供配电及其节能技术-第一章
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
供配电技术及其节能
冯健教授 罗艳红 副教授
东北大学电气自动化研究所
供配电的意义、要求 及课程任务
电力工业特点： ⑴不能贮存，其生产、传输、使用必须 在同一时间完成； ⑵传输快，与光速相同，高速自动化设 备； ⑶关系到国计民生。
供配电技术
就是研究电力的供应和分配问题。 供配电工作: ⑴保证工厂生产和生活用电的需要 ⑵搞好"三电"---安全用电、节约用电(挂 机)、计划用电 基本要求：安全、可靠、优质、经济
1.3电力系统的额定电压
电气设备的额定电压是指
国家规定的能使发电机、变压器和一切 用电设备在正常运行时获得最经济效果 的电压。 额定电压的配合 ⑴用电设备额定电压等于系统额定电压。 ⑵供电设备额定电压高于或等于用电设 备 的额定电压。
我国1981年颁布的额定电压
国家标准为GB156—80。按照GB156—80的规 定，额定电压分为两类： ㈠3kV以下的设备与系统的额定电压 表1—1 3kV以下的额定电压（V） ㈡3kV以上的设备与系统的额定电压及其对应 的最高电压 表1—2 3kV以上的额定电压及其最高电压（V）
我国1981年颁布的额定电压
国家标准为GB156—80。按照GB156—80的规 定，额定电压分为两类： ㈠3kV以下的设备与系统的额定电压 表1—1 3kV以下的额定电压（V） ㈡3kV以上的设备与系统的额定电压及其对应 的最高电压 表1—2 3kV以上的额定电压及其最高电压（V）
额定电压的配合
1.1电力系统的基本概念
负载：
主要指电能用户（可能是一个家庭拥护 ， 也可能是一个工厂甚至一个地区）。 以下集中设备基本囊括了工业企业中的 用 电设备： ⑴照明设备； ⑵电动设备；
⑶工艺设备：电解设备、 冶炼设备、电焊设备等 ⑷电热设备： 烘干：电暖气、电熨斗 制冷： 空调、冰箱 ⑸实验设备（检测设备）
工业企业的低压配电线路
主要用以向低压用电设备供电，传输220-380v 电压。在户外敷设的低压配电线路目前多采用 架空线路；在厂房或车间内部`则应根据具体情 况确定，或采用明线配电线路，或采用电缆配 电线路；在厂房或车间内，由动力配电箱到电 动机的配电线路一律采用绝缘导线穿管敷设或 采用电缆线路；车间内电气照明线路和动力线 路通常是分开的。
近日称，提高能源利用效率和效益，保 护生态环境，不断开发利用新的能源发 电技术装备，将成为未来20年电力工业 新的发展方向。其中，输变电设备将向 紧凑型、高可靠性方向发展，数字化、 智能化和信息化将成为配、用电设备的 发展重点。
具体来说
⑴大力发展水电、太阳能、核电等新的 能源发电技术。 ⑵提高单台机组容量，扩大整个电网容 量，建立联合电网，减少备用设备。 ⑶提高输电电压。
1.2 工业企业供电系统
工业企业供电系统
由企业降压变电站、高压配电线路、车 间变电站、低压配电线路及用电设备组 成。
送电过程
企业降压变电站
一般来说，大型工业企业均设立企业降压变电 站，把35~110kV电压降为6~10kV电压向车间 变电站供电。为了保证供电的可靠性，企业降 压变电站多设置两台变压器(可分别运行,也可 同时运行)，由一条、两条或多条进线供电，每 台变压器的容量可从几千到几万千伏安。其供 电范围由供电容量决定，一般在几公里以内。
系统平均额定电压
通常在计算短路电流时，习惯上用线路 的平均额定电压Uav来表示线路的电压。 所谓线路的平均额定电压系指网路始端 最大电压U始（指变压器空载电压）和末 端受电设备额定电压U终的平均值，即 Uav=(U始+ U终)/2
1.4决定供电质量的主要指标
电压
加于用电设备端的电网实际电压与用电 设备的额定电压相差较大时，对用电设 备的危害很大，对电动机而言，当电压 降低时，转矩急剧减小。 某些电热及冶炼设备对电压的要求非常 严格，电压降低使生产率下降，能耗显 著上升，成本增高
⑴发电机：①直接接升压变压器时 UNG=UNT1 UNG： 发电机额定电压 UNT1 ：变压器线圈一次侧电 压 ②直接使用 UNG=(1+5%)UNS UNS ：用电系统电压 用于克服发电机内的电压降
⑵变压器二次侧： ①配电半径大，负荷大 UNT2=(1+10%)UNS ②配电半径小，负荷小 UNT2=(1+5%)UNS UNT2 变压器线圈二次侧电压 各种电压等级输送电能的水平 各种电压等级输送电能的水平
频率
我国工业上的标准电流频率为50Hz 频率的变化对电力系统运行的稳定性影 响很大，因而对频率的要求要比对电压 的要求严格得多，一般不得超过0.5Hz。
负荷分级
⑴一级负荷：要求由两个独立电源供电。 而对特别重要的一级负荷例如保安负荷 （负责事故处理），应由两个独立电源 点供电。 ⑵二级负荷：应由两回线路供电 ⑶三级负荷：居民用电多为此类
车间变电站
在一个生产厂房或车间内，根据生产规 模、用电设备的布局及用量大小等情况， 可设立一个或两个车间变电站，将610kv电压降为220-380V电压，容量一般 在几千伏安左右。
工业企业的高压配电线路
主要作为工业企业内输送、分配电能之 用，通过它把电能送到各个生产厂房和 车间,传输6-10kv电压，线路长度在十几 至几十公里之间。
学习任务：
⑴了解电力用户的电力供应和分配问题； ⑵掌握运行维护和简单设计计算所需的 基础知识和基础理论； ⑶了解供电系统及其电源和负荷。
学习方法：
记好笔记，或书上划下来； 独立完成作业； 单元小测验； 期末考试 ； 适当实验和参观。
第一章 绪论
第一章
绪论
§1-1 电力系统的基本概念 §1-2 工业企业供电系统 §1-3 电力系统的额定电压能损耗 §1-4 决定供电质量的主要指标 §1-5 电力工业现状及发展方向
1.5电力工业现状及发展方向
1949年
，我国电网装机总容量 仅有185万千瓦，经过四十多年的发展至 2004年我国发电总量超过17800亿千瓦时， 装机和发电量均跃居世界第二位。初步 形成了以东北、华北、华东、华中、华 南为中心的五大电网，并且新建了西南 电网。
国家发展和改革委员会能源局
电力网：
是输电线路和配电线路的统称，是输送 电能和分配电能的通道。电压在1kV以下 的称低压网；10kV到110kV的称中压网； 高于110kV低于330kV的称高压网； 330kV至750kV的称超高压网。1000k特 高压网 。 电力系统：由发电机、变电站、电力网 和电能用户组成的系统。
三峡电站 （效果图）
变电站
： 是变换电能的场所，在此特指有变压器的 地方，主要由电力变压器、母线和开关控 制设备等组成。
变电站有升压和降压之分。
升压变电站多建立在发电厂内，降压变 电站多设在用电区域, 就其所处的地位和 作用又可分为地区降压变电站（一次 降）、终端/企业变电站（二次降）及车 间变电站。 配电站：分配电能，在企业多指一路变 多路，没有变压器。 换流站：直流←→交流
电能的生产、变压、输配和使用
1.1电力系统的基本概念
电力系统图
发电厂：
发电厂是将其他形式的能量转换成电能 的场所，又称发电站。由于所利用一次 能源的形式不同，发电厂可分为火力发 电厂、水力发电厂、原子能发电厂、潮 汐发电厂、地热发电厂ຫໍສະໝຸດ Baidu风力发电厂和 太阳能发电厂等等 。
火电厂
火电厂中的汽轮机组
冯健教授 罗艳红 副教授
东北大学电气自动化研究所
供配电的意义、要求 及课程任务
电力工业特点： ⑴不能贮存，其生产、传输、使用必须 在同一时间完成； ⑵传输快，与光速相同，高速自动化设 备； ⑶关系到国计民生。
供配电技术
就是研究电力的供应和分配问题。 供配电工作: ⑴保证工厂生产和生活用电的需要 ⑵搞好"三电"---安全用电、节约用电(挂 机)、计划用电 基本要求：安全、可靠、优质、经济
1.3电力系统的额定电压
电气设备的额定电压是指
国家规定的能使发电机、变压器和一切 用电设备在正常运行时获得最经济效果 的电压。 额定电压的配合 ⑴用电设备额定电压等于系统额定电压。 ⑵供电设备额定电压高于或等于用电设 备 的额定电压。
我国1981年颁布的额定电压
国家标准为GB156—80。按照GB156—80的规 定，额定电压分为两类： ㈠3kV以下的设备与系统的额定电压 表1—1 3kV以下的额定电压（V） ㈡3kV以上的设备与系统的额定电压及其对应 的最高电压 表1—2 3kV以上的额定电压及其最高电压（V）
我国1981年颁布的额定电压
国家标准为GB156—80。按照GB156—80的规 定，额定电压分为两类： ㈠3kV以下的设备与系统的额定电压 表1—1 3kV以下的额定电压（V） ㈡3kV以上的设备与系统的额定电压及其对应 的最高电压 表1—2 3kV以上的额定电压及其最高电压（V）
额定电压的配合
1.1电力系统的基本概念
负载：
主要指电能用户（可能是一个家庭拥护 ， 也可能是一个工厂甚至一个地区）。 以下集中设备基本囊括了工业企业中的 用 电设备： ⑴照明设备； ⑵电动设备；
⑶工艺设备：电解设备、 冶炼设备、电焊设备等 ⑷电热设备： 烘干：电暖气、电熨斗 制冷： 空调、冰箱 ⑸实验设备（检测设备）
工业企业的低压配电线路
主要用以向低压用电设备供电，传输220-380v 电压。在户外敷设的低压配电线路目前多采用 架空线路；在厂房或车间内部`则应根据具体情 况确定，或采用明线配电线路，或采用电缆配 电线路；在厂房或车间内，由动力配电箱到电 动机的配电线路一律采用绝缘导线穿管敷设或 采用电缆线路；车间内电气照明线路和动力线 路通常是分开的。
近日称，提高能源利用效率和效益，保 护生态环境，不断开发利用新的能源发 电技术装备，将成为未来20年电力工业 新的发展方向。其中，输变电设备将向 紧凑型、高可靠性方向发展，数字化、 智能化和信息化将成为配、用电设备的 发展重点。
具体来说
⑴大力发展水电、太阳能、核电等新的 能源发电技术。 ⑵提高单台机组容量，扩大整个电网容 量，建立联合电网，减少备用设备。 ⑶提高输电电压。
1.2 工业企业供电系统
工业企业供电系统
由企业降压变电站、高压配电线路、车 间变电站、低压配电线路及用电设备组 成。
送电过程
企业降压变电站
一般来说，大型工业企业均设立企业降压变电 站，把35~110kV电压降为6~10kV电压向车间 变电站供电。为了保证供电的可靠性，企业降 压变电站多设置两台变压器(可分别运行,也可 同时运行)，由一条、两条或多条进线供电，每 台变压器的容量可从几千到几万千伏安。其供 电范围由供电容量决定，一般在几公里以内。
系统平均额定电压
通常在计算短路电流时，习惯上用线路 的平均额定电压Uav来表示线路的电压。 所谓线路的平均额定电压系指网路始端 最大电压U始（指变压器空载电压）和末 端受电设备额定电压U终的平均值，即 Uav=(U始+ U终)/2
1.4决定供电质量的主要指标
电压
加于用电设备端的电网实际电压与用电 设备的额定电压相差较大时，对用电设 备的危害很大，对电动机而言，当电压 降低时，转矩急剧减小。 某些电热及冶炼设备对电压的要求非常 严格，电压降低使生产率下降，能耗显 著上升，成本增高
⑴发电机：①直接接升压变压器时 UNG=UNT1 UNG： 发电机额定电压 UNT1 ：变压器线圈一次侧电 压 ②直接使用 UNG=(1+5%)UNS UNS ：用电系统电压 用于克服发电机内的电压降
⑵变压器二次侧： ①配电半径大，负荷大 UNT2=(1+10%)UNS ②配电半径小，负荷小 UNT2=(1+5%)UNS UNT2 变压器线圈二次侧电压 各种电压等级输送电能的水平 各种电压等级输送电能的水平
频率
我国工业上的标准电流频率为50Hz 频率的变化对电力系统运行的稳定性影 响很大，因而对频率的要求要比对电压 的要求严格得多，一般不得超过0.5Hz。
负荷分级
⑴一级负荷：要求由两个独立电源供电。 而对特别重要的一级负荷例如保安负荷 （负责事故处理），应由两个独立电源 点供电。 ⑵二级负荷：应由两回线路供电 ⑶三级负荷：居民用电多为此类
车间变电站
在一个生产厂房或车间内，根据生产规 模、用电设备的布局及用量大小等情况， 可设立一个或两个车间变电站，将610kv电压降为220-380V电压，容量一般 在几千伏安左右。
工业企业的高压配电线路
主要作为工业企业内输送、分配电能之 用，通过它把电能送到各个生产厂房和 车间,传输6-10kv电压，线路长度在十几 至几十公里之间。
学习任务：
⑴了解电力用户的电力供应和分配问题； ⑵掌握运行维护和简单设计计算所需的 基础知识和基础理论； ⑶了解供电系统及其电源和负荷。
学习方法：
记好笔记，或书上划下来； 独立完成作业； 单元小测验； 期末考试 ； 适当实验和参观。
第一章 绪论
第一章
绪论
§1-1 电力系统的基本概念 §1-2 工业企业供电系统 §1-3 电力系统的额定电压能损耗 §1-4 决定供电质量的主要指标 §1-5 电力工业现状及发展方向
1.5电力工业现状及发展方向
1949年
，我国电网装机总容量 仅有185万千瓦，经过四十多年的发展至 2004年我国发电总量超过17800亿千瓦时， 装机和发电量均跃居世界第二位。初步 形成了以东北、华北、华东、华中、华 南为中心的五大电网，并且新建了西南 电网。
国家发展和改革委员会能源局
电力网：
是输电线路和配电线路的统称，是输送 电能和分配电能的通道。电压在1kV以下 的称低压网；10kV到110kV的称中压网； 高于110kV低于330kV的称高压网； 330kV至750kV的称超高压网。1000k特 高压网 。 电力系统：由发电机、变电站、电力网 和电能用户组成的系统。
三峡电站 （效果图）
变电站
： 是变换电能的场所，在此特指有变压器的 地方，主要由电力变压器、母线和开关控 制设备等组成。
变电站有升压和降压之分。
升压变电站多建立在发电厂内，降压变 电站多设在用电区域, 就其所处的地位和 作用又可分为地区降压变电站（一次 降）、终端/企业变电站（二次降）及车 间变电站。 配电站：分配电能，在企业多指一路变 多路，没有变压器。 换流站：直流←→交流
电能的生产、变压、输配和使用
1.1电力系统的基本概念
电力系统图
发电厂：
发电厂是将其他形式的能量转换成电能 的场所，又称发电站。由于所利用一次 能源的形式不同，发电厂可分为火力发 电厂、水力发电厂、原子能发电厂、潮 汐发电厂、地热发电厂ຫໍສະໝຸດ Baidu风力发电厂和 太阳能发电厂等等 。
火电厂
火电厂中的汽轮机组