工厂供电第1章ppt课件

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（2）水力发电厂
水电厂的能量转换过程：水的位能→机械能→电能。
水电厂的总发电功率： P9.8QH
水电厂的分类：堤坝式（分为坝后式和河床式）、引水
式和抽水蓄能电站。
水电厂的组成：水库、水轮机、电力系统 水电厂是我国目前最重要的电源之一，比例大于10%。
主要形式。
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➢变电所：是变换电压和接受分配电能的场所。
变电所分类：升压变电所、降压变电所。
降压变电所分为区域变电所、地区变电所和工业企业 变电所。
区域变电所：电压等级高，变压器容量大，进出线回路数多，由大电 网供电，高压侧电压330～750kV，全所停电后，将引起整个系统解列甚 至瓦解； 地区变电所：由发电厂或区域变电所供电，高压侧电压110～220kV， 全所停电后，将使该地区中断供电； 工业企业变电所：是电网的末端变电所，主要由地区变电所供电，其 高压侧为35～110kV，全所停电后，将使用户中断供电。
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➢谐波的危害
✓ 使变压器和电动机的铁芯损耗增加，引起局部过热，同 时振动和噪声增大，缩短使用寿命；
✓ 使线路的功率损耗和电能损耗增加，并有可能使电力线 路出现电压谐振，产生过电压，击穿电气设备的绝缘；
✓ 使电容器产生过负荷而影响其使用寿命； ✓ 使继电保护及自动装置产生误动作； ✓ 使变压器使计算电费用的感应式电能表的计量不准； ✓ 对附近的通信线路产生信号干扰，使数据传输失真等。
图1-1 从发电厂到用户的送电过程
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工业企 业
供电系 统
图1-2 电力系统示意图
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国家电网公司
南方电网公司
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工厂供电
主讲 赵静
MEC系 列
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第一章 概论
1.1 供配电系统概述 1.2 电力系统的额定电压与电能质量 1.3 电力系统中性点的运行方式
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1.1 供配电系统概述
一、电力系统
电力系统是由发电厂、变电所、电力线路和电力用户组 成的一个发电、输电、变配电和用电的整体。
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➢电压调整的措施
✓ 正确选择变压器的电压分接头或采用有载调压变压器； ✓ 合理减少系统的阻抗； ✓ 尽量保持系统三相负荷平衡； ✓ 改变系统的运行方式； ✓ 采用无功功率补偿设备等。
电压波动与闪变 电压波动是指电网电压短时、快速的变动，用电压最大
葛洲坝水电站
长江三峡水电站
水力发电的特点：是最干净、最廉价的能源之一，发电
成本低，不产生污染、运行维护简单，同时还兼有防洪、 灌溉、航运、水产养殖等综合效益；但投资大，工期长。
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（3）核能发电厂
核电厂的能量转换过程：核燃料的裂变能→热能→机械
图1-3为供电线路 上的电压变化示意图。
我国公布的三相交流系统的额定电压见表1-1。
图1-3 供电线路上的电压变化示意图
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变压器的额定电压
➢变压器的一次绕组：相当于是用电设备，其额定电压应
与电网的其额中定5%电用压于相补偿同变。压器满
载供电时一、二次绕组上的 注意：当变电压压器损一失次；绕组另直外接5%与用发于电补机相连时，其额定电压应与发电机 的额定电压偿3相5线k同V路。及上以的上电线压路损。失，用于
能→电能。
核电厂的组成：核反应堆、汽轮机、电力系统。 核电厂是我国目前最重要的电源之一，比例大于10%。
秦山核电站
大亚湾核电站
核能发电的优缺点
✓节省大量煤炭、石油等燃料，避免燃料运输。 ✓不需空气助燃，可建在地下、水下、山洞或空气稀薄地区。 ✓存在问题：放射性污染。
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发电机G的额定电压：UN·G=1.05×10=10.5（kV）
变压器T1的额定电压： U1N=10.5（kV） 变压器T2的二次侧供 U2N=1.1×110=121（kV电虑）距线离路较上短的，电可压不损考失
变压器T1的变比为：10.5/121kV
变压器T2的额定电压：U1N=110（kV） U2N=1.05×6=6.3（kV）
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1.2 电力系统的额定电压与电能质量
一、额定电压的国家标准
电力线路的额定电压：我国高压电网的额定电压等级有3kV、 6 kV、10 kV、35 kV、63 kV、110 kV、220 kV、330 kV、 500 kV等。 用电设备的额定电压：与同级电网的额定电压相同。 发电机的额定电压：比 同级电网的额定电压高 出5%。
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电力网由不同电压等级的输电线路和变压器组成，可
分为地方电力网、区域电力网及超高压远距离输电网三种
110kV属于地方网还是
类型。
区域网，要视其在电力
系统中的作用而定
地方电力网：电压为110kV以下的电力网（如35kV、10kV等） 区域电力网：电压为110kV以上的电力网（如220kV） 超高压远距离输电网：电压为330～500kV及以上的电力网
配电所（或开闭所）：只接受和分配电能，不变换电压。
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➢电力线路：输送电能，并把发电厂、变配电所和电力用 户连接起来。
输电线路：220kV及以上的电力线路。 配电线路：110kV及以下的电力线路。
✓ 高压配电线路：110kV ✓ 中压配电线路：6～35kV ✓ 低压配电线路：380/220V
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例1-1 已知下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。
G
T1
变压~器T1的二次侧
供电距离较10长kV，其 额定电压应比线路
额定电压高10%
110kV
T2 6kV
变压器T1的M一次绕组与 发电机直接相连，其一 次侧的额定电压应与发 电机的额定电压相同
无功补偿装置（SVC） 。
谐波
谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解后所得 到的频率为基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波。
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➢谐波产生的原因：是由于电力系统中存在各种非线性元件 。
➢波形畸变程度的几个特征量
✓ 第h次谐波电压含有率： HRUh U U1h 10% 0
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三、对供配电工作的基本要求
➢安全：在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故 和设备事故。 ➢可靠：应满足电力用户对供电可靠性的要求。 ➢优质：应满足电力用户对电压和频率等供电质量的要求。 ➢经济： 应使供配电系统的投资少、运行费用低，并尽可能 地节约电能和减少有色金属消耗量。
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➢电压偏差的危害 白炽灯：电压低时，寿命延长，但发光效率降低，照度下降；
电压高时，发光效率增加，但使用寿命大大缩短。 电动机：由于 MU2 ，电压低时，转矩将急剧减小，电流
增大，使电动机绕组绝缘过热受损，缩短使用寿命。
➢电压偏差的允许值
35kV及以上电压供电的用户：±5% 10 kV及以下高压供电和低压电力用户：±7% 低压照明用户：+5%～–10%
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（4）其它新能源发电
太阳能发电：太阳光能或太阳热能→电能。 风力发电：风力的动能→ 机械能→电能。 地热发电：地热能→电能。 潮汐发电：海水涨潮或落潮的动能或势能→电能 。
潮汐发电示意图
新疆达板城风电厂
法国郎斯潮汐电站
西藏羊八井电厂
江厦潮汐电站
其它新能源还有燃料电池、生物智能、垃圾燃料等。 新能源都属于清洁、廉价的可再生能源，是未来能源的
➢电力用户：又称电力负荷，指所有消耗电能的用电设备或 用电单位。
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二、供配电系统
供配电系统是电力系统的电力用户，由总降压变电所 （或高压配电所） 、配电线路、车间变电所和用电设备等组 成。 ➢总降压变电所：将35～110kV的供电电压变换为6～10kV的 高压配电电压； ➢高压配电所：集中接收6~10 kV电压，再分配到附近各车间 变电所和高压用电设备； ➢配电线路：分为厂区高压配电线路和车间低压配电线路； ➢车间变电所：将6~10 kV的电压降为380/220V。
可以不考虑线路上的电
➢变压器的二次绕组：对于用电设压 载备损 时而失 变言， 压，只器相需绕要组当补上于偿的电满电源。 当变压器二次侧供电线路较长时压 及：以损应下失比线即同路可，。级用电于网10额kV定电 压高10%
当变压器二次侧供电线路较短时：应比同级电网额定电
压高5%
我国公布的三相交流系统的额定电压见表1-1。
变压器T2的变比为：110/6.3kV
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二、电压等级的选择
电力网的额定电压、传输功率和传输距离之间的关系见表1-2
➢220 kV及以上：用于大型电力系统的主干线。 ➢110kV：用于中小型电力系统的主干线。 ➢35kV：用于大型工业企业内部电力网。 ➢10kV：常用的高压配电电压，当6kV高压用电设备较多时， 也可考虑用6kV配电。 ➢3kV：仅限于工业企业内部采用 。 ➢380/220V：工业企业内部的低压配电电压。
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三、电能质量
频率偏差 ✓额定频率：50Hz ✓允许偏差：正常允许偏差为±0.2 Hz，当容量较小时可放 宽到±0.5 Hz 电压偏差
电压偏差是指用电设备的实际电压与额定电压之差， 用占额定电压的百分数来表示
U%UUN 10% 0 UN
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➢电压波动的抑制 ✓ 对负荷变动剧烈的大型电气设备，采用专线或专用变压器
供电 ； ✓ 增大供电容量，减小系统阻抗 ； ✓ 增加系统的短路容量或提高供电电压； ✓ 在电压波动严重时减少或切除引起电压波动的负荷； ✓ 对大型冲击性负荷，可装设能吸收冲击无功功率的静止型
值与最小值之差对电网额定电压的百分比表示，即
U%Uma xUmin10% 0
UN
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闪变是指人眼对因电压波动引起灯闪的一种主观感觉，引起 灯闪的电压称为闪变电压。
➢电压波动产生的原因：是由负荷急剧变动引起的。 ➢电压波动的危害
✓ 使电动机无法正常起动，引起同步电动机转子振动； ✓ 使某些电子设备无法正常工作； ✓ 使照明灯发生明显的闪烁现象等。
➢发电厂：生产电能，将一次能源转换成二次能源（电能）， 分为火、水、核、风、太阳、地热等发电厂。
（1）火力发电厂
火电厂的燃料：煤炭、石油、天然气等。 能量转换过程：燃料的化学能→热能→机械能→电能。
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火电厂的分类：凝汽式火电厂、热电厂。 火电厂的组成：锅炉、汽轮机、电力系统。 火电厂是我国目前最主要的电源，比例大于75%。
✓ 第h次谐波电流含有率：
HRhI
Ih I1
100%
✓ 谐波电压总含量 ：
UH (Uh )2
h2
✓ 谐波电流总含量 ：
I H (Ih )2
h2
✓ 电压总谐波畸变率 ： ✓ 电流总谐波畸变率 ：
THD U UUH 1 10% 0
THDI
IH I1
10% 0
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江苏谏壁发电厂 浙江北仑发电厂 张家口发电总厂
火力发电存在的问题
✓安全问题：采矿和运输中的安全性灾难等 。 ✓环境问题：酸雨、温室效应、可吸入颗粒物等。 ✓效率问题：凝汽式火电厂效率为40%，热电厂为60%~70%。
今后火电建设的重点：采用高参数、大容量、高效率的设
备；开发清洁煤燃烧发电、天然气蒸汽联合循环发电；鼓励 热电联产；加强煤炭基地的矿口电厂建设。