供配電系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí).ppt

1、供配電系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)，2020/8/6，1，工程師技術(shù)培訓(xùn)計(jì)劃，主要內(nèi)容，2020/8/6，2，中性點(diǎn)運(yùn)行方式概述，電力線(xiàn)路接線(xiàn)方式，變電站主接線(xiàn)方案，電氣設(shè)備的選擇和驗(yàn)證，電力系統(tǒng)故障概述，2020/8/6，3，電能是人們生產(chǎn)和生活的動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)換的一次能源(如煤、油、水、原子能等)。)轉(zhuǎn)化為電能，然后輸送和分配，最后可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量(如機(jī)械能、光能、熱能等)。)。概述，2020/8/6，4，組成：發(fā)電廠(chǎng)、變電站、電力線(xiàn)、用戶(hù)，2020/8/6，5，發(fā)電、輸電、配電和用電過(guò)程，概述，2020/8/6，6，概述，2020/8/6電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式與電壓等級(jí)、單相接地短路電流、過(guò)電壓水平

2、、繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置配置有關(guān)，直接影響電網(wǎng)絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性和連續(xù)性、主變壓器的運(yùn)行安全性中性點(diǎn)運(yùn)行方式、中性點(diǎn)非有效接地、中性點(diǎn)有效接地、小接地電流系統(tǒng)和大接地電流系統(tǒng)。我國(guó)電力系統(tǒng)廣泛采用的中性點(diǎn)接地方式主要有不接地、消弧線(xiàn)圈接地和直接接地。中性點(diǎn)運(yùn)行模式，1。中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)，正常運(yùn)行，中性點(diǎn)運(yùn)行模式，1。電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地，單相(C相)接地，(1)C相相對(duì)地電壓為零，不接地A相相對(duì)地電壓=(- )=，B相相對(duì)地電壓=(-)=，如圖所示。結(jié)論：當(dāng)一相接地時(shí)，兩個(gè)非接地相的接地電壓增加兩倍，成為線(xiàn)電壓。此外，兩個(gè)相對(duì)地的電容電流相應(yīng)地加倍。中性點(diǎn)運(yùn)行方式：1。中性點(diǎn)不接地的

3、電力系統(tǒng)單相接地(丙相)；2.當(dāng)C接地時(shí)，系統(tǒng)的接地電流(電容電流)是未接地的兩個(gè)相反相的電容電流之和。因此，從相量圖中可以看出，它的相位剛好在90之前；在數(shù)量上，因?yàn)?，因此。結(jié)論：正常運(yùn)行時(shí)，一相對(duì)地電容電流是每相對(duì)地電容電流的3倍。中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式，一是中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)單相接地，三是系統(tǒng)三相線(xiàn)電壓保持對(duì)稱(chēng)不變。因此，不影響連接到線(xiàn)路電壓的電氣設(shè)備的運(yùn)行，也不需要立即中斷對(duì)用戶(hù)的供電。中性點(diǎn)運(yùn)行方式，首先，電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地，單相接地故障對(duì)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)的影響，當(dāng)接地電流不大時(shí)，交流電流過(guò)零時(shí)電弧會(huì)自行熄滅，接地故障會(huì)消失，電網(wǎng)可以恢復(fù)正常運(yùn)行；當(dāng)接地電流超過(guò)一定值時(shí)，會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)

4、定的電弧，形成連續(xù)的電弧接地。高溫電弧可能損壞設(shè)備，甚至導(dǎo)致相間短路，特別是當(dāng)電機(jī)或電器發(fā)生單相接地時(shí)。當(dāng)接地電流小于30年且大于510年時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)間歇性電弧，周期性地熄滅并重新點(diǎn)燃，這將導(dǎo)致過(guò)電壓，其幅度可達(dá)相電壓的2.53倍。這種過(guò)電壓應(yīng)能承受正常的電氣絕緣，但當(dāng)絕緣有弱點(diǎn)時(shí)，它可能會(huì)擊穿并引起短路，危及整個(gè)電網(wǎng)的安全。在單相接地的情況下，接地電流流過(guò)接地點(diǎn)，這會(huì)引起電弧，電弧的強(qiáng)度與接地電流成正比。中性點(diǎn)運(yùn)行模式，1。在中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于線(xiàn)路電壓保持不變，對(duì)電力用戶(hù)沒(méi)有影響，用戶(hù)可以繼續(xù)運(yùn)行，從而提高了供電可靠性。為了防止故障范圍由于接地點(diǎn)的電弧和伴

5、隨的過(guò)電壓而擴(kuò)大，必須在該系統(tǒng)中安裝交流絕緣監(jiān)測(cè)裝置。當(dāng)單相接地故障發(fā)生時(shí)，sig電力系統(tǒng)的有關(guān)規(guī)定規(guī)定，中性點(diǎn)不接地的三相系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，允許繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間不得超過(guò)2小時(shí)，并應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控。系統(tǒng)中電氣設(shè)備和線(xiàn)路對(duì)地的絕緣必須根據(jù)線(xiàn)路電壓進(jìn)行設(shè)計(jì)，這相應(yīng)增加了投資。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的影響，中性點(diǎn)運(yùn)行方式，1。中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)，適用范圍，我國(guó)60kV以下系統(tǒng)，特別是310kV系統(tǒng)，一般采用中性點(diǎn)不接地運(yùn)行方式。在中性點(diǎn)運(yùn)行方式下，在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，單相接地電流超過(guò)下列規(guī)定值：(1)在1)310千伏系統(tǒng)中，接地電流大于30A(2)在20千伏及以上系統(tǒng)中，接地電流大于10A，因此

6、采用消弧線(xiàn)圈接地措施，以減少接地電流，熄弧，避免過(guò)電壓。二是中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地，中性點(diǎn)運(yùn)行方式；其次，中性點(diǎn)通過(guò)消弧線(xiàn)圈接地，消弧線(xiàn)圈安裝在發(fā)電機(jī)或變壓器中性點(diǎn)與系統(tǒng)接地之間。在正常運(yùn)行期間，中性點(diǎn)對(duì)地電壓為零，沒(méi)有電流通過(guò)消弧線(xiàn)圈。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，中性點(diǎn)對(duì)地電壓等于接地相電壓。在中性點(diǎn)電壓的作用下，消弧線(xiàn)圈有一個(gè)感應(yīng)電流，它必須通過(guò)接地點(diǎn)形成一個(gè)回路。接地點(diǎn)的電流是接地電流和感應(yīng)電流的相量和。中性點(diǎn)運(yùn)行模式，2。在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的電力系統(tǒng)中，接地電流超前90，電感電流滯后90。接地電流和電感電流在接地點(diǎn)相互抵消，稱(chēng)為電感電流對(duì)接地電容電流的補(bǔ)償。正確選擇消弧線(xiàn)圈的匝數(shù)可以使

7、接地點(diǎn)的電流很小或等于零，從而消除接地點(diǎn)的電弧和電弧造成的危害，這就是消弧線(xiàn)圈得名的原因。2.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地相的電壓為零，三條線(xiàn)的電壓不變，其余兩相的電壓將增加兩倍。(與中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)相同)，中性點(diǎn)運(yùn)行方式，第二，中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地的電力系統(tǒng)，特點(diǎn)，適用范圍，供電可靠性高，絕緣投資大；中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地后，當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，可有效降低接地點(diǎn)的電流，使接地點(diǎn)的電弧迅速熄滅，防止間歇性電弧接地引起的過(guò)電壓。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線(xiàn)圈接地系統(tǒng)主要用于以架空線(xiàn)路為主體的360千伏系統(tǒng)，也可用于雷擊事故嚴(yán)重地區(qū)和一些大城市的110千伏系統(tǒng)。中性點(diǎn)運(yùn)行模式，3。中性

8、點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)，中性點(diǎn)電壓為零，沒(méi)有電流流過(guò)中性點(diǎn)。由于接地相直接穿過(guò)大地，與電源形成單相電路，導(dǎo)致單相短路故障，短路電流很大，繼電保護(hù)裝置立即動(dòng)作，斷路器斷開(kāi)，故障部分迅速切除。當(dāng)中性點(diǎn)直接接地時(shí)，接地電阻約為0，因此中性點(diǎn)和地之間的電位相同。當(dāng)單相短路時(shí)，故障相的接地電壓為零，而非故障相的接地電壓基本保持不變，仍然接近相電壓。正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)，中性點(diǎn)運(yùn)行方式；3.中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)，應(yīng)用中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)；(1)110千伏以上超高壓系統(tǒng)目前，我國(guó)110千伏以上電網(wǎng)采用中性點(diǎn)直接接地方式。原因：高壓電器的絕緣問(wèn)題是電器設(shè)計(jì)和制造的關(guān)鍵。電器絕緣要求的降低中性點(diǎn)運(yùn)行方式

9、，系統(tǒng)中單相接地的特性比較，中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)直接接地電流中性點(diǎn)電壓非故障相電壓線(xiàn)電壓，正常運(yùn)行時(shí)中性點(diǎn)電容電流是單相電容電流的三倍，故障相電流和流入故障點(diǎn)的電流都很大，中性點(diǎn)電壓上升到相電壓，故障相和中性點(diǎn)電壓都為零，非故障相電壓仍然是相電壓， 非故障接地電壓上升至線(xiàn)路電壓，故障相關(guān)線(xiàn)路電壓下降至相電壓，三相之間的線(xiàn)路電壓保持正常。 通過(guò)消弧線(xiàn)圈接地：適當(dāng)選擇線(xiàn)圈電感，可以將接地點(diǎn)電流減小到非常小，并且可以熄滅由接地電流引起的電弧。其他特性基本上與不接地系統(tǒng)相同。根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)標(biāo)準(zhǔn)，低壓配電系統(tǒng)根據(jù)其保護(hù)接地形式可分為信息技術(shù)、測(cè)控和總氮供電系統(tǒng)。中性點(diǎn)運(yùn)行方式，TN系統(tǒng)，(1)中性線(xiàn)(

10、n線(xiàn))的作用：用于連接相電壓為220伏的單相電氣設(shè)備；用于傳導(dǎo)三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流。降低負(fù)載中性點(diǎn)的電壓偏移。(2)保護(hù)線(xiàn)(PE線(xiàn))功能：確保人身安全，防止觸電事故。保護(hù)零線(xiàn)PE是專(zhuān)門(mén)用于與系統(tǒng)中各設(shè)備或線(xiàn)路的金屬外殼和接地母線(xiàn)電連接，以防止觸電的電線(xiàn)。正常運(yùn)行時(shí)，工作零線(xiàn)中有電流，但保護(hù)零線(xiàn)中不應(yīng)有電流。如果保護(hù)零線(xiàn)中有電流，一定是設(shè)備泄漏。中性點(diǎn)運(yùn)行方式、總氮系統(tǒng)、總氮-碳系統(tǒng)、保護(hù)中性線(xiàn)(PEN線(xiàn))具有中性線(xiàn)(N線(xiàn))和保護(hù)線(xiàn)(PE線(xiàn))的功能。當(dāng)三相負(fù)載不平衡或連接單相電氣設(shè)備時(shí)，電流通過(guò)PEN線(xiàn)?？偟膩?lái)說(shuō)，該系統(tǒng)能夠滿(mǎn)足供電可靠性的要求，節(jié)省投資和有色金屬。但是，當(dāng)PEN損壞

11、時(shí)，設(shè)備暴露的導(dǎo)電部分可能帶電，這可能導(dǎo)致人員觸電。本系統(tǒng)不允許在安全要求高的地方和需要防電磁干擾的地方使用。中性點(diǎn)運(yùn)行方式、總氮系統(tǒng)、總氮-硫系統(tǒng)和公共PE線(xiàn)在正常情況下沒(méi)有電流，因此不會(huì)對(duì)PE線(xiàn)上的其他電氣設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾。因?yàn)樗腘線(xiàn)與PE線(xiàn)是分開(kāi)的，所以即使它的N線(xiàn)斷開(kāi)，也不會(huì)影響連接到PE線(xiàn)的電氣設(shè)備的安全。該系統(tǒng)主要用于環(huán)境條件差、安全可靠性要求高、對(duì)電氣設(shè)備抗電磁干擾要求嚴(yán)格的場(chǎng)所。中性點(diǎn)運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)，在配電系統(tǒng)末端環(huán)境條件差，需要無(wú)電磁干擾的數(shù)據(jù)處理或提供精密檢測(cè)裝置等設(shè)備的地方，常采用總氮系統(tǒng)、總氮C-S系統(tǒng)、總氮碳系統(tǒng)和總氮硫系統(tǒng)。為了保證PE和PEN的安全性和可靠性，除

12、了在電源的中性點(diǎn)直接接地外，還必須在架空線(xiàn)路的干線(xiàn)和支線(xiàn)的中間端和沿線(xiàn)每1公里重復(fù)接地，以及在電纜和架空線(xiàn)路的引入車(chē)間或大型建筑物處重復(fù)接地。中性點(diǎn)運(yùn)行方式，TT系統(tǒng)，中性點(diǎn)直接接地，引出中性線(xiàn)n。電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分通過(guò)各自的保護(hù)線(xiàn)PE直接接地。中性點(diǎn)運(yùn)行方式，IT系統(tǒng)，中性點(diǎn)不直接接地或通過(guò)阻抗接地，中性線(xiàn)n通常不引出。電氣設(shè)備的外露導(dǎo)電部分通過(guò)各自的保護(hù)線(xiàn)PE接地。中性點(diǎn)運(yùn)行方式：電力系統(tǒng)中性點(diǎn)通常采用四種運(yùn)行方式：不接地、消弧線(xiàn)圈接地、直接接地和低電阻接地。當(dāng)前兩個(gè)系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，三條線(xiàn)路的電壓不會(huì)改變，但未接地的接地電壓將增加兩倍。因此，規(guī)定接地故障操作不得超過(guò)兩小時(shí)。中性點(diǎn)直

13、接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，構(gòu)成單相短路，即單相接地中國(guó)610千伏電網(wǎng)和部分35KV電網(wǎng)采用中性點(diǎn)不接地方式；110千伏以上電網(wǎng)和380/220伏低壓電網(wǎng)采用中性點(diǎn)直接接地方式；在20KV及以上系統(tǒng)中，單相接地電流大于10A，在310KV電網(wǎng)中，中性點(diǎn)通過(guò)消弧線(xiàn)圈接地。中國(guó)一些大城市的10KV系統(tǒng)通過(guò)低電阻接地。低壓配電的380/220伏三相四線(xiàn)制系統(tǒng)通常接入總氮系統(tǒng)。由于N線(xiàn)和PE線(xiàn)的形式不同，可分為三個(gè)系統(tǒng)：TN-C、TN-S和TN-C-S，2020/8/6/32，電力線(xiàn)路的接線(xiàn)方式，電力線(xiàn)路接線(xiàn)方式選擇的注意事項(xiàng)(1)供配電系統(tǒng)的安全性和可靠性；(2)供配電系統(tǒng)運(yùn)行方便靈活；(3)供配電系

14、統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行；(4)有利于發(fā)展；(5)電源的數(shù)量和位置；(6)供配電對(duì)象的負(fù)荷性質(zhì)和大?。?7)供配電對(duì)象的建筑布局；2020/8/6/33，電力線(xiàn)路的連接方式和高壓電力線(xiàn)路的連接方案：輻射狀、主干狀和環(huán)狀。1.高壓徑向連接功率在高壓母線(xiàn)匯集后傳輸?shù)礁鞲邏号潆娋€(xiàn)路，各高壓配電線(xiàn)路直接向一個(gè)用戶(hù)供電，不連接沿線(xiàn)其他負(fù)載。2020/8/6/34，電力線(xiàn)路的接線(xiàn)方式，(1)高壓?jiǎn)位芈窂较蚪泳€(xiàn)，接線(xiàn)清晰，操作維護(hù)方便，供電線(xiàn)路之間互不影響，供電可靠性高，自動(dòng)裝置安裝方便，保護(hù)裝置簡(jiǎn)單；高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備使用較多，投資較高。當(dāng)某條線(xiàn)路發(fā)生故障或需要維修時(shí)，該線(xiàn)路提供的所有負(fù)載將被切斷。應(yīng)用：它只能用于二級(jí)和三

15、級(jí)負(fù)載或具有大容量和重要性的特殊設(shè)備。1。高壓輻射狀接線(xiàn)，2020/8/6/35，電力線(xiàn)的接線(xiàn)方式，以及(2)公共備用干線(xiàn)的輻射狀接線(xiàn)，其特點(diǎn)是與單回路輻射狀接線(xiàn)相比，供電可靠性有所提高。開(kāi)關(guān)設(shè)備的數(shù)量和導(dǎo)線(xiàn)材料的消耗高于單回路徑向接頭。用途：一般用于向二次負(fù)載供電。如果備用干線(xiàn)由獨(dú)立電源供電，且支路較少，則可用于主負(fù)載。1。高壓徑向連接，2020/8/6/36，電力線(xiàn)連接方式，(3)雙回路徑向連接，其特點(diǎn)是采用雙向供電進(jìn)線(xiàn)，然后通過(guò)分段母線(xiàn)向雙回路用戶(hù)交叉供電。其供電可靠性較高，但投資相對(duì)較大。用途：可為一、二級(jí)重要負(fù)荷供電。1.高壓徑向連接，2020/8/6/37，電力線(xiàn)連接方式。(4)低

16、壓聯(lián)絡(luò)線(xiàn)作為備用干線(xiàn)的徑向連接。特點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)靈活。除了提高供電可靠性外，還可以實(shí)現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。用途：主要用于工礦企業(yè)。1。高壓徑向連接，2。高壓干線(xiàn)連接。從變電站高壓母線(xiàn)引出的每條高壓配電干線(xiàn)上連接幾個(gè)負(fù)荷點(diǎn)。2020/8/6/38，電力線(xiàn)連接模式，2。高壓干線(xiàn)連接方式，2020/8/6/39，電力線(xiàn)路連接方式，(1)單回路干線(xiàn)連接，特點(diǎn)：與單回路徑向連接相比，出線(xiàn)數(shù)量大大減少，高壓開(kāi)關(guān)柜數(shù)量相應(yīng)減少。同時(shí)，它可以節(jié)約有色金屬的消耗，被許多用戶(hù)采用，而且自動(dòng)控制不易實(shí)現(xiàn)。用途：一般用于三次負(fù)荷的分配，與干線(xiàn)連接的變壓器不超過(guò)5臺(tái)，總?cè)萘坎怀^(guò)2300千伏安。這種連接廣泛應(yīng)用于城市街道。2。高壓干線(xiàn)連接，2020/8/6/40，電力線(xiàn)路連接方式，(2)單側(cè)供電的雙環(huán)干線(xiàn)連接方式，其特點(diǎn)是提高了供電可靠性，但相應(yīng)增加了投資。應(yīng)用：可為二級(jí)和三級(jí)負(fù)載供電。2。高壓干線(xiàn)連接，2020/8/6/41，電力線(xiàn)連接模式，(3)單回路干線(xiàn)連接模式，兩端都有電源在正常運(yùn)行期間，從一側(cè)供電或在線(xiàn)路的負(fù)載邊界斷開(kāi)。發(fā)生故障時(shí)，應(yīng)手動(dòng)切換，