《3项目一供配电系统基础知识ppt课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《3项目一供配电系统基础知识ppt课件.ppt（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 1 建筑供配电与照明系统基础知识 建筑供配电与照明系统基础知识 工厂供电及电力系统的基本知识 电力系统的电压与电能质量 电力系统中性点运行方式及低压配电系统接地 型式 供电工程设计与施工一般知识 供配电系统基础知识 2 模块1 工厂供电及电力系统的基本知识 p工厂供电的意义和要求 l 含义 是指工厂所需电能的供应和分配 亦 称工厂配电 l 重要性 做好供电 增加产量 提高质量 减轻劳动 强度 供电中断 会引起设备损坏 可能发生人身 事故 l 基本要求 安全 不应发生人身事故和设备事故 可靠 连续供电 优质 电压和频率等的质量要求 经济 投资要省 运行费用低 节约电能和 有色金属 图1 1
2、中型工厂供电系统简图 一般中型工厂的电源进线是6 10kV 电能先经高压配电所 缩写HDS 由 高压配电线路将电能分送至各个车间 变电所 缩写STS 车间变电所内 装有电力变压器 将6 10kV的高压降 为一般低压用电设备所需的电压 如 果工厂拥有6 10kV的高压用电设备 则由高压配电所直接以6 10kV对其供 电 二 工厂供电系统概况 一 6 10kV进线的中型工厂供电系统 图1 1所示工厂供电系统的平面布线示意图 图1 2 图1 1所示工厂供电系统的平面布线示意图 图1 3 具有总降压变电所的工厂供电系统简图 二 35kV及以上进线的大中型工厂供电系统 图1 4 高压深入负荷中心的工厂供
3、电系统简图 三 小型工厂供电系统 图1 5 小型工厂供电系统简图 a 装有一台变压器 b 装有两台变压器 图1 6 低压进线的小型工厂供电 系统简图 四 设应急柴油发电机组的工厂供电系统 对于工厂的重要负荷 一般要求在正常供电 电源之外 另设有应急备用电源 最常用的备 用电源是柴油发电机组 三 发电厂和电力系统简介 一 发电厂 发电厂 power plant 又称发电站 是将 自然界存在的各种一次能源转换为电能 属二 次能源 的工厂 图1 7 采用有柴油发电机组 作备用电源的工厂供电系统 1 水力发电厂 2 火力发电厂 现代火电厂一般都考虑了 三废 废渣 废水 废气 的综合利用 有的火电厂不仅
4、发电 而且供热 兼供热能的火电厂 称为热电厂 3 核能发电厂 核能发电厂 又称为原子能发电厂 通称核电站 它是利 用某些核燃料的原子核裂变能来生产电能 其生产过程与火电 厂大体相同 只是以核反应堆 俗称原子锅炉 代替了燃煤锅 炉 以少量的核燃料代替了大量的煤炭 其能量转换过程是 由于核能是巨大的能源 而且核电具有安全 清洁和经 济的特点 所以世界上很多国家都很重视核电建设 核电在 整个发电量中占的比重逐年增长 我国在上世纪80年代就确 定了 发展核电 的电力建设方针 并已兴建了浙江秦山 广 东大亚湾 广东岭澳等多座大型核电站 4 风力发电 地热发电及太阳能发电简介 风力发电建在有丰富风力资源的
5、地方 但其能量密度较小 因 此风轮机的体积较大 造价较高 且单机容量不可能做得很大 风 能又是一种具有随机性和不稳定性的能源 因此利用风能发电必须 与一定的蓄能方式相结合 才能实现连续供电 地热发电是利用地球内部蕴藏的大量地热能来生产电能 地热 发电的热效率不高 不消耗燃料 运行费用低 因此地热还是属于 比较清洁的能源 但地下热水和蒸汽中大多含有硫化氢 氨 砷等 有害物质 因此对排出的热水要妥善处理 以免污染环境 二 电力系统 图1 8 从发电厂到用户的送电过程示意图 图1 9 大型电力系统简图 返回 第二节 电力系统的电压和电能质量 一 概 述 电压和频率是衡量电能质量的基本参数 一般交流电
6、力设备的额定频率为50Hz 称为工频 供电营业 规则 规定 在电力系统正常状况下 供电频率的允许偏差为 1 电网装机容量在300万千瓦及以上的为 0 2Hz 2 电网装机容量在300万千瓦以下的 为 0 5Hz 电力系统非正常状况下 供电频率允许偏差不应超过 1 0Hz 对工厂供电系统来说 提高电能质量主要是提高电压质量问题 包括 电压的偏差 波动和波形等 二 三相交流电网和电力设备的额定电压 按照国家标准GB156 2003 标准电压 规定 我国三相 交流电网和发电机的额定电压 如表1 1所示 表1 1中的电 力变压器一 二次绕组额定电压 是依据我国生产的电力变 压器标准产品规格确定的 75
7、0 500 330 220 110 66 35 10 6 3 0 66 0 38 电网和用电设备额定 电压 kV 825 800 750 550500 363330 242220 121110 72 566 38 535 13 8 15 75 18 20 22 24 2613 8 15 75 18 20 22 24 26 10 5及1110及10 510 5 6 3及6 66及6 36 3 3 15及3 33及3 153 15 高压 0 690 660 69 0 400 380 40 低压 二次绕组一次绕组 电力变压器额定电压 kV 发电机额定电压 kV分类 表1 1 我国三相交流电网和电力设
8、备的额定电压 据GB156 2003 一 电网 线路 的额定电压 是国家根据国民经济发展的需要和电力工业发展的水平 经全面的技术经济分析后确定的 它是确定各类电力设备 额定电压的基本依据 二 用电设备的额定电压 电力线路的额定电压是平均电压UN 即线路首端与末端的 平均电压 如图1 10所示 用电设备的额定电压一般规定与同级 电网的额定电压相同 图1 10 用电设备和发电机的额定电压说明图 三 发电机的额定电压 由于电力线路允许的电压偏差一般为 5 即整个线路 允许有10 的电压损耗值 因此为了使线路的平均电压维持 在额定值 线路首端 电源端 的电压宜较线路额定电压高 5 而线路末端的电压则较
9、线路额定电压低5 如图1 10 所示 所以发电机的额定电压规定高于同级电网额定电压5 四 电力变压器的额定电压 1 一次绕组额定电压 1 当变压器直接与发电机相连时 如图1 11中的变压器T1 其一次绕组额定电压应与发电机额定电压相同 都高于同级电网额 定电压5 2 当变压器不与发电机相连而是连接在线路上时 如图1 11 中的变压器T2 则可看作是线路的用电设备 因此其一次绕组额定 电压应与电网额定电压相同 图1 11 电力变压器一 二次额定电压说明图 五 电压高低的划分 关于电力系统电压高低的划分 我国现在统一规定 低压 指电压等级在1000V以下者 高压 指电压等级在1000V及以上者 2
10、 二次绕组额定电压 1 变压器二次侧供电线路较长时 二次绕组额定电压 应比相连电网额定电压高10 2 变压器二次侧供电线路不长时 其二次绕组额定电 压只需高于电网额定电压5 仅考虑补偿变压器满载运行 时绕组本身的5 电压降 三 电压偏差与电压调整 一 电压偏差及其允许值 1 电压偏差的含义及其计算 电压偏差是指设备在给定瞬间的端电压U与其额定电压UN之差对 额定电压UN的百分值 即 图1 12 电力变压器的分接开关 a 分接开关接线 b 分接开关结构 1 帽 2 密封垫圈 3 操动螺母 4 定位钉 5 绝缘盘 6 静触头 7 动触头 二 电压调整措施 1 正确选择无载调压型变压器的电压分接头或
11、采用有载调压型变压器 2 合理减少系统的阻抗 3 合理改变系统的运行方式 4 尽量使系统的三相负荷均衡 5 采用无功功率补偿装置 四 电压波动及其抑制 1 电压波动的含义 U 2 电压波动的产生与危害 五 电网谐波及其抑制 一 电网谐波的有关概念 1 谐波的含义 谐波 harmonic 是指对周期性非正弦量进行傅立叶级 数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量 通常称为 高次谐波 基波是指其频率与工频 50Hz 相同的分量 向公共电网注入谐波电流或在公共电网中产生谐波电压 的电气设备 称为谐波源 2 谐波的产生与危害 电网谐波的产生 主要在于电力系统中存在各种非线性元件 如荧光灯及其他气体放
12、电灯 感应电动机 电焊机 变压器 和感应电炉等 谐波对电气设备的危害很大 如使变压器出现过热 使电动 机铁心损耗明显增加 转子产生振动现象 使电容器发生过载 甚至造成烧毁等 二 电网谐波的抑制措施 1 三相整流变压器采用Y d或D y的接线 2 增加整流变压器二次侧的相数 六 三相不平衡及其改善 一 三相不平衡电压或电流的产生及其危害 在三相供电系统中 如果三个相的电压或电流幅值或有效 值不等 或者三个相电压或电流的相位差不为120 时 则称 此三相电压或电流不平衡或不对称 三相供电系统在正常运行方式下出现三相电压或电流不平 衡的主要原因 是三相负荷不平衡 不对称 引起的 3 使各台整流变压器
13、二次侧互有相位差 4 装设分流滤波器 5 选用D yn11联结组别的三相配电变压器 6 其他措施 二 改善三相不平衡的措施 1 在供电设计和安装中 应尽量使三相负荷均衡分配 三相系统中各相安装的单相设备容量之差应不超过15 2 将不对称的负荷尽可能地分散接到不同的供电点 以 免集中连接造成严重的三相不平衡 3 不对称的负荷接到更高一级电压的电网上 以增大连 接点的短路容量 减小不对称负荷的影响 4 采用三相平衡化装置 七 工厂供配电电压的选择 一 工厂供电电压的选择 主要取决于当地电网的供电电压等级 同时也要考虑工厂用电设备的 电压 容量和供电距离等因素 表1 3示出各级电压线路合理的输送功
14、率和输送距离 供参考 100 30050 15030 10020 30 106 20 8 10 0 35 0 25输送距离 km 100000 500000 10000 50000 3500 30000 2000 10000 5000 2000 3000 1000 175 100输送功率 kW 架空线架空线架空线架空线电缆线架空线电缆线架空线电缆线架空线 线路结构 22011066351010660 380 38线路电压 kV 表1 3 各级电压线路合理的输送功率和输送距离 二 工厂高压配电电压的选择 主要取决于工厂高压用电设备的电压及其容量 数量等因素 工厂采用的高压配电电压通常为10kV
15、如果工厂拥有相当数量的6kV 用电设备 或者供电电源电压就是6kV 如果当地的电源电压为35kV 而厂区环境条件又允许采用35kV架空线 路和较经济的35kV设备时 则可考虑采用35kV作为高压配电电压深入工 厂各车间负荷中心的方式 三 工厂低压配电电压的选择 一般采用220 380V 但是某些场合宜采用660V甚至更高的1140V作为 低压配电电压 例如在矿井下 由于负荷中心往往离变电所较远 为保证 负荷端的电压水平而采用比380V更高的电压配电 返回 一 电力系统的中性点运行方式 在三相交流电力系统中 作为供电电源的发电机和电力变压 器的中性点有三种运行方式 中性点不接地 中性点经阻抗接
16、地 中性点直接接地或经低电阻接地 前两种系统统称为小接地电流系统 亦称中性点非有效接地 系统 后一种系统称为大接地电流系统 亦称中性点有效接地 系统 第三节 电力系统中性点运行方式及低压配电系统接地型式 图1 16 正常运行时的中性点不接地的电力系统 a 电路图 b 相量图 一 中性点不接地的电力系统 电源中性点不接地的电力系统在正常运行时的电路图和相量图 如图1 16所示 图中的三相交流相序代号统一采用A B C 系统正常运行时 三个相的相电压 是对称的 三个相的对地电容电流也是平衡的 如图1 16b所示 各相 的对地电压 就等于各相的相电压 当系统发生单相接地故障时 例如C相接地 如图1 17a 所示 完好的A B两相对地电压都由原来的相电压升高到线 电压 倍 二 中性点经消弧线圈接地的电力系统 在上述中性点不接地的电力系统中 在发生单相接地时 如果 接地电流较大 将出现断续电弧 这就可能使线路发生电压谐振现 象 因此在单相接地电流大于一定值 如前所述 的电力系统中 电源中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方式 在该三相系统中 允许在发生单相接地故障时短时 一般规定为2h 继续运行
