第一章 供電系統(tǒng)

1、什么是供電技術(shù)？本課程學(xué)習(xí)任務(wù)本課程主要內(nèi)容 輸 電 線 路電 能用 戶電 力 網(wǎng)電 力 系 統(tǒng)發(fā) 電 機升 壓 變 壓 器降 壓 變 壓 器 高壓輸電線 工廠供配電系統(tǒng)由總降壓變電所、高壓配電線路、車間變電所、低壓配電線路及用電設(shè)備組成。 1總降壓變電所 總降壓變電所負責(zé)將35110kV的外部供電電壓變換為610kV的廠區(qū)高壓配電電壓，給廠區(qū)各車間變電所或高壓電動機供電。 2車間變電所 車間變電所將610kV的電壓降為380/220V，再通過車間低壓配電線路，給車間用電設(shè)備供電。 3配電線路 配電線路分為廠區(qū)高壓配電線路和車間低壓配電線路。 主要電氣設(shè)備符號 電力變壓器(T) 隔離開關(guān)(QS

2、) 不允許帶電流操作 負荷開關(guān)(QL) 只能分斷工作電流 斷路器(QF) 能分斷任何電流電流互感器電流互感器(TA) 相當于一個電流源，二次最相當于一個電流源，二次最大輸出電流為大輸出電流為5A，為電流表、功率表、電度表等提，為電流表、功率表、電度表等提供電流。供電流。 電壓互感器電壓互感器(TV) 相當于一個小型變壓器，相當于一個小型變壓器，二次最高輸出二次最高輸出100V標準電壓。標準電壓。母線母線(WB) 是解決一個電源與多個負荷之間是解決一個電源與多個負荷之間供電的好辦法，又叫匯流排。在原理上母線是電路上供電的好辦法，又叫匯流排。在原理上母線是電路上的的一個電氣接點，起著接受、集中和分

3、配電能的作用。一個電氣接點，起著接受、集中和分配電能的作用。二、電力負荷的分類及對供電的要求 電氣設(shè)備的額定電壓，就是能使電氣設(shè)備長期運行時獲得最好經(jīng)濟效果的電壓。三、 電力系統(tǒng)的額定電壓n 用電設(shè)備 用電設(shè)備的額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓一致。n 發(fā)電機 發(fā)電機的額定電壓一般比同級電網(wǎng)的額定電壓高出5%，用于補償線路上的電壓損失。 變壓器的二次繞組對于用電設(shè)備而言，相當于供電設(shè)備。u 第一種情況比用電設(shè)備額定電壓高10% u 第二種情況比用電設(shè)備額定電壓高5%n變壓器 變壓器的一次繞組：相當于是用電設(shè)備，所以規(guī)定變壓器一次繞組的額定電壓與受電設(shè)備額定電壓相同。注意：但當變壓器一次繞組直接與發(fā)電機

4、相連時，變壓器一次繞組的額定電壓與發(fā)電機額定電壓相等。其中5%用于補償變壓器滿載供電時，一、二次繞組上的電壓損失； 另外5%用于補償線路上的電壓損失，因此適用于變壓器供電距離較長時的情況。當變壓器供電距離較短時，可以不考慮線路上的電壓損失，只需要補償滿載時變壓器繞組上的電壓損失即可。電力系統(tǒng)額定電壓等級發(fā)電機發(fā)電機G G的額定電壓的額定電壓：UNG=1.05UNL1=1.0510=10.5（kV） 變壓器變壓器T1的額定電壓：的額定電壓： U1NT1=UN.G=10.5（kV） U2NT1=1.1UNL2=1.1110=121(kV)變壓器變壓器T1的變比為：的變比為：10.5/121kV變壓

5、器變壓器T2的額定電壓：的額定電壓：U1NT2=UNL2=110（kV） U2NT2=1.05UNL3=1.056=6.3(kV)變壓器變壓器T2的變比為：的變比為：110/6.3kV例1. 已知下圖所示系統(tǒng)中電網(wǎng)的額定電壓，試確定發(fā)電機和變壓器的額定電壓。變壓器直接與電動機相連，供電距離較短，可以不考慮線路上的電壓損失。變壓器T1的一次繞組與發(fā)電機直接相連，所以其一次繞組的額定電壓取發(fā)電機的額定電壓四、電能的質(zhì)量指標 %100%NNUUUU%100minmaxNUUU一、對電力系統(tǒng)接線方式的要求一、對電力系統(tǒng)接線方式的要求第二節(jié)第二節(jié) 供電系統(tǒng)的接線方式供電系統(tǒng)的接線方式三、 變電所的主接線

6、QFQF1 1QFQF2 2QFQF3 3T T1 1T T2 2QSQS1 1L L1 1L L2 2QF1QF2QF3QS1QS2T1T2L1L2二、車間（6-10）/0.4kV供電系統(tǒng)第四節(jié) 電網(wǎng)中性點運行方式 n中性點運行方式的選擇：主要取決于單相接地單相接地 時電氣設(shè)備絕緣要求電氣設(shè)備絕緣要求及供電可靠性供電可靠性。一、中性點不接地方式一、中性點不接地方式負負荷荷ABCCCCICa. 電路圖電路圖0UAUBUCIB0IC0IA0b. 矢量圖矢量圖正常運行時正常運行時UAUBUC0IAIBIC0結(jié)論： 三相電壓對稱，三相導(dǎo)線對地電容電流也是對稱的，三相電容電流相量之和為零，這說明沒有電

7、容電流經(jīng)過大地流動。適用范圍適用范圍3kV60kV的電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)單相金屬性接地故障時單相金屬性接地故障時(C(C相相) )ICAICAICBICBICCICCIPEABCACCAABCCBBCUUUUUUUUU)()(0 C C相接地時，系統(tǒng)的接地電流為相接地時，系統(tǒng)的接地電流為A A、B B兩相對地電容電流之和。兩相對地電容電流之和。ECACB()III ECA3IICAACACC0/3/3IUXUXIEC03II即一相接地的電容電流為正常運行時每相對地電容電流即一相接地的電容電流為正常運行時每相對地電容電流I IC0的的3倍。倍。 中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障的結(jié)論中性點不接地系統(tǒng)單

8、相接地故障的結(jié)論故障相對地電壓降為零；非故障相對地電壓升高為線電壓，且相位相差600。因此，線路及各種電氣設(shè)備的絕緣要按線電壓設(shè)計，絕緣投資所占比重加大，顯而易見，電壓等級越高絕緣投資越大。三相之間的線電壓仍然對稱，用戶的三相用電設(shè)備仍能照常運行，但允許繼續(xù)運行的時間不能超過2h。接地電流在故障處可能產(chǎn)生穩(wěn)定的或間歇性的電弧。 如果接地電流大于30A時，將形成穩(wěn)定電弧，成為持續(xù)性電弧接地，這將燒毀電氣設(shè)備和可能引起多相相間短路。 如果接地電流大于5A10A，而小于30A，則有可能形成間歇性電??；間歇性電弧容易引起弧光接地過電壓，其幅值可達（2.53）U，將危害整個電網(wǎng)的絕緣安全。 如果接地電流

9、在5A以下，當電流經(jīng)過零值時，電弧就會自然熄滅。二、中性點經(jīng)消弧線圈接地方式二、中性點經(jīng)消弧線圈接地方式 消弧線圈？消弧線圈？ 安裝在變壓器或發(fā)電機中性點與大地之間的具有鐵芯的電感線圈。負負荷荷ABCCCCILICICCICBICAICCICBICAL消弧線圈的作用消弧線圈的作用 當發(fā)生單相接地故障時，接地故障相與消弧線圈構(gòu)成了另一個回路，接地故障相接地電流中增加了一個感性電流，它和裝設(shè)消弧線圈前的容性電流的方向剛好相反，相互補償，減少了接地故障點的故障電流，使電弧易于自行熄滅，從而避免了由此引起的各種危害，提高了供電可靠性。ICAICAICBICBICCICCIPEABCIL全補償方式：全補

10、償方式：按IL=IC選擇消弧線圈的電感，使接地故障點電流為零，此即全補償方式。即使電容電流被完全補償，故障點還是會流過一個不大的電阻電流。欠補償方式：欠補償方式：按ILIC選擇消弧線圈的電感，此時接地故障點有剩余的電感電流流過。 消弧線圈的補償方式消弧線圈的補償方式補償效果評價：補償效果評價：全補償方式全補償方式會使電力網(wǎng)將發(fā)生諧振；欠補償方式欠補償方式在切除線路時有可能發(fā)展成為全補償方式；在過過補償方式補償方式下，即使電力網(wǎng)運行方式改變而切除部分線路時，也不會發(fā)展成為全補償方式，致使電力網(wǎng)發(fā)生諧振，因此實際上大多采用過補償方式。補償后希望故障點故障電流盡可能小綜自系統(tǒng)的自動調(diào)諧接地補償裝置自動調(diào)諧接地補償裝置可以實現(xiàn)系統(tǒng)中性點的無諧振全補償運行 三、中性點直接接地 特點特點： 供電可靠性不如電力系統(tǒng)中性點不接地和經(jīng)消弧線圈供電可靠性不如電力系統(tǒng)中性點不接地和經(jīng)消弧線圈接地方式。如發(fā)生單相接地時即形成單相接地短路，接地方式。如發(fā)生單相接地時即形成單相接地短路，接地相電流很大。接地相電流很大。迅速切除接地相甚至三相，供電中斷，迅速切除接地相甚至三相，供電中斷，可靠性低可