工学工业企业供电系统课件.pptx

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1、供用电技术与内外线施工供用电技术与内外线施工电气技术教研室电气技术教研室供用电技术：供用电技术：（1）工业企业供电系统）工业企业供电系统（2）电力负荷计算）电力负荷计算（3）电力线路选择）电力线路选择（4）质量的提高与电能节约）质量的提高与电能节约（5）电气照明）电气照明内外线施工：内外线施工：（1）内线训练：）内线训练： 室内照明配线及动力配线室内照明配线及动力配线（2）外线训练：）外线训练： 导线连接、横担绝缘子的安装、导线的架设导线连接、横担绝缘子的安装、导线的架设单元一单元一 工业企业供电系统工业企业供电系统主要内容：主要内容：1 1电力系统的基本概念电力系统的基本概念2 2工业企业供

2、电系统工业企业供电系统3 3电力系统的额定电压电力系统的额定电压4. 4. 电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式 重点重点 工业企业供电系统工业企业供电系统课题课题1 1 电力系统的基本概念电力系统的基本概念电力系统：电力系统：发电厂、发电厂、变电所变电所、电力线路电力线路和电能用户和电能用户 组成的统一整体。组成的统一整体。动力系统：动力系统：电力系统加上动力装置（热能、水能及电力系统加上动力装置（热能、水能及 其他能源动力装置）。其他能源动力装置）。电电 力力 网：网：电力系统中由各级电压的输配电线路和电力系统中由各级电压的输配电线路和 变电所组成的部分。变电所组成的部分。 工业企

3、业供电系统工业企业供电系统 35 110 kV 220 500kV M 火力发电厂火力发电厂 水力发电厂水力发电厂 6 10 kV 总降压变电所总降压变电所 车间变电所车间变电所 380/220V 高压配电所高压配电所 图图 1-1 电力系统示意图电力系统示意图 企业变电所企业变电所一、发电厂（发电站）一、发电厂（发电站）工业企业供电系统工业企业供电系统 根据所利用根据所利用一次能源一次能源形式的不同：形式的不同： 1 1火力发电厂火力发电厂 2 2水力发电厂水力发电厂 3 3核能发电厂核能发电厂 4. 4. 风力发电厂风力发电厂 5 5地热发电厂地热发电厂 6. 6. 太阳能发电厂太阳能发电

4、厂 7 7潮汐发电厂潮汐发电厂根据根据发电厂的容量大小发电厂的容量大小及其及其供电范围供电范围： 区域性发电厂区域性发电厂 地方性发电厂地方性发电厂 自备专用发电厂自备专用发电厂工业企业供电系统工业企业供电系统二、变电所（变电站）二、变电所（变电站） 升压变电所、升压变电所、降压变电所降压变电所 枢纽变电所、地区变电所、枢纽变电所、地区变电所、企业变电所企业变电所 配电所配电所 仅用来仅用来接收电能接收电能和和分配电能分配电能的场所的场所 换流站换流站 仅用于将仅用于将交流电流转换为直流电流交流电流转换为直流电流或将或将直直流电流转换为交流电流流电流转换为交流电流的场所的场所工业企业供电系统工

5、业企业供电系统 三、电力线路三、电力线路工业企业供电系统工业企业供电系统n 输电线路（输电线路（ 220kV） 配电线路（配电线路（ 110kV）n 低压网（低压网（330kV） 四、电能用户四、电能用户工业企业供电系统工业企业供电系统n 工业用户工业用户、农业用户、商业用户、居民用户等、农业用户、商业用户、居民用户等n 小型企业（小型企业（10000kVA）工业企业供电系统工业企业供电系统课题课题2 2 工业企业供电系统工业企业供电系统一、工业企业供电及要求一、工业企业供电及要求n 供电：供电：工业企业电能供应和分配工业企业电能供应和分配n 要求：要求：可靠性、安全性、优质性、可靠性、安全性

6、、优质性、 经济性、环保性经济性、环保性1、可靠性、可靠性 对用户的连续供电对用户的连续供电 以全年平均供电时间占全年时间的百分数来衡量以全年平均供电时间占全年时间的百分数来衡量2、安全性、安全性 指在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身指在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。事故和设备事故。工业企业供电系统工业企业供电系统工业企业供电系统工业企业供电系统线路的额定电压线路的额定电压允许电压偏移允许电压偏移35kV及以上及以上10 kV及以下及以下220V 5% 7%+7%、 10%表表1-1 供电电压的允许偏移供电电压的允许偏移 3、优质性、优质性 电能质量指标：电压、频

7、率、波形电能质量指标：电压、频率、波形工业企业供电系统工业企业供电系统表表1-2 电力系统频率的允许偏差电力系统频率的允许偏差运行情况运行情况允许频率偏差允许频率偏差（Hz） 正常运行正常运行300万千瓦及以上万千瓦及以上300万千瓦以下万千瓦以下 0.2 0.5非正常运行非正常运行 1.0工业企业供电系统工业企业供电系统 表表1-3 公共电网电压波形畸变率公共电网电压波形畸变率电网额定电电网额定电压（压（kV）电压总谐波电压总谐波畸变率（畸变率（%）各项谐波电压含有率（各项谐波电压含有率（%）奇奇 次次偶偶 次次0.385.04.02.06104.03.21.635603.02.41.211

8、02.01.60.8%1001 UUH电电压压总总谐谐波波畸畸变变率率工业企业供电系统工业企业供电系统4、经济性、经济性 供电系统的投资少，运行费用低，尽可能地节供电系统的投资少，运行费用低，尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量，提高电能利用率。约电能和减少有色金属消耗量，提高电能利用率。5、环保性、环保性 在电能生产过程中要防止环境污染和人类生存在电能生产过程中要防止环境污染和人类生存环境不要遭到破坏。环境不要遭到破坏。工业企业供电系统工业企业供电系统二、工业企业供电系统的组成二、工业企业供电系统的组成 110 kV M 6 10 kV 总降压变电所总降压变电所 车间变电所车间变电所 380

9、/220V 高压配电所高压配电所 组成组成总降压变电所总降压变电所车间变电所车间变电所高低压配电线高低压配电线路路用电设备用电设备工业企业供电系统工业企业供电系统三、典型供电系统三、典型供电系统1.小型企业的供电系统小型企业的供电系统 工业企业供电系统工业企业供电系统380/220V STS 380/220V 低压配电室 车间 图 1-4 小型企业供电系统 工业企业供电系统工业企业供电系统2.中型企业的供电系统中型企业的供电系统 HDS 高压配电所 STS 图 1-3 中型企业的供电系统 STS 610kV 380/220V STS 工业企业供电系统工业企业供电系统 HDS 总 降 压 变 电

10、 所 STS HSS 35110kV 图 1-2 具有总降压变电所的供电系统 STS 610kV 380/220V STS 3.电源进线为电源进线为35kV及以上的大中型企业的供电系统及以上的大中型企业的供电系统 高压深入负荷中心直降配电方式高压深入负荷中心直降配电方式工业企业供电系统工业企业供电系统工业企业供电系统工业企业供电系统课题课题3 3 电力系统的额定电压电力系统的额定电压一、电力系统的额定电压一、电力系统的额定电压分类分类电网和用电设备电网和用电设备额定电压额定电压(kV)发电机发电机额定电压额定电压(kV)电力变压器额定电压电力变压器额定电压(kV)一次绕组一次绕组二次绕组二次绕

11、组低压低压0.220.380.660.230.400.690.220.380.660.230.400.69高压高压361035601101542203305003.156.310.513.8,15.75,18,203及及3.156及及6.310及及10.513.8,15.75,18,2035601101542203305003.15及及3.36.3及及6.610.5及及1138.5661211692423635501 1）用电设备的额定电压：）用电设备的额定电压：NWNUU2 2）发电机的额定电压：）发电机的额定电压： 3 3）变压器的额定电压：）变压器的额定电压： 一次侧：一次侧：与发电机直

12、接相连的：与发电机直接相连的：NWN05U. 1UNWNUUNWN05U. 1U降压变：降压变： 二次侧：二次侧：10kV10kV及以下：及以下：NWN1U. 1UNWN05U. 1U工业企业供电系统工业企业供电系统GT1T2T3110kV10kV6kV380/220V工业企业供电系统工业企业供电系统10.5kV10.5/121kV110/6.3kV10/0.4kV二、额定电压的选择二、额定电压的选择1、额定电压选择考虑的因素、额定电压选择考虑的因素（1）负荷大小负荷大小和和距离电源远近距离电源远近对供电电压的对供电电压的 选择有很大关系。选择有很大关系。工业企业供电系统工业企业供电系统工业企

13、业供电系统工业企业供电系统线路电压线路电压（kV）线路线路结构结构输送功率输送功率（kW）输送距离（输送距离（km）0.380.386610103560110220330500750架空线架空线电缆线电缆线架空线架空线电缆线电缆线架空线架空线电缆线电缆线架空线架空线架空线架空线架空线架空线架空线架空线架空线架空线架空线架空线架空线架空线 100 175 2000 3000 3000 500020001500035003000010000500001000005000002000008000001000000150000020000002500000 0.25 0.35310 8515 1020

14、503010050150100300200600150850500以上以上2个个主要因素主要因素 表表1-5 各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离 (2) 供电电压还与下列因素有关：供电电压还与下列因素有关： 导线截面的大小；导线截面的大小； 工业企业的生产班次和负荷曲线的均衡程度；工业企业的生产班次和负荷曲线的均衡程度； 负荷的功率因数；负荷的功率因数； 电价制度；电价制度； 折旧等费用在设计时占投资额的百分比；折旧等费用在设计时占投资额的百分比； 国家规定的还本年限；国家规定的还本年限； 是否有大型用电设备，如炼钢、轧钢及其它大型是否有大型用电设

15、备，如炼钢、轧钢及其它大型整流设备等。整流设备等。 工业企业供电系统工业企业供电系统 (3) 地区的原有电压地区的原有电压对工业企业供电电压的选择起了对工业企业供电电压的选择起了极严格的限制作用。极严格的限制作用。 本地区有两个不同的供电电压，而且都具备对本地区有两个不同的供电电压，而且都具备对企业供电的可能性；企业供电的可能性； 由于建造和改造大型企业致使地区电网需要改由于建造和改造大型企业致使地区电网需要改建时，可将地区电网的改建与企业供电系统统一考虑；建时，可将地区电网的改建与企业供电系统统一考虑； 企业自备电厂与系统连接时。企业自备电厂与系统连接时。 工业企业供电系统工业企业供电系统2

16、. .高压配电电压的选择高压配电电压的选择 电压等级的选择：电压等级的选择： 三相交流输电线路传输的功率为三相交流输电线路传输的功率为：UIS3当当输送功率一定输送功率一定时，时，(1)(1)输电电压愈高输电电压愈高, ,电流愈小，导线的载流部分电流愈小，导线的载流部分的截面积愈小，投资愈小。的截面积愈小，投资愈小。(2)(2)电压愈高，对绝缘的要求愈高，杆塔、变压电压愈高，对绝缘的要求愈高，杆塔、变压器、断路器的绝缘投资也愈大。器、断路器的绝缘投资也愈大。传输功率越大，输送距离越远，则选择较高的电传输功率越大，输送距离越远，则选择较高的电压等级比较有利。压等级比较有利。工业企业供电系统工业企

17、业供电系统工业企业供电系统的高压配电电压：工业企业供电系统的高压配电电压： 主要取决于主要取决于当地供电电源电压当地供电电源电压及企业及企业高压用电设高压用电设备备的电压、容量和数量等因素。的电压、容量和数量等因素。 工业企业内部采用的高压配电电压：工业企业内部采用的高压配电电压： 通常是通常是610kV。 如果当地的电源电压为如果当地的电源电压为35kV ： 高压深入负荷中心直降配电方式高压深入负荷中心直降配电方式 工业企业供电系统工业企业供电系统3. .低压配电电压的选择低压配电电压的选择 一般采用一般采用380220V 工业企业供电系统工业企业供电系统采矿、石油和化工等少数部门采矿、石油

18、和化工等少数部门 : 660V，甚至，甚至1140V或或2000V 工业企业供电系统工业企业供电系统课题课题4 4 电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式电力系统中性点：电力系统中性点：星形连接的星形连接的G G、T T的中性点的中性点 中中性性点点运运行行方方式式中性点不接地中性点不接地中性点经消弧线中性点经消弧线圈接地圈接地中性点直接接地中性点直接接地小接地小接地短路电短路电流系统流系统大接地大接地短路电短路电流系统流系统分析目的：分析目的：它关系到绝缘水平、通信干扰、接地它关系到绝缘水平、通信干扰、接地保护、电压等级、系统接线等方面。保护、电压等级、系统接线等方面。一、中性点不接地

19、系统一、中性点不接地系统为了方便讨论，认为：为了方便讨论，认为： 1. 1. 三相系统对称三相系统对称 2. 2. 对地分散电容用线路中央集中电容对地分散电容用线路中央集中电容C C代替，代替， 相间电容与本内容无关，不予考虑。相间电容与本内容无关，不予考虑。 查手册查手册得知得知C C工业企业供电系统工业企业供电系统1.1.正常运行正常运行 A B C C UA UB UC IC,A IC,B IC,C IC,A IC,B IC,C (a) 电路图 (b) 向量图 中性点不接地系统的正常运行状态中性点不接地系统的正常运行状态 N 向量图向量图分析法分析法工业企业供电系统工业企业供电系统（1）

20、三相电压对称：）三相电压对称：UA=UB=UC=Uph （2）三相对地电容电流对称：）三相对地电容电流对称：ICA=ICB=ICC =Uph/Xc（4）大地无电容电流。）大地无电容电流。 （3）中性点电位为）中性点电位为0。0 CBAIII0CphICUj 工业企业供电系统工业企业供电系统2.2.单相接地单相接地 A B C C IC,A IC,B IC (a) 电路图电路图 (b) 向量图向量图 图图 1-7 中性点不接地系统中性点不接地系统 C 相接地时的情况相接地时的情况 N IC.I C, B.C-I.C, AI U AB.ABU U B.U A.-UC.CUBUAU(b) 向量图向量

21、图BU AU CU NU 相电压相电压相对地电压相对地电压工业企业供电系统工业企业供电系统（1 1）C C相对地电压：相对地电压：UC=0 （2 2）中性点电位升高为相电压：）中性点电位升高为相电压：UN= - UC（4 4）系统线电压的大小和相位差不变）系统线电压的大小和相位差不变（3 3）A A、B B相对地电压和电流：相对地电压和电流：ABAUUU3 03CBCACIII ,（5 5）C C相接地电流为正常时对地电容电流相接地电流为正常时对地电容电流3 3倍倍 BCACCIII, 90CCUI超前超前且且工业企业供电系统工业企业供电系统结结 论论绝缘水平按线电压设计绝缘水平按线电压设计

22、三相系统仍然对称，三相系统仍然对称， 可以继续运行两个小时可以继续运行两个小时有专用的交流绝缘监察装置有专用的交流绝缘监察装置在接地点有间歇性或稳定电弧在接地点有间歇性或稳定电弧工业企业供电系统工业企业供电系统应用范围：应用范围： 3 10kV，接地电流，接地电流IC 30A的高压电网的高压电网2060kV，接地电流，接地电流IC 10A的高压电网的高压电网注：注：供照明用电的供照明用电的380220V系统是系统是 中性点直接接地的中性点直接接地的三相四线制。三相四线制。 1000V以下的三相三线制电网以下的三相三线制电网超出范围？超出范围？工业企业供电系统工业企业供电系统二、中性点经消弧线圈

23、接地系统二、中性点经消弧线圈接地系统消弧线圈：消弧线圈：是是具有铁芯的电感线圈具有铁芯的电感线圈，其电抗很大，其电抗很大，电阻忽略。有许多分接头用以调整线圈的匝数，改电阻忽略。有许多分接头用以调整线圈的匝数，改变电抗的大小，从而调节消弧线圈的电感电流。变电抗的大小，从而调节消弧线圈的电感电流。 中性点不接地电力网发生中性点不接地电力网发生 K(1) K(1) 时，仍可继时，仍可继续运行续运行2h2h，但若接地电流值过大，会产生持续性，但若接地电流值过大，会产生持续性电弧，危胁设备，甚至产生三相或两相短路。电弧，危胁设备，甚至产生三相或两相短路。问题的提出：问题的提出：为什么要采用中性点经消弧为

24、什么要采用中性点经消弧 线圈接地系统？线圈接地系统？工业企业供电系统工业企业供电系统 (a) 正常运行时电路图正常运行时电路图 BCI,BCI,ACI,ACI, A B C N L cCI, UN=0 IC=0 IL=0 1.1.正常运行正常运行 工业企业供电系统工业企业供电系统 ACI,CICUBCI,BCI,ACI,CILILIABCLI (b) C相短路时的电路图相短路时的电路图 (c) 向量图向量图 2.2.单相接地故障单相接地故障 （1）LICU滞后滞后90 (2)LU CLUU 电压关系同电压关系同不接地系统不接地系统CU 工业企业供电系统工业企业供电系统 补偿方式及选用：补偿方式

25、及选用：1 1）全补偿）全补偿 （不采用不采用）接地点电流为零，接地点电流为零， IL=IC缺点：缺点：XL=Xc，网络容易形成串联谐振过电压，网络容易形成串联谐振过电压 2 2）欠补偿（）欠补偿（少采用少采用）接地点为容性电流，接地点为容性电流， ILIC注意：注意：电感电流数值不能过大电感电流数值不能过大工业企业供电系统工业企业供电系统结结 论论绝缘水平按线电压设计绝缘水平按线电压设计单相接地后可以继续运行单相接地后可以继续运行2 2小小时时有专用的交流绝缘监察装置有专用的交流绝缘监察装置工业企业供电系统工业企业供电系统三、中性点直接接地系统三、中性点直接接地系统 ) 1 (kI ) 1

26、(kI 中性点直接接地的三相系统中性点直接接地的三相系统 A B C 单相接地单相接地继电保护动作继电保护动作断路器跳开断路器跳开切除故障线路切除故障线路工业企业供电系统工业企业供电系统 1 1）供电可靠性降低）供电可靠性降低 改进：改进：装自动重合闸装置、装自动重合闸装置、 加备用电源加备用电源 缺缺 点点2 2）短路电流过大）短路电流过大 危危 害害断路器容量大断路器容量大电压下降电压下降系统不稳定系统不稳定干扰通讯干扰通讯 改改 进进中性点经电抗器接地中性点经电抗器接地系统部分中性点接地系统部分中性点接地工业企业供电系统工业企业供电系统 中性点电位不偏移中性点电位不偏移 相对地绝缘按相电压设计相对地绝缘按相电压设计 节省造价节省造价110kV110kV及以上系统及以上系统优点：优点：应用范围：应用范围：作业作业1-3，1-6工业企业供电系统工业企业供电系统