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1、第一章 概 论,第一章 概 论,第一节 供配电工作的意义、要求及课程任务 第二节 供配电系统及发电厂、电力系统 第三节 电力系统的中性点运行方式 第四节 供电质量要求及电力用户,第一节 供配电工作的意义、要求及课程任务,(1)安全在电力的供应、分配和使用中，应避免发生人身事故和设备事故。 (2)可靠应满足电力用户对供电可靠性即连续供电的要求。 (3)优质应满足电力用户对电压质量和频率质量等方面的要求。 (4)经济在满足安全、可靠和电能质量的前提下，应尽量使供配电系统的投资少，运行费用低，并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。,第二节 供配电系统及发电厂、电力系统,一、供配电系统的基本知识 以
2、工厂企业为例，其供配电系统是指工厂企业所需的电力从进厂起到所有用电设备入端止的整个供配电线路及其中所有变配电设备和控制、保护等设备。 (一)具有高压配电所的供配电系统,图- 具有高压配电所的企业供配电系统简图,第二节 供配电系统及发电厂、电力系统,(二)具有总降压变电所的供配电系统,图- 具有总降压变电所的企业供配电系统简图,第二节 供配电系统及发电厂、电力系统,图- 高压深入负荷中心的供配电系统简图,(三)高压深入负荷中心的企业供配电系统,第二节 供配电系统及发电厂、电力系统,图- 只有一个降压变电所的 供配电系统简图,第二节 供配电系统及发电厂、电力系统,(四)只有一个变电所或配电所的企业
3、供配电系统 二、发电厂基本知识 电力用户所需的电力是由发电厂生产的。 (一)水力发电厂 (二)火力发电厂 (三)核能发电厂 (四)其他类型发电厂 三、电力系统基本知识 (一)电力的生产和输送过程,第二节 供配电系统及发电厂、电力系统,图- 从发电厂到用户的送电过程,(二)电力生产的特点,第二节 供配电系统及发电厂、电力系统,(1)同时性 电力的生产、输送、分配以及转换为其他形态能量的过程，几乎是同时进行的。 (2)集中性 电力的生产必须集中统一，有统一的质量标准，统一的调度管理，统一的生产和销售。 (3)快速性 电力系统中各元件(包括设备、线路等)的投入或切除，几乎在瞬间就能完成，系统运行方式
4、的改变过程也极其短暂。 (4)先行性 电力生产在国民经济发展中具有先行性。 (三)电力系统、电力网及动力系统的概念,图- 大型电力系统简图,第二节 供配电系统及发电厂、电力系统,1)可以更经济合理地利用动力资源，首先利用水力资源和其他清洁、价廉、可再生的能源。 2)可以减少电能损耗，降低发电和输配电成本，大大提高经济效益。 )可以更好地保证电能质量，提高供电可靠性。,第二节 供配电系统及发电厂、电力系统, “智能电网”是建立在集成的、高速双向通信网络的基础上，通过先进的电子信息技术、先进的设备技术和控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现电网的安全、可靠、经济高效和环保的目标。智能电网的
5、主要特征是其自愈(自行修复)能力强，节能减排好，供电质量更能满足电能用户的要求。,四、用户自备电源基本知识 对于用户的重要负荷，一般要求在正常供电电源之外，设置应急的自备 (一)采用柴油发电机组的自备电源 1)柴油发电机组操作简便，起动迅速。 2)柴油发电机组效率较高，功率范围大，可从几千瓦到几千千瓦，而且体积小，重量轻，便于搬运。,第二节 供配电系统及发电厂、电力系统,3)柴油发电机组的燃料采用柴油，其储存和运输比较方便。 4)运行可靠，维修方便。 (二)采用交流不间断电源(UPS)或应急电源()的自备电源,图- 采用快速自起动型柴油发电 机组作自备电源的主接线图,第二节 供配电系统及发电厂
6、、电力系统,图- 交流不间断电源或应急电源供电示意图,第三节 电力系统的中性点运行方式,一、电力系统的中性点运行方式 我国电力系统中电源（包括发电机和电力变压器）的中性点有下列三种运行方式：一种是中性点不接地的运行方式；一种是中性点经阻抗（通常是经消弧线圈）接地的运行方式；再一种是中性点直接接地或经低电阻接地的运行方式。 (一)中性点不接地的电力系统,第三节 电力系统的中性点运行方式, 原国标 .规定：交流系统的相序，对电源端，一、二、三相分别标、；对设备端，一、二、三相分别标、。但新国标 .、已将此规定予以取消。本书参照现行的其他国标如 电力变压器、 电压互感器等的规定，三相交流相序代号不论
7、电源端或设备端，统一采用、。而三相设备绕组的首端标、，对应绕组的末端则标、。文献,第三节 电力系统的中性点运行方式,图- 正常运行时的中性点不接地系统,第三节 电力系统的中性点运行方式,图- 发生单相接地故障时的中性点不接地系统,(二)中性点经消弧线圈接地的电力系统,第三节 电力系统的中性点运行方式,图- 中性点经消弧线圈接地的系统,(三)中性点直接接地或经低阻接地的电力系统,第三节 电力系统的中性点运行方式,图- 中性点直接接地或经低阻 接地的系统发生单相接地时,第三节 电力系统的中性点运行方式,图- 低压配电的TN系统,第三节 电力系统的中性点运行方式, 设备的外露可导电部分，是指正常时不
8、带电而在故障时可带电的易被触及的部分，例如设备的金属外壳、金属构架等。,二、低压配电系统的接地形式 低压配电系统，按其中电气设备的外露可导电部分保护接地的形式不同，分为TN系统、TT系统和IT系统。 (一)TN系统(图-) 1.-系统(见图-),第三节 电力系统的中性点运行方式, 住宅设计规范规定：住宅应采用、-或-接地方式，并进行总等电位联结。,2.-系统(见图-) 3.-系统(见图-) (二)系统(图-),第三节 电力系统的中性点运行方式,图- 低压配电的TT系统,(三)IT系统(图-),第三节 电力系统的中性点运行方式,图-15 低压配电的IT系统,第四节 供电质量要求及电力用户,一、供
9、电质量概述 供电质量包括电能质量和供电可靠性两方面。 二、供电频率、频率偏差及其改善措施 (一)供电频率及其允许偏差 (二)频率偏差的影响及其改善措施 1)加速电力建设，增加系统的装机容量和调节负荷高峰的能力。 2)做好计划用电工作，搞好负荷调整，移峰填谷，并采取技术措施来降低冲击性负荷的影响。 3)装设低频减载自动装置及排定低频停限电序次，以便在电网频率降低时，适时地切除部分非重要负荷，以保证重要负荷的稳定连续供电。 三、供电电压、电压偏差及其调整措施,第四节 供电质量要求及电力用户,(一)供电电网和电力设备的额定电压,表- 我国三相交流电网和电力设备的额定电压,1.电网额定电压 2.用电设
10、备额定电压,第四节 供电质量要求及电力用户,图- 确定用电设备和发电机 额定电压的说明图,第四节 供电质量要求及电力用户,表- 系统的额定电压、最高电压和高压设备的额定电压(单位：),3.发电机额定电压 4.电力变压器一次绕组额定电压,图- 确定电力变压器一、二次绕组额定电压的说明图,第四节 供电质量要求及电力用户,5.电力变压器二次绕组额定电压 (二)电压偏差及其允许值 1.电压偏差的定义,第四节 供电质量要求及电力用户, 按 .物理科学和技术中使用的数学符号中规定，“定义”()的数学符号为“”。,2.电压偏差允许值 (1)电动机 规定为。 (2)电气照明 在一般工作场所为；对于远离变电所的
11、小面积一般工作场所、难以满足上述要求时，可为、；应急照明、道路照明和警卫照明等为、。 ()其他用电设备 当无特殊要求时，为。 (三)电压偏差的影响及其调整措施,第四节 供电质量要求及电力用户,图- 电力变压器的分接头和分接开关 帽 密封垫圈 操动螺母 定位钉 绝缘座 静触头 动触头,第四节 供电质量要求及电力用户,(1)正确选择电力变压器的电压分接头或采用有载调压的电力变压器 我国电力用户所使用的配电变压器，大多数是无载调压型，其高压绕组有的五个电压分接头，并装设有无载调压分接开关，如图-所示。 (2)降低供配电系统的阻抗 供配电系统中各元件的电压降是与各元件的阻抗成正比的。 (3)尽量使三相
12、系统的负荷均衡 在低压三相四线制配电系统中，如果三相负荷分布不均衡，将使负荷中性点的电位偏移，造成有的相电位升高，从而增大线路的电压偏差。 (4)合理地调整系统的运行方式 在一班制或两班制的企业中，在工作班的时间内，负荷重，往往电压偏低，因而需要将变压器高压绕组的分接头调在的位置。,第四节 供电质量要求及电力用户,(5)采用无功功率补偿装置 由于供配电系统中存在大量的感性负荷，如感应电动机、高频电炉、气体放电灯等，加上系统中感抗很大的电力变压器，线路中的感抗一般也大于电阻，从而使系统中产生大量相位滞后的无功功率，降低功率因数，增加系统的电压降。 四、电压波动、闪变及其抑制措施 (一)电压波动和
13、闪变的有关概念 1.电压波动的含义及其危害 2.闪变的含义及其危害 (二)电压变动和闪变的允许值,第四节 供电质量要求及电力用户,表- 电压变动限值(据 ),2.对于随机性不规则的电压波动，如电弧炉负荷引起的电压波动，表中标有号的值为其限值。 (三)电压波动和闪变的抑制措施 (1)采用专线或专用变压器供电 对大容量的冲击性负荷如电弧炉、轧钢机等，采用专线或专用变压器供电，是降低电压波动对其他用电设备运行影响的最简便有效的办法。,第四节 供电质量要求及电力用户,(2)减小线路阻抗 当冲击性负荷与其他负荷共用供电线路时，应设法减小线路的阻抗，例如将单回路改为双回路，或者将架空线路改为电缆线路，或者
14、将铝线改为铜线，从而减小由冲击性负荷引起的电压波动。 (3)选用短路容量较大或电压等级较高的电网供电 对大型电弧炉的炉用变压器，应尽量由短路容量较大或电压等级较高的电网供电，这是减小电网电压波动的一项有效措施。 (4)采用静止补偿装置 对大容量电弧炉及其他大容量冲击性负荷，在采取上述措施尚达不到要求时，可装设能“吸收”冲击性无功功率的静止补偿装置( ，缩写)。 五、电网谐波及其抑制措施,第四节 供电质量要求及电力用户,(一)电网谐波的有关概念 1.谐波的含义 2.谐波的危害性 (二)谐波电压限值和谐波电流允许值 1.谐波电压限值,表- 公用电网谐波电压(相电压)限值(据 ),2.谐波电流允许值
15、,第四节 供电质量要求及电力用户,表- 注入电网公共连接点的谐波电流允许值(据 ),(三)谐波的抑制措施,第四节 供电质量要求及电力用户,(1)三相整流变压器采用或接线 由于3次及其整数倍次的谐波电流在三角形联结的绕组内形成环流，而星形联结的绕组内不可能出现3次及其整数倍次的谐波电流，因此采用或接线的三相整流变压器，能使注入电网的谐波电流消除3次及其整数倍次的谐波电流。 (2)增加整流变压器二次侧的相数 整流变压器二次侧的相数越多，整流波形的脉波数越多，其次数低的谐波被消去的也越多。 (3)使各台并列运行的整流变压器二次侧互有相位差 多台相数相同的整流装置并列运行时，使其整流变压器二次侧互有适当的相位差。,第四节 供电质量要求及电力用户,图- 装设分流滤波器吸收高次谐波 开关 整流变压器 变流设备,第四节 供电质量要求及电力用户,(4)装设分流滤波器 在大容量静止“谐波源”(如大型晶闸管整流器)与电
