供配电系统_第一章 概述
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供配电系统 - 苏州大学机电工程学院
工厂供电系统概况
5、只设一个降压变电所的供电系统 对于小型工厂，由于所需容量一般不大于1000kVA或稍多一 些。如果工厂所需容量不大于160kVA时，一般直接由公共低 压电网供电。
一台主变
两台主变
经过分析可知：配电所的任务是接受电能和分配电能，不改变 电压；而变电所的任务是接受电能、变换电压和分配电能。
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电力系统的中性点运行方式
2、中性点经消弧线圈接地
正常运行：三相电压、电流对称
单相接地：另两相对地 电压升高为原来的根号 3倍，减小了接地电流。 在单相接地电容电流大 于一定值的电力系统中， 电源中性点必须采取经 消弧线圈接地的运行方 式。
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低压配电系统
4、低压配电系统的接地型式 我国220/380V低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的 运行方式，而且引出有中性线N、保护线PE、保护中性线PEN。
中性线(N线)的功能：一是用来接用额定电压为系统相电压的单 相用电设备；二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流； 三是减小负荷中性点的电位偏移。 保护线(PE线)的功能：它是用来保障人身安全、防止发生触电 事故用的接地线。系统中所有设备的外露可导电部分 (指正常不带电 压但故障情况下可能带电压的易被触及的导电部分，例如设备的金 属外壳、金属构架等)通过保护线接地，可在设备发生接地故障时减 少触电危险。 保护中性线(PEN线)的功能：它兼有中性线(N线)和保护线(PE 线)的功能。这种保护中性线在我国通称为“零线”，俗称“地线”。 低压配电系统按接地型式，分为TN系统、TT系统和IT系统。
电力系统的中性点运行方式
3、中性点直接接地或低阻接地的电力系统 正常运行：三相电压、电流对称 单相接地：另外两相对地电压不变，单相接地后即通过接地中 性点形成单相短路。单相短路电流比线路的正常负荷电流大得 多，因此在此系统发生单相短路时保护装置应动作于跳闸，切 除短路故障。110kV以上的超高压采用该系统很有经济价值。
压
38.5 72.5 121 242 363 550
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电力系统的电压
二、电压偏差与电压调整
1、电压偏差的概念 设备的端电压U与设备额定电压U。之差对额定电压U。的 百分值，即： U UN U % 100% UN 2、电压偏差对设备的影响 感应电动机 、同步电动机 、电光源等 3、电压调整的措施 调压型变压器、减少系统阻抗、改变系统运行方式、三 相负荷均衡、无功功率补偿。
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5
主要内容
第一章 工厂供电概论
第一节 第二节 第三节 第四节 工厂供电的意义、要求及课程任务 工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源 电力系统的电压与电能质量 电力系统中性点运行方式
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6
工厂供电系统概况
一、工厂供电系统概况 1、中型工厂供电系统简图： 高压配电所有两条10kV 的电源进线，分别接在高压 配电所的两段母线上，形成 单母线分段制。一条电源进 线供电，另一条电源进线作 为备用。 用一根线表示三相线路
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7
工厂供电系统概况
2、中型工厂供电系统的平面布线示意图
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8
工厂供电系统概况
3、大型工厂总降压变电所
电源进线35KV及以上，经 过两次降压，也就是经总降压 变电所，将35kV及以上电压降 为6～10KV的电压，然后车间 变电所降为一般低压用电设备 所需的电压。
电力变压器额定电（kV） 一次绕组 二次绕组
0.38 0.66 3,3.15 6,6.3 10,10.5 13.8,15.75,18， 20,22,24,26 35 66 110 220 330 500 0.40 0.69 3.15,3.3 6.3,6.6 10.5,11
高
35 66 110 220 330 500
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主要内容
第一章 工厂供电概论
第一节 第二节 第三节 第四节 工厂供电的意义、要求及课程任务 工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源 电力系统的电压与电能质量 电力系统中性点运行方式
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22
电力系统的中性点运行方式
电力系统电源中性点的不同运行方式，对电力系统的运 行特别是在系统发生单相接地故障时有明显的影响，而且 将影响系统二次侧的继电保护及监测仪表的选择与运行。
供配电系统
第一章 绪 论
主讲人：季 清 苏州大学机电工程学院
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教学参考文献
刘介才，工厂供电，机械工业出版社，2009.
杨岳，供配电系统(第二版) ，科学出版社，2015.
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1
课程主要内容
第一章 第二章 第四章 第五章 第七章 第八章 第九章 工厂供电概论 工厂的电力负荷及其计算 工厂变配电所及其一次系统 工厂电力线路 工厂供电系统的二次回路和自动装置 电气安全、接地与防雷 工厂的电气照明
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ห้องสมุดไป่ตู้
主要内容
第一章 工厂供电概论
第一节 第二节 第三节 第四节 工厂供电的意义、要求及课程任务 工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源 电力系统的电压与电能质量 电力系统中性点运行方式
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电力系统的电压
频率偏差正负0.2Hz 衡量电能质量的两个基本参数: 电压偏差正负5% 电压偏差是指电气设备的端电压与其额定电压之差。
种类：中性点不接地系统、中性点经阻抗接地系统、 中性点直接接地系统
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电力系统的中性点运行方式
1、中性点不接地的电力系统
正常运行：电压、电流对称。 单相接地：另两相对地电压升高为原来的根号3倍。单相接地电 容电流为正常运行时，相线对地电容电流的3倍。 U N (loh 35lcab ) 单相接地电流经验公式： IC 350
高于同级电网电压5%
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电力系统的电压
5、电压高低的划分 行业要求不同划分不同，一般以1140V为高低压区分点
分 电网和用电设备 发电机额定电压 类 额定电压（kV） （kV） 0.38 0.40 低 0.66 0.69 压
3 6 10 3.15 6.3 10.5 13.8,15.75,18， 20,22,24,26
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低压配电系统
系统名称
TT IT TN–C TN–S TN–C–S
T T I
第 1 个字母 电源系统对地的关系: T = 一点直接接地 I = 所有带电部分与地隔离， 或一点经阻抗接地 TN 系统 补充的字母
T N T 第 2 个字母 装置的外露可导电部分与地的关系: T = 与地直接电气连接，独立于电源系统 的任一接地点 N = 与电源系统的接地点（中性点）直接 电气连接
3
主要内容
第一章 工厂供电概论
第一节 第二节 第三节 第四节 工厂供电的意义、要求及课程任务 工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源 电力系统的电压与电能质量 电力系统中性点运行方式
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4
基本概念
1、工厂供电： 是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。 2、重要性： 生产自动化后增加产量、提高质量、减轻劳动强度。 供电中断，会引起设备损坏，可能发生人身事故。 3、基本要求： 安全、可靠、优质、经济。 4、本课程的主要任务： 对中小型工厂的供电系统及电气照明进行操作、维护、设 计、计算。
S = 保护功能由一根与中性导体或接地导体相独立的导体提供 C = 中性导体和保护功能组合在一根导体 (PEN) 中 T-Terra 大地, I-Isolate 隔离, N-Neutral 中性点, S-Separate 分开, C-Combine 合并 供配电系统 - 苏州大学机电工程学院
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低压配电系统
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电力系统的电压
三、电压波动及其抑制 1、含义：电压波动是指电网电压有效值(方均根值)的连续快 速变动，即： U max U min U % 100% UN 2、电压波动的产生与危害 产生：负荷剧烈变化引起冲击负荷，如电机起动、电焊机、 电弧炉、轧钢机。 危害：使得设备无法正常工作。
发电厂和电力系统
电力系统：由各级电压的电力 线路将发电厂、变电所和电力 用户联系起来的一个发电、输 电、变电、配电和用电的整体。 电网：电力系统中各级电压的 电力线路及其联系的变电所， 称为电力网或电网。电网以电 压等级来区分，例如10kV电网。
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工厂自备电源
三、工厂自备电源 对于工厂的重要负荷，一般要求在正常供电电源之外，设 置应急自备电源。 1、柴油发电机组自备电源：操作简便、起动迅速、效率较高。 2、交流不停电电源(UPS)： 如图所示，由整流器(UR)、逆变器(UV)和蓄电池组(GB)等 三部分组成。
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发电厂和电力系统
二、发电厂和电力系统 1、发电厂(发电站) ：将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能 (二次能源)的工厂。种类：水力、火力、核能、风力、地热及太 阳能发电厂。 2、电力系统： 送电过程：发电机→升压→高压输电线路→降压→配电
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工厂供电系统概况
4、高压深入负荷中心的供电系统 高压深入负荷中心的直配方 式，可以省去一级中间变压， 简化了供电系统接线，节约投 资和有色金属，降低了电能损 耗和电压损耗，提高了供电质 量。然而这要根据厂区的环境 条件是否满足35kV架空线路深 入负荷中心的“安全走廊”要 求而定，否则不宜采用。
一、三相交流电网和电力设备的额定电压
1、电网（线路）的额定电压 根据需要、水平、技术、经济分析后 确定 2、用电设备的额定电压 如图所示，用电设备的额定电压规定 与同级电网的额定电压相同。
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电力系统的电压
3、发电机的额定电压 4、电力变压器的额定电压
一次绕组的额定电压：当变压器T1直接与发电机相联时，其一次绕组额 定电压应与发电机额定电压相同。当变压器T2不与发电机相联而是连接在线 路上时，可看作是线路的用电设备，因此其一次绕组额定电压应与电网额定 电压相同。 二次绕组的额定电压：变压器二次侧供电线路较长，如为较大的高压电 网时，其二次绕组额定电压应比相联电网额定电压高10％，其中5％是用于 补偿变压器满负荷运行时绕组内部的约5％的电压降，另外5％用以补偿线路 上的电压损耗。若二次侧供电线路不长，直接供电给高低压用电设备时，仅 考虑补偿变压器满负荷运行时绕组内部5％的电压降。
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2
第三章 短路电流
第六章 工厂供电系统的过电流保护
主要内容
第一章 工厂供电概论
第一节 第二节 第三节 第四节 工厂供电的意义、要求及课程任务 工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源 电力系统的电压与电能质量 电力系统中性点运行方式
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3、电压波动的抑制措施 专用线路或专用变压器供电、减少系统阻抗、减小引起 波动的负荷、高电压等级、大容量供电、装设吸收无功装置。
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电力系统的电能质量
四、电网谐波及其危害 含义：对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的 大于基波频率(50Hz)整数倍的各次分量，通常称为高次谐波。 （电路中非线性元件造成） 危害：使变压器及电动机的铁心损耗明显增加、电动机转 子发生振动现象、电力系统发生电压谐振、对附近的通信设备 和通信线路产生信号干扰。 五、工厂供配电电压的选择 工厂供电电压的选择，主要取决于当地电网的供电电压等 级，同时要考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等因 素。在同一输送功率和输送距离条件下，供电电压越高，线 路电流越小，使线路导线或电缆截面越小，可减少线路的初 投资和有色金属消耗量。
工厂供电系统概况
5、只设一个降压变电所的供电系统 对于小型工厂，由于所需容量一般不大于1000kVA或稍多一 些。如果工厂所需容量不大于160kVA时，一般直接由公共低 压电网供电。
一台主变
两台主变
经过分析可知：配电所的任务是接受电能和分配电能，不改变 电压；而变电所的任务是接受电能、变换电压和分配电能。
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电力系统的中性点运行方式
2、中性点经消弧线圈接地
正常运行：三相电压、电流对称
单相接地：另两相对地 电压升高为原来的根号 3倍，减小了接地电流。 在单相接地电容电流大 于一定值的电力系统中， 电源中性点必须采取经 消弧线圈接地的运行方 式。
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低压配电系统
4、低压配电系统的接地型式 我国220/380V低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的 运行方式，而且引出有中性线N、保护线PE、保护中性线PEN。
中性线(N线)的功能：一是用来接用额定电压为系统相电压的单 相用电设备；二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流； 三是减小负荷中性点的电位偏移。 保护线(PE线)的功能：它是用来保障人身安全、防止发生触电 事故用的接地线。系统中所有设备的外露可导电部分 (指正常不带电 压但故障情况下可能带电压的易被触及的导电部分，例如设备的金 属外壳、金属构架等)通过保护线接地，可在设备发生接地故障时减 少触电危险。 保护中性线(PEN线)的功能：它兼有中性线(N线)和保护线(PE 线)的功能。这种保护中性线在我国通称为“零线”，俗称“地线”。 低压配电系统按接地型式，分为TN系统、TT系统和IT系统。
电力系统的中性点运行方式
3、中性点直接接地或低阻接地的电力系统 正常运行：三相电压、电流对称 单相接地：另外两相对地电压不变，单相接地后即通过接地中 性点形成单相短路。单相短路电流比线路的正常负荷电流大得 多，因此在此系统发生单相短路时保护装置应动作于跳闸，切 除短路故障。110kV以上的超高压采用该系统很有经济价值。
压
38.5 72.5 121 242 363 550
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电力系统的电压
二、电压偏差与电压调整
1、电压偏差的概念 设备的端电压U与设备额定电压U。之差对额定电压U。的 百分值，即： U UN U % 100% UN 2、电压偏差对设备的影响 感应电动机 、同步电动机 、电光源等 3、电压调整的措施 调压型变压器、减少系统阻抗、改变系统运行方式、三 相负荷均衡、无功功率补偿。
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主要内容
第一章 工厂供电概论
第一节 第二节 第三节 第四节 工厂供电的意义、要求及课程任务 工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源 电力系统的电压与电能质量 电力系统中性点运行方式
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6
工厂供电系统概况
一、工厂供电系统概况 1、中型工厂供电系统简图： 高压配电所有两条10kV 的电源进线，分别接在高压 配电所的两段母线上，形成 单母线分段制。一条电源进 线供电，另一条电源进线作 为备用。 用一根线表示三相线路
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工厂供电系统概况
2、中型工厂供电系统的平面布线示意图
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8
工厂供电系统概况
3、大型工厂总降压变电所
电源进线35KV及以上，经 过两次降压，也就是经总降压 变电所，将35kV及以上电压降 为6～10KV的电压，然后车间 变电所降为一般低压用电设备 所需的电压。
电力变压器额定电（kV） 一次绕组 二次绕组
0.38 0.66 3,3.15 6,6.3 10,10.5 13.8,15.75,18， 20,22,24,26 35 66 110 220 330 500 0.40 0.69 3.15,3.3 6.3,6.6 10.5,11
高
35 66 110 220 330 500
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主要内容
第一章 工厂供电概论
第一节 第二节 第三节 第四节 工厂供电的意义、要求及课程任务 工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源 电力系统的电压与电能质量 电力系统中性点运行方式
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22
电力系统的中性点运行方式
电力系统电源中性点的不同运行方式，对电力系统的运 行特别是在系统发生单相接地故障时有明显的影响，而且 将影响系统二次侧的继电保护及监测仪表的选择与运行。
供配电系统
第一章 绪 论
主讲人：季 清 苏州大学机电工程学院
供配电系统 - 苏州大学机电工程学院
教学参考文献
刘介才，工厂供电，机械工业出版社，2009.
杨岳，供配电系统(第二版) ，科学出版社，2015.
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1
课程主要内容
第一章 第二章 第四章 第五章 第七章 第八章 第九章 工厂供电概论 工厂的电力负荷及其计算 工厂变配电所及其一次系统 工厂电力线路 工厂供电系统的二次回路和自动装置 电气安全、接地与防雷 工厂的电气照明
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ห้องสมุดไป่ตู้
主要内容
第一章 工厂供电概论
第一节 第二节 第三节 第四节 工厂供电的意义、要求及课程任务 工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源 电力系统的电压与电能质量 电力系统中性点运行方式
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15
电力系统的电压
频率偏差正负0.2Hz 衡量电能质量的两个基本参数: 电压偏差正负5% 电压偏差是指电气设备的端电压与其额定电压之差。
种类：中性点不接地系统、中性点经阻抗接地系统、 中性点直接接地系统
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电力系统的中性点运行方式
1、中性点不接地的电力系统
正常运行：电压、电流对称。 单相接地：另两相对地电压升高为原来的根号3倍。单相接地电 容电流为正常运行时，相线对地电容电流的3倍。 U N (loh 35lcab ) 单相接地电流经验公式： IC 350
高于同级电网电压5%
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电力系统的电压
5、电压高低的划分 行业要求不同划分不同，一般以1140V为高低压区分点
分 电网和用电设备 发电机额定电压 类 额定电压（kV） （kV） 0.38 0.40 低 0.66 0.69 压
3 6 10 3.15 6.3 10.5 13.8,15.75,18， 20,22,24,26
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低压配电系统
系统名称
TT IT TN–C TN–S TN–C–S
T T I
第 1 个字母 电源系统对地的关系: T = 一点直接接地 I = 所有带电部分与地隔离， 或一点经阻抗接地 TN 系统 补充的字母
T N T 第 2 个字母 装置的外露可导电部分与地的关系: T = 与地直接电气连接，独立于电源系统 的任一接地点 N = 与电源系统的接地点（中性点）直接 电气连接
3
主要内容
第一章 工厂供电概论
第一节 第二节 第三节 第四节 工厂供电的意义、要求及课程任务 工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源 电力系统的电压与电能质量 电力系统中性点运行方式
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4
基本概念
1、工厂供电： 是指工厂所需电能的供应和分配，亦称工厂配电。 2、重要性： 生产自动化后增加产量、提高质量、减轻劳动强度。 供电中断，会引起设备损坏，可能发生人身事故。 3、基本要求： 安全、可靠、优质、经济。 4、本课程的主要任务： 对中小型工厂的供电系统及电气照明进行操作、维护、设 计、计算。
S = 保护功能由一根与中性导体或接地导体相独立的导体提供 C = 中性导体和保护功能组合在一根导体 (PEN) 中 T-Terra 大地, I-Isolate 隔离, N-Neutral 中性点, S-Separate 分开, C-Combine 合并 供配电系统 - 苏州大学机电工程学院
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低压配电系统
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电力系统的电压
三、电压波动及其抑制 1、含义：电压波动是指电网电压有效值(方均根值)的连续快 速变动，即： U max U min U % 100% UN 2、电压波动的产生与危害 产生：负荷剧烈变化引起冲击负荷，如电机起动、电焊机、 电弧炉、轧钢机。 危害：使得设备无法正常工作。
发电厂和电力系统
电力系统：由各级电压的电力 线路将发电厂、变电所和电力 用户联系起来的一个发电、输 电、变电、配电和用电的整体。 电网：电力系统中各级电压的 电力线路及其联系的变电所， 称为电力网或电网。电网以电 压等级来区分，例如10kV电网。
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工厂自备电源
三、工厂自备电源 对于工厂的重要负荷，一般要求在正常供电电源之外，设 置应急自备电源。 1、柴油发电机组自备电源：操作简便、起动迅速、效率较高。 2、交流不停电电源(UPS)： 如图所示，由整流器(UR)、逆变器(UV)和蓄电池组(GB)等 三部分组成。
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发电厂和电力系统
二、发电厂和电力系统 1、发电厂(发电站) ：将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能 (二次能源)的工厂。种类：水力、火力、核能、风力、地热及太 阳能发电厂。 2、电力系统： 送电过程：发电机→升压→高压输电线路→降压→配电
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工厂供电系统概况
4、高压深入负荷中心的供电系统 高压深入负荷中心的直配方 式，可以省去一级中间变压， 简化了供电系统接线，节约投 资和有色金属，降低了电能损 耗和电压损耗，提高了供电质 量。然而这要根据厂区的环境 条件是否满足35kV架空线路深 入负荷中心的“安全走廊”要 求而定，否则不宜采用。
一、三相交流电网和电力设备的额定电压
1、电网（线路）的额定电压 根据需要、水平、技术、经济分析后 确定 2、用电设备的额定电压 如图所示，用电设备的额定电压规定 与同级电网的额定电压相同。
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电力系统的电压
3、发电机的额定电压 4、电力变压器的额定电压
一次绕组的额定电压：当变压器T1直接与发电机相联时，其一次绕组额 定电压应与发电机额定电压相同。当变压器T2不与发电机相联而是连接在线 路上时，可看作是线路的用电设备，因此其一次绕组额定电压应与电网额定 电压相同。 二次绕组的额定电压：变压器二次侧供电线路较长，如为较大的高压电 网时，其二次绕组额定电压应比相联电网额定电压高10％，其中5％是用于 补偿变压器满负荷运行时绕组内部的约5％的电压降，另外5％用以补偿线路 上的电压损耗。若二次侧供电线路不长，直接供电给高低压用电设备时，仅 考虑补偿变压器满负荷运行时绕组内部5％的电压降。
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第三章 短路电流
第六章 工厂供电系统的过电流保护
主要内容
第一章 工厂供电概论
第一节 第二节 第三节 第四节 工厂供电的意义、要求及课程任务 工厂供电系统、发电厂、电力系统及自备电源 电力系统的电压与电能质量 电力系统中性点运行方式
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3、电压波动的抑制措施 专用线路或专用变压器供电、减少系统阻抗、减小引起 波动的负荷、高电压等级、大容量供电、装设吸收无功装置。
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电力系统的电能质量
四、电网谐波及其危害 含义：对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的 大于基波频率(50Hz)整数倍的各次分量，通常称为高次谐波。 （电路中非线性元件造成） 危害：使变压器及电动机的铁心损耗明显增加、电动机转 子发生振动现象、电力系统发生电压谐振、对附近的通信设备 和通信线路产生信号干扰。 五、工厂供配电电压的选择 工厂供电电压的选择，主要取决于当地电网的供电电压等 级，同时要考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等因 素。在同一输送功率和输送距离条件下，供电电压越高，线 路电流越小，使线路导线或电缆截面越小，可减少线路的初 投资和有色金属消耗量。