進(jìn)網(wǎng)作業(yè)-2電力網(wǎng)與供電工程

1、第二章 電力網(wǎng)與供電工程2015年4月第一節(jié) 動力系統(tǒng)與電力網(wǎng)概述一、動力系統(tǒng)動力系統(tǒng)電力系統(tǒng)動力部分：鍋爐、汽輪機(jī)；水輪機(jī)；風(fēng)輪機(jī)；核反應(yīng)堆等發(fā)電機(jī)用電設(shè)備電力網(wǎng)變電所：輸電線路樞紐變電所、穿越變 電所、地區(qū)變電所等電力網(wǎng)（電網(wǎng)）：不同電壓等級的電力線路和變配電所高壓中壓低壓二、構(gòu)成大型電力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)（5）提高了供電可靠性。穩(wěn)定性，環(huán)網(wǎng)，局部故障影響小減少了系統(tǒng)的備用容量。地區(qū)間相互補(bǔ)充支援，例如我廠（發(fā)電冗余可上網(wǎng)外送）便于發(fā)展大型機(jī)組及利用大型資源。共享通過合理分配負(fù)荷可以降低系統(tǒng)的高峰負(fù)荷，提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。削峰填谷提高供電質(zhì)量。三、供電的環(huán)節(jié)（5）發(fā)電輸電變電配電用電四、電力生產(chǎn)的特點(diǎn)

2、 生產(chǎn)、輸送、分配、使用同時(shí)完成。時(shí)刻保持一種基本平衡，電力生產(chǎn)調(diào)度電力生產(chǎn)運(yùn)行高度集中統(tǒng)一。半軍事化管理，統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一行業(yè)管理輸電距離：50km以下，35kV；100km左右，110kV；大于200km，220kV或更高第二節(jié) 電力負(fù)荷及負(fù)荷分類一、電力負(fù)荷定義： 在發(fā)電廠或電力系統(tǒng)中，某一時(shí)刻所承擔(dān)的各類用電設(shè)備消耗電功率的總和，單位kW.發(fā)電負(fù)荷廠用電負(fù)荷供電負(fù)荷用電負(fù)荷線路損耗負(fù)荷二、按負(fù)荷發(fā)生的時(shí)間分類高峰負(fù)荷：又稱最大負(fù)荷，指電力網(wǎng)或用戶一天中發(fā)生的用電量最多的一點(diǎn)的小時(shí)平均電量。低谷負(fù)荷：又稱最小負(fù)荷，指電力網(wǎng)或用戶一天中發(fā)生的用電量最少的一點(diǎn)的小時(shí)平均電量。平均

3、負(fù)荷：指電力網(wǎng)或用戶在某一確定時(shí)間段的平均小時(shí)用電量。常用日平均負(fù)荷、月平均負(fù)荷、年平均負(fù)荷。三、用電負(fù)荷分類 根據(jù)用戶在國民經(jīng)濟(jì)中所處部門分工業(yè)用電農(nóng)業(yè)用電交通運(yùn)輸用電照明及市政生活用電 根據(jù)對供電可靠性要求分一類負(fù)荷，又稱一級負(fù)荷二類負(fù)荷，又稱二級負(fù)荷三類負(fù)荷，又稱三級負(fù)荷一類負(fù)荷：中斷供電時(shí)將造成人身傷亡，或經(jīng)濟(jì)、政治、軍事上的重大損失的負(fù)荷。如發(fā)生設(shè)備重大損壞，產(chǎn)品出現(xiàn)大量廢品，引起生產(chǎn)混亂、重要交通樞紐、干線受阻、廣播通信中斷或城市水源中斷、環(huán)境嚴(yán)重污染等。采用兩個(gè)及以上獨(dú)立電源供電。二類負(fù)荷：中斷供電時(shí)將造成較嚴(yán)重的減產(chǎn)、停工，局部地區(qū)交通阻塞，大部分城市居民的正常生活秩序被打亂，

4、造成經(jīng)濟(jì)上的較大損失。三類負(fù)荷：除一、二類負(fù)荷之外的一般負(fù)荷，這類負(fù)荷短時(shí)停電造成的損失不大。一、基本要求（4點(diǎn)）供電可靠性：連續(xù)性，局部故障對重要用戶無較大影響，10-15%備用容量電能質(zhì)量合格：電壓、頻率等指標(biāo)合格，不間斷安全、經(jīng)濟(jì)、合理性電網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度的合理性：停電檢修、故障處理靈活二、我國的電力狀況2014年年底，發(fā)電總裝機(jī)容量突破13億千瓦，其中火電占72.4%，霧霾水電占24.5%核電占2.4%，311地震后停止項(xiàng)目審批和建設(shè)，近日重啟新能源占0.7%（風(fēng)電、太陽能、地?zé)?、潮汐等）。第三?jié) 供電系統(tǒng)的基本要求第四節(jié) 供電質(zhì)量供電質(zhì)量：包含兩個(gè)方面，電能質(zhì)量、供電的可靠性一、電能質(zhì)量（

5、5個(gè)衡量指標(biāo)）1、電壓偏差：電壓幅值偏離額定值的程度。U=U-Ue 或者U%=【（U-Ue）/ Ue】100%我國國家標(biāo)準(zhǔn)：35kV及以上：正負(fù)偏差絕對值之和不超額定值的10%，例如5%10kV及以下三相供電：允許偏差為額定值的7%220V單相供電（例如照明）：允許偏差為額定值的+7%-10%2、電壓波動與閃變：電壓波動：在某一時(shí)間內(nèi)，電壓急劇變化而偏離額定值的現(xiàn)象，或高、或低引發(fā)原因：大型設(shè)備起停，電網(wǎng)局部故障，雷電影響閃變：周期性的電壓急劇變化現(xiàn)象。3、電壓正弦波畸變：諧波影響：諧波損耗，設(shè)備發(fā)熱；電動機(jī)機(jī)械振動，噪音加大；電磁干擾，等等諧波治理方法：隔離，Y/、Y0/等接線組別的變壓器，

6、三角形接線可濾除三次諧波增加整流相數(shù)，612相濾波裝置，串并L,C，電抗器4、負(fù)序電壓系數(shù)反映三相電壓不平衡程度。5、頻率偏差國家標(biāo)準(zhǔn)：正常允許偏差值：0.2HZ，49.8-50.2HZ300萬kW及以下系統(tǒng)： 0.5HZ，49.5-50.5HZ二、供電可靠性持續(xù)供電的能力。衡量標(biāo)準(zhǔn)：實(shí)際供電時(shí)間/全部時(shí)間，停電時(shí)間包含故障、計(jì)劃檢修等停電 美國99.99%，日本99.97%第五節(jié) 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式我國電力系統(tǒng)目前所采用的中性點(diǎn)接地方式有三種：不接地經(jīng)消弧線圈接地直接接地一、中性點(diǎn)不接地的三相系統(tǒng)主要特點(diǎn)：當(dāng)一相發(fā)生接地后，未接地相的對地電壓將升高到相電壓的 倍，即線電壓。各相間的電壓

7、大小和相位仍然不變，三相平衡沒有破壞，可以繼續(xù)工作一段時(shí)間。優(yōu)點(diǎn)；須設(shè)絕緣監(jiān)視裝置，接地時(shí)報(bào)警，盡快處理，一般不超過2小時(shí)，防止兩相間短路。接地點(diǎn)電流屬容性，是原先的3倍，易起電弧，引發(fā)弧光短路。易產(chǎn)生諧振過電壓，損傷電氣絕緣，造成相間短路。對于接地電流大于5A的應(yīng)設(shè)跳閘保護(hù)。當(dāng)C相發(fā)生金屬性接地后，中性點(diǎn)U0對地電壓不再是0，而是-Uc；未接地的UA,UB則升高到相電壓的 倍。以A相為例，其對地電壓：未接地時(shí) UA，相電壓接地時(shí) UA+UC，變?yōu)榫€電壓，工程設(shè)計(jì)時(shí)必須要按線電壓來考慮-UC大地為零點(diǎn)位二、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的三相系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，可形成一個(gè)與接地電

8、容電流大小、相等方向相反的電感電流，兩者相互抵消，接地故障電流就可以等于零。三、中性點(diǎn)直接接地的三相系統(tǒng)又叫做大電流接地系統(tǒng)，單相接地時(shí)，接地點(diǎn)電流很大，電力網(wǎng)不能繼續(xù)運(yùn)行，此時(shí)繼電保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動作?？偨Y(jié)一下220kV及以上的電力網(wǎng)：中性點(diǎn)直接接地（降低絕緣要求，造價(jià)）；110kV的電力網(wǎng)：大部分采用直接接地方式，小部分采用經(jīng)消弧線圈接地方式；35-66kV的電力網(wǎng)：采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地或不接地方式（若接地電流10A，宜用消弧線圈）；3-10kV的電力網(wǎng)：采用中性點(diǎn)不接地方式，提升供電可靠性（我廠6kV系統(tǒng)）；1kV及以下的低壓電力網(wǎng)：380/220V三相四線制，一般采用中性點(diǎn)直接接地，考慮

9、的是安全，短路跳閘，防止觸電；第六節(jié) 用電單位供電系統(tǒng)一、供電電壓從安全、經(jīng)濟(jì)角度選擇供電電壓；用電設(shè)備容量在250kW或變壓器容量在250kVA及以下時(shí)，一般選擇低壓供電。主要從傳輸距離和供電容量兩個(gè)方面考慮，見下表：額定電壓（kV）線路種類極限容量（kW）輸送距離（km）0.382500.56架空20003-106電纜2000810架空30005-1510電纜50001035架空2000-1萬20-50110架空1萬-5萬50-150220架空5萬-20萬150-300500架空20萬以上300以上750二、用電單位常用變、配電電所的類型室外變電所：電壓等級高，露天，節(jié)省建筑，供電公司室內(nèi)

10、變電所：廠礦企業(yè)，占地面積小地下變電所：節(jié)省土地，土建工程量大，造價(jià)高移動式變電所：車上，臨時(shí)用電箱式變電所：結(jié)構(gòu)緊湊，占地少，城市小區(qū)、市政、工地三、用戶變、配電所的供電方式重點(diǎn)用戶：雙路電源供電一般用戶：單路電源供電四、變、配電所的主接線1、對于變配電所主接線的基本要求：滿足供電需求，結(jié)構(gòu)簡單，可靠，主設(shè)備齊全；安全經(jīng)濟(jì)，運(yùn)行靈活，考慮發(fā)展；便于維護(hù)，操作簡單、方便；故障處理能保障安全2、主接線型式：線路變壓器組式接線單母線式主接線雙母線式主接線（略）橋式接線的主接線:35kV及以上變電所，分為內(nèi)橋式和外橋式單母線單電源供電單母線式主接線雙電源供電單母線式主接線單母線加旁路母線式主接線不分

11、段隔離開關(guān)分段斷路器分段我車間配電室主接線方式：雙路電源供電單母線斷路器分段開泰一次變電站主接線（外橋式接線）第七節(jié) 無功補(bǔ)償一、提高功率因數(shù)的意義1、提高設(shè)備的有功出力。 P = SCOS S一定的條件下，功率因數(shù)越大，輸出有功功率越大。2、降低功率損耗和電能損失。 三相功率損耗：功率三角形QSP當(dāng)線路電壓U、有功功率P一定時(shí)，功率因數(shù)提高后，功率損耗將成平方倍數(shù)地下降。3、減少電力設(shè)備投資。P、U一定的條件下，提高功率因數(shù)，可降低線路電流，降低視在功率；減少導(dǎo)線截面積；降低變壓器容量；4、減少電壓損失。提高功率因數(shù)，可減少Q(mào)值，從而降低電壓損耗。二、提高功率因數(shù)的方法1、提高自然功率因數(shù)恰

12、當(dāng)選擇電動機(jī)容量，避免“大馬拉小車”；少開空車；合理配置變壓器的容量，避免輕載；選擇綠色照明。2、人工無功補(bǔ)償將容性無功負(fù)荷與感性無功負(fù)荷并接，在兩者之間相互交換能量；并聯(lián)電容器：最常用的方法，簡單易行三、平均功率因數(shù)一定時(shí)間內(nèi)，功率因數(shù)的平均值.計(jì)算方法：有功電量、無功電量，由電能表讀數(shù)獲得WP、WQ有功電量、無功電量，單位 kWh、kvarh三、電容器1、結(jié)構(gòu)：多采用聚丙烯金屬膜電容器；具備一定的自愈能力，又稱自愈式電容器；電容器內(nèi)部設(shè)有放電電阻；電容器內(nèi)部設(shè)有限流線圈，限制電容涌流；字母1：表示電容器的用途特征，如Y一移相;B一并聯(lián);C一串聯(lián)。字母2：表示液體介質(zhì)材料種類，如Y一礦物油;

13、W一十二烷基苯;G一苯甲基硅油;G一蓖麻油;Z一植物油。字母3：表示固體介質(zhì)材料種類，如F一紙、薄膜復(fù)合介質(zhì);M一全聚丙烯薄膜;無標(biāo)記一全電容紙。字母4：表示極板特性，如J一金屬化極板。數(shù)字1：額定電壓，單位kV;數(shù)字2：單臺容量，單位kvar;數(shù)字3：表示相數(shù)，如3表示三相，1表示單相。字母5：表示使用場所，W一戶外型，無標(biāo)記一戶內(nèi)型;字母6：R-內(nèi)有熔絲;TH濕熱型。 舉例：電容器型號為 BZMJ0.4-15-3 植物油浸漬的全聚丙烯薄金屬化極板的并聯(lián)電容器，額定電壓0.4kV，單臺容量15kvar，三相，戶內(nèi)型。字母1 字母2 字母3 字母4 數(shù)字1 數(shù)字2 數(shù)字3 字母4 字母52、型

14、號常用三角函數(shù)計(jì)算四、補(bǔ)償電容器容量計(jì)算說明：式中 月平均有功負(fù)荷系數(shù)(對工廠企業(yè)一般取0.7-0.8） Pm最大有功計(jì)算負(fù)荷，單位：kW。五、補(bǔ)償注意事項(xiàng)：1、運(yùn)行電壓對補(bǔ)償容量有影響，實(shí)際容量與施加電壓的平方成正比。2、對于電動機(jī)進(jìn)行個(gè)別補(bǔ)償，應(yīng)保證空載時(shí)功率因數(shù)接近于1為宜。U電動機(jī)額定電壓；I0電動機(jī)的空載電流空載時(shí)，功率損耗大部分為無功功率六、幾種補(bǔ)償方式：1、個(gè)別補(bǔ)償：電容器與用電設(shè)備就地直接并接，補(bǔ)償效果最好；2、分組補(bǔ)償：也稱分散補(bǔ)償，將電容器組裝在車間配電柜的母線上或各分路出線上，電容器利用率較高；3、集中補(bǔ)償：將電容器組接在變配電所的高壓或者低壓母線上，電容器利用率最高。七

15、、電容器的運(yùn)行：1、電壓超過1.1倍或者低于0.6倍時(shí)，電容器應(yīng)退出運(yùn)行（過電壓保護(hù)、低電壓保護(hù)）；2、要為電容器設(shè)置放電裝置。高壓電容器可用專用的放電線圈，也可利用互感器或變壓器的繞組；低壓電容器一般用信號燈。要求：自動投切的電容器，5秒內(nèi)，殘壓降至50V以下；手動投切的電容器，高壓：放電時(shí)間不大于5分鐘；低壓：不大于1分鐘；3、電容器允許在1.3倍的額定電流下長期運(yùn)行；4、允許的環(huán)境溫度：-4040 ；5、變電所停電操作時(shí)，應(yīng)先拉電容器開關(guān)，后拉各出線回路開關(guān)；送電時(shí)，先合各路出線開關(guān)，后合電容器開關(guān)。原因：防止過補(bǔ)償、過電壓。第九節(jié) 低壓網(wǎng)的保護(hù)方式國際電工委員會（IEC）規(guī)定，低壓電網(wǎng)

16、的保護(hù)方式有三種：TN、TT、IT；第一個(gè)字母：反映變壓器中性點(diǎn)的接地方式； T直接接地；I不接地或經(jīng)電阻（消弧線圈）接地；第二個(gè)字母：反映用電設(shè)備金屬外殼的接地方式； T金屬外殼接地；N金屬外殼接零一、TN系統(tǒng)可細(xì)分為三種形式：TN-C：在整個(gè)供電系統(tǒng)中，中性線N與保護(hù)線PE合用；TN-S：在整個(gè)供電系統(tǒng)中，中性線N與保護(hù)線PE分設(shè)，各自獨(dú)立（近年來，柜外推薦使用；國內(nèi)也多用）；TN-C-S：在供電系統(tǒng)中，中性線N與保護(hù)線PE部分合用；注意：當(dāng)三相電流不平衡時(shí)，中性線會流經(jīng)電流，產(chǎn)生電壓，此時(shí)的中性線不宜做PE線使用；一般規(guī)定，中性線上的不平衡電流不得超過相線額定電流的25%。二、TT系統(tǒng)設(shè)備碰殼接地短路電流27.5A，如果保護(hù)開關(guān)不能跳閘，外殼會帶0.5倍的相電壓；采用這種保護(hù)方式時(shí)，應(yīng)配置漏電保護(hù)器。三、IT系統(tǒng)我廠的高壓電動機(jī)就是采用此種保護(hù)方式。第十節(jié) 用戶供配電工程一、用電負(fù)荷的口訣式計(jì)算法1、單臺