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文檔簡介
第1章供電系統(tǒng)概述工廠供配電技術(shù)的簡介供配電系統(tǒng)的基本情況工廠內(nèi)供電系統(tǒng)的構(gòu)成各主要構(gòu)成環(huán)節(jié)的作用及名稱典型的各類工廠供配電系統(tǒng)及相關(guān)知識電力系統(tǒng)中性點運行方式工廠供配電電壓等級和電網(wǎng)及用電設(shè)備、變壓器的額定電壓等級主要內(nèi)容我國是電能的生產(chǎn)和使用大國,地域廣闊,發(fā)電資源分布和經(jīng)濟發(fā)展極不平衡:全國可開發(fā)的水電資源近2/3在西部的四川、云南、西藏;煤炭保有量的2/3分布在山西、陜西、內(nèi)蒙古。全國2/3的用電負(fù)荷卻分布在東部沿海和京廣鐵路沿線以東的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)。西部能源供給基地與東部能源需求中心之間的距離將達到2000~3000km。中國電力工業(yè)的現(xiàn)狀發(fā)電量:18000-20000億度/年,人均1400度,裝機容量:4億kW電壓等級:交流:500kV/220kV/110kV/(66kV)35kV/10kV
直流:±500kV(±600kV)西北電網(wǎng):750kV/330kV/220kV/110kV/35kV/10kV缺電問題:缺什么電?缺多少電?為什么缺電?
近15年我國用電構(gòu)成情況
中國及各主要發(fā)達國家年人均用電量(kW.h/人年)各行業(yè)用電構(gòu)成%年份重工業(yè)輕工業(yè)農(nóng)業(yè)交通市政城鄉(xiāng)居民198764.516.57.16.45.5199161.8166.97.38.5199559.8156.28.710.2199957.514.45.7510.1612.2國家加拿大美國英國日本德國中國19941558011890607059205750640200616753135506185845171742100缺電問題:缺什么電?缺多少電?為什么缺電?我國在發(fā)電、輸電、配電的關(guān)系長期投資比例失調(diào):電力電源建設(shè)與電網(wǎng)建設(shè).
發(fā):輸:配我國1:0.21:0.12美國1:0.43:0.7日本1:0.47:0.68電力工業(yè)長期跟不上國民經(jīng)濟的發(fā)展速度我國國內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)及發(fā)電量年增長率情況比較年增長率%1980-1985年1986-1990年1991-1995年1996-2000年2001年2002年GDP年增長率10.717.87128.287.38發(fā)電量年增長率6.48.610.16.35.812我國電力工業(yè)的展望國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃(能源部分)未來我國能源需求預(yù)測:2020年,我國一次能源需求25~33億噸標(biāo)煤煤炭21~
29億噸、石油4.5~
6.1億噸天然氣1400~
1600億立方發(fā)電裝機8.6~
9.5億kW,其中水電2.0~
2.4億kW能源發(fā)電發(fā)展規(guī)劃:2010年,三峽水電站向華中,華東,四川和重慶供電,形成全國北,中,南三大跨區(qū)互聯(lián)電網(wǎng)。
2020年,實現(xiàn)水電,火電,核電和新能源四者結(jié)構(gòu)合理基礎(chǔ)上的全國統(tǒng)一電網(wǎng)。我國電力工業(yè)的展望國家中長期科技發(fā)展規(guī)劃能源科技發(fā)展思路:把節(jié)約能源放在首位,促進節(jié)能型社會的建立;以煤炭為主體,以電力為中心,加快發(fā)展水電、核電,保障油氣安全;堅持遠(yuǎn)近結(jié)合,積極推進可再生能源和新能源的發(fā)展。從發(fā)電到供電的示意圖火力發(fā)電站核電站水力發(fā)電站超高壓變電站一般水力發(fā)電站一次變電站配電用變電所牽引變電所大工廠高壓配電線農(nóng)家住宅商店小工廠
電力系統(tǒng)-----是由發(fā)電廠、變電站、電力線路和用電設(shè)備聯(lián)系在一起組成的統(tǒng)一整體。上述各組成部分分別起到生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、分配、輸送和使用電能的作用。
1.發(fā)電廠是將自然界蘊藏的各種一次能源轉(zhuǎn)化成二次能源(電能)的場所,按一次能源性質(zhì)分類如:火力發(fā)電廠,水力發(fā)電廠,核電廠,風(fēng)力風(fēng)電場等。
2.變電站是進行電壓變換以及電能接受和分配的場所。只進行電能接受和分配,沒有電壓變換功能的場所稱為配電所。根據(jù)變電站性質(zhì)可分為升壓和降壓變電站。升壓變電站是將發(fā)電廠發(fā)出的電能進行升壓處理,以便于遠(yuǎn)距離大功率輸送。降壓變電站是對電力系統(tǒng)的高壓進行降壓處理,以便電力設(shè)備使用。降壓變電站中,按其用途分為樞紐變電站,區(qū)域變電站和用戶變電站。樞紐變電站起到對整個電力系統(tǒng)各部分紐帶聯(lián)接的作用,負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)電能傳輸和分配。區(qū)域變電站是將樞紐變電站送來的電能作一次降壓后分配給電能用戶。用戶變電站接受區(qū)域變電站的電能,將其降壓為能滿足用電設(shè)備電壓要求的電能并合理分配給各用電設(shè)備。3.電力線路
是進行電能輸送的通道。分為輸電線路和配電線路兩種。
輸電線路是將升壓后的電能送到鄰近負(fù)荷中心的樞紐變電站,或連接相鄰樞紐變電站,或從樞紐變電站將電能送到區(qū)域變電站,電壓等級一般在220kV以上;
配電線路是將從區(qū)域變電站經(jīng)降壓后輸送到電能用戶的線路,一般電壓等級為110kV及以下。
4.用電設(shè)備(負(fù)荷)從電力系統(tǒng)中汲取電能,并將電能轉(zhuǎn)化為機械能、熱能、光能等。如電動機、電爐、照明器等設(shè)備。電力系統(tǒng)中除去發(fā)電廠和用電設(shè)備以外的部分稱為電力網(wǎng)絡(luò),簡稱電網(wǎng)。電力系統(tǒng)和動力機械設(shè)備部分合稱動力系統(tǒng)電力系統(tǒng)組網(wǎng)運行的原因降低成本、提高一次能源使用效率組網(wǎng)運行后可以不受區(qū)域負(fù)荷限制,采用效率高的大容量機組代替小容量機組發(fā)電;在一次能源產(chǎn)出就地設(shè)發(fā)電廠,電網(wǎng)組網(wǎng)運行向電能使用地輸送,降低發(fā)電成本;充分利用發(fā)電廠季節(jié)優(yōu)勢,合理調(diào)度發(fā)電量。保證電力供應(yīng)的可靠性組網(wǎng)運行后,系統(tǒng)崩潰的可能性減小增強系統(tǒng)的穩(wěn)定性指系統(tǒng)受到一定干擾后繼續(xù)運行的能力,包括同步運行穩(wěn)定性,頻率穩(wěn)定性,電壓穩(wěn)定性保證電能質(zhì)量反映在電壓質(zhì)量和頻率質(zhì)量上,組網(wǎng)后系統(tǒng)容量大,用電設(shè)備負(fù)荷波動對系統(tǒng)電氣參數(shù)影響減小電力系統(tǒng)示意圖1電力系統(tǒng)示意圖2從發(fā)電廠到用戶的送電過程示意圖
電力系統(tǒng)由電能的產(chǎn)生,電能的輸送和電能的使用等三部分組成.
(1)電能的產(chǎn)生:主要利用煤,油,天然氣,水力,核能等一次能源,通過發(fā)電機轉(zhuǎn)化成電能.
近年來,利用太陽能,風(fēng)能,生物質(zhì)能,地?zé)岷统毕葷崈裟茉吹陌l(fā)電技術(shù)得到了迅速發(fā)展.
我國電力生產(chǎn)政策:火力發(fā)電為主,優(yōu)先發(fā)展水電,適當(dāng)發(fā)展核電.火力發(fā)電廠概念:是指用煤、油、天然氣等為燃料的發(fā)電廠,簡稱火電站或火電廠。我國的火電廠以燃煤為主?,F(xiàn)代火電廠一般都考慮了“三廢”(廢水、廢汽、廢渣)的綜合利用,并且不僅發(fā)電,而且供熱。這類兼供熱能的火電廠,稱為熱電廠(熱電站):如上?;^(qū)余熱電廠,年發(fā)電1億kW,7.7%用于區(qū)內(nèi)道路辦公照明,其余上傳城市電網(wǎng)。能量轉(zhuǎn)換過程:燃料的化學(xué)能→熱能→機械能→電能世界和中國主要常規(guī)能源儲量預(yù)測水力發(fā)電廠就是把水的位能和動能轉(zhuǎn)變成電能的發(fā)電廠,簡稱水電廠或水電站。主要分為堤壩式水力發(fā)電廠和引水式水力發(fā)電廠。由高壩和引水渠道分別提高一部分水位。這類水電廠,稱為混合式水電廠概念:能量轉(zhuǎn)換過程是:水流位能→機械能→電能。我國電力政策:“優(yōu)先發(fā)展水電”如三峽水電站:全世界最大水電站,2011年32臺機組全部投產(chǎn)發(fā)電。
堤壩式水力發(fā)電廠(圖)堤壩式水力發(fā)電廠如:我國三峽水電站引水式水力發(fā)電廠(圖)引水式水力發(fā)電廠抽水蓄能電站:抽水蓄能發(fā)電為目前實現(xiàn)負(fù)載管理、調(diào)節(jié)系統(tǒng)用電高峰和低谷時電量的最佳方式。原子能發(fā)電廠是利用核裂變能量轉(zhuǎn)化為熱能,再按火力發(fā)電廠方式發(fā)電的,只是它的“鍋爐”為原子核反應(yīng)堆,以少量的核燃料代替了大量的煤炭。又稱核電站。由于核能是巨大的能源,而且核電站的建設(shè)具有重要的經(jīng)濟和科研價值,所以世界上很多國家都很重視核電建設(shè),核電在整個發(fā)電量的比重逐年增長。能量轉(zhuǎn)換過程是:核裂變能→熱能→機械能→電能我國電力方針:“適當(dāng)發(fā)展核電”
概念:核能:核能是通過轉(zhuǎn)化其質(zhì)量從原子核釋放的能量。中國與世界一次能源消費結(jié)構(gòu)比較(2004年)
(美國數(shù)據(jù)為2001年)我國有5座核電站:
杭州灣的秦山核電站(我國第一個自主設(shè)計,建造,管理和運營的核電站);廣東大亞灣核電站;江蘇連云港的田灣核電站;廣東大亞灣西海岸大棚半島東南側(cè)的嶺澳核電站.浙江南部的三門核電站(2004年7月一期工程建設(shè)批準(zhǔn)。浙江省境內(nèi)第二座核電站)
核裂變:一個大質(zhì)量的原子分裂成兩個比較小的原子。原子彈是用裂變原理造成,目前的核電站也是利用核裂變而發(fā)電。核聚變:小質(zhì)量的兩個原子合成一個比較大原子,如兩個氫原子合為一個氦原子,就叫核聚變,太陽就是依此而釋放出巨大的能量。
核裂變產(chǎn)生能量遠(yuǎn)小于核聚變,裂變堆的核燃料蘊藏有限,有強大輻射,且廢料難以處理;核聚變輻射少,燃料取之不盡。
核聚變的“點火”問題:核聚變要在近億度高溫條件下進行,原子彈爆炸可以達到這個溫度,但不適合聚變發(fā)電.因為電廠需要的不是一次驚人爆炸力,而是緩緩釋放的電能。目前最大激光輸出功率達100萬億瓦,利用激光或者超高微波加熱法,足以“點燃”核聚變。發(fā)達國家這方面的研究已取得進展。我國自行研制的最大受控核聚變實驗裝置“中國環(huán)流器一號”,1984年在四川啟動。估計,2025年后核聚變發(fā)電廠才有可能投入商業(yè)運營。2050年受控核聚變發(fā)電將廣泛造福人類。其他類型的發(fā)電廠(新能源)風(fēng)力發(fā)電廠:
利用風(fēng)力的動能發(fā)電。英國,德國,丹麥等應(yīng)用廣泛,丹麥被封為“歐洲風(fēng)力發(fā)電冠軍”。地?zé)岚l(fā)電廠:
利用地球內(nèi)部蘊藏的大量的地?zé)崮馨l(fā)電。西藏羊八井地?zé)犭姀S是中國最大的地?zé)犭娬?,目前地?zé)岚l(fā)電量在西藏電網(wǎng)中占10%,冬季與枯水期可達12%。太陽能發(fā)電廠:
利用太陽光能或熱能發(fā)電。太陽能發(fā)電又稱光伏產(chǎn)業(yè)(無錫尚德,世界太陽能光伏大亨,創(chuàng)建人施正榮)。成本高,原材料多晶硅全部靠進口,主要為邊遠(yuǎn)地區(qū)居民及交通、通訊等領(lǐng)域提供電。潮汐能發(fā)電廠:
利用海洋的潮汐能進行發(fā)電。英國在威爾士海岸建設(shè)首座深海潮汐能發(fā)電廠,2010估計可提供英國電力需求的5%。全球變暖原因,潮汐能不會產(chǎn)生二氧化碳;潮汐能比風(fēng)能更有優(yōu)勢,是可預(yù)測的。風(fēng)能:是太陽輻射下流動所形成的。風(fēng)能與其他能源相比,具有明顯的優(yōu)勢,它蘊藏量大,是水能的10倍,分布廣泛,永不枯竭,對交通不便、遠(yuǎn)離主干電網(wǎng)的島嶼及邊遠(yuǎn)地區(qū)尤為重要。太陽能:太陽能一般指太陽光的輻射能量。太陽能的主要利用形式有太陽能的光熱轉(zhuǎn)換、光電轉(zhuǎn)換以及光化學(xué)轉(zhuǎn)換三種主要方式。生物質(zhì)能:生物質(zhì)能來源于生物質(zhì),也是太陽能以化學(xué)能形式貯存于生物中的一種能量形式,它直接或間接地來源于植物的光合作用。生物質(zhì)能:大型垃圾焚燒發(fā)電廠海洋能:海洋能指蘊藏于海水中的各種可再生能源,包括潮汐能、波浪能、海流能、海水溫差能、海水鹽度差能等。潮汐電站設(shè)想中的溫差發(fā)電裝置海洋能:波能發(fā)電站潮流發(fā)電站
2006年初,我國正式頒布了《可再生能源法》,即將陸續(xù)出臺一系列鼓勵政策與配套措施。未來,我國將以水電、沼氣發(fā)電、秸桿發(fā)電、太陽能供熱等常規(guī)清潔能源轉(zhuǎn)換成熟技術(shù)和風(fēng)電、光伏發(fā)電、燃料電池、微燃機組熱——電聯(lián)產(chǎn)分布供電等具有大規(guī)模發(fā)展?jié)摿Φ男录夹g(shù)為重點。(2)電能的輸送
發(fā)電廠和電力負(fù)荷中心往往距離很遠(yuǎn),可能相距幾千公里.
為了減少輸電過程中的電能損失,必須采用高電壓技術(shù)輸送電力.電力輸送距離越遠(yuǎn),輸送容量越大,所需的輸電電壓等級就越高.
輸送方式:直流輸電和交流輸電.
輸送線路:架空線和電纜線.超高壓輸電問題
高電壓輸電的發(fā)展高壓輸電的出現(xiàn)與電壓等級的提高
100年來世界上的輸電電壓提高了100倍.
隨著社會的發(fā)展,對電力能源的需求激增:
不斷增長的用電需求促進發(fā)電技術(shù)向單位(千瓦)造價低、效率高的大型、特大型發(fā)電機組方向發(fā)展,而可用于大規(guī)模發(fā)電的能源基地在地理分布以及社會經(jīng)濟發(fā)展的歷史又形成了電源和電力負(fù)荷地理分布上的不平衡。電力負(fù)荷中心地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展較快,用電需求增長也快,但往往缺乏一次能源。而一次能源豐富的地區(qū),如礦物燃料、水力資源的地區(qū),其經(jīng)濟發(fā)展相對較慢,用電增長相對較低或人均用電水平較低。
這種一次能源分布和需求的不平衡情況增加了遠(yuǎn)距離、大容量輸電和電網(wǎng)互聯(lián)的需求。東西2000~3000km、南北800~2000km遠(yuǎn)距離。促進輸電電壓等級的提高的因素之一-----社會發(fā)展對能源的需求激增輸煤還是輸電?
電纜線路的波阻抗小,幾十歐姆,因此同樣電壓等級下,比架空線輸送功率大得多;但是電纜太貴,且故障后查找和修復(fù)困難.輸電方式:架空線路鐵塔、導(dǎo)線、絕緣子電纜輸電太貴(10倍)一方面電力系統(tǒng)電壓等級:當(dāng)輸送功率一定時,電壓越高,電流越小,線路、電氣設(shè)備等的載流部分所需的截面積越小,有色金屬投資就越??;同時,由于電流小,傳輸線路上的功率損耗和電壓損失也較小。因此提高輸電線路的電壓等級可以增大輸電容量,提高電能效率。另一方面,電壓越高,對絕緣的要求則越高,變壓器、開關(guān)等設(shè)備以及線路的絕緣投資也就越大。在電壓等級不變的情況下,遠(yuǎn)距離輸電意味著線路電能耗損的增加和電壓損失增大。設(shè)備可靠性隨電壓升高而下降設(shè)備的體積隨電壓升高而增大電壓設(shè)備可靠性體積電壓等級提高,雖然線路損耗減小,但相應(yīng)投資也隨之增長。綜合考慮這些因素,對應(yīng)一定的輸送功率和輸送距離都有一個最為經(jīng)濟、合理的輸電電壓。通過理論計算和經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定兩者最佳結(jié)合點,來決定輸電線路的電壓等級、最大輸送功率和輸送距離。工程概數(shù):交流線路一般100kV可送100km
表電壓等級與輸送距離及輸送容量電壓等級(kV)110220330500輸送容量(MW)10-50100-500200-8001000-1500輸送距離(km)50-150100-300200-600150-850特高壓輸電的出現(xiàn)標(biāo)稱電壓1kV及以下低壓1kV-330kV以下高壓
330kV及以上-1000kV超高壓
1000kV及以上特高壓由于遠(yuǎn)距離,大容量,減少線路走廊和節(jié)省土地資源等因素,20世紀(jì)60年代后期,國際上開始特高壓輸電的研究.特高壓輸電還有許多未解決的技術(shù)困難,國際上目前實際投入的只有750kV等級.因此:特高壓輸電技術(shù)是指電壓等級在750kV交流和±500kV直流之上的更高一級電壓等級的輸電技術(shù),包括交流特高壓輸電技術(shù)和直流特高壓輸電技術(shù)兩部分。
特高壓同塔雙回的常規(guī)輸電線路,可以壓縮線路走廊寬度.輸電方式交流輸電優(yōu)點(主要表現(xiàn)在發(fā)電和配電方面所具有的獨特優(yōu)勢):基于電磁感應(yīng)原理,交流發(fā)電機可以很經(jīng)濟方便地把機械能、化學(xué)能等其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能;交流電源和交流變電站與同功率的直流電源和直流換流站相比,造價大為低廉;交流電可以方便地通過變壓器升壓和降壓,給配送電能帶來極大方便.交流(傳統(tǒng)方法)和直流(趨勢)兩種傳輸方式。交流輸電缺點:*1交流輸電線路中,除了有導(dǎo)線的電阻損耗外還有交流感抗的損耗.因此交流輸電不能做太遠(yuǎn)距離輸電.距離長線路感抗增大,限制輸送容量,需要投入無功功率補償,增加投資;*2存在分布電抗和對地電容,引起線路電壓變化,造成系統(tǒng)運行不穩(wěn)定;*3并網(wǎng)困難:交流輸電并網(wǎng)要考慮相位的一致.如果相位不一致兩組發(fā)電機并網(wǎng)會互相抵消.直流輸電電力系統(tǒng)中近年來迅速發(fā)展的一項新技術(shù)。主要應(yīng)用于遠(yuǎn)距離大容量輸電、電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)、遠(yuǎn)距離海底電纜或大城市地下電纜送電、配電網(wǎng)絡(luò)的輕型直流輸電等方面。直流輸電與交流輸電相互配合,構(gòu)成現(xiàn)代電力傳輸系統(tǒng)。隨著電力系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟需求的不斷增長和提高,直流輸電受到廣泛的注意并得到不斷的發(fā)展。與直流輸電相關(guān)的技術(shù),如電力電子、微電子、計算機控制、絕緣新材料、光纖、超導(dǎo)、電力系統(tǒng)運行、控制和規(guī)劃等的發(fā)展為直流輸電開辟了廣闊的應(yīng)用前景。優(yōu)點:(1)輸送相同功率時,線路造價低:交流輸電架空線路通常采用3根導(dǎo)線,而直流只需1根(單極)或2根(雙極)導(dǎo)線。直流輸電可利用大地或海水為回路,省去一極的導(dǎo)線,由于大地電阻率低,因此損耗小。對于雙極直流系統(tǒng),大地回路通常作為備用導(dǎo)線,因此,直流輸電可節(jié)省大量輸電材料,同時也可減少大量的運輸、安裝費。(2)線路有功損耗?。河捎谥绷骷芸站€路僅使用1根或2根導(dǎo)線,所以有功損耗較小,并且具有"空間電荷"效應(yīng),其電暈損耗和無線電干擾均比交流架空線路要小。優(yōu)點:(3)適宜于海下輸電:在有色金屬和絕緣材料相同的條件下,直流時的允許工作電壓比在交流下約高3倍。2根芯線的直流電纜線路輸送的功率比3根芯線的交流電纜線路輸送的功率大得多。運行中沒有磁感應(yīng)損耗,直流輸電基本上只有芯線的電阻損耗,而且絕緣的老化也慢得多,使用壽命相應(yīng)也較長。(4)系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題:在交流輸電系統(tǒng)中,所有連接在電力系統(tǒng)的同步發(fā)電機必須保持同步運行。如果采用直流線路連接兩個交流系統(tǒng),由于直流線路沒有電抗,所以不存在穩(wěn)定問題。優(yōu)點:(5)能限制系統(tǒng)的短路電流:用交流輸電線路連接兩個交流系統(tǒng)時,由于系統(tǒng)容量增加,將使短路電流增大,有可能超過原有斷路器的開斷容量,這就要求更換大量設(shè)備,增加大量的投資。直流輸電時,就不存在上述問題。(6)調(diào)節(jié)速度快,運行可靠:直流輸電通過晶閘管換流器能夠方便、快速地調(diào)節(jié)有功功率和實現(xiàn)潮流翻轉(zhuǎn)。如果采用雙極線路,當(dāng)一極故障,另一極仍可以大地或水作為回路,繼續(xù)輸送一半的功率,這也提高了運行的可靠性。缺點:直流輸電換流站比交流變電站的設(shè)備多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、造價高、損耗大、運行費用高等。換流器運行時在交流側(cè)和直流側(cè)產(chǎn)生一系列的諧波,為降低諧波的影響,在兩側(cè)需分別裝設(shè)交流濾波器和直流濾波器,使得換流站占地面積、造價和運行費用均大幅度提高。直流斷路器滅弧問題難以解決,使得多端直流輸電工程發(fā)展緩慢。由于直流電的靜電吸附作用,使得直流輸電線路和換流站設(shè)備的污穢問題比交流輸電嚴(yán)重,給外絕緣帶來困難。
直流輸電一般由整流站、直流線路和逆變站三部分組成。
在輸送功率的過程中,整流站把送端系統(tǒng)的三相交流電變?yōu)橹绷麟姡ㄟ^直流電路送到用戶,再通過逆變站把直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡┙o用戶。今天的直流輸電以交流電力系統(tǒng)為基礎(chǔ),在直流輸電網(wǎng)的兩端是兩個換流站和交流系統(tǒng),如下圖所示.直流輸電系統(tǒng)示意圖換流裝置Ⅰ把交流整流成直流,通過直流電網(wǎng)輸送給換流裝置Ⅱ,換流裝置Ⅱ再把直流逆變?yōu)榕c交流系統(tǒng)B同頻率同相位的交流電饋送給交流系統(tǒng)B。超高壓直流輸電具有輸送容量大,損耗小,穩(wěn)定性好等優(yōu)點,在長距離,大容量輸電領(lǐng)域占有主要地位.我國已建成數(shù)條500kV超高壓直流輸電線路.目前,800的特高壓直流輸電也已提上議程.2011年10月17日山東完成世界首次660KV超高壓直流輸電線帶電作業(yè)直流輸電線路走廊問題電能輸送主要通過架空輸電線路.隨著世界經(jīng)濟高速發(fā)展,城市化進程加快,城市高樓林立,輸電線路的線路走廊越來越擁擠.因此,線路走廊問題越來越嚴(yán)重.
在城市內(nèi)的電能輸送,目前逐步由空中轉(zhuǎn)入地下,采用電纜輸送.不但解決了線路走廊問題,而且也滿足了城市景觀的要求.但是,電纜價格是架空線路的十倍左右.目前電能輸送仍以架空輸電線路為主,電纜應(yīng)用主要限于城市.線路
走廊問題緊湊型輸電
緊湊型輸電技術(shù)在我國近十幾年來迅速發(fā)展和應(yīng)用.1989年能源部成立緊湊型線路領(lǐng)導(dǎo)小組,華北電力集團開展研究;1994年第一條安廊220kV緊湊型線路建成投運;1999年第一條500kV昌房線啟動.
定義:通過對線路的優(yōu)化排列,將三相導(dǎo)線置于同一塔窗內(nèi),三相導(dǎo)線間無接地構(gòu)件,達到提高自然輸送功率,減少線路走廊寬度,提高單位走廊輸電容量的架空送電線路.
緊湊型輸電技術(shù):通過縮小導(dǎo)線的相間距離,增加相導(dǎo)線分裂根數(shù)和相導(dǎo)線等效半徑,從而減小波阻抗,達到大幅度提高自然輸送功率,和有效壓縮送電線路走廊的目的.世界上許多國家研究緊湊型線路的著重點不同:如俄羅斯為了大幅度提高自然輸送功率,因此導(dǎo)線布置復(fù)雜;巴西采用同一塔窗內(nèi)布置,但兩邊使用懸垂串,輸送功率提高不大;美國采用的三相導(dǎo)線間仍有接地體,只是壓縮了些線路走廊;我國既要壓縮線路走廊,又有提高自然輸送功率的目的.分裂導(dǎo)線:超高壓輸電線路為抑制電暈放電和減少線路電抗所采取的一種導(dǎo)線架設(shè)方式。即每相導(dǎo)線由幾根直徑較小的分導(dǎo)線組成,各分導(dǎo)線間隔一定距離并按對稱多角形排列。超高壓輸電線路的分裂導(dǎo)線數(shù)一般取3~4根。
緊湊型輸電線路可以采用:同塔雙回,同塔四回.每回線路輸送的功率不變,但每條線路走廊的輸送容量卻大大提高.交流緊湊型輸電2004年華北地區(qū)投運的渾源-霸州500kV緊湊型輸電線路變配電所變電所起著變換電能電壓、接受電能與分配電能的作用,是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。如果變電所只用以接受電能和分配電能,則稱為配電所。概念:分類:升壓變電所多建在發(fā)電廠內(nèi),把電能電壓升高后,再進行長距離輸送(升壓原因:線路電流降低,減少線路電壓損失,功率損耗和有色金屬的消耗量)。降壓變電所多設(shè)在用電區(qū)域,將高壓電能適當(dāng)降低電壓后,對某地區(qū)或用戶供電。降壓變電所又可分為三類:樞紐變電所、區(qū)域變電所、用戶變電所。變電所的結(jié)構(gòu)示意圖輸送電網(wǎng)概念:電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及與其連接的變電所總稱為電力網(wǎng),簡稱電網(wǎng)電力網(wǎng)是電力系統(tǒng)的一部分,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。電力網(wǎng)是把發(fā)電廠、變電所和電能用戶聯(lián)系起來的紐帶。動力系統(tǒng)=電力系統(tǒng)+發(fā)電廠動力部分+熱能用戶電力系統(tǒng)=發(fā)電廠+電網(wǎng)+電力用戶電網(wǎng)=變配電所+電力線路(見下頁圖示)電力線路的分類按電力線路的功能可分為:輸電線路配電線路用電線路
輸電線路用于遠(yuǎn)距離輸送較大的電功率,其電壓等級為220~500kV。配電線路用于向用戶或者各負(fù)荷中心分配電能,其電壓等級為220kV以下,其中110kV及以上稱為高壓配電線路,1kV以上稱為中壓配電線路。低壓配電變壓器低壓側(cè)引出的0.4kV配電線路,稱為低壓配電線路。用電線路是指低壓接戶線、進戶線及戶外配線。對工廠供配電系統(tǒng)來說,指設(shè)備用電線路。機械能熱能光能化學(xué)能電能(3)電能的使用:電能可以方便地轉(zhuǎn)換成其他能源電能用戶所有的用電單位均稱為電能用戶。概念: 我國工業(yè)企業(yè)用電占全年總發(fā)電量的60%以上,是最大的電能用戶。而工業(yè)企業(yè)的電力負(fù)荷種類多,容量相差懸殊,運行特征也各種各樣。用電設(shè)備的這些不同特征關(guān)系到供電技術(shù)措施的確定。用電負(fù)荷的分類
各類負(fù)荷的運行特點和重要性不一樣,它們對供電的可靠性和電能品質(zhì)的要求不同。我國將電力負(fù)荷按其對供電可靠性要求的不同劃分為:一級負(fù)荷、二級負(fù)荷和三級負(fù)荷具體的劃分標(biāo)準(zhǔn)由國家電力管理部門制訂的規(guī)程規(guī)定.
用電負(fù)荷分級主要是從安全和經(jīng)濟損失兩個方面來確定,反映它對供電可靠性要求。如工廠中一、二級負(fù)荷點的比例較大(占60%~80%),因此即便是短時停電造成的經(jīng)濟損失都很可觀。掌握了負(fù)荷分級及其對供電可靠性的要求后,在設(shè)計新建或改造工廠的供電系統(tǒng)時可以按照實際情況進行方案擬定和分析比較,使供電方案技術(shù)經(jīng)濟最合理,并保證安全性。一級負(fù)荷(FirstGradeLoad) 一級負(fù)荷在供電突然中斷時將造成人身傷亡的危險,或造成重大設(shè)備損壞且難以修復(fù),或給國民經(jīng)濟帶來極大損失。一級負(fù)荷應(yīng)要求由兩個獨立電源(雙重電源)供電。而對一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷(VitalLoadinFirstGradeLoad),應(yīng)由兩個獨立電源點(強調(diào)幾個獨立電源來自不同的地點)供電。 一級負(fù)荷通常又叫保安負(fù)荷。對保安負(fù)荷須備有應(yīng)急使用的可靠電源,當(dāng)工作電源突然中斷時,保證工廠安全停產(chǎn)。這種為安全停產(chǎn)而應(yīng)急使用的電源稱為保安電源。雙重電源:一個負(fù)荷的電源由兩個電路提供,這兩個電路就安全供電層面而言,可以認(rèn)為是互相獨立的。當(dāng)一電源發(fā)生故障時,另一電源不應(yīng)同時受到損壞。同時具備下列兩個條件的發(fā)電廠、變電站的不同母線均屬獨立電源:每段母線的電源來自不同的發(fā)電機;母線段之間無聯(lián)系,或雖有聯(lián)系,但當(dāng)其中一段母線發(fā)生故障時,能自動斷開聯(lián)系,不影響其余母線段繼續(xù)供電。一級負(fù)荷中特別重要負(fù)荷對電源的要求除應(yīng)由雙重電源供電外,尚應(yīng)增設(shè)應(yīng)急電源,并嚴(yán)禁將其它負(fù)荷接入應(yīng)急供電系統(tǒng)。同時,設(shè)備的供電電源切換時間,應(yīng)滿足設(shè)備允許中斷供電的要求。一級負(fù)荷舉例:
1)中斷供電將造成人身傷亡。例如醫(yī)院手術(shù)室的照明及電力負(fù)荷、嬰兒恒溫箱、心臟起搏器等單位或設(shè)備。2)中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成重大損失。例如國賓館、國家級會堂以及用于承擔(dān)重大國事活動的場所;中斷供電將造成重大設(shè)備損壞、重大產(chǎn)品報廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需要長時間才能恢復(fù)的重點企業(yè)、一類高層建筑的消防設(shè)備等用電單位或設(shè)備。3)中斷供電將影響有重大政治、經(jīng)濟意義的用電單位的正常工作。例如:重要交通樞紐、重要通信樞紐、不低于四星級標(biāo)準(zhǔn)的賓館、大型體育場館、大型商場、大型對外營業(yè)的餐飲單位以及經(jīng)常用于國際活動的大量人員集中的公共場所等重要用電單位或設(shè)備。4)中斷供電將造成公共秩序嚴(yán)重混亂的特別重要公共場所。例如大型劇院、大型商場、重要交通樞紐等一級負(fù)荷中的特別重要負(fù)荷:對于重要的交通樞紐、通信樞紐、國賓館、國家級及承擔(dān)重大國事活動的會堂、國家級大型體育中心、經(jīng)常用于重要國際活動的大量人員集中的公共場所等,中斷供電將影響實時處理計算機及計算機網(wǎng)絡(luò)正常工作,或者中斷供電將會發(fā)生爆炸、火災(zāi)、嚴(yán)重中毒,以及特別重要場所中不允許中斷供電的一級負(fù)荷為特別重要負(fù)荷。如:當(dāng)生產(chǎn)裝置工作電源突然中斷時,為確保安全停車,避免引起爆炸、火災(zāi)、中毒、人員傷亡,而必須保證的負(fù)荷,為特別重要負(fù)荷;如中壓及以上的鍋爐給水泵,大型壓縮機的潤滑油泵等;民用建筑中大型金融中心的關(guān)鍵電子計算機系統(tǒng)和防盜報警系統(tǒng)、大型國際比賽場館的記分系統(tǒng)及監(jiān)控系統(tǒng)等;或者事故一旦發(fā)生能夠及時處理,防止事故擴大,保證工作人員的搶救和撤離,而必須保證的用電負(fù)荷,為特別重要負(fù)荷。符合下列條件之一即為二級負(fù)荷:1)中斷供電,將在經(jīng)濟上造成較大損失的負(fù)荷。如:由于停電,使主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢、連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂需較長時間才能恢復(fù)、重點企業(yè)大量減產(chǎn)等的負(fù)荷。2)中斷供電,將影響較重要用電單位正常工作的負(fù)荷。如:交通樞紐、通信樞紐等用電單位中的重要負(fù)荷,以及中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要的公共場所秩序混亂的負(fù)荷。二級負(fù)荷(SecondGradeLoad)二級負(fù)荷對電源的要求二級負(fù)荷的供電系統(tǒng),宜由兩回線路供電。在負(fù)荷較小或地區(qū)供電條件困難時,二級負(fù)荷可由一回6kV及以上專用的架空線路供電。二級負(fù)荷的“兩回路線路供電”要求與一級負(fù)荷的“雙重電源”要求不同,后者強調(diào)電源的相對獨立性。當(dāng)采用架空線時,可為一回架空線供電。這主要是考慮架空線路的常見故障檢修周期較短,而并非電纜的故障率高。事實上,電纜的故障率較架空線低。二級負(fù)荷舉例:1)中斷供電將造成較大政治影響者。例如省部級辦公樓、民用機場中處特別重要和普通一級負(fù)荷外的用電負(fù)荷等。2)中斷供電將造成較大經(jīng)濟損失者。例如中斷供電將造成主要設(shè)備損壞、大量產(chǎn)品報廢的企業(yè)、中型百貨商場、二類高層建筑的消防設(shè)備、四星級以上賓館客房照明等用電單位或用電設(shè)備。3)中斷供電將影響正常工作的重要用電單位或用電設(shè)備。例如小型銀行(儲蓄所)、通信樞紐、電視臺的電視電影室等。4)中斷供電將造成公共秩序混亂的較多人員集中的公共場所。例如丙級影院劇場、中型百貨商場、交通樞紐等用電單位或用電設(shè)備。三級負(fù)荷(ThirdGradeLoad) 所有不屬于一級和二級負(fù)荷的電能用戶均屬于三級負(fù)荷。三級負(fù)荷對供電無特殊要求,允許較長時間停電,可采用單回路供電。對供電無特殊要求,允許較長時間停電,可采用單回路供電。供配電系統(tǒng)的概念供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分,包括電力系統(tǒng)中區(qū)域變電站和用戶變電站,涉及電力系統(tǒng)電能發(fā)、輸、配、用的后兩個環(huán)節(jié)。在供配電系統(tǒng)中,功率流動方向通常是單向的,即從電源端流向用戶端。其主要目的是將電力系統(tǒng)中的電能通過降壓和一定的分配方式,變換成各電能用戶的用電設(shè)備所能使用的電能。目前,供配電系統(tǒng)的電壓通常在220kV及以下,即前述的配電電壓,其電力網(wǎng)即高、中、低壓配電網(wǎng)。電力系統(tǒng)示意圖電廠電廠電廠變電站變電站變電站變電站變電站變電站LoadLoadLoadLoadLoadLoadSubstation供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng)按用戶用電性質(zhì)分類工業(yè)企業(yè)供配電系統(tǒng)民用供配電系統(tǒng)(商業(yè),居民用電)供配電系統(tǒng)按用戶的用電規(guī)模分類二級降壓的供配電系統(tǒng)(特大型企業(yè),總降壓變電站110kV/35kV降到10kV,分變電站(車間變電站)10kV降到0.38kV)一級降壓的供配電系統(tǒng)(大中型建筑物或工廠企業(yè)等,用戶變電站10kV降到0.38kV)直接供電的供配電系統(tǒng)(小型建筑物或工廠企業(yè),直接由城市公共變電站的0.38/0.22kV電源直接供給用戶
)供配電系統(tǒng)的組成一次部分——系統(tǒng)中用于變換和傳輸電能的部分二次部分——系統(tǒng)中用于監(jiān)測運行參數(shù)(電流、電壓、功率等)、保護一次設(shè)備、自動進行開關(guān)投切操作的部分供配電系統(tǒng)的發(fā)展趨勢提高供電電壓:如以220kV進入城市中心,用20kV配電,以解決大型城市配電距離長,配電功率大問題。簡化配電的層次;如按220/63/20kV電壓等級供電。逐步淘汰6kV等級,大型用電設(shè)備電壓380V上升到660V。推廣配電智能化技術(shù):結(jié)合計算機技術(shù),自動化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù),增強與用戶互動,提高系統(tǒng)故障自檢自愈能力等。
供配電系統(tǒng)經(jīng)濟性評估經(jīng)濟因素在電力系統(tǒng)規(guī)劃和項目規(guī)劃中是必須考慮的問題,在項目實施前的方案設(shè)計階段中,需要對不同情況下,不同備選方案進行對比和評估。如該項目的投資成本,以及系統(tǒng)運行造成的損失等進行估價。
進行經(jīng)濟性評估的方法是多種多樣的,其中最常見的方法是——現(xiàn)值法和年金法。供配電系統(tǒng)設(shè)計原則和要求供配電系統(tǒng)應(yīng)滿足安全性、可靠性、經(jīng)濟性和優(yōu)質(zhì)的要求供電可靠性的影響因素:供配電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)設(shè)備選型供配電系統(tǒng)運行方式中性點接地方式運行人員的專業(yè)素養(yǎng)定期維修運行的安全標(biāo)準(zhǔn)可靠性根據(jù)具體需要而定,設(shè)計和運行則盡可能地經(jīng)濟。供配電的基本要求在電能的供應(yīng)、分配和使用中,不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。應(yīng)滿足電能用戶對供電可靠性的要求。供電系統(tǒng)的投資要少,運行費用要低,并盡可能地節(jié)約電能和減少有色金屬消耗量??煽績?yōu)質(zhì)經(jīng)濟應(yīng)滿足電能用戶對電壓和頻率等質(zhì)量的要求。安全供配電系統(tǒng)設(shè)計必須考慮如下幾個方面的要求1.供配電系統(tǒng)提供的電能必須考慮到設(shè)備的負(fù)荷。2.供電系統(tǒng)設(shè)計和運行必須滿足短路電流的條件。3.系統(tǒng)設(shè)計和運行必須考慮到發(fā)電、輸電和配電各個環(huán)節(jié)的匹配。4.系統(tǒng)設(shè)計和運行必須正確確定系統(tǒng)電壓.5.系統(tǒng)設(shè)計和運行必須考慮到靈活性和經(jīng)濟性.
工廠降壓變電所及車間變電所
工廠供配電系統(tǒng)是指從電源線路進廠起到高低壓用電設(shè)備進線端止的整個電路系統(tǒng),包括廠內(nèi)的變配電所和所有高低壓配電線路。
工廠降壓變電所一般大型工業(yè)企業(yè)均設(shè)工廠降壓變電所,把35~110kV電壓降為6~10kV電壓向車間變電所供電。
車間變電所車間變電所將6~10kV的高壓配電電壓降為380/220V,對低壓用電設(shè)備供電。工廠配電線路(高壓)主要作用:工廠內(nèi)輸送、分配電能之用,通過它把電能送到各個生產(chǎn)廠房和車間。敷設(shè)方法:以前多采用架空線路,現(xiàn)在已逐漸向電纜化方向發(fā)展。工廠配電線路(低壓)主要作用:向低壓用電設(shè)備供電在戶外目前多采用架空線路。在廠房或車間內(nèi)部則應(yīng)根據(jù)具體情況確定,或采用明線配電線路,或采用電纜配電線路。在廠房或車間內(nèi),由動力配電箱到電動機的配電線路一律采用絕緣導(dǎo)線穿管敷設(shè)或采用電纜線路。敷設(shè)方法:車間內(nèi)的供電線路 車間內(nèi)電氣照明線路和動力線路通常是分開的,一般由一臺配電用變壓器分別進行照明和動力供電。 事故照明必須由可靠的獨立電源供電。工廠內(nèi)配電線路的距離不長,但用電設(shè)備多,支路多;設(shè)備的功率不大,電壓也較低,但電流較大。 如采用380/220V三相四線制線路供電,動力設(shè)備由380V三相線供電,而照明負(fù)荷由220V相線和零線供電,但各相所供應(yīng)的照明負(fù)荷應(yīng)盡量平衡。如果動力設(shè)備沖擊負(fù)荷使電壓波動較大時,則應(yīng)使照明負(fù)荷由單獨的變壓器供電。中型工廠供配電系統(tǒng)示意圖具有總降壓變電所的工廠供配電系統(tǒng)示意圖高壓深入負(fù)荷中心的工廠供配電系統(tǒng)示意圖只設(shè)一個降壓變電所的工廠供配電系統(tǒng)裝有一臺變壓器裝有兩臺變壓器低壓進線的小型工廠供配電系統(tǒng)示意圖電力系統(tǒng)的電壓2工廠供配電電壓的選擇1額定電壓的國家標(biāo)準(zhǔn)衡量供電質(zhì)量的主要指標(biāo)是指交流電的電壓質(zhì)量,頻率質(zhì)量和供電可靠性.3供電質(zhì)量的主要指標(biāo)工廠電網(wǎng)和電氣設(shè)備的額定電壓有不同的電壓等級(設(shè)備的)額定電壓額定電壓:通常由制造廠家確定,用以規(guī)定元件、器件或設(shè)備的額定工作條件的電壓,是某受電器(如電動機,電燈等)、發(fā)電機和變壓器等在正常運行時具有最大經(jīng)濟效益時的電壓。系統(tǒng)標(biāo)稱電壓:用以標(biāo)志或識別系統(tǒng)電壓的給定值。在不同的標(biāo)稱電壓下,運行的發(fā)、供、用電設(shè)備因為連接于系統(tǒng)的不同供電點,實際用電電壓是不相同的,因此具有不同的額定電壓。我國交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓電網(wǎng)和用電設(shè)備額定電壓交流發(fā)電機額定線電壓變壓器額定電壓一次電壓二次電壓0.220.230.220.230.380.40.380.433.153及3.153.15及3.366.36及6.36.3及6.61010.510及10.510.5及11—15.7515.75—35—3538.560—6066110—110121154—154169220—220242330—330363500—500525特點(一)
用電設(shè)備的額定電壓和系統(tǒng)標(biāo)稱電壓UN(電網(wǎng)額定電壓)取值一致。由于用電設(shè)備運行時在線路中產(chǎn)生電壓損耗,造成線路上各點電壓略有不同,沿線電壓分布往往首端高于末端。為使線路沿線的實際電壓與用電設(shè)備的額定電壓之間的偏差不要太多,因此:特點(二) 由于同一電壓的線路一般允許的電壓偏差是±5%,即整個線路允許有±10%的電壓損耗。 因此為了保證線路首端與末端的平均電壓額定值,線路首端應(yīng)比電網(wǎng)的額定電壓高5%,而發(fā)電機接在線路首端,所以規(guī)定發(fā)電機的額定電壓高于所供電網(wǎng)額定電壓5%,用以補償線路電壓損失。特點(三) 變壓器的一次線圈連接在某一級額定電壓線路的末端,可將變壓器看做是線路上用電設(shè)備,因此其一次側(cè)額定電壓與用電設(shè)備(或該電網(wǎng))的額定電壓相同,如下圖中的變壓器T2。 但如果變壓器直接與發(fā)電機相連時,其一次側(cè)額定電壓就應(yīng)與發(fā)電機額定電壓相同,即比電網(wǎng)的額定電壓要高5%,如下圖中的變壓器T1。特點(四) 因為變壓器的二次線圈向負(fù)荷供電,因此相當(dāng)于一個供電電源,其二次繞組額定電壓也應(yīng)高出線路額定電壓5%。又由于變壓器二次繞組額定電壓規(guī)定為變壓器的空載電壓,而變壓器通過額定負(fù)荷電流時,其內(nèi)部繞組會有5%的電壓損失。(1)升壓變壓器:U1N=UN·G=1.05UN
;U2N=1.1UN
(2)降壓變壓器:U1N=UN
(一次側(cè))
U2N=1.05UN
10kV及以下,線路較短時
1.1UN
35kV及以上,線路較長時電力變壓器的額定電壓系統(tǒng)平均額定電壓Uav:由于線路首末端的電壓不同,為簡化計算,對每個電壓等級的系統(tǒng)標(biāo)稱電壓都規(guī)定一個對應(yīng)的平均額定電壓,并認(rèn)為線路上任何一點的電壓都是系統(tǒng)平均額定電壓,由此造成的誤差是可以接受的。線路末端電壓與電氣設(shè)備相同為:UN,首端為1.1UN,由此Uav=1.05UN解:G:UN·G=1.05UN·3L=1.05×6=6.3kV1T:U1N·1T=UN·G=6.3kVU2N·1T=1.1UN·1L=1.1×110=121kV ∴1T額定電壓為6.3/121kV2T:U1N·2T=UN·1L=110kVU2N·2T=1.1UN·2L=1.1×35=38.5kV ∴2T額定電壓為110/38.5kV供配電系統(tǒng)電壓的選擇配電電壓的選擇供配電電壓選擇與很多因素有關(guān),主要取決于地區(qū)電力網(wǎng)電壓、用戶用電設(shè)備的容量和輸送距離等。高壓輸電網(wǎng):一般220~750kV電壓為輸電電壓,完成電能遠(yuǎn)距離輸送功能。 配電電壓:一般為220kV及以下電壓,完成對電能的降壓及按一定方式分配。其中:35~220kV為高壓配電網(wǎng),10~35kV為中壓配電網(wǎng)(3/6kV為工廠企業(yè)中壓電氣設(shè)備的供電電壓),1kV以下為低壓配電網(wǎng)。我國規(guī)定:安全電壓36v24v12v常用各級電壓的經(jīng)濟輸送容量與輸送距離線路電壓(kV)輸送功率(kW)輸送距離(km)0.38100以下0.63100~10001~36100~12004~1510200~20006~20352000~1000020~5011010000~5000050~150220100000~500000100~300工廠高壓配電電壓的選擇 6kV與10kV比較,變壓器、開關(guān)設(shè)備投資差不多,傳輸相同功率情況下,10kV線路可以減少投資,節(jié)約有色金屬,減少線路電能損耗和電壓損耗,更適應(yīng)發(fā)展,所以工廠內(nèi)一般選用10kV作為高壓配電電壓。但如果工廠供電電源的電壓就是6kV,或工廠使用的6kV電動機多而且分散,可以采用6kV的配電電壓。目前我國配電趨勢:逐步淘汰6kV。3kV的電壓等級太低,作為配電電壓不經(jīng)濟。工廠低壓配電電壓的選擇工廠低壓配電電壓,除因安全所規(guī)定的特殊電壓外,一般采用380/220V。380V為三相配電電壓,供電給三相用電設(shè)備及380V單相用電設(shè)備。220V為單相配電電壓,供電給一般照明燈具及220V單相用電設(shè)備。礦山及化工等部門,因其負(fù)荷中心離變電所較遠(yuǎn),為減少線路電壓損耗和電能損耗,提高負(fù)荷端電壓水平,也有采用660V配電電壓的.我國供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范條文說明第6.0.1條
將現(xiàn)行的380V電壓升為660V電壓,可增加輸電距離,提高輸電能力;減少變壓器數(shù)量,簡化配電系統(tǒng),提高供電可靠性;縮小電纜截面,節(jié)省有色金屬;降低功率損耗及短路電流值;擴大異步電動機的制造容量等等,是有效的節(jié)電手段之一。工廠低壓配電電壓的選擇
660V配電技術(shù),國外70年代初已有研究和應(yīng)用,提高配電電壓在世界各國已成為發(fā)展趨勢。我國70年代中期煤礦井下采用660V配電取得成功,80年代初著手研究地面660V配電課題,于1985年在陽泉礦務(wù)局四礦選煤廠施工設(shè)計圖中首次應(yīng)用.國家能源部于1990年頒發(fā)了<關(guān)于推廣采用660V電壓供電的通知>,要求凡新設(shè)計的選煤廠及礦井地面生產(chǎn)系統(tǒng)均應(yīng)采用660V電壓供電.我國660V等級電壓在礦井中廣泛使用,已正式列入國家標(biāo)準(zhǔn)《額定電壓》(GB156-80),又規(guī)定了1140V等級電壓也要在煤礦井下及特殊場合使用。據(jù)了解,礦井中使用660V等級電壓的電動機、變壓器、電纜、開關(guān)、接觸器等,國內(nèi)都已能配套供應(yīng)。但由于工業(yè)企業(yè)中僅有個別部門使用660V等級電壓,地面上使用的一般的電動機、變壓器、導(dǎo)線及控制保護用電氣設(shè)備,很多是380V電壓等級。
目前,我國在設(shè)備上的配套已在逐步完善,全面推廣660V電壓等級的應(yīng)用已具備條件。電力系統(tǒng)的中性點運行方式
供配電系統(tǒng)的中性點:三相電氣設(shè)備繞組中一點與外部各接線端間電壓絕對值均相等。電氣上的中性點是星形聯(lián)結(jié)的變壓器或發(fā)電機繞組的中間點。
系統(tǒng)的中性點運行方式,是指系統(tǒng)中性點與大地的電氣聯(lián)系方式,簡稱系統(tǒng)中性點接地方式。
系統(tǒng)中性點接地是一個復(fù)雜的問題,關(guān)系到供電可靠性、絕緣水平、電壓等級、保護方式、通信干擾、安全等多個方面。電力系統(tǒng)的中性點運行方式 在電力系統(tǒng)中,當(dāng)變壓器或發(fā)電機的三相繞組為星形連接時,其中性點可有三種運行方式:中性點直接接地(或小電阻接地),中性點經(jīng)消弧線圈(或高電阻)接地和中性點不接地。中性點直接接地(或小電阻接地)系統(tǒng)常稱為大電流接地系統(tǒng);中性點不接地和中性點經(jīng)消弧線圈(或高電阻)接地的系統(tǒng)稱為小電流接地系統(tǒng)。常用的中性點運行方式中性點的各線功能中性線(N線):由中性點引出的線,用來連接額定電壓為相電壓的單相用電設(shè)備;用來傳導(dǎo)三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流;減小負(fù)荷中性點的電位偏移。保護線(PE線):為保障人身安全、防止發(fā)生觸電事故用的接地線保護中性線(PEN線):兼有中性線(N線)和保護線(PE線)的功能。我國通稱這種保護中性線為“零線”,俗稱“地線”。零點:中性點接地.正常運行時中性點不接地的電力系統(tǒng)正常運行時三相對稱,三相對地電容電流平衡,電容電流相量和為零,沒有電流在地中流動。各相對地的電壓等于各相的相電壓.
中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地接地電流為正常電容電流的3倍,線電壓對稱平衡’一單相接地后,三相用電設(shè)備仍可繼續(xù)運行,但為防止短路惡化,規(guī)定系統(tǒng)繼續(xù)運行時間不超過2小時;系統(tǒng)需要安裝單相接地保護或絕緣監(jiān)視裝置;一般用于3-66kV系統(tǒng)中或低壓工廠系統(tǒng)中,發(fā)生單相接地故障時過電壓對絕緣的威脅不大,因為中壓系統(tǒng)的絕緣水平按照雷電過電壓制定;而系統(tǒng)的供電可靠性較高;單相接地點易發(fā)生火花,對設(shè)備絕緣水平要求高,設(shè)備成本高,一般用在電壓等級較低的系統(tǒng)中.當(dāng)對地電容電流較大時,采用經(jīng)消弧線圈接地.中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)正常運行:同“中性不接地系統(tǒng)”單向接地:除消弧線圈有電流IL外,同”中性點不接地系統(tǒng)” 全補償IL=IC
;欠補償IL<IC
;過補償IL>IC中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)補償方式中:全補償易引起電流諧振現(xiàn)象,導(dǎo)致設(shè)備損壞;欠補償時如發(fā)生部分線路斷開,則易轉(zhuǎn)換成全補償;因此,一般采用過補償方式.使用場合:3-10kV,接地電流>30A的電力系統(tǒng)中;20-66kV,接地電流>10A的電力系統(tǒng)中.保護方式:單相接地保護或絕緣監(jiān)視報警,單相接地后線壓對稱,仍可以運行一段時間.中性點直接接地電力系統(tǒng)主要特點單相接地即單相短路,保護裝置動作跳閘。中性點直接接地電力系統(tǒng)主要特點當(dāng)發(fā)生單相接地故障時,形成單相短路,由于短路電流較大,保護裝置動作,立即切斷電源,使系統(tǒng)中非故障部位迅速恢復(fù)正常運行。中性點直接接地后,中性點保持零電位,在發(fā)生單相接地短路時,非接地的兩相不變,相間電壓對稱關(guān)系破壞。供電可靠性差.單相接地時,短路電流很大,引起電壓降低,在高壓系統(tǒng)中對整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響較明顯。單相短路電壓不升高,可降低設(shè)備絕緣成本,常用于110kV及以上高壓輸電網(wǎng)絡(luò);或者中性點不漂移,有利于電氣設(shè)備的工作性能,常用于低壓電網(wǎng).低壓配電系統(tǒng)的中性點運行方式按保護接地形式分為:TN系統(tǒng):所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均接公共保護線(PE線)或公共的保護中性線(PEN線)。TT系統(tǒng):所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分均各自經(jīng)PE線單獨接地。IT系統(tǒng):所有設(shè)備外露可導(dǎo)電部分都各經(jīng)PE線單獨接地,但其電源中性點不接地或經(jīng)大阻抗(1000Ω)接地,且通常不引出中性線。TN系統(tǒng)示意圖TT系統(tǒng)示意圖IT系統(tǒng)示意圖供配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)電能質(zhì)量是眾多單一類型的電力系統(tǒng)干擾問題的總稱。電壓電流干擾問題一直是電力研究的重點?,F(xiàn)代新型用電負(fù)荷的出現(xiàn),對電能質(zhì)量有了更大的影響,表現(xiàn)在:(1)大量基于計算機的控制設(shè)備和電子裝備的使用,其性能對電壓質(zhì)量非常敏感;(2)各種大型非線性負(fù)載(如煉鋼電弧爐,變頻調(diào)速電機,無功補償裝置等)的大量使用,其電力電子設(shè)備的非線性、沖擊性、不平衡的用電特性引起電能質(zhì)量的惡化。
美國每年由于電能質(zhì)量下降引起的損失達到133億美元,電能質(zhì)量降低帶來的巨大經(jīng)濟損失引起廣泛關(guān)注。供配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量指標(biāo)IEEE定義:合格的電能質(zhì)量是指提供給敏感設(shè)備的電力和設(shè)置的接地系統(tǒng)是適合于該設(shè)備正常工作的。電能質(zhì)量由系統(tǒng)給定點處的電特性來描述,表現(xiàn)為電壓、電流或頻率的偏差。
對輸變電系統(tǒng),電能質(zhì)量衡量方面:頻率和電壓;
對供配電系統(tǒng),電能質(zhì)量衡量方面:電壓質(zhì)量和電流質(zhì)量。理想的電壓(電流)波形是幅值符合要求的工頻正弦波形。要求理想的正弦波電壓是不現(xiàn)實的,因此有一系列的國際國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電能質(zhì)量指標(biāo)。只有電能質(zhì)量現(xiàn)象可能導(dǎo)致設(shè)備非正常工作或損壞時,才需要分析和解決電能質(zhì)量問題。對于供配電系統(tǒng)來說,電能質(zhì)量主要關(guān)注電壓質(zhì)量和電流質(zhì)量。(1)電壓質(zhì)量電壓質(zhì)量問題是指用戶設(shè)備正常運行的不理想的供電電壓,電壓質(zhì)量指標(biāo)主要描述供電電壓偏離其理想狀態(tài)的程度。供配電系統(tǒng)的電壓質(zhì)量由供電部門負(fù)責(zé)控制。(2)電流質(zhì)量電流質(zhì)量問題是指用戶非線性負(fù)荷給電網(wǎng)帶來的電流畸變,由于用戶設(shè)備導(dǎo)致的畸變電流會程度不同地影響到配電系統(tǒng)公共聯(lián)接點上的電壓質(zhì)量,從而影響公共聯(lián)接點上其他負(fù)荷的正常運行。負(fù)載的諧波電流或電流畸變程度由電力用戶負(fù)責(zé)控制,不得超過規(guī)定值。電能質(zhì)量的分類電能質(zhì)量(電壓、電流)頻率----偏差幅值----波動、閃變、驟降、短時中斷波形----諧波對稱----不平衡電能質(zhì)量問題的現(xiàn)象短時擾動----沖擊脈沖主要由雷擊等因素造成當(dāng)線路遭受雷擊時,瞬時過電壓脈沖疊加在線路工頻電壓上,造成電壓波形出現(xiàn)瞬時脈沖,可能導(dǎo)致設(shè)備絕緣破壞。電能質(zhì)量問題的現(xiàn)象短時擾動----振蕩主要由于設(shè)備投切產(chǎn)生設(shè)備投切時,相當(dāng)于設(shè)備所在電氣回路的換路過程,存在瞬時過程,表現(xiàn)為電壓或電流波形的局部振蕩,會導(dǎo)致設(shè)備絕緣破壞及電力電子設(shè)備損壞。電能質(zhì)量問題的現(xiàn)象短時擾動----暫降、暫升、中斷主要是由于故障和大容量電動機啟動造成的。暫降時電壓短時變動的波形和有效值RMS暫升中斷(短路故障時,越接近故障點處電壓下降越多,甚至中斷)電能質(zhì)量問題的現(xiàn)象電壓波動和閃變——反復(fù)的電動機啟動,電弧爐等波動負(fù)載以及間諧波(指非工頻整數(shù)倍的諧波)等造成當(dāng)系統(tǒng)中有大型負(fù)荷投入或切除時,會使附近的電壓降低或升高,反復(fù)投切導(dǎo)致電壓(有效值)反復(fù)升降。系統(tǒng)中有間諧波時,與工頻電壓疊加的結(jié)果使電壓波動,一旦電壓有規(guī)律波動,并滿足一定的頻率條件,使照明設(shè)備出現(xiàn)光波動,影響視覺工作(閃變)。電能質(zhì)量問題的現(xiàn)象波形畸變——電力電子裝置和非線性負(fù)荷工作時向系統(tǒng)注入諧波,是導(dǎo)致波形畸變的主因。諧波電流注入系統(tǒng)后,引起系統(tǒng)公共聯(lián)接點的電壓畸變,影響其他設(shè)備的正常工作。導(dǎo)致繼電保護誤動,設(shè)備絕緣損壞。變頻器VFD的畸變電流波形計算機的畸變電流波形1.電壓質(zhì)量指標(biāo)
交流電的電壓質(zhì)量包括電壓數(shù)值,電壓波動和閃變,電壓波形等方面。電壓質(zhì)量對各類用電設(shè)備的工作性能、使用壽命、安全及經(jīng)濟運行都有直接的影響。用電設(shè)備在其額定電壓下工作,既能保證設(shè)備運行正常,又能獲得最大的經(jīng)濟效益。1)電壓偏差過大電網(wǎng)電壓偏差過大時,不僅影響電力系統(tǒng)正常運行,而且對用電設(shè)備的危害很大,例如:1)白熾燈:電壓低于額定電壓時,發(fā)光效率降低,影響人體健康,降低勞動生產(chǎn)率,端電壓降低10%,發(fā)光效率下降30%以上,燈光明顯變暗;端電壓升高10%時,發(fā)光效率提高1/3,但使用壽命將只有原來的1/3。2)熒光燈:電壓低于額定電壓時,發(fā)光效率降低,降低10%則影響起燃;端電壓升高時同樣影響燈的照度和壽命。3)感應(yīng)電動機:端電壓升高時,轉(zhuǎn)矩升高,電流增大,導(dǎo)致電機繞組過熱,使用壽命降低;端壓降低時,轉(zhuǎn)矩降低,在負(fù)載不變時,電機電流升高,引起堵轉(zhuǎn),導(dǎo)致繞組絕緣過熱受損,影響使用壽命.1)電壓偏差過大4)對無功補償?shù)挠绊懀杭磳﹄娙萜鞯挠绊懀藟荷?0%下長期工作,會導(dǎo)致電容器鼓肚甚至爆炸事故;端壓減低10%以下,補償容量下降20%以上,所以電壓過低會引起補償電容器組輸出無功減少,不能滿足補償要求。5)對電子設(shè)備的影響:隨著計算機系統(tǒng)的大量應(yīng)用和自動控制系統(tǒng)的不斷精細(xì)化,對于一個計算中心來說,較大的電壓偏差會造成計算機系統(tǒng)的工作紊亂,數(shù)據(jù)損壞;對于精密機床、機器人等,電壓偏差可能造成無法保持對其驅(qū)動過程的精確控制。電壓偏差是以電壓偏離額定電壓的幅度,一般以百分?jǐn)?shù)表示,即式中,ΔV%為電壓偏差百分?jǐn)?shù),U為實際電壓,UN為額定電壓用電設(shè)備端電壓允許偏差國家標(biāo)準(zhǔn)GB50052-2009《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定:在系統(tǒng)正常運行情況下,用電設(shè)備端子處的電壓偏差允許值(以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示)宜符合下列要求:(1)電動機為±5%;(2)電氣照明:在一般工作場所為±5%;對于遠(yuǎn)離變電所的小面積一般工作場所,難以滿足上述要求時,可為+5%,-10%;應(yīng)急照明、道路照明和警衛(wèi)照明等,為+5%,-10%。
其他用電設(shè)備,當(dāng)無特殊規(guī)定時為±5%。電壓偏差的允許值系統(tǒng)的供電電壓允許偏差國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T12325-2008《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差》規(guī)定:
35kV及以上供電電壓正負(fù)偏差的絕對值之和不超過額定電壓的10%。若上下偏差同號,按較大的偏差絕對值衡量;
20kV及以下供電電壓允許偏差為額定電壓的±
7%;0.22kV單相供電電壓允許偏差為額定電壓的+7%,-10%。電壓調(diào)整的措施為了滿足用電設(shè)備對電壓偏差的要求,供電系統(tǒng)必須采取相應(yīng)的電壓調(diào)整措施:
(1)正確選擇無載調(diào)壓型變壓器的電壓分接頭或采用有載調(diào)壓變壓器
我國工廠供電系統(tǒng)中應(yīng)用的6~10kV電力變壓器,一般為無載調(diào)壓型,其高壓繞組(一次繞組)有UN±5%的電壓分接頭,并裝設(shè)有無載調(diào)壓分接開關(guān),如下圖所示。(分接頭就是用于調(diào)節(jié)繞組匝數(shù))如設(shè)備端電壓偏高,則將分接開關(guān)換接到+5%的分接頭,以降低設(shè)備端電壓。如設(shè)備端電壓偏低,則應(yīng)將分接開關(guān)換接到-5%的分接頭,以升高設(shè)備端電壓。(1)正確選擇無載調(diào)壓型變壓器電壓分接頭或采用有載調(diào)壓變壓器
無載調(diào)壓型變壓器只能在無負(fù)載條件下進行分接電壓切換,不能按負(fù)荷變動實時地自動調(diào)節(jié)電壓。如設(shè)備對電壓偏差要求嚴(yán)格,采用無載調(diào)壓型變壓器滿足不了要求,而設(shè)備單獨裝設(shè)調(diào)壓裝置在技術(shù)經(jīng)濟上不合理時,可采用有載調(diào)壓型變壓器,在負(fù)荷情況下自動調(diào)節(jié)電壓,保證設(shè)備端電壓的穩(wěn)定。(2)合理減小系統(tǒng)的阻抗
電壓偏差與電壓損失有極大相關(guān)性,而電壓損失又與系統(tǒng)阻抗大小成正比,可采用如下措施減小系統(tǒng)阻抗:減少變壓級數(shù),可降低變壓器產(chǎn)生的電壓損失;增大線路截面,可減小線路阻抗,減少線路電壓損失;用電纜取代架空線或普通絕緣導(dǎo)線,相同截面下線路阻抗小很多,可降低電壓損耗。但要增加線路投資,應(yīng)進行技術(shù)經(jīng)濟分析比較,合理時才采用。(3)合理改變系統(tǒng)的運行方式
一班制或兩班制的工廠車間中,工作班負(fù)荷重電壓偏低,可利用變壓器分接頭調(diào)整;晚上負(fù)荷輕電壓高,可采用切除變壓器,改用低壓聯(lián)絡(luò)線與相鄰變電所相連供電方式,增加線路和變壓器中電壓損失,以降低設(shè)備過高電壓。兩臺變壓器并列運行的變電所,負(fù)荷輕時切除一臺變壓器,可降低電壓。(4)盡量使系統(tǒng)的三相負(fù)荷均衡
低壓配電系統(tǒng)中,如三相負(fù)荷分布不均衡,將使中性點電位偏移,產(chǎn)生零序電壓,導(dǎo)致各相電壓變化,增大線路電壓偏差。(5)采用無功功率補償裝置
電力系統(tǒng)中存在大量感性負(fù)荷,如電力變壓器、感應(yīng)電動機、電焊機、高頻爐、氣體放電燈等,導(dǎo)致系統(tǒng)的功率因數(shù)降低及電壓損耗增大。采用自動或手動調(diào)整無功補償電容器的接入容量,電壓調(diào)整效果顯著,卻增加額外投資。
2)
電壓波動和閃變電壓波動是指電壓的急劇變化。電壓變化的速率大于每秒1%的即為電壓急劇變化。電壓波動程度以電壓最大值與最小值之差或其百分?jǐn)?shù)表示,即δU=Umax-UminδU%=
光源閃爍就是光源發(fā)出的光隨時間呈快速、重復(fù)的變化,使光源跳動和不穩(wěn)定。閃爍頻率決定人眼是否容易覺察光源的閃爍。一般閃爍頻率50Hz以下,人眼都能覺察到光源閃爍。在8.8Hz時,人眼最敏感的。電壓波動和閃變電壓波動和閃變對系統(tǒng)和用電設(shè)備的影響:引起照明設(shè)備中光源的閃爍現(xiàn)象,使照明質(zhì)量下降;影響電機正常啟動,使電機轉(zhuǎn)速不均勻,影響生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量;引起如電視機、計算機等顯示器的顯像管工作不正常,圖像變形。導(dǎo)致電子設(shè)備、自控設(shè)備或測試儀器無法準(zhǔn)確工作。抑制電壓波動可采取下列措施:(1)對負(fù)荷變動劇烈的大型電氣設(shè)備,采用專用線路或?qū)S米儔浩鲉为毠╇?。這是最簡便有效的辦法。(2)設(shè)法增大供電容量,減小系統(tǒng)阻抗,例如將單回路線路改為雙回路線路,或?qū)⒓芸站€路改為電纜線路等,減小系統(tǒng)電壓損耗,從而減小負(fù)荷變動時引起的電壓波動。(3)在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的電壓波動時,減少或切除引起電壓波動的負(fù)荷。(4)對大容量電弧爐的爐用變壓器,宜由短路容量較大的電網(wǎng)供電,一般是選用更高電壓等級的電網(wǎng)供電。(5)對大型沖擊性負(fù)荷,如果采取上列措施仍達不到要求,可裝設(shè)能“吸收”沖擊性無功功率的靜止型無功補償裝置(SVC)。SVC是一種能吸收隨機變化的沖擊性無功功率和動態(tài)諧波電流的無功補償裝置,其中,自飽和電抗器(SR型)類型的效能較好,我國變壓器廠均能制造,最適于在我國推廣。3)供電電壓的波形畸變波形的質(zhì)量是以正弦電壓波形畸變率來衡量。電力系統(tǒng)的供電電壓(或電流)的波形畸變,使電能質(zhì)量下降,產(chǎn)生高次諧波;諧波電流增加了電網(wǎng)的能量損耗,降低旋轉(zhuǎn)電機、變壓器、電纜等電氣元件的壽命,還將影響電子設(shè)備的正常工作,使自動化、通信都受到干擾。波形畸變抑制電網(wǎng)諧波,可采取下列措施:三相整流變壓器采用Yd或Dy聯(lián)結(jié)
電力系統(tǒng)中的非正弦交流電壓或電流不含直流分量和偶次諧波分量;3次及3的整數(shù)倍次諧波在三角形聯(lián)結(jié)的繞組內(nèi)形成環(huán)流,而星形聯(lián)結(jié)的繞組內(nèi)不可能產(chǎn)生,因此采用Yd或Dy聯(lián)結(jié)的三相整流變壓器,能消除3次及3的整數(shù)倍次的諧波電流。因此注入電網(wǎng)的諧波電流只有5、7、11…等次諧波。這是抑制高次諧波最基本的方法。補充說明:整流變壓器:整流設(shè)備的電源變壓器。工業(yè)用的整流直流電源大多由交流電網(wǎng)通過整流變壓器和整流設(shè)備而得到。配電變壓器:運行在電力系統(tǒng)末端,是配電網(wǎng)的主要設(shè)備。用于將某數(shù)值交流電變成頻率相同數(shù)值不同的交流電的設(shè)備,如10/0.4kV抑制電網(wǎng)諧波,可采取下列措施:(2)增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)
整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)越多,整流波形的脈波數(shù)越多,其次數(shù)低的諧波被消除的也越多。例如,整流相數(shù)為6相時,出現(xiàn)的5次諧波電流為基波電流的18.5%,7次諧波電流為基波電流的12%。如果整流相數(shù)增加到12相時,則出現(xiàn)的5次諧波電流降為基波電流的4.5%,7次諧波電流降為基波電流的3%。(3)使各臺整流變壓器二次側(cè)互有相角差
多臺相數(shù)相同的整流裝置并列運行時,使其整流變壓器的二次側(cè)互有適當(dāng)相角差,這與增加二次側(cè)的相數(shù)效果類似,能大大減少注入電網(wǎng)的高次諧波。(4)裝設(shè)分流濾波器
在大容量靜止“諧波源”(如大型晶閘管整流器)與電網(wǎng)連接處,裝設(shè)如下圖所示的分流濾波器,使濾波器的各組R-L-C回路分別對需要消除的5、7、11…等次諧波進行調(diào)諧,使之發(fā)生串聯(lián)諧振。由于串聯(lián)諧振回路的阻抗極小,從而使這些次數(shù)的諧波電流被它分流吸收而不致注入到公用電網(wǎng)中去。(5)選用Dyn11聯(lián)結(jié)組三相配電變壓器
高壓繞組為三角形聯(lián)結(jié),使3次及3的整數(shù)倍次的高次諧波在繞組內(nèi)形成環(huán)流而不致注入到高壓電網(wǎng)中去,從而抑制了高次諧波。(6)其他抑制諧波的措施
例如限制電力系統(tǒng)中接入的變流設(shè)備和交流調(diào)壓裝置的容量,或提高對大容量非線性設(shè)備的供電電壓,或?qū)ⅰ爸C波源”與不能受干擾的負(fù)荷電路從電網(wǎng)的接線上分開等。2.頻率質(zhì)量指標(biāo) 我國工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電流頻率為50Hz,有些工業(yè)企業(yè)有時采用較高的頻率,以提高生產(chǎn)效率。 電網(wǎng)低頻率運行時,所有用戶的交流電動機轉(zhuǎn)速都將相應(yīng)降低,因而許多工廠的產(chǎn)量和質(zhì)量都將受到影響。 頻率的變化對電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性影響很大,因而對頻率的要求比對電壓的要求嚴(yán)格得多,一般不可以超過±0.5%,電網(wǎng)容量在300萬千瓦及以上者不得超過±2%。頻率的調(diào)整主要依靠發(fā)電廠。3.供電的可靠性指標(biāo)供電可靠性是以對用戶停電的時間及次數(shù)來衡量。它常用供電可靠率表示,即實際供電時間Tw與統(tǒng)計期全部時間Tt的比值的百分?jǐn)?shù)表示,Ts為統(tǒng)計期停電時間之和:例:發(fā)達國家用戶年平均停電時間一般為50min以下我國用戶年平均停電時間一般為9h左右
2005年上海電力公司承諾:全市供電可靠率≥99.92%,用戶年均停電累計7h以下.
節(jié)約電能緩解電力供需矛盾節(jié)約國家的基建投資提高企業(yè)的經(jīng)濟效益推動企業(yè)用電合理性節(jié)約電能是一項投資少、見效快、經(jīng)濟效益高的工作,我們必須堅持能源開發(fā)和節(jié)約并重的方針,把能源消耗
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