输配电技术之供电系统讲解.ppt

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1、中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X输配电技术输配电技术电力工程学院电力工程学院中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X课程结构课程结构供电技术课程分为九章。共计48学时，其中44学时讲课，4学时研讨。1)供电系统2)负荷计算与功率因素补偿3)短路电流计算4)高压电气设备选择5)电力线路及选择6)继电保护与自动装置7)过电压及其保护8)现代供电新技术9)特殊行业的供电中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X将输配电系统比作计算机，则它的q硬件包括：电力线路电气设备继电保护装置q软件包括负荷计算短路电流计算继电保护整定课程结构课程结构中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X学

2、习要求学习要求重在基础，拓宽视野认真听讲，勤于思考自主学习，勇于探索中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X考核办法考核办法以平时成绩和考试成绩评定学生成绩，平时成绩占30%，考试成绩占70%。平时成绩主要包括2个部分：课后作业和出勤率。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X参考书参考书现代供电技术第二版，王福忠，中国电力出版社，2011电力系统工程，C.LWadhwa，科学出版社，2009电力工程，王思华，中国电力出版社，2011工矿企业供电，张学成，中国矿大出版社，1998供电技术，王崇林等，煤炭工业出版社，1997供电技术第4版，余健明，机械工业出版社，2008工厂供电，刘介才

3、，机械工业出版社，2011中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X第一章 供电系统电力系统的基础概念供电系统的接线方式工矿企业供电系统电网中性点运行方式中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X第一节电力系统的基本概念中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X一、电力系统相关概念及构成一、电力系统相关概念及构成 电力系统：是指由发电厂、电力网与电能用户（电力电力系统：是指由发电厂、电力网与电能用户（电力负荷）所组成的整体，任务是负荷）所组成的整体，任务是生产、变换、输送、分生产、变换、输送、分配、消费电能配、消费电能。电力网：指的是联系电力网：指的是联系发电厂和用户的中间环节发电厂和用

4、户的中间环节，由变，由变电站（所）和各种电站（所）和各种不同电压等级的电力线路不同电压等级的电力线路组成。组成。变电站（所）变电站（所）：完成电压变换和电能再分配。：完成电压变换和电能再分配。图图1 一个简单的电力系统一个简单的电力系统中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X发电厂（站）：将一次能源转换为电能。一次能源包括：煤炭、石油、天然气、水能、原子核能、风能、太阳能、地热、潮汐能等。我国一次能源主要是：煤炭、水力和原子能。电力系统的主要环节电力系统的主要环节发电厂（站）发电厂（站）中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X 内蒙古准格尔电厂内蒙古准格尔电厂（西部大开发中第一个大型火

5、电项目）（西部大开发中第一个大型火电项目）中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X长江三峡水利枢纽工程长江三峡水利枢纽工程 中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X广东大亚湾核电站广东大亚湾核电站 中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X风力发电站风力发电站 中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X徐州协鑫光伏电力有限公司徐州协鑫光伏电力有限公司20兆瓦大型光伏地面电站兆瓦大型光伏地面电站 中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X西藏羊八井的地热发电站（提供了拉萨市近一半的电力）西藏羊八井的地热发电站（提供了拉萨市近一半的电力）中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X我

6、国最大潮汐发电站我国最大潮汐发电站:温岭江厦潮汐试验电站温岭江厦潮汐试验电站中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X变电所有升压和降压之分。变电所有升压和降压之分。升升压压变变电电所所：多多建建在在发发电电厂厂内内，把把电电能能升升高高后后，再进行长距离输送。再进行长距离输送。降降压压变变电电所所：多多设设在在用用电电区区域域，将将高高压压电电适适当当降降低电压后，对某地区或用户供电。低电压后，对某地区或用户供电。降压变电所降压变电所地区降压变电所地区降压变电所 终端变电所终端变电所 工厂降压变电所工厂降压变电所及车间变电所及车间变电所 地区降压变电所又称为一次变电站。位于一个大用电区或一

7、个大地区降压变电所又称为一次变电站。位于一个大用电区或一个大城市附近，从城市附近，从220kV500kV的超高压输电网或发电厂直接受电，通的超高压输电网或发电厂直接受电，通过变压器把电压降为过变压器把电压降为35110kV，供给该区域的用户或大型工厂用电。，供给该区域的用户或大型工厂用电。终端变电所又称二次变电站，多位于用电的负荷中心，高压侧从终端变电所又称二次变电站，多位于用电的负荷中心，高压侧从地区降压变电所受电，经变压器降到地区降压变电所受电，经变压器降到610 kV，对某个市区或农村城，对某个市区或农村城镇用户供电。镇用户供电。工厂降压变电所又称工厂总降压变电所，与终端变电所类似，它工

8、厂降压变电所又称工厂总降压变电所，与终端变电所类似，它是对企业内部输送电能的中心枢纽。车间变电所接受工厂降压变电所是对企业内部输送电能的中心枢纽。车间变电所接受工厂降压变电所提供的电能，将电压降为提供的电能，将电压降为220/380V，对车间各用电设备直接供电。，对车间各用电设备直接供电。电力系统的主要环节电力系统的主要环节变电站（所）变电站（所）中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X变电站变电站中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X电力网电力网：将输送、变换、分配电能的各种变电所和各：将输送、变换、分配电能的各种变电所和各电压等级的电力线路构成的网络称为电力网。电压等级的电力线路

9、构成的网络称为电力网。电力系统的主要环节电力系统的主要环节电力网电力网电力网按电压等级分类：电力网按电压等级分类：低低 压压 电电 网：网：1kV及以下及以下 高高 压压 电电 网：网：3kV330kV 超高压电网：超高压电网：330kV1000kV 特高压电网：特高压电网：1000kV以上以上2009年1月6日，由我国自主研发、设计和建设的具有自主知识产权的晋东南南阳荆门1000千伏特高压交流试验示范工程正式投运。该工程是目前世界上电压等级最高、技术水平最高的输变电工程，标志着我国在远距离、大容量、低损耗的特高压核心技术和设备国产化上取得重大突破，对保障国家能源安全和电力可靠供应具有重要意义

10、。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X典型的电力系统典型的电力系统由一次设备和二次设备组成：一次设备：指直接生产、输送和分配电能的设备。包括变压器、高压断路器、隔离开关、电抗器、并联补偿电力电容器、电力电缆、送电线路、母线等。又称为一次部分。由这些设备构成的电路称为变电所的主电路或主接线或一次接线。二次设备：对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制和保护的辅助电气设备称为二次设备。包括测量仪表、控制与信号回路、继电保护装置、制动装置以及远动装置等。又称为二次部分。这些设备通常由电压互感器、电流互感器、蓄电池组或低压电源供电，它们相互间所连接的

11、电路称为二次回路或二次接线。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X电能传送过程：电厂升压-远距离输电-枢纽变电所降压-远距离输电-企业变电所降压-近距离输电-负荷。并网目的是保证电网稳定。高压深入负荷中心可提高电能质量。图中一根线代表三相。典型电力系统图-说明中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X典型电力系统图典型电力系统图电气设备符号电气设备符号发电机G电力变压器T母线及引出线WB断路器QF负荷开关QL隔离开关QS中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X熔断器F电压互感器PT电流互感器CT阀型避雷器F电抗器L电容器C电缆终端头X中国

12、矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X电力负荷：电力系统中所有用电设备消耗功率的总和电力设备电力负荷电动机电热电炉整流设备照明家用电器电力线路二、电力负荷与供电可靠二、电力负荷与供电可靠中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X工业电力系统的综合用电负荷通信农业交通运输市政生活电网中损耗功率电力系统的供电负荷发电厂消耗功率发电负荷发电负荷中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X电力负荷的分类级别一 级二 级三 级停电影响 人身伤亡；重大经济损失；影响重要用电单位运行经济造成较大损失；影响重要用电单位的运行不属于一级、二级的负荷 允许停电时间 备用电源投入时间，特别重要负荷不允许停电 允

13、许短时停电几分钟 停电影响不大 对供电电 源要求 两个独立电源供电，增加应急电源 两回路供电 无特殊要求 举 例 银行、博物馆、炼钢厂的炼钢炉、医院、大型国际比赛场馆交通枢纽、通信枢纽、大型影剧院、纺织厂，化工厂 中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X用户对供电的基本要求保证供电安全可靠安全：不发生人身触电事故，因电气故障引起的爆炸、火灾等重大事故；可靠：供电系统不间断供电的可能程度；保证供电电能质量电压偏差：5%，频率偏移：0.20.5Hz,波形畸变极限值：3%5%保证供电系统的经济型一次投入少；运行费用低；节约电能和有色金属消耗中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X内容回顾内容

14、回顾一、电力系统相关概念及构成电力系统电力系统 电力网电力网 变电站（所）变电站（所）电力系统的主要环节电力系统的主要环节发电厂（站）发电厂（站）电力系统的主要环节电力系统的主要环节变电站（所）变电站（所）电力系统的主要环节电力系统的主要环节电力网电力网典型的电力系统典型的电力系统 由一次设备和二次设备组成由一次设备和二次设备组成典型电力系统图典型电力系统图典型电力系统图典型电力系统图电气设备符号电气设备符号中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X二、电力负荷与供电可靠 电力负荷电力负荷 电力设备电力设备 电力线路电力线路 发电负荷发电负荷电力系统的供电负荷电力系统的供电负荷 发电厂消耗功

15、率发电厂消耗功率 电力负荷的分类电力负荷的分类 一一 级级 二二 级级 三三 级级 用户对供电的基本要求用户对供电的基本要求保证供电安全可靠保证供电安全可靠 保证供电电能质量保证供电电能质量 保证供电系统的经济型保证供电系统的经济型中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X1、额定电压概念三、电力系统的电压三、电力系统的电压电气设备的额定电压，就是能使电气设备正常工作的电压，在额定电压工作时，其技术性能和经济效果最好。设备电压高了容易烧坏，低了不正常工作（灯泡发光不正常，电机不正常运转）。工作在额定电压时，电器中的元器件都工作在最佳状态，只有工作在最佳状态时，电器的性能才比较稳定，这样电器的

16、寿命才得以延长。额定电压是电缆设计和运行的基准电压中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X电视信号在天线上感应的电压约0.1mV维持人体生物电流的电压约1.2mV碱性电池标称电压1.5V电子手表用氧化银电池两极间的电压1.5V手持移动电话的电池两极间的电压3.7V家庭电路的电压220V（日本和一些美洲的国家的家用电压为110V）动力电路电压380V无轨电车电源的电压550600V电视机显像管的工作电压10kV以上列车上方电网电压25000v发生闪电的云层间电压可达1000kV常用的电压中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X用电设备用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。2、额定电压的

17、等级 电气设备的额定电压在我国已经统一标准化，发电机和用电设备的额定电压分成若干标准等级，电力系统的额定电压也与电气设备额额定电压相对应，他们统组成了电力系统的标准额定电压等级。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X1kV以下的为低压，3-330kV为高压，330-1000kV为超高压，1000kV以上为特高压。我国目前的最高电压等级为750kV。3kV及以上的高压用于发电，配电及高压用电设备;110kV及以上的高压与超高压用于远距离输电。煤矿1140V为低压，人身安全电压为交流36V，直流92V。直流电压为平均值，交流电压为有效值，且指线电压。GB156-1993规定，电力系统电压分成

18、等多种等级，见表1-1。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X3KV以下电气设备与系统额定电压等级（以下电气设备与系统额定电压等级（V）中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X受电设备与系统额定电压供电设备额定电压设备最高电压33.153.566.36.91010.511.53538.540.56069691101211262202422523303633635005505507508008003KV以上电气设备与系统额定电压等级（以上电气设备与系统额定电压等级（KV）中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X 在表1-2中，供电设备额定电压为发电机与变压器的二次绕组的额定电压，受

19、电设备与系统额定电压为变压器一次绕组和用电设备的额定电压。国家标准规定：供电设备的额定电压应高出电网和受电设备额定电压的5%-10%，用于补偿正常负荷时的线路电压损失，从而使受电设备获得近似额定值的电压、设备的最高电压，指的是根据设额备的绝缘性能和一些有关性能（如变压器的磁化电流、电容器的损耗等）而确定的最高运行电压，通常不超过额定电压的1.15倍。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X变压器的变压器的二次绕组二次绕组对于用电设备而言，相当于供电对于用电设备而言，相当于供电设备。设备。u第一种情况比用电设备额定电压高第一种情况比用电设备额定电压高10%10%u第二种情况比用电设备额定电压

20、高第二种情况比用电设备额定电压高5%5%变压器额定电压变压器额定电压变压器的变压器的一次绕组一次绕组：相当于是用电设备，所以规：相当于是用电设备，所以规定变压器一次绕组的额定电压与受电设备额定电定变压器一次绕组的额定电压与受电设备额定电压相同。压相同。注意：但当变压器一次绕组直接与发电机相连时，变压器一次绕组的额定电压与发电机额定电压相等。当变压器供电距离较长时，其中5%用于补偿变压器满载供电时，一、二次绕组上的电压损失；另外5%用于补偿线路上的电压损失，因此适用于变压器供电距离较长时的情况。当变压器供电距离较短时，可以不考虑线路上的电压损失，只需要补偿满载时变压器绕组上的电压损失即可。中国矿

21、业大学电力工程学院输配电技术电子课件XMT1T2UN+5%+10%0%+5%G额定电压的国家标准额定电压的国家标准 中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X发电机发电机G G的额定电压的额定电压：UNG=1.05UNL1=1.0510=10.5（kV）变压器变压器T1的额定电压：的额定电压：U1NT1=UN.G=10.5（kV）U2NT1=1.1UNL2=1.1110=121(kV)变压器变压器T1的变比为：的变比为：10.5/121kV变压器变压器T2的额定电压：的额定电压：U1NT2=UNL2=110（kV）U2NT2=1.05UNL3=1.056=6.3(kV)变压器变压器T2的变比

22、为：的变比为：110/6.3kV例1 已知图所示系统中电网的额定电压，试确定发电机和变压器的额定电压。变压器直接与电动机相连，供电距离较短，可以不考虑线路上的电压损失。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X请根据下面系统图已知参数确定各电气元件的额定电压。6.3kV6.3/363/121kV110/10.5kV330/38.5kV6/0.4kV中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X电压与输送容量及距离电压与输送容量及距离各种电压线路送电容量与距离的参考值中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X在有总降压变电所（35-110kV）的工矿企业中，经验表明6-10kV用电设备的负荷占

23、企业总负荷的30%-40%的以上的时候，企业内部的高压配电电压采用6-10kV为宜，矿山企业的井下高压配电正在推广使用10kV级的电压。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X3、线路的平均额定电压 在实际线路中，电网由始端到末端的各处的电压是不一样的，离电源越远的电压越低，并且随着负荷的变换而变换。供电线路上的电压变换如图所示：中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X电网电压习惯用线路的平均额定电压来表示。线路平均额定电压指电网始端的最大电压和末端受电设备额定电压的平均值Uav,例如额定电压为10kV的电网，平均额定电压为一般为电网额定电压的1.05倍,该值在短路电流计算中应用。各级

24、分别为：0.4kV，3.15kV，6.3kV,10.5kV,37kV，63kV，115kV，230kV，346kV，525kV。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X3、额定电流额定电流是用电器在额定电压下工作的电流。电气设备额定电流是指在额定环境条件（环境温度、日照、海拔、安装条件等）下，允许连续通过设备的长时最大工作电流。用电器工作时电流不应超过它的额定电流。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X我国采用的基准环境温度为：电力变压器和电器（周围环境温度）40发电机（冷却空气温度）3540裸导线、绝缘线和裸母线（周围环境温度）25电力电缆：空气中敷设30直埋敷设25中国矿业大学电

25、力工程学院输配电技术电子课件X常用设备的额定电流中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X4、额定容量发电机、变压器等规定其额定容量，是指在额定环境条件（环境温度、日照、海拔、安装条件等）下，在额定电压和额定电流情况下的容量。发电机的额定容量用有功功率与功率因素来表示电力变压器额定容量常用视在功率表示中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X每相电压损失：每相电压损失：UUA-UB线电压损失：线电压损失：U电压损失的百分值：电压损失的百分值：一、线路电压损失一、线路电压损失由于线路存在阻抗，当输送一定负荷时，线路首末端将存在电由于线路存在阻抗，当输送一定负荷时，线路首末端将存在电压之差。压

26、之差。四、电压偏移及调整四、电压偏移及调整中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X 电压偏差是指电网实际电压与额定电压之差对额定电压的百分数，即 产生电压偏差的主要原因是电力负荷的大小是变动的，随着负荷的变化，电网内电压损失也变化，所以用电设备的端电压随着电力负荷的变化而变化。实际电压偏高或偏低，对运行中的电气设备会造成不良影响。二二、电压偏差电压偏差中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X 电压偏差对设备的影响电压偏差对设备的影响 白炽灯：90%额定电压下运行，寿命有所增加，但光通量降为68%左右；在110%额定电压下运行，光通量增加40%，寿命大大减少 感应电动机：90%额定电压下

27、运行，转矩降为81%，启动受影响 电焊机：电压偏移必须在5%-10%以内，不然影响焊接质量。根据GB50052-1995，用电设备端子电压偏移允许值如下：电动机：5%；照明灯：一般为5%；其他无特殊要求用电设备：5%；中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X GB12325-1990电电能能质质量量 供供电电电电压压允允许许偏偏差差中中规规定定，供供电电部部门门与与用用户户的的产产权权分分界界处处或或供供用用电电协协议议规定的电能计量的最大允许电压偏差应不超过：规定的电能计量的最大允许电压偏差应不超过：35kV及及以以上上供供电电电电压压：电电压压正正、负负偏偏差差绝绝对对值值之之和为和为

28、10%；10kV及以下三相供电电压：及以下三相供电电压：7%；220V单相供电电压：单相供电电压：+7%，-10%。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X电压调整措施电压调整措施正确选择供电变压器的变比和电压分接头正确选择供电变压器的变比和电压分接头 一次侧额定电压合理选择 二次侧额定电压合理选择 合理减少供配电系统的阻抗合理减少供配电系统的阻抗 合理选择导线及截面以减少系统的阻抗均衡安排三相负荷均衡安排三相负荷 三相负荷分布不均匀将产生不平衡电压，加大电压偏移合理调整供电系统的运行方式合理调整供电系统的运行方式 负荷大时，调整变压器分接头，负荷小时，去掉变压器防止电压过高；两台变压器同

29、时运行时，轻负荷时，可以切除一台变压器。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X电压调整措施电压调整措施采用无功功率补偿装置采用无功功率补偿装置 用于用户存在大量的感性负载，产生大量相位滞后的无功功率，降低了功率因数，增加了系统的压降。采用无功补偿装置可以减小无功，和电压损失。采用有载调压变压器采用有载调压变压器 可以根据负荷的变动及供电电压的实际水平实现有效的带负荷调压，技术先进，但只用于大型枢纽变电所。对于电压质量要求高的重要负荷，可以设置小型有载调压变压器。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X五、负荷对供电质量的影响五、负荷对供电质量的影响1、电压波动和闪变、电压波动和闪变

30、闪闪变变是是指指人人眼眼对对灯灯闪闪的的主主观观感感觉觉。引引起起灯灯光光（照照度度）闪闪变的波动电压，称为闪变电压。变的波动电压，称为闪变电压。电电压压波波动动是是指指电电压压在在系系统统电电网网中中作作快快速速短短时时的的变变化化。电电压压波波动动值值，用用电电压压波波动动过过程程中中相相继继出出现现的的电电压压有有效效值值的的最最大大值值和最小值之差对额定电压和最小值之差对额定电压UN的百分值来表示。的百分值来表示。电电压压波波动动是是由由于于负负荷荷急急剧剧变变动动的的冲冲击击负负荷荷所所引引起起。影影响响电电气气设设备备的的正正常常工工作作。如如电电动动机机的的正正常常起起动动，同同

31、步步电电机机转转子子振动、计算机无法正常工作，照明的闪烁等振动、计算机无法正常工作，照明的闪烁等 。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X电压波动和闪变的抑制电压波动和闪变的抑制 抑制电压波动和闪变的主要措施有：抑制电压波动和闪变的主要措施有：p采采用用合合理理的的接接线线方方式式，对对负负荷荷变变化化剧剧烈烈的的大大型型设设备备，采采用用专专用线或专用变压器供电；用线或专用变压器供电；p提提高高供供电电电电压压；减减少少电电压压损损失失；增增大大供供电电容容量量；减减少少系系统统阻阻抗抗；增增加加系系统统的的短短路路容容量量等等方方法法，对对抑抑制制电电网网的的电电压压波波动动和和闪变

32、能起到良好的作用。单回路变双回路、架空线变电缆等闪变能起到良好的作用。单回路变双回路、架空线变电缆等p采用静止补偿装置。采用静止补偿装置。静静止止无无功功补补偿偿器器由由特特殊殊电电抗抗器器和和电电容容器器组组成成，有有的的是是两两者者之之一一为为可可控控的的，有有的的是是两两者者都都是是可可控控的的，是是一一种种并并联联联联接接的的无无功功功功率率发发生生器器和和吸吸收收器器。近近年年来来，电电力力系系统统中中主主要要应应用用的的静静止止补补偿偿器器有有自自饱饱和和电电抗抗器器型型（简简记记为为SR）和和可可控控硅硅控控制制电电抗抗器型器型(简记为简记为TCR)两种。两种。中国矿业大学电力工

33、程学院输配电技术电子课件X三、额定电压的概念 什么是额定电压什么是额定电压 有什么用有什么用 额定电压的等级额定电压的等级3kV以下直流电压单相电压三相电压3kV以上三相电压 变压器的额定电压变压器的额定电压一次绕组特殊情况接发电机二次绕组平均额定电压平均额定电压 额定电流额定电流 额定容量额定容量内容回顾内容回顾中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X四、电压偏移及调整定义定义电压偏差对设备的影响电压偏差对设备的影响 电压调整措施电压调整措施五、负荷对供电质量的影响电压波动和闪变定义电压波动和闪变定义电压波动和闪变的抑制电压波动和闪变的抑制中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X2、

34、谐波干扰干扰、谐波干扰干扰 谐谐波波对对几几乎乎所所有有连连接接于于电电网网的的电电气气设设备备都都有有损损害害，主主要要表表现现为为产产生生谐谐波波损损耗耗，使使设设备备过过热热以以及及谐谐波波过过电电压压、加加速速设设备备绝绝缘缘老老化化等等。谐谐波波对对继继电电保保护护、电电能能计计量量精精度度等等也也有有影影响响 、谐波还对通信质量有影响。、谐波还对通信质量有影响。谐谐波波是是一一个个周周期期电电气气量量的的正正弦弦波波分分量量，其其频频率率为为基基波波频频率的整倍数，也称为高次谐波。率的整倍数，也称为高次谐波。系系统统中中的的主主要要谐谐波波源源可可分分为为两两大大类类：含含半半导导

35、体体非非线线性性元件的谐波源；元件的谐波源；含电弧和铁磁非线性设备的谐波源。含电弧和铁磁非线性设备的谐波源。如如在在系系统统和和用用户户中中存存在在谐谐波波干干扰扰，将将会会使使系系统统中中的的电电压压和和电电流流发发生生畸畸变变。供供电电系系统统中中的的谐谐波波源源主主要要是是谐谐波波电电流流源源，谐谐波波电电流流通通过过电电网网将将在在电电网网阻阻抗抗上上产产生生谐谐波波电电压压降降，从从而而导导致致谐谐波波电压的产生。电压的产生。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X 谐谐波波对对几几乎乎所所有有连连接接于于电电网网的的电电气气设设备备都都有有损损害害，主主要要表表现现为为产产生生

36、谐谐波波损损耗耗，使使设设备备过过热热以以及及谐谐波波过过电电压压、加加速速设设备备绝绝缘缘老老化化等等。谐谐波波对对继继电电保保护护、电电能能计计量量精精度度等等也也有有影影响响 、谐波还对通信质量有影响。、谐波还对通信质量有影响。如如：高高次次谐谐波波通通过过变变压压器器，使使得得变变压压器器的的铁铁芯芯损损耗耗明明显显增大，变压器出现过热，寿命变短。增大，变压器出现过热，寿命变短。高高次次谐谐波波通通过过电电动动机机，不不仅仅使使得得铁铁芯芯损损耗耗明明显显，而而且且会会使得电动机转子发生振动，严重影响机械加工的精度。使得电动机转子发生振动，严重影响机械加工的精度。电容器对高次谐波阻抗很

37、小，电容器容易过负荷而烧坏电容器对高次谐波阻抗很小，电容器容易过负荷而烧坏 高高次次谐谐波波电电流流使使得得电电力力线线路路能能耗耗增增加加，使使得得电电费费计计算算不不准确，使电力系统发生谐振，引起电压击穿设备的绝缘。准确，使电力系统发生谐振，引起电压击穿设备的绝缘。高次谐波使得继电系统发生误动作高次谐波使得继电系统发生误动作 高次谐波干扰通信设备和线路高次谐波干扰通信设备和线路中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X高次谐波的抑制高次谐波的抑制高次谐波的抑制方法：高次谐波的抑制方法：1 1大容量的非线性负荷由短路容量较大的电网供电大容量的非线性负荷由短路容量较大的电网供电2 2三相整流

38、变压器采用三相整流变压器采用Yd或者或者Dy连接连接3 3增加整流变压器二次侧的相数增加整流变压器二次侧的相数4 4装设分流滤波器装设分流滤波器5 5装设静止补偿装置（装设静止补偿装置（SVC）中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X六、电力系统的运行特点六、电力系统的运行特点1电能的产生、输送和消费时一个动态过程电能的产生、输送和消费时一个动态过程2供电中断会造成严重后果供电中断会造成严重后果3.电力系统中的过度非常迅速，容易产生过电压、损坏绝缘电力系统中的过度非常迅速，容易产生过电压、损坏绝缘4.电能不能大量储存、只能随产随用。电能不能大量储存、只能随产随用。中国矿业大学电力工程学院输

39、配电技术电子课件X第二节供电系统的接线方式中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X一、供电系统接线方式的要求一、供电系统接线方式的要求（1）供电可靠性）供电可靠性 供电系统接线应符合国家标准和相关技术规范的要求，供电系统接线应符合国家标准和相关技术规范的要求，充分保证人身和设备的安全。如高压断路器的两侧安装高充分保证人身和设备的安全。如高压断路器的两侧安装高压隔离开关；架空线路末端及变电所的高压母线上安装避压隔离开关；架空线路末端及变电所的高压母线上安装避雷器和过电压防护；根据负荷等级要求来采取相应的接线雷器和过电压防护；根据负荷等级要求来采取相应的接线方式。方式。（2）操作方便、运行安全

40、灵活）操作方便、运行安全灵活 供电系统的接线应保证在正常运行和发生事故时，操供电系统的接线应保证在正常运行和发生事故时，操作和检修方便，运行维护安全灵活。为此，作和检修方便，运行维护安全灵活。为此，应简化接线，应简化接线，减少供电层次和操作程序。减少供电层次和操作程序。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X（3）经济合理）经济合理 接线方式在满足用户要求和保证供电质量的前提下应力求接线方式在满足用户要求和保证供电质量的前提下应力求简单，以减少投资和运行费用。提高经济性的有效措施之一就简单，以减少投资和运行费用。提高经济性的有效措施之一就是高压线路尽量深入负荷中心。是高压线路尽量深入负荷中

41、心。（4）具有发展的可能性）具有发展的可能性 接线方式应保证便于将来发展，同时能适应分期建设的需要。接线方式应保证便于将来发展，同时能适应分期建设的需要。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X二、二、供电系统的接线方式供电系统的接线方式按系统接线布置方式可分为放射式、干线式、环式及两端电源供电式等接线方式。按供电系统的运行方式可分为开式和闭式接线系统。按对负荷供电可靠性的要求可分为无备用和有备用接线系统。在有备用接线系统中，其中一回线路发生故障时，其余线路能保证全部供电的称为完全备用系统；如果只能保证对重要用户供电的，则不完全备用系统。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X1、无备

42、用接线方式(a)(a)单回路放射式单回路放射式中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X(b)b)直接连接的干线式直接连接的干线式(b)(b)直接连接的干线式直接连接的干线式中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X(c)(c)串联型干线式串联型干线式中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X无备用系统无备用系统优点优点缺点缺点接线简单，运行方便，接线简单，运行方便，易于发现故障易于发现故障供电可靠性差。所以这种接线供电可靠性差。所以这种接线主要用于对三级负荷和一部分次要的主要用于对三级负荷和一部分次要的二级负荷供电。二级负荷供电。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X2、有备用接

43、线方式QS1 QF1QS2QS3 QF2QS7QS6QS5QF4QS4双回路放射式接线双回路放射式接线(a)(a)中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件XQS1 QF1QS2QS3 QF2QS4QS6QF4QS8QS5QF3QS7QS10QF5QS9双回路放射式接线双回路放射式接线(b)(b)中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件XQF1QF2QF4QF5QF6QF7QF3环式接线环式接线中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X 有备用系统有备用系统优点优点是：供电可靠性高。是：供电可靠性高。缺点缺点是：接是：接线复杂，不易于发现故障。所

44、以这种接线主要用于线复杂，不易于发现故障。所以这种接线主要用于对一级、二级负荷负荷供电。对一级、二级负荷负荷供电。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X三、变电所的主接线三、变电所的主接线变电站的主接线是由各种电气设备（变压器、变电站的主接线是由各种电气设备（变压器、断路器、隔离开关等）及其连接线所组成的，用以断路器、隔离开关等）及其连接线所组成的，用以接受和分配电能，是供电系统的组成部分。接受和分配电能，是供电系统的组成部分。它与电它与电源电压等级、进线数目、负荷大小及级别、变压器源电压等级、进线数目、负荷大小及级别、变压器台数及容量等因素有关，所以变电站的主接线有多台数及容量等因素有

45、关，所以变电站的主接线有多种形式。确定变电站的主接线与变电站电气设备的种形式。确定变电站的主接线与变电站电气设备的选择、配电设备的布置及运行的可靠性和经济性等选择、配电设备的布置及运行的可靠性和经济性等都有密切的关系，确定变电站的主接线方式是变电都有密切的关系，确定变电站的主接线方式是变电站设计的重要任务之一。下面分别介绍工业企业总站设计的重要任务之一。下面分别介绍工业企业总降压变电站和车间变电所的主接线方式。降压变电站和车间变电所的主接线方式。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X（1 1）线路）线路-变压器组接线方式变压器组接线方式 当供电电源只有一回线路，且变电站只装设一台变压器时

46、，当供电电源只有一回线路，且变电站只装设一台变压器时，采用线路采用线路变压器组接线方式，如图所示。变压器组接线方式，如图所示。1 1、总降压变电站的主接线、总降压变电站的主接线（b）进线为跌落式保险）进线为跌落式保险（c）进线为断路器）进线为断路器（a）进线为隔离开关）进线为隔离开关中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X 线路线路变压器组接线方式的变压器组接线方式的优点优点是：是：接线简单，接线简单，使用的设备少，基建投资省使用的设备少，基建投资省。缺点缺点是：是：供电的可靠性供电的可靠性低低，当供电线路、变压器及低压母线发生故障或高压，当供电线路、变压器及低压母线发生故障或高压设备检修

47、时全部负荷都将停止供电。所以这种接线方设备检修时全部负荷都将停止供电。所以这种接线方式只应用于式只应用于三级或不太重要的二级负荷三级或不太重要的二级负荷的变电所。的变电所。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X（2 2）桥式接线）桥式接线 为了保证对一、二级负荷进行为了保证对一、二级负荷进行可靠供电可靠供电，在企，在企业变电所中广泛采用由两回路电源线受电和装设两业变电所中广泛采用由两回路电源线受电和装设两台变压器的桥式主接线。桥式主接线主要分外桥、台变压器的桥式主接线。桥式主接线主要分外桥、内桥和全桥三种。内桥和全桥三种。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X（a）外桥接线）外桥接

48、线外桥式接线优点：切换方便，比内桥少两组隔离开关，继电保护简单，易于过渡到全桥或者单母线分段式接线，投资小，占地小；缺点是倒换线路不方便，变电所一侧无线路保护。合适进行短而倒闸次数少的变电所，或变压器采用经济运行需奥经常切换的终端变电所，以及有可能发展成为穿越负荷的变电所。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X（b）内桥接线）内桥接线内桥接线优点是一次侧可以设线路保护，倒换线路比较方便，设备投资与占地都比全桥接线少；缺点是操作变压器和扩建成全桥接线或单母线分段接线不如外桥接线方便。适合于进线比较长，变压器切换比较少的终端变电所。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X（c）全桥接线）

49、全桥接线全桥接线优点是适应性强，对线路、变压器的操作比较方便，运行灵活。且易于扩展成为单母线分段式接线；缺点是设备多、投资大、占地大。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X 桥式接线方式的桥式接线方式的优点优点是：是：供电的可靠性高供电的可靠性高，用，用于于对一、二级负荷供电对一、二级负荷供电；缺点缺点是是接线复杂接线复杂，使用的，使用的设备多，设备多，基建投资高基建投资高。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X(3)单母线分段接线单母线分段接线有穿越负荷的两回电源进线的中间变电所，其受、配电母线以及桥式接线变电所主变压器二次侧的配电母线，多采用单母线分段接线方式，如图所示。中国矿

50、业大学电力工程学院输配电技术电子课件X 单母线分段接线的单母线分段接线的优点优点：当某回受电线路或：当某回受电线路或变压器故障停止运行时，可通过母线分段器变压器故障停止运行时，可通过母线分段器QFs的联络，保证继续对两段母线上的重要负荷供电，的联络，保证继续对两段母线上的重要负荷供电，具备一定的可靠性。具备一定的可靠性。缺点缺点是当其中任一段母线发是当其中任一段母线发生故障时，接于该段母线的全部进出线均停止运生故障时，接于该段母线的全部进出线均停止运行。行。中国矿业大学电力工程学院输配电技术电子课件X(4)双母线接线双母线接线 对于容量大，负荷要求可靠性高，进出线回路多的重对于容量大，负荷要求