工廠供電課件

武漢理工大學自動化學院供配電技術(shù)講授石云QQ:1303037009Mobile：1397127206211/18/20221河北科技大學電氣工程系電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位人類的生產(chǎn)和生活都需要消耗能量，能量的來源稱為能源。能源一次能源：由自然界直接向人類提供的能源；二次能源：將一次能源轉(zhuǎn)換后生成的能源。采用電能的優(yōu)越性易于傳輸易于轉(zhuǎn)換易于控制2課程的特點介紹電力系統(tǒng)的一些基本概念介紹電力系統(tǒng)的一些基本分析方法

介紹工廠供配電的一些基本計算3內(nèi)容框架1、電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的基本知識2、負荷計算—負荷、損耗及功率因數(shù)3、短路--概述、過程分析、短路電流及短路電流計算4、一次系統(tǒng)—電壓選擇、電氣設(shè)備概述、主接線5、電氣主設(shè)備的選擇—高低壓開關(guān)設(shè)備、互感器母線等6、電力線路—導線及電纜選擇方法7、繼電保護—基本知識、繼電器、電力線路保護（常規(guī)及微機保護）8、二次回路與自動裝置—斷路器控制回路、ARD、APD等5本課的任務(wù)掌握供配電基本理論和基本知識掌握企業(yè)供配電設(shè)計及基本計算方法總的來說6本課程的主要內(nèi)容第2章電力負荷計算 第3章短路電流及其效應的計算第4章工廠供配電系統(tǒng)一次接線第5\6章電氣設(shè)備及其選擇 第8章工廠供配電系統(tǒng)二次接線第7章工廠供配電系統(tǒng)的繼電保護第9章防雷與接地安全可靠優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟第10章電氣照明第11章工廠供配電系統(tǒng)的運行與管理

7企業(yè)對供電的要求經(jīng)濟性

可靠性安全性優(yōu)質(zhì)性合理選擇導線截面及結(jié)線方式對重要用戶應保證可靠供電應具有必要的事故保護線路電壓損失不應超出允許范圍，減少電壓波動及諧波的影響8教材：（1）供配電技術(shù)，唐志平等編，電子工業(yè)出版社；參考資料：（1）工廠供電，劉介才編，機械工業(yè)出版社。（2）《工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊》第三版中國電力出版社。。（3）電力工程基礎(chǔ)，孫麗華主編，機械工業(yè)出版社。（4）現(xiàn)代供電技術(shù)，孟祥忠編，清華大學出版社。（5）電力系統(tǒng)繼電保護，賀家李，中國電力出版社。（6）電能質(zhì)量與控制，蕭湘寧，中國電力出版社.（7）供電技術(shù)，鄒有明編，中國電力出版社1012法規(guī)中華人民共和國節(jié)約能源法中華人民共和國電力法電力供應與使用條例供電營業(yè)規(guī)則有關(guān)法規(guī)、技術(shù)標準、規(guī)范Laws,StandardsandCodes14常用的標準、規(guī)范、導則（國際）IEC(InternationalElectrotechnicalCommission)

國際電工委員會IEEE(InstituteofElectricalandElectronicEngineers)

電氣與電子工程師學會ANSI(AmericanNationalStandardsInstitute)

美國國家標準學會CEMark(CertifiedEuropeanMark)

歐盟認證標志有關(guān)法規(guī)、技術(shù)標準、規(guī)范Laws,StandardsandCodes15常用的標準、規(guī)范、導則（國際）ISO(InternationalStandardsOrganization)

國際標準化組織NEC(NationalElectricalCode)

國家電氣規(guī)范NEMA(NationalElectricalManufacturersAssociation)

國家電氣制造商協(xié)會UL(UnderwritersLaboratories,Inc.)BSI(BritishStandardsAssociation)

英國標準協(xié)會有關(guān)法規(guī)、技術(shù)標準、規(guī)范Laws,StandardsandCodes16常用的標準、規(guī)范、導則（國內(nèi)）國家標準：

GB——國家標準代號（強制性）

GB/T——國家標準代號（推薦性）行業(yè)標準：

電力行業(yè)：DL（強制性標準）、DL/T（推薦性標準）

建筑行業(yè)：JG（強制性標準）、JG/T（推薦性標準）

企業(yè)標準代號：QB有關(guān)法規(guī)、技術(shù)標準、規(guī)范Laws,StandardsandCodes17常用的標準、規(guī)范、導則（國內(nèi)）國家標準：

行業(yè)歸口所：

1、高壓電器：西安高壓電器研究所

2、低壓電器：上海電器科學研究所

3、低壓成套：天津電氣傳動研究所

4、電力電子：西安電力電子研究所DL/T電力行業(yè)標準：

國家電網(wǎng)公司中國電力研究院有關(guān)法規(guī)、技術(shù)標準、規(guī)范Laws,StandardsandCodes181、電力系統(tǒng)和工廠供配電系統(tǒng)

◆電力系統(tǒng)的基本知識

◆供配電系統(tǒng)的組成

◆電力系統(tǒng)的運行要求2、電力系統(tǒng)的額定電壓

◆電力系統(tǒng)的電壓等級

◆電力系統(tǒng)中各元件的額定電壓規(guī)定

介紹電力系統(tǒng)的組成、供配電系統(tǒng)、變電所的類型、額定電壓和電能質(zhì)量等基本概念，主要包括：第一章電力系統(tǒng)概論203、電能質(zhì)量指標

◆電力系統(tǒng)電能質(zhì)量衡量標準

◆各指標的具體含義4、電力系統(tǒng)中性點的運行方式

◆電力系統(tǒng)中性點運行方式類型

◆各種運行方式特點及適用場合重點:（1）電力系統(tǒng)及常用電氣設(shè)備額定電壓的確定（2）中性點的運行方式211.1電力系統(tǒng)的基本概念1.2發(fā)電廠的生產(chǎn)過程1.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量1.4電力系統(tǒng)中性點的運行方式1.5我國電力工業(yè)發(fā)展概況及前景23電能是一種清潔的二次能源，具有以下優(yōu)點：（1）方便地、經(jīng)濟地、遠距離的輸送和分配；（2）易于轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如機械能、熱能、化學能、光能等；（3）易于操作、調(diào)節(jié)和控制；（4）有利于實現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動化；（5）可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和經(jīng)濟效果。故在國民經(jīng)濟、社會生產(chǎn)和人民生活中得到廣泛應用。

一次能源：從自然界取得未經(jīng)改變或轉(zhuǎn)變而直接利用的能源。如原煤、原油、天然氣、水能、風能、太陽能、海洋能、潮汐能、地熱能、天然鈾礦等。

補充知識：一次能源很少能直接利用241.1電力系統(tǒng)的基本概念

一、電力管理系統(tǒng)組成概述管理系統(tǒng)規(guī)劃部門設(shè)計部門區(qū)域設(shè)計院省級設(shè)計院市級設(shè)計院建設(shè)部門電廠建設(shè)送變電電能生產(chǎn)部門發(fā)電廠運行部門科研部門5級管理電科院自動化研究院26主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)電力工業(yè)主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)發(fā)電利用各種能源資源，生產(chǎn)電能。輸電電力的輸送變電電壓等級的變換配電電能的分配供給用電電能消費電力工業(yè)還包括以下環(huán)節(jié)：規(guī)劃、勘測設(shè)計、施工建設(shè)、運行調(diào)度、維護改造、安全監(jiān)察、科研開發(fā)、設(shè)備制造、教育培訓、法規(guī)標準、電力營銷（電力市場）等等。11/18/202227河北科技大學電氣工程系1.1電力系統(tǒng)的基本概念

二、電力系統(tǒng)的物理組成結(jié)構(gòu)或者說：由發(fā)電廠、電力網(wǎng)和電力用戶就構(gòu)成了電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)示意圖如圖1-1所示。1.電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)是指完成電能生產(chǎn)、輸送、分配和消費的統(tǒng)一整體。為什么高壓供電？28從發(fā)電到用電的示意圖火力發(fā)電站核電站水力發(fā)電站超高壓變電站一般水力發(fā)電站一次變電站配電用變電所牽引變電所大工廠高壓配電線農(nóng)家住宅商店小工廠30發(fā)電廠輸電線路配電線路變壓器變壓器用戶220kV10kV380V12kV11/18/202231河北科技大學電氣工程系1.1電力系統(tǒng)的基本概念

通常將220kV及以上的電力線路稱為輸電線路，110kV及以下的電力線路稱為配電線路。配電線路又分為高壓配電線路（110kV）、中壓配電線路（6～35kV）和低壓配電線路（380/220V）。地方電力網(wǎng)：電壓等級在35kV及以下、供電半徑在20～50km以內(nèi)的電力網(wǎng);區(qū)域電力網(wǎng)：電壓等級在35kV以上、供電半徑超過50km的電力網(wǎng);超高壓遠距離輸電網(wǎng)：電壓等級為330～500kV的電力網(wǎng)，一般由遠距離輸電線路連接而成。發(fā)電廠：生產(chǎn)電能，將一次能源轉(zhuǎn)換成二次能源（電能），分為火、水、核、風、太陽、地熱等發(fā)電廠。電力網(wǎng)：由不同電壓等級的輸電線路和變壓器組成，可分為地方電力網(wǎng)、區(qū)域電力網(wǎng)及超高壓遠距離輸電網(wǎng)三種類型。32變電所：是變換電能電壓和接受分配電能的場所。分為區(qū)域變電所、地區(qū)變電所和終端變電所等。配電所：只接受和分配電能，不變換電壓。電力用戶：消耗電能，將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量。2．工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)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。

1.1電力系統(tǒng)的基本概念

總降壓變電所：將35～110kV的供電電壓變換為6～10kV的高壓配電電壓，給廠區(qū)各車間變電所或高壓電動機供電。區(qū)域變電所：電壓等級高，變壓器容量大，進出線回路數(shù)多，由大電網(wǎng)供電，高壓側(cè)電壓為330～500kV，全所停電后，將引起整個系統(tǒng)解列甚至瓦解；地區(qū)變電所：由發(fā)電廠或區(qū)域變電所供電，高壓側(cè)電壓為110～220kV，全所停電后，將使該地區(qū)中斷供電；終端變電所：是電網(wǎng)的末端變電所，主要由地區(qū)變電所供電，其高壓側(cè)為10～110kV，全所停電后，將使用戶中斷供電。33

車間變電所：將6～10kV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。配電線路：分為6-10KV廠內(nèi)高壓配電線路和380/220V廠內(nèi)低壓配電線路。車間變電所可分為以下幾種類型（圖1-2）：1.1電力系統(tǒng)的基本概念

附設(shè)式變電所（1~4）車間內(nèi)變電所（5）獨立變電所（7）露天變電所（6）地下變電所桿上變電所圖1-2車間變電所的類型

34企業(yè)供配電系統(tǒng)企業(yè)總降壓變電所、高壓配電所、配電線路、車間變電所、用電設(shè)備等。35在以下情況，建立自用發(fā)電廠：本企業(yè)生產(chǎn)及生活需大量熱能；距離系統(tǒng)太遠；本企業(yè)所在地區(qū)有可供使用的能源。本企業(yè)有大量重要負荷，需獨立的備用電源；36用戶電能供應的樞紐；接受電能、變換電能、分配電能集中接收6~10kV電壓，再分配到附近各車間變電所及高壓用電設(shè)備。一般負荷分散、廠區(qū)大的大型企業(yè)需要。接受電能、變換電能、分配電能37接受電能、變換電能、分配電能6~10kV廠內(nèi)高壓配電線路220/380V廠內(nèi)低壓配電線路對于某個具體的供配電系統(tǒng)的組成，主要取決于電力負荷的大小和廠區(qū)的大小。38供配電系統(tǒng)的基本要求在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。應滿足電能用戶對供電可靠性的要求。供電系統(tǒng)的投資要少，運行費要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量?？煽績?yōu)質(zhì)經(jīng)濟應滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量要求。安全此外：要求靈活、方便且有冗余。392003年北美8.14大停電堪稱電力領(lǐng)域的“9.11”事件，停電29小時，損失61800MW負荷，直接經(jīng)濟損失300億美元。美國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)遠比中國電網(wǎng)強，為什么會頻繁出現(xiàn)這種災難性的大停電事故？暴露了發(fā)達國家電力系統(tǒng)不安全，優(yōu)秀電力工程人員匱乏的情況。40停電前停電后美國海岸衛(wèi)星云圖41停電后紐約的夜景421.1電力系統(tǒng)的基本概念

三、建立大型電力系統(tǒng)的優(yōu)點1．可以減少系統(tǒng)的總裝機容量。2．可以減少系統(tǒng)的備用容量。3．可以提高供電可靠性。4．可以安裝大容量的機組。5．可以合理利用動力資源，提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。為什么要組建大型電力系統(tǒng)？43發(fā)電公司中國華能集團公司中國大唐集團公司中國國電集團公司中國華電集團公司

中國電力投資集團公司

電力系統(tǒng)Powersystem44國家電網(wǎng)公司南方電網(wǎng)公司電網(wǎng)公司451.1電力系統(tǒng)的基本概念

四、電力系統(tǒng)的基本參量1.總裝機容量：指系統(tǒng)中所有機組額定有功功率的總和，以MW、GW計。我國2007年底，達71.3萬MW。

2.年發(fā)電量：指系統(tǒng)中所有發(fā)電機組全年實際發(fā)出電能的總和，以MW·h、GW·h、TW·h計。據(jù)中電聯(lián)統(tǒng)計,2007年我國全年發(fā)電量達32.559億MW·h

。3.最大負荷：指規(guī)定時間內(nèi)電力系統(tǒng)總有功功率負荷的最大值，以MW、GW計。4.額定頻率：50Hz5.最高電壓等級：指系統(tǒng)中最高電壓等級線路的額定電壓，以kV計。1GW=103MW（10萬千瓦）1MW=103kW（1000千瓦）1MW·h=103kW·h（千度），1GW·h=103MW·h（100萬度）1TW·h=103GW·h（10億度），1kW·h=1度461.1電力系統(tǒng)的基本概念

五、電力系統(tǒng)的特點1．電能不能大量儲存。2．電力系統(tǒng)的過渡過程十分短暫。3．與國民經(jīng)濟各部門的關(guān)系密切。1．保證供電的可靠性。2．保證良好的電能質(zhì)量。

六、對電力系統(tǒng)的基本要求3．為用戶提供充足的電能。4．提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。471.2發(fā)電廠的生產(chǎn)過程

一、火力發(fā)電廠1．火電廠的燃料：煤炭、石油、天然氣等。2．能量轉(zhuǎn)換過程：燃料的化學能→熱能→機械能→電能。3．分類：汽輪機發(fā)電廠、蒸汽機發(fā)電廠、內(nèi)燃機發(fā)電廠等。4．火電廠的組成：燃燒系統(tǒng)（鍋爐）：燃料→灰渣，風（空氣）→煙氣電力系統(tǒng)：發(fā)電機、變壓器、輸電線路等。5．火電廠的生產(chǎn)過程（見圖1-3）汽水系統(tǒng)（汽輪機）：水蒸汽、循環(huán)水（冷水熱水）產(chǎn)生電能的工廠，其他能源——電能48圖1-3凝氣式火電廠生產(chǎn)過程示意圖

496．火電廠是我國目前最主要的電源，比例大于75%。1.2發(fā)電廠的生產(chǎn)過程江蘇諫壁發(fā)電廠7．火力發(fā)電存在的問題8．今后火電建設(shè)的重點采用高參數(shù)、大容量、高效率的設(shè)備。開發(fā)清潔煤燃燒發(fā)電、天然氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。鼓勵熱電聯(lián)產(chǎn)。加強煤炭基地的礦口電廠建設(shè)。安全問題：采礦和運輸中的安全性災難等。環(huán)境問題：酸雨、溫室效應、可吸入顆粒物等。效率問題：凝汽式火電廠效率為40%，熱電廠為60%~70%。張家口發(fā)電總廠浙江北侖發(fā)電廠50511.2發(fā)電廠的生產(chǎn)過程

二、水力發(fā)電廠1．水電廠的能量轉(zhuǎn)換過程：水的位能→機械能→電能。2．水電廠的總發(fā)電功率：

3．水電廠的分類堤壩式水電廠引水式水電廠抽水蓄能電站壩后式：如三門峽、劉家峽、丹江口、三峽水電站河床式：如葛洲壩水電站4．水電廠的組成：水庫、水輪機、電力系統(tǒng)521.2發(fā)電廠的生產(chǎn)過程5．水電廠的生產(chǎn)過程（見圖1-4）圖1-4堤壩式水電廠生產(chǎn)過程示意圖531.2發(fā)電廠的生產(chǎn)過程6．水電廠是我國目前最重要的電源之一，比例大于10%。

葛洲壩水電站

南美伊泰普水電站

長江三峽水電站

廣州抽水蓄能電站7．水力發(fā)電的優(yōu)點是最干凈的能源之一。是最廉價的能源之一：無需燃料、無環(huán)境污染、生產(chǎn)效率高、發(fā)電成本低、運行維護簡單。綜合水利工程：可同時解決發(fā)電、防洪、灌溉、航運、水產(chǎn)養(yǎng)殖等問題。

特殊的水電廠：抽水蓄能電廠，起“削峰填谷”作用。548．水力發(fā)電存在的問題1.2發(fā)電廠的生產(chǎn)過程建設(shè)問題：投資大、工期長，存在庫區(qū)移民、淹沒耕地、破壞人文景觀、破壞自然生態(tài)平衡等問題。運行問題：發(fā)電量受氣象、水文、季節(jié)水量變化的影響較大，分豐水期和枯水期，出力不穩(wěn)定，增加電力系統(tǒng)運行的復雜性。

三、核電廠1．核電廠的能量轉(zhuǎn)換過程：核燃料的裂變能→熱能→機械能→電能。2．核電廠的組成：核反應堆、汽水系統(tǒng)（汽輪機）、電力系統(tǒng)551.2發(fā)電廠的生產(chǎn)過程

3．核反應堆的分類：輕水堆（包括沸水堆和壓水堆）、重水堆和石墨冷氣堆等。輕水堆核電廠的生產(chǎn)過程示意圖如圖1-5所示。圖1-5輕水碓核電廠生產(chǎn)過程示意圖a）沸水碓b）壓水碓熱力系統(tǒng)由單回路構(gòu)成，有可能使汽輪機等設(shè)備受放射性污染由雙回路系統(tǒng)構(gòu)成，兩個回路各自獨立循環(huán)，不會造成設(shè)備的放射性污染。福島核電站的核反應堆都是單循環(huán)沸水堆，只有一條冷卻回路，蒸汽直接從堆芯中產(chǎn)生，推動汽輪機。

秦山核電站大亞灣核電站564．核電廠是我國目前最重要的電源之一，比例大于10%。秦山核電站大亞灣核電站1.2發(fā)電廠的生產(chǎn)過程5．核電迅速發(fā)展的原因核電是一種新型的巨大能源。煤、石油等火電燃料儲量有限，不可再生。發(fā)達國家的水資源已基本殆盡。一些資源貧乏國家“能源危機”，不得不發(fā)展核電。6.核能發(fā)電的優(yōu)缺點節(jié)省大量煤炭、石油等燃料，避免燃料運輸。不需空氣助燃，可建在地下、水下、山洞或空氣稀薄地區(qū)。571.2發(fā)電廠的生產(chǎn)過程比火電廠造價高，但發(fā)電成本低30%～50%，且規(guī)模越大越合算。存在問題：放射性污染。

四、其它新能源發(fā)電1．太陽能發(fā)電：太陽光能或太陽熱能→電能太陽能發(fā)電系統(tǒng)的組成太陽能發(fā)電的優(yōu)點是一種取之不盡、用之不竭的廉價能源。不需要燃料、生產(chǎn)成本低、不產(chǎn)生污染受季節(jié)、晝夜、地理和氣象條件的影響較大。58福島核電站（日本）59切爾貝諾利（前蘇聯(lián)）首例被國際核事件分級表評為第七級事件

601.2發(fā)電廠的生產(chǎn)過程太陽能光伏電源在西部地區(qū)應用廣泛。（青海、新疆）我國首座太陽能發(fā)電廠：2005年10月29日在南京江寧發(fā)電成功，發(fā)電量只有70kW。2．風力發(fā)電：風力的動能→機械能→電能風力發(fā)電的優(yōu)點西部地區(qū)的風能資源占全國的50%以上

。（青海、甘肅、新疆、內(nèi)蒙、云南、西藏等）新疆達板城風電廠是一種取之不盡、用之不竭的自然能源。不需要燃料、沒有污染、運行成本低。有一定的隨機性和不穩(wěn)定性，因此必須配有蓄能裝置。611.2發(fā)電廠的生產(chǎn)過程3．地熱發(fā)電：地熱能→電能電能生產(chǎn)過程：與火電廠相似，用地熱井取代鍋爐設(shè)備。地熱資源的開發(fā)利用在西部地區(qū)已取得了良好的效益。西藏羊八井電廠4．潮汐發(fā)電：海水漲潮或落潮的動能或勢能→電能。潮汐發(fā)電示意圖江廈潮汐電站

法國郎斯潮汐電站我國正在運行發(fā)電的潮汐電站共有8座（浙江4座，山東、江蘇、廣西、福建各1座）625．新能源發(fā)電的優(yōu)缺點太陽能、風能、地熱能、潮汐能等新能源都屬于清潔、廉價和可再生能源，是未來的能源主要形式。其他新能源：燃料電池、垃圾燃料、核聚變能、生物質(zhì)能等。太陽能、風能發(fā)電容量小，分散性大，屬于分布式能源，互聯(lián)后在運行安全和管理方面存在很多問題。1.2發(fā)電廠的生產(chǎn)過程我國現(xiàn)階段電力建設(shè)方針：因地制宜，水火并舉，并適當發(fā)展核能，充分發(fā)揮水電優(yōu)勢。63國家風光儲輸聯(lián)合示范工程在風能和光能資源豐富的河北張家口地區(qū)，建設(shè)集成電網(wǎng)、風電、光伏和儲能系統(tǒng)的聯(lián)合示范電站，2011年12月25日建成投產(chǎn)。64電力線路：不同類型：架空線：導線、避雷線、桿塔、絕緣子和金具等構(gòu)成；電纜線：由導線、絕緣層、保護層構(gòu)成；電纜線價格較高，電壓越高，兩者差別越大；維修電纜線路費時費工；電纜線路不需在地面設(shè)桿塔，供電可靠，不易受外力破壞。1.2補充65直流輸電優(yōu)點：

①線路造價低，交流用三根導線，而直流一般用兩根采用大地或海水作回路時只要一根，能節(jié)省大量的線路建設(shè)費用；②年電能損失小。直流架空線只用兩根，導線電阻損耗比交流輸電小；沒有感抗和容抗的無功損耗；沒有集膚效應，導線的截面利用充分；③線路穩(wěn)態(tài)運行時沒有電容電流，沒有電抗壓降，沿線電壓分布較平穩(wěn)，線路本身無需無功補償；④直流輸電線聯(lián)系的兩端交流系統(tǒng)不需要同步運行，因此可用以實現(xiàn)不同頻率或相同頻率交流系統(tǒng)之間的非同步聯(lián)系；⑤限制短路電流。如用交流輸電線連接兩個交流系統(tǒng)，短路容量增大，甚至需要更換斷路器或增設(shè)限流裝置。用直流輸電線路連接兩個交流系統(tǒng)，直流系統(tǒng)的“定電流控制”將快速把短路電流限制在額定功率附近，短路容量不因互聯(lián)而增大。補充：電能的傳輸方式：交流和直流66變電所：將一種電壓的電能變換成另一種電壓的電能的場所。組成：電力變壓器、母線和開關(guān)設(shè)備等分類：升壓、降壓功能：接受電能、變換電能和分配電能僅用來接收電能和分配電能的場所稱為配電所與發(fā)電機相連的變電所為升壓變電所；其余均為降壓變電所。1.2補充67電能用戶：所有消耗電能的用電設(shè)備或用電單位；工業(yè)用電占比重較大；2007年全年發(fā)電量：32559億kwh；其中工業(yè)用電居首位：24847億kwh，占76%。按使用性質(zhì)不同分為工業(yè)用戶和非工業(yè)用戶。1.2補充68額定電壓：保證用電設(shè)備（電動機、白熾燈等）、發(fā)電機和變壓器正常工作時能獲得最佳技術(shù)經(jīng)濟指標的電壓。

電網(wǎng)的額定電壓用電設(shè)備的額定電壓發(fā)電機的額定電壓 變壓器一次繞組的額定電壓 二次繞組的額定電壓是根據(jù)什么決定的呢？1.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量

一、電力系統(tǒng)的額定電壓69電力系統(tǒng)的電壓是有等級的，其額定電壓包括電力系統(tǒng)中各種發(fā)電、供電、用電設(shè)備的額定電壓。額定電壓：能使電氣設(shè)備長期運行時獲得最好經(jīng)濟效果的電壓，由國家確定的，設(shè)備廠商必須遵守，銘牌上給出。當輸送功率S一定：◆U越高，I越小，導線等載流體截面積越小，投資也越?。弧鬠越大，對設(shè)備絕緣要求越高，變壓器、斷路器等設(shè)備的絕緣投資也越大。故：對一定的輸送功率和輸送距離總會有一最合理的線路電壓，此時最經(jīng)濟。電壓分級原因：1.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量

一、電力系統(tǒng)的額定電壓70電力線路(電網(wǎng)）：

0.38/0.66/3/6/10/35（66）/110（154）/220/330/500kV154kv：東北地區(qū)歷史遺留下來的電壓等級，現(xiàn)正被淘汰；66kv：東北電力系統(tǒng)采用，選擇66kv后就不再使用110和35kv了；330kv：西北電力系統(tǒng)采用；各區(qū)域電網(wǎng)主干線及相鄰網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線電壓高低劃分：低壓：1kv及以下；高壓：1kv以上；城市、農(nóng)村及大工業(yè)企業(yè)連接區(qū)域性發(fā)電廠和大用戶按電壓等級來劃分：最常用較低一級高壓配電電壓補充71用電設(shè)備的額定電壓：與同級電網(wǎng)的額定電壓相同。發(fā)電機的額定電壓：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。1.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量

一、電力系統(tǒng)的額定電壓電力網(wǎng)的額定電壓：我國高壓電網(wǎng)的額定電壓等級有3kV、6kV、10kV、35kV、63kV、110kV、220kV、330kV、500kV等。圖1-6供電線路上的電壓變化示意圖圖1-6為供電線路上的電壓變化示意圖。這是規(guī)定的，別無選擇。例如：10kV電網(wǎng)，發(fā)電機額定電壓應為10.5kV72變壓器的二次繞組：對于用電設(shè)備而言，相當于電源。變壓器的額定電壓1.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量我國公布的三相交流系統(tǒng)的額定電壓見表1-1。

變壓器的一次繞組：相當于是用電設(shè)備，其額定電壓應與電網(wǎng)的額定電壓相同。注意：當變壓器一次繞組直接與發(fā)電機相連時，其額定電壓應與發(fā)電機的額定電壓相同。當變壓器二次側(cè)供電線路較長時：應比同級電網(wǎng)額定電壓高10%

當變壓器二次側(cè)供電線路較短時：應比同級電網(wǎng)額定電壓高5%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，用于35kV及以上線路?？梢圆豢紤]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，用于10kV及以下線路。73發(fā)電機G的額定電壓：UN·G=1.05×10=10.5（kV）變壓器T1的額定電壓：U1N=10.5（kV）

U2N=1.1×110=121（kV）變壓器T1的變比為：10.5/121kV變壓器T2的額定電壓：U1N=110（kV）

U2N=1.05×6=6.3（kV）變壓器T2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。~T1GT2110kV10kV6kV變壓器T1的一次繞組與發(fā)電機直接相連，其一次側(cè)的額定電壓應與發(fā)電機的額定電壓相同變壓器T1的二次側(cè)供電距離較長，其額定電壓應比線路額定電壓高10%變壓器T2的二次側(cè)供電距離較短，可不考慮線路上的電壓損失74例2:已知系統(tǒng)中線路的額定電壓，試求發(fā)電機和變壓器的額定電壓。變壓器2T：發(fā)電機：變壓器1T：75例3：試確定下圖供電系統(tǒng)中變壓器T1和線路WL1、WL2的額定電壓。變壓器T1：線路1：線路2：為什么不除1.05??761、電網(wǎng)（線路）額定電壓UN

低壓380V,660V高壓（3），6，10，35，（66），110，220，（330），500kV2、用電設(shè)備的額定電壓，等于同級電網(wǎng)的額定電壓3、發(fā)電機的額定電壓：UN·GG=1.05UN

電力系統(tǒng)額定電壓的總結(jié)4、電壓變壓器的額定電壓（1）升壓變壓器：U1N=UN·G·G=1.05UN；U2N=1.1UN

（2）降壓變壓器：U1N=UN（一次側(cè)） U2N=1.05UN

10kV及以下，線路較短時

U2N=1.1UN

35kV及以上，線路較長時771.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量

二、電壓等級的選擇220kV及以上：用于大型電力系統(tǒng)的主干線。110kV：用于中小型電力系統(tǒng)的主干線。35kV：用于大型工業(yè)企業(yè)內(nèi)部電力網(wǎng)。10kV：常用的高壓配電電壓，當6kV高壓用電設(shè)備較多時，也可考慮用6kV配電。3kV：僅限于工業(yè)企業(yè)內(nèi)部采用。380/220V：工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的低壓配電電壓。電力網(wǎng)的額定電壓、傳輸功率和傳輸距離之間的關(guān)系見表1-2781.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量三、電能質(zhì)量電能質(zhì)量是指通過公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的品質(zhì)。頻率偏差額定頻率：50Hz允許偏差：電網(wǎng)容量3000MW及以上者，±0.2Hz；電網(wǎng)容量3000MW以下者，±0.5Hz。GBT15945-2008《電能質(zhì)量電力系統(tǒng)頻率偏差》-中華人民共和國國家標準，第3.1條規(guī)定：電網(wǎng)頻率偏差允許值為：+－0.2Hz，當系統(tǒng)容量小時，可以放寬到+－0.5Hz。

79我國供電電網(wǎng)頻率50HZ。因此好多的用電設(shè)備設(shè)計時以此為依據(jù)，由于頻率對電氣設(shè)備影響很大。例如電動機的轉(zhuǎn)速。轉(zhuǎn)矩都與頻率有關(guān)。通訊傳輸就更重要了。1.如果頻率變化很大將會造成設(shè)備嚴重損壞。系統(tǒng)無法工作

2.供電電網(wǎng)的頻率不穩(wěn)?？赡苁堑墓╇娤到y(tǒng)出現(xiàn)異常，保護功能無法實現(xiàn)。造成電網(wǎng)無法正常供電。

3.不能使用電設(shè)備得到應有的功率。很多設(shè)備無法工作。

4.當頻率低時造成能量損耗增大。

5由于頻率不穩(wěn)一種影響加工.產(chǎn)品質(zhì)量。生產(chǎn)工藝紊亂，廢品率增高。

6由于動力設(shè)備的動力下降，將直接影響產(chǎn)品數(shù)量。

7.對自動化設(shè)備容易產(chǎn)生誤動作。對頻率有嚴格要求的自動化設(shè)備，系統(tǒng)無法工作。

8.通訊。廣播、航空；電視傳輸?shù)馁|(zhì)量下降，測量儀表的準確性降低極容易發(fā)生事故。 9.在醫(yī)院還有可能產(chǎn)生誤診，及醫(yī)療救治。等等。電壓偏差是指用電設(shè)備的實際電壓與額定電壓之差，用占額定電壓的百分數(shù)來表示電壓偏差頻率偏差的危害801.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量由于電壓偏差的允許值我國目前規(guī)定供電電壓的允許偏差—GB12325-2003《供電質(zhì)量—供電電壓允許偏差》，系統(tǒng)正常運行方式。線路額定電壓UN

允許電壓偏差35KV及以上10KV及以下220V-低壓照明用戶±5%±7%＋7%、－10%電壓偏差的危害白熾燈：電壓低時，壽命延長，但發(fā)光效率降低，照度下降；電壓高時，發(fā)光效率增加，但使用壽命大大縮短。

，電壓低時，轉(zhuǎn)矩將急劇減小，電流電動機：增大，使電動機繞組絕緣過熱受損，縮短使用壽命。81電網(wǎng)的電壓偏差過大時，不僅影響電力系統(tǒng)的正常運行，而且對用電設(shè)備的危害很大，如：電壓偏差的危害821.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量電壓波動與閃變

電壓波動是指電網(wǎng)電壓短時、快速的變動，用電壓最大值與最小值之差對電網(wǎng)額定電壓的百分比表示，即

正確選擇變壓器的電壓分接頭或采用有載調(diào)壓變壓器；合理減少系統(tǒng)的阻抗；盡量保持系統(tǒng)三相負荷平衡；改變系統(tǒng)的運行方式；采用無功功率補償設(shè)備等。電壓調(diào)整的措施831.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量電壓波動產(chǎn)生的原因：是由負荷急劇變動引起的。

閃變是指人眼對因電壓波動引起燈閃的一種主觀感覺，引起燈閃的電壓稱為閃變電壓。電壓波動的允許值使電動機無法正常起動，引起同步電動機轉(zhuǎn)子振動；使某些電子設(shè)備無法正常工作；使照明燈發(fā)生明顯的閃爍現(xiàn)象等。10kV及以下電網(wǎng)：2.5%35～110kV電網(wǎng)：2%電壓波動的危害電壓閃變主要是表征人眼對燈閃主觀感覺的參數(shù)。它一般是由開關(guān)動作或與系統(tǒng)的短路容量相比出現(xiàn)足夠大的負荷變動引起的。841.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量對負荷變動劇烈的大型電氣設(shè)備，采用專線或?qū)Ｓ米儔浩鞴╇?；增大供電容量，減小系統(tǒng)阻抗；增加系統(tǒng)的短路容量或提高供電電壓；在電壓波動嚴重時減少或切除引起電壓波動的負荷；對大型沖擊性負荷，可裝設(shè)能吸收沖擊無功功率的靜止型無功補償裝置（SVC）。電壓波動的抑制85電壓波動允許值（GB/T12326-2000）

額定電壓（kV）電壓波動允許值（δU%）10及以下2.535~1102.0220及以上1.6δU10允許值（GB/T12326-2000）應用場合對照明要求δU10允許值較高的白熾燈負荷0.4（推薦值）一般性照明負荷0.6（推薦值）861.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量諧波產(chǎn)生的原因：是由于電力系統(tǒng)中存在各種非線性元件

。

波形畸變程度的幾個特征量第h次諧波電壓含有率：

第h次諧波電流含有率：諧波電壓總含量：

諧波電流總含量：

電壓總諧波畸變率：

電流總諧波畸變率：

諧波是指對周期性非正弦交流量進行傅里葉級數(shù)分解后所得到的頻率為基波頻率整數(shù)倍的各次分量，通常稱為高次諧波。87881.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量使變壓器和電動機的鐵芯損耗增加，引起局部過熱，同時振動和噪聲增大，縮短使用壽命；使線路的功率損耗和電能損耗增加，并有可能使電力線路出現(xiàn)電壓諧振，產(chǎn)生過電壓，擊穿電氣設(shè)備的絕緣；使電容器產(chǎn)生過負荷而影響其使用壽命；使繼電保護及自動裝置產(chǎn)生誤動作；使變壓器使計算電費用的感應式電能表的計量不準；對附近的通信線路產(chǎn)生信號干擾，使數(shù)據(jù)傳輸失真等。諧波的危害891.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量三相整流變壓器采用Y，d或D，y接線；增加整流器的相數(shù)；在諧波源處裝設(shè)專用濾波器；限制晶閘管整流設(shè)備投入電網(wǎng)的容量；在大型整流設(shè)備附近裝設(shè)靜止型無功補償裝置等。諧波電壓限值和諧波電流允許值：見下表諧波的抑制90波形

波形的質(zhì)量是以正弦電壓波形畸變率來衡量的。在理想情況下，電壓波形為正弦波，但電力系統(tǒng)中有大量非線性負荷，使電壓波形發(fā)生畸變，除基波外，還有各項諧波。下表是我國規(guī)定的公用電網(wǎng)電壓波形畸變率。公用電網(wǎng)諧波電壓限值（相電壓）電網(wǎng)額定電壓（kV）電壓總諧波畸變率（%）

各項諧波電壓含有率（%）

奇次偶次0.385.04.02.06104.03.21.635663.02.41.21102.01.60.8911.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量影響變換器及其控制系統(tǒng)的正常工作并改變其設(shè)計性能，產(chǎn)生附加的非特征諧波分量；使旋轉(zhuǎn)電機的轉(zhuǎn)子受到反方向的負序旋轉(zhuǎn)磁場的作用，產(chǎn)生雙倍頻率的附加電流，使電機發(fā)熱甚至燒毀

；使繼電保護裝置產(chǎn)生誤動和拒動

。電力系統(tǒng)公共連接點：2%接于公共連接點的用戶：1.3%產(chǎn)生三相電壓不平衡的原因：三相負荷不對稱

。三相電壓不平衡的危害三相電壓不平衡的允許值三相電壓不平衡度指三相系統(tǒng)中三相電壓的不平衡程度，用電壓負序分量有效值與正序分量有效值的百分比來表示，即921.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量四、電能質(zhì)量的監(jiān)測與控制1．電能質(zhì)量的測量方式定期巡檢：用于需要掌握電能質(zhì)量但不需要連續(xù)檢測或不具備連續(xù)在線監(jiān)測條件的場合。專項檢測

：用于負荷容量變化大或有干擾源設(shè)備接入電網(wǎng)的場合。

在線監(jiān)測

：用于重要變電站、無人值班變電站的公共配電點或重要電力用戶的配電點。931.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量2．電能質(zhì)量的控制與治理措施提高發(fā)電、供電和配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量和可靠性。提高電力用戶終端設(shè)備的抗干擾能力。傳統(tǒng)的控制和改善電能質(zhì)量措施

利用有載調(diào)壓變壓器調(diào)整電壓

——可保證電壓質(zhì)量，但不能改變系統(tǒng)無功需求平衡

利用并聯(lián)電容器補償系統(tǒng)無功功率——可提高系統(tǒng)電壓，但不能解決輕載時系統(tǒng)電壓偏高的問題。利用無源濾波器抑制諧波電流

——只能抑制固定頻率的諧波，還有可能引起系統(tǒng)諧振。941.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量現(xiàn)代電能質(zhì)量的控制與治理措施

利用基于電力電子技術(shù)的柔性交流輸電技術(shù)（FACTS）和柔性配電技術(shù)（DFACTS），將電力電子、計算機技術(shù)和控制理論等高新技術(shù)運用于中低壓配用電系統(tǒng)，形成一系列電能質(zhì)量補償控制設(shè)備，能夠有效地解決諧波影響、電壓波動與閃變、三相電壓不對稱等問題，從而可大大提高電能質(zhì)量。

FACTS系統(tǒng)的設(shè)備：串聯(lián)補償裝置、并聯(lián)補償裝置和綜合控制裝置。其設(shè)備功能見表1-5。柔性交流輸電技術(shù)：又稱為基于電力電子技術(shù)的靈活交流輸電系統(tǒng)，通過控制電力系統(tǒng)的基本參數(shù)來靈活控制系統(tǒng)潮流，使電力傳輸容量更接近線路的熱穩(wěn)定極限。95FACTS設(shè)備綜合補償裝置：統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）串聯(lián)補償裝置晶閘管控制串聯(lián)電容器（TCSC）靜止同步串聯(lián)補償器（SSSC）晶閘管控制串聯(lián)電抗器（TCSR）并聯(lián)補償裝置靜止無功補償器（SVC）靜止同步補償器（STATCOM）晶閘管控制制動電阻器（TCBR）1.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量

DFACTS裝置：有源電力濾波器（APF）、動態(tài)電壓恢復器（DVR）和固態(tài)斷路器（SSCB）等。柔性配電技術(shù)：將柔性交流輸電系統(tǒng)中的現(xiàn)代電力電子技術(shù)及相關(guān)的檢測和控制設(shè)備延伸應用于配電領(lǐng)域。改善系統(tǒng)無功功率分布，進行電壓調(diào)整和提高系統(tǒng)電壓穩(wěn)定性FlexibleAlternatingCurrentTransmissionSystems，簡稱FACTS補償諧波的有效工具通過自身儲能，在毫秒級時間內(nèi)注入正常電壓與故障電壓之差，可有效抑制電壓跌落。961.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量3．控制和治理電能質(zhì)量的手段實施電網(wǎng)調(diào)度自動化、無功優(yōu)化、負荷控制及許多新型調(diào)頻、調(diào)壓裝置的開發(fā)和應用，減少頻率和電壓的偏差。加強城鄉(xiāng)電網(wǎng)的建設(shè)和改造，提高電壓質(zhì)量。利用無源濾波器、靜止無功補償裝置等，抑制諧波干擾、降低電壓波動和閃變等。利用柔性交流輸電技術(shù)，提高系統(tǒng)輸電容量和提高暫態(tài)穩(wěn)定性，對線路電壓、阻抗、相位進行控制，實現(xiàn)控制潮流、阻尼振蕩、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。利用柔性配電技術(shù)，實現(xiàn)補償諧波、抑制電壓下跌等。97我國電力系統(tǒng)中性點有三種運行方式：二、中性點不接地的電力系統(tǒng)正常運行時，系統(tǒng)的三相電壓對稱，三相導線對地電容電流也對稱，其電路圖和相量圖如圖1-7所示。當系統(tǒng)發(fā)生A相接地故障時，A相對地電壓降為零，相當于在中性點疊加上一個零序電壓。其電路圖和相量圖如圖1-8所示。

中性點不接地中性點經(jīng)消弧線圈接地中性點直接接地1.4電力系統(tǒng)中性點運行方式小電流接地系統(tǒng)大電流接地系統(tǒng)一、概述98（中線）（火線）（火線）（火線）AXYCBZN三相四線制供電火線（相線）:ABC中線（零線）：N星形接法1.4電力系統(tǒng)中性點運行方式

補充知識99線電壓與相電壓的關(guān)系---為相電壓---為線電壓在日常生活與工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，多數(shù)用戶的電壓等級為100三角形接法A?AXYCBZBC??特點：線電壓=相電壓101短路+–EA?XYZBC??問題討論???+++---EEE直流電源串接不行，三相交流電源可以，為什么？102A?XYZBC??

三相交流電源中三個電源可以串接的原因：三相電源的電壓在任何瞬間相加均為零。Em103星形接法ACB

NZZZ三相負載三角形接法ACBZZZ???負載也有兩種接法:104負載對稱時問題及討論零線是否可以取消？三相完全對稱時，零線可以取消。稱為三相三線制。ACBZZZ105討論討論照明電路能否采用三相三線制供電方式？ACB.........一層樓二層樓三層樓N不加零線會不會出現(xiàn)問題?106中性點對地電壓圖1-7中性點不接地系統(tǒng)正常運行時的電路圖和相量圖a）電路圖b）相量圖1.4電力系統(tǒng)中性點運行方式

故：正常時，虛擬接地點的總接地電流為0，中性點對地電壓也為0。虛擬接地點三相線電壓對稱三相相電壓對稱三相對地電容電流對稱（1）系統(tǒng)正常時相電壓與線電壓？107

在數(shù)值上圖1-8中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生A相接地故障時的電路圖和相量圖a）電路圖b）相量圖1.4電力系統(tǒng)中性點運行方式

接地點（2）單相接地-A相接地1081.4電力系統(tǒng)中性點運行方式

流過故障點的接地電流為：

數(shù)值上：單相接地電流（電容電流）的經(jīng)驗公式：式中，、分別為架空線路和電纜線路的總長度（km）。特點中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，線電壓不變，而非故障相對地電壓升高到原來相電壓的倍。單相接地電流等于正常時單相對地電容電流的3倍。1091.4電力系統(tǒng)中性點運行方式

絕緣投資大。單相故障時，非故障相對地電壓升為相電壓的倍，為確保設(shè)備的絕緣安全，系統(tǒng)相對地絕緣按線電壓設(shè)計，中性點絕緣按相電壓設(shè)計。單相接地電流小于30A的3~10kV電力網(wǎng)；單相接地電流小于10A的35kV電力網(wǎng)。

運行可靠性高。發(fā)生單相故障時，電力網(wǎng)的線電壓仍然對稱，用戶的三相用電設(shè)備仍能照常運行一段時間。但運行時間不能太長，以免另一相又發(fā)生接地故障時形成兩相接地短路。優(yōu)點缺點適用范圍110當中性點不接地系統(tǒng)的單相接地電流較大時，將產(chǎn)生間歇性電弧而引起弧光接地過電壓，甚至發(fā)展成多相短路。為此，可采用中性點經(jīng)消弧線圈接地的方式，如圖1-9所示。1.4電力系統(tǒng)中性點運行方式三、中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)圖1-9中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時的電路圖和相量圖a）電路圖b）相量圖消弧線圈111特點：運行可靠性高，但絕緣投資大。補償度與脫諧度消弧線圈的補償容量：適用范圍：單相接地電流大于30A的3~10kV電力網(wǎng)；單相接地電流大于10A的35kV電力網(wǎng)。補償度（調(diào)諧度）：

脫諧度：

1.4電力系統(tǒng)中性點運行方式

在電力系統(tǒng)中一般采用過補償運行方式Why?消弧線圈的補償方式全補償:欠補償:過補償:112特點：中性點始終保持零電位。優(yōu)點

節(jié)約絕緣投資。發(fā)生單相短路時，非故障相對地電壓不變，電氣設(shè)備絕緣水平可按相電壓考慮。因此，我國110kV及以上的電力系統(tǒng)基本上都采用中性點直接接地的方式。1.4電力系統(tǒng)中性點運行方式四、中性點直接接地的電力系統(tǒng)圖1-10中性點直接接地系統(tǒng)的電力系統(tǒng)示意圖113針對缺點應采取的措施加裝自動重合閘裝置，以提高供電可靠性。適用范圍110kV及以上電網(wǎng)和380/220V電力網(wǎng)。說明：110kV及以上電網(wǎng)采用中性點直接接地方式是為了降低工程造價，而在380/220V低壓電網(wǎng)中是為了保證人身安全。缺點

供電可靠性不高。單相短路時，接地相短路電流很大，保護裝置迅速跳閘，因此系統(tǒng)不能繼續(xù)運行。1.4電力系統(tǒng)中性點運行方式114評價電力的標準就是“安全性、經(jīng)濟性、靈活性和可靠性”，討論變壓器中性點接地方式，也是用這四性去判別的；

在電力系統(tǒng)中，最容易出現(xiàn)的是單相接地事故，對于中性點不接地系統(tǒng)，當發(fā)生單相接地后，接地相的相電壓降為零，未接地相的相電壓升為線電壓，即增加了根號3倍；

1、在低壓380/220V系統(tǒng)中，有許多單相用電設(shè)備，如果中性點不接地運行，則發(fā)生單相接地后，有可能未接地相電壓升高，會因過電壓燒毀家用電器，從安全性考慮，我們必須采用中性點直接接地系統(tǒng)，將中性點的電位牢牢固定在“0”；

2、對中壓系統(tǒng)，如6KV-66KV系統(tǒng)，大多是三相用電設(shè)備，且設(shè)備多在室外，出事的幾率比較多，設(shè)備絕緣強度也比較高，即便出現(xiàn)了單相接地，未接地相電壓升高也能承受，三相平衡對稱的關(guān)系沒有改變，也就是說三相系統(tǒng)還能正常運轉(zhuǎn)，這時從可靠性考慮，還是在中壓系統(tǒng)采用中性點不接地系統(tǒng)比較好；

3、對于高壓系統(tǒng)，如110KV以上的供電系統(tǒng)，電壓高，設(shè)備絕緣考慮成本不會作得很大，如果中性點不接地，當單相接地時，未接地的二相就要能夠承受根號3倍的過電壓，瓷絕緣子體積就要增大近一倍，原來1米長的絕緣子就要增加到1.732米以上，不但制造起來不容易，安裝也是問題，會使設(shè)備投資大大增加，另外110KV以上系統(tǒng)由于電壓高，桿塔的高度也高，不容易出現(xiàn)單相接地的情況，因而就是出現(xiàn)了接地就跳閘也不會影響多少供電可靠性，因而從投資的經(jīng)濟性考慮，在110KV以上供電系統(tǒng)，我們多采用中性點直接接地系統(tǒng)。115我國第一座火電廠12KW——上海(1882)第一座水電站2×240KW——昆明滇池石龍壩(1912)年份裝機容量（萬kw）年發(fā)電量（億KWh）世界排名19491854325197857122566819962,10801,3556220033,48501,8462220077,13293,2458220098,74284,882921.5我國電力發(fā)展概況及前景一、我國電力工業(yè)發(fā)展概況1161171181.5我國電力發(fā)展概況及前景中國電力工業(yè)的發(fā)展可分為三個以下階段1882~1937年。從1982年上海第一臺機組發(fā)電到抗日戰(zhàn)爭爆發(fā)前夕，全國共有461個發(fā)電廠，總裝機容量630MW，年發(fā)電量為17億kW·h，初步形成北京、天津、上海、南京、武漢、廣州、南通等大、中城市的配電系統(tǒng)。1937~1949年。1937年抗日戰(zhàn)爭開始后，日本帝國主義以東北為基地，為戰(zhàn)爭生產(chǎn)和提拱軍需物資，從而使東北電力系統(tǒng)也有一定的發(fā)展。1949年新中國成立時，全國發(fā)電裝機容量為1848.6MW，年發(fā)電量約43億kW·h，居世界第25位。當時中國已形成的電力系統(tǒng)有：東北中部電力系統(tǒng)；東北南部電力系統(tǒng)；東北東部電力系統(tǒng)；冀北電力系統(tǒng)。1191.5我國電力發(fā)展概況及前景輸電線路建設(shè)1949年以來，中國的電力工業(yè)有很大的發(fā)展。特別是改革開放以來，我國的電力工業(yè)有了飛速的發(fā)展，平均每年以10%以上的速度在增長，到1998年全國裝機容量已達到277GW，年發(fā)電量已達到1150TW·h，均躍居世界第2位。但人均用電量、電力系統(tǒng)自動化水平還與發(fā)達國家有差距。1954年，第一條220kV線路投入運行，全長369.25km；1972年，第一條330kV線路投入運行，全長534km；1981年，第一條500kV線路投入運行，全長595km

；1989年，第一條500kV直流輸電線路投入運行，全長1080km，實現(xiàn)了華中電網(wǎng)與華東電網(wǎng)的互聯(lián)。1201.5我國電力發(fā)展概況及前景我國電網(wǎng)已基本上形成500kV和330kV的骨干網(wǎng)架；我國電網(wǎng)進入了遠距離、超高壓、跨大地區(qū)輸電的階段。目前，我國已形成東北、華北、華東、華中、西北、川渝、南方共7個跨省電網(wǎng)以及山東、福建、新疆、海南和西藏5個獨立省網(wǎng)。我國電力系統(tǒng)現(xiàn)狀1998年，成立了國家電力公司，提出“廠網(wǎng)分開”，建立電力市場，實行“競價上網(wǎng)”的改革方案。上海、浙江、山東作為首批改革試點，東北三省緊隨其后，到2010年，全面實行“廠網(wǎng)分開、竟價上網(wǎng)”。2010年后，實現(xiàn)發(fā)、輸、配三個環(huán)節(jié)分開，建立規(guī)范有序的電力市場，在更大范圍內(nèi)引入競爭機制。商業(yè)化運行（電力市場）121目前基本上進入大電網(wǎng)、大機組、大電廠、高電壓輸電、高度自動控制的新時代；全國總裝機7.9億kW（2008年)，發(fā)電量為34268億kW·h（2008年）均居世界第二位；全國人均裝機為0.6kW，人均發(fā)電為2580kW·h，相當于世界人均用電量的1/2，相當于發(fā)達國家人均用電量的1/6；2009年至2010年，全國電力供需總體平衡，部分區(qū)域略有富余。但受氣候、來水、電煤供應和電網(wǎng)“卡脖子”等不確定性因素影響，可能會出現(xiàn)局部短時電力供應緊張問題.中國電力現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢122電力需求展望：現(xiàn)階段中國人均占有裝機容量0.6kW,發(fā)電量2580kW·h現(xiàn)階段相當于發(fā)達國家20世紀60年代水平。2000年美國人均占有裝機容量3.4kW，俄羅斯為1.1kW，日本為2.2kW要求在21世紀前20年，年均新裝機容量應高于30000MW中國電力現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢1231.5我國電力發(fā)展概況及前景2010年全國裝機容量達到650GW，2020年達到950GW。二、我國電力工業(yè)發(fā)展前景21世紀發(fā)展目標高參數(shù)（高溫、高壓、超臨界、單機容量）；大容量遠距離高壓輸電、大系統(tǒng)互聯(lián)；

高度自動化；電力市場化；分布式發(fā)電。1241.5我國電力發(fā)展概況及前景電網(wǎng)互聯(lián)2010年：形成以三峽電站為中心，連接華中、華東、川渝三個地區(qū)電網(wǎng)的中部電網(wǎng)。屆時，全國將形成北、中、南三大互聯(lián)電網(wǎng)的格局。2020年：形成除新疆、西藏、臺灣之外的，以三峽電網(wǎng)為中心的全國統(tǒng)一聯(lián)合電網(wǎng)。21世紀：在北、中、南三大電網(wǎng)的基本格局下，逐步形成全國聯(lián)合大電網(wǎng)。與此同時，在21世紀將形成與周邊國家互聯(lián)的亞洲東部聯(lián)合電網(wǎng)。

125作為我國經(jīng)濟建設(shè)飛速發(fā)展的先行工業(yè)—電力系統(tǒng)，建設(shè)步伐異常迅猛。2011年，我國電網(wǎng)格局將形成：發(fā)展戰(zhàn)略是：西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)。126

截至2007年底，全國發(fā)電裝機容量達到71329萬千瓦，同比增長14.36%.其中水電達到14526萬千瓦，占20.3%，火電裝機達55442萬千瓦，占77.73%，核電達885萬千瓦，占1.24%?！度珖娏┬枧c經(jīng)濟運行形勢分析預測報告(2007-2008)》數(shù)據(jù)顯示：2007年全社會用電量完成32458億千瓦時，其中工業(yè)用電量為24566億千瓦時，比重為75.09%。這一數(shù)字說明我國目前用電結(jié)構(gòu)已趨于重型化。國內(nèi)供配電技術(shù)發(fā)展概況127為滿足經(jīng)濟增長對電力的需求，國家加大電力建設(shè)投資，計劃全國每年發(fā)電規(guī)模在1500萬千瓦以上。2009年我國電力裝機容量達到8.74億千瓦，全社會用電量達到4.88萬億千瓦時；2020年，裝機容量將達到10億千瓦，全社會用電量達到6.4萬億千瓦時。的發(fā)展戰(zhàn)略為我國電力系統(tǒng)的發(fā)展帶來了極大的空間。

西電東送南北互供全國聯(lián)網(wǎng)中國電力跨越式發(fā)展，使得發(fā)電裝機容量和發(fā)電量先后超過法國日本德國加拿大德國英國俄羅斯躍升世界第二！美國128未來20年，我國電力工業(yè)和電氣裝備制造業(yè)將持續(xù)高速度發(fā)展，受此拉動，我國電氣工程高等學校也將持續(xù)高速度發(fā)展。正像我國正在成為世界制造業(yè)的中心，成為世界工廠一樣，我國也必將成為世界電氣工程高等教育、科學研究和技術(shù)開發(fā)的中心。電氣工程是一個傳統(tǒng)專業(yè)，又是一個充滿活力的專業(yè)，它將成為我國率先達到國際領(lǐng)先水平的專業(yè)。129本章小結(jié)1．電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、變電所、電力線路和電力用戶組成的整體。2．供配電系統(tǒng)由總降變電所、配電所、車間變電所或建筑物變電所、配電線路和用電設(shè)備所組成。3．額定電壓是國家制定的。發(fā)、變、供、用電設(shè)備的額定電壓不盡相同。4．電力系統(tǒng)中性點的運行方式有不接地、經(jīng)消弧線圈接地和直接接地三種。5．供電的電能質(zhì)量指標有電壓、頻率和供電可靠性三項。6．按供電可靠性的要求，電力負荷分為：一級負荷、二級負荷、三級負荷；按工作制分為：連續(xù)工作制、短時工作制和反復短時工作制。130江蘇諫壁發(fā)電廠始建于1959年，于1987年9月全部建成，共安裝10臺機組，總?cè)萘?62.5萬千瓦，年發(fā)電量在100億度左右，成為80年代末到90年代初國內(nèi)最大的火力發(fā)電廠。131浙江北侖發(fā)電廠是我國目前最大的現(xiàn)代化火力發(fā)電廠，總裝機容量為300萬千瓦(5×600MW)，工程于1988年1月正式開工建設(shè)，2000年9月全部建成發(fā)電。年發(fā)電量167億度，為浙江省各類發(fā)電廠發(fā)電總量的四分之一，其中兩臺機組的發(fā)電量就能滿足寧波市全部用電所需。132北侖發(fā)電廠主控制室北侖發(fā)電廠汽輪機房133

張家口發(fā)電總廠成立于1988年8月，由下花園發(fā)電廠和沙嶺子發(fā)電廠合并而成，位于張家口市東南14km，距首都北京170km，距煤都大同180km。發(fā)電廠總裝機容量240萬千瓦（8×300MW），通過500kV雙回線向北京供電，同時兼顧地方用電，擔負著北京地區(qū)1/4電力負荷的供電任務(wù)。張家口發(fā)電總廠夜景廠區(qū)景色汽輪機房134葛洲壩27孔泄洪閘葛洲壩水電站葛洲壩水電站是長江干流上修建的第一座大型水電工程，是三峽工程的反調(diào)節(jié)和航運梯級。電站始建于1970年，共有機21臺機組，總裝機容量271.5萬千瓦，年發(fā)電量157億度。電站以500kV和220kV輸電線路并入華中電網(wǎng)，并通過500kV直流輸電線路向距離1000km的上海輸電120萬千瓦。135南美伊泰普水電站是二十世紀最大的水電站

，位于巴西和巴拉圭交界處的巴拉那河上，從1974年5月開始修建，于1991年5月竣工，由巴西與巴拉圭共建。總裝機容量12.6GW（18×700MW），年發(fā)電量790億度。水電站壩身長7.7公里，壩高196米（相當于65層樓的高度）。136三峽水電站效果圖長江三峽水電站壩長2309m，壩高185m，水頭175m，總庫容393億立方米，總裝機容量18.2GW（26×700MW），年發(fā)電量86.5TW·h；庫區(qū)將淹沒耕地36萬畝，淹沒城鎮(zhèn)129座，需安置遷移人口113萬；電站于93年起步，首批機組于2003年10月發(fā)電，以后每年投產(chǎn)4臺機組（280MW），2009年全部機組建成投產(chǎn)。三峽電站發(fā)出的強大電力將送往華中、華東地區(qū)和廣東省。電站將引出15條超高壓交流輸電線路，其中3條線路通過換流站將交流電轉(zhuǎn)換成直流電后，再通過500kＶ直流輸電線路，2條送往華東、1條送往廣東。137三期導流圖三峽大壩模型三峽大壩由多個功能模塊組成，從左至右（面向下游）依次為永久船閘、升船機、泄沙通道（臨時船閘）、左岸大壩及電站、泄洪壩段、右岸大壩及電站、山體地下電站等。升船機的最大提升高度為113米，供3000噸以下船只通過大壩，用時約40分鐘；永久船閘是雙線五級船閘，供3000噸以上船只從這里翻過大壩，用時約3.5小時。138三峽工程綜合效益防洪：三峽水庫正常蓄水位175米，總庫容393億立方米，防洪庫容221.5億立方米，能有效地控制長江上游洪水，保護長江中下游荊江地區(qū)1500萬人口、2300萬畝土地，是世界上防洪效益最為顯著水利工程。發(fā)電：三峽水電站裝機總?cè)萘繛?820萬kW，年均發(fā)電量847億kW·h。以直線距離1000公里為半徑，全國除遼寧、吉林、黑龍江、新疆、西藏、海南、臺灣7省區(qū)外，其余地區(qū)的主要城市和工業(yè)基地都在這個范圍內(nèi)。如圖所示

航運：它將改善航運里程660公里，使重慶至宜昌航道通行的船隊噸位由現(xiàn)在的3000噸級提高至萬噸級，年單向通過能力由1000萬噸提高到5000萬噸。139三峽雙線五級船閘

三峽船閘全長6.4公里，可通過萬噸級船隊，單向年通過能力5000萬噸。船閘主體段閘首和閘室分南北兩線，每線船閘主體段由6個閘首和5個閘室組成，每個閘室長280米、寬34米。而船閘人字門是名副其實的“天下第一門”，單扇門寬20.2米，高38.5米，厚度3米，面積有兩個籃球場那么大，重達850多噸。140廣州抽水蓄能電站為目前世界上最大的抽水蓄能電站，是為大亞灣核電站安全經(jīng)濟運行而建設(shè)的配套工程，同時還承擔著廣東、香港電網(wǎng)的調(diào)峰填谷和事故備用的任務(wù)。電站總裝機總裝機容量2.4GW（8×300MW），分兩期建設(shè)，每期4臺，設(shè)計水頭535m，電站一期工程于1989年5月25日開工且1993年6月29日1號機投產(chǎn)，二期工程于1994年9月12日開工，至2000年3月14日8號機投產(chǎn)。141三峽的供電范圍142秦山核電站位于東海之濱美麗富饒的杭州灣畔，是中國第一座依靠自己的力量設(shè)計、建造和運營管理的壓水堆核電站，總裝機容量2×300MW。1985年3月動工，1991年12月首次并網(wǎng)發(fā)電。它的建成使我國成為繼美、英、法、前蘇聯(lián)、加拿大、瑞典之后世界上第七個能夠自行設(shè)計、建造核電站的國家。143秦山核電站主控制室秦山核電站汽輪機房144

大亞灣核電站位于深圳市東部大亞灣畔，為我國目前最大的核電站。大亞灣核電站是我國引進國外資金、設(shè)備和技術(shù)建設(shè)的第一座大型商用核電站。核電站安裝有兩臺單機容量為900MW的壓水堆反應堆機組。1987年8月7日工程正式開工，1994年2月1日和5月6日兩臺機組先后投入商業(yè)營運。大亞灣核電站每年發(fā)電量超過100億度，其中七成電力供應香港，三成電力供應廣東電網(wǎng)。大亞灣核電站電站設(shè)備145太陽能發(fā)電系統(tǒng)的組成太陽能電池板：將太陽的輻射能轉(zhuǎn)換為電能。太陽能控制器：控制整個系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對蓄電池起到過充電保護、過放電保護的作用。蓄電池：在有光照時將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲存起來，到需要的時候再釋放出來。逆變器：將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能。

光電板控制器逆變器配電線路負載蓄電池146達板城風力發(fā)電廠裝機容量7.23萬千瓦，占全國的30%。147

羊八井電廠是我國最大的地熱電廠，總裝機容量為25.18MW，水溫約150℃，擔負拉薩地區(qū)50%的供電任務(wù)。電站由5眼地熱井供水，單井產(chǎn)量為75～160立方米／小時。羊八井地熱電廠

羊八井地熱溫泉148潮汐發(fā)電示意圖

149法國郎斯潮汐電站示意圖