1、企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,11 電力系統(tǒng)的基本概念 12 電力系統(tǒng)的電壓 13 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式 14 短路的基本知識(shí),企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,1. 了解發(fā)電廠的概念；了解對電力系統(tǒng)的基本要求。 2. 掌握常見的發(fā)電廠發(fā)電形式和能量轉(zhuǎn)換過程。 3. 掌握電力系統(tǒng)和電網(wǎng)的概念。,11 電力系統(tǒng)的基本概念,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,發(fā)電廠又稱發(fā)電站，是將自然界存在的各種一次能源轉(zhuǎn)換為電能的工廠。發(fā)電廠按其所利用的能源不同，分為水力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠、風(fēng)力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠、太陽能發(fā)電廠、地?zé)岚l(fā)電廠等多種類型。,一、發(fā)電廠簡介,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,1.水力發(fā)電廠

2、 水利發(fā)電廠通稱水電站，是利用水庫中水流的位能轉(zhuǎn)換為電能的。,壩后式水力發(fā)電廠生產(chǎn)過程示意圖,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,2.火力發(fā)電廠 火力發(fā)電廠簡稱火電廠（站），是利用煤炭、石油、天然氣等燃料燃燒時(shí)的化學(xué)能轉(zhuǎn)換為熱能，加熱水變?yōu)樗魵?，再由水蒸氣推?dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，完成由化學(xué)能、熱能到電能的轉(zhuǎn)換過程。,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程示意圖,原煤由帶式輸送機(jī)輸送進(jìn)煤斗，經(jīng)磨煤機(jī)后變?yōu)槊悍?，其在鍋爐的爐膛內(nèi)充分燃燒，將鍋爐內(nèi)的水燒成高溫高壓的蒸汽，推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，使與它聯(lián)軸的發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)發(fā)電。,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,風(fēng)力發(fā)電原理示意圖,3.風(fēng)力發(fā)電廠 風(fēng)力發(fā)電是利用

3、風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換為電能的，風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)，并通過增速機(jī)提速，促使發(fā)電機(jī)發(fā)電。,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,4.核能發(fā)電站 核能發(fā)電廠又稱原子能發(fā)電廠，通稱核電站，是利用核燃料在反應(yīng)堆中的原子核裂變將核能轉(zhuǎn)換為電能。,核能發(fā)電廠生產(chǎn)過程示意圖 1核反應(yīng)堆2穩(wěn)壓器3蒸汽發(fā)生器4汽輪發(fā)電機(jī)組5給水加熱器6給水泵7主循環(huán)泵,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,5.太陽能發(fā)電廠 太陽能發(fā)電是利用太陽光能發(fā)電，通過光電轉(zhuǎn)換元件（如光電池）等直接將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能。 6. 我國的電力發(fā)展規(guī)劃 我國電力“十二五”發(fā)展的原則是：優(yōu)先開發(fā)水電；優(yōu)化發(fā)展煤電；高效發(fā)展核電；積極推進(jìn)新能源發(fā)電；適度發(fā)展天然氣集中

4、發(fā)電；因地制宜發(fā)展分布式發(fā)電。,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,幾種常見的發(fā)電廠主要特征,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,續(xù)表,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,續(xù)表,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,續(xù)表,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,續(xù)表,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,電力系統(tǒng)是指由各級(jí)電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體。,二、電力系統(tǒng)簡介,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,增,電力系統(tǒng) 發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體。,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,電力系統(tǒng)的組成,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,從發(fā)電廠到用戶的送電過程示意圖,企

5、業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,三、對電力系統(tǒng)的基本要求 （1）安全可靠 （2）運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 （3）電能質(zhì)量優(yōu)質(zhì),企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,電力系統(tǒng)的發(fā)展方向 我國已形成了北、中、南三個(gè)跨大區(qū)的互聯(lián)電網(wǎng)，規(guī)劃到2020 年左右，在水電、火電、核電、新能源發(fā)電四者結(jié)構(gòu)合理的基礎(chǔ)上建立全國聯(lián)合電網(wǎng)，使電力資源實(shí)現(xiàn)全國范圍內(nèi)的合理配置。,返回,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,1. 了解額定電壓的概念并掌握電網(wǎng)及電氣設(shè)備額定電壓的標(biāo)準(zhǔn)。 2. 了解工廠高低壓配電電壓的選擇原則。,12 電力系統(tǒng)的電壓,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1562007 標(biāo)準(zhǔn)電壓規(guī)定了三相交流電網(wǎng)和發(fā)電機(jī)

6、的額定電壓等級(jí)，見表。其中電力變壓器繞組額定電壓是依據(jù)電力變壓器標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品規(guī)格列出的。,三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓,一、三相交流電網(wǎng)及電氣設(shè)備的額定電壓,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,1.發(fā)電機(jī)的額定電壓 規(guī)定發(fā)電機(jī)額定電壓高于同級(jí)電網(wǎng)額定電壓5。 2.電網(wǎng)（線路）的額定電壓 線路的額定電壓采用始端電壓和末端電壓的算術(shù)平均值，此電壓稱為電網(wǎng)的額定電壓。,用電設(shè)備和發(fā)電機(jī)的額定電壓關(guān)系圖,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,3. 電力變壓器的額定電壓 （1）電力變壓器一次繞組的額定電壓 （2）電力變壓器二次繞組的額定電壓,電力變壓器額定電壓的說明,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,4. 用電設(shè)備

7、的額定電壓 規(guī)定用電設(shè)備的額定電壓與同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓相同。 5. 電力系統(tǒng)電壓高低的劃分,交流電力系統(tǒng)電壓等級(jí)的劃分,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,電壓等級(jí)的行業(yè)習(xí)慣劃分,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,1.高壓配電電壓的選擇 （1）企業(yè)高壓配電電壓通常采用610 kV 電壓。 (2)如果企業(yè)擁有相當(dāng)數(shù)量的6kV 用電設(shè)備，或者供電電源的電壓就是6kV，則可考慮采用6kV 電壓作為企業(yè)的高壓配電電壓 (3)如果當(dāng)?shù)氐碾娫措妷簽?5kV 或66kV，而廠區(qū)環(huán)境條件又允許采用35kV 或 66kV架空線路，則可考慮采用35kV 或66kV 作為高壓配電電壓深入到企業(yè)各車間負(fù)荷中心，并經(jīng)車間變電

8、站直接降為低壓用電設(shè)備所需的電壓。 2.低壓配電電壓的選擇 企業(yè)低壓配電電壓一般采用220380 V電壓。,二、企業(yè)供電系統(tǒng)配電電壓的選擇,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,2.低壓配電電壓的選擇 企業(yè)低壓配電電壓一般采用220380V電壓。其中線電壓380V接三相動(dòng)力設(shè)備及380V的單相設(shè)備，相電壓220V 接一般照明燈具及其他220V的單相設(shè)備。 但某些場合宜采用660V (甚至更高的1140V)作為低壓配電電壓。例如，礦井下。 我國現(xiàn)在只有采礦、石油、化工等企業(yè)采用660V電壓。,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,掌握電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地、經(jīng)消弧線圈接地、直接接地（或經(jīng)低阻抗接地）運(yùn)行方式的

9、特點(diǎn)以及應(yīng)用。,13 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式有兩大類： 一是中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)過低電阻接地，稱為大接地電流系統(tǒng)。 二是中性點(diǎn)不接地或經(jīng)過消弧線圈接地，稱為小接地電流系統(tǒng)。 其中采用最廣泛的是中性點(diǎn)不接地、中性點(diǎn)經(jīng)過消弧線圈接地和中性點(diǎn)直接接地三種方式。,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,中性點(diǎn)運(yùn)行方式,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,一、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng),中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的狀態(tài) a) 電路圖b) 相量圖,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)單相接地故障時(shí)的狀態(tài)：相電壓變?yōu)榫€電壓，要裝設(shè)專門的單相接地

10、保護(hù) a) 電路圖b) 相量圖,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,因?yàn)榫€路的線電壓相位和量值均未發(fā)生變化，因此，系統(tǒng)中的三相用電設(shè)備未受影響， 能正常運(yùn)行。但是，這種線路不允許在單相接地故障情況下長期運(yùn)行， 因?yàn)槿绻儆幸幌嘁舶l(fā)生接地故障時(shí)， 就形成了兩相接地短路， 短路電流很大， 這是絕對不允許的。,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,二、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng),消弧線圈接地補(bǔ)償裝置,在中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)中，有一種情況比較危險(xiǎn)，即在發(fā)生單相接地時(shí)如果接地電流較大，將出現(xiàn)斷續(xù)電弧，這就可能使線路發(fā)生電壓諧振現(xiàn)象（線路產(chǎn)生2.53倍的過電壓）。 為了防止單相接地時(shí)接地點(diǎn)出現(xiàn)斷續(xù)電弧，避免引

11、起過電壓，因此在單相接地電容電流大于一定值的電力系統(tǒng)中，電源中性點(diǎn)必須采取經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式。,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)單相接地時(shí)的狀態(tài) 采用大電感接地作用是消除單相接地故障 點(diǎn)的電?。╥c與iL互相補(bǔ)償）但其他兩相位線電壓 a) 電路圖b) 相量圖,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,在中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的三相系統(tǒng)中，與中性點(diǎn)不接地的系統(tǒng)一樣，允許在發(fā)生單相接地故障時(shí)短時(shí)繼續(xù)運(yùn)行(一般規(guī)定為2h以內(nèi))，但保護(hù)裝置要能及時(shí)發(fā)出接地報(bào)警信號(hào)。運(yùn)行值班人員應(yīng)及時(shí)查找、處理故障。暫時(shí)無法消除故障時(shí)，應(yīng)設(shè)法將負(fù)荷特別是重要負(fù)荷轉(zhuǎn)移到備用線路上去。如果發(fā)生單相接

12、地危及人身和設(shè)備安全時(shí)，保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作跳閘。,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,這種系統(tǒng)的單相接地，發(fā)生單相接地故障時(shí)通過接地中性點(diǎn)形成單相短路Ik(1) 。單相短路電流比線路的負(fù)荷電流大得多，因此在系統(tǒng)發(fā)生單相短路時(shí)保護(hù)裝置應(yīng)動(dòng)作跳閘，切除短路故障，使系統(tǒng)的其他部分恢復(fù)正常運(yùn)行。,三、中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)低電阻接地的電力系統(tǒng),中性點(diǎn)直接接地的電力 系統(tǒng)單相接地時(shí)的狀態(tài),中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地系統(tǒng)原理,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,常用的中性點(diǎn)接地電阻器外形圖,當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí),保護(hù)裝置跳閘,迅速切除故障線路,同時(shí)系統(tǒng)的備用電源自動(dòng)投入裝置動(dòng)作,投入備用電源,恢復(fù)系統(tǒng)供電。因此,其供電可靠性很高。

13、,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,四、三種運(yùn)行方式的優(yōu)缺點(diǎn)對比,三種運(yùn)行方式的優(yōu)缺點(diǎn)對比,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,14 短路的基本知識(shí),1.掌握企業(yè)供電系統(tǒng)短路的原因、后果。 2.掌握企業(yè)供電系統(tǒng)短路的形式及含義。,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,一、短路的原因,企業(yè)供電系統(tǒng)在正常地對用電負(fù)荷供電,以保證生產(chǎn)和生活有序進(jìn)行的過程中,由于一些原因會(huì)出現(xiàn)故障,使系統(tǒng)的正常運(yùn)行遭到破壞,企業(yè)供電系統(tǒng)中最常見的故障就是短路。 短路是指電路中不同電位的導(dǎo)電部分之間發(fā)生短接。在正常運(yùn)行的變配電系統(tǒng)中,相與相、相與地之間是絕緣的。系統(tǒng)短路故障現(xiàn)象是人們不希望看到的。 造成短路的原因,首先是電氣設(shè)備載

14、流部分的絕緣損壞。絕緣損壞的原因很多,如設(shè)備長期運(yùn)行而造成絕緣老化;設(shè)備自身存在質(zhì)量問題,絕緣強(qiáng)度不夠而被正常電壓擊穿;設(shè)備絕緣正常,但被雷電過電壓等過電壓擊穿;設(shè)備絕緣受到外力損傷而造成短路。 其次,由于工作人員違反安全操作規(guī)程而誤操作,或者誤將低電壓設(shè)備接入較高電壓的電路中,也可能造成短路。 此外,鳥獸跨越在裸露的相線之間或相線與接地物體之間,或者咬壞設(shè)備和導(dǎo)線電纜的絕緣也可能造成系統(tǒng)短路。,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,二、短路的后果 (1)短路時(shí),將產(chǎn)生很大的電動(dòng)力和很高的溫度,使系統(tǒng)中的故障元件和短路電路中的其他元件損壞。 (2)短路時(shí),短路電路中電壓會(huì)驟降,將嚴(yán)重影響其中電氣設(shè)備

15、的正常運(yùn)行。 (3)短路時(shí),企業(yè)供電系統(tǒng)中的保護(hù)裝置動(dòng)作,將造成停電,并且短路故障點(diǎn)越靠近電源側(cè),停電范圍越大,其造成的損失也越大。 (4)單相短路和兩相短路等不對稱短路,其短路電流將產(chǎn)生較強(qiáng)的不平衡交變磁場,對附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生干擾,影響正常運(yùn)行,甚至使其發(fā)生誤動(dòng)作。,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,三、短路的類型 在企業(yè)供電三相系統(tǒng)中,系統(tǒng)短路可分為三相短路、兩相短路、單相短路和兩相接地短路等。 三相短路是指U、V、W 三相之間的不正常短接,用k (3)表示。,企業(yè)供電系統(tǒng)及運(yùn)行第五版第一章,兩相短路是指U、V、W 三相中任意兩相之間的不正常短接,用k (2)表示(圖119b)。 單相短路是指U、V、W 三相中任意一相直接接地或與接地中性線之間的不正常短接,用k (1)表示(圖119c、圖119d)。 兩相接地短路是指U、V、W 三相中任意兩相分別直接接地(有兩處不同接地點(diǎn))或兩相之間不正常短接并接地(有一處接地點(diǎn)),用k (1,1)表示(圖119e、圖119f)。 在圖119中,Ik(3)