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電力系統(tǒng)基本知識(shí)電力系統(tǒng)基本知識(shí)PAGE2PAGE2電力系統(tǒng)基本知識(shí)第一章電力系統(tǒng)基本知識(shí)PAGE4第一章電力系統(tǒng)基本知識(shí)概念世界的電力發(fā)展情況:世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)建于1882年,在美國紐約市,機(jī)組容量只有30萬千瓦,隨著科技的發(fā)展,到1976年為止,全世界的發(fā)電廠總裝機(jī)容量已達(dá)到16億4千萬千瓦,從世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)來看,國民經(jīng)濟(jì)增長1%電力系統(tǒng)就要增長~%左右,發(fā)達(dá)國家?guī)缀跏敲?~10年裝機(jī)容量就要增長一倍,個(gè)別特別發(fā)達(dá)國家為5~6年裝機(jī)容量就要增長一倍。這是70年代,從80年代到目前為止,發(fā)達(dá)國家已達(dá)到2~3年左右裝機(jī)容量就要增長近一倍,總裝機(jī)容量已達(dá)到45億4千萬千瓦發(fā)展相當(dāng)快,預(yù)計(jì)到2030年的億千瓦。這是跟他們的工業(yè)基礎(chǔ)有相當(dāng)大的關(guān)系,而且發(fā)電的手段和控制系統(tǒng)的手段都達(dá)到了相當(dāng)?shù)南冗M(jìn)。我國的電力發(fā)展情況:我國解放前總發(fā)電能力還不到2000萬千瓦,這個(gè)時(shí)候主要分為東北地區(qū)和上海地區(qū),上海當(dāng)時(shí)以楊樹浦電廠為主,以后發(fā)展了南市和閘北電廠,陸續(xù)的不斷發(fā)展,在上海周邊地區(qū)發(fā)展了很多發(fā)電廠。到80年代末,進(jìn)過三十幾年的建設(shè),全國發(fā)電設(shè)備的總裝機(jī)容量達(dá)到7000萬千瓦,發(fā)電量達(dá)到近3000億度,是世界的第四、第五位(在60年代上海武寧路陸家宅武寧變電所是亞洲第一位),在80年代末容量在25萬千瓦以上的大型電廠全國共有六十多個(gè),發(fā)展也相當(dāng)快,已建成330KV超高壓輸電線路,在90年至今上海已達(dá)到500KV直流輸送超高壓輸電線路,隨著國民經(jīng)濟(jì)的不斷增長和經(jīng)濟(jì)建設(shè)、經(jīng)濟(jì)建設(shè)開放,電力系統(tǒng)在內(nèi)資和外資的作用下裝機(jī)容量又發(fā)生了更大的變化。裝機(jī)容量幾乎是80年代的3~4倍,但是還不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,所以電力系統(tǒng)在不斷地發(fā)展,2009年,全國基建新增生產(chǎn)能力繼續(xù)保持較大規(guī)模,基建新增發(fā)電設(shè)備容量8970萬千瓦;新增220千伏及以上輸電線路、變電設(shè)備容量分別為4.03萬千米、億千伏安。截至2009年底,全國發(fā)電設(shè)備容量87407萬千瓦,同比增長%。其中,水電19679萬千瓦,占總?cè)萘?,同比增長%;火電65205萬千瓦,占總?cè)萘?,同比增長%;水、火電占總?cè)萘康谋壤确謩e上升個(gè)百分點(diǎn)和下降個(gè)百分點(diǎn);風(fēng)電并網(wǎng)總?cè)萘?613萬千瓦,同比增長%。
全國電網(wǎng)220千伏及以上輸電線路回路長度萬千米,同比增長%,其中,500千伏線路回路長度為萬千米,同比增長%;全國電網(wǎng)220千伏及以上公用變?cè)O(shè)備容量億千伏安,同比增長%,其中500千伏公用變?cè)O(shè)備容量為億千伏安,同比增長%。目前,我國已建成并投入運(yùn)行的核電機(jī)組共11臺(tái),總裝機(jī)容量為910萬千瓦。已核準(zhǔn)10個(gè)核電項(xiàng)目,核電機(jī)組達(dá)28臺(tái),其中已開工建設(shè)的有20臺(tái)機(jī)組??梢灶A(yù)計(jì),核能在我國能源結(jié)構(gòu)中將占有更多的份額”,“從發(fā)展趨勢來看,中國核電發(fā)展的腳步還將進(jìn)一步加快”。預(yù)計(jì)到2010年的總裝機(jī)容量為億千瓦。第一節(jié)供電系統(tǒng)PAGE5了解電力系統(tǒng)及電力網(wǎng)的構(gòu)成,大型電力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn),電力生產(chǎn)的特點(diǎn)。電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠→變電站(所)→電力線路和用電設(shè)備(用戶)聯(lián)系在一起組成的一個(gè)發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體。大力發(fā)電水力發(fā)電1、發(fā)電廠→將各種能源轉(zhuǎn)換為電能,按一次能源得不同核電PAGE6風(fēng)力發(fā)電拉西發(fā)電2、變配電所→進(jìn)行電壓變換和電能的分配變電站(所)有升壓變電站和降壓變電站,與電廠相連的一般為升壓變電站,而與用戶相連的一般為降壓變電站。3、電力線路→電力線路又稱輸電線,其作用是進(jìn)行電能的輸送,就是把發(fā)電廠、變電所和電能用戶連接起來,電力線路按用途可分為輸電線路和配電線路兩種。按架設(shè)方法分為架空線路和電纜線路,按傳輸電流的種類可分為交流線路和直流線路。輸電線路架空線路1)電力線路→稱輸電線→電力線路,按用途→按架式分配電線路電纜線路交流線路→按傳輸電流的種類可分為直流線路所以電力系統(tǒng)及電力網(wǎng)的構(gòu)成,大家要注意的是以下兩條:電力系統(tǒng)是:由發(fā)電機(jī)→送電→變電→配電→用戶組成的整體稱電力系統(tǒng)電力網(wǎng):由送電→變電→配電組成電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)和電力用戶組成的整體,是將一次能源轉(zhuǎn)換成電能并輸送和分配到用戶的一個(gè)統(tǒng)一系統(tǒng)。輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)統(tǒng)稱為電網(wǎng),是電力系統(tǒng)的重要組成部分。發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)換成電能,經(jīng)過電網(wǎng)將電能輸送和分配到電力用戶的用電設(shè)備,從而完成電能從生產(chǎn)到使用的整個(gè)過程。電力系統(tǒng)還包括保證其安全可靠運(yùn)行的繼電保護(hù)裝置、安全自動(dòng)裝置、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和電力通信等相應(yīng)的輔助系統(tǒng)(一般稱為二次系統(tǒng))。PAGE6輸電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中最高電壓等級(jí)的電網(wǎng),是電力系統(tǒng)中的主要網(wǎng)絡(luò)(簡稱主網(wǎng)),起到電力系統(tǒng)骨架的作用,所以又可稱為網(wǎng)架。在一個(gè)現(xiàn)代電力系統(tǒng)中既有超高壓交流輸電,又有超高壓直流輸電。這種輸電系統(tǒng)通常稱為交、直流混合輸電系統(tǒng)。配電網(wǎng)是將電能從樞紐變電站直接分配到用戶區(qū)或用戶的電網(wǎng),它的作用是將電力分配到配電變電站后再向用戶供電,也有一部分電力不經(jīng)配電變電站,直接分配到大用戶,由大用戶的配電裝置進(jìn)行配電。在電力系統(tǒng)中,電網(wǎng)按電壓等級(jí)的高低分層,按負(fù)荷密度的地域分區(qū)。不同容量的發(fā)電廠和用戶應(yīng)分別接入不同電壓等級(jí)的電網(wǎng)。大容量主力電廠應(yīng)接入主網(wǎng),較大容量的電廠應(yīng)接入較高壓的電網(wǎng),容量較小的可接入較低電壓的電網(wǎng)。配電網(wǎng)應(yīng)按地區(qū)劃分,一個(gè)配電網(wǎng)擔(dān)任分配一個(gè)地區(qū)的電力及向該地區(qū)供電的任務(wù)。因此,它不應(yīng)當(dāng)與鄰近的地區(qū)配電網(wǎng)直接進(jìn)行橫向聯(lián)系,若要聯(lián)系應(yīng)通過高一級(jí)電網(wǎng)發(fā)生橫向聯(lián)系。配電網(wǎng)之間通過輸電網(wǎng)發(fā)生聯(lián)系。不同電壓等級(jí)電網(wǎng)的縱向聯(lián)系通過輸電網(wǎng)逐級(jí)降壓形成。不同電壓等級(jí)的電網(wǎng)要避免電磁環(huán)網(wǎng)。電力系統(tǒng)之間通過輸電線連接,形成互聯(lián)電力系統(tǒng)。連接兩個(gè)電力系統(tǒng)的輸電線稱為聯(lián)絡(luò)線2)大型電力網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)環(huán)網(wǎng)當(dāng)故障時(shí)(1)提高供電可靠性當(dāng)雷電時(shí)雙環(huán)網(wǎng)當(dāng)檢修時(shí)PAGE8(2)減少系統(tǒng)的備用量如孤立運(yùn)行發(fā)電廠,如它的發(fā)電量是30萬千瓦,備用量也要維持30萬千瓦左右滿足該地區(qū)的使用量,因?yàn)槊繒r(shí)每刻系統(tǒng)的發(fā)電量取決于同一時(shí)刻用戶的用電量。例如:1965年美國東部電力系統(tǒng)曾發(fā)生過一次大面積的停電事故,給紐約等大城市的生產(chǎn)和生活帶來很大的影響。1977年7月美國發(fā)生的第二次紐約大停電事故給國民經(jīng)濟(jì)帶來的損失,據(jù)統(tǒng)計(jì),停電所造成的直接經(jīng)濟(jì)損失為5500萬美元,而間接的損失竟達(dá)到3億美元左右。互相牽連a、降低系統(tǒng)的高峰負(fù)荷,調(diào)整峰谷曲線,提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。(3)通過合理的分配負(fù)荷:b、故障造成停電,通過電力調(diào)整掌握整個(gè)電力網(wǎng),統(tǒng)一調(diào)度,合理分配電能。(1)電壓偏差:電壓偏差是指在某一時(shí)段內(nèi),電壓復(fù)制緩慢變化偏離額定值的程度。措施:a、就地進(jìn)行無功功率補(bǔ)償;b、調(diào)整同步電動(dòng)機(jī)的勵(lì)磁電流;(4)提高供電質(zhì)量c、采用有載調(diào)壓變壓器或正確選擇無載調(diào)壓變壓器電壓分接頭;d、采用電抗值最小的高、低壓配電線路方案,架空Ω/km電纜Ω/km;e、盡量使系統(tǒng)的三相負(fù)荷平衡;PAGE9(2)電壓波動(dòng)與閃變,在某一時(shí)段內(nèi),電壓急劇變化而偏離額定值的現(xiàn)象,稱電壓波動(dòng)。電壓變化的速率大于1%/s時(shí),即為電壓急劇變化。措施:對(duì)負(fù)荷變動(dòng)劇烈的大型電氣設(shè)備,采用專用線路或?qū)S米儔浩鲉为?dú)供電;減小系統(tǒng)阻抗;加裝限流電抗器;對(duì)大型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行個(gè)別補(bǔ)償;在低壓供配電系統(tǒng),采用電力穩(wěn)壓器穩(wěn)壓;(3)電壓正弦波動(dòng)畸變率:電壓波形應(yīng)是正弦波,但是電力系統(tǒng)中存在大量非線性供電設(shè)備,這些設(shè)備向電網(wǎng)注入諧波電流或諧波電壓,使得到的電壓波形偏離正弦波。造成波形失真,主要來自產(chǎn)生電弧和整流設(shè)備變壓器非線性運(yùn)行。高次諧波是有一個(gè)無畸變的基波與各種倍頻的正弦波形疊加。(4)負(fù)序電壓系統(tǒng):(三相電壓不平衡度)由于用戶使用大功率單項(xiàng)設(shè)備(如電焊機(jī)),電力系統(tǒng)中,出現(xiàn)不對(duì)稱故障(如單相接地,相間短路)。(5)形成大的電力系統(tǒng),便于利用大型動(dòng)力資源,特別是能充分發(fā)揮水力發(fā)電的作用。(6)頻率:頻率的變化對(duì)電動(dòng)機(jī)來講,頻率降低將使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降,生產(chǎn)效率低,影響電機(jī)壽命,反之,頻率上升電機(jī)轉(zhuǎn)速上升,增加功率消耗,使經(jīng)濟(jì)性降低。電力生產(chǎn)的特點(diǎn)電是商品,具有價(jià)值和使用價(jià)值,但是電又不是一般的商品,它具有以下幾方面特點(diǎn):
第一,電能的生產(chǎn)、供應(yīng)、使用幾乎是瞬間同時(shí)完成的;
第二,它不易儲(chǔ)存,沒有中間環(huán)節(jié);
第三,電能使用總量是隨時(shí)都在變化的;
第四,發(fā)電廠、電力用戶通過電力線路和變電站互相連接成電網(wǎng)進(jìn)行生產(chǎn)和使用,電網(wǎng)是一個(gè)不可分割的整體。
第五,電能的質(zhì)量管理是非常嚴(yán)格的。交流電網(wǎng)的電壓和頻率的質(zhì)量,不僅直接影響電力用戶終端產(chǎn)品的質(zhì)量,而且直接關(guān)系電網(wǎng)本身的安全和電力用戶用電的可靠性。PAGE10由于電能本身所固有的特點(diǎn)以及造成電力與系統(tǒng)后所出現(xiàn)的新問題,決定了電能生產(chǎn)、運(yùn)輸、分配和使用的過程與其它的工業(yè)部門有著許多完全不同的特點(diǎn)。同時(shí)性:電能的生產(chǎn)和消費(fèi)是在同一時(shí)間實(shí)現(xiàn),也就講電能產(chǎn)生→輸送→分配以及轉(zhuǎn)換為其它形態(tài)能量過程。升壓、輸送、降壓、分配、消耗→同時(shí)性電力生產(chǎn)的同時(shí)性。發(fā)電、輸電、供電和用電是同時(shí)完成的,既不能中斷,又不能儲(chǔ)存,必須是用多少,發(fā)多少,是典型的連續(xù)生產(chǎn)、連續(xù)消費(fèi)的過程。電能的傳輸速度與光速相同,達(dá)到30萬千米/秒(萬km/s)。即使發(fā)電端與用電端相距千萬里,發(fā)、供、用電都是在同一瞬間進(jìn)行和完成的。集中性:電力生產(chǎn)是高度集中,統(tǒng)一調(diào)度指揮、統(tǒng)一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、統(tǒng)一管理辦法、統(tǒng)一分配和銷售→都是由電網(wǎng)來決定。電力生產(chǎn)的整體性。電力系統(tǒng)是由發(fā)電、供電和用電三者緊密連接起來的一個(gè)系統(tǒng),任何一個(gè)環(huán)節(jié)配合不好,都會(huì)影響電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電網(wǎng)中,發(fā)電機(jī)、變壓器、高壓輸電線路、配電線路和用電設(shè)備形成一個(gè)不可分割的整體,缺少那一環(huán)節(jié),電力生產(chǎn)都不可能完成。同樣,任何設(shè)備脫離電網(wǎng)都將失去意義。適用性:電能使用最方便,適用性最廣泛,它不受或很少受外加因素的干擾(例如,時(shí)間、地點(diǎn)、空間、氣濕、風(fēng)雨、場地等)是半絕緣或全絕緣的能源。電力生產(chǎn)的隨機(jī)性。負(fù)荷變化、設(shè)備異常情況、電能質(zhì)量的變化以及事故的發(fā)生,隨時(shí)都在變化著,而且發(fā)展迅速,波及面大。因此,在電力生產(chǎn)過程中,需要適時(shí)調(diào)度,要求適時(shí)安全監(jiān)控,隨時(shí)跟蹤隨機(jī)事件動(dòng)態(tài),以保證電能質(zhì)量及電網(wǎng)安全運(yùn)行。先行性:a、工農(nóng)業(yè)方面b、出現(xiàn)新的項(xiàng)目和企業(yè)c、交通運(yùn)輸、新技術(shù)推廣d、人民生活的需求PAGE11第二節(jié)電力負(fù)荷一、了解電力負(fù)荷組成及分類電力負(fù)荷是指用電設(shè)備或用電單位所消耗的功率(KW)容量(KVA)電流(A)對(duì)發(fā)電、供電及用電而言,電力負(fù)荷分為四種。發(fā)電負(fù)荷:是電廠的發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)提供的電力。供電負(fù)荷:是發(fā)電負(fù)荷扣除廠用電的廠變損耗、線路損耗后的負(fù)荷。線路負(fù)荷:是電力網(wǎng)在電力的輸送和分配過程中的各種損耗的總和。用電負(fù)荷:是用電實(shí)際使用的負(fù)荷。電力負(fù)荷的分類1、高峰負(fù)荷(又稱最大負(fù)荷):是指電網(wǎng)或用戶在一天時(shí)間內(nèi)所發(fā)生的最大負(fù)荷值Imax,常以每小時(shí)的用電量作為(平均)負(fù)荷。日高峰負(fù)荷高峰負(fù)荷又分為選一天24H中最高的一個(gè)小時(shí)的平均負(fù)荷作為高峰負(fù)荷。晚高峰負(fù)荷2、低谷負(fù)荷(又稱最小負(fù)荷):是指電網(wǎng)用戶在一天24H內(nèi)發(fā)生的用電量最少的某小時(shí)的平均負(fù)荷,為了合理用電,應(yīng)盡量減少發(fā)生低谷負(fù)荷的時(shí)間,對(duì)于整個(gè)電力系統(tǒng)來說峰谷負(fù)荷差越小,則用電越能趨于合理,發(fā)電與供電也愈加經(jīng)濟(jì)。3、平均負(fù)荷:是指電網(wǎng)中或某用戶在某一確定時(shí)間階段內(nèi)的平均小時(shí)用電量,為了分析負(fù)荷率,常用月平均負(fù)荷,即一天的用電量被一天的用電小時(shí)來除,為了安排用電量,做好用電計(jì)劃,往往也采用月平均負(fù)荷和年平均負(fù)荷。PAGE11PAGE12PAGE134、負(fù)荷級(jí)別分類PAGE15根據(jù)供電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范和GB50052-1995規(guī)定,根據(jù)電力負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電造成的損失或影響分為三級(jí),即一級(jí)負(fù)荷、二級(jí)負(fù)荷和三級(jí)負(fù)荷。根據(jù)用戶對(duì)電力需求的重要性將負(fù)荷分為三級(jí)。1)一級(jí)負(fù)荷:中斷供電將造成下列情況之一者為一級(jí)負(fù)荷a、人身傷亡者b、重大政治影響者c、重大經(jīng)濟(jì)損失者d、公共場所秩序嚴(yán)重混亂者二級(jí)負(fù)荷:中斷供電將造成下列情況之一者為二級(jí)負(fù)荷較大政治影響者較大經(jīng)濟(jì)損失者公共場所秩序混亂者三級(jí)負(fù)荷:凡不屬于一級(jí)負(fù)荷和二級(jí)負(fù)荷者為三級(jí)負(fù)荷對(duì)這類負(fù)荷,突然中斷供電所造成的損失不大或不會(huì)造成直接損失。第三節(jié)變電所概述按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號(hào)和文字符號(hào)表示電氣裝置中各元件,相互連接的工程圖稱為電氣接線圖或電路圖。工廠變電所的電路圖按功能可分為兩種:一種是表示變電所的電能輸送和分配線路的電路圖,稱為主電路圖或一次接線圖;另一中表示測量、控制和保護(hù)一次電路及設(shè)備安全運(yùn)行的電氣設(shè)備之間連接的電路圖成為二次電路圖或二次回路圖。由于電力系統(tǒng)為三相系統(tǒng),每相上的電氣設(shè)備基本相同,所以電氣主接線圖通常以單線圖來表示,即用一條線代表三相,使接線圖簡單清晰。對(duì)變配電所主電路的接線方式(簡稱主接線)有下列基本要求:安全性:應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求;能保障人身和設(shè)備的安全。可靠性:應(yīng)根據(jù)本廠負(fù)荷級(jí)別和特點(diǎn),能保證必要的供電可靠性和電能質(zhì)量。靈活性:應(yīng)能適應(yīng)系統(tǒng)所需的各種運(yùn)行方式,便于操作、檢修,并能適應(yīng)負(fù)荷的發(fā)展,具有擴(kuò)充改建的可能。經(jīng)濟(jì)性:在滿足安全性、可靠性、靈活性的前提下,應(yīng)力求使主接線簡單、投資少、運(yùn)行費(fèi)用低。一、變電所主接線變電所主接線是由電氣部分的主體,由其他發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等各種電氣設(shè)備通過母線、導(dǎo)線有機(jī)地聯(lián)接起來,并配置避雷器、互感器等保護(hù)、測量電器構(gòu)成變電所匯集和分配電能的一個(gè)系統(tǒng)。當(dāng)高壓配電所只有一路電源進(jìn)線時(shí),其主接線可采用單母線不分段方式此接線方式適用于對(duì)三級(jí)負(fù)荷的供電。PAGE162)當(dāng)高壓配電所有兩路電源進(jìn)線時(shí),其主接線采用單母線分段方式兩路進(jìn)線引自不同的電源,一段采取一路電源供電,另一路電源備用,或兩段母線并列運(yùn)行。當(dāng)一路電源失電時(shí),可手動(dòng)或自動(dòng)投入備用電源,即可恢復(fù)對(duì)整個(gè)高壓配電所的供電,此接線方式適用對(duì)供電可靠性、要求較高的一、二級(jí)負(fù)荷供電。1、高壓線路的接線方式PAGE17(1)放射式高壓線路的接線方式,以工礦企業(yè)高壓線路的接線方式(2)樹干式(3)環(huán)形式介紹一下放射式供電線路的特點(diǎn)(1)供電可靠性較高,發(fā)生故障影響范圍??;優(yōu)點(diǎn)(2)保護(hù)裝置簡單且易于整定;(3)操作靈活,便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。特點(diǎn)高壓開關(guān)較多,有色金屬耗量大、投資大;缺點(diǎn)(2)如發(fā)生線路或開關(guān)設(shè)備故障檢修時(shí),該線路上的負(fù)荷都要停。此接線方式適用于容量較大,位置較分散的負(fù)荷供電在中壓和低壓系統(tǒng)中較常見。此接線也可以采用來自兩個(gè)電源的兩路高壓進(jìn)線,采用雙回路放射式供電(圖2)2、樹干式供電線路的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):出線少、節(jié)約有色金屬、投資少。(1)供電可靠性差特點(diǎn)缺點(diǎn)(2)當(dāng)干線或開關(guān)設(shè)備故障或檢修時(shí)所有用戶全部停電,停電范圍大,若干線中某一用戶故障,該保護(hù)裝置拒動(dòng),也可能引起干線停電。PAGE17為了提高供電可靠性,可采用雙干線供電一般供電部門用的較多我們叫正母或付母3、環(huán)形供電線路特點(diǎn)是樹干式的另一種形式,在城市供配電中廣泛采用,此接線方式一般采用“開口”運(yùn)行方式在環(huán)路上有一處開關(guān)是斷開的,當(dāng)線路發(fā)生故障時(shí),只需經(jīng)過短時(shí)停電“倒閘操作”斷開故障點(diǎn)兩側(cè)開關(guān),合上原“開口”處開關(guān),即可恢復(fù)供電,提高了供電的可靠性。PAGE19以上三種供電線路的接線方式各有特點(diǎn),工廠的高壓配電線路是幾種接線方式的組合,是具體情況而定。對(duì)于大中型企業(yè),強(qiáng)調(diào)供電可靠性時(shí),重要車間及重要設(shè)備優(yōu)先考慮采用放射式,而對(duì)于輔助生產(chǎn)區(qū)和生活住宅區(qū),可考慮采用樹干式或環(huán)形式接線方式,這樣比較經(jīng)濟(jì)。電氣主接線基本要求主接線形式PAGE20例如:只裝一臺(tái)變壓器的變電所,變壓器的額定容量Snt應(yīng)滿足全部用電設(shè)備總計(jì)算負(fù)荷的需要,即Snt≥S30裝有二臺(tái)變壓器的變電所,每臺(tái)變壓器的額定容量Snt應(yīng)同時(shí)滿足以下條件任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí),應(yīng)滿足總計(jì)算負(fù)荷S30>70%的需要,即Snt≈任一臺(tái)變壓器單獨(dú)運(yùn)行時(shí),應(yīng)滿足全部一、二級(jí)負(fù)荷的需要,即Snt≥S30(Ι+Ⅱ)一、變電所主接線是電氣部分主題1、電氣主接線的基本要求工廠變電所的位置應(yīng)靠近負(fù)荷中心周圍環(huán)境規(guī)劃容量、設(shè)備的特點(diǎn)供電的可靠性電能質(zhì)量運(yùn)行靈活操作便捷檢修的空間考慮負(fù)荷的等級(jí)1類、2類、3類PAGE212、車間變電所主變壓器的單臺(tái)容量一般不宜大于1250KVA例如:某一10KV/變電所,總計(jì)算負(fù)荷為1400KVA,其中一、二級(jí)負(fù)荷為730KVA,試選擇其主變壓器的臺(tái)數(shù)和容量。解:由于變電所具有一、二級(jí)負(fù)荷,因此宜選用兩臺(tái)主變壓器Snt≈=×1400=980KVASnt≥S30(Ι+Ⅱ)=730KVA所以初步確定每臺(tái)主變壓器的容量為1000KVA變電所一次電氣設(shè)備主變壓器:在降壓變電所內(nèi)變壓器是將高壓電壓改為低電壓的電氣設(shè)備;高壓斷路器:高壓斷路器是作為保護(hù)變壓器和高壓線路的保護(hù)電器,它具有開斷正常負(fù)荷和過載、短路故障的保護(hù)能力;隔離開關(guān):隔離開關(guān)是隔離電源用的電器;電壓互感器:將系統(tǒng)的高電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗妷?,供保護(hù)和計(jì)量用;電流互感器:將高壓系統(tǒng)中的電流或低壓系統(tǒng)中的大電流轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的小電流,供保護(hù)和計(jì)量用;熔斷器:當(dāng)電路發(fā)生短路或過負(fù)荷時(shí),熔斷器能自動(dòng)切斷故障電路,從而使電氣設(shè)備得到保護(hù);負(fù)荷開關(guān):用來不頻繁的接通和分段小容量的配電線路和負(fù)荷,起到隔離電器的作用。PAGE22供電質(zhì)量概述:供配電基本要求1、供配電工作要很好地為工業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)服務(wù),切實(shí)保證工業(yè)生產(chǎn)和國民經(jīng)濟(jì)的要求,切實(shí)搞好安全用電,節(jié)約用電、安全用電、計(jì)劃用電(合稱“三電”),工作必須達(dá)到下列基本要求:1)安全——在電力的供應(yīng)、分配和使用中,不應(yīng)該發(fā)生人身事故和設(shè)備故障。2)可靠——應(yīng)滿足電力用戶對(duì)供電的可靠性,即連續(xù)供電的要求。3)優(yōu)質(zhì)——應(yīng)滿足電力用戶對(duì)電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量等方面的要求。4)經(jīng)濟(jì)——應(yīng)使供電系統(tǒng)的投資少,運(yùn)行費(fèi)用低,并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬的消耗量。2、對(duì)供電系統(tǒng)的基本要求供電要可靠:電力網(wǎng)的結(jié)構(gòu)合理,運(yùn)行可靠,至少應(yīng)有10%~15%的備用容量。供電質(zhì)量要合格:各種電氣參數(shù)應(yīng)合理,如電壓,頻率、波形、三相電壓對(duì)稱性等。要安全、經(jīng)濟(jì)、合理地運(yùn)行:供用電雙方協(xié)調(diào)管理,采取必要的技術(shù)措施(如無功補(bǔ)償、和裝定量器)和組織措施(如合理地調(diào)度和運(yùn)行管理等)電力網(wǎng)運(yùn)行調(diào)度應(yīng)靈活:電力網(wǎng)的容量越大,供電的可靠性越高,出現(xiàn)局部故障的機(jī)會(huì)也越多,其調(diào)度管理的復(fù)雜程度也越大,因此要求調(diào)度管理上有盡可能大的靈活性。一、供電質(zhì)量供電電能的質(zhì)量指標(biāo)供電電能的質(zhì)量指標(biāo)包括三項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和一項(xiàng)運(yùn)行調(diào)度指標(biāo)。電壓指標(biāo)用戶受電端電壓偏離額定值的幅度不應(yīng)超過35KV及以上用戶和對(duì)電壓質(zhì)量通常對(duì)用戶±10%,(特殊的用戶±5%)2)10KV及以下用戶和低壓用戶±7%3)低壓照明用戶:+7%~-10%輸電距離越大,采用的額定電壓也要越高,一般每千伏電壓合理輸送記錄為一公里左右(1KM/KV),不過還要看導(dǎo)線截面及輸送電力的大小。2.頻率指標(biāo)我國規(guī)定,供電系統(tǒng)的頻率指標(biāo)值為50Hz。運(yùn)行中允許偏差的絕對(duì)值應(yīng)不大于下列要求:電力網(wǎng)裝機(jī)容量在300KW及以上者:±。電力網(wǎng)裝機(jī)容量在300KW以下者為±。在電力系統(tǒng)非正常狀況下供電頻率允許偏差不超過±。3、波形及三相電壓對(duì)稱性電力網(wǎng)上的工頻電壓應(yīng)是準(zhǔn)確的正弦波形,三相電壓應(yīng)相等且相位上互差120°造成波形失真(波形畸變)的主要原因有:PAGE23用戶電氣設(shè)備產(chǎn)生的畸變自反饋到電力網(wǎng),主要來自產(chǎn)生電弧的設(shè)備和整流設(shè)備。電力網(wǎng)上的各變電站所產(chǎn)生的波形失真,主要來自變壓器的非線性運(yùn)行及電容器的補(bǔ)償。高次諧波是由一個(gè)無畸變的基波與各種倍頻的正弦波形疊加而成的,該高次諧波對(duì)補(bǔ)償電容器的運(yùn)行非常不利三相電壓不對(duì)稱的原因可能是由于下列原因引起的:用戶使用大功率單相設(shè)備(如電焊機(jī))電力系統(tǒng)中出現(xiàn)不對(duì)稱的故障(如單相接地、相間短路)。4.可靠性要求35KV及以上系統(tǒng),每年停電應(yīng)不超過一次;10KV系統(tǒng)每年停電不超過三次;對(duì)重要用戶的停電應(yīng)提前七日通知。供電質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)供電質(zhì)量是什么,他是以什么原則的標(biāo)準(zhǔn)來衡量它的。①電壓允許偏差的允許值為(電壓偏差的危害)●電壓過高長期過高對(duì)電氣設(shè)備絕緣老化加快設(shè)備壽命縮短1、220V單相供電電壓偏差為Un+7%-10%2、35KV~110KV供電偏差為Un+-10%3、10KV以下三相供電電壓允許偏差為Un+-7%4、對(duì)電壓有特殊要求的用戶、供、用二家協(xié)議確定。②電壓允許波動(dòng)和閃變,電壓波動(dòng)的產(chǎn)生(沖擊負(fù)荷)●軋機(jī)、大型風(fēng)機(jī)、電焊機(jī)尤其是電弧爐等均會(huì)引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。影響電動(dòng)機(jī)的正常起動(dòng),嚴(yán)重時(shí)電機(jī)無法起動(dòng),對(duì)同步電機(jī)還可引起其轉(zhuǎn)子振動(dòng),電子設(shè)備,計(jì)算機(jī)和自控設(shè)備無法正常工作,照明發(fā)生明顯的閃爍帶來諸多不便。1、對(duì)220KV以上的電壓波動(dòng)為%2、對(duì)35KV~110KV的電壓波動(dòng)為2%3、對(duì)10KV以下的電壓波動(dòng)為%③諧波對(duì)電氣設(shè)備的危險(xiǎn)很大,可使變壓器的鐵心損耗明顯增加,從而使變壓器出現(xiàn)過熱,不僅增加能耗,而且使其絕緣介質(zhì)變化加速,縮短使用壽命,諧波還能使變壓器噪聲增大,還可能造成系統(tǒng)的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置發(fā)生誤動(dòng)作或拒動(dòng)作。電壓質(zhì)量①電網(wǎng)裝機(jī)容量為300萬KW以上為±少數(shù)國家±~±(即允許~)PAGE24④頻率允許偏差②當(dāng)系統(tǒng)容量較小在300萬KW以下時(shí),其偏差值可以放寬到±(即允許~)③在電力系統(tǒng)非常狀況下,供電電能頻率的允許偏差不應(yīng)超過±5供電可靠性:對(duì)于工廠企業(yè)等任何電力用戶或其他用電戶,顯然都希望供電可靠。供電可靠性是持續(xù)供電能力的量度,不同性質(zhì)的用電負(fù)荷,對(duì)供電可靠性的要求是不一樣的,屬于一類(級(jí))負(fù)荷的用電對(duì)供電可靠性的要求較高;屬于不可間斷供電的負(fù)荷。由于電力線路允許電壓偏差一般為±5%,線路首端的電壓高于額定電壓5%,由于發(fā)電機(jī)接在線路的首端,所以發(fā)電機(jī)額定電壓高于同級(jí)電網(wǎng)額定電壓的5%。例如供電系統(tǒng)試確定系統(tǒng)中1、發(fā)電機(jī)2、變壓器、3、電動(dòng)機(jī)的UN解1)發(fā)電機(jī)的UN高于電網(wǎng)電壓5%即為2)變壓器a、T1一次繞組直接與發(fā)電機(jī)相連,UN與發(fā)電機(jī)UN相同即,二次繞組連接于110kv的輸電線路,額定電壓應(yīng)高于電網(wǎng),電網(wǎng)電壓10%即為121kv。b、T2一次繞組接于輸電線路UN等于線路UN即為110kv,二次繞組直接接高壓電動(dòng)機(jī),UN高于電網(wǎng)電壓5%,即為。c、T3一次繞組接于輸電線路UN=UN線路,即為10kv。二次繞組接于220V/380V的低壓線路,UN高于電網(wǎng)電壓5%,即為。3)電機(jī)的UN=UN電網(wǎng),即為6kv電壓等級(jí)的劃分及適用范圍:PAGE25高低電壓的劃分,按電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL408-1991《電力安全工作規(guī)定(發(fā)電廠和變電所電氣部分)》規(guī)定低壓:指設(shè)備對(duì)地電壓在250V及250V以下高壓:指設(shè)備對(duì)地電壓在250V以上。此劃分是從人身安全方面考慮的而我國的一些設(shè)計(jì)、制造和安裝規(guī)程通常是以1kv為界限來劃分高低壓,因此,通常工廠所指高低即為1kv及1kv以上。不同電壓的適用范圍,220kv及220kv以上電壓,一般為輸電電壓,完成電能的遠(yuǎn)距離傳輸110kv及110kv以下電壓,一般為配電電壓,完成對(duì)電能進(jìn)行降壓處理并按一定的方式分配至電能用戶。其中35kv~110kv配電網(wǎng)為高壓配電網(wǎng),10~35kv配電網(wǎng)為中壓配電網(wǎng),1kv以下為低壓配電網(wǎng)。3kv,6kv,10kv是工廠企業(yè)高壓電氣設(shè)備的供電電壓。第五節(jié)電力系統(tǒng)接地先解紹一下接地裝置電氣上所說的“地”究竟指何含義“地”,一般指大地。但在電氣上,它卻具有更深一層的含義,由于大地內(nèi)含有自然界中的水分等導(dǎo)電物質(zhì),因此它也是能導(dǎo)電的。當(dāng)一根帶電的導(dǎo)體與大地接觸時(shí),便會(huì)形成以接地點(diǎn)為球心的半球形“地電場”,此時(shí),接地電流Id便經(jīng)導(dǎo)體由接地點(diǎn)流入大地內(nèi),并向四周呈半球形流散。在大地中,因球面積與半徑的平方成正比,半球形的面積將隨著遠(yuǎn)離接地點(diǎn)而迅速增大。所以越靠近接地點(diǎn),電流通路的截面越小,電阻就越大,而相距越遠(yuǎn),其截面便越大,電阻就越小,通常在距離接地點(diǎn)約20m左右處,半球形面積已達(dá)2500m2,土壤電阻已小到可以忽略不計(jì),這就是說:可以認(rèn)為在遠(yuǎn)離接地點(diǎn)20m以外時(shí),便不再會(huì)產(chǎn)生電壓降Ud,即實(shí)際上已是“零位電”當(dāng)設(shè)備發(fā)生接地故障時(shí),以接地點(diǎn)為中心的大地表面約20mPAGE26半徑的圓形范圍內(nèi),使形成了一個(gè)電位分布區(qū)。當(dāng)人體處在這一范圍內(nèi),同時(shí)接觸該故障的外殼(或構(gòu)架)時(shí),人體所承受的電位差,便稱為接觸電壓(Uc)。顯然其大小與設(shè)備(或接觸設(shè)備外殼的人體立地點(diǎn))離接地點(diǎn)的遠(yuǎn)近有關(guān),離的愈近接觸電壓愈就小,愈遠(yuǎn)其值便越大。接地電流和接地電阻1)接地電流與接地短路電流,凡從帶電體流入地下的電流即為接地電流,有正常接地電流與故障接地電流之分。正常接地電流指正常工作時(shí),通過接地裝置流入地下,借用大地形成回路的電流;故障接地電流指系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)出現(xiàn)的接地電流。若系統(tǒng)接地而導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生短路,這時(shí)的故障接地電流,便叫做接地短路電流。在高壓系統(tǒng)中,接地短路電流可能會(huì)很大,因此規(guī)定:凡接地短路電流在500A以下,稱小接地短路電流系統(tǒng),大于500A則稱為大接地短路電流系統(tǒng)。可見接地電流與接地短路電流是不同的兩回事,它們各有其含義,故不能混淆。所以10kv高壓供電系統(tǒng)與低壓380v/220v供電系統(tǒng)的不同主要有以下幾點(diǎn):首先是中性點(diǎn)接地方式,10kv高壓供電系統(tǒng)屬中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),而低壓380v/220v供電系統(tǒng)中性點(diǎn)必須直接接地;其次是供電方式,10kv高壓供電系統(tǒng)采用三相三線制供電,低壓380v/220v供電系統(tǒng)采用三相四線制供電;另外,10kv高壓配電柜中的主進(jìn)柜通常采用下進(jìn)線俗俗稱倒進(jìn)K即“刀帶電”我國目前大多采用三相四線制低壓供電系統(tǒng),即380v/220v中性點(diǎn)直接接地低壓系統(tǒng),該供電系統(tǒng)具有三條相線(火線),積L1,L2,L3PAGE27,(或A,B,C)。在歐美和日本一般叫(U,V,W或R,S,T),一條零線。這條零線之所以稱之為零線,就是因?yàn)樗怯勺儔浩鞫蝹?cè)中性點(diǎn)引出的,而二次側(cè)中性線又直接接地,與大地零電位連接,因此稱之為零線。在三相四線制低壓供電系統(tǒng)中它既是工作地線,又是保護(hù)零線,現(xiàn)在稱為PEN線,其中PE是保護(hù)零線,N是工作零線,合起來就是PEN線,PEN線表示工作零線兼做保護(hù)零線,俗稱“零地合一”??梢钥闯鰡蜗嘭?fù)載(燈泡)一端接相線,經(jīng)過燈泡接在零線(地線)上。三相電動(dòng)機(jī)的三相繞組分別接在三條相線(火線)上,而電動(dòng)機(jī)的金屬外殼則接在零線(地線)上,從而不難看出,這條零線(地線)既是單相負(fù)載(燈泡)的電源回路,又是三相電動(dòng)機(jī)保護(hù)接零的保護(hù)回路。這里順便說中性線直接接地的問題,變壓器二次側(cè)中性點(diǎn)直接接地叫工作接地,按照規(guī)定要求其接地電阻不得大于4歐姆,我們知道10kv高壓系統(tǒng)是采用中性點(diǎn)不接地的供電系統(tǒng),那么為什么380v/220v供電系統(tǒng)非要中性點(diǎn)直接接地呢在中性點(diǎn)直接接地380v/220v低壓供電系統(tǒng)中,由于中性點(diǎn)直接接地,因此,任何一條火線對(duì)地電壓都是220v,如果任何一條火線接地的話都會(huì)造成短路,此時(shí)會(huì)造成開關(guān)跳閘或熔絲熔斷,從而使大地帶電,此時(shí),未接地的兩相對(duì)地電壓不是220v,而是380v。這時(shí)人站在地上就等于踩在一條火線上,如果不慎碰到未接地的兩相中的任一一條火線,就將承受380v電壓。因此不難看出,如果中性點(diǎn)不直接接地的話,對(duì)地電壓就可能超過250v,換句話說,對(duì)地電壓超過250v,也就是不能稱之為低壓供電系統(tǒng)。二次側(cè)中性點(diǎn)直接接地的另一意義在于,可以降低低壓電氣設(shè)備的絕緣水平,我們知道,配電變壓器一次側(cè)(高壓)額定電壓一般多為10kv,而二次側(cè)額定電壓為400v/230v;顯而易見,配電變壓器一、二次額定電壓之比,即U1/U2=10000V/400V=25;也就是說一、二次電壓相差25倍,如果中性點(diǎn)不直接接地的話,一旦變壓器絕緣損壞,一次高壓串入二次低壓,低壓電氣設(shè)備難以承受那么高的高壓,勢必造成絕緣擊穿,從而燒毀低壓電氣設(shè)備;如果提高低壓電氣設(shè)備的絕緣水平,又必然造成電氣設(shè)備造價(jià)提高,如果中性點(diǎn)直接接地的話,即使變壓器絕緣損壞,一次高壓串入二次低壓側(cè),電流也可以通過中性點(diǎn)直接接地(工作接地)向大地中流散,從而起到降低低壓電氣設(shè)備絕緣水平的作用。10PAGE28kv高壓供電系統(tǒng)采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng),即使中性點(diǎn)通過消弧線圈接地,仍屬于不接地系統(tǒng),也就是說,主要不是直接接地,就稱為不接地系統(tǒng),采用不接地系統(tǒng)供電,可以避免由于系統(tǒng)中一相接地造成故障掉閘,以致影響供電系統(tǒng)的正常運(yùn)行。然而有利必有弊,即在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中,發(fā)生一相接地故障時(shí),如接地相屬金屬性接地(死接地)時(shí),接地相的相電壓等于0,另外未接地的兩相的相電壓將升高√3倍,即由升到10KV,這不僅威脅設(shè)備的絕緣,還可以由于絕緣擊穿造成另一相接地,從而引發(fā)相間短路故障。1、強(qiáng)電系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地2、直流或弱電系統(tǒng)的接地工作接地3、過電壓保護(hù)接地4、“二線接地”制的相線接地1正常接地保護(hù)接地與保護(hù)接零,重復(fù)接地與共同接地安全接地3、靜電接地與屏蔽接地4、電法保護(hù)接地。接地電力線路接地故障接地設(shè)備碰殼接地1利用大地作回路的接地,正常情況下也有電流通過大地和如;直流工作接地,弱電工作接地,二線一地2維持系統(tǒng)安全運(yùn)行的接地,正常情況下沒有電流或只有很小的不平衡電流通過大地,工作接地通常有以下三種情況如110kv以上系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地,低壓三相四線制系統(tǒng)的變壓器中性點(diǎn)接地。3為了防止雷擊和過電壓對(duì)設(shè)備及人身造成危險(xiǎn)而設(shè)置的接地,即為過電壓保護(hù)接地,也叫做防雷接地。1為防止電力設(shè)備或電氣設(shè)置絕緣損壞,危及人身安全而設(shè)備的保護(hù)接地。2為了消除生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的靜電積累,引起觸電或爆炸而設(shè)的靜電接地安全接地主要包括3為防止電磁感應(yīng)而對(duì)設(shè)備的金屬外殼,屏蔽罩或屏蔽線外皮所進(jìn)行的屏蔽接地。PAGE294為了防止管理受電化腐蝕,采用陰極保護(hù)或犧牲陽極的電法保護(hù)接地等。各種工作接地的安全作用工作接地為保證電力網(wǎng)在正常情況或事故情況下能可靠的工作,而將電氣回路中某一點(diǎn)實(shí)行的接地,稱為工作接地,如在電源(發(fā)電機(jī)或變壓器)的中性點(diǎn)直接(或經(jīng)消弧線圈)接地,電壓互感器一次側(cè)中性點(diǎn)的接地,以及“兩線一地”制供電方式中接地相的接地等,都屬于工作接地。強(qiáng)電系統(tǒng)中,各種工作接地的主要作用是:變壓器和發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)直接接地,能維持相線對(duì)地的電壓不變(故障相除外),并可降低人體的接觸電壓及適當(dāng)降低制造時(shí)對(duì)電氣設(shè)備的絕緣要求。在變壓器供電時(shí),可以防止高壓電竄至低壓用電側(cè)的危險(xiǎn)。變壓器和發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地,還能在發(fā)生單相接地故障時(shí),消除接地短路點(diǎn)的電弧及由此而可能引起的危險(xiǎn)。儀用互感器和電壓互感器一次側(cè)繞組的中性點(diǎn)接地,主要是為了對(duì)一次系統(tǒng)中的相對(duì)地電壓進(jìn)行測量?!皟删€一地”制的相線接地,是為了利用大地當(dāng)作一根導(dǎo)線,從而可以降低線路基建投資與年運(yùn)行費(fèi)用,并減少線路材料的耗量但對(duì)電訊有干擾影響,對(duì)安全也不利。故這種供電方式在平原地區(qū)已不再推廣使用,原有的也在逐步加以改造。保護(hù)接地為了保護(hù)人身安全,避免發(fā)生觸電事故,將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分(如外殼等)與接地裝置實(shí)行良好的金屬性連接,這種方式稱為保護(hù)接地,常簡稱接地,它是一種防止觸電的基本技術(shù)措施實(shí)用性相當(dāng)普遍。(圖1)保護(hù)接零若將電氣設(shè)備在正常情況下不帶電的金屬部分用導(dǎo)線直接與低壓配電系統(tǒng)的零線相連接,這種方式稱為保護(hù)接零,常簡稱接零。它與保護(hù)接地相比能在更多的情況下保護(hù)人身安全,防止觸電事故。(圖2)PAGE29接地與接零的比較接地方式保護(hù)接地保護(hù)接零工作接地工作接零定義電氣設(shè)備外殼接接地裝置電氣設(shè)備外殼接供電網(wǎng)的零線運(yùn)行需要的接地(如中性點(diǎn)接地)220V用電設(shè)備的電源線之一(零線)適用范圍中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)中性點(diǎn)接地電網(wǎng),三相四線制系統(tǒng)中性點(diǎn)接地電網(wǎng)三相四線制系統(tǒng),220V用電設(shè)備的供電線路之一目的起安全保護(hù)作用起安全保護(hù)作用保護(hù)電網(wǎng)運(yùn)行安全提供供電通路作用原理平時(shí)保持零電位不顯作用,只有發(fā)生碰殼或短路時(shí)能降低對(duì)地電壓,從而防止觸電傷人平時(shí)有三相不平衡電流,當(dāng)發(fā)生接地短路時(shí)可保證其它相線升壓不高(10V左右)以提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。但觸及工作接地線時(shí)有觸電危險(xiǎn)。平時(shí)線中有單相負(fù)荷電流,如果發(fā)生斷線,且負(fù)荷不工作,則斷點(diǎn)后的零線具有相電位,比較危險(xiǎn)。PAGE31平時(shí)保護(hù)持零干線電位不顯作用,且與相線絕緣發(fā)生碰殼或短路時(shí)電流很大,促使保護(hù)裝置速動(dòng),避免外殼長期帶電。必須有重復(fù)接地才能保證認(rèn)識(shí)安全。注意事項(xiàng)必須從認(rèn)識(shí)上克服地線、零線并不重要的錯(cuò)誤觀念,要樹立零線與地線比較相線來說對(duì)電氣安全更具重要意義的科學(xué)觀念。從而在接地、接零裝置的選材施工、維護(hù)等環(huán)節(jié)上把好質(zhì)量關(guān),保持接地接零裝置的電氣性能和機(jī)械性能的可靠性。確保接地可靠。在中性點(diǎn)接地系統(tǒng)中,條件許可時(shí)要盡量采用保護(hù)接零方式,以保障用電安全,在同一電源的低壓配電網(wǎng)范圍內(nèi),嚴(yán)禁混用接地與接零保護(hù)方式。禁止在零線上裝設(shè)保護(hù)裝置和開關(guān)等,嚴(yán)禁出現(xiàn)零線斷線的情況工作接地必須單獨(dú)設(shè)置,工作接地如有故障,將危害整個(gè)保護(hù)接零系統(tǒng)。要盡可能采用三相五線制,使工作零線和保護(hù)零線分開,而不再混用。前面講的接地裝置電力系統(tǒng)接地配電變壓器或低壓發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)通過接地裝置與大地相連,稱為工作接地。直接接地(220kv,110kv)直接接地工作接地電阻4歐工作接地1)經(jīng)消弧線圈接地作用主要將系統(tǒng)電容電流加以補(bǔ)非直接接地償,使接地點(diǎn)電流補(bǔ)償?shù)捷^小的數(shù)值,防止弧光短路,保護(hù)安全供電2)經(jīng)小電阻接地PAGE32直接接地220kv,110kv35kv經(jīng)消弧線圈接地10kv也可經(jīng)消弧線圈接地,也可以經(jīng)電阻接地一般經(jīng)電阻接地以電纜線路為主的配電網(wǎng)4)220kv/380kv直接接地3~60kv電網(wǎng)中大于下列數(shù)值變壓器中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地3~6kv電網(wǎng)中,接地電流>30A10kv電網(wǎng)中,接地電流>20A20kv電網(wǎng)中,接地電流>15A35kv電網(wǎng)中,接地電流>10A各類接地裝置的接地電阻要求①RE直接接地和小電阻接地系統(tǒng)的電力裝置接地②RE5PAGE33RE①高壓裝置與低壓裝置共用且RE42)接地經(jīng)消弧線圈接地和大電阻接地系統(tǒng)的電力裝置RE②僅用于高壓電力裝置且RE10總?cè)萘?00KVA以上的發(fā)電機(jī)或變壓器相連的接地裝置RE4,上述重復(fù)接地RE103)低壓系統(tǒng)的電源中性點(diǎn)接地總?cè)萘?00KVA以下的發(fā)電機(jī)或變壓器相連的接地裝置RE10,上述重復(fù)接地RE304)3kv~10kv柱上斷路器和負(fù)荷開關(guān)的防雷接地,采用閥式避雷器或保護(hù)間隙RE10低壓系統(tǒng)接地形式工程施工用電的基本供電系統(tǒng)有(380V)三相三線制、(380/220V)三相四線制、三相五線制等,但這些名詞術(shù)語內(nèi)涵不是十分嚴(yán)格。國際電工委員會(huì)(IEC)對(duì)此作了統(tǒng)一規(guī)定,稱為TT系統(tǒng)、TN系統(tǒng)、IT系統(tǒng)。其中TN系統(tǒng)又分為TN-C、TN-S、TN-C-S系統(tǒng)。下面就以上所指各種供電系統(tǒng)做一個(gè)簡要的分析。供電線路符號(hào)小結(jié)國際電工委員會(huì)(IEC)規(guī)定的供電方式符號(hào)中,第一個(gè)字母表示電力(電源)系統(tǒng)對(duì)地關(guān)系。如T表示是中性點(diǎn)直接接地;I表示所有帶電部分絕緣(不接地)。PAGE342,第二個(gè)字母表示用電裝置外露的金屬部分對(duì)地的關(guān)系。如T表示設(shè)備外殼接地,它與系統(tǒng)中的其他任何接地點(diǎn)無直接關(guān)系;N表示負(fù)載采用接零保護(hù)。第三個(gè)字母表示工作零線與保護(hù)線的組合關(guān)系。如C表示工作零線與保護(hù)線是合一的(我們稱零地合一),如TN-C;S表示工作零線與保護(hù)線是嚴(yán)格分開的,所以PE線稱為專用保護(hù)線,如TN-S。3.供電的基本方式的使用范圍:適宜大中公共建筑中的配電系統(tǒng)。:適宜三相負(fù)荷平衡以及未裝設(shè)剩余電流保護(hù)器的配電系統(tǒng)。:適宜小區(qū)居民住宅樓的配電系統(tǒng)。:是地區(qū)供電部門規(guī)定采用的配電系統(tǒng)或在TN接地系統(tǒng)中裝設(shè)剩余電流保護(hù)器的配電系統(tǒng)。:適宜諸如消防配電系統(tǒng)、醫(yī)院手術(shù)室等對(duì)不間斷供電要求高的配電系統(tǒng)。方式供電系統(tǒng)TT方式是指將電氣設(shè)備的金屬外殼直接接地的保護(hù)系統(tǒng),稱為保護(hù)接地系統(tǒng),也稱TT系統(tǒng)。第一個(gè)符號(hào)T表示電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地;第二個(gè)符號(hào)T表示負(fù)載設(shè)備金屬外殼和正常不帶電的金屬部分與大地直接聯(lián)接,而與系統(tǒng)如何接地?zé)o關(guān)。在TT系統(tǒng)中負(fù)載的所有接地均稱為保護(hù)接地,TT方式供電系統(tǒng)特點(diǎn)4.1.1當(dāng)電氣設(shè)備的金屬外殼帶電(相線碰殼或設(shè)備絕緣損壞而漏電)時(shí),由于有接地保護(hù),可以大大減少觸電的危險(xiǎn)性。但是,低壓斷路器(自動(dòng)開關(guān))不一定能跳閘,造成漏電設(shè)備的外殼對(duì)地電壓高于安全電壓,屬于危險(xiǎn)電壓。4.1.2當(dāng)漏電電流比較小時(shí),即使有熔斷器也不一定能熔斷,所以還需要漏電保護(hù)器作保護(hù),因此TT系統(tǒng)不宜在380/220V供電系統(tǒng)中應(yīng)用。4.1.3TT系統(tǒng)接地裝置耗用鋼材多,而且難以回收、費(fèi)工時(shí)、費(fèi)料。TT方式供電系統(tǒng)的改進(jìn)現(xiàn)在有的施工單位是采用TT系統(tǒng),施工單位專門安裝一組接地裝置,引出一條專用接地保護(hù)線,以減少需接地裝置鋼材用量,4.2.1TT方式供電系統(tǒng)的改進(jìn)的特點(diǎn)4.2.1.1把新增加的專用保護(hù)線PE線和工作零線N分開,共用接地線與工作零線沒有電的聯(lián)系;4.2.1.2正常運(yùn)行時(shí),工作零線可以有電流,而專用保護(hù)線沒有電流;TT系統(tǒng)適用于用電設(shè)備容量小且很分散的場合。PAGE355.TN方式供電系統(tǒng)TN方式供電系統(tǒng)的特點(diǎn)5.1.1供電系統(tǒng)是將電氣設(shè)備的金屬外殼和正常不帶電的金屬部分與工作零線相接的保護(hù)系統(tǒng),稱作接零保護(hù)系統(tǒng),用TN表示。5.1.2一旦設(shè)備出現(xiàn)外殼帶電,接零保護(hù)系統(tǒng)能將漏電電流上升為(220V)短路電流,這個(gè)電流很大,是TT系統(tǒng)的很多倍,實(shí)際上就是單相對(duì)地短路故障,熔斷器的熔絲會(huì)熔斷,低壓斷路器的脫扣器會(huì)立即動(dòng)作而跳閘,使故障設(shè)備斷電,比較安全。5.1.3TN系統(tǒng)節(jié)省材料、工時(shí),在我國和其他許多國家廣泛得到應(yīng)用,可見比TT系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)多。TN方式供電系統(tǒng)中,根據(jù)其保護(hù)零線是否與工作零線分開而劃分為TN-C和TN-S等兩種。TN-C方式供電系統(tǒng)TN—C系統(tǒng),有四根線,四線是指三根火線(A、B、C)、一根工作零線(N)。5.2.1TN-C方式供電系統(tǒng)的特點(diǎn)5.2.1.1它是用工作零線兼作接零保護(hù)線,可以稱作保護(hù)中性線,可用PEN表示,TN-C方式供電系統(tǒng)5.2.1.2由于三相負(fù)載不平衡,工作零線上有不平衡電流,在線路上產(chǎn)生一定的電位差,所以與保護(hù)線所聯(lián)接的電氣設(shè)備金屬外殼對(duì)大地有一定的電壓。5.2.1.3如果工作零線斷線,則保護(hù)接零的漏電設(shè)備外殼帶電(對(duì)地220V?。?。5.2.1.4如果電源的相線碰地,則設(shè)備的外殼電位升高,使中性線上的危險(xiǎn)電位蔓延。5.2.1.5TN-C系統(tǒng)干線上使用漏電保護(hù)器時(shí),漏電保護(hù)器后面的所有重復(fù)接地必須拆除,否則漏電開關(guān)合不上;而且,工作零線在任何情況下都不得斷開。所以,實(shí)用中工作零線只能讓漏電保護(hù)器的上側(cè)有重復(fù)接地。5.2.1.6TN-C方式供電系統(tǒng)只適用于三相負(fù)載基本平衡(無220V負(fù)載)情況。TN-S方式供電系統(tǒng)TN—S系統(tǒng)中(三相五線制),有五根線,五線是指三根火線(A、B、C)、一根工作零線(N)、一根保護(hù)零線(PE),工作零線和保護(hù)零線均由變壓器的中性點(diǎn)引出,中性點(diǎn)直接接地,接地電阻R不得大于4歐姆;工作零線和保護(hù)零線均重復(fù)接地,接地電阻R不得大于10歐姆。它是把工作零線N和專用保護(hù)
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