[工学]工业企业供电系统

工业企业供电系统
2个 表1-5 各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离 主要因素 线路电压 （kV） 0.38 0.38 6 6 10 10 35 60 110 220 330 500 750 线路 结构 架空线 电缆线 架空线 电缆线 架空线 电缆线 架空线 架空线 架空线 架空线 架空线 架空线 架空线 输送功率 输送距离（km） （kW） 100 0.25 175 0.35 2000 3～10 3000 8 3000 5～15 5000 10 2000～15000 20～50 3500～30000 30～100 10000～50000 50～150 100000～500000 100～300 200000～800000 200～600 1000000～1500000 150～850 2000000～2500000 500以上
工业企业供电系统
课题1
电力系统的基本概念
电力系统：发电厂、变电所、电力线路和电能用户
组成的统一整体。
动力系统：电力系统加上动力装置（热能、水能及
其他能源动力装置）。
电 力 网：电力系统中由各级电压的输配电线路和
变电所组成的部分。
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220500kV
～ ～
火力发电厂
水力发电厂
企业变电所
• 二次侧：
U N 1.1UNW
10kV及以下：U N
1.05UNW
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10.5/121kV
110/6.3kV
T1 G ~
10.5kV
110kV
T2
6kV
10kV
T3
10/0.4kV
380/220V
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二、额定电压的选择
1、额定电压选择考虑的因素
（1）负荷大小和距离电源远近对供电电压的 选择有很大关系。
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二、中性点经消弧线圈接地系统
问题的提出：为什么要采用中性点经消弧 线圈接地系统？
中性点不接地电力网发生 K(1) 时，仍可继 续运行2h，但若接地电流值过大，会产生持续性 电弧，危胁设备，甚至产生三相或两相短路。
消弧线圈：是具有铁芯的电感线圈，其电抗很大， 电阻忽略。有许多分接头用以调整线圈的匝数，改 变电抗的大小，从而调节消弧线圈的电感电流。
三、电力线路

输电线路（ 220kV）
配电线路（ 110kV）
低压网（<1kV） 中压网（1~10kV） 高压网（35~330kV） 超高压网（>330kV）
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四、电能用户


工业用户、农业用户、商业用户、居民用户等
小型企业（<1000kVA） 中型企业（1000~10000kVA） 大型企业（ >10000kVA）
根据发电厂的容量大小及其供电范围： 区域性发电厂 地方性发电厂
自备专用发电厂
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二、变电所（变电站）
升压变电所、降压变电所 枢纽变电所、地区变电所、企业变电所
配电所
仅用来接收电能和分配电能的场所
换流站
仅用于将交流电流转换为直流电流或将直 流电流转换为交流电流的场所
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3、优质性
电能质量指标：电压、频率、波形 表1-1 供电电压的允许偏移
允许电压偏移
线路的额定电压
35kV及以上 10 kV及以下 220V
5% 7% +7%、10%
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表1-2 电力系统频率的允许偏差
运行情况 正常运行 非正常运行 300万千瓦及以上 300万千瓦以下
允许频率偏差 （Hz）
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2.单相接地
UA

相电压 相对地电压
A B C
N

UB
UC UN
IC
(a ) 电路图 图 1-7

C
I’C,A
I’C,B
I C, ' A I’C,A
. . U U -I . I’ U . . I'
A C AB C,B C, B
. U'
A
A
. U' . -U
C
U’A
AB
. U
C
UC
（4）系统线电压的大小和相位差不变 （5）C相接地电流为正常时对地电容电流3倍
' ' I C I C , A I C , B 且 I C 超前 U C 90
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在 接 地 点 有 间 歇 性 或 稳 定 电 弧
•
• 有 专 用 的 交 流 绝 缘 监 察 装 置 可 以 继 续 运 行 两 个 小 时
0.22 0.38 0.66 3及3.15 6及6.3 0.23 0.40 0.69 3.15及3.3 6.3及6.6 － 38.5 66 169 242 363 550
高压
10
－ 35 60
110
154 220 330 500
13.8,15.75,18,20 － － － － － － －
10.5
13.8,15.75,18,20 35 60
工业企业供电系统 (2) 供电电压还与下列因素有关： ①导线截面的大小； ②工业企业的生产班次和负荷曲线的均衡程度； ③负荷的功率因数； ④电价制度； ⑤折旧等费用在设计时占投资额的百分比；
⑥国家规定的还本年限；
⑦是否有大型用电设备，如炼钢、轧钢及其它大型 整流设备等。
工业企业供电系统 (3) 地区的原有电压对工业企业供电电压的选择起了 极严格的限制作用。 ①本地区有两个不同的供电电压，而且都具备对 企业供电的可能性； ②由于建造和改造大型企业致使地区电网需要改 建时，可将地区电网的改建与企业供电系统统一考虑； ③企业自备电厂与系统连接时。
工业企业供电系统 2.高压配电电压的选择 电压等级的选择：
• 三相交流输电线路传输的功率为：
S 3UI
–当输送功率一定时， •(1)输电电压愈高,电流愈小，导线的载流部分 的截面积愈小，投资愈小。 •(2)电压愈高，对绝缘的要求愈高，杆塔、变压 器、断路器的绝缘投资也愈大。
–传输功率越大，输送距离越远，则选择较高的电 压等级比较有利。
工业企业供电系统
高压深入负荷中心直降配电方式
工业企业供电系统
课题3
电力系统的额定电压
发电机 额定电压(kV)
0.23 0.40 0.69 3.15 6.3
一、电力系统的额定电压
电网和用电设备 分类 额定电压(kV)
低压
0.22 0.38 0.66 3 6
电力变压器额定电压(kV) 一次绕组 二次绕组
• 三 相 系 统 仍 然 对 称 ，
• 绝 缘 水 平 按 线 电 压 设 计
结 论
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应用范围：
超出范围？
20～60kV，接地电流IC 10A的高压电网 3 ～10kV，接地电流IC 30A的高压电网 1000V以下的三相三线制电网 注：供照明用电的380／220V系统是 中性点直接接地的三相四线制。
车间变电所
610 kV
35110 kV 总降压变电所
M
380/220V
高压配电所
图 1-1 电力系统示意图
工业企业供电系统
一、发电厂（发电站）
根据所利用一次能源形式的不同：
1．火力发电厂 2．水力发电厂 3．核能发电厂 4. 风力发电厂 5．地热发电厂 6. 太阳能发电厂 7．潮汐发电厂
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660V，甚至1140V或2000V
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课题4
中 性 点 运 行 方 式
电力系统中性点运行方式
中性点不接地 中性点经消弧线 圈接地 中性点直接接地
电力系统中性点：星形连接的G、T的中性点
小接地 短路电 流系统 大接地 短路电 流系统
分析目的：它关系到绝缘水平、通信干扰、接地 保护、电压等级、系统接线等方面。
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4、经济性
供电系统的投资少，运行费用低，尽可能地节 约电能和减少有色金属消耗量，提高电能利用率。
5、环保性
在电能生产过程中要防止环境污染和人类生存 环境不要遭到破坏。
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二、工业企业供电系统的组成
车间变电所
610 kV 380/220V M
组成
总降压变电所
kV 总降压变电所 高压配电所

C

UL
IC

IC

IL
(c) 向量图


(b) C相短路时的电路图
（ 1） U L UC


(2) I L 滞后 U C

90
工业企业供电系统
补偿方式及选用：
1）全补偿 （不采用）
接地点电流为零， IL=IC 缺点：XL=Xc，网络容易形成串联谐振过电压
380/2
STS
STS
STS
380/220V
图 1-3 中型企业的供电系统
图 1-4 小型企业
工业企业供电系统 3.电源进线为35kV及以上的大中型企业的供电系统
35110kV 总 降 压 变 电 所
HSS 610kV
HDS
STS
STS
STS
380/220V
图 1-2
具有总降压变电所的供电系统
工业企业供电系统 工业企业供电系统的高压配电电压： 主要取决于当地供电电源电压及企业高压用电设 备的电压、容量和数量等因素。 工业企业内部采用的高压配电电压： 通常是6～10kV。 如果当地的电源电压为35kV ： 高压深入负荷中心直降配电方式
工业企业供电系统 3.低压配电电压的选择 一般采用380／220V 采矿、石油和化工等少数部门 :
工业企业供电系统
1.正常运行
UN=0
IC=0
IL=0
A B C
N
I C, A

L
I C,B I C,B


I C ,c

I C, A

(a) 正常运行时电路图
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2.单相接地故障
I C, A
电压关系同 不接地系统
A B
IL


UC
IL


IC,B
UC

I C , A I C,B
车间变电所
高低压配电线 路 用电设备
1-1 电力系统示意图
工业企业供电系统
三、典型供电系统
1.小型企业的供电系统
工业企业供电系统
380/220V 高 压 配 电 所 低 压 配 电 室
STS 车 间 380/220V
系统
图 1-4 小型企业供电系统
工业企业供电系统 2.中型企业的供电系统
610kV HDS 高 压 配 电 所
0.2 0.5 1.0
工业企业供电系统 表1-3 公共电网电压波形畸变率
电网额定电 电压总谐波 各项谐波电压含有率（%） 压（kV） 畸变率（%） 奇 次 偶 次 0.38 6 10 35 60 110
5.0
4.0 3.0 2.0
4.0
3.2 2.4 1.6
2.0
1.6 1.2 0.8
UH 电压总 谐波畸变率 100% U1
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课题2
工业企业供电系统
一、工业企业供电及要求
供电：工业企业电能供应和分配
要求：可靠性、安全性、优质性、
经济性、环保性
工业企业供电系统
1、可靠性
对用户的连续供电
以全年平均供电时间占全年时间的百分数来衡量
2、安全性
指在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身 事故和设备事故。
工业企业供电系统
供用电技术与内外线施工
电气技术教研室
供用电技术：
（1）工业企业供电系统
（2）电力负荷计算
（3）电力线路选择
（4）质量的提高与电能节约
（5）电气照明
内外线施工：
（1）内线训练：
室内照明配线及动力配线
（2）外线训练：
源自文库
导线连接、横担绝缘子的安装、导线的架设
单元一 工业企业供电系统
重点 主要内容： 1．电力系统的基本概念 2．工业企业供电系统 3．电力系统的额定电压 4. 电力系统中性点运行方式
工业企业供电系统
一、中性点不接地系统
为了方便讨论，认为： 1. 三相系统对称
查手册 得知C
2. 对地分散电容用线路中央集中电容C代替，
相间电容与本内容无关，不予考虑。
工业企业供电系统
1.正常运行
A
向量图 分析法
UA IC,A IC,B
B C
N
IC,A IC,B C IC,C
UC
IC,C
UB
(a) 电路图
(b) 向量图 (b) 向量图 中性点不接地系统 C 相接地时的情况
. I
. U
. U U'
B
UB
B
C
工业企业供电系统
（1）C相对地电压：UC=0
（2）中性点电位升高为相电压：UN= - UC （3）A、B相对地电压和电流：
U U 3U A
' A ' B
I
' C,A
I
' C ,B
3I C 0
( b) 向量图
中性点不接地系统的正常运行状态
工业企业供电系统
（1）三相电压对称：
UA=UB=UC=Uph
（2）三相对地电容电流对称：
ICA=ICB=ICC =Uph/Xc jCU ph IC 0 （3）中性点电位为0。 （4）大地无电容电流。 I A I B I C 0

10及10.5 110
154 220 330 500
10.5及11 121
工业企业供电系统 1）用电设备的额定电压： 2）发电机的额定电压： 3）变压器的额定电压： 降压变：
U N U NW U N 1.05UNW
U N U NW
• 一次侧：
与发电机直接相连的： UN
1.05UNW