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1、第一章 绪 论,本节内容 课程结构 供电系统简介 电力负荷 电气设备 电压等级 用电设备简介,供电技术,供电技术课程分为六章。共计48学时，其中42学时讲课，6学时实验。,供电技术课程结构（一）,以供电系统，尤其以企业35kV/(6-10kV) 变电所（变电站）为研究对象，涉及负荷计算, 短路电流计算,高压电器,电力线路, 继电保护,变电所综合自动化等内容。,供电技术课程结构（二）,将供电系统比作计算机，则它的 硬件包括： 电力线路 高压电器设备 继电保护装置 软件包括 负荷计算 短路电流计算,参考书,靳希才，工矿企业供电，冶金出版社，2002 芮静康，供配电实用技术问答，中国电力出版社，20
2、02 张学成，工矿企业供电，中国矿大出版社，1998 余健明，供电技术，机械工业出版社，1998 黄明琪，工厂供电，重庆大学出版社，1996 胡增涛，工厂供电，高等教育出版社，1992,参考书,耿 毅，工业企业供电，冶金工业出版社，1985 刘介才，工厂供电，机械工业出版社，1991 周瀛，工业企业供电，冶金工业出版社，2002 诸骏伟，电力系统分析，中国电力出版社，1995 贺家李，电力系统继电保护原理，水利电力出版社，1994,电能的优点,易于与其他形式的能源相互转换 输配简单经济 可以精确控制、调节和测量,电力系统,发电厂、变电站、电力线路、用电设备 生产、转换、分配、输送、使用,电力系
3、统运行的特点,1、电能生产的重要性 2、系统暂态过程的快速性 3、电能发、输、配、用的同时性,供电系统在电力系统中的地位,电力系统和动力部分组成动力系统 发电系统、供电系统和用电系统共同组成电力系统 供电系统是电力系统的中间环节 供电系统又称为输、配电系统,发电系统 - 供电（输、配电）系统 - 用电系统 发电厂（站） - 电力网、变电所 - 电力负荷 发电机 - 高、低压电网等 - 电动机等,发电厂（站）,将一次能源转换为电能。 一次能源包括：煤炭、石油、天然气、水能、原子核能、风能、太阳能、地热、潮汐能等。我国一次能源主要是：煤炭、水力、风能和原子能。,发电厂火力,用煤炭、石油和天然气等为
4、燃料的发电厂。原动机多为汽轮机。火力发电厂可分为： 凝汽式发电厂 热电厂,发电厂水力,把水的位能和动能转变成电能的发电厂。可分为： 堤坝式水力发电厂 引水式水力发电厂,发电厂原子能,原子能发电厂又称核电站。是利用核裂变能量转化为热能，再按照火力发电厂方式发电。,变电站（所）,是变换电能电压和接收电能与分配电能的场所，是联系发电厂和用户的中间枢纽。 主要由电力变压器、母线和开关控制设备等组成。若仅只有配电设备而无电力变压器则称为配电站。凡是把交流电能变换成直流电能的变电站称为变流站。,变电站的分类（一）,按作用分为： 升压变电所 降压变电所,变电站的分类（二）,按地位分为： 枢纽变电所 中间变电
5、所 地区变电所 终端变电所 企业变电所 车间变电所,电力网（电力线路）,是输电线路和配电线路的统称，是输送电能和分配电能的通道。它将发电厂、变电站和用户联系起来。可分为： 低压电网：电压在1kV以下 中压电网：1kV-10kV 高压电网：10kV-330kV 超高压电网：电压为330kV及以上,并网的意义,1、降低成本、提高一次能源使用效率 1）大容量机组效率高 2）一次能源运输困难，就地建厂 3）季节优势 2、保证电力供应的可靠性,3、增强电力供应的稳定性 1）同步运行稳定性 2）频率稳定性 3）电压稳定性 4、保证电能质量,电力负荷（用电设备）,是电力系统中所有用电设备消耗的功率的总和。
6、电力系统发电负荷=电力系统供电负荷+厂用电 电力系统供电负荷=电力系统综合用电负荷+电网损失 电力系统综合用电负荷：工业、农业、交通运输业及生活用电的总和。,电力负荷分级,按供电可靠性和对电能质量要求程度，在我国将负荷分为： 一级负荷 二级负荷 三级负荷,各级负荷对供电的要求,一级负荷：突然停电将照成人身伤亡或在经济上造成重大损失,或在政治上造成重大不良影响. 供电要求:由两个独立电源供电，不允许停电。 二级负荷：突然停电将在经济上造成较大损失,或在政治上造成不良影响. 供电要求:应由两回线路供电，允许短时停电几分钟。 三级负荷：突然停电不会在经济上造成直接损失或政治上造成不良影响. 对供电无
7、特殊要求，允许较长时间停电。,电能质量指标,电压偏移不超过额定值的5% 频率偏移不超过（0.2-0.5）Hz 正弦交流的波形畸变（3%-5%）,工业企业供电系统,组成：企业降压变电站、高压配电线路、车间变电站、低压配电线路、用电设备 功能： 1、企业降压变电站：把35110kV电压降为610kV电压，向车间变电站供电 2、车间变电站：将 610kV高压配电电压降为220/380V，供电范围500m以内 3、高低压配电线路：分别向高低压用电设备输送、分配电能，一般用架空线路，特殊场合用电缆。,典型电力系统图,图1-1 典型电力系统图 返回,典型电力系统图- 说明,电能传送过程：电厂升压 - 远距
8、离输电 - 枢纽变电所降压 - 远距离输电 - 企业变电所降压 - 近距离输电 - 负荷。 并网目的是保证电网稳定。 高压深入负荷中心可提高电能质量。 图中一根线代表三相。 本课程主要研究企业35kV/(6-10kV)总变电所。,典型电力系统图电气设备符号,发电机G 电力变压器T 母线及引出线WB 断路器QF 负荷开关QL 隔离开关QS,典型电力系统图电气设备符号,熔断器F 电压互感器PT 电流互感器CT 阀型避雷器F 电抗器L 电容器C 电缆终端头X,电气设备符号表的进一步说明,表中三斜杠表示A、B、C三相 变压器有双圈和三圈之分 电流互感器有单次级和双次级两种,供配电系统的组成,由一次设备
9、和二次设备组成。 一次设备：指直接生产、输送和分配电能的设备。包括变压器、高压断路器、隔离开关、电抗器、并联补偿电力电容器、电力电缆、送电线路、母线等。又称为一次部分。由这些设备构成的电路称为变电所的主电路或主接线或一次接线。 二次设备：对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制和保护的辅助电气设备称为二次设备。包括测量仪表、控制与信号回路、继电保护装置、制动装置以及远动装置等。又称为二次部分。这些设备通常由电压互感器、电流互感器、蓄电池组或低压电源供电，它们相互间所连接的电路称为二次回路或二次接线。,变电所主要设备及符号,电力系统-电压等级,GB156-80规定,电力系统电压分成等多种等级,见
10、表1-2和表1-3. 1kV以下的为低压,3-330kV为高压,330-1000kV为超高压,1000kV以上为特高压. 我国目前的最高电压等级为750kV. 3kV及以上的高压用于发电,配电及高压用电设备; 110kV及以上的高压与超高压用于远距离输电. 煤矿1140V为低压,人身安全电压为交流36V,直流92V, 直流电压为平均值,交流电压为有效值,且指线电压.,表1-2 3kV以下电气设备与系统的额定电压等级（V）,电气设备和电子设备分为供电设备的受电设备，受电设备的额定电压也是系统的额定电压。 直流电压为平均值，交流电压为有效值。 在三相交流栏下，“/”上为相电压，下为线电压，无斜线者
11、全为线电压。 带“+”只适用于电压互感器 带“”使用于单台供电的电压 带“*”者只用于煤矿井下，热工仪表和机床控制系统 带“*”只限于煤矿井下和特殊场合。,表1-3 3kV及以上设备与系统电压,注：1 对应于750kV的设备最高电压待定 2 带“*”者只用作发电机电压,额定电压的国家标准,1用电设备的额定电压和电网的额定电压是一致的。 2 整个线路允许有10%的电压损耗。规定发电机的额定电压高于所供电网额定电压5%。 3 变压器的额定电压 一次线圈 ：位于线路首端时，比电网的额定电压高5% 。 位于线路末端时，与电网额定电压相同。 二次线圈 ：所供线路较长时， 高出电网额定电压10%。 所供线
12、路较短时，高出电网额定电压5%。,电网额定电压-平均额定电压,国家标准规定,供电设备额定电压高出电网和受电设备额定电压5%,用以补偿正常负荷时的线路电压损失,从而使受电设备获得接近于额定值的电压。 电力变压器的二次绕组额定电压均指空载电压,要求比负载时的电压高5%。 变压器既是负载(受电设备)又是电源(供电设备). 一次绕组为负载,电压与电网额定电压相同，当变压器靠近发电机时,规定其一次绕组的额定电压与发电机额定电压相同；二次绕组电压分两种情况，配电距离近时高出电网额定电压5%，远时高10%。 电网电压习惯用线路的平均额定电压来表示。线路平均额定电压指电网始端的最大电压和末端受电设备额定电压的
13、平均值Uav,一般为电网额定电压的1.05倍,该值在短路电流计算中应用。,习题1-9,G,0.38kV,110kV,35kV,10kV,121kV,110kV,11kV,38.5kV,10.5kV,10.5kV,0.418kV,电压与输送容量及距离,表1-4 各种电压线路送电容量与距离的参考值,电压偏移,当交流电流在线路中流过时，线路上会产生电压降落。如上图所示。 线路两端的电压相量差称为电压降，用 表示。 线路两端的电压幅值差称为电压损失，用 表示。 电压损失常用电压损失百分比 表示。 高压电网的电压损失只与电网无功功率有关。,用电设备的分类1,恒速持续运行工作制：电解设备、通风机、空压机、
14、水泵、破碎机、球磨机、搅拌机、制氧机及某些机械的拖动电机等，正常运行时，负荷基本均匀稳定且三相对称 需要调速的持续运行工作制：烧结机、连续铸管机、卷取机、回转窑等，这些设备的拖动电机要求调速，需使用直流电动机拖动系统，增加了变流环节来提供直流电源,用电设备的分类2,反复短时工作制：提升机、高炉卷扬机、轧钢机、吊车、起重机等，负荷时刻变化，是供电系统的不稳定负荷，不良用户，功率因数偏低 间歇运行工作制：交流、直流电焊设备,小结,本节主要讲述了以下内容 供电系统组成 电力负荷的分级 电气设备符号 电压等级 用电设备简介,习题与思考题,1-1 电力系统为什么要采用多种电压等级并设置多级变电所？ 1-2 如何对电力负荷分级？ 1-3 为什么供电变压器二次额定电压要高出同级电网额定电压的 510。,
