發(fā)電,單相和三相交流電,配電介紹

一發(fā)電1.1直流發(fā)電機(jī)感生電動(dòng)勢(shì)E=BLV換向環(huán)和電刷一發(fā)電1.2交流發(fā)電機(jī)1.2交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交變電壓正弦交流電++__eeAX?

1.3

正弦交流電的基本概念正弦量：

隨時(shí)間按正弦規(guī)律做周期變化的量。Ru+_

_

_iu+_正弦交流電的優(yōu)越性：

便于傳輸；易于變換；便于運(yùn)算；有利于電器設(shè)備的運(yùn)行；

.....正半周負(fù)半周Ru+_設(shè)正弦交流電流：角頻率：決定正弦量變化快慢幅值：決定正弦量的大小幅值、角頻率、初相角成為正弦量的三要素。初相角：決定正弦量起始位置

Im

2TiO

1.3

正弦交流電的基本概念頻率與周期周期T：變化一周所需的時(shí)間（s）角頻率：（rad/s）頻率f：（Hz）T*

無線通信頻率：

30kHz~30GMHz*電網(wǎng)頻率：我國(guó)

50Hz

，美國(guó)

、日本

60Hz*高頻爐頻率：200~300kHZ*中頻爐頻率：500~8000HziO幅值與有效值有效值：與交流熱效應(yīng)相等的直流定義為交流電的有效值。幅值：Im、Um、Em交流直流幅值必須大寫,下標(biāo)加m。注意：交流電壓、電流表測(cè)量數(shù)據(jù)為有效值交流設(shè)備名牌標(biāo)注的電壓、電流均為有效值1.4三相交流電三相交流發(fā)電機(jī)三個(gè)繞組在空間上相差120°在相位上也相差120°三個(gè)繞組分別是三個(gè)獨(dú)立的單相電源，有效值大小相等。圖4.1.1三相交流發(fā)電機(jī)示意圖1.4.1

三相電壓1.三相電壓的產(chǎn)生工作原理：動(dòng)磁生電(尾端)+eAeBeCXABYCZ(首端)++––

–++__eeAX?圖4.1.2三相繞組示意圖圖4.1.3電樞繞組及其電動(dòng)勢(shì)定子轉(zhuǎn)子ZAXYNSC-+B???三相電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)表示式鐵心（作為導(dǎo)磁路經(jīng)）三相繞組匝數(shù)相同空間排列互差120

:直流勵(lì)磁的電磁鐵定子轉(zhuǎn)子發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值之和為0三相交流電到達(dá)正最大值的順序稱為相序。最大值相等頻率相同相位互差120°稱為對(duì)稱三相電動(dòng)勢(shì)三個(gè)正弦交流電動(dòng)勢(shì)滿足以下特征供電系統(tǒng)三相交流電的相序?yàn)锳

B

CABCABC

ACBACBA

1.4.2.三相電源的星形聯(lián)結(jié)(1)聯(lián)接方式中性線(零線、地線)中性點(diǎn)端線(相線、火線)在低壓系統(tǒng),中性點(diǎn)通常接地，所以也稱地線。相電壓：端線與中性線間（發(fā)電機(jī)每相繞組）的電壓線電壓：端線與端線間的電壓、Up–+–++–、UlXYZNBCAeA+–eC+–eB+––+–+–+(2)

線電壓與相電壓的關(guān)系根據(jù)KVL定律由相量圖可得相量圖30°AXYZNBCeA+–eC+–eB+–+–+–+––+–+–+同理3.三相電源的三角形聯(lián)結(jié)–++–+BAC–1.4.3負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路三相負(fù)載不對(duì)稱三相負(fù)載：不滿足ZA=ZB

=

ZC

如由單相負(fù)載組成的三相負(fù)載對(duì)稱三相負(fù)載：ZA=ZB=

ZC

如三相電動(dòng)機(jī)1.三相負(fù)載分類單相負(fù)載：只需一相電源供電

220V

照明負(fù)載、家用電器負(fù)載三相負(fù)載：需三相電源同時(shí)供電

380V

三相電動(dòng)機(jī)等三相負(fù)載的聯(lián)接

三相負(fù)載也有Y和兩種接法，至于采用哪種方法，要根據(jù)負(fù)載的額定電壓和電源電壓確定。三相負(fù)載連接原則

（1）電源提供的電壓=負(fù)載的額定電壓；

（2）單相負(fù)載盡量均衡地分配到三相電源上。AB電源C保險(xiǎn)絲三相四線制380/220伏N

額定相電壓為220伏的單相負(fù)載

額定線電壓為380伏的三相負(fù)載

2.負(fù)載星形聯(lián)結(jié)的三相電路線電流：流過端線的電流相電流：流過每相負(fù)載的電流結(jié)論：負(fù)載Y聯(lián)結(jié)時(shí)，線電流等于相電流。Y:三相三線制Y0：三相四線制(1)聯(lián)結(jié)形式+ZBZCZAN'N++–––N電源中性點(diǎn)N′負(fù)載中性點(diǎn)(2)負(fù)載Y聯(lián)結(jié)三相電路的特點(diǎn)1)負(fù)載端的線電壓＝電源線電壓2)負(fù)載的相電壓＝電源相電壓3)線電流＝相電流4)中線電流負(fù)載Y聯(lián)結(jié)帶中性線時(shí),可將各相分別看作單相電路計(jì)算+ZBZCZAN'N++–––負(fù)載對(duì)稱時(shí),中性線無電流,

可省掉中性線。負(fù)載對(duì)稱時(shí)，三相電流也對(duì)稱。負(fù)載不對(duì)稱時(shí),中性線無電流,

不可省掉中性線。，否則無法保證每相電壓是220V負(fù)載不對(duì)稱時(shí)，三相電流也不對(duì)稱。例1：照明系統(tǒng)故障分析解:

(1)

A相短路1)中性線未斷

NRARCRBABNC此時(shí)A相短路電流很大，將A相熔斷絲熔斷，而

B相和C相未受影響，其相電壓仍為220V,正常工作。

在上例中，試分析下列情況

(1)A相短路:中性線未斷時(shí)，求各相負(fù)載電壓；中性線斷開時(shí)，求各相負(fù)載電壓。

(2)A相斷路:中性線未斷時(shí)，求各相負(fù)載電壓；中性線斷開時(shí)，求各相負(fù)載電壓。此情況下，B相和C相的電燈組由于承受電壓上所加的電壓都超過額定電壓（220V)，這是不允許的。2)A相短路,中性線斷開時(shí),此時(shí)負(fù)載中性點(diǎn)N′即為A,因此負(fù)載各相電壓為

ABNCN′iAiCiB+++–––

(2)A相斷路2)中性線斷開

B、C相燈仍承受220V電壓,正常工作。1)中性線未斷變?yōu)閱蜗嚯娐罚鐖D(b)所示,由圖可求得IBCU′AU′B+––+(b)

NRARCRBABNC(a)某大樓為日光燈和白熾燈混合照明，需裝40瓦日光燈210盞(cos

1=0.5)，60瓦白熾燈90盞(cos

2=1),它們的額定電壓都是220V，由380V/220V的電網(wǎng)供電。試分配其負(fù)載并指出應(yīng)如何接入電網(wǎng)。這種情況下,線路電流為多少？例2：解:

(1)該照明系統(tǒng)與電網(wǎng)連接圖NABC30盞+–70盞解:

(1)該照明系統(tǒng)與電網(wǎng)連接圖NABC30盞+–70盞V

(2)計(jì)算線電流U.設(shè)=2200°有功功率、無功功率、視在功率三個(gè)概念例3：

某大樓電燈發(fā)生故障，第二層樓和第三層樓所有電燈都突然暗下來，而第一層樓電燈亮度不變，試問這是什么原因？這樓的電燈是如何聯(lián)接的？同時(shí)發(fā)現(xiàn)，第三層樓的電燈比第二層樓的電燈還暗些，這又是什么原因？解:(1)本系統(tǒng)供電線路圖P

三層二層ABCN–+一層

(2)當(dāng)P處斷開時(shí)，二、三層樓的燈串聯(lián)接380V電壓，所以亮度變暗，但一層樓的燈仍承受220V電壓亮度不變。(3)因?yàn)槿龢菬舳嘤诙菬艏碦3

R2

,所以三樓燈比二樓燈暗。解：(1)本系統(tǒng)供電線路圖AP

BCN三層二層一層–+二輸電、配電介紹，變壓器原理發(fā)電機(jī)組發(fā)出的電壓一般為6~10KV。2.1

電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介2.1.1

電力系統(tǒng)概述

電力是現(xiàn)代工業(yè)的主要?jiǎng)恿Γ诟餍懈鳂I(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用。電力系統(tǒng)是發(fā)電廠、輸電線、變電所及用電設(shè)備的總稱。1.發(fā)電發(fā)電是將水力、火力、風(fēng)力、核能和沼氣等非電能轉(zhuǎn)換成電能的過程。我國(guó)以水利和火力發(fā)電為主，近幾年也在發(fā)展核能發(fā)電。電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電和配電系統(tǒng)組成。2.輸電

輸電就是將電能輸送到用電地區(qū)或直接輸送到大型用電戶。輸電網(wǎng)是由35KV及以上的輸電線路與其相連接的變電所組成，它是電力系統(tǒng)的主要網(wǎng)絡(luò)。輸電是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)。輸電過程中,一般將發(fā)電機(jī)組發(fā)出的6~10KV

電壓經(jīng)升壓變壓器變?yōu)?5~500KV高壓，通過輸電線可遠(yuǎn)距離將電能傳送到各用戶，再利用降壓變壓器將35KV高壓變?yōu)?~10KV高壓。3.配電

配電是由10KV級(jí)以下的配電線路和配電(降壓)變壓器所組成。它的作用是將電能降為380/220V低壓再分配到各個(gè)用戶的用電設(shè)備。電力網(wǎng)的電壓等級(jí)高壓：1KV及以上的電壓稱為高壓。有1,3,6,10,35,110,330,550KV等。低壓：1KV及以下的電壓稱為低壓。有220，380V。安全電壓：36V以下的電壓稱為低壓。我國(guó)規(guī)定的安全電壓等級(jí)有：12V、24V、36V等。電力系統(tǒng)的示意圖~水力發(fā)電廠升壓變電所220kV地區(qū)樞紐所10kV至用戶配電所10kV10kV升壓變電所220kV220kV220kV輸電線路220kV35kV35kV負(fù)荷變電所35kV~火力發(fā)電廠10kV為保證供電的可靠性和安全連續(xù)性，電力系統(tǒng)將各地區(qū)、各種類型的發(fā)電機(jī)變壓器、輸電線、配電和用電設(shè)備等連成一個(gè)環(huán)形整體。2.2

工業(yè)企業(yè)配電2.2.1低壓配電線路的結(jié)構(gòu)低壓配電線路是由配電室(配電箱)、低壓線路、用電線路組成。通常一個(gè)低壓配電線路的容量在幾十千伏安到幾百千伏安的范圍，負(fù)責(zé)幾十個(gè)用戶的供電。為了合理地分配電能，有效的管理線路，提高線路的可靠性，一般都采用分級(jí)供電的方式。即按照用戶地域或空間的分布，將用戶劃分成供電區(qū)和片，通過干線、支線向片、區(qū)供電。整個(gè)供電線路形成一個(gè)分級(jí)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。2.2

工業(yè)企業(yè)配電2.2.2低壓配電線路的結(jié)構(gòu)低壓配電線路是由配電室(配電箱)、低壓線路、用電線路組成。低壓配電線路的聯(lián)接方式主要是放射式和樹干式兩種。變電所配電室放射式配電線路變電所配電室樹干式配電線路某校實(shí)驗(yàn)樓樹形供電線路示意圖去教學(xué)樓去宿舍食堂干線干線干線

2#生活區(qū)配電柜

1#教學(xué)區(qū)配電柜

3#實(shí)驗(yàn)區(qū)配電柜實(shí)驗(yàn)樓總配電箱……X房間配電箱X房間配電箱分支線分支線分支線2層配電箱11層配電箱1層配電箱

1#主配電柜10kV去報(bào)告廳實(shí)驗(yàn)樓配電變壓器配電柜2.3變壓器

發(fā)電廠10.5kV輸電線220kV升壓儀器36V降壓…實(shí)驗(yàn)室380/220V降壓變電站

10kV降壓降壓2.3變壓器2.3.1變壓器的分類電壓互感器電流互感器按用途分電力變壓器(輸配電用)儀用變壓器整流變壓器按相數(shù)分三相變壓器單相變壓器按制造方式殼式心式變壓器符號(hào)2.3.2變壓器的工作原理單相變壓器+–+