供配電工程-概論

1、供配電工程,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系2005年10月制作,第1章 概論,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,第1章 概論,1.1 供配電系統(tǒng)的一般概念1.2 電力系統(tǒng)的額定電壓1.3 電力系統(tǒng)中性點運行方式1.4 電能的質(zhì)量1.5 供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求1.6 本課程的特點及學(xué)習要求,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,1.1 供配電系統(tǒng)的一般概念,★ 工廠供電：工廠所需電能的供應(yīng)和分配?！?課程任務(wù)：掌握和了解中小型工廠供

2、電系統(tǒng)的運行維護， 設(shè)計計算的基本理論和知識?！?對工廠供電系統(tǒng)基本要求：安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟,安全：在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)當發(fā)生人身及設(shè)備事故。,可靠：應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的地要求。,優(yōu)質(zhì)：應(yīng)滿足電能用戶對電壓質(zhì)量和頻率等方面的要求。,經(jīng)濟：供電系統(tǒng)的投資要少，運行費用要低，并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,1.1 供配電系統(tǒng)的一般概念,變配電系統(tǒng)：包括變電（降壓）、配電（包括短

3、距離輸電）和用電三部分。 一個完整的電力系統(tǒng)由各種不同類型的發(fā)電廠、變電所、輸電線路及電力用戶組成。圖1-7,一、電力系統(tǒng)（electrical power system） 由各級電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體，稱為電力系統(tǒng)。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,電能 2003年，全國總裝機容量39141萬kW2004年底，全國發(fā)電裝機容量達到4.4億KW ，發(fā)電量

4、為21870億千瓦小時，居世界第二位。 其中：火電，78％ 水電，21％ 核電，1％2005年全國電力裝機總?cè)萘窟_到50,800萬千瓦預(yù)計2006、2007及2008年分別將達到60,000萬千瓦、65,000萬千瓦及74,000萬千瓦預(yù)計2020年將會達到123,000萬千瓦, 其中水電佔29,000萬千瓦, 而其它如:核電及風電將達到7,000萬千瓦,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,預(yù)計到2050年，全國總裝機容量可

5、達15 ~18億kw,每年總發(fā)電量可達7 ~ 8萬億kw·h。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,1.1 供配電系統(tǒng)的一般概念,1．發(fā)電廠（generating plant）,發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)換成電能。,按一次能源介質(zhì)劃分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電站、核電站等，此外，還有小容量的太陽能發(fā)電廠、風力發(fā)電廠、地熱發(fā)電廠和潮汐發(fā)電廠等，正在研究的還有磁流體發(fā)電和氫能發(fā)電等。 火力

6、發(fā)電廠將煤、天然氣、石油的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能。我國火力發(fā)電廠燃料以煤炭為主，隨著西氣東輸，將逐步擴大天然氣燃料的比例。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,1.1 供配電系統(tǒng)的一般概念,水力發(fā)電廠將水的位能轉(zhuǎn)換成電能。其原理是水流驅(qū)動水輪機轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)電。按提高水位的方法，電廠有堤壩式水電廠、引水式水電廠和混合式水電廠三類。,火力發(fā)電的原理：燃料在鍋爐中充分燃燒，將鍋爐中的水轉(zhuǎn)換為高溫高壓蒸汽，蒸汽推動汽輪機轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)出電能。

7、彩圖1-1,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,1.1 供配電系統(tǒng)的一般概念,2．變電所（substation） 變電所是變換電能電壓和接受分配電能的場所。如果僅用以接受電能和分配電能，則稱為配電所（站），僅用以把交流電能變換成直流電能，則稱為變流所。變電所,核能發(fā)電廠利用原子核的核能生產(chǎn)電能。核燃料在原子反應(yīng)中堆裂變釋放核能，將水轉(zhuǎn)換成高溫高壓的蒸汽，蒸汽推動汽輪機轉(zhuǎn)動，帶動發(fā)電機旋轉(zhuǎn)發(fā)出電能、其生產(chǎn)過程與火電廠基本相同。彩圖1-1,電

8、力建設(shè)方針：大力發(fā)展火電，積極發(fā)展水電，適當發(fā)展核電。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,升壓變電 6、10、15kv 升110、220、500kv 降壓變電 110、220、500kv降6、10、kv3．電力網(wǎng)（electrical power network） 電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所，稱為電力網(wǎng)。 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

9、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）。 區(qū)域電網(wǎng)：供電電壓在220kV及以上（彩圖5 山東電網(wǎng)） 地方電網(wǎng)：供電電壓小于等于110kV,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,4．電能用戶 凡取用電能的所有單位均稱為電能用戶 ，其中工業(yè)企業(yè)用電量約占我國全年總發(fā)電量的64%，是最大的電能用戶。 電力系統(tǒng)示意圖,例 某一辦公樓各種能源比例： 電力84%（照明插座

10、42%，一般動力21%，空調(diào)機14%，冷凍機7%〕,例 我國居民用電: 1996年1130億kw·h 2000年1690億kw·h 2005年2700億kw·h 2010年3920億kw·h,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,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

11、壓變電所 總降壓變電所負責將35～110kV的外部供電電壓變換為6～10kV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。 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。,二、供配電系統(tǒng),,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,典型的工廠供電系統(tǒng)用戶負荷在1000kVA以下

12、，稱為小型工廠供電系統(tǒng)用戶負荷在1000kVA~10000kVA，稱為中型工廠供電系統(tǒng)用戶負荷在10000kVA以上，稱為大型工廠供電系統(tǒng)1、具有高壓配電所的工廠供電系統(tǒng)（中型）圖1-1電能輸送過程：2、具有總降變的工廠供電系統(tǒng)（大中型）圖1-3 電能輸送過程：,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,3、高壓深入負荷中心的供電方式 圖1-44、只有車間變電所的工廠供電系統(tǒng)（小型）圖1-5★ 配電所與變電所的區(qū)別★

13、 工廠供電系統(tǒng)范圍：從電源進線進廠到高低壓用電設(shè)備進線端止的整個電路，包括廠內(nèi)的變配電所和高低壓配電線路。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,1.2 電力系統(tǒng)的額定電壓,電氣設(shè)備的額定電壓：能使電氣設(shè)備長期運行時獲得最好經(jīng)濟效果的電壓。,電力網(wǎng)的電壓等級是比較多的，不同的電壓等級有不同的作用。,從輸電的角度看，電壓越高則輸送的距離就越遠，傳輸

14、的容量越大，電能的損耗就越??；但電壓越高，要求絕緣水平也越高，因而造價也越高。 目前，我國電力網(wǎng)的電壓等級主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、500、750、1000kV等。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,1.2 電力系統(tǒng)的額定電壓,1、電網(wǎng)(電力線路)的額定電壓：額定電壓 是確定各類電力設(shè)備額定電壓的基本依據(jù)。,2、用電設(shè)備的額定電壓： 規(guī)定與同級電網(wǎng)的額定電壓相同。,3

15、、發(fā)電機的額定電壓： 規(guī)定高于同級電網(wǎng)額定電壓的5％。,用于補償線路上的電壓損失,？？？,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,1.2 電力系統(tǒng)的額定電壓,4、電力變壓器的額定電壓：,,,+5%,,+10%,,+0%,,+5%,(1)一次繞組的額定電壓：,當變壓器直接與發(fā)電機相連時(如T1)，其一次繞組的額定電壓應(yīng)與發(fā)電機的額定電壓相同，即高于同級電網(wǎng)額定電壓的5％。,當變壓器不與發(fā)電

16、機相連，而是連接在線上(如T2)，則可看作是線路的用電設(shè)備，因此其一次繞組的額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)額定電壓相同。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,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。第一種情況若變壓器二次側(cè)供電線路較長(如為較大的高壓電網(wǎng))時，則二次側(cè)額定電壓，比用電設(shè)備額定電壓高10% 第二種情況變壓器二次側(cè)線路不太長(如為低壓電網(wǎng)或直接供電給高/低壓用電設(shè)備時額定電壓)時，二次側(cè)比用電設(shè)備額定電壓高5%,1.2 電力系

17、統(tǒng)的額定電壓,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。,山東農(nóng)

18、業(yè)大學(xué)電氣工程系,1.2 電力系統(tǒng)的額定電壓,線路的平均額定電壓 線路的平均額定電壓（average rated voltage）指線路始端最大電壓（變壓器空載電壓）和末端用電設(shè)備額定電壓的平均值。由于線路始端最大電壓比電網(wǎng)額定電壓高10%，因而線路的平均額定電壓比電網(wǎng)額定電壓高5%。各級分別為： 0.4kV，3.15kV，6.3kV,10.5kV,37kV，63kV，115kV，230kV，346kV，525kV。

19、,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,發(fā)電機G的額定電壓：UN·G=1.05UN·L1=1.05×10=10.5（kV） 變壓器T1的額定電壓： U1N·T1=UN.G=10.5（kV） U2N·T1=1.1UN·L2=1.1×110=121(kV)變壓器T1的變比為：10.5/121kV變壓器T2

20、的額定電壓：U1N·T2=UN·L2=110（kV） U2N·T2=1.05UN·L3=1.05×6=6.3(kV)變壓器T2的變比為：110/6.3kV,例1.2.1 已知圖1.2.1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

21、。,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,,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,1.3 電力系統(tǒng)中性點運行方式,電力系統(tǒng)的中性點是指星形聯(lián)結(jié)的變壓器或發(fā)電機的中性點。,,小電流接地系統(tǒng),大電流接地系統(tǒng),,電力系統(tǒng)中性點有三種運行方式：中性點直接接地中性點不接地中性點經(jīng)消弧線圈接地,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,一、 中性點不接地方式,系統(tǒng)正常運行時，線電壓對稱，各相對地電壓對稱，等于各相的相電壓，中

22、性點對地電壓為零，各相對地電容電流也對稱，其電容電流的相量和為零，相量圖如圖1-7b所示。,圖1-7 正常運行時的中性點不接地電力系統(tǒng) a）電路圖 b）相量圖,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,一、 中性點不接地方式發(fā)生單相接地故障時：中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，故障相電壓降為0，非故障相對地電壓升高到原來相電壓的 倍 即線電壓

23、線電壓不變，不影響三相用電設(shè)備的正常運行[但不允許長時間運行（一般不超過2小時），防止另外再有一相絕緣被擊穿，形成兩相接地短路。]圖1-14單相接地電流等于正常時單相對地電容電流的三倍。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,,,,,,,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,二、 中性點經(jīng)消弧線圈接地方式,當電容Ic（或稱接地電容電流）大于一定數(shù)值，接地點將出現(xiàn)斷續(xù)電弧，引起過電壓危害系統(tǒng)絕緣，所以要采用中性點經(jīng)消弧線圈接地，當發(fā)

24、生單相接地故障時，線圈可提供一感性電流IL抵消Ic使接地電流減小，電弧就不會發(fā)生了。,單相接地電容電流的計算（估算）,UN —系統(tǒng)額定電壓； loh —架空線路長度（km）；lcab—電纜線路長度（km）,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,二、 中性點經(jīng)消弧線圈接地方式,,消弧線圈,消弧線圈對電容電流的補償可以有三種方式：（1）全補償；（2）欠補償；（3）過補償。,在電力系統(tǒng)中一般不采用完全補償?shù)姆绞剑捎眠^補償運行方式,Why

25、?,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,消弧線圈對電容電流的補償有三種方式： （1）全補償IL=IC ；（2）欠補償IL＜IC ；（3）過補償IL＞IC。 實際上都采用過補償，以防止由全補償引起的電流諧振，損壞設(shè)備或欠補償由于部分線路斷開造成全補償。 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)，發(fā)生單相接地時，各相對地電壓和對地電容電流的變化情況與中性點不接地系統(tǒng)相同。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,三、 中性點直接接地方式

26、 當發(fā)生單相接地故障時，形成回路，短路電流很大，保護裝置動作，切除故障。圖1-16,由于中性點直接接地，發(fā)生單相接地時，中性點對地電壓仍為零，非接地相對地電壓也不發(fā)生變化.,結(jié)論： 電氣設(shè)備絕緣水平可按相電壓考慮。對于110KV及以上的高壓電器很有經(jīng)濟意義。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,直接接地 特 點：供電可靠性低，比較經(jīng)濟； 故障時：如發(fā)生接地故障，則構(gòu)成短路回路，接地相電流 很大；適用范圍：1

27、10KV以上系統(tǒng)。,小電流接地系統(tǒng) 特 點：供電可靠性高，絕緣費用高；故障時：如發(fā)生接地故障，不必切除接地相，但非接地相 對地電壓為 相電壓 適用范圍：60KV以下系統(tǒng),山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,中性點的運行方式主要取決于單相接地時電氣設(shè)備絕緣要求及對供電可靠性要求。,我國應(yīng)用情況： 3～63kV系統(tǒng)，一般采用中性點不接地運行方式。當3～10kV系統(tǒng)接地電流大于30A； 20～63kV系統(tǒng)接地電流大

28、于10A時，應(yīng)采用中性點經(jīng)消弧線圈接地的運行方式。 110kV及以上系統(tǒng)和1kV以下低壓系統(tǒng)采用中性點直接接地運行方式。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,四、 低壓配電系統(tǒng)的接地形式 我國220/380V低壓配電系統(tǒng)，采用中性點直接接地的運行方式。,工作接地：為保證電力系統(tǒng)或電氣設(shè)備的正常運行而進行的接地（N線）,保護接地：低壓用電設(shè)備的外殼及外露可導(dǎo)電部分通過保護線（PE線）接地,低壓配電系統(tǒng)，按其保護接地

29、形式分為TN、TT、IT系統(tǒng)。注：T代表接地，第一個字母T代表電源中性點直接接地；第二個字母T代表電氣設(shè)備外殼各自直接接地；I表示電源中性點不接地。,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,2、TT系統(tǒng)（圖1-19）：設(shè)備外露可導(dǎo)電部分均各自經(jīng)PE線單獨接地。3、IT系統(tǒng)：中性點不接地或經(jīng)阻抗接地，設(shè)備外殼經(jīng)各自PE線接地。,1、TN系統(tǒng)（圖1-17） ：外露可導(dǎo)電部分經(jīng)公共PE線接地（1）TN－C系統(tǒng)：N、PE線合用，稱為保護中性線（2）T

30、N－S系統(tǒng)：N、PE線分開（3）TN－C－S系統(tǒng)：前一部分N、PE線合用，后一部分N、PE線分開,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,1.4 電能質(zhì)量,電能的質(zhì)量指標是指電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量、波形質(zhì)量和供電可靠性等。,一、供電可靠性 ----根據(jù)用電負荷的性質(zhì)及中斷供電在政治上、經(jīng)濟上造成的損失或影響的程度提出的不中斷供電的要求,供電可靠性是以對用戶停電的時間及次數(shù)來衡量。它常用供電可

31、靠率Kre1表示，即實際供電時間與統(tǒng)計期全部時間的比值的百分數(shù)表示：,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,Ty------為統(tǒng)計期實際供電時間之和（h）；Ts-------為統(tǒng)計期全部時間（h）；Tt-------為統(tǒng)計期內(nèi)停電時間之和（h）；Ti--------為統(tǒng)計期內(nèi)每次停電時間（h）。,停電時間應(yīng)包括： 事故停電、計劃檢修停電及臨時性停電時間。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,負荷分類：,電力負荷按其對供電可靠性的要求及中斷供電在政治上、

32、經(jīng)濟上造成的損失或影響的程度劃分為三級,1．一級負荷 一級負荷為中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將在政治上、經(jīng)濟上造成重大損失者，如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢，國民經(jīng)濟中重點企業(yè)的連續(xù)性生產(chǎn)過程被打亂而需要長時間恢復(fù)等；中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟影響的用電單位的正常工作的負荷。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,特別重要的負荷： 在一般負荷中，當中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情

33、況的負荷，以及特別重要場所的不允許中斷供電的負荷，稱為特別重要的負荷。,所謂獨立電源，就是當一個電源發(fā)生故障時，另一個電源應(yīng)不致同時受到損壞。 在一級負荷中的特別重要負荷，除上述二個獨立電源外，還必須增設(shè)應(yīng)急電源。為保證對特別重要負荷的供電，嚴禁將其它負荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。 應(yīng)急電源一般有：獨立于正常電源的發(fā)電機組；干電池；蓄電池；供電網(wǎng)絡(luò)中有效地獨立于正常電源的專門饋電線路。,供電要求： 一級負荷應(yīng)由

34、兩個獨立電源供電。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,2．二級負荷,二級負荷為中斷供電將在政治上、經(jīng)濟上造成較大損失者，如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢，連續(xù)性生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復(fù)，重點企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷供電系統(tǒng)將影響重要用電單位正常工作的負荷者；中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要公共場所秩序混亂者。,二級負荷應(yīng)由兩回線路供電，供電變壓器亦應(yīng)有兩臺。（兩臺變壓器不一定在同一變電所）。做到當電力變壓器發(fā)生故障或電力線路

35、發(fā)生常見故障時，不致中斷供電或中斷后能迅速恢復(fù)。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,3．三級負荷,三級負荷為不屬于一級和二級負荷者。對一些非連續(xù)性生產(chǎn)的中小型企業(yè)，停電僅影響產(chǎn)量或造成少量產(chǎn)品報廢的用電設(shè)備，以及一般民用建筑的用電負荷等均屬三級負荷。,三級負荷對供電電源沒有特殊要求，一般由單回電力線路供電。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,電力負荷分類 小結(jié),山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,1.4 電能質(zhì)量,,二、電壓 ----電壓質(zhì)量是以電壓偏離額定

36、電壓的幅度、電壓波動與閃變和電壓波形來衡量。,1、  電壓偏差 電壓偏差是電壓偏離額定電壓的幅度，一般以百分數(shù)表示：,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,電壓偏差,ΔU%------電壓偏差百分數(shù)；U --------實際電壓；UN -------額定電壓,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,供電電壓允許偏差，見表1-2 要求供電電壓的電壓偏差不超過允許偏差。,表1-2 供電電壓允許偏差,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,電壓調(diào)

37、整措施合理選擇變壓器的電壓比和電壓分接頭合理減少系統(tǒng)阻抗合理補償無功功率盡量使系統(tǒng)的三相負荷平衡變壓器采用有載調(diào)壓型,2、  電壓波動和閃變,電壓波動是指電壓的急劇變化。電壓變化的速率大于每秒1%的即為電壓急劇變化。電壓波動程度以電壓最大值與最小值之差或其百分數(shù)表示,,δU-----電壓波動；δU%-----電壓波動百分數(shù)；Umax為電壓波動的最大值和最小值（kV）Umin為額定電壓（kV）,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程

38、系,電壓波動的允許值見表1-3。,表1-3 電壓波動允許值（GB12326-90）,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,電壓波動抑制措施 對負荷變化劇烈的大型設(shè)備，采用專用線或?qū)Ｓ米儔浩鲉为毠╇姟?設(shè)法增大供電容量，減少系統(tǒng)阻抗。 在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重的電壓波動時，減少或切除引起電壓波動的負荷。 對大型電弧爐和變壓器的受電電壓，如有多種電壓選擇方案，宜選擇較高的電壓。 對大型沖擊性負荷可采

39、用電抗器或靜止型無功補償裝置(SVC)。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,通常用電壓調(diào)幅波中不同頻率的正弦波分量的均方根值等效為10Hz正弦電壓波動值的1min平均值——等效閃變值δU10來表示，其允許值見表1-4。,閃變:周期性電壓急劇變化引起光源光通量急劇波動而造成人眼視覺不舒適的現(xiàn)象，稱為閃變。,表1-4 δU10允許值（GB12326-90）,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,3.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

40、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。 表1-5是我國規(guī)定的公用電網(wǎng)電壓波形畸變率。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,諧波對電網(wǎng)的影響:　　諧波對旋轉(zhuǎn)設(shè)備和變壓器的主要危害是引起附加損耗和發(fā)熱增加,此外諧波還會引起旋轉(zhuǎn)設(shè)備和變壓器振動并發(fā)出噪聲,長時間的振動會造成金屬疲勞和機械損壞。　　諧波對線路的主要危害是引起附加損耗。 諧波可引起系統(tǒng)的電感、電容發(fā)生諧振,使諧

41、波放大。當諧波引起系統(tǒng)諧振時,諧波電壓升高,諧波電流增大,引起繼電保護及安全自動裝置誤動,損壞系統(tǒng)設(shè)備(如電力電容器、電纜、電動機等),引發(fā)系統(tǒng)事故,威脅電力系統(tǒng)的安全運行。　　諧波可干擾通信設(shè)備,增加電力系統(tǒng)的功率損耗(如線損),使無功補償設(shè)備不能正常運行等,給系統(tǒng)和用戶帶來危害。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,表1-5 公用電網(wǎng)諧波電壓限值（相電壓）,公用電網(wǎng)諧波電壓允許值電網(wǎng)額定電壓0.38kv 總諧波畸變率5

42、％電網(wǎng)額定電壓10kv 總諧波畸變率4％,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,抑制的措施增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)。裝設(shè)交流濾波器。宜采用Dyn11聯(lián)結(jié)組別的三相配電變壓器。裝設(shè)SVC. 電壓質(zhì)量為電壓的偏差、波動和波形三方面。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,我國采用的額定頻率為50HZ。在正常情況下，頻率的允許偏差，根據(jù)電網(wǎng)的裝機容量而定；事故情況下，頻率允許偏差更大。 頻率的允許偏差見表1-6,三、頻率

43、----頻率的質(zhì)量是以頻率偏差來衡量。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,表1-6 電力系統(tǒng)頻率的允許偏差,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,三、電壓高低的劃分從設(shè)計安裝角度：電壓＞1000V為高壓，電壓≤1000V為低壓,四、工廠配電電壓的選擇,,,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,1.5 供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求,一、建筑電氣設(shè)計的一般原則 適用 安全 經(jīng)濟 美觀,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,1.5

44、供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求,二、 內(nèi)容 輸電線路設(shè)計變配電所設(shè)計電氣照明設(shè)計電力設(shè)計防雷與接地設(shè)計電氣信號與自動控制設(shè)計,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,三 程序與要求1.方案設(shè)計 凡國家及省市重點工程項目，規(guī)模較大的高層建筑以及有特殊要求的大型民用建筑及工業(yè)建筑，必須提出方案設(shè)計。一般高層建筑也都應(yīng)提出方案設(shè)計。 在方案設(shè)計階段，電氣設(shè)計和弱電設(shè)計文件主要是設(shè)計說明書及必要的簡圖。其深度應(yīng)滿足設(shè)

45、計方案優(yōu)選和設(shè)計投標的要求。,1.5 供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,3.施工圖設(shè)計 施工圖設(shè)計應(yīng)根據(jù)已批準的初步設(shè)計進行編制，內(nèi)容以圖紙為主，應(yīng)包括封面、圖紙目錄、設(shè)計說明(或首頁)、圖紙、工程概算等等。,1.5 供配電設(shè)計的內(nèi)容程序與要求,2.初步設(shè)計 初步設(shè)計文件根據(jù)設(shè)計任務(wù)書進行編制，由設(shè)計說明書(包括設(shè)計總說明和專業(yè)的設(shè)計說明書)、設(shè)計圖紙、主要設(shè)備及材料表和工程概

46、算書等四部分組成。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,1.6 本課程的特點及學(xué)習要求,本課程的性質(zhì)和任務(wù)本課程的特點學(xué)習要求,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,小 結(jié)  本章介紹了電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的概念，講述了電能的質(zhì)量指標和電力負荷，重點討論了電力系統(tǒng)中各種電力設(shè)備的額定電壓，電力系統(tǒng)中性點的運行方式。,1．電力系統(tǒng)是指由發(fā)電廠、變電所、電力線路和用戶組成的整體。,2．配供電系統(tǒng)由總降變電所、配電所、車間變電所或建筑物變

47、電所、配電線路和用電設(shè)備所組成。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,3．額定電壓是國家根據(jù)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟比較后制定的。發(fā)、變、供、用電設(shè)備的額定電壓不盡相同。用電設(shè)備的額定電壓等于電力線路的額定電壓；發(fā)電機的額定電壓較電力線路額定電壓高5%；變壓器一次繞組額定電壓等于發(fā)電機額定電壓（升壓變壓器）或電力線路額定電壓(降壓變壓器)，二次繞組額定電壓較電力線路額定電壓高10%或5%(視線路電壓等級或線路長度而定)。4．電力系統(tǒng)中性

48、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，重點掌握中性點不接地電力系統(tǒng)。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,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．電力負荷按對供電可靠性的要求分為一級負荷、二級負荷、三級負荷三類，其供電要求也各不相同。電力負荷按工作制分為連續(xù)工作制、短時工作制和反復(fù)短時工作制三類。,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,彩圖2

49、 汽輪發(fā)電機組,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,彩圖3 水輪發(fā)電機組,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,某火力發(fā)電廠,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,某火力發(fā)電廠廠房,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,3000kW火電機組,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,機組容量2X150MW,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,廣東粵電集團韶關(guān)發(fā)電廠,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,山東日照電廠,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,控制室,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,葛洲壩水電站4-廠房,山東農(nóng)

50、業(yè)大學(xué)電氣工程系,三峽水電樞紐,三峽工程具有防洪,發(fā)電,通航三大主要任務(wù),其中發(fā)電這一塊左右岸電廠設(shè)計裝機26臺,單機容量70萬千瓦,另外右岸地下電廠還設(shè)計有6臺單機70萬千瓦的機組,年發(fā)電量達847億千瓦時,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,三峽瀉洪,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,三峽夜景,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,三峽電廠中控室,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,核電1000MW汽輪機組-俄羅斯制造,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,山東農(nóng)