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(diǎn)運(yùn)行方式1.4 電能的質(zhì)量1.5 供配電設(shè)計(jì)的內(nèi)容程序與要求1.6 本課程的特點(diǎn)及學(xué)習(xí)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(yùn)行維護(hù)， 設(shè)計(jì)計(jì)算的基本理論和知識(shí)。★ 對(duì)工廠供電系統(tǒng)基本要求：安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì),安全：在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)當(dāng)發(fā)生人身及設(shè)備事故。,可靠：應(yīng)滿足電能用戶對(duì)供電可靠性的地要求。,優(yōu)質(zhì)：應(yīng)滿足電能用戶對(duì)電壓質(zhì)量和頻率等方面的要求。,經(jīng)濟(jì)：供電系統(tǒng)的投資要少，運(yùn)行費(fèi)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(gè)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(jí)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(lái)的一個(gè)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(guó)總裝機(jī)容量39141萬(wàn)kW2004年底，全國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到4.4億KW ，發(fā)電量

4、為21870億千瓦小時(shí)，居世界第二位。 其中：火電，78％ 水電，21％ 核電，1％2005年全國(guó)電力裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)到50,800萬(wàn)千瓦預(yù)計(jì)2006、2007及2008年分別將達(dá)到60,000萬(wàn)千瓦、65,000萬(wàn)千瓦及74,000萬(wàn)千瓦預(yù)計(jì)2020年將會(huì)達(dá)到123,000萬(wàn)千瓦, 其中水電佔(zhàn)29,000萬(wàn)千瓦, 而其它如:核電及風(fēng)電將達(dá)到7,000萬(wàn)千瓦,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,預(yù)計(jì)到2050年，全國(guó)總裝機(jī)容量可

5、達(dá)15 ~18億kw,每年總發(fā)電量可達(dá)7 ~ 8萬(wàn)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(yáng)能發(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、地?zé)岚l(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(guó)火力發(fā)電廠燃料以煤炭為主，隨著西氣東輸，將逐步擴(kuò)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(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)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(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)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(chǎng)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(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)出電能、其生產(chǎn)過(guò)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(dāng)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(jí)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(guó)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(dòng)力21%，空調(diào)機(jī)14%，冷凍機(jī)7%〕,例 我國(guó)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(fù)責(zé)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(dòng)機(jī)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(guò)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(fù)荷在1000kVA以下

12、，稱為小型工廠供電系統(tǒng)用戶負(fù)荷在1000kVA~10000kVA，稱為中型工廠供電系統(tǒng)用戶負(fù)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(guò)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(guò)程：,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,3、高壓深入負(fù)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(jìn)線進(jìn)廠到高低壓用電設(shè)備進(jìn)線端止的整個(gè)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(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)獲得最好經(jīng)濟(jì)效果的電壓。,電力網(wǎng)的電壓等級(jí)是比較多的，不同的電壓等級(jí)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(yuǎn)，傳輸

14、的容量越大，電能的損耗就越?。坏妷涸礁?，要求絕緣水平也越高，因而造價(jià)也越高。 目前，我國(guó)電力網(wǎng)的電壓等級(jí)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(jí)電網(wǎng)的額定電壓相同。,3

15、、發(fā)電機(jī)的額定電壓： 規(guī)定高于同級(jí)電網(wǎng)額定電壓的5％。,用于補(bǔ)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(dāng)變壓器直接與發(fā)電機(jī)相連時(shí)(如T1)，其一次繞組的額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同，即高于同級(jí)電網(wǎng)額定電壓的5％。,當(dāng)變壓器不與發(fā)電

16、機(jī)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(duì)于用電設(shè)備而言，相當(dāng)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(zhǎng)(如為較大的高壓電網(wǎng))時(shí)，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(zhǎng)(如為低壓電網(wǎng)或直接供電給高/低壓用電設(shè)備時(shí)額定電壓)時(shí)，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(dāng)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(dāng)變壓器一次繞組直接與發(fā)電機(jī)相連時(shí)，變壓器一次繞組的額定電壓與發(fā)電機(jī)額定電壓相等。,其中5%用于補(bǔ)償變壓器滿載供電時(shí)，一、二次繞組上的電壓損失； 另外5%用于補(bǔ)償線路上的電壓損失，因此適用于變壓器供電距離較長(zhǎng)時(shí)的情況。,當(dāng)變壓器供電距離較短時(shí)，可以不考慮線路上的電壓損失，只需要補(bǔ)償滿載時(shí)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(jí)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(jī)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(jī)和變壓器的額定電壓。,,,變壓器直接與電動(dòng)機(jī)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(jī)直接相連，所以其一次繞組的額定電壓取發(fā)電機(jī)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(diǎn)運(yùn)行方式,電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)是指星形聯(lián)結(jié)的變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)。,,小電流接地系統(tǒng),大電流接地系統(tǒng),,電力系統(tǒng)中性點(diǎn)有三種運(yùn)行方式：中性點(diǎn)直接接地中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)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(diǎn)不接地方式,系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，線電壓對(duì)稱，各相對(duì)地電壓對(duì)稱，等于各相的相電壓，中

22、性點(diǎn)對(duì)地電壓為零，各相對(duì)地電容電流也對(duì)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(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)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(diǎn)不接地方式發(fā)生單相接地故障時(shí)：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，故障相電壓降為0，非故障相對(duì)地電壓升高到原來(lái)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(yùn)行[但不允許長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行（一般不超過(guò)2小時(shí)），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(shí)單相對(duì)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(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式,當(dāng)電容Ic（或稱接地電容電流）大于一定數(shù)值，接地點(diǎn)將出現(xiàn)斷續(xù)電弧，引起過(guò)電壓危害系統(tǒng)絕緣，所以要采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地，當(dāng)發(fā)

24、生單相接地故障時(shí)，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(huì)發(fā)生了。,單相接地電容電流的計(jì)算（估算）,UN —系統(tǒng)額定電壓； loh —架空線路長(zhǎng)度（km）；lcab—電纜線路長(zhǎng)度（km）,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,二、 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式,,消弧線圈,消弧線圈對(duì)電容電流的補(bǔ)償可以有三種方式：（1）全補(bǔ)償；（2）欠補(bǔ)償；（3）過(guò)補(bǔ)償。,在電力系統(tǒng)中一般不采用完全補(bǔ)償?shù)姆绞?，而采用過(guò)補(bǔ)償運(yùn)行方式,Why

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

26、 當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，形成回路，短路電流很大，保護(hù)裝置動(dòng)作，切除故障。圖1-16,由于中性點(diǎn)直接接地，發(fā)生單相接地時(shí)，中性點(diǎn)對(duì)地電壓仍為零，非接地相對(duì)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(duì)于110KV及以上的高壓電器很有經(jīng)濟(jì)意義。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,直接接地 特 點(diǎn)：供電可靠性低，比較經(jīng)濟(jì)； 故障時(shí)：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(diǎn)：供電可靠性高，絕緣費(fèi)用高；故障時(shí)：如發(fā)生接地故障，不必切除接地相，但非接地相 對(duì)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(diǎn)的運(yùn)行方式主要取決于單相接地時(shí)電氣設(shè)備絕緣要求及對(duì)供電可靠性要求。,我國(guó)應(yīng)用情況： 3～63kV系統(tǒng)，一般采用中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式。當(dāng)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(shí)，應(yīng)采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。 110kV及以上系統(tǒng)和1kV以下低壓系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地運(yùn)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(guó)220/380V低壓配電系統(tǒng)，采用中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)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(yùn)行而進(jìn)行的接地（N線）,保護(hù)接地：低壓用電設(shè)備的外殼及外露可導(dǎo)電部分通過(guò)保護(hù)線（PE線）接地,低壓配電系統(tǒng)，按其保護(hù)接地

29、形式分為TN、TT、IT系統(tǒng)。注：T代表接地，第一個(gè)字母T代表電源中性點(diǎn)直接接地；第二個(gè)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(diǎn)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(dú)接地。3、IT系統(tǒng)：中性點(diǎn)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(hù)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(biāo)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(fù)荷的性質(zhì)及中斷供電在政治上、經(jīng)濟(jì)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(duì)用戶停電的時(shí)間及次數(shù)來(lái)衡量。它常用供電可

31、靠率Kre1表示，即實(shí)際供電時(shí)間與統(tǒng)計(jì)期全部時(shí)間的比值的百分?jǐn)?shù)表示：,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,Ty------為統(tǒng)計(jì)期實(shí)際供電時(shí)間之和（h）；Ts-------為統(tǒng)計(jì)期全部時(shí)間（h）；Tt-------為統(tǒng)計(jì)期內(nèi)停電時(shí)間之和（h）；Ti--------為統(tǒng)計(jì)期內(nèi)每次停電時(shí)間（h）。,停電時(shí)間應(yīng)包括： 事故停電、計(jì)劃?rùn)z修停電及臨時(shí)性停電時(shí)間。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,負(fù)荷分類：,電力負(fù)荷按其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治上、

32、經(jīng)濟(jì)上造成的損失或影響的程度劃分為三級(jí),1．一級(jí)負(fù)荷 一級(jí)負(fù)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(jì)上造成重大損失者，如重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報(bào)廢、用重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報(bào)廢，國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)性生產(chǎn)過(guò)程被打亂而需要長(zhǎng)時(shí)間恢復(fù)等；中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟(jì)影響的用電單位的正常工作的負(fù)荷。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,特別重要的負(fù)荷： 在一般負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、爆炸和火災(zāi)等情

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

34、兩個(gè)獨(dú)立電源供電。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,2．二級(jí)負(fù)荷,二級(jí)負(fù)荷為中斷供電將在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者，如主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報(bào)廢，連續(xù)性生產(chǎn)過(guò)程被打亂需較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)，重點(diǎn)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(fù)荷者；中斷供電將造成大型影劇院、大型商場(chǎng)等較多人員集中的重要公共場(chǎng)所秩序混亂者。,二級(jí)負(fù)荷應(yīng)由兩回線路供電，供電變壓器亦應(yīng)有兩臺(tái)。（兩臺(tái)變壓器不一定在同一變電所）。做到當(dāng)電力變壓器發(fā)生故障或電力線路

35、發(fā)生常見故障時(shí)，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(jí)負(fù)荷,三級(jí)負(fù)荷為不屬于一級(jí)和二級(jí)負(fù)荷者。對(duì)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(bào)廢的用電設(shè)備，以及一般民用建筑的用電負(fù)荷等均屬三級(jí)負(fù)荷。,三級(jí)負(fù)荷對(duì)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(fù)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(dòng)與閃變和電壓波形來(lái)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?jǐn)?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?jǐn)?shù)；U --------實(shí)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(guò)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(bǔ)償無(wú)功功率盡量使系統(tǒng)的三相負(fù)荷平衡變壓器采用有載調(diào)壓型,2、  電壓波動(dòng)和閃變,電壓波動(dòng)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(dòng)程度以電壓最大值與最小值之差或其百分?jǐn)?shù)表示,,δU-----電壓波動(dòng)；δU%-----電壓波動(dòng)百分?jǐn)?shù)；Umax為電壓波動(dòng)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(dòng)的允許值見表1-3。,表1-3 電壓波動(dòng)允許值（GB12326-90）,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,電壓波動(dòng)抑制措施 對(duì)負(fù)荷變化劇烈的大型設(shè)備，采用專用線或?qū)Ｓ米儔浩鲉为?dú)供電。 設(shè)法增大供電容量，減少系統(tǒng)阻抗。 在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的電壓波動(dòng)時(shí)，減少或切除引起電壓波動(dòng)的負(fù)荷。 對(duì)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(duì)大型沖擊性負(fù)荷可采

39、用電抗器或靜止型無(wú)功補(bǔ)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(dòng)值的1min平均值——等效閃變值δU10來(lái)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(dòng)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(lái)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(fù)荷，使電壓波形發(fā)生畸變，除基波外，還有各項(xiàng)諧波。 表1-5是我國(guó)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(duì)電網(wǎng)的影響:　　諧波對(duì)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(huì)引起旋轉(zhuǎn)設(shè)備和變壓器振動(dòng)并發(fā)出噪聲,長(zhǎng)時(shí)間的振動(dòng)會(huì)造成金屬疲勞和機(jī)械損壞?！　≈C波對(duì)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(dāng)諧波引起系統(tǒng)諧振時(shí),諧波電壓升高,諧波電流增大,引起繼電保護(hù)及安全自動(dòng)裝置誤動(dòng),損壞系統(tǒng)設(shè)備(如電力電容器、電纜、電動(dòng)機(jī)等),引發(fā)系統(tǒng)事故,威脅電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行?！　≈C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(wú)功補(bǔ)償設(shè)備不能正常運(yùn)行等,給系統(tǒng)和用戶帶來(lái)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(dòng)和波形三方面。,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,我國(guó)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(jī)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(lái)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(jì)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(jì)的內(nèi)容程序與要求,一、建筑電氣設(shè)計(jì)的一般原則 適用 安全 經(jīng)濟(jì) 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(jì)的內(nèi)容程序與要求,二、 內(nèi)容 輸電線路設(shè)計(jì)變配電所設(shè)計(jì)電氣照明設(shè)計(jì)電力設(shè)計(jì)防雷與接地設(shè)計(jì)電氣信號(hào)與自動(dòng)控制設(shè)計(jì),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(jì) 凡國(guó)家及省市重點(diǎn)工程項(xiàng)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(jì)。一般高層建筑也都應(yīng)提出方案設(shè)計(jì)。 在方案設(shè)計(jì)階段，電氣設(shè)計(jì)和弱電設(shè)計(jì)文件主要是設(shè)計(jì)說(shuō)明書及必要的簡(jiǎn)圖。其深度應(yīng)滿足設(shè)

45、計(jì)方案優(yōu)選和設(shè)計(jì)投標(biāo)的要求。,1.5 供配電設(shè)計(jì)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(jì) 施工圖設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)已批準(zhǔn)的初步設(shè)計(jì)進(jìn)行編制，內(nèi)容以圖紙為主，應(yīng)包括封面、圖紙目錄、設(shè)計(jì)說(shuō)明(或首頁(yè))、圖紙、工程概算等等。,1.5 供配電設(shè)計(jì)的內(nèi)容程序與要求,2.初步設(shè)計(jì) 初步設(shè)計(jì)文件根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書進(jìn)行編制，由設(shè)計(jì)說(shuō)明書(包括設(shè)計(jì)總說(shuō)明和專業(yè)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書)、設(shè)計(jì)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(diǎn)及學(xué)習(xí)要求,本課程的性質(zhì)和任務(wù)本課程的特點(diǎn)學(xué)習(xí)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(biāo)和電力負(fù)荷，重點(diǎn)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(diǎn)的運(yùn)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(guó)家根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，經(jīng)全面技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(jī)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(jī)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(jí)或線路長(zhǎng)度而定)。4．電力系統(tǒng)中性

48、點(diǎn)的運(yùn)行方式有不接地、經(jīng)消弧線圈接地和直接接地三種，重點(diǎn)掌握中性點(diǎn)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(biāo)有電壓、頻率和供電可靠性三項(xiàng)。6．電力負(fù)荷按對(duì)供電可靠性的要求分為一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷、三級(jí)負(fù)荷三類，其供電要求也各不相同。電力負(fù)荷按工作制分為連續(xù)工作制、短時(shí)工作制和反復(fù)短時(shí)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(jī)組,,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,彩圖3 水輪發(fā)電機(jī)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(jī)組,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,機(jī)組容量2X150MW,山東農(nóng)業(yè)大學(xué)電氣工程系,廣東粵電集團(tuán)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(jì)裝機(jī)26臺(tái),單機(jī)容量70萬(wàn)千瓦,另外右岸地下電廠還設(shè)計(jì)有6臺(tái)單機(jī)70萬(wàn)千瓦的機(jī)組,年發(fā)電量達(dá)847億千瓦時(shí),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(jī)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)