供配電系統(tǒng)運(yùn)行與維護(hù)1.5供配電電壓的選擇1.1供配電技術(shù)發(fā)概況1.6工廠供配電系統(tǒng)的構(gòu)成1.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式項(xiàng)目一供配電系統(tǒng)認(rèn)知1.4供電質(zhì)量及其改進(jìn)措施1.2發(fā)電廠變電所類型學(xué)習(xí)要求

作為未來電力系統(tǒng)技術(shù)人員，通過對(duì)供配電系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，要求：了解供配電技術(shù)的發(fā)展及電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)熟悉電力系統(tǒng)相關(guān)基本概念供電質(zhì)量及其改善措施工廠供配電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)組成掌握電力用戶供配電電壓的選擇我國第一座火電廠12KW——上海(1882)第一座水電站2×240KW——昆明滇池石龍壩(1912)年份裝機(jī)容量（萬kw）年發(fā)電量（億KWh）

世界排名19491854325197857122566819962,10801,3556220033,48501,8462220077,13293,2458220098,74284,882921.1

供配電技術(shù)發(fā)展概況及電力系統(tǒng)的組成

作為我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)飛速發(fā)展的先行工業(yè)—電力系統(tǒng)，建設(shè)步伐異常迅猛。2011年，我國電網(wǎng)格局將形成：發(fā)展戰(zhàn)略是：西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)。

截至2007年底，全國發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到71329萬千瓦，同比增長14.36%.其中水電達(dá)到14526萬千瓦，占20.3%，火電裝機(jī)達(dá)55442萬千瓦，占77.73%，核電達(dá)885萬千瓦，占1.24%。

《全國電力供需與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行形勢分析預(yù)測報(bào)告(2007-2008)》數(shù)據(jù)顯示：2007年全社會(huì)用電量完成32458億千瓦時(shí)，其中工業(yè)用電量為24566億千瓦時(shí)，比重為75.09%。這一數(shù)字說明我國目前用電結(jié)構(gòu)已趨于重型化。國內(nèi)供配電技術(shù)發(fā)展概況1.電力系統(tǒng)的組成多個(gè)發(fā)電廠并網(wǎng)組成的發(fā)電環(huán)節(jié)輸電網(wǎng)110kV以上配電網(wǎng)110kV以下電力用戶＋＋＋動(dòng)力系統(tǒng)＝電力系統(tǒng)＋動(dòng)力裝置＋能源系統(tǒng)電力網(wǎng)＝

按供電范圍的大小和電壓等級(jí)的高低，電力網(wǎng)可分為地方電力網(wǎng)、區(qū)域電力網(wǎng)和超高壓輸電網(wǎng)三種類型。一般地方電力網(wǎng)的電壓不超過35kV，區(qū)域電力網(wǎng)電壓為110～220kV，電壓為330kV及以上的為超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)。

動(dòng)力系統(tǒng)是電能、能源的生產(chǎn)與消費(fèi)聯(lián)系起來的紐帶。

＋＋輸電網(wǎng)電力用戶電力系統(tǒng)的基本概念2.電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)電力系統(tǒng)=發(fā)電廠+變電所+輸電線路+用戶

動(dòng)力系統(tǒng)=電力系統(tǒng)+動(dòng)力裝置

電力網(wǎng)=升壓變電所+輸電線路+降壓變電所用電設(shè)備額定電壓與電力網(wǎng)額定電壓發(fā)電機(jī)額定電壓變壓器額定電壓原邊繞組副邊繞組接電力網(wǎng)接發(fā)電機(jī)0.230.220.230.230.400.380.400.4033.1533.153.15及3.366.366.36.3及6.61010.51010.510.5及11353538.5606066110110121220220242330330363500500550750750825①電力系統(tǒng)是一個(gè)有機(jī)的整體，其中任何一個(gè)主要設(shè)備運(yùn)行情況的改變，都將影響整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。②發(fā)電廠發(fā)出的交流電不能直接儲(chǔ)存，決定了電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用必須同時(shí)進(jìn)行。因此要時(shí)刻保持電力系統(tǒng)有功功率和無功功率的平衡。③電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)是時(shí)時(shí)變化的動(dòng)態(tài)，除了設(shè)備的計(jì)劃停送電外，異常和事故對(duì)系統(tǒng)的沖擊是隨機(jī)的；正常情況下電力系統(tǒng)的負(fù)荷和機(jī)組出力的變化也是隨機(jī)的。

何謂電力系統(tǒng)？何謂動(dòng)力系統(tǒng)？什么是電力網(wǎng)？電力系統(tǒng)為什么要求“無功功率平衡”？如果不平衡，會(huì)出現(xiàn)什么情況？電力系統(tǒng)的特性凝汽式火電廠

這類火電廠利用燃煤（或石油、天然氣）燃燒使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電。僅向用戶供出電能，通常建在能源附近。1.2發(fā)電廠、變電所的類型

生產(chǎn)過程：化學(xué)能熱能機(jī)械能電能熱電廠

熱電廠的發(fā)電過程與凝汽式火電廠相同。這類電廠不僅向用戶供出電能，同時(shí)還向用戶供蒸汽或熱水，由于供熱距離限定，熱電廠大多建在城市和用戶附近

利用水的流量和落差使水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)

生產(chǎn)過程：水能機(jī)械能電能水電站核電站利用原子能在反應(yīng)堆的核裂變使汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)

生產(chǎn)過程：原子能機(jī)械能電能

生產(chǎn)過程：風(fēng)能機(jī)械能電能風(fēng)力發(fā)電站

風(fēng)力發(fā)電是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過增速機(jī)將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。依據(jù)目前的風(fēng)車技術(shù)，大約是每秒三公尺的微風(fēng)速度，便可以開始發(fā)電。

生產(chǎn)過程：潮汐能機(jī)械能電能潮汐發(fā)電站

潮汐發(fā)電是利用潮汐能。潮汐發(fā)電必須具備兩個(gè)物理?xiàng)l件：①潮汐的幅度必須大，至少要有幾米；②海岸地形必須能儲(chǔ)蓄大量海水，并可進(jìn)行土建工程。潮汐發(fā)電的工作原理與一般水力發(fā)電的原理相近，即在河口或海灣筑一條大壩，以形成天然水庫，水輪發(fā)電機(jī)組就裝在攔海大壩里。潮汐電站可以是單水庫或雙水庫。

太陽能發(fā)電

以地?zé)?、風(fēng)力、潮汐、太陽能等為一次能源的發(fā)電廠（站）容量較小，分布在離這些一次能源較近的區(qū)域，發(fā)電量占總發(fā)電量的極小一部分。地?zé)崮馨l(fā)電

世界上所有國家，主要發(fā)電形式仍為火力發(fā)電、水利發(fā)電和核能發(fā)電，其他除潮汐和風(fēng)力發(fā)電外還有

發(fā)電廠通常建立在距離一次能源豐富或傳輸便利的地域，與電力用戶有一定的距離。為了經(jīng)濟(jì)、可靠、快速地把電能從發(fā)電廠輸送至用戶，必須經(jīng)過變電所升高電壓，因此，升壓變電所一般安裝在發(fā)電廠中，不另設(shè)變電所。由于高壓危險(xiǎn)，距離用戶較近時(shí)須把傳送的高壓降低，降壓變電所的作用就是在傳遞電能的同時(shí)降低電壓。所以，變電所是電力供應(yīng)的中間轉(zhuǎn)運(yùn)站，用來提高或降低電壓，向用電單位輸送和分配電能。從規(guī)模上分，變電所有樞紐變電所、地區(qū)重要變電所和一般變電所。變電所類型樞紐變電所

樞紐變電所電壓等級(jí)高，供電范圍廣，在系統(tǒng)中處于舉足輕重的地位，全所停電后，將引起系統(tǒng)解列，造成大區(qū)域停電，甚至造成電力系統(tǒng)瓦解，使社會(huì)的運(yùn)行處于癱瘓狀態(tài)。樞紐變電所的一次電壓通常為330kV和500kV，二次電壓為220kV或110kV。中間變電所

中間變電所起系統(tǒng)功率交換的作用，或使長距離輸電線路分段，一般匯集2～3個(gè)電源，同時(shí)有降壓給當(dāng)?shù)赜脩艄╇姡@樣的變電所全所停電后，將引起區(qū)域網(wǎng)絡(luò)的解列，造成大面積停電。地區(qū)變電所

地區(qū)變電所是以對(duì)地區(qū)用戶供電為主的變電所，全所停電后，將使地區(qū)中斷電源。地區(qū)變電所的一次電壓通常為220kV和110kV，二次電壓為35kV或10kV。終端變電所

終端變電所處于輸電線路的終端，接近負(fù)荷點(diǎn)，高壓側(cè)一般為110~35干伏，經(jīng)降壓后直接給用戶供電。終端變電所全所停電后，將使用戶中斷電源。終端變電所的一次電壓大多為110kV，二次電壓為10kV或以下等。樞紐變電所和地區(qū)變電所有什么區(qū)別？你能回答嗎？

一次能源包括哪些？說一說電能屬于一次能源嗎？問題與思考熱電廠和凝汽式電廠有什么不同？這類火力發(fā)電廠通常建在哪些地方？

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)是指發(fā)電機(jī)、變壓器星形接線中性點(diǎn)。

1.3電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式你能回答嗎？

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有哪幾種？采用中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)有何優(yōu)缺點(diǎn)？

問題與思考中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)若發(fā)生單相接地故障時(shí)，其故障相對(duì)地電壓等于多少？此時(shí)接地點(diǎn)的短路電流是正常運(yùn)行的單相對(duì)地電容電流的多少倍？

答1：故障相對(duì)地電壓為零，接地點(diǎn)的短路電流是正常運(yùn)行的單相對(duì)地電容電流的3倍。答2：電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有中性點(diǎn)直接接地方式、中性點(diǎn)不接地方式和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式三種。（優(yōu)缺點(diǎn)略）(1)用戶對(duì)供電質(zhì)量的基本要求

保證對(duì)用戶不間斷地供給充足、優(yōu)質(zhì)而又經(jīng)濟(jì)的電能，是現(xiàn)代工礦企業(yè)對(duì)供配電系統(tǒng)的基本要求。安全性可靠性優(yōu)質(zhì)性經(jīng)濟(jì)性1.4.2供配電的電能質(zhì)量①電壓供配電系統(tǒng)改變運(yùn)行方式和負(fù)荷緩慢地變化會(huì)使供配電系統(tǒng)各點(diǎn)的電壓也隨之變化，這時(shí)各點(diǎn)實(shí)際電壓與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓之差與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓之比ΔU稱為電壓偏差。電壓偏差ΔU也常用與系統(tǒng)標(biāo)稱電壓的百分比表示。即：1.4電力系統(tǒng)供電質(zhì)量及改進(jìn)措施評(píng)價(jià)電能質(zhì)量的主要指標(biāo)有：①電壓；②波形；③頻率；電壓偏差過大會(huì)對(duì)供配電系統(tǒng)的正常運(yùn)行產(chǎn)生以下不利影響：1．對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的影響：由于電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩與電壓的平方成正比，當(dāng)電壓出現(xiàn)正偏差時(shí)，電動(dòng)機(jī)機(jī)端電壓升高，激磁電流和溫升增加，絕緣受到過電壓和過熱的威脅；當(dāng)電壓出現(xiàn)負(fù)偏差時(shí)，轉(zhuǎn)矩下降轉(zhuǎn)速降低，同時(shí)負(fù)荷電流會(huì)增加，都將影響電動(dòng)機(jī)的使用壽命。2．對(duì)照明設(shè)備的影響：照明設(shè)備的發(fā)光效率與電壓的關(guān)系極大，當(dāng)電壓降低時(shí)會(huì)引起照明設(shè)備的效率降低，造成照度不足，影響照明效果，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致氣體放電光源的照明器不能正常點(diǎn)燃；當(dāng)電壓偏高時(shí)，光源壽命縮短很多。3．對(duì)電子設(shè)備的影響：對(duì)于大規(guī)模自動(dòng)控制系統(tǒng)計(jì)算中心來說，電壓偏差會(huì)造成系統(tǒng)的工作紊亂，數(shù)據(jù)損壞；對(duì)于精密機(jī)床、機(jī)器人等，電壓偏差可能造成無法保持對(duì)由其驅(qū)動(dòng)過程的精確控制。4．對(duì)無功補(bǔ)償?shù)挠绊?電壓過低會(huì)引起補(bǔ)償電容器組輸出無功減少，不能滿足補(bǔ)償要求。電壓偏差對(duì)系統(tǒng)和用戶的影響電壓波動(dòng)：電壓在某一段時(shí)間內(nèi)急劇變化而偏離額定值的現(xiàn)象，稱為電壓波動(dòng)；周期性電壓急劇變化引起電源光通量急劇波動(dòng)而造成人的視覺感官不舒適的現(xiàn)象，稱為閃變。電壓波動(dòng)和電壓閃變是由電弧爐、軋機(jī)、電弧焊機(jī)等波動(dòng)負(fù)荷引起的。

電壓波動(dòng)和閃變的限制措施①采用單獨(dú)回路供電②降低共用配電線路阻抗③提高供電電壓④增加短路容量⑤采用靜止型無功功率補(bǔ)償裝置

由于電力系統(tǒng)中存在大量的非線性供用電設(shè)備，使得電壓波形偏離正弦波，這種現(xiàn)象稱為電壓正弦波畸變。電壓波形的畸變程度用電壓正弦波畸變率來衡量，也稱為電壓諧波畸變率。波形的改善措施①加強(qiáng)系統(tǒng)承受諧波的能力；②提高供、用電設(shè)備抗諧波干擾的能力；③限制諧波的產(chǎn)生；④裝設(shè)交流濾波器吸收諧波。②波形你能回答嗎？

用戶電能的頻率是通過什么環(huán)節(jié)進(jìn)行調(diào)整的？在供配電系統(tǒng)中頻率可調(diào)嗎？問題與思考

何謂電壓波動(dòng)與閃變？電壓正弦波畸變是什么原因造成的？

衡量電能質(zhì)量的兩個(gè)重要指標(biāo)是什么？

電壓和頻率是衡量電能的兩個(gè)重要指標(biāo)。

用戶電能的頻率是通過發(fā)電廠調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來調(diào)整的。供配電系統(tǒng)中頻率是不可調(diào)的。

電壓在某一段時(shí)間內(nèi)急劇變化而偏離額定值的現(xiàn)象，稱為電壓波動(dòng)。周期性電壓急劇變化引起電源光通量急劇波動(dòng)而造成人的視覺感官不舒適的現(xiàn)象，稱為閃變。電壓正弦波畸變是由于電力系統(tǒng)中存在大量的非線性供用電設(shè)備造成的。

供配電系統(tǒng)電力變壓器的額定電壓

工廠供配電電壓的高低，對(duì)電能質(zhì)量及降低電能損耗均有重大的影響。在輸送功率一定的情況下，若提高供電電壓，就能減少電能損耗，提高用戶端電壓質(zhì)量。從另一方面講，電壓等級(jí)越高，對(duì)設(shè)備的絕緣性能要求也越高，投資費(fèi)用相應(yīng)增加。因此，供配電電壓的選擇主要取決于用電負(fù)荷的大小和供電距離的長短。①一次繞組的額定電壓＝配電網(wǎng)的額定電壓②二次繞組額定電壓是指變壓器的一次繞組加額定電壓，二次繞組開路時(shí)的空載電壓。

變壓器的二次繞組端電壓應(yīng)高于供電電網(wǎng)電壓10%。1.5

供配電電壓的選擇電壓的適用范圍220kV及以上：為輸電電壓，用來完成電能的遠(yuǎn)距離輸送。110kV及以下：為配電電壓，完成降壓和電能的分配。35～110kV配電網(wǎng)：高壓配電網(wǎng)；10～35kV配電網(wǎng)：中壓配電網(wǎng)；1kV以下：為低壓配電網(wǎng)；電壓等級(jí)適用范圍你能回答嗎？

我國工礦企業(yè)用戶為什么提倡提高低壓供配電的電壓等級(jí)？

問題與思考

我國工礦企業(yè)用戶的供配電電壓通常有哪些等級(jí)？

供配電電壓的選擇主要取決于什么？

主要取決于用電負(fù)荷的大小和供電距離的長短。

提倡提高低壓供配電的電壓等級(jí)，目的是為了減少線路的電壓損耗，保證遠(yuǎn)端負(fù)荷的電壓水平，減小導(dǎo)線截面積和線路投資，增大供配電半徑，減少變配電點(diǎn)，簡化供配電系統(tǒng)。

35～110kV；6～10kV；1kV；660V；380/220V

。

一類負(fù)荷：若對(duì)此負(fù)荷停電，將會(huì)造成人的生命危險(xiǎn)及設(shè)備損壞，打亂復(fù)雜的生產(chǎn)過程，造成重大設(shè)備損壞且難以修復(fù)，或給國民經(jīng)濟(jì)帶來極大損失。應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立的電源點(diǎn)供電。

二類負(fù)荷：若對(duì)此種負(fù)荷停電，將會(huì)造成生產(chǎn)流程紊亂且難以恢復(fù)，致使產(chǎn)品大量減產(chǎn)；或使城市居民的正常生活受到影響。應(yīng)由兩個(gè)回路供電，也可以由一回專用架空線路供電。

三類負(fù)荷：所有不屬于一、二類負(fù)荷的其他負(fù)荷均屬于三類負(fù)荷。三類負(fù)荷可采用單回路供電。（1）供配電系統(tǒng)的負(fù)荷1.6供配電系統(tǒng)的構(gòu)成及布置（2）企業(yè)供配電系統(tǒng)設(shè)備組成

供配電系統(tǒng)一般由電力變壓器、配電裝置、保護(hù)裝置、操作機(jī)構(gòu)、自動(dòng)裝置、測量儀表及附屬設(shè)備構(gòu)成。電力變壓器

電力變壓器在供配電系統(tǒng)中的作用是將一種電壓的電能轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N或幾種電壓的電能供給用戶。變電所或配電房中的電力變壓器，通常是將高壓電能轉(zhuǎn)變?yōu)榈蛪弘娔埽侂娊o用電設(shè)備。工廠供配電系統(tǒng)的構(gòu)成（1）戶內(nèi)配電室的組成

戶內(nèi)式變配電所主要由三部分組成：高壓配電室、變壓器室、低壓配電室。此外，有的還設(shè)有高壓電容器室和值班室。與戶內(nèi)變配電室相鄰的戶外電氣設(shè)備安裝在屋外，一般用于35KV及以上電壓級(jí)。

工廠供配電系統(tǒng)的布置（2）戶外配電裝置

戶外配電裝置根據(jù)電器設(shè)備和導(dǎo)體的布置高度及重疊情況，分為中型、半高型和高型幾種布置型式。

戶外配電裝置的特點(diǎn)：①土建工作量和費(fèi)用較小，建設(shè)周期短；②擴(kuò)建比較方便；③相鄰設(shè)備之間距離較大，便于帶電作業(yè)；④占地面積大；⑤受外界環(huán)境影響，設(shè)備運(yùn)行條件較差，需加強(qiáng)絕緣；⑥不良?xì)夂驅(qū)υO(shè)備維修和操作有影響。工廠供配電系統(tǒng)的布置（4）供配電裝置和各設(shè)備間距離的要求表1-2戶外配電裝置最小電氣間距名稱額定電壓（KV）1～1035110220帶電部分至接地部分（A1）不同相的帶電部分之間（A2）帶電部分到柵欄（B1）帶電部分到網(wǎng)狀遮欄（B2）無遮欄裸導(dǎo)體至地面（C）不同時(shí)停電檢修的無遮欄裸導(dǎo)體間水平距2002009503002700220040040011505002900240090010001650100034002900180020002550190043003800工廠供配電系統(tǒng)的布置配電裝置安全凈距

配電裝置的整個(gè)結(jié)構(gòu)尺寸，是由多種因素決定的。在配電裝置的各種間隔距離中，最基本的是帶電部分對(duì)接地部分之間和不同相的帶電部分之間的空間最小安全凈距，即所謂的A1和A2值。最小安全凈距，是指在此距離下，無論是處于最高工作