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1、第1章供配电技术概论本讲稿第一页，共十六页南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系第第1 1章章 概论概论n n1.1 供配电系统的一般概念供配电系统的一般概念n n1.2 1.2 电力系统的额定电压n n1.3 1.3 电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式n n1.4 1.4 电力负荷的分类n n1.5 1.5 电能的质量指标电能的质量指标n n1.6 1.6 本课程的特点及学习要求本讲稿第二页，共十六页南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系1.1 供配电系统的一般概念n n电力系统电力系统（electrical power systemelectrical power s
2、ystem）一个完整的电力系统由各种不同类型的发电厂、变电所、一个完整的电力系统由各种不同类型的发电厂、变电所、输电线路及电力用户组成。输电线路及电力用户组成。1 1发电厂发电厂（generating plantgenerating plant）按一次能源介质划分为火力发电厂、水力发电站、核电站等，此外，按一次能源介质划分为火力发电厂、水力发电站、核电站等，此外，还有小容量的太阳能发电厂、风力发电厂、地热发电厂和潮汐发电厂还有小容量的太阳能发电厂、风力发电厂、地热发电厂和潮汐发电厂等，正在研究的还有磁流体发电和氢能发电等。等，正在研究的还有磁流体发电和氢能发电等。2 2变电所变电所（subst
3、ationsubstation）变电所是变换电能电压和接受分配电能的场所。如果仅变电所是变换电能电压和接受分配电能的场所。如果仅用以接受电能和分配电能，则称为配电站，仅用以把交流电能用以接受电能和分配电能，则称为配电站，仅用以把交流电能变换成直流电能，则称为变流所。变换成直流电能，则称为变流所。本讲稿第三页，共十六页南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系 3电力网（electrical power network）输电线路和配电线路统称为电力网。通常将220kV及以上的电力线路称为输电线路，110kV及以下的电力线路称为配电线路。配电线路又分为高压配电线路（110kV）、中压配电线路（6
4、35kV）和低压配电线路（380/220V）。4电能用户 凡取用电能的所有单位均称为电能用户，其中工业企业用电量约占我国全年总发电量的64%，是最大的电能用户。1.1 供配电系统的一般概念本讲稿第四页，共十六页南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系本讲稿第五页，共十六页南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系 工厂供配电系统由总降压变电所、高压配电线路、车间变电所、低压配电线路及用电设备组成。1总降压变电所 总降压变电所负责将35110kV的外部供电电压变换为610kV的厂区高压配电电压，给厂区各车间变电所或高压电动机供电。2车间变电所 车间变电所将610kV的电压降为380/220
5、V，再通过车间低压配电线路，给车间用电设备供电。3配电线路 配电线路分为厂区高压配电线路和车间低压配电线路。n n 供配电系统供配电系统本讲稿第六页，共十六页南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系电气设备的额定电压，就是能使电气设备长期运行时获得最好经济效果的电压。n n用电设备用电设备 用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。n n发电机发电机 发电机的额定电压一般比同级电网的额定电压高出发电机的额定电压一般比同级电网的额定电压高出5%，用于补偿线路上的电压损失。1.2 电力系统的额定电压本讲稿第七页，共十六页南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系变压器的二次绕组对于用电设备而言
6、，相当于供电设备。u第一种情况比用电设备额定电压高10%u 第二种情况比用电设备额定电压高5%1.2 电力系统的额定电压n n变压器变压器 变压器的变压器的一次绕组一次绕组：相当于是用电设备，所以规定变压器一次：相当于是用电设备，所以规定变压器一次绕组的额定电压与受电设备额定电压相同。绕组的额定电压与受电设备额定电压相同。注意：但当变压器一次绕组直接与发电机相连时，变压器一次绕组的额定电压与发电机额定电压相等。其中5%用于补偿变压器满载供电时，一、二次绕组上的电压损失；另外5%用于补偿线路上的电压损失，因此适用于变压器供电距离较长时的情况。当变压器供电距离较短时，可以不考虑线路上的电压损失，只
7、需要补偿满载时变压器绕组上的电压损失即可。本讲稿第八页，共十六页南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系1.2 电力系统的额定电压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（average rated voltageaverage rated voltage）指线路始端最大电压（变压器空载电压）和末端用电设备额定电压的平均值。由于线路始端最大电压比电网额定电压高10%10%，因而线路的平均额定电压比电网，因而线路的平均额定电压比电网额定电压高额定电压高5%。各级分别为：。各级分别为：0.4kV，3.15kV3.15kV，
8、6.3kV,10.5kV,37kV，63kV，115kV，230kV230kV，346kV，525kV525kV。本讲稿第九页，共十六页南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系发电机发电机G G的额定电压的额定电压：UNG=1.05UNL1=1.0510=10.5（kV）变压器变压器T1的额定电压：的额定电压：U1NT1=UN.G=10.5（kV）U2NT1=1.1UNL2=1.1110=121(kV)变压器变压器T1的变比为：的变比为：10.5/121kV变压器变压器T2的额定电压：的额定电压：U1NT2=UNL2=110（kV）U2NT2=1.05UNL3=1.056=6.3(kV)变
9、压器变压器T2的变比为：的变比为：110/6.3kV例1.2.1 已知图1.2.1所示系统中电网的额定电压，试确定发电机和变压器的额定电压。变压器直接与电动机相连，供电距离较短，可以不考虑线路上的电压损失。本讲稿第十页，共十六页南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系1.3 电力系统中性点运行方式电力系统中性点有三种运行方式：l l中性点直接接地中性点直接接地l l中性点不接地中性点不接地l l中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地1 1 中性点直接接地方式中性点直接接地方式 中性点直接接地系统发生单相短路时，非故障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
10、可按相电压考相对地电压不变，电气设备绝缘水平可按相电压考虑。虑。本讲稿第十一页，共十六页南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系2 2中性点不接地方式中性点不接地方式u中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压不变，而非故障相对地电压升高到原来相电压的 倍 u单相接地电流等于正常时单相对地电容电流的三倍。1.3 电力系统中性点运行方式本讲稿第十二页，共十六页南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系3 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 消弧线圈消弧线圈对电容电流的补偿可以有三种方式：（1）全补偿；（2）欠补偿；（3）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
11、补偿运行方式Why?本讲稿第十三页，共十六页南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系1.4 电力负荷的分类级别级别一一 级级二二 级级三三 级级停电影响停电影响 人身伤亡，重大设人身伤亡，重大设备损坏，政治、经备损坏，政治、经济上重大损失济上重大损失 政治、经济造成政治、经济造成较大损失，设备较大损失，设备局部损坏大量减局部损坏大量减产等产等 不属于一不属于一级、二级级、二级的负荷的负荷 允许停电允许停电时时 间间 备用电源投入时间，备用电源投入时间，特别重要负荷不允特别重要负荷不允许停电许停电 允许短时停电几允许短时停电几分钟分钟 停电影响停电影响不大不大 对供电电对供电电 源要求源要求
12、 两个独立电源供电两个独立电源供电 两回路供电两回路供电 无特殊要无特殊要求求 举举 例例 炼钢厂的炼钢炉、炼钢厂的炼钢炉、医院、人民大会堂医院、人民大会堂 纺织厂，化工厂纺织厂，化工厂 本讲稿第十四页，共十六页南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系1.5 电能的质量指标n n 电压电压电压电压 1 1电压偏差：电压偏差：2 2电压波动：电压波动：n n 频率频率频率频率 我国规定，电力系统的额定频率为我国规定，电力系统的额定频率为50Hz50Hz，频率的允许偏差不，频率的允许偏差不得超过得超过0.5Hz0.5Hz，容量大于，容量大于3000MW3000MW的用户，频率偏差不得超过的用户，频率偏差不得超过0.2Hz0.2Hz。n n 电压波形电压波形电压波形电压波形 电压波形的质量是以正弦电压波形畸变率来衡量的。电压波形的质量是以正弦电压波形畸变率来衡量的。本讲稿第十五页，共十六页南京师范大学电气工程系南京师范大学电气工程系1.6 本课程的特点及学习要求n n本课程的性质和任务n n本课程的特点n n学习要求 本讲稿第十六页，共十六页