供配电技术 模块一电子课件.ppt
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1、供配电技术 模块一电子课件模块一模块一 供配电技术基本知识单元一 认识电力系统Sub Title理解电力系统的概念、电力系统的基本要求和供电质量等。能力目标了解国内外供配电技术的发展概况,正确理解电力系统的各个环节,掌握发电厂、变配电所、电力网等知识。知识目标一 供配电技术的发展概况 供配电技术主要研究电力用户的电力供应和分配问题。电力系统是生产、输送、使用电能的统一整体,供配电系统则是电力系统的重要组成部分,是电力系统的电能用户,也是用电设备的电源。电力系统和供配电系统的基本任务是安全、可靠、优质、经济地供电。一 供配电技术的发展概况(2)供配电技术目前在向高电压、大容量、自动化程度高的方向
2、发展。中国目前已建成东北、华北、华中、华东、西北、川渝、南方7个跨省电网,以及山东、新疆、福建、海南、西藏5个独立省区网。2013年,中国发电机装机容量年发电量均居世界第一位。“西电东送、南北互供、全国联网”的发展战略,为中国电力系统的进一步发展带来了很大的发展空间。(1)(3)(4)二 电力系统的组成电力系统的组成示意图二 电力系统的组成动力系统.电力系统及电力网的示意图二 电力系统的组成电力系统电力网。各级电压的电力线路及各类变电所总称为电力网,它是电力系统的一部分,是输送电能、变换电能和分配电能的通道。电力系统。电力系统是由发电机及其配电装置、变压器、输电线路、配电线路和用电设备组成的统
3、一体,是动力系统的一部分,完成电能的生产、输送、变换、分配和使用。动力系统。电力系统和发电厂的动力部分所构成的整体称为动力系统,它是将电能、热能的生产与消费联系起来的纽带。二 电力系统的组成发电厂1.发电厂火力发电厂水力发电厂核能发电厂其他类型发电厂堤坝式水力发电厂引水式水力发电厂混合式水力发电厂二 电力系统的组成变配电所2.二 电力系统的组成变电所升压变电所降压变电所枢纽变电所中间变电所地区点点所工厂企业变电所终端变电所二 电力系统的组成枢纽变电所位于电力系统的枢纽点,汇集多个电源和多条出线回路,对电力系统的稳定、可靠运行起重要作用。一次侧电压通常为330 kV或500 kV,二次侧电压通常
4、为220 kV或110 kV。枢纽变电所二 电力系统的组成中间变电所位于系统主要干线的接口处,一次侧电压通常为220330 kV,汇集23个电源和多条线路,向地区用户供电。中间变电所二 电力系统的组成中间变电所位于系统主要干线的接口处,一次侧电压通常为220330 kV,汇集23个电源和多条线路,向地区用户供电。中间变电所二 电力系统的组成地区变电所是一个地区的主要供电点,一次侧电压通常为110220 kV,给中低压的下一级变电所供电。地区变电所二 电力系统的组成工厂企业变电所是供电给大、中型企业的专用变电所,包括工厂总降压变电所和车间变电所。其中,工厂总降压变电所把35110 kV电压降压为
5、610 kV电压,向车间变电所供电,其供电范围一般在几千米以内;车间变电所把610 kV电压降压为380/220 V电压,向低压用电设备供电,其供电范围一般在500 m以内。工厂企业变电所二 电力系统的组成终端变电所又称二次变电站,一般建在接近负荷处,高压侧电压为10110 kV,经降压后向用户供电。终端变电所二 电力系统的组成电力网按不同的划分方式有不同的类型。按电压高低和供电范围的大小可分为地方电网、区域电网、超高压电网。地方电网电压一般为35110 kV,供电范围小;区域电网电压一般为110220 kV,供电范围大;超高压电网电压为330 kV及以上,用于远距离输电。按功能不同可分为输电
6、网和配电网。输电网的电压等级为110 kV以上,是远距离输送电能的通道;配电网的电压等级为110 kV及以下,其中,电压等级为3110 kV的称为高压配电网,配电变压器低压侧引出的0.4 kV配电网称为低压配电网。配电网是分配电能的通道。电力网3.二 电力系统的组成 所有用电单位或用电设备均称为电能用户。电能用户可分为工业企业电能用户和民用电能用户。在中国,工业企业是最大的电能用户,其用电量占全年总发电量的70%以上。电能用户4.三 电力系统的基本要求 分类分类电网和用电设备额定电压电网和用电设备额定电压发电机额定电压发电机额定电压电力变压器额定电压电力变压器额定电压一次绕组二次绕组低压0.3
7、80.400.380.400.660.690.660.69高压33.153及3.153.15及3.366.36及6.36.3及6.61010.510及10.510.5及11-13.8,15.75,18,20,2,24,2613.8,15.75,18,20,22,24,26-我国交流电网和电力设备的额定电压等级电力系统的电压要求1.1)额定电压的国家标准三 电力系统的基本要求 分分类类电网和用电设备额定电电网和用电设备额定电压压发电机额定电发电机额定电压压电力变压器额定电压电力变压器额定电压一次绕组二次绕组高压35-3538.566-6672.6110-110121220-220242330-3
8、30363500-500550750-750820我国交流电网和电力设备的额定电压等级三 电力系统的基本要求 (1)用电设备的额定电压和同级电网的额定电压是一致的。用电设备在运行时要在送电线路中产生电压损耗,所以线路上各点的电压会略有不同,如图1-4所示。成批生产的用电设备只能按照线路首端与末端的平均电压即线路的额定电压来制造,所以用电设备的额定电压规定与同级电网额定电压相同。由表1-1可以得出以下结论三 电力系统的基本要求 (3)电力变压器的额定电压。电力变压器一次绕组的额定电压分以下两种情况。a.当变压器的一次绕组直接与发电机相连时(如图1-6中的变压器T1),其一次绕组的额定电压就应与发
9、电机的额定电压相同。b.当变压器的一次绕组不与发电机直接相连,而是连接在线路上时(如图1-6中的变压器T2),则可将变压器看作线路的用电设备,其一次绕组的额定电压应与电网的额定电压相同。三 电力系统的基本要求 电力变压器二次绕组的额定电压分以下两种情况。a.当变压器的二次侧供电线路较长(如大容量的高压电网,如图1-6中的变压器T1),变压器二次绕组的额定电压一方面要考虑补偿绕组内部5%的电压损耗,另一方面要考虑变压器满载运行时其输出的二次电压还应高于所连电网额定电压5%,以补偿线路上的电压损耗。因此,变压器二次绕组额定电压应比所连电网的额定电压高10%。b.当变压器的二次侧供电线路不长,如低压
10、电网或直接供电给高低压用电设备(如图1-6中的变压器T2),则变压器二次绕组额定电压只需高于所连电网额定电压的5%,仅考虑补偿变压器绕组内部5%的电压损耗。三 电力系统的基本要求 2)电压分类(3)额定电压为1 kV以上,主要用于高压用电、发电及输电设备。(2)额定电压为100 V以上1 kV以下,主要用于低压动力电源及照明电源。(1)额定电压为100 V及以下,主要用在安全照明、潮湿工作场所、建筑物内部的局部照明及小容量负荷。三 电力系统的基本要求 工厂供配电电压的选择2.容量和输送距离 工厂用电设备的电压 供电企业供电的电压等级供电电压的选择取决的因素三 电力系统的基本要求 线路电压/kV
11、线路结构输送功率/kW输送距离/km0.38架空线路1000.250.38电缆线路1750.356架空线路1000106电缆线路3000810架空线路2000520各级电压下电力线路的经济输送容量与输送距离的参考值三 电力系统的基本要求 线路电压/kV线路结构输送功率/kW输送距离/km10电缆线路50001035架空线路200010 000205066架空线路35003000030100110架空线路100005000050150220架空线路100000500000200300各级电压下电力线路的经济输送容量与输送距离的参考值三 电力系统的基本要求 2)工厂配电电压的选择 中小型工厂采用的
12、高压配电电压通常为610 kV,从技术指标看,一般选用10 kV作为配电电压。因为在相同的传输功率和传送距离情况下,配电电压越高,线路的电流越小,线路采用的导线和电缆截面越小,因此采用10 kV线路可以减少投资,降低有色金属的消耗量,减少线路的电能损耗和电压损耗,更适应未来的发展。当用电设备的总容量较大时,可采用6 kV线路。(1)高压配电电压三 电力系统的基本要求 工厂供配电系统的低压配电电压一般采用380/220 V,其中相电压220 V供电给一般照明灯具及其他220V单相用电设备,线电压380 V供电给三相动力设备及380V单相用电设备。在某些特殊场合,如矿井及化工等部门,由于负荷中心远
13、离变压器,为了提高负荷端 的电压水平,减少线路的电压损耗和有色金属消耗量,提高供电能力,可以采用660 V电压作为配电电压。此外,在某些场合,由于安全的原因,还可以采用特殊的安全电压作为配电电压。(2)低压配电电压三 电力系统的基本要求 工厂供配电系统的质量要求3.1)安全性要求保证供电的安全性是对工厂供配电系统的最基本要求,供配电系统在电能的供应、分配及使用过程中,不应发生人身和设备事故。如果发生故障,会影响电力系统的正常运行,导致用户供电中断,甚至造成无法挽回的损失。三 电力系统的基本要求 2)电压的质量要求电压偏差是指电气设备的实际端电压与其额定电压之差,通常用它对额定电压的百分比来表示
14、,即 (1-1)式中,U为电气设备的实际端电压;UN为额定电压。三 电力系统的基本要求 线路额定电压允许的电压偏差35 kV及以上5%10 kV及以下7%220 V7%,-10%供电电压允许偏差三 电力系统的基本要求 使多台并列运行的整流变压器二次侧互有相位差;在大容量静止“谐波源”与电网的连接处,装设分流滤波器;减小波形畸变的方法有 三相整流变压器采用Yd或Dy接线;增加整流变压器二次侧的相数;三 电力系统的基本要求 限制电力系统中接入的变流设备及交流调压装置等的容量;提高对大容量非线性设备的供电电压;将“谐波源”与不能受谐波干扰的负荷电路从电网的接线上分开 选用Dyn11联结组别的三相配电
15、变压器;三 电力系统的基本要求 电网低频率运行时,电动机的转速下降,生产效率降低,使机械、化工、纺织、造纸等行业的产量减少,产品质量也将受到不同程度的影响,并将影响电动机的使用寿命。反之,电网电压频率升高,将使电动机的转速升高,功率 消耗增大,经济效益下降。频率的调整主要由发电厂进行,对频率的要求比对电压的要求更严格一些。电网频率的影响三 电力系统的基本要求 供电可靠性是衡量供电质量的一个重要指标,可用供电企业 对电力用户全年实际供电时间与全年总时间的百分比来衡量,也可以用全年的停电次数和停电持续的时间来衡量。可靠性三 电力系统的基本要求 学生 老师,变电所的作用是什么?配电所的作用是什么?老
16、师 变电所的作用是接受电能、变换电压及分配电能。配电所的作用是接受电能和分配电能,不承担变换电压。需要注意的是,变电所和配电所的区别是配电所中没有变压器。问题与思考 问题1 什么是电力系统?电力系统由哪些环节组成?思考并回答:问题2 什么是电力网?电力网是如何分类的?思考并回答:模块一模块一 供配电技术基本知识单元二 供配电系统的组成及运行Sub Title正确理解变配电所的作用、变配电所的类型、变配电所所址选择的原则,掌握变电所主变压器的选择方法、变配电所倒闸操作的步骤等技能。能力目标了解供配电系统的概况与组成,掌握电力系统的运行方式,掌握低压配电系统的运行方式、供配电系统的布置等知识。知识
17、目标一 供配电系统的概况与组成供配电系统概况1.大中型工厂供配电系统简图一 供配电系统的概况与组成供配电系统在电源进厂后,先经工厂降压变电所将35 kV及以上的电源电压降为610 kV的配电电压,然后通过高压配电线路将电能送到各个车间变电所。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。通常要经过2次降压。一 供配电系统的概况与组成供配电系统的组成2.用电设备 低压配电线路 车间变电所 高压配电线路工厂降压变电所 供配电系统组成一 供配电系统的概况与组成具有高压配电所的中型工厂的供配电系统简图一 供配电系统的概况与组成低压进线的小型工厂供配电系统简图一 供配
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