工厂供电-总结资料.docx

第一章电力系统绪论第一节电力系统的基本概念§1.1 电力系统的构成一、电力系统1、电力系统的定义> 按对象描述：发电厂、输配电网及用电设备组成> 按过程描述：由发电、变电、输电、供电、配电以及用电等设备和技术组成的一个将一次能源转换成电能的统一系统。2、电力系统的组成火力发电厂发电厂-水力发电厂（电能生产）原子能力发电厂（核电站,核能发电厂）1.风力发电等电力 系统输配电网 （电能的变换, 输送与分配）L用电设备（电能消耗）厂变电所（电压等级的变换）.配电所（电能能量的分配）L电力线路（电能的输送）升压变电所（电厂）J降压变电所（负荷中心）输电线路（>=220KV）配电线路（IIOKV及以下）二、电力系统运行的特点和要求1、特点：（1）电量不能大量储存（2）电力系统的电磁暂态过程非常短暂（3）电力系统重要性2、要求：（1）安全、可靠首要任务（负荷分级）（2）保证良好的供电质量（优质）（3）经济型（高效）（4）灵活、方便且有冗余§1.2 电力系统的额定电压额定电压：电气设备正常工作且能获得最佳技术性能和经济效果的电压。通常是指线电压,在电气设备铭牌上标出。一、额定电压规定电力系统电压是有等级的。电压分级的原因分析：由于s=5u,当输送功率S一定时，U越高，I越小，导线等截流部分的截面积越小，投资也就越小；但电压u越高，对于设备的绝缘要求也就越高，变压器、杆塔、断路器等设备的绝缘投资也就越大。综合考虑上述因素，对于一定的的输送功率和输送距离总会有一最合理的线路电压，此时最为经济。额定电压主要分成：220V,380V,3KV,6KV,35KV,110KV,220KV,500KV;详见表Ll我国交流电网和电力设备的额定电压1、用电设备额定电压：铭牌上标出的线电压，没有特殊规定2、电力线路的额定电压：和所连接的用电设备的额定电压相等，又称网络的额定电压3、发电机的额定电压：比网络电压高5%（105%）；标称值为空载值。4、变压器额定电压变压器一次绕组（=用电设备）与发电机直接相连=发电机额定电压（105%）不与发电机直接相连=网络额定电压（100%）变压器二次绕组（=电源设备）与用户直接相连=比网络额定电压高5%（105%）与用户不直接相连=比网络额定电压高10%（110%）二、各种电压等级的适用范围额定电压等级线路的输送功率和输送距离（额定电压越高，输送功率越大，输送距离越远）§13中性点运行方式一、电力系统中性点电力系统中性点：是指系统中星形连接的变压器或发电机的中性点。意义：电力系统的中性点运行方式是一个综合性问题，对于电力系统的运行，特别是在系统发生单相接地故障时有明显的影响：> 它与电压等级、单相接地电流、过电压水平、保护配置等有关；> 直接影响电网的绝缘水平、系统供电的可靠性、主变压器和发电机的运行安全以及通信线路的抗干扰能力等。二、中性点运行方式及特点（1）中性点直接接地（大电流接地系统）:220KV,110KV,380/220V（2）中性点非直接接地（小电流接地系统）（2.（1） 点不接地：3KV-10KV（2.（2） 点经消弧线圈接地：3-6KVJd>30A;10KV,ld>20A:20-63KVzld>10A1、中性点不接地的电力系统假定条件：> 三相对称电路：电源、线路和负载均是对称的；> C为相与地之间的总分布电容：XC表示其容抗；（1）系统正常时：三相线电压对称；三相相电压对称；三相对地电容电流对称；结论：系统正常时，虚拟接地点的总电容电流相量和为0,即没有电流在地中流动。（2）系统发生单相接地短路时（如C相接地）电压特征：C相对地电压为0；中性点对地电压不为0；A,B相对地电压升高为线电压；电流特征：相接地的电容电流为正常运行时每相对地电容电流的3倍。（3）中性点不接地系统发生单相接地时的特征：> 经故障相流入故障点的电流为正常时本电压等级每相对地总电流的3倍；> 中性点对地电压升高为相电压；> 非故障相的对地电压升高为线电压；> 线电压与正常时的相同，依然对称；（后接三相设备不影响，单项设备有影响）（2）适用范围：中性点不接地系统仅仅适用于单相接地电容电流不大的电网3-10KV电网中，单相接地电流ld<30A;35-60KV电网中,单相接地电流ld<10A;2、中性点经消弧线圈接地的电力系统（过补偿）3、中性点直接接地的电力系统单相接地故障时，形成单相短路，短路电流比正常时大得多，立即跳闸。解决的问题（1）高压灭弧困难（2）高压绝缘投资大（3）低压单向设备运行需要（380V/220V系统）4、中性点经电阻接地（按接地电流大小又分为经高电阻接地和经低电阻接地）> 中性点经高电阻接地以限制单相接地电流为目的，可以消除大部分谐振过电压，但对系统绝缘水平要求较高。主要用于发电机回路。> 中性点经低电阻接地适用于以电缆线路为主，不容易发生瞬时性单相接地故障且系统电容电流比较大的城市电网、发电厂厂用电系统及企业配电系统。结论：P4第一节最后一段第二章用户供电系统第一节1、有功功率（有动负荷）能量消耗的实际功率I三相电路中表示为，电力负荷,P=ZZcosI（功率）I无功功率（无功负荷）实际上是储能元件与电源之间能量交换的功率，三相电路中表示为I2=4SSin°；2、负荷曲线的绘制>日有功负荷曲线主要采用描点法和阶梯形绘制方法意义：日有功曲线与时间轴之间所围成的面积为一天所消耗的有功电量。4Pdt>年持续负荷曲线根据日负荷曲线在全年的变化特点，分为冬季日负荷曲线和夏季日负荷曲线。年持续负荷曲线的绘制需要借助于一年中具有代表性的夏季日负荷曲线和冬季日负荷曲线。夏季和冬季在全年所占天数视地理位置和气温情况而定。北方：冬季200天，夏季165天；南方：冬季165天，夏季200天（1）绘制夏季日负荷曲线、冬季日负荷曲线，并绘制年持续负荷的坐标系；（TmaX=8670h）（2）从夏季日负荷曲线和冬季日负荷曲线的最大功率开始，以功率递减的顺序，依次绘制年持续负荷曲线坐标系中。eg.Pl对应的Tl=200*tl（夏）+165*t2（冬）>（南方）3、供电系统负荷计算示例T1：已知某机修车间的金属切削机床组，拥有电压为380V的三相电动机7.5kW3台,4kW8台,3kW17台,L5kW10台。试求其计算负荷。解：此机床组电动机的总容量为：Pe=7.5AW×3+4kW×8+3kW×11+.5kW×10=l20.5kW查表可求得：Kd=0.2,CoSe=O.5,tan。=1.73,有功计算负荷：E=O.2X120.5ZW=24.MW无功计算负荷：Qc=24.MWX1.73=41.74Var24IArVV视在计算负荷：Sc=4S.2kVAC0.5计算电流Ic=-7=73.2A6X0.38此T2：一机修车间的380V线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW,其中较大容量电动机有7.5kW2台，4kW2台，2.2kW8台；另接通风机1.2kW2台；电阻炉1台2kW。试求计算负荷（设同期系数K£p、KEq均为0.9）。解：先求各组的计算负荷冷加工机床：查附录表1可得Kdl=O.2,cosl=0.5,tgl=1.73PCl=KdlPeI=O2x50=lOkWQc=Pcltgl=10×1.73=17.3kvar（2）通风机：Kd2=0.8,cos2=0.8,tg2=0.75Pc2=Kd2Pe2=08×2.4=1.92kWQc2=Pc2tg2=1.92×0.75=1.44kvar电阻炉：因只1台，故其计算负荷等于设备容量Pc3=Pe3=2kW,QC3=0车间计算负荷：T3：教材P17-五、供电系统负荷计算示例第二节1、变压器的分类> 按照绕组的导体材料分：铜绕组和铝绕组> 按照冷却方式和绕组绝缘分：油浸式和干式> 按照调压方式分：无载调压变压器和有载调压变压器2、变压器型号的表示（P222附表4）s_三相相数代号D一单相C一成型固体G-干式空气自冷油浸式不表示pii3、变压器类型选择需要注意的几点：（1）应选用低损耗节能型变压器；（2）对于高层建筑、地下建筑等对消防要求较高场所，应采用干式电力变压器；（3）对电网电压波动较大、电能质量要求较高时,采用有载调压电力变压器；（4）供电系统中没有特殊要求和民用建筑独立变电所常采用三相油浸自冷式的电力变压器。4、例：某一10/0.4kV车间变电所，总计算负荷为1350kVA,其中一、二级负荷680kVA.选择变压器的台数和容量。解：该车间变电所有一、二级负荷，故宜选择两台变压器。任一台变压器单独运行时，要满足60%70%的负荷，即SN=（0.60.7）×1350kVA=810kVA954kVA且任一台变压器应满足SN2680kVA,因此，可选两台容量均为100okVA的变压器,具体型号为S9-1000/10。5、电流互感器（CIIlTenttransformer,缩写为CT,文字符号为TA）作用：将主回路中的大电流变换为小电流信号，供计量和继电保护用。电流互感器的一次电流/i与其二次电流之间有下列关系：式中M、此为电流互感器一次和二次绕组的匝数；Kj为电流互感器的变流比，=in2n,例如=100A5A等。使用注意事项：工作时二次侧不得开路；二次侧一端必须接地；接线时注意极性。6、电压互感器（VOltagetranSformer或potentialtransformer,缩写为PT,文字符号为TV）作用：将高电压变换为低电压，供计量和继电保护用。NU.-U,KU.,N22“式中M、M为电压互感器一、二次绕组的匝数；儿为电压互感器的变压比，即其额定一、二次电压比，例如10000V/100V等。使用注意事项：工作时二次侧不得短路，装熔断器；、7、低压断路器（1）作用：能带负荷通断电路，在短路、过负荷、欠压或失压的情况下自动跳闸。（2）种类和结构：塑壳式低压断路器、模数化小型断路器导线截面的选择原则：1.按允许载流量选择导线和电缆的截面2 .按允许电压损失选择导线和截面3 .按经济电流密度选择导线和电缆截面4 .按机械强度选择导线和电缆截面5 .短路热稳定校验为保证电气设备在正常和事故情况下可靠地工作而进行的接地，叫工作接地。如变压器和发电机中性点接地，避雷器的接地。保护接地：为保证人身安全，防止触电事故而进行的接地，叫保护接地。如电动机的外壳接地时，因人体的接触电阻比接地电阻大许多，当电动机一相碰时，其电流主要由接地电阻流入大地，当人此时碰到设备外壳时，也会因流入人体的电流太小，而避免受到侵害。保护接零：在低压三相四相制的电力系统中，将电气设备的外壳，用导线直接与零线连接起来，就叫保护接零。当接零的系统中有一相与外壳相碰进，短路会在该相与零线之间发生，这时促使线路上的保护迅速动作，切除故障。保护接零比保护接地因其零线的阻抗小,短路电流在更是优越性，从而证明了保护接地电阻在的缺点。重复接地：在中性点直接接地的低压系统中，为确保接零安全呆靠，除了在电源的中性点进行工作接地外，还要在零线的其他地方进行必要的各点接地，叫重第接地。过电压：指在电气设备或线路上出现的超过正常工作要求并对其绝缘构成威胁的电压。过电压分类：电力系统过电压r内过电压（谐振、操作不当、系统内不对称短路）过电压倍数k=过电压/工频电压；（k值与电网牯构、系统容蚩和参数、中性点、接地方式、断路器性能以及操作方式等因素有关。）造成过电压的能量来自系统自身外过电压（雷电过电压或大气过电压）造成过电压的能量来自系统以外雷电过电压的种类（直击落过电压：雷云直接击中地面物体，强大雷电流逋过物体，产生较高的电压降；产生强大的热效应和机械效应；重由r由日感应雷过电压：雷云在架空线路上方时，架空线路感应出异性电荷，雷云击甩过皿对其他物体放电后，柒空线路上的电荷样放，形成过电压；雷电侵入波：由于直击雷或者感应而产生的高电压雷电波沿架空线路或I者金属管道侵入变配电所或者用户；占雷害的50%以上。避雷针（线）防直击雷装置避雷器防线路侵入波装置