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1、项目二项目二 发电厂与电网发电厂与电网任务一任务一 电力系统中性点运行方式的合理选择电力系统中性点运行方式的合理选择任务二任务二 工厂供电电压的选择工厂供电电压的选择 电力系统的中性点运行方式，是一个涉及面很广的问题。它对于供电力系统的中性点运行方式，是一个涉及面很广的问题。它对于供电可靠性、过电压、绝缘配合、短路电流、继电保护、系统稳定性以及电可靠性、过电压、绝缘配合、短路电流、继电保护、系统稳定性以及对弱电系统的干扰等诸多方面都有不同的影响，特别是在系统发生单相对弱电系统的干扰等诸多方面都有不同的影响，特别是在系统发生单相接地故障时，有明显的影响。因此，电力系统的中性点运行方式，应根接地故
2、障时，有明显的影响。因此，电力系统的中性点运行方式，应根据国家的有关规定，并根据实际情况确定。据国家的有关规定，并根据实际情况确定。相关知识相关知识一、电力的输送一、电力的输送1.并车与解列并车与解列 一个电厂的装机容量是电力生产规模大小的标志，用千瓦一个电厂的装机容量是电力生产规模大小的标志，用千瓦(kW)或或兆瓦兆瓦(MW)表示。所谓装机容量，是一个电厂拥有发电机组的总功率。表示。所谓装机容量，是一个电厂拥有发电机组的总功率。任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择下一页一般中、大型电厂，往往由多台机组构成，为了便于电力的集中输出一般中、大型电厂，往往
3、由多台机组构成，为了便于电力的集中输出和集中控制，一个电厂所有机组发出的电力通常都并联起来，形成集和集中控制，一个电厂所有机组发出的电力通常都并联起来，形成集中的电力输出，把每台发电机发出的电力进行并联，该技术操作叫做中的电力输出，把每台发电机发出的电力进行并联，该技术操作叫做并车。并车由专用的并车装置来完成，分自动的和手动的两种。在现并车。并车由专用的并车装置来完成，分自动的和手动的两种。在现代化电厂中，都采用自动的并车装置。并车的主要技术条件是代化电厂中，都采用自动的并车装置。并车的主要技术条件是:须并入须并入电力网的发电机所发出的电力，其频率和相序应与网路上的频率和相电力网的发电机所发出
4、的电力，其频率和相序应与网路上的频率和相序保持一致。把投入并车运行的发电机从电力网上解脱出来，这一技序保持一致。把投入并车运行的发电机从电力网上解脱出来，这一技术操作叫做解列。术操作叫做解列。2.输送输送 电力网都采用高电压、小电流输送电力。电力网都采用高电压、小电流输送电力。下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择根据焦耳楞次定律可知，电流通过导体所产生的热量，是与通过导体的根据焦耳楞次定律可知，电流通过导体所产生的热量，是与通过导体的电流电流Iz平方成正比的，所以采用低电压、大电流输送电力是很不经济的。平方成正比的，所以采用低电压、大电流输
5、送电力是很不经济的。电力系统的容量越大、输电距离越长，就要求把输电电压升得越高。此电力系统的容量越大、输电距离越长，就要求把输电电压升得越高。此外，输电电压越高，输电的距离也就可以越长。外，输电电压越高，输电的距离也就可以越长。目前，在大型电网中，输电距离超过数百千米的己比较普遍。在一般目前，在大型电网中，输电距离超过数百千米的己比较普遍。在一般情况下，输电距离在情况下，输电距离在50km以下的，采用以下的，采用35 kV电压电压;在在100 km左右左右的，采用的，采用110 kV电压电压;超过超过200 km的，采用的，采用220kV或更高的电压。或更高的电压。具体选用输电电压时，须就输电
6、容量和线路投资等因素综合考虑技术经具体选用输电电压时，须就输电容量和线路投资等因素综合考虑技术经济指标。济指标。3.升压升压下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择 凡并入电网运行的电厂，所发的电力都要经过升压，这是由发电机的凡并入电网运行的电厂，所发的电力都要经过升压，这是由发电机的绝缘结构和安全等因素所决定的，发电机输出的电压往往不能很高。低绝缘结构和安全等因素所决定的，发电机输出的电压往往不能很高。低压发电机的输出端电压压发电机的输出端电压400 V，高压发电机的输出端电压一般为，高压发电机的输出端电压一般为620 kV。现代电厂的规模都
7、很大，装机容量都在几十万千瓦，有的。现代电厂的规模都很大，装机容量都在几十万千瓦，有的达几百万千瓦，电网的输电距离也愈来愈长。这样庞大的电力输送，必达几百万千瓦，电网的输电距离也愈来愈长。这样庞大的电力输送，必须经过升压才能把电厂所发的电力馈送出去。须经过升压才能把电厂所发的电力馈送出去。电网的输电线路按电压等级分有高压级和超高压级两种。我国高压电网的输电线路按电压等级分有高压级和超高压级两种。我国高压输电的标准电压输电的标准电压35 kV，超高压输电电压有，超高压输电电压有110 kV,220 kV,330 kV和和500 kV等多种。输电线路一般都采用架空线路。超高压输电线等多种。输电线路
8、一般都采用架空线路。超高压输电线路通常避免进入市区路通常避免进入市区;35 kV高压输电线路在市区边缘地带，通常也高压输电线路在市区边缘地带，通常也下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择采用架空线路。电缆线路投资较大，但在跨越江河和通过区以及不允采用架空线路。电缆线路投资较大，但在跨越江河和通过区以及不允许采用架空线路区域，则须采用电缆线路。许采用架空线路区域，则须采用电缆线路。架空输电线路按不同电压等级采用不同的杆塔。对架空输电线路按不同电压等级采用不同的杆塔。对35 kV线路，线路，通常采用混凝土杆单杆架设，用悬式绝缘子或瓷横担来支持导线
9、。用通常采用混凝土杆单杆架设，用悬式绝缘子或瓷横担来支持导线。用悬式绝缘子时，一般在每个支持点用悬式绝缘子时，一般在每个支持点用24个悬式绝缘子串接。对个悬式绝缘子串接。对110 kV线路，有用铁塔架设的，也有用混凝土杆单杆或双杆线路，有用铁塔架设的，也有用混凝土杆单杆或双杆(俗称龙门杆俗称龙门杆)架设的，通常都用悬式绝缘子串接后作为导线的支持点，一般每个架设的，通常都用悬式绝缘子串接后作为导线的支持点，一般每个支持点串接支持点串接79个悬式绝缘子。个悬式绝缘子。220 kV及以上线路大多数采用铁塔及以上线路大多数采用铁塔架设，也用悬式绝缘子串接后作为导线的支持点，通常每个支持点串架设，也用悬
10、式绝缘子串接后作为导线的支持点，通常每个支持点串接接13个及以上数量的悬式绝缘子。个及以上数量的悬式绝缘子。下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择220 kV以上的架空输电线，除采用更高大的铁塔来架设导线外，还以上的架空输电线，除采用更高大的铁塔来架设导线外，还改用分裂导线。所谓分裂导线，就是每相架空线不是用单根导线，而改用分裂导线。所谓分裂导线，就是每相架空线不是用单根导线，而是采用数根较小直径的导线，均匀地分布在圆环四周，这样能明显地是采用数根较小直径的导线，均匀地分布在圆环四周，这样能明显地扩大每相导线占有空间的直径，从而有效地减少产生
11、电晕的损耗。扩大每相导线占有空间的直径，从而有效地减少产生电晕的损耗。4.变电变电 变电的日的是变换电网的电压等级。要使不同电压等级的线路联成变电的日的是变换电网的电压等级。要使不同电压等级的线路联成整个网络，需要通过变电设备统一电压等级来进行衔接。在大型电力整个网络，需要通过变电设备统一电压等级来进行衔接。在大型电力系统中，通常设有一个或几个变电中心，称为中心变电站。变电中心系统中，通常设有一个或几个变电中心，称为中心变电站。变电中心的使命是指挥、调度和监视整个电网的使命是指挥、调度和监视整个电网(或一大区域或一大区域)的电力运行，进行的电力运行，进行有效的保护，并有效地控制故障的蔓延，以确
12、保整个电网的运行有效的保护，并有效地控制故障的蔓延，以确保整个电网的运行下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择稳定与安全。稳定与安全。变电分为输电电压的变换和配电电压的变换，前者通常称为变电站，变电分为输电电压的变换和配电电压的变换，前者通常称为变电站，或称一次变电站，主要是为输电需要而进行电压变换或称一次变电站，主要是为输电需要而进行电压变换;但也兼有变换配但也兼有变换配电电压的设备，后者通常称为交配电站电电压的设备，后者通常称为交配电站(所所)，或称二次变电站，主要，或称二次变电站，主要是为配电需要而进行电压变换，一般只设置变换配电电压的
13、设备。如是为配电需要而进行电压变换，一般只设置变换配电电压的设备。如果只具备配电功能而无变电设备的，则称为配电站果只具备配电功能而无变电设备的，则称为配电站(所所)。变配电站馈。变配电站馈送的电力在到主用户前送的电力在到主用户前(或进入用户后或进入用户后)，通常还需要再进行一次电压，通常还需要再进行一次电压变换，这级变电，是电网中的最后一级变电。电力从电厂到用户，电变换，这级变电，是电网中的最后一级变电。电力从电厂到用户，电压要经过多级变换。经过变电而把电压升高的称为升压，把电压降低压要经过多级变换。经过变电而把电压升高的称为升压，把电压降低的称为降压。用来升降电压的变压器称为电力变压器。的称
14、为降压。用来升降电压的变压器称为电力变压器。下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择下一页上一页习惯上把高压配电线路末端变电的电力变压器称为配电变电器习惯上把高压配电线路末端变电的电力变压器称为配电变电器(简称配简称配变变)。在大型电网中，各级变电构成系统的概况。在大型电网中，各级变电构成系统的概况5.配电配电 电力的分配，简称配电。配电分电业系统对用户的电力分配和用户电力的分配，简称配电。配电分电业系统对用户的电力分配和用户内部对用电设备的电力分配两种。电业系统的配电是围绕电力供应这一内部对用电设备的电力分配两种。电业系统的配电是围绕电力供应
15、这一中心为日的的，故也可把配电称为供电。为配电服务的设备和线路，分中心为日的的，故也可把配电称为供电。为配电服务的设备和线路，分别称为配电设备和配电线路，配电线路上的电压等级，简称配电电压。别称为配电设备和配电线路，配电线路上的电压等级，简称配电电压。对电业系统说来，也可分别叫做供电设备、供电线路和供电电压。这里对电业系统说来，也可分别叫做供电设备、供电线路和供电电压。这里先介绍电业系统对用户的电力分配。先介绍电业系统对用户的电力分配。高压配电和低压配电配电电压的高低，通常决定于用户的分布、高压配电和低压配电配电电压的高低，通常决定于用户的分布、任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方
16、式的合理选择运行方式的合理选择用电性质、负载密度和特殊要求等情况。常用的高压配电电压有用电性质、负载密度和特殊要求等情况。常用的高压配电电压有10 kV和和6 kV两种，低压配电电压为两种，低压配电电压为380V和和220 V。用电量大的用户，。用电量大的用户，也有需要用也有需要用35 kV高压或高压或10kV超高压直接供电的。大多数用户是由超高压直接供电的。大多数用户是由10 kV或或6 kV高压供电，或高压供电，或380/220 V低压供电。前者称为高压低压供电。前者称为高压用户，后者称为低压用户。如用户，后者称为低压用户。如图图2-1所示。所示。供电级别根据用户用电的性质和要求不同，供电
17、部门把用户的负荷供电级别根据用户用电的性质和要求不同，供电部门把用户的负荷(也称负载也称负载)分为三级分为三级:(1)一级负荷一级负荷:一级负荷用户突然停电，会造成人员伤亡或主要设一级负荷用户突然停电，会造成人员伤亡或主要设备遭受损坏且长期难以修复，或对国民经济带来巨大损失，如炼钢厂、备遭受损坏且长期难以修复，或对国民经济带来巨大损失，如炼钢厂、石油提炼厂、矿井和大型医院等都属于一级负荷用户。石油提炼厂、矿井和大型医院等都属于一级负荷用户。下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择对一级负荷用户所提供的电力，应来自两个一次变电站对一级负荷用户所提
18、供的电力，应来自两个一次变电站(至少是来自一至少是来自一个一次变电站的两台变压器个一次变电站的两台变压器);同时，电力的馈送必须采用双端同时，电力的馈送必须采用双端(即双回即双回路路)的专线线路供电。的专线线路供电。(2)二级负荷二级负荷:二级负荷用户突然停电，会造成大量产品二级负荷用户突然停电，会造成大量产品(或工件或工件)报废，报废，或导致复杂的生产过程出现长期混乱，或因处理不当而发生人身和设备或导致复杂的生产过程出现长期混乱，或因处理不当而发生人身和设备事故，或致使生产上遭受重大损失，如抗生素制造厂、水泥厂大窑和化事故，或致使生产上遭受重大损失，如抗生素制造厂、水泥厂大窑和化纤厂等都属于
19、二级负荷用户。对二级负荷用户所提供的电力应来自两个纤厂等都属于二级负荷用户。对二级负荷用户所提供的电力应来自两个二次变电站二次变电站(至少是来自一个二次变电站的两台变压器至少是来自一个二次变电站的两台变压器);同时，电力的同时，电力的馈送必须采用双端线路馈送必须采用双端线路(即双回路即双回路)供电。供电。(3)三级负荷三级负荷:除一、二级负荷以外的其他用户，均属三级负荷。除一、二级负荷以外的其他用户，均属三级负荷。下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择对三级负荷所提供的电力，允许因电力输配电系统出现故障而暂时停对三级负荷所提供的电力，允许因电
20、力输配电系统出现故障而暂时停电。电。在用电量较大的城镇中，高压配电线路的结构类型往往都是环状在用电量较大的城镇中，高压配电线路的结构类型往往都是环状的，有些地区把低压配电线路也连成环状。环状配电线路有多端电源的，有些地区把低压配电线路也连成环状。环状配电线路有多端电源连接点，且不是同接于一个变电站或同一台变压器，因此不致因某一连接点，且不是同接于一个变电站或同一台变压器，因此不致因某一变电站或某一台变压器发生故障而突然停电。对于用户集中、负荷密变电站或某一台变压器发生故障而突然停电。对于用户集中、负荷密度较高的城镇地区，构成环状配电线路是防止事故性停电的较好措施。度较高的城镇地区，构成环状配电
21、线路是防止事故性停电的较好措施。双端配电线路在一般城镇和负荷密度较高的农村均有较广泛的应用。双端配电线路在一般城镇和负荷密度较高的农村均有较广泛的应用。双端配电线路是在其两端分别与两个变电站或两台变压器进行连接的，双端配电线路是在其两端分别与两个变电站或两台变压器进行连接的，这样可显著减少故障停电。这样可显著减少故障停电。下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择单端配电线路一般适用于无法连接两个变电站或两台变压器的地方，单端配电线路一般适用于无法连接两个变电站或两台变压器的地方，它只适用于对三级负荷的用户进行供电。从变电站或配电变压器中它只适用
22、于对三级负荷的用户进行供电。从变电站或配电变压器中馈送出来的高、低压配电线路，按不同支接形式形成不同的布局，馈送出来的高、低压配电线路，按不同支接形式形成不同的布局，有树干形、放射形和筋骨形等多种，如有树干形、放射形和筋骨形等多种，如图图2-2所示。图中的所示。图中的“1”是变电站或配电变压器，是变电站或配电变压器，2”是用户分布点。是用户分布点。配电线路不管选用哪种布局形式，都以最短配电距离而能分布配电线路不管选用哪种布局形式，都以最短配电距离而能分布到最多的用户为原则。到最多的用户为原则。6.用电申请用电申请 凡需取得电网系统的电力供应，必须提前向电业部门提出用电凡需取得电网系统的电力供应
23、，必须提前向电业部门提出用电申请。申请。下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择用电提出申请，能使电业部门统一而有计划地分配电力，有效做到安全、用电提出申请，能使电业部门统一而有计划地分配电力，有效做到安全、节约、合理地为用户提供电力。故用户新装或改装节约、合理地为用户提供电力。故用户新装或改装(包括扩大用电量和包括扩大用电量和移动电度表位置移动电度表位置)，均须事先向电业部门提出申请，经同意后才可引接，均须事先向电业部门提出申请，经同意后才可引接电源。申请的内容电源。申请的内容:(1)申请用电量申请用电量:通常是以计算负荷电流提出申请的，而不
24、是以用电通常是以计算负荷电流提出申请的，而不是以用电设备功率的总和来提出申请。计算负荷电流依据下列三个因素求得设备功率的总和来提出申请。计算负荷电流依据下列三个因素求得:实际装接的用电设备的总功率。实际装接的用电设备的总功率。用电设备的实际利用率用电设备的实际利用率L，由下式求得，由下式求得 (2-1)式中式中:Pt同一时间中所启用用电设备的最高总功率同一时间中所启用用电设备的最高总功率(即各启用设备即各启用设备下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择的功率之和的功率之和)。Pn装接的所有用电设备的总功率。装接的所有用电设备的总功率。加上加上2
25、0%裕度，作为机动，以备增加用电设备时所需。裕度，作为机动，以备增加用电设备时所需。在求取计算负荷电流时，要把功率变换成电流。常用低压用电设在求取计算负荷电流时，要把功率变换成电流。常用低压用电设备备(电阻性电热设备、白炽灯和卤钨灯电阻性电热设备、白炽灯和卤钨灯)、功率因数小于、功率因数小于1的照明设备、的照明设备、电动机、电焊变压器或电动机、电焊变压器或X光机的电流计算公式，分别如光机的电流计算公式，分别如表表2-1，表表2-2，表表2-3，表表2-4所示。所示。(2)申报用电设备的额定电压和相数申报用电设备的额定电压和相数:用电设备分有高压和低压两大类。用电设备分有高压和低压两大类。高压的
26、额定电压分有高压的额定电压分有3 kV,6 kV和和10 kV等多种，但以等多种，但以6 kV的的下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择最为常用。低压的额定电压分有最为常用。低压的额定电压分有220 V和和380 V两种，其中两种，其中220 V是是单相负载，单相负载，380 V有双相和三相两种负荷，以三相为大多数。有双相和三相两种负荷，以三相为大多数。根据用户提出的用电申请，由电业部门决定供电方式，如供电电压、根据用户提出的用电申请，由电业部门决定供电方式，如供电电压、供电相数和进户方式等。供电相数和进户方式等。(3)申报用电级别申报用电级
27、别:根据本单位的实际情况申明生产或服务的行业性根据本单位的实际情况申明生产或服务的行业性质及用电要求，以便电业部门判定用电级别。质及用电要求，以便电业部门判定用电级别。所谓变配电，是指电网的末级变电和低压配电。末级变电是指高压所谓变配电，是指电网的末级变电和低压配电。末级变电是指高压级配电电压通过配电变压器级配电电压通过配电变压器(简称配变简称配变)降低到用电设备所需的较低电降低到用电设备所需的较低电压等级，除少数高压用电设备需要压等级，除少数高压用电设备需要3 kV或或6 kV的以外，绝大多数都是的以外，绝大多数都是低压用电设备，所需电压为低压用电设备，所需电压为380 V或或220 V。下
28、一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择凡用电量较大的或有高压用电设备的用户，通常都须自行设立变配电凡用电量较大的或有高压用电设备的用户，通常都须自行设立变配电所，电业系统称这类用户为高压用户。凡用电量较小而又没有高压用所，电业系统称这类用户为高压用户。凡用电量较小而又没有高压用电设备的用户，通常由电业部门设立公用变配电所，直接提供所需的电设备的用户，通常由电业部门设立公用变配电所，直接提供所需的低压电源，这类用户称低压用户。由此可见，电网末级变电的日的是低压电源，这类用户称低压用户。由此可见，电网末级变电的日的是把电压降低到适合用电所需的电压等
29、级。把电压降低到适合用电所需的电压等级。二、电力系统中性点运行方式合理选择二、电力系统中性点运行方式合理选择 电力网是由变电所及各种不同电压等级的输电线路组成。电网是输电力网是由变电所及各种不同电压等级的输电线路组成。电网是输送电能的设备，按照特征可分为许多种送电能的设备，按照特征可分为许多种:按电流特征可分为直流电网与按电流特征可分为直流电网与交流电网交流电网;按负荷性质可分为动力电网和照明电网按负荷性质可分为动力电网和照明电网;按电压等级可分为按电压等级可分为低压电网低压电网(1 000 V以下以下)和高压电网和高压电网(1 000 V以上以上)。下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电
30、力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择按线路结构可分为架空线路和电缆线路。架空线路的建设投资远比电缆按线路结构可分为架空线路和电缆线路。架空线路的建设投资远比电缆线路低，并且容易发现故障和便于修理，所以得到广泛采用。架空线路线路低，并且容易发现故障和便于修理，所以得到广泛采用。架空线路的主要缺点是占用较大的空间，在空间条件不允许的条件下只有采用昂的主要缺点是占用较大的空间，在空间条件不允许的条件下只有采用昂贵的电缆线路贵的电缆线路;按电网布置形式分为开式电网按电网布置形式分为开式电网(只从一个方向向用户供电只从一个方向向用户供电)和闭式电网和闭式电网(可从两个或两个以上的方向向用户供
31、电可从两个或两个以上的方向向用户供电)。如。如图图2-3所示所示;按电网的中性点对地绝缘状态不同，可分为中点接地系统和中点对地绝按电网的中性点对地绝缘状态不同，可分为中点接地系统和中点对地绝缘系统。缘系统。导线接地是电网常见的故障。电网的中点对地绝缘状态，决定着电导线接地是电网常见的故障。电网的中点对地绝缘状态，决定着电网导线接地后的运行情况网导线接地后的运行情况;关系着供电的可靠性、线路的保护方法、人关系着供电的可靠性、线路的保护方法、人身安全等重要问题。身安全等重要问题。下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择正确地选择中点对地的绝缘状态是
32、供电工作的关键。正确地选择中点对地的绝缘状态是供电工作的关键。电力系统中性点运行方式有中性点直接接地、中性点不接地和中电力系统中性点运行方式有中性点直接接地、中性点不接地和中性点经消弧线圈接地三种。性点经消弧线圈接地三种。1.中性点直接接地方式中性点直接接地方式 电压愈高的电网线路愈长，所以接地电流也愈大，同时电压愈高电压愈高的电网线路愈长，所以接地电流也愈大，同时电压愈高接地点愈容易产生断续的电弧，并且因此而产生的过电压对系统绝缘接地点愈容易产生断续的电弧，并且因此而产生的过电压对系统绝缘的威胁也愈大，目前的威胁也愈大，目前110 kV以上的电网，都采取中点直接接地的方以上的电网，都采取中点
33、直接接地的方式运行，如式运行，如图图2-4(a)所示。中点直接接地后，一线接地造成单相短所示。中点直接接地后，一线接地造成单相短路，接地电流甚大路，接地电流甚大(所以称为大接地电流系统所以称为大接地电流系统)，立即引起系统中过电，立即引起系统中过电流保护装置动作，将接地线路的电源切断。流保护装置动作，将接地线路的电源切断。下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择为了减少因这种原因停电的次数，在中点直接接地的系统中使用了单为了减少因这种原因停电的次数，在中点直接接地的系统中使用了单独动作的断路器和继电保护装置，并设有自动重合闸装置。因为某些独动作
34、的断路器和继电保护装置，并设有自动重合闸装置。因为某些接地故障在断电后会自动消除，因此在短时间断电后重新合闸有继续接地故障在断电后会自动消除，因此在短时间断电后重新合闸有继续供电的可能。如供电的可能。如图图2-4(b)所示。所示。我国地面的低压电网我国地面的低压电网(380/220V系统系统)也采取中点直接接地的也采取中点直接接地的方式，并且中点引出，可同时供给方式，并且中点引出，可同时供给380V和和220 V两种电压。其中点两种电压。其中点之所以接地，并非防止电弧接地的危险，而是预防高压窜人低压系统之所以接地，并非防止电弧接地的危险，而是预防高压窜人低压系统的安全措施，中性点直接接地系统发
35、生单相短路时，非故障相对地电的安全措施，中性点直接接地系统发生单相短路时，非故障相对地电压不变，电气设备绝缘水平可按相电压考虑。可以配出中性线压不变，电气设备绝缘水平可按相电压考虑。可以配出中性线N，即，即三相四线制，一般民用建筑均采用此种方法。三相四线制，一般民用建筑均采用此种方法。下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择 2.中性点不接地方式中性点不接地方式(中点对地绝缘系统中点对地绝缘系统)如如图图2-5(a)所示。所示。CU、CV、CW代表各相导线对地电容，在三代表各相导线对地电容，在三相绝缘良好的情况下，中点电位与大地电位相等，三相导
36、线对地的电相绝缘良好的情况下，中点电位与大地电位相等，三相导线对地的电压分别等于三个相电压，压分别等于三个相电压，图图2-5(b)是对称的三相电压，所以三相导是对称的三相电压，所以三相导线中的电容电流也是对称的，并且超前于对应的相电压线中的电容电流也是对称的，并且超前于对应的相电压90。如如图图2-6(a)所示。当发生一线所示。当发生一线(设为设为W相相)金属性接地时，接地导线金属性接地时，接地导线将对地电容短接，其对地电压变为零。其它两相导线对地电压等于线将对地电容短接，其对地电压变为零。其它两相导线对地电压等于线电压，较正常情况升高厅倍。如电压，较正常情况升高厅倍。如图图2-6(b)所示。
37、根据矢量分析可知，所示。根据矢量分析可知，接地电流将是正常情况下每相对地电容电流的接地电流将是正常情况下每相对地电容电流的3倍，相位超前接地的那倍，相位超前接地的那相电压相电压90。返 回上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择 应该指出应该指出:中点对地绝缘系统一线接地时虽然出现上述变化，但是中点对地绝缘系统一线接地时虽然出现上述变化，但是系统的线电压仍保持对称，可以继续供电。我国系统的线电压仍保持对称，可以继续供电。我国35 kV以下的高压电以下的高压电网都采取中点对地绝缘方式，就是为了减少因一线接地所造成的停电网都采取中点对地绝缘方式，就是为了
38、减少因一线接地所造成的停电次数，提高供电的可靠性。次数，提高供电的可靠性。中性点中点对地绝缘系统一线接地时，非接地线对地电压升高了中性点中点对地绝缘系统一线接地时，非接地线对地电压升高了厅倍，对线路中绝缘薄弱处有威胁，可能引起另一线接地而造成两线厅倍，对线路中绝缘薄弱处有威胁，可能引起另一线接地而造成两线接地短路。所以在这种系统中出现一线接地时，设在变电所中的绝缘接地短路。所以在这种系统中出现一线接地时，设在变电所中的绝缘监视装置应发出警报，值班人员应迅速找到故障线路，并将其切除。监视装置应发出警报，值班人员应迅速找到故障线路，并将其切除。3.中性点经消弧线圈接地方式中性点经消弧线圈接地方式
39、电压越高，线路越长时接地电容电流越大。电压越高，线路越长时接地电容电流越大。下一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择如果接地电容电流超过某一限度如果接地电容电流超过某一限度(310 kV系统约为系统约为30A,35 kV约为约为5 A)，接地点会发出断续的电弧。由于电网中的电感与对地电，接地点会发出断续的电弧。由于电网中的电感与对地电容构成振荡回路，断续的接地电弧会引起振荡回路的瞬变过程，结果容构成振荡回路，断续的接地电弧会引起振荡回路的瞬变过程，结果在系统中产生过电压，这种过电压可达正常电压的在系统中产生过电压，这种过电压可达正常电压的3 4倍，可
40、能在倍，可能在绝缘薄弱的地方造成绝缘击穿而形成短路故障。所以接地电容电流超绝缘薄弱的地方造成绝缘击穿而形成短路故障。所以接地电容电流超过限度的高压电网，不宜采取中点绝缘的方式运行，而采用中性点经过限度的高压电网，不宜采取中点绝缘的方式运行，而采用中性点经消弧线圈接地方式，如消弧线圈接地方式，如图图2-7所示。所示。消弧线圈是一个铁心空气间隙可调节的线圈，其电阻很小，感抗消弧线圈是一个铁心空气间隙可调节的线圈，其电阻很小，感抗很大，在正常情况下，三相对地电压对称而且分别等于相电压，中点很大，在正常情况下，三相对地电压对称而且分别等于相电压，中点电位与大地电位相等，消弧线圈中无电流。电位与大地电位
41、相等，消弧线圈中无电流。下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择 假设一相发生金属性接地，则中点对地电压将与大小相等相位相反。假设一相发生金属性接地，则中点对地电压将与大小相等相位相反。此时消弧线圈中有电流通过，滞后此时消弧线圈中有电流通过，滞后90 与非接地的电容电流的矢量和与非接地的电容电流的矢量和反相。所以消弧线圈有降低接地电流的作用，如果适当调节消弧线圈反相。所以消弧线圈有降低接地电流的作用，如果适当调节消弧线圈的感抗值，就可将接地电流降低到不能建弧的程度。所以这种系统出的感抗值，就可将接地电流降低到不能建弧的程度。所以这种系统出现一相
42、接地时仍可以继续供电，上述两种系统的接地电流都较小，因现一相接地时仍可以继续供电，上述两种系统的接地电流都较小，因此称小接地电流系统。此称小接地电流系统。中点接地绝缘系统中的接地电容电流，可用下述经验公式计算中点接地绝缘系统中的接地电容电流，可用下述经验公式计算:(1)架空线路的接地电容电流为架空线路的接地电容电流为 (2-2)(2)电缆线路的接地电容电流电缆线路的接地电容电流下一页上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择下一页 (2-3)式中式中:U电网的线电压，电网的线电压，kV;L同一电压等级中相联线路总长度，同一电压等级中相联线路总长度，km
43、。消弧线圈对电容电流的补偿可以有三种方式消弧线圈对电容电流的补偿可以有三种方式:全补偿全补偿;欠补偿欠补偿;过补偿。过补偿。在电力系统中一般不采用完全补偿的方式，而采用过补偿运行方式。在电力系统中一般不采用完全补偿的方式，而采用过补偿运行方式。任务实施任务实施 电力系统中性点运行方式的选择及电压的测量电力系统中性点运行方式的选择及电压的测量 1.常见电力系统中性点运行方式有哪些种类，适用范围如何常见电力系统中性点运行方式有哪些种类，适用范围如何?将其将其填写在填写在表表2-5中。中。上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择2.电网电压为电网电压为38
44、0V电力系统中性点接地运行方式测量，填写在电力系统中性点接地运行方式测量，填写在表表2-6中。中。评价总结评价总结 根据根据“电力系统中性点接地运行方式电压的测量电力系统中性点接地运行方式电压的测量”，结合所填写，结合所填写的的“电力系统中性点运行方式的选择电力系统中性点运行方式的选择”表和收获体会进行评议，并填表和收获体会进行评议，并填写成绩评议写成绩评议表表2-7。返 回上一页任务一任务一 电力系统中性点电力系统中性点运行方式的合理选择运行方式的合理选择 为了保证用电设备在最佳状态下运行，工厂供电电压应进行合理的为了保证用电设备在最佳状态下运行，工厂供电电压应进行合理的选择。选择。相关知识
45、相关知识一、工厂供电电压的选择一、工厂供电电压的选择 工厂供电电压主要取决于当地电网的供电电压等级，同时要考虑工工厂供电电压主要取决于当地电网的供电电压等级，同时要考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等因素。在同一输送功率和输送厂用电设备的电压、容量和供电距离等因素。在同一输送功率和输送距离条件下，供电电压越高，线路电流越小，使线路导线或电缆截面距离条件下，供电电压越高，线路电流越小，使线路导线或电缆截面越小，可减少线路的初投资和有色金属消耗量，越小，可减少线路的初投资和有色金属消耗量，表表2-8为线路的输供为线路的输供容量及输供距离。容量及输供距离。1.电力设备的额定电压电力设备的额定电压
46、任务二任务二 工厂供电电压的选择工厂供电电压的选择下一页任务二任务二 工厂供电电压的选择工厂供电电压的选择 电力设备的额定电压是能使电气设备长期运行时获得最好经济效果的电力设备的额定电压是能使电气设备长期运行时获得最好经济效果的电压。电力系统中发电机、变压器、电力线路及各种设备的额定电压电压。电力系统中发电机、变压器、电力线路及各种设备的额定电压的确定，与电源分布、负荷中心的位置等因素有关。的确定，与电源分布、负荷中心的位置等因素有关。电力设备的额定电压分为三类。第一类额定电压为电力设备的额定电压分为三类。第一类额定电压为100 V以下。直以下。直流有流有6V,12V,24V,48V;交流有交
47、流有36 V。这类电压主要用于安全照明。这类电压主要用于安全照明、蓄电池及开关设备的操作电源。交流、蓄电池及开关设备的操作电源。交流36 V电压，只作为潮湿环境的电压，只作为潮湿环境的局部照明及其他特殊电力负荷之用。第二类额定电压高于局部照明及其他特殊电力负荷之用。第二类额定电压高于100 V，低，低于于1 000 V，这类电压主要用于低压三相电动机及照明设备。第三类，这类电压主要用于低压三相电动机及照明设备。第三类额定电压高压高于额定电压高压高于1000 V，这类电压主要用于发电机、变压器、输，这类电压主要用于发电机、变压器、输配电线路及受电设备。配电线路及受电设备。下一页上一页任务二任务二
48、 工厂供电电压的选择工厂供电电压的选择2.电网额定电压电网额定电压 用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。因为线路运行时有电用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。因为线路运行时有电压降落，所以要求线路首端电压高而末端电压低，线路电压降落如压降落，所以要求线路首端电压高而末端电压低，线路电压降落如图图2-8所示。所示。3.发电机额定电压发电机额定电压 发电机接在线路的首端，发电机的额定电压一般比同级电网的额定发电机接在线路的首端，发电机的额定电压一般比同级电网的额定电压高出电压高出5%，用于补偿线路上的电压损失。，用于补偿线路上的电压损失。4.变压器额定电压变压器额定电压 一次绕组的额定电压
49、一次绕组的额定电压:当变压器当变压器T1直接与发电机相联时，其一次绕直接与发电机相联时，其一次绕组额定电压应与发电机额定电压相同。组额定电压应与发电机额定电压相同。下一页上一页任务二任务二 工厂供电电压的选择工厂供电电压的选择当变压器当变压器T1不与发电机相联而是连接在线路上时，可看作是线路的用不与发电机相联而是连接在线路上时，可看作是线路的用电设备，因此其一次绕组额定电压应与电网额定电压相同。电设备，因此其一次绕组额定电压应与电网额定电压相同。二次绕组的额定电压二次绕组的额定电压:变压器二次侧供电线路较长，如为较大的高变压器二次侧供电线路较长，如为较大的高压电网时，其二次绕组额定电压应比相联
50、电网额定电压高压电网时，其二次绕组额定电压应比相联电网额定电压高10%，其中，其中5%是用于补偿变压器满负荷运行时绕组内部的电压降，另外是用于补偿变压器满负荷运行时绕组内部的电压降，另外5%用用以补偿线路上的电压损耗。若二次侧供电线路不长，直接供电给高低以补偿线路上的电压损耗。若二次侧供电线路不长，直接供电给高低压用电设备时，仅考虑补偿变压器满负荷运行时绕组内部压用电设备时，仅考虑补偿变压器满负荷运行时绕组内部5%的电压的电压降。降。5.线路的平均额定电压线路的平均额定电压 线路的平均额定电压指线路始端最大电压线路的平均额定电压指线路始端最大电压(变压器空载电压变压器空载电压)和末端和末端下一