一、電力系統(tǒng)

1、電力系統(tǒng)的定義

按對(duì)象描述：

發(fā)電廠、電力網(wǎng)及用電設(shè)備組成的統(tǒng)一整體;

按過程描述：

由發(fā)電、變電、輸電、供電、配電以及用電等設(shè)備和技術(shù)組成的一個(gè)將一次能源轉(zhuǎn)換成電能的統(tǒng)一系統(tǒng)。

2、電力系統(tǒng)的組成

3.動(dòng)力系統(tǒng)

2、要求：

(1)安全、可靠­——首要任務(wù);

(2)保證良好的供電質(zhì)量(優(yōu)質(zhì));

(3)經(jīng)濟(jì)性(高效);

(4)靈活、方便且有冗余;

第二節(jié)電力系統(tǒng)額定電壓

額定電壓：電氣設(shè)備正常工作且能獲得最佳技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果的電壓。通常是指線電壓，在電氣設(shè)備銘牌上標(biāo)出。

一、額定電壓規(guī)定

電力系統(tǒng)電壓是有等級(jí)的。

電壓分級(jí)的原因分析：

由于

當(dāng)輸送功率S一定時(shí)，U越高，I越小，導(dǎo)線等載流部分的截面積越小，投資也就越小;

但電壓U越高，對(duì)于設(shè)備絕緣要求也就越高，變壓器、桿塔、斷路器等設(shè)備的絕緣投資也就越大，

綜合考慮上述因素，對(duì)于一定的輸送功率和輸送距離總會(huì)有一最為合理的線路電壓，此時(shí)最為經(jīng)濟(jì)。

主要分成：220V,380V,3kV,6kV,10kV,35kV,110kV,220kV,500kV;

在電力系統(tǒng)中同一電壓等級(jí)下，不同的電氣設(shè)備具有不同的額定電壓規(guī)定。用電設(shè)備、電力線路、發(fā)電機(jī)以及變壓器的額定電壓規(guī)定分別予以介紹

1、用電設(shè)備額定電壓

銘牌上標(biāo)出的線電壓，沒有特殊規(guī)定;

2、電力線路的額定電壓：

和所連接的用電設(shè)備的額定電壓相等，又稱網(wǎng)絡(luò)的額定電壓;

3、發(fā)電機(jī)的額定電壓：

與網(wǎng)絡(luò)額定電壓為同一等級(jí)時(shí)，發(fā)電機(jī)的額定電壓規(guī)定比網(wǎng)絡(luò)電壓高5%;標(biāo)稱值均為空載值。

4、變壓器額定電壓：

比較復(fù)雜，需視所處位置來確定;

變壓器一次繞組

與發(fā)電機(jī)直接相連時(shí)，其額定電壓與發(fā)電機(jī)額定電壓相等;

不與發(fā)電機(jī)直接相連時(shí)，其額定電壓與網(wǎng)絡(luò)額定電壓相等;

變壓器二次繞組

與用戶直接相連時(shí)，其額定電壓比網(wǎng)絡(luò)電壓高5%;

與用戶不直接相連時(shí)，額定電壓比網(wǎng)絡(luò)電壓高10%;

電力系統(tǒng)電壓等級(jí)規(guī)定總結(jié)

例：圖A為一升壓變壓器，一次側(cè)接發(fā)電機(jī)，電壓等級(jí)為10KV;二次側(cè)接輸電網(wǎng)，電壓等級(jí)(網(wǎng)絡(luò)電壓)為220KV。

變壓器一次側(cè)額定電壓為：

UTn1=10.0*(1+5%)=10.5KV;

變壓器二次側(cè)主抽頭額定電壓為：UTn2=220*(1+10%)=242KV;

變壓器二次側(cè)5%抽頭額定電壓為：

UTn2+5%=242*(1+5%)=254KV;

(比主觸頭的額定電壓高5%)

變壓器二次側(cè)-5%抽頭額定電壓為：

UTn2-5%=242*(1-5%)=229.9KV;

(比主觸頭的額定電壓低5%)

例：圖B為一降壓變壓器，一次側(cè)接輸電網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)額定電壓為220KV;二次側(cè)接配電網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)額定電壓為10KV。

變壓器一次側(cè)主抽頭額定電壓為：

UTn1=Un1=220KV;

一次側(cè)+5%抽頭的額定電壓為：

UTn1+5%=220*(1+5%)=231KV;

一次側(cè)-5%抽頭的額定電壓為：

UTn1-5%=220*(1-5%)=209KV;

二次側(cè)主抽頭額定電壓為：

UTn2=10*(1+10%)=11KV;

二、各種電壓等級(jí)的適用范圍

注意對(duì)各電壓等級(jí)對(duì)應(yīng)的輸送容量以及輸送距離限制!!

第三節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式

一.電力系統(tǒng)中性點(diǎn)

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)：指系統(tǒng)中星形聯(lián)結(jié)的變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)。

意義：電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式是一個(gè)綜合性問題，對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行特別是在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)有明顯的影響：

它與電壓等級(jí)、單相接地電流、過電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān);

直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性、主變壓器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全以及通信線路的抗干擾能力等。

二.中性點(diǎn)運(yùn)行方式及特點(diǎn)

1.中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)

假定條件：

三相對(duì)稱電路：電源、線路和負(fù)載均是對(duì)稱的;C為相與地之間的總分布電容;表示其容抗;

1)系統(tǒng)正常時(shí)

三相線電壓對(duì)稱;

三相相電壓對(duì)稱;

三相對(duì)地電容電流對(duì)稱;

(3)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)特征：

經(jīng)故障相流入故障點(diǎn)的電流為正常時(shí)本電壓等級(jí)每相對(duì)地總電容電流的3倍;

中性點(diǎn)對(duì)地電壓升高為相電壓;

非故障相的對(duì)地電壓升高為線電壓;

線電壓與正常時(shí)的相同，依然對(duì)稱;(4)適用范圍：

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)僅僅適用于單相接地電容電流不大的電網(wǎng)：

3-10kV電網(wǎng)中，單相接地電流：Id<30A;

35-60kV電網(wǎng)中，單相接地電流：Id<10A;

2.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)

上述電路中如果發(fā)生單相接地故障時(shí)接地電流比較大，會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)電弧，由于電力線路中含有電阻、電感、電容，因此在單相弧光接地時(shí)，可能會(huì)形成串聯(lián)諧振，出現(xiàn)過電壓(正常時(shí)的2.5-3倍)，導(dǎo)致線路上絕緣薄弱地點(diǎn)出現(xiàn)絕緣擊穿;在此單相接地電容電流大于一定值的系統(tǒng)中，電源中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。

發(fā)生單相接地故障時(shí)，流過中性點(diǎn)的電流時(shí)接地電容與流過消弧線圈的電感電流之和;超前900，而滯后900，所以在接地點(diǎn)相互補(bǔ)償。當(dāng)與的量值差小于發(fā)生電弧的最小電流(最小生弧電流)，電弧不會(huì)發(fā)生，不會(huì)出現(xiàn)串聯(lián)諧振過電壓現(xiàn)象。

(1)特點(diǎn)：

中性點(diǎn)對(duì)地電壓升高為相電壓;

非故障相的對(duì)地電壓升高為線電壓;

線電壓與正常時(shí)的相同，依然對(duì)稱;

消弧線圈有消減小了接地電流，允許在單相接地故障時(shí)繼續(xù)運(yùn)行(2小時(shí))，在此時(shí)間內(nèi)查找故障。

(2)適用場合：

規(guī)定在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的3-60kV系統(tǒng)中，當(dāng)電容電流超過規(guī)定數(shù)值時(shí)，需要采用消弧線圈接地：

3-6kV的系統(tǒng)，大于30A;

10kV的系統(tǒng),大于20A;

35-60kV的系統(tǒng),大于10A;

3.中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)

單相接地故障時(shí)，形成單相短路，短路電流比正常時(shí)大的多，立即跳閘;

解決的問題：

(1).高壓滅弧困難：220kV及以上的電壓電網(wǎng)，除存在對(duì)地電容外，還存在較大的電暈損耗和泄漏損耗，因而在接地電流中既有有功分量又有無功分量，而消弧線圈只能補(bǔ)償無功分量，接地點(diǎn)仍有較大的有功電流流過;電壓等級(jí)越高，該值越大：100A-200A之上;致使電弧無法熄滅;

(2)高壓絕緣投資大：在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障后，中性點(diǎn)電位不變化，致使非故障相對(duì)地電壓即相電壓基本不變化，所以可以有效克服線路以及高壓設(shè)備高壓絕緣投資問題;

(3)低壓單相設(shè)備運(yùn)行需要：在380V/220V系統(tǒng)中，為了設(shè)備可靠接地以及單相設(shè)備的工作需要，也通常采用中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行方式。第四節(jié)電能的質(zhì)量指標(biāo)

衡量電能質(zhì)量的三個(gè)指標(biāo)：電壓、頻率、供電可靠性;

一、電壓

電壓質(zhì)量是以電壓偏離額定電壓的幅度(電壓偏差)、電壓波動(dòng)與閃變和電壓波形來衡量。

第五節(jié)工廠供配電系統(tǒng)的組成

一、工廠供配電系統(tǒng)研究對(duì)象

從供電角度，工廠規(guī)模的分類：

二.工廠供配電系統(tǒng)總體構(gòu)成：

電源系統(tǒng)+變配電系統(tǒng)

1.電源系統(tǒng)———外部供電系統(tǒng);

2.變配電系統(tǒng)——內(nèi)部變配電系統(tǒng)

總降壓變電所——接受、變壓、分配;由降壓變壓器、高壓配電裝置、低壓配電裝置等組成。負(fù)責(zé)將35KV~110KV電壓等級(jí)降至6KV~10KV，并由配電裝置將電能送出。

高壓配電所——接受、分配電能;

為減少電能損失，在負(fù)荷中心，對(duì)6KV~10KV電壓等級(jí)的電能進(jìn)行重新分配，送至個(gè)車間變電所或者高壓用電設(shè)備，即廠內(nèi)電能中轉(zhuǎn)站。

車間變電所

將6KV~10KV電壓等級(jí)電能降至380/220V電壓，并通過低壓配電盤送至各個(gè)用電設(shè)備。

高壓配電線路(6KV~10KV)

低