供電技術ch1.1概述(改)

1、第一章第一章 緒緒 論論n本節(jié)內容本節(jié)內容n課程結構課程結構n供電系統(tǒng)簡介供電系統(tǒng)簡介n電力負荷電力負荷n電氣設備電氣設備n電壓等級電壓等級n用電設備簡介用電設備簡介供電技術供電技術v供電技術供電技術課程分為六章。共計課程分為六章。共計48學時，其中學時，其中42學時講課，學時講課，6學時實驗。學時實驗。供電技術課程結構（一供電技術課程結構（一） 以供電系統(tǒng)，尤其以企業(yè)以供電系統(tǒng)，尤其以企業(yè)35kV/(6-10kV) 變電所（變電站）為研究對象，涉及負荷計變電所（變電站）為研究對象，涉及負荷計算算, 短路電流計算短路電流計算,高壓電器高壓電器,電力線路電力線路, 繼電繼電保護保護,變電所綜合自

2、動化等內容。變電所綜合自動化等內容。 供電技術課程結構（二）供電技術課程結構（二）將供電系統(tǒng)比作計算機，則它的將供電系統(tǒng)比作計算機，則它的q硬件包括：硬件包括：電力線路電力線路高壓電器設備高壓電器設備繼電保護裝置繼電保護裝置q軟件包括軟件包括負荷計算負荷計算短路電流計算短路電流計算參考書參考書n 靳希才，工礦企業(yè)供電，冶金出版社，靳希才，工礦企業(yè)供電，冶金出版社，2002n 芮靜康，供配電實用技術問答，中國電力出版芮靜康，供配電實用技術問答，中國電力出版社，社，2002n 張學成，工礦企業(yè)供電，中國礦大出版社，張學成，工礦企業(yè)供電，中國礦大出版社，1998n 余健明，供電技術，機械工業(yè)出版社，

3、余健明，供電技術，機械工業(yè)出版社，1998n 黃明琪，工廠供電，重慶大學出版社，黃明琪，工廠供電，重慶大學出版社，1996n 胡增濤，工廠供電，高等教育出版社，胡增濤，工廠供電，高等教育出版社，1992參考書參考書q 耿耿 毅，工業(yè)企業(yè)供電，冶金工業(yè)出版社，毅，工業(yè)企業(yè)供電，冶金工業(yè)出版社，1985q 劉介才，工廠供電，機械工業(yè)出版社，劉介才，工廠供電，機械工業(yè)出版社，1991q 周瀛，工業(yè)企業(yè)供電，冶金工業(yè)出版社，周瀛，工業(yè)企業(yè)供電，冶金工業(yè)出版社，2002q 諸駿偉，電力系統(tǒng)分析，中國電力出版社，諸駿偉，電力系統(tǒng)分析，中國電力出版社，1995q 賀家李，電力系統(tǒng)繼電保護原理，水利電力出版賀

4、家李，電力系統(tǒng)繼電保護原理，水利電力出版社，社，1994電能的優(yōu)點電能的優(yōu)點q易于與其他形式的能源相互轉換易于與其他形式的能源相互轉換q輸配簡單經濟輸配簡單經濟q可以精確控制、調節(jié)和測量可以精確控制、調節(jié)和測量電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)n發(fā)電廠、變電站、電力線路、用電設備發(fā)電廠、變電站、電力線路、用電設備n生產、轉換、分配、輸送、使用生產、轉換、分配、輸送、使用電力系統(tǒng)運行的特點電力系統(tǒng)運行的特點n1、電能生產的重要性、電能生產的重要性n2、系統(tǒng)暫態(tài)過程的快速性、系統(tǒng)暫態(tài)過程的快速性n3、電能發(fā)、輸、配、用的同時性、電能發(fā)、輸、配、用的同時性供電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的地位供電系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中的地位q電力系統(tǒng)

5、和動力部分組成動力系統(tǒng)電力系統(tǒng)和動力部分組成動力系統(tǒng)q發(fā)電系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)共同組成電力系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng)、供電系統(tǒng)和用電系統(tǒng)共同組成電力系統(tǒng)q供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)供電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)q供電系統(tǒng)又稱為輸、配電系統(tǒng)供電系統(tǒng)又稱為輸、配電系統(tǒng)發(fā)電系統(tǒng) - 供電（輸、配電）系統(tǒng) - 用電系統(tǒng)發(fā)電廠（站） - 電力網(wǎng)、變電所 - 電力負荷發(fā)電機 - 高、低壓電網(wǎng)等 - 電動機等發(fā)電廠（站）發(fā)電廠（站）n將一次能源轉換為電能。將一次能源轉換為電能。n一次能源包括：煤炭、石油、天然氣、水能、一次能源包括：煤炭、石油、天然氣、水能、原子核能、風能、太陽能、地熱、潮汐能等。原子核能、風能、太陽

6、能、地熱、潮汐能等。我國一次能源主要是：煤炭、水力、風能和原我國一次能源主要是：煤炭、水力、風能和原子能。子能。發(fā)電廠發(fā)電廠火力火力n用煤炭、石油和天然氣等為燃料的發(fā)電廠。原用煤炭、石油和天然氣等為燃料的發(fā)電廠。原動機多為汽輪機。火力發(fā)電廠可分為：動機多為汽輪機?；鹆Πl(fā)電廠可分為：n凝汽式發(fā)電廠凝汽式發(fā)電廠n熱電廠熱電廠發(fā)電廠發(fā)電廠水力水力n把水的位能和動能轉變成電能的發(fā)電廠?？煞职阉奈荒芎蛣幽苻D變成電能的發(fā)電廠?？煞譃椋簽椋簄堤壩式水力發(fā)電廠堤壩式水力發(fā)電廠n引水式水力發(fā)電引水式水力發(fā)電廠廠發(fā)電廠發(fā)電廠原子能原子能n原子能發(fā)電廠又稱核電站。是利用核裂變能量原子能發(fā)電廠又稱核電站。是利用核裂

7、變能量轉化為熱能，再按照火力發(fā)電廠方式發(fā)電。轉化為熱能，再按照火力發(fā)電廠方式發(fā)電。變電站（所）變電站（所）n是變換電能電壓和接收電能與分配電能的場所，是變換電能電壓和接收電能與分配電能的場所，是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間樞紐。是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間樞紐。n主要由電力變壓器、母線和開關控制設備等組主要由電力變壓器、母線和開關控制設備等組成。若僅只有配電設備而無電力變壓器則稱為成。若僅只有配電設備而無電力變壓器則稱為配電站。凡是把交流電能變換成直流電能的變配電站。凡是把交流電能變換成直流電能的變電站稱為變流站。電站稱為變流站。變電站的分類（一）變電站的分類（一）n按作用分為：按作用分為：n升壓變電所

8、升壓變電所n降壓變電所降壓變電所 變電站的分類（二）變電站的分類（二）按地位分為：按地位分為：n樞紐變電所樞紐變電所n中間變電所中間變電所n地區(qū)變電所地區(qū)變電所n終端變電所終端變電所n企業(yè)變電所企業(yè)變電所n車間變電所車間變電所電力網(wǎng)（電力線路）電力網(wǎng)（電力線路）n是輸電線路和配電線路的統(tǒng)稱，是輸送電能和是輸電線路和配電線路的統(tǒng)稱，是輸送電能和分配電能的通道。它將發(fā)電廠、變電站和用戶分配電能的通道。它將發(fā)電廠、變電站和用戶聯(lián)系起來?？煞譃椋郝?lián)系起來?？煞譃椋簄低壓電網(wǎng)：電壓在低壓電網(wǎng)：電壓在1kV以下以下n中壓電網(wǎng)：中壓電網(wǎng)：1kV-10kVn高壓電網(wǎng)：高壓電網(wǎng)：10kV-330kVn超高壓電網(wǎng)

9、：電壓為超高壓電網(wǎng)：電壓為330kV及以上及以上并網(wǎng)的意義并網(wǎng)的意義n1、降低成本、提高一次能源使用效率、降低成本、提高一次能源使用效率n 1）大容量機組效率高）大容量機組效率高n 2）一次能源運輸困難，就地建廠）一次能源運輸困難，就地建廠n 3）季節(jié)優(yōu)勢）季節(jié)優(yōu)勢n2、保證電力供應的可靠性、保證電力供應的可靠性n3、增強電力供應的穩(wěn)定性、增強電力供應的穩(wěn)定性n 1）同步運行穩(wěn)定性）同步運行穩(wěn)定性n 2）頻率穩(wěn)定性）頻率穩(wěn)定性n 3）電壓穩(wěn)定性）電壓穩(wěn)定性n4、保證電能質量、保證電能質量電力負荷（用電設備）電力負荷（用電設備）n是電力系統(tǒng)中所有用電設備消耗的功率的總和。是電力系統(tǒng)中所有用電設備

10、消耗的功率的總和。n電力系統(tǒng)發(fā)電負荷電力系統(tǒng)發(fā)電負荷=電力系統(tǒng)供電負荷電力系統(tǒng)供電負荷+廠用廠用電電n電力系統(tǒng)供電負荷電力系統(tǒng)供電負荷=電力系統(tǒng)綜合用電負荷電力系統(tǒng)綜合用電負荷+電網(wǎng)損失電網(wǎng)損失n電力系統(tǒng)綜合用電負荷：工業(yè)、農業(yè)、交通運電力系統(tǒng)綜合用電負荷：工業(yè)、農業(yè)、交通運輸業(yè)及生活用電的總和。輸業(yè)及生活用電的總和。電力負荷分級電力負荷分級n按供電可靠性和對電能質量要求程度，在我國按供電可靠性和對電能質量要求程度，在我國將負荷分為：將負荷分為：n一級負荷一級負荷n二級負荷二級負荷n三級負荷三級負荷各級負荷對供電的要求各級負荷對供電的要求n一級負荷：一級負荷：突然停電將照成人身傷亡或在經濟上造

11、成重大損失突然停電將照成人身傷亡或在經濟上造成重大損失,或在政治或在政治上造成重大不良影響上造成重大不良影響. 供電要求供電要求:由兩個獨立電源供電，不允許停電。由兩個獨立電源供電，不允許停電。n二級負荷：二級負荷：突然停電將在經濟上造成較大損失突然停電將在經濟上造成較大損失,或在政治上造成不良影響或在政治上造成不良影響.供電要求供電要求:應由兩回線路供電，允許短時停電幾分鐘。應由兩回線路供電，允許短時停電幾分鐘。n三級負荷：三級負荷：突然停電不會在經濟上造成直接損失或政治上造成不良影響突然停電不會在經濟上造成直接損失或政治上造成不良影響.n對供電無特殊要求，允許較長時間停電。對供電無特殊要求

12、，允許較長時間停電。電能質量指標電能質量指標n電壓偏移不超過額定值的電壓偏移不超過額定值的5%n頻率偏移不超過頻率偏移不超過（0.2-0.5）Hzn正弦交流的波形畸變正弦交流的波形畸變（3%-5%）工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)q組成：企業(yè)降壓變電站、高壓配電線路、車間變電組成：企業(yè)降壓變電站、高壓配電線路、車間變電站、低壓配電線路、用電設備站、低壓配電線路、用電設備q功能：功能： 1、企業(yè)降壓變電站：把、企業(yè)降壓變電站：把35110kV電壓降為電壓降為610kV電壓，向車間變電站供電電壓，向車間變電站供電 2、車間變電站：將、車間變電站：將 610kV高壓配電電壓降為高壓配電電壓降為220

13、/380V，供電范圍，供電范圍500m以內以內 3、高低壓配電線路：分別向高低壓用電設備輸送、高低壓配電線路：分別向高低壓用電設備輸送、分配電能，一般用架空線路，特殊場合用電纜。分配電能，一般用架空線路，特殊場合用電纜。典型電力系統(tǒng)典型電力系統(tǒng)圖圖圖1-1 典型電力系統(tǒng)圖 返回典型電力系統(tǒng)圖典型電力系統(tǒng)圖- 說明說明n電能傳送過程：電廠升壓電能傳送過程：電廠升壓 - 遠距離輸電遠距離輸電 - 樞紐變電樞紐變電所降壓所降壓 - 遠距離輸電遠距離輸電 - 企業(yè)變電所降壓企業(yè)變電所降壓 - 近距離輸近距離輸電電 - 負荷。負荷。n并網(wǎng)目的是保證電網(wǎng)穩(wěn)定。并網(wǎng)目的是保證電網(wǎng)穩(wěn)定。n高壓深入負荷中心可提

14、高電能質量。高壓深入負荷中心可提高電能質量。n圖中一根線代表三相。圖中一根線代表三相。n本課程主要研究企業(yè)本課程主要研究企業(yè)35kV/(6-10kV)總變電所?？傋冸娝?。典型電力系統(tǒng)圖典型電力系統(tǒng)圖電氣設備符號電氣設備符號發(fā)電機G電力變壓器T母線及引出線WB斷路器QF負荷開關QL隔離開關QS典型電力系統(tǒng)圖典型電力系統(tǒng)圖電氣設備符號電氣設備符號熔斷器F電壓互感器PT電流互感器CT閥型避雷器F電抗器L電容器C電纜終端頭X電氣設備符號表的進一步說明電氣設備符號表的進一步說明n表中三斜杠表示表中三斜杠表示A、B、C三相三相n變壓器有雙圈和三圈之分變壓器有雙圈和三圈之分n電流互感器有單次級和雙次級兩種電

15、流互感器有單次級和雙次級兩種供配電系統(tǒng)的組成供配電系統(tǒng)的組成n由一次設備和二次設備組成。由一次設備和二次設備組成。一次設備一次設備：指直接生產、輸送和分配電能的設備。包括變壓指直接生產、輸送和分配電能的設備。包括變壓器、高壓斷路器、隔離開關、電抗器、并聯(lián)補償電力電容器、器、高壓斷路器、隔離開關、電抗器、并聯(lián)補償電力電容器、電力電纜、送電線路、母線等。又稱為電力電纜、送電線路、母線等。又稱為一次部分一次部分。由這些設備。由這些設備構成的電路稱為變電所的構成的電路稱為變電所的主電路或主接線或一次接線主電路或主接線或一次接線。二次設備二次設備：對一次設備的工作狀態(tài)進行監(jiān)視、測量、控制和對一次設備的工

16、作狀態(tài)進行監(jiān)視、測量、控制和保護的輔助電氣設備稱為二次設備。包括測量儀表、控制與信保護的輔助電氣設備稱為二次設備。包括測量儀表、控制與信號回路、繼電保護裝置、制動裝置以及遠動裝置等。又稱為號回路、繼電保護裝置、制動裝置以及遠動裝置等。又稱為二二次部分次部分。這些設備通常由電壓互感器、電流互感器、蓄電池組。這些設備通常由電壓互感器、電流互感器、蓄電池組或低壓電源供電，它們相互間所連接的電路稱為或低壓電源供電，它們相互間所連接的電路稱為二次回路或二二次回路或二次接線次接線。變電所主要設備及符號變電所主要設備及符號WLQSQFTQFQSQSQFQSQFQSQFWB圖 1-2 變 電 所 的 主 要

17、設 備 及 符 號電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)-電壓等級電壓等級nGB156-80規(guī)定,電力系統(tǒng)電壓分成等多種等級,見表1-2和表1-3.n1kV以下的為低壓,3-330kV為高壓,330-1000kV為超高壓,1000kV以上為特高壓.n我國目前的最高電壓等級為750kV.n3kV及以上的高壓用于發(fā)電,配電及高壓用電設備; 110kV及以上的高壓與超高壓用于遠距離輸電.n煤礦1140V為低壓,人身安全電壓為交流36V,直流92V,n直流電壓為平均值,交流電壓為有效值,且指線電壓.表表1-2 3kV以下電氣設備與系統(tǒng)的額定電壓等級（以下電氣設備與系統(tǒng)的額定電壓等級（V） 電氣設備和電子設備分為供電設備的受

18、電設備，受電設備的額定電壓也是系統(tǒng)的額定電壓。 直流電壓為平均值，交流電壓為有效值。 在三相交流欄下，“/”上為相電壓，下為線電壓，無斜線者全為線電壓。 帶“+”只適用于電壓互感器 帶“”使用于單臺供電的電壓 帶“*”者只用于煤礦井下，熱工儀表和機床控制系統(tǒng) 帶“*”只限于煤礦井下和特殊場合。表表1-3 3kV及以上設備與系統(tǒng)電壓及以上設備與系統(tǒng)電壓n注：1 對應于750kV的設備最高電壓待定n 2 帶“*”者只用作發(fā)電機電壓額定電壓的國家標準額定電壓的國家標準1 1用電設備的額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓是一致的。用電設備的額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓是一致的。 2 2 整個線路允許有整個線路允許有1

19、0%的電壓損耗。規(guī)定發(fā)電機的額定電壓高于所供電網(wǎng)的電壓損耗。規(guī)定發(fā)電機的額定電壓高于所供電網(wǎng)額定電壓額定電壓5%。3 變壓器的額定電壓變壓器的額定電壓 一次線圈一次線圈 ：位于線路首端時，：位于線路首端時，比電網(wǎng)的額定電壓高比電網(wǎng)的額定電壓高5% 5% 。 位于線路末端時，與電網(wǎng)額定電壓相同。位于線路末端時，與電網(wǎng)額定電壓相同。 二次線圈二次線圈 ：所供線路較長時，：所供線路較長時， 高出電網(wǎng)額定電壓高出電網(wǎng)額定電壓10%10%。 所供線路較短時，高出電網(wǎng)額定電壓所供線路較短時，高出電網(wǎng)額定電壓5%5%。-5%G5%UN線路首端線路首端線路末端線路末端電網(wǎng)額定電壓電網(wǎng)額定電壓-平均額定電壓平均

20、額定電壓n國家標準規(guī)定,供電設備額定電壓高出電網(wǎng)和受電設備額定電壓5%,用以補償正常負荷時的線路電壓損失用以補償正常負荷時的線路電壓損失,從而使受電設備獲得接近于額定值的電壓。n電力變壓器的二次繞組額定電壓均指空載電壓,要求比負載要求比負載時的電壓高時的電壓高5%。n變壓器既是負載(受電設備)又是電源(供電設備). 一次繞組為負載,電壓與電網(wǎng)額定電壓相同，當變壓器靠近發(fā)電機時,規(guī)定其一次繞組的額定電壓與發(fā)電機額定電壓相同；二次繞組電壓分兩種情況，配電距離近時高出電網(wǎng)額定電壓5%，遠時高10%。n電網(wǎng)電壓習慣用線路的平均額定電壓來表示。線路平均額定電壓指電網(wǎng)始端的最大電壓和末端受電設備額定電壓的平均值Uav,一般為電網(wǎng)額定電壓的1.05倍,該值在短路電流計算中應用。習題習題1-9 G 0.38kV1