供配電技術(shù)第3版唐志平

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1、供供 電電 技技 術(shù)術(shù) （4848+16+16學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)） 供電技術(shù)是高等院校電類專業(yè)，主要包供電技術(shù)是高等院校電類專業(yè)，主要包括電氣工程及自動(dòng)化、電機(jī)與電器、計(jì)算機(jī)控括電氣工程及自動(dòng)化、電機(jī)與電器、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)等專業(yè)的一門選修課程。本課程主要是制技術(shù)等專業(yè)的一門選修課程。本課程主要是使學(xué)生使學(xué)生掌握掌握中、小型用電企業(yè)中、小型用電企業(yè)電力負(fù)荷計(jì)算電力負(fù)荷計(jì)算、短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算的基本理論，具備工廠變配電所的基本理論，具備工廠變配電所電氣設(shè)備電氣設(shè)備選擇、安裝、調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)選擇、安裝、調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)等職業(yè)等職業(yè)技能，為今后從事相關(guān)工作奠定堅(jiān)實(shí)的理論基技能，為今后從事相關(guān)工作奠定堅(jiān)實(shí)的

2、理論基礎(chǔ)。礎(chǔ)。一、課程開設(shè)意義及重要性一、課程開設(shè)意義及重要性供供 電電 技技 術(shù)術(shù) （32+1632+16學(xué)時(shí)）學(xué)時(shí)）二、本課程主要內(nèi)容二、本課程主要內(nèi)容 本課程主要講述中小型工廠供配電系統(tǒng)的基本理本課程主要講述中小型工廠供配電系統(tǒng)的基本理論知識(shí)、計(jì)算方法、系統(tǒng)運(yùn)行及管理等相關(guān)知識(shí)。論知識(shí)、計(jì)算方法、系統(tǒng)運(yùn)行及管理等相關(guān)知識(shí)。主要包括：主要包括： 電力系統(tǒng)的基本知識(shí)；電力系統(tǒng)的基本知識(shí)； 工廠電力負(fù)荷的計(jì)算；工廠電力負(fù)荷的計(jì)算； 三相短路分析、短路電流及短路效應(yīng)的計(jì)算；三相短路分析、短路電流及短路效應(yīng)的計(jì)算； 電氣主接線、電氣主設(shè)備；電氣主接線、電氣主設(shè)備； 供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)等供配電系統(tǒng)

3、的繼電保護(hù)等供供 電電 技技 術(shù)術(shù) 三、參考教材：三、參考教材：工廠供電工廠供電 第第2 2版版 黃純?nèi)A黃純?nèi)A 天天津大學(xué)出版社津大學(xué)出版社 工廠供電工廠供電 第第5 5版版 劉介才劉介才 機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社 供配電技術(shù)第供配電技術(shù)第3 3版版 唐志平唐志平 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社 供配電技術(shù)第供配電技術(shù)第2 2版版 唐志平唐志平 電子工業(yè)出版社電子工業(yè)出版社 工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)第工廠供電設(shè)計(jì)指導(dǎo)第2 2版版 劉介才劉介才 機(jī)械工業(yè)出版機(jī)械工業(yè)出版社社目目 錄錄v第一章第一章 電力系統(tǒng)概論電力系統(tǒng)概論v第二章第二章 負(fù)荷計(jì)算負(fù)荷計(jì)算v第三章第三章 短路電流計(jì)算短路電流計(jì)算v第四章

4、第四章 變配電所及其一次系統(tǒng)變配電所及其一次系統(tǒng)v第五章第五章 電氣設(shè)備的選擇電氣設(shè)備的選擇v第六章第六章 電力線路電力線路v第七章第七章 供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù)供配電系統(tǒng)的繼電保護(hù) 內(nèi)容內(nèi)容: : 電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的概念、電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的概念、系統(tǒng)的額定電壓、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)系統(tǒng)的額定電壓、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式、電能的質(zhì)量指標(biāo)和電力負(fù)荷等行方式、電能的質(zhì)量指標(biāo)和電力負(fù)荷等基本知識(shí)?；局R(shí)。 重點(diǎn)重點(diǎn): : 系統(tǒng)額定電壓的確定和中性點(diǎn)的系統(tǒng)額定電壓的確定和中性點(diǎn)的運(yùn)行方式分析。運(yùn)行方式分析。 1.1 1.1 電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)概述1.2 1.2 電力系

5、統(tǒng)的額定電壓電力系統(tǒng)的額定電壓1.3 1.3 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式1.4 1.4 電能質(zhì)量指標(biāo)電能質(zhì)量指標(biāo)1.5 1.5 電力負(fù)荷電力負(fù)荷小結(jié)小結(jié)1.1 1.1 電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)概述 電能是一種清潔的二次能源。電能已廣泛應(yīng)用電能是一種清潔的二次能源。電能已廣泛應(yīng)用于各個(gè)方面。電力工業(yè)已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基于各個(gè)方面。電力工業(yè)已成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，得到迅猛發(fā)展。礎(chǔ)，得到迅猛發(fā)展。 到到20112011年年底，我國(guó)發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量近年年底，我國(guó)發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量近106106億千億千瓦，居世界第瓦，居世界第2 2位；發(fā)電量達(dá)位；發(fā)電量達(dá)46

6、03746037億度，居世界第億度，居世界第1 1位。工業(yè)用電量已占全部用電量的位。工業(yè)用電量已占全部用電量的707080%80%，是電力，是電力系統(tǒng)的最大電能用戶，供配電系統(tǒng)的任務(wù)就是系統(tǒng)的最大電能用戶，供配電系統(tǒng)的任務(wù)就是用戶用戶所需電能的供應(yīng)和分配所需電能的供應(yīng)和分配，它是電力系統(tǒng)的重要組成，它是電力系統(tǒng)的重要組成部分。用戶所需的電能，絕大多數(shù)是由電力系統(tǒng)供部分。用戶所需的電能，絕大多數(shù)是由電力系統(tǒng)供給的，先介紹電力系統(tǒng)的知識(shí)。給的，先介紹電力系統(tǒng)的知識(shí)。一、一、 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) 1.1.發(fā)電廠發(fā)電廠 發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)換成電能。發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)換成電能。 根據(jù)一次能源的不同，有火力

7、發(fā)電廠、水力發(fā)電廠和核能根據(jù)一次能源的不同，有火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠和核能發(fā)電廠，此外，還有風(fēng)力、地?zé)?、潮汐和太?yáng)能等發(fā)電廠。發(fā)電廠，此外，還有風(fēng)力、地?zé)?、潮汐和太?yáng)能等發(fā)電廠。 2.2.變電所變電所 接受電能、變換電壓和分配電能。接受電能、變換電壓和分配電能。 按變電所的性質(zhì)和任務(wù)不同，可分為升壓變電所和降壓按變電所的性質(zhì)和任務(wù)不同，可分為升壓變電所和降壓變電所，按變電所的地位和作用不同，又分為樞紐變電所、變電所，按變電所的地位和作用不同，又分為樞紐變電所、地區(qū)變電所和用戶變電所。地區(qū)變電所和用戶變電所。 電力系統(tǒng)組成：電力系統(tǒng)組成：發(fā)電廠、變電所、電力線路和電能用戶發(fā)電廠、變電所、電力線路

8、和電能用戶 3.3.電力線路電力線路 將發(fā)電廠、變電所和電能用戶連接起將發(fā)電廠、變電所和電能用戶連接起來(lái)，完成輸送電能和分配電能的任務(wù)。來(lái)，完成輸送電能和分配電能的任務(wù)。 4. 4.電能用戶電能用戶 電能用戶又稱電力負(fù)荷，所有消耗電電能用戶又稱電力負(fù)荷，所有消耗電能的用電設(shè)備或用電單位。能的用電設(shè)備或用電單位。 電力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)：發(fā)電廠、變電所、電力線路和電能用戶發(fā)電廠、變電所、電力線路和電能用戶 供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的電能用戶，也是電力系供配電系統(tǒng)是電力系統(tǒng)的電能用戶，也是電力系統(tǒng)的重要組成部分。由統(tǒng)的重要組成部分。由總降變電所、高壓配電所、配總降變電所、高壓配電所、配電線路、車間變電所或

9、建筑物變電所和用電設(shè)備組成。電線路、車間變電所或建筑物變電所和用電設(shè)備組成。 總降變電總降變電所是企業(yè)電能供應(yīng)的樞紐。它將所是企業(yè)電能供應(yīng)的樞紐。它將35kV35kV110kV110kV的外部供電電源電壓降為的外部供電電源電壓降為6 610kV10kV高壓配電電壓，高壓配電電壓，供給高壓配電所、車間變電所和高壓用電設(shè)備。供給高壓配電所、車間變電所和高壓用電設(shè)備。 高壓配電所集中接受高壓配電所集中接受6 610kV10kV電壓，再分配到附電壓，再分配到附近各車間變電所或建筑物變電所和高壓用電設(shè)備。一近各車間變電所或建筑物變電所和高壓用電設(shè)備。一般負(fù)荷分散、廠區(qū)大的大型企業(yè)設(shè)置高壓配電所。般負(fù)荷分

10、散、廠區(qū)大的大型企業(yè)設(shè)置高壓配電所。 二、二、 供配電系統(tǒng)供配電系統(tǒng) 配電線路分為配電線路分為6 610kV10kV廠內(nèi)高壓配電線路和廠內(nèi)高壓配電線路和380/220V380/220V廠內(nèi)低壓配電線路。廠內(nèi)低壓配電線路。高壓配電線路將總降高壓配電線路將總降變電所與高壓配電所、車間變電所或建筑物變電所和高變電所與高壓配電所、車間變電所或建筑物變電所和高壓用電設(shè)備聯(lián)接起來(lái)。低壓配電線路將車間變電所的壓用電設(shè)備聯(lián)接起來(lái)。低壓配電線路將車間變電所的380/220V380/220V電壓送各低壓用電設(shè)備。電壓送各低壓用電設(shè)備。 車間變電所或建筑物變電所將車間變電所或建筑物變電所將6 610kV10kV電壓

11、降為電壓降為380/220V380/220V電壓，供低壓用電設(shè)備用。電壓，供低壓用電設(shè)備用。 用電設(shè)備按用途可分為動(dòng)力用電設(shè)備、工藝用用電設(shè)備按用途可分為動(dòng)力用電設(shè)備、工藝用電設(shè)備、電熱用電設(shè)備、試驗(yàn)用電設(shè)備和照明用電設(shè)備、電熱用電設(shè)備、試驗(yàn)用電設(shè)備和照明用電設(shè)備等。電設(shè)備等。供配電系統(tǒng)圖供配電系統(tǒng)圖三、三、 供配電的要求和課程任務(wù)供配電的要求和課程任務(wù) 做好供配電工作，對(duì)于促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)，降低產(chǎn)做好供配電工作，對(duì)于促進(jìn)工業(yè)生產(chǎn)，降低產(chǎn)品成本，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化和工業(yè)現(xiàn)代化有著十分重品成本，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化和工業(yè)現(xiàn)代化有著十分重要的意義。要的意義。 本課程的任務(wù)主要通過(guò)講述供配電系統(tǒng)電能供本課程的任務(wù)

12、主要通過(guò)講述供配電系統(tǒng)電能供應(yīng)和分配的基本知識(shí)和理論，使學(xué)生掌握供配電系應(yīng)和分配的基本知識(shí)和理論，使學(xué)生掌握供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算方法，管理和運(yùn)行技能。統(tǒng)的設(shè)計(jì)和計(jì)算方法，管理和運(yùn)行技能。對(duì)供配電的基本要求：對(duì)供配電的基本要求：1 1安全安全 在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生在電能的供應(yīng)、分配和使用中，不應(yīng)發(fā)生人身事故和設(shè)備事故。人身事故和設(shè)備事故。2 2可靠可靠 應(yīng)滿足用電設(shè)備對(duì)供電可靠性的要求。應(yīng)滿足用電設(shè)備對(duì)供電可靠性的要求。3 3優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì) 應(yīng)滿足用電設(shè)備對(duì)電壓和頻率等供電質(zhì)量應(yīng)滿足用電設(shè)備對(duì)電壓和頻率等供電質(zhì)量的要求。的要求。4 4經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì) 供配電應(yīng)盡量做到投資省，年運(yùn)行費(fèi)低，供配

13、電應(yīng)盡量做到投資省，年運(yùn)行費(fèi)低，盡可能減少有色金屬消耗量和電能損耗，提高電能盡可能減少有色金屬消耗量和電能損耗，提高電能利用率。利用率。 1.2 1.2 電力系統(tǒng)的額定電壓電力系統(tǒng)的額定電壓 額定電壓額定電壓：電氣設(shè)備正常工作且能獲得最佳技術(shù)性能和經(jīng)：電氣設(shè)備正常工作且能獲得最佳技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果的電壓。通常指線電壓，在電氣設(shè)備銘牌上標(biāo)出。濟(jì)效果的電壓。通常指線電壓，在電氣設(shè)備銘牌上標(biāo)出。 v一、額定電壓規(guī)定一、額定電壓規(guī)定 電力系統(tǒng)電壓是有等級(jí)的。電力系統(tǒng)電壓是有等級(jí)的。 電壓分級(jí)的原因分析：電壓分級(jí)的原因分析： 由于由于 ，當(dāng)輸送功率，當(dāng)輸送功率S S 一定時(shí)，一定時(shí)，U U越高，越高，I

14、 I 越小，越小，導(dǎo)線等載流部分的截面積越小，投資也就越小；導(dǎo)線等載流部分的截面積越小，投資也就越小； 但電壓但電壓U U越高，對(duì)于設(shè)備絕緣要求也就越高，變壓器、越高，對(duì)于設(shè)備絕緣要求也就越高，變壓器、桿塔、斷路器等設(shè)備的絕緣投資也就越大；桿塔、斷路器等設(shè)備的絕緣投資也就越大； 綜合考慮上述因素，對(duì)于一定的輸送功率和輸送距離綜合考慮上述因素，對(duì)于一定的輸送功率和輸送距離總會(huì)有一最為合理的線路電壓，此時(shí)最為經(jīng)濟(jì)?？倳?huì)有一最為合理的線路電壓，此時(shí)最為經(jīng)濟(jì)。 UIS3 主要分成：主要分成：220V,380V,3kV,6kV,10kV,35kV,110kV,220kV,220V,380V,3kV,6k

15、V,10kV,35kV,110kV,220kV, 500kV 500kV等等 在電力系統(tǒng)中同一電壓等級(jí)下，不同的電氣設(shè)備在電力系統(tǒng)中同一電壓等級(jí)下，不同的電氣設(shè)備具有不同的額定電壓規(guī)定。用電設(shè)備、電力線路、具有不同的額定電壓規(guī)定。用電設(shè)備、電力線路、發(fā)電機(jī)以及變壓器的額定電壓規(guī)定分別予以介紹。發(fā)電機(jī)以及變壓器的額定電壓規(guī)定分別予以介紹。1 1、用電設(shè)備額定電壓、用電設(shè)備額定電壓 銘牌上標(biāo)出的線電壓，沒有特殊規(guī)定。銘牌上標(biāo)出的線電壓，沒有特殊規(guī)定。2 2、電力線路的額定電壓、電力線路的額定電壓 和所連接用電設(shè)備的額定電壓相等，又稱網(wǎng)絡(luò)的額定電壓。和所連接用電設(shè)備的額定電壓相等，又稱網(wǎng)絡(luò)的額定電壓

16、。3 3、發(fā)電機(jī)的額定電壓、發(fā)電機(jī)的額定電壓 與網(wǎng)絡(luò)額定電壓為同一等級(jí)時(shí)，發(fā)電機(jī)的額定電壓規(guī)定比與網(wǎng)絡(luò)額定電壓為同一等級(jí)時(shí)，發(fā)電機(jī)的額定電壓規(guī)定比網(wǎng)絡(luò)電壓高網(wǎng)絡(luò)電壓高5%5%；標(biāo)稱值均為空載值。；標(biāo)稱值均為空載值。4 4、變壓器額定電壓、變壓器額定電壓 比較復(fù)雜，需視所處位置來(lái)確定。比較復(fù)雜，需視所處位置來(lái)確定。1 1）變壓器一次繞組的額定電壓）變壓器一次繞組的額定電壓與發(fā)電機(jī)直接相連時(shí)，其額定電壓與發(fā)電機(jī)額定電壓相同；與發(fā)電機(jī)直接相連時(shí)，其額定電壓與發(fā)電機(jī)額定電壓相同；不與發(fā)電機(jī)直接相連時(shí)，其額定電壓與（網(wǎng)絡(luò)）線路的額定不與發(fā)電機(jī)直接相連時(shí)，其額定電壓與（網(wǎng)絡(luò)）線路的額定電壓相同。電壓相同。

17、2 2）變壓器二次繞組的額定電壓）變壓器二次繞組的額定電壓當(dāng)線路較短（直接向高低壓用電設(shè)備供電，如當(dāng)線路較短（直接向高低壓用電設(shè)備供電，如10kV10kV及以下線及以下線路），二次繞組的額定電壓應(yīng)比相連線路的額定電壓高路），二次繞組的額定電壓應(yīng)比相連線路的額定電壓高5%5%；當(dāng)線路較長(zhǎng)（如當(dāng)線路較長(zhǎng)（如35kV35kV及以上高壓線路）及以上高壓線路）, ,變壓器二次繞組的額變壓器二次繞組的額定電壓應(yīng)比相連線路的額定電壓高定電壓應(yīng)比相連線路的額定電壓高10%10%。4 4、變壓器額定電壓、變壓器額定電壓電力系統(tǒng)電壓等級(jí)規(guī)定總結(jié)電力系統(tǒng)電壓等級(jí)規(guī)定總結(jié)例例1-11-1 已知圖已知圖1-51-5所示

18、系統(tǒng)中線路的額定電壓，試求發(fā)電機(jī)所示系統(tǒng)中線路的額定電壓，試求發(fā)電機(jī)和變壓器的額定電壓。和變壓器的額定電壓。解：發(fā)電機(jī)解：發(fā)電機(jī)G的額定電壓的額定電壓UN.G=1.05UN.1WL=1.056=6.3kV變壓器變壓器1T的額定電壓的額定電壓UIN.IT=UN.G=6.3kVU2N.1T=1.1UN.2WL=1.1110=121kV1T額定電壓為額定電壓為6.3/121kV變壓器變壓器2T的額定電壓的額定電壓UIN.2T=UN.2WL=110kVU2N.2T=1.05UN.3WL=1.0510=10.5kV2T的額定電壓為的額定電壓為110/10.5kV1.3 1.3 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式電

19、力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)一電力系統(tǒng)中性點(diǎn)v電力系統(tǒng)中性點(diǎn)電力系統(tǒng)中性點(diǎn) 指系統(tǒng)中星形聯(lián)結(jié)的變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)。指系統(tǒng)中星形聯(lián)結(jié)的變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)。v意義：意義：電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式是一個(gè)綜合性問(wèn)題，對(duì)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式是一個(gè)綜合性問(wèn)題，對(duì)于電力系統(tǒng)的運(yùn)行特別是在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)有明于電力系統(tǒng)的運(yùn)行特別是在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)有明顯的影響：顯的影響： 它與電壓等級(jí)、單相接地電流、過(guò)電壓水平、保護(hù)配置它與電壓等級(jí)、單相接地電流、過(guò)電壓水平、保護(hù)配置等有關(guān)；等有關(guān)； 直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性、主變壓直接影響電網(wǎng)的絕緣水平、系統(tǒng)供電的可靠性、主

20、變壓器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全以及通信線路的抗干擾能力等。器和發(fā)電機(jī)的運(yùn)行安全以及通信線路的抗干擾能力等。二中性點(diǎn)運(yùn)行方式及特點(diǎn)二中性點(diǎn)運(yùn)行方式及特點(diǎn)v 假定條件：假定條件： 三相對(duì)稱電路：電源、線路和負(fù)載均是對(duì)稱的；三相對(duì)稱電路：電源、線路和負(fù)載均是對(duì)稱的； C為相與地之間的總分布電容；為相與地之間的總分布電容；表示其容抗；表示其容抗；Xc正常運(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)1.3.1 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)（1）系統(tǒng)正常時(shí)）系統(tǒng)正常時(shí)三相線電壓對(duì)稱三相線電壓對(duì)稱;三相相電壓對(duì)稱三相相電壓對(duì)稱;三相對(duì)地電容電流對(duì)稱三相對(duì)地電容電流對(duì)稱;v 三個(gè)

21、對(duì)地電容電流平衡分析三個(gè)對(duì)地電容電流平衡分析三相對(duì)地分布電容電流分別為：三相對(duì)地分布電容電流分別為：CCCcoCCBBcoBCAAcoAXUIXUIXUI;0COCCOBCOAoIIII接地電流為：接地電流為：v 結(jié)論：系統(tǒng)正常時(shí)，虛擬接地點(diǎn)的總電容電流相量和為結(jié)論：系統(tǒng)正常時(shí)，虛擬接地點(diǎn)的總電容電流相量和為0，即沒有電流在地中流動(dòng)。，即沒有電流在地中流動(dòng)。正常運(yùn)行時(shí)的中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)（2）系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時(shí)（如）系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時(shí)（如C相接地）相接地）v電壓特征：電壓特征：C相對(duì)地電壓為相對(duì)地電壓為0；中性點(diǎn)對(duì)地電壓不為；中性點(diǎn)對(duì)地電壓不為0；A相對(duì)地電壓為：相對(duì)地電壓為：；升

22、高為線電壓；升高為線電壓；B相對(duì)地電壓為：相對(duì)地電壓為：；升高為線電壓；升高為線電壓；v電流特征：電流特征： 將接地點(diǎn)作為廣義節(jié)點(diǎn)，列將接地點(diǎn)作為廣義節(jié)點(diǎn)，列KCL方程：方程：ACCAAUUUU)(BCCBBUUUU)(0.BCACCIII)(.BCACCIII 由相量圖得，相位上：由相量圖得，相位上：超前超前； 量值上：量值上：CI090CU00333,3CCCCACAACACCIIIXUXUIII，得：且v結(jié)論：結(jié)論：一相接地的電容電流為正常運(yùn)行時(shí)每相對(duì)地電容電一相接地的電容電流為正常運(yùn)行時(shí)每相對(duì)地電容電流的流的3倍；倍；（3）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)特征：）中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相

23、接地時(shí)特征： 經(jīng)故障相流入故障點(diǎn)的電流為正常時(shí)本電壓等級(jí)每相經(jīng)故障相流入故障點(diǎn)的電流為正常時(shí)本電壓等級(jí)每相對(duì)地總電容電流的對(duì)地總電容電流的3倍；倍； 中性點(diǎn)對(duì)地電壓升高為相電壓；中性點(diǎn)對(duì)地電壓升高為相電壓； 非故障相的對(duì)地電壓升高為線電壓；非故障相的對(duì)地電壓升高為線電壓； 線電壓與正常時(shí)的相同，依然對(duì)稱；線電壓與正常時(shí)的相同，依然對(duì)稱；（4）適用范圍：）適用范圍：中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)僅僅適用于單相接地電容電流不中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)僅僅適用于單相接地電容電流不大的電網(wǎng)：大的電網(wǎng)： 3-10kV電網(wǎng)中，單相接地電流：電網(wǎng)中，單相接地電流：Id30A； 35-60kV電網(wǎng)中，單相接地電流：電網(wǎng)中，單相接地電

24、流：Id10A；1.3.2 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng) 上述電路中如果發(fā)生單相接地故障時(shí)接地電流比較大，上述電路中如果發(fā)生單相接地故障時(shí)接地電流比較大，會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)電弧，由于電力線路中含有電阻、電感、電會(huì)出現(xiàn)斷續(xù)電弧，由于電力線路中含有電阻、電感、電容，因此在單相弧光接地時(shí)，可能會(huì)形成串聯(lián)諧振，出容，因此在單相弧光接地時(shí)，可能會(huì)形成串聯(lián)諧振，出現(xiàn)過(guò)電壓（正常時(shí)的現(xiàn)過(guò)電壓（正常時(shí)的2.5-3倍），導(dǎo)致線路上絕緣薄弱地倍），導(dǎo)致線路上絕緣薄弱地點(diǎn)出現(xiàn)絕緣擊穿；在此單相接地電容電流大于一定值的點(diǎn)出現(xiàn)絕緣擊穿；在此單相接地電容電流大于一定值的系統(tǒng)中，電源中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈

25、接地。系統(tǒng)中，電源中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地。 發(fā)生單相接地故障時(shí)，流過(guò)中性點(diǎn)的電流時(shí)接地電容發(fā)生單相接地故障時(shí)，流過(guò)中性點(diǎn)的電流時(shí)接地電容與流過(guò)消弧線圈的電感電流之和；與流過(guò)消弧線圈的電感電流之和； 超前超前 90 900 0，而，而 滯后滯后 90 900 0，所以在接地點(diǎn)相互補(bǔ)償。，所以在接地點(diǎn)相互補(bǔ)償。使流過(guò)接地點(diǎn)使流過(guò)接地點(diǎn)的電流減小。的電流減小。CICULICU（1）特點(diǎn)：）特點(diǎn)：v 中性點(diǎn)對(duì)地電壓升高為相電壓；中性點(diǎn)對(duì)地電壓升高為相電壓；v 非故障相的對(duì)地電壓升高為線電壓；非故障相的對(duì)地電壓升高為線電壓；v 線電壓與正常時(shí)的相同，依然對(duì)稱；線電壓與正常時(shí)的相同，依然對(duì)稱；v 消弧線圈有

26、效減小了接地電流，允許在單相接地故障時(shí)繼消弧線圈有效減小了接地電流，允許在單相接地故障時(shí)繼續(xù)運(yùn)行（續(xù)運(yùn)行（2小時(shí)），在此時(shí)間內(nèi)查找故障。小時(shí)），在此時(shí)間內(nèi)查找故障。（2）適用場(chǎng)合：）適用場(chǎng)合： 規(guī)定在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的規(guī)定在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中的3-60kV系統(tǒng)中，當(dāng)電系統(tǒng)中，當(dāng)電容電流超過(guò)規(guī)定數(shù)值時(shí)，需要采用消弧線圈接地：容電流超過(guò)規(guī)定數(shù)值時(shí)，需要采用消弧線圈接地：v 3-6kV的系統(tǒng)，的系統(tǒng)， 大于大于30A;v 10kV的系統(tǒng)的系統(tǒng), 大于大于20A;v 35-60kV的系統(tǒng)的系統(tǒng), 大于大于10A;1.3.3中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng) 單相接地故障時(shí)，形成單相短路

27、，短路電流比正常單相接地故障時(shí)，形成單相短路，短路電流比正常時(shí)大的多，立即跳閘；時(shí)大的多，立即跳閘；v解決的問(wèn)題：解決的問(wèn)題： （1）.高壓滅弧困難：高壓滅弧困難：220kV及以上的電壓電網(wǎng)，除及以上的電壓電網(wǎng)，除存在對(duì)地電容外，還存在較大的電暈損耗和泄漏損耗，存在對(duì)地電容外，還存在較大的電暈損耗和泄漏損耗，因而在接地電流中既有有功分量又有無(wú)功分量，而消因而在接地電流中既有有功分量又有無(wú)功分量，而消弧線圈只能補(bǔ)償無(wú)功分量，接地點(diǎn)仍有較大的有功電弧線圈只能補(bǔ)償無(wú)功分量，接地點(diǎn)仍有較大的有功電流流過(guò)；電壓等級(jí)越高，該值越大：流流過(guò)；電壓等級(jí)越高，該值越大：100A-200A之上；之上；致使電弧無(wú)法

28、熄滅；致使電弧無(wú)法熄滅； （2）高壓絕緣投資大：在中）高壓絕緣投資大：在中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生單性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障后，中性點(diǎn)電位不相接地故障后，中性點(diǎn)電位不變化，致使非故障相對(duì)地電壓變化，致使非故障相對(duì)地電壓即相電壓基本不變化，所以可即相電壓基本不變化，所以可以有效克服線路以及高壓設(shè)備以有效克服線路以及高壓設(shè)備高壓絕緣投資問(wèn)題；高壓絕緣投資問(wèn)題； （3）低壓?jiǎn)蜗嘣O(shè)備運(yùn)行需要：）低壓?jiǎn)蜗嘣O(shè)備運(yùn)行需要：在在380V/220V系統(tǒng)中，為了設(shè)系統(tǒng)中，為了設(shè)備可靠接地以及單相設(shè)備的工備可靠接地以及單相設(shè)備的工作需要，也通常采用中性點(diǎn)直作需要，也通常采用中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行方式。接接地

29、運(yùn)行方式。1.4 1.4 電能的質(zhì)量指標(biāo)電能的質(zhì)量指標(biāo)電能的質(zhì)量是指電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量和供電可靠性三項(xiàng)指標(biāo)。電能的質(zhì)量是指電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量和供電可靠性三項(xiàng)指標(biāo)。1.4.1 電壓電壓 電壓質(zhì)量是以電壓偏離額定電壓的電壓質(zhì)量是以電壓偏離額定電壓的幅度幅度、電壓波動(dòng)電壓波動(dòng)和和電電壓波形壓波形來(lái)衡量。來(lái)衡量。1.4.2 頻率頻率 頻率的質(zhì)量是以頻率的質(zhì)量是以頻率偏差頻率偏差來(lái)衡量來(lái)衡量 1.4.3 供電可靠性供電可靠性 供電可靠性是以供電可靠性是以對(duì)用戶停電的時(shí)間及次數(shù)對(duì)用戶停電的時(shí)間及次數(shù)來(lái)衡量。來(lái)衡量。 1.電壓偏差電壓偏差 電壓偏差是電壓偏離額定電壓的幅度，一般以百電壓偏差是電壓偏離額定電壓

30、的幅度，一般以百分?jǐn)?shù)表示，即分?jǐn)?shù)表示，即 式中，式中，V%為電壓偏差百分?jǐn)?shù)；為電壓偏差百分?jǐn)?shù)；U為實(shí)際電壓；為實(shí)際電壓；UN為額定電壓。我國(guó)規(guī)定了供電電壓允許偏差，見表為額定電壓。我國(guó)規(guī)定了供電電壓允許偏差，見表1-2，要求供電電壓的電壓偏差不超過(guò)允許偏差，要求供電電壓的電壓偏差不超過(guò)允許偏差 表表1-2 供電電壓允許偏差供電電壓允許偏差100UUU%VNN2.電壓波動(dòng)電壓波動(dòng) 電壓波動(dòng)是指電壓的急劇變化。電壓變化的速率大于每秒電壓波動(dòng)是指電壓的急劇變化。電壓變化的速率大于每秒1%的即的即為電壓急劇變化。電壓波動(dòng)程度以電壓最大值與最小值之差或其百分?jǐn)?shù)為電壓急劇變化。電壓波動(dòng)程度以電壓最大值與最

31、小值之差或其百分?jǐn)?shù)表示，即表示，即 式中，式中，U為電壓波動(dòng)；為電壓波動(dòng)；U%為電壓波動(dòng)百分?jǐn)?shù)；電壓波動(dòng)的允許值為電壓波動(dòng)百分?jǐn)?shù)；電壓波動(dòng)的允許值見見表表1-3。minmaxUUU100minmaxNUUU U%= 3.波形波形 波形的質(zhì)量是波形的質(zhì)量是以正弦電壓波形以正弦電壓波形畸變率來(lái)衡量的?；兟蕘?lái)衡量的。 在理想情況下，在理想情況下，電壓波形為正弦電壓波形為正弦波，但電力系統(tǒng)波，但電力系統(tǒng)中有大量非線性中有大量非線性負(fù)荷，使電壓波負(fù)荷，使電壓波形發(fā)生畸變，除形發(fā)生畸變，除基波外，還有各基波外，還有各項(xiàng)諧波。項(xiàng)諧波。 表1-5 公用電網(wǎng)諧波電壓限值（相電壓） 我國(guó)采用的額定頻率為我國(guó)采用

32、的額定頻率為50HZ。在正常情況下，頻率的。在正常情況下，頻率的允許偏差，根據(jù)電網(wǎng)的裝機(jī)容量而定；事故情況下，頻率允允許偏差，根據(jù)電網(wǎng)的裝機(jī)容量而定；事故情況下，頻率允許偏差更大。頻率的允許偏差見表許偏差更大。頻率的允許偏差見表1-6。表表1-6 電力系統(tǒng)頻率的允許偏差電力系統(tǒng)頻率的允許偏差4.4.頻率質(zhì)量指標(biāo)頻率質(zhì)量指標(biāo) 供電可靠性是以對(duì)用戶停電的時(shí)間及次數(shù)來(lái)衡量。它常供電可靠性是以對(duì)用戶停電的時(shí)間及次數(shù)來(lái)衡量。它常用供電可靠率用供電可靠率Kre1表示，即實(shí)際供電時(shí)間與統(tǒng)計(jì)期全部時(shí)間表示，即實(shí)際供電時(shí)間與統(tǒng)計(jì)期全部時(shí)間的比值的百分?jǐn)?shù)表示，的比值的百分?jǐn)?shù)表示， Kre1= 100% Ty=Ts

33、-Tt Tt= 式中，式中，Ty為統(tǒng)計(jì)期實(shí)際供電時(shí)間之和（為統(tǒng)計(jì)期實(shí)際供電時(shí)間之和（h）；）；Ts為統(tǒng)計(jì)為統(tǒng)計(jì)期全部時(shí)間（期全部時(shí)間（h）；）；Tt為統(tǒng)計(jì)期內(nèi)停電時(shí)間之和（為統(tǒng)計(jì)期內(nèi)停電時(shí)間之和（h）；）；ti為統(tǒng)計(jì)期內(nèi)每次停電時(shí)間（為統(tǒng)計(jì)期內(nèi)每次停電時(shí)間（h）。停電時(shí)間應(yīng)包括：事故停）。停電時(shí)間應(yīng)包括：事故停電、計(jì)劃?rùn)z修停電及臨時(shí)性停電時(shí)間。電、計(jì)劃?rùn)z修停電及臨時(shí)性停電時(shí)間。SyTTniit1 5.供電可靠性指標(biāo)供電可靠性指標(biāo) 用戶有各種用電設(shè)備，它們的工作特征和重要性各不相同，用戶有各種用電設(shè)備，它們的工作特征和重要性各不相同，對(duì)供電的可靠性和供電的質(zhì)量要求也不同。因此，應(yīng)對(duì)用電對(duì)供電的可

34、靠性和供電的質(zhì)量要求也不同。因此，應(yīng)對(duì)用電設(shè)備或負(fù)荷分類，以滿足負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，保證供設(shè)備或負(fù)荷分類，以滿足負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求，保證供電質(zhì)量，降低供電成本。電質(zhì)量，降低供電成本。1.5.1按對(duì)供電可靠性要求的負(fù)荷分類按對(duì)供電可靠性要求的負(fù)荷分類 我國(guó)將電力負(fù)荷按其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在我國(guó)將電力負(fù)荷按其對(duì)供電可靠性的要求及中斷供電在政治上、經(jīng)濟(jì)上造成的損失或影響的程度劃分為三級(jí)。政治上、經(jīng)濟(jì)上造成的損失或影響的程度劃分為三級(jí)。1.5 1.5 電力負(fù)荷電力負(fù)荷1、一級(jí)負(fù)荷：、一級(jí)負(fù)荷：中斷供電將造成人員傷亡或在政治中斷供電將造成人員傷亡或在政治上經(jīng)濟(jì)上造成重大損失者。上經(jīng)濟(jì)上

35、造成重大損失者。 如醫(yī)院手術(shù)室、礦井、消防設(shè)備等。如醫(yī)院手術(shù)室、礦井、消防設(shè)備等。 供電要求：雙電源供電，必須增設(shè)應(yīng)急電源。供電要求：雙電源供電，必須增設(shè)應(yīng)急電源。 常用的應(yīng)急電源有：常用的應(yīng)急電源有： （1）柴油發(fā)電機(jī)組；）柴油發(fā)電機(jī)組； （2）供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專門饋電線）供電網(wǎng)絡(luò)中獨(dú)立于正常電源的專門饋電線路；路； （3）蓄電池。）蓄電池。2. 二級(jí)負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷：中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損：中斷供電在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失者。失者。 如大型的鋼廠、化纖廠等。如大型的鋼廠、化纖廠等。 供電要求：兩回路供電；負(fù)荷較小時(shí)可以一回專供電要求：兩回路供電；負(fù)荷較小時(shí)可以一回專線供電

36、。線供電。3.三級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷：其它負(fù)荷。：其它負(fù)荷。 供電要求：對(duì)供電電源無(wú)特殊要求。供電要求：對(duì)供電電源無(wú)特殊要求。1.5.2 按工作制的負(fù)荷分類按工作制的負(fù)荷分類 1. 連續(xù)工作制負(fù)荷連續(xù)工作制負(fù)荷 連續(xù)工作制負(fù)荷是指長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的用電設(shè)備，其特連續(xù)工作制負(fù)荷是指長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作的用電設(shè)備，其特點(diǎn)是負(fù)荷比較穩(wěn)定，連續(xù)工作發(fā)熱使其達(dá)到熱平衡狀態(tài)，其點(diǎn)是負(fù)荷比較穩(wěn)定，連續(xù)工作發(fā)熱使其達(dá)到熱平衡狀態(tài)，其溫度達(dá)到穩(wěn)定溫度，用電設(shè)備大都屬于這類設(shè)備。如泵類、溫度達(dá)到穩(wěn)定溫度，用電設(shè)備大都屬于這類設(shè)備。如泵類、通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、電爐、運(yùn)輸設(shè)備、照明設(shè)備等。通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、電爐、運(yùn)輸設(shè)備、照明設(shè)備等。2

37、. 短時(shí)工作制負(fù)荷短時(shí)工作制負(fù)荷 短時(shí)工作制負(fù)荷是指工作時(shí)間短、停歇時(shí)間長(zhǎng)的用電設(shè)短時(shí)工作制負(fù)荷是指工作時(shí)間短、停歇時(shí)間長(zhǎng)的用電設(shè)備。其運(yùn)行特點(diǎn)為工作時(shí)其溫度達(dá)不到穩(wěn)定溫度，停歇時(shí)其備。其運(yùn)行特點(diǎn)為工作時(shí)其溫度達(dá)不到穩(wěn)定溫度，停歇時(shí)其溫度降到環(huán)境溫度，此負(fù)荷在用電設(shè)備中所占比例很小。如溫度降到環(huán)境溫度，此負(fù)荷在用電設(shè)備中所占比例很小。如機(jī)床的橫梁升降、刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)、閘門電動(dòng)機(jī)等。機(jī)床的橫梁升降、刀架快速移動(dòng)電動(dòng)機(jī)、閘門電動(dòng)機(jī)等。3. 反復(fù)短時(shí)工作制負(fù)荷反復(fù)短時(shí)工作制負(fù)荷 反復(fù)短時(shí)工作制負(fù)荷是指時(shí)而工作、時(shí)而停歇、反復(fù)短時(shí)工作制負(fù)荷是指時(shí)而工作、時(shí)而停歇、反復(fù)運(yùn)行的設(shè)備，其運(yùn)行特點(diǎn)為工作時(shí)

38、溫度達(dá)不到穩(wěn)反復(fù)運(yùn)行的設(shè)備，其運(yùn)行特點(diǎn)為工作時(shí)溫度達(dá)不到穩(wěn)定溫度，停歇時(shí)也達(dá)不到環(huán)境溫度。如起重機(jī)、電梯、定溫度，停歇時(shí)也達(dá)不到環(huán)境溫度。如起重機(jī)、電梯、電焊機(jī)等。電焊機(jī)等。 反復(fù)短時(shí)工作制負(fù)荷可用負(fù)荷持續(xù)率（或暫載率）反復(fù)短時(shí)工作制負(fù)荷可用負(fù)荷持續(xù)率（或暫載率）來(lái)表示。來(lái)表示。 式中，式中，tw為工作時(shí)間，為工作時(shí)間，to為停歇時(shí)間，為停歇時(shí)間，T為工作周期。為工作周期。%100Tt%100tttWOWW小結(jié)小結(jié) 本章介紹了電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的概念，講述了電能的質(zhì)本章介紹了電力系統(tǒng)和供配電系統(tǒng)的概念，講述了電能的質(zhì)量指標(biāo)和電力負(fù)荷，重點(diǎn)討論了電力系統(tǒng)中各種電力設(shè)備的額量指標(biāo)和電力負(fù)荷，重點(diǎn)討論了電力系統(tǒng)中各種電力設(shè)備的額定電壓，電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式。定電壓，電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式。1. 電力系統(tǒng)是指由、和組成的整體。2. 工廠供配電系統(tǒng)由、和組成。3. 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式有、和三種。4. 電能質(zhì)量指標(biāo)有、兩項(xiàng)。5. 電力負(fù)荷按工作制分為:、和三類。 1. 發(fā)電廠、變電所、電力線路、用戶 2. 總降變電所、配電所、車間變電所、配電線路、用電設(shè)備 3. 不接地、經(jīng)消弧線圈接地、直接接地 4. 電壓、頻率 5. 連續(xù)工作制、短時(shí)工作制、反復(fù)短時(shí)工作制