1)L1(1)L1(1)L1(1)L1故障故障故障故障 仅仅仅仅QFQFQFQF1 1 1 1跳闸，跳闸，跳闸，跳闸，T1T1T1T1及其它回路及其它回路及其它回路及其它回路继续运行继续运行继续运行继续运行(2)T1(2)T1(2)T1(2)T1检修检修检修检修 断开断开断开断开QFQFQFQF3 3 3 3、QFQFQFQF1 1 1 1，再拉开，再拉开，再拉开，再拉开QS1QS1QS1QS1，出线，出线，出线，出线l1l1l1l1停电停电停电停电 关合关合关合关合QFQFQFQF和和和和QF1QF1QF1QF1，恢复，恢复，恢复，恢复L1L1L1L1供电。供电。供电。供电。QFQF1 1QFQF2 2QFQF3 3T T1 1T T2 2QSQS1 1L L1 1L L2 2n n桥断路器在进线断路器的外侧（即进线侧），则桥断路器在进线断路器的外侧（即进线侧），则称为称为外桥式接线外桥式接线 ，如图，如图(b)(b)所示。所示。n n外桥式接线的特点外桥式接线的特点和内桥相反：它适用于进线线和内桥相反：它适用于进线线路较短、负荷变化较大，变压器需要经常切换的场合。路较短、负荷变化较大，变压器需要经常切换的场合。(1)L1(1)L1(1)L1(1)L1故障故障故障故障 QF3QF3QF3QF3和和和和QF1QF1QF1QF1同时自动跳同时自动跳同时自动跳同时自动跳闸，闸，闸，闸，T1T1T1T1被切除被切除被切除被切除 断开断开断开断开QS2QS2QS2QS2，合，合，合，合QF1QF1QF1QF1和和和和QF3QF3QF3QF3，恢复，恢复，恢复，恢复T1T1T1T1运行。运行。运行。运行。(2)T1(2)T1(2)T1(2)T1检修检修检修检修 仅停仅停仅停仅停QF1QF1QF1QF1和和和和QS1QS1QS1QS1QF1QF2QF3QS1QS2T1T2L1L2n n跨接桥居中，进线回路跨接桥居中，进线回路与变压器均装有断路器，与变压器均装有断路器，称为称为全桥式接线全桥式接线。n n特点：适应性强，供电特点：适应性强，供电可靠性高，操作方便，可靠性高，操作方便，运行灵活，容易扩展成运行灵活，容易扩展成单母线分段的中间变电单母线分段的中间变电所；缺点是设备多，投所；缺点是设备多，投资大，占地面积大。适资大，占地面积大。适用于负荷较大，对供电用于负荷较大，对供电要求较高的大型终端变要求较高的大型终端变电所。电所。第三节 典型企业供电系统一、大型企业一、大型企业35/35/（6-106-10）kVkV供电系统供电系统二、车间（6-10）/0.4kV供电系统第四节 电网中性点运行方式n n电力系统中性点有三种运行方式：电力系统中性点有三种运行方式：l l中性点直接接地中性点直接接地l l中性点不接地中性点不接地l l中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地n n电力系统的中性点：星形连接的变压器或发电机电力系统的中性点：星形连接的变压器或发电机电力系统的中性点：星形连接的变压器或发电机电力系统的中性点：星形连接的变压器或发电机的中性点。的中性点。的中性点。的中性点。n n特点：三相对称交流系统中性点电位为零。特点：三相对称交流系统中性点电位为零。特点：三相对称交流系统中性点电位为零。特点：三相对称交流系统中性点电位为零。n中性点运行方式的选择：主要取决于单相接地单相接地 时电气设备绝缘要求电气设备绝缘要求及供电可靠性供电可靠性。一、中性点不接地方式一、中性点不接地方式负负荷荷ABCCCCICa.电路图电路图0UAUBUCIB0IC0IA0b.矢量图矢量图正常运行时正常运行时UAUBUC0IAIBIC0结论：三相电压对称，三相导线对地电容电流也是对称的，三相电容电流相量之和为零，这说明没有电容电流经过大地流动。适用范围适用范围3kV60kV的电力系统的电力系统单相金属性接地故障时单相金属性接地故障时(C(C相相)ICAICAICBICBICCICCIPEABC C C相接地时，系统的接地电流为相接地时，系统的接地电流为A A、B B两相对地电容电流之和。两相对地电容电流之和。即一相接地的电容电流为正常运行时每相对地电容电流即一相接地的电容电流为正常运行时每相对地电容电流I IC0的的3倍。倍。中性点不接地系统单相接地故障的结论中性点不接地系统单相接地故障的结论a.故障相对地电压降为零；非故障相对地电压升高为线电压，且相位相差600。因此，线路及各种电气设备的绝缘要按线电压设计，绝缘投资所占比重加大，显而易见，电压等级越高绝缘投资越大。b.三相之间的线电压仍然对称，用户的三相用电设备仍能照常运行，但允许继续运行的时间不能超过2h。c.接地电流在故障处可能产生稳定的或间歇性的电弧。如果接地电流大于30A时，将形成稳定电弧，成为持续性电弧接地，这将烧毁电气设备和可能引起多相相间短路。如果接地电流大于5A10A，而小于30A，则有可能形成间歇性电弧；间歇性电弧容易引起弧光接地过电压，其幅值可达（2.53）U，将危害整个电网的绝缘安全。如果接地电流在5A以下，当电流经过零值时，电弧就会自然熄灭。二、中性点经消弧线圈接地方式二、中性点经消弧线圈接地方式 消弧线圈？消弧线圈？安装在变压器或发电机中性点与大地之间的具有铁芯的电感线圈。负负荷荷ABCCCCILICICCICBICAICCICBICAL消弧线圈的作用消弧线圈的作用当发生单相接地故障时，接地故障相与消弧线圈构成了另一个回路，接地故障相接地电流中增加了一个感性电流，它和装设消弧线圈前的容性电流的方向刚好相反，相互补偿，减少了接地故障点的故障电流，使电弧易于自行熄灭，从而避免了由此引起的各种危害，提高了供电可靠性。ICAICAICBICBICCICCIPEABCIL全补偿方式：全补偿方式：按IL=IC选择消弧线圈的电感，使接地故障点电流为零，此即全补偿方式。即使电容电流被完全补偿，故障点还是会流过一个不大的电阻电流。欠补偿方式：欠补偿方式：按ILIC选择消弧线圈的电感，此时接地故障点有剩余的电感电流流过。消弧线圈的补偿方式消弧线圈的补偿方式补偿效果评价：补偿效果评价：全补偿方式全补偿方式会使电力网将发生谐振；欠补偿方式欠补偿方式在切除线路时有可能发展成为全补偿方式；在过过补偿方式补偿方式下，即使电力网运行方式改变而切除部分线路时，也不会发展成为全补偿方式，致使电力网发生谐振，因此实际上大多采用过补偿方式。补偿后希望故障点故障电流尽可能小综自系统的自动调谐接地补偿装置自动调谐接地补偿装置可以实现系统中性点的无谐振全补偿运行 三、中性点直接接地 特点特点：供供电电可可靠靠性性不不如如电电力力系系统统中中性性点点不不接接地地和和经经消消弧弧线线圈圈接接地地方方式式。如如发发生生单单相相接接地地时时即即形形成成单单相相接接地地短短路路，接地相电流很大。接地相电流很大。迅速切除接地相甚至三相，供电中断，迅速切除接地相甚至三相，供电中断，可靠性低可靠性低 非非故故障障相相对对地地电电压压不不变变，电电气气设设备备的的绝绝缘缘水水平平只只需需按按电力网的相电压考虑，可以降低工程造价。电力网的相电压考虑，可以降低工程造价。适用于适用于110KV及以上系统；及以上系统；380/220V低压供电系统（方便接单相负荷低压供电系统（方便接单相负荷）作业：28页3、4、7、9、12、14