电力系统供输配电综述

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中性点不接地系统
当中性点不接地的系统中发生一相接地时，接在相间电压上的受电器的供 电并未遭到破坏，允许暂时继续运行两小时之内，因此可靠性高，其缺点： 这种系统发生单相接地时，其它两条完好相对地电压升到线电压，是正常时 的 √3 倍，绝缘薄弱点很可能被击穿，而引起两相接地短路，将严重地损坏 电气设备。所以，在中性点不接地电网中，必须设专门的监察装置，以便使 运行人员及时地发现一相接地故障，从而切除电网中的故障部分。 在中性点不接地系统中，当接地的电容电流较大时，在接地处引起的电 弧就很难自行熄灭。在接地处还可能出现所谓间隙电弧，即周期地熄灭与重 燃的电弧。由于电网是一个具有电感和电容的振荡回路，间歇电弧将引起相 对地的过电压，其数值可达(2.5～3)Ux。这种过电压会传输到与接地点有直 接电连接的整个电网上，更容易引起另一相对地击穿，而形成两相接地短 路。 在电压为3-10kV的电力网中，一相接地时的电容电流不允许大于30A，否 则，电弧不能自行熄灭。在20～60kV电压级的电力网中，间歇电弧所引起的 过电压，数值更大，对于设备绝缘更为危险，而且由于电压较高，电弧更难 自行熄灭。因此，在这些电网中，规定一相接地电流不得大于10A。
电力系统供输配电综述
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电力系统
Power system
电力系统是由发电、 输电、变电、配电、用电 发电、 输电、变电、配电、用电等设备和相应 发电 的辅助系统，按规定的技术、济要求组成的一个统一系统。
发电
输电
变 电
配电
用电
发电厂
输电网
变电站
配电网
电力用户
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电力系统电压等级划分 Voltage grading
我国电力系统电压划分为输电电压和配电电压两类： 我国电力系统电压划分为输电电压和配电电压两类： 输电电压的分级： 输电电压的分级： 330、500、 330、500、750 kV 高压输电电压（HV） 220 kV 高压输电电压（HV） 配电电压的分段： 配电电压的分段： 高压配电电压 中压配电电压 低压配电电压 特高压（UHV） 特高压（UHV） 超高压（EHV） 超高压（EHV） 1000 kV以上 kV以上
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电力系统电气主接线的形式和基本要求
主接线的基本要求
电气接线必须保证用户供电的可靠性， 可靠性 电气接线必须保证用户供电的可靠性，应分别按各类负荷的 重要性程度安排相应可靠程度的接线方式。 重要性程度安排相应可靠程度的接线方式 。 保证电气接线可靠性可 以用多种措施来实现。 以用多种措施来实现。 电气系统接线应能适应各式各样可能运行方式的要求。 灵活性 电气系统接线应能适应各式各样可能运行方式的要求。并可 以保证能将符合质量要求的电能送给用户。 以保证能将符合质量要求的电能送给用户。 安全性 电力网接线必须保证在任何可能的运行方式下及检修方式下 运行人员的安全性与设备的安全性。 运行人员的安全性与设备的安全性。 经济性 其中包括最少的投资与最低的年运行费。 其中包括最少的投资与最低的年运行费。 在设计接线方时要考虑到5 10年的发 应具有发展与扩建的方便性 在设计接线方时要考虑到5～10年的发 展远景，要求在设备容量、安装空间以及接线形式上， 10年的 展远景，要求在设备容量、安装空间以及接线形式上，为5～10年的 最终容量留有余地。 最终容量留有余地。
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电力系统组成示意图
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主接线的几种形式
单母线接线
单母不分段
每条引入线和引出线的电路中都 装有断路器和隔离开关，电源的引入 与引出是通过一根母线连接的。 单母线不分段接线适用于用户对 供电连续性要求不高的二、三级负荷 用户。
机容量约占总装机容量的70％ ，发电量约占总发电量的80％. ）
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火电厂Thermal power plant
燃料化学能
锅 炉
热能
汽 轮 机
机械能 发
电 机
电能
火电厂按蒸汽压力分类： 火电厂按蒸汽压力分类：
几种典型电源
水电站
水流势能 Hydroelectric power station
水 轮 机
机械能
发 电 机
电能
水电站组成框图
我国规定装机容量大于75万千瓦为大(1)型水电站， 我国规定装机容量大于75万千瓦为大(1)型水电站，三峡水电站总装机容量为 75万千瓦为大(1)型水电站 1786万千将是世界上最大的水电站 万千将是世界上最大的水电站。 1786万千将是世界上最大的水电站。
4ຫໍສະໝຸດ Baidu
电力系统设施 Power system facilities
电源与负荷 电气主接线形式和基本要求 供配电系统主要电气设备 二次回路
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中性点直接接地系统
中性点的电位在电网的任何工作状态下均保持为零。在这种系统中，当 发生一相接地时，这一相直接经过接地点和接地的中性点短路，一相接地短 路电流的数值最大，因而应立即使继电保护动作，将故障部分切除。中性点 直接接地或经过电抗器接地系统，在发生一相接地故障时，故障的送电线被 切断，因而使用户的供电中断。运行经验表明，在1000V以上的电网中，大多 数的一相接地故障，尤其是架空送电线路的一相接地故障，大都具有瞬时的 性质，在故障部分切除以后，接地处的绝缘可能迅速恢复，而送电线可以立 即恢复工作。目前在中性点直接接地的电网内，为了提高供电可靠性，均装 设自动重合闸装置，在系统一相接地线路切除后，立即自动重合，再试送一 次，如为瞬时故障，送电即可恢复。 中性点直接接地的主要优点是它在发生一相接地故障时,非故障相地对电 压不会增高, 因而各相对地绝缘即可按相对地电压考虑。电网的电压愈高， 经济效果愈大；而且在中性点不接地或经消弧线圈接地的系统中，单相接地 电流往往比正常负荷电流小得多，因而要实现有选择性的接地保护就比较困 难，但在中性点直接接地系统中，实现就比较容易，由于接地电流较大，继 电保护一般都能迅速而准确地切除故障线路，且保护装置简单，工作可靠。
单母线不分段接线
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单母线分段接线
单母线分段 接线是由电源 的数量和负荷 计算、电网的 结构来决定的。 单母线分段 接线可以分段 单母线分段接 线运行，也可以并列运行。 用隔离开关、负荷开关 分段的单母线接线，适用于 由双回路供电的、允许短时停电的具有二级负荷的用户。 用断路器分段的单母线接线，可靠性提高。如果有后备措施，一般可以 对一级负荷供电。
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电力系统中性点运行方式
电力系统中性点接地方式有两大类:一类是中性点直接接地 或经过低阻抗接地，称为大接地电流系统；另一类是中性点不 接地，经过消弧线圈或高阻抗接地，称为小接地电流系统。其 中采用最广泛的是中性点不接地、中性点经阻抗包括消弧线圈 中性点不接地、 中性点不接地 接地和中性点直接接地等三种方式。 接地和中性点直接接地 。
低压电厂， 蒸汽初压力在1.5MPa及以下 中压电厂 ，蒸汽初压力在2～4MPa 高压电厂， 蒸汽初压力在6～10MPa 超高压电厂，蒸汽初压力在12～14MPa 亚临界电厂，蒸汽初压力在16～18MPa 超临界电厂，蒸汽初压力在22.6MPa及以上
除以上两种发展比较早的能源外，还有最近在大力发展的核电、 除以上两种发展比较早的能源外，还有最近在大力发展的核电、风 。（在世界范围内，火电厂的装 电、太阳能发电及地热发电等清洁可再生能源。（
35~110 kV 35~ 10 kV 380/ 380/220 V
某些地区在220 某些地区在220 kV 输电网尚未出现前，可将110kV作为输电电压，最近江苏、辽 输电网尚未出现前，可将110kV作为输电电压 最近江苏、 作为输电电压， 宁在试点20KV配电电压 配电电压。 宁在试点20KV配电电压。
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中性点经消弧线圈接地系统
当一相接地电容电流超过了上述的允许值时,可以用中性点经消弧线 圈接地的方法来解决，该系统即称为中性点经消弧线圈接地系统。消弧线 圈主要有带气隙的铁芯和套在铁芯上的绕组组成，它们被放在充满变压器 油的油箱内。绕组的电阻很小，电抗很大。消弧线圈的电感，可用改变接 入绕组的匝数加以调节。显然，在正常的运行状态下，由于系统中性点的 电压三相不对称电压，数值很小，所以通过消弧线圈的电流也很小。采用 过补偿方式,即使系统的电容电流突然的减少(如某回线路切除)也不会引 起谐振，而是离谐振点更远。 在中性点经消弧线圈接地的系统中，一相接地和中性点不接地系统一 样，故障相对地电压为零，非故障相对地电压升高至倍，三相线电压仍然 保持对称和大小不变，所以也允许暂时运行，但不得超过两小时，消弧线 圈的作用对瞬时性接地系统故障尤为重要，因为它使接地处的电流大大减 小，电弧可能自动熄灭。接地电流小，还可减轻对附近弱点线路的影响。 在中性点经消弧线圈接地的系统中,各相对地绝缘和中性点不接地系 统一样,也必须按线电压设计。
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目前我国电力系统中性点的运行方式，大体是： 对于6-10kV系统，由于设备绝缘水平按线电压考虑对于设备造价影响 不大，为了提高供电可靠性，一般均采用中性点不接地或经消弧线圈 接地的方式。 对于110kV及以上的系统，主要考虑降低设备绝缘水平，简化继电保 护装置，一般均采用中性点直接接地的方式。并采用送电线路全线架 设避雷线和装设自动重合闸装置等措施，以提高供电可靠性。 20-60kV的系统，是一种中间情况，一般一相接地时的电容电流不很 大，网络不很复杂，设备绝缘水平的提高或降低对于造价影响不很显 著，所以一般均采用中性点经消弧线圈接地方式。 1KV以下的电网的中性点采用不接地方式运行。但电压为380/220V的 系统，采用三相五线制，零线是为了取得机电压，地线是为了安全。