企业10kV供配电系统培训.ppt
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1、企业10kV供配电系统培训 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望企业供配电系统及安全知识培训设备工程部电气 第一章电力系统基本知识第一章电力系统基本知识电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电单位组成的整体,电所和用电单位组成的整体,在同一瞬间,发电在同一瞬间,发电厂将发出的电能通过送变电线路,送到供配电所,厂将发出的电能通过送变电线路,送到供配电所,经过变压器将电能送到用电单位,供给工农业生经过变压器将电能送到
2、用电单位,供给工农业生产和人民生活。产和人民生活。第一节电力系统、电力网构成第一节电力系统、电力网构成由发电、送电、变电、配电和用电组成的整体由发电、送电、变电、配电和用电组成的整体称为称为电力系统电力系统。电力系统中的送电、变电、配电三个。电力系统中的送电、变电、配电三个部分称为部分称为电力网电力网。第一节电力系统、电力网构成第一节电力系统、电力网构成电力网电力网按其在电力系统中的作用不同,分为输电按其在电力系统中的作用不同,分为输电网和配电网。网和配电网。第一节电力系统、电力网构成第一节电力系统、电力网构成 输电网输电网是电力网中的主网架是电力网中的主网架 ,它以高压甚至超高压,它以高压甚
3、至超高压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来。将发电厂、变电所或变电所之间连接起来。配电网配电网是直接将电能送到用户的网络,是直接将电能送到用户的网络,分为高压配分为高压配电网即指电网即指110kV及以上电压、中压配电网指及以上电压、中压配电网指(35kV)10kV、6kV、3kV电压及低压配电网电压及低压配电网220V、380V。u一、大型电力系统优点一、大型电力系统优点大型电力系统主要在技术经济上具有下列优点:大型电力系统主要在技术经济上具有下列优点:1.提高了供电可靠性;提高了供电可靠性;2.提高灵活性和减少了系统的备用容量提高灵活性和减少了系统的备用容量(大型电大型电 力系统的优点之一
4、力系统的优点之一);3.降低系统的高峰负荷降低系统的高峰负荷(合理地分配负荷合理地分配负荷);4.提高供电质量;提高供电质量;5.形成大的电力系统,便于利用大型动力资源,形成大的电力系统,便于利用大型动力资源,特别是能充分发挥水力发电厂的作用。特别是能充分发挥水力发电厂的作用。u二、电力生产特点二、电力生产特点1.电力生产特点电力生产特点 (1)同时性;)同时性;发电、供电、用电必须时刻保持平发电、供电、用电必须时刻保持平衡衡(2)集中性;)集中性;电力生产是高度集中的,统一调度;电力生产是高度集中的,统一调度;(3)适用性;)适用性;电能不受或少受时间、地点、空间、气电能不受或少受时间、地点
5、、空间、气温、场地的限制,适用性最广泛。温、场地的限制,适用性最广泛。(4)先行性。)先行性。2.国民经济发展电力必须先行国民经济发展电力必须先行1)工农业方面产生的提高,主要依靠劳动生产率的提)工农业方面产生的提高,主要依靠劳动生产率的提高,并不断提高机械化和电气化的水平;高,并不断提高机械化和电气化的水平;2)出现许多新的、规模大的、耗电多的工业部门,如)出现许多新的、规模大的、耗电多的工业部门,如电气冶炼、电化学等电气冶炼、电化学等 ;3)农业、交通运输业等,随着新技术推广,将广泛应)农业、交通运输业等,随着新技术推广,将广泛应用电能,使电能需要量大大增加;用电能,使电能需要量大大增加;
6、4)人民生活水平、文化水平不断提高,都会使居民用)人民生活水平、文化水平不断提高,都会使居民用电量日益增加。电量日益增加。第二节电力负荷第二节电力负荷电力负荷是指用电设备或用电单位所消耗的功电力负荷是指用电设备或用电单位所消耗的功率(率(kW)、容量()、容量(kVA)或电流()或电流(A)。)。u一、电力网负荷组成一、电力网负荷组成(用电用电+线路损耗线路损耗)1.用电负荷用电负荷用电负荷是用户在某一时刻对电力系统所需求用电负荷是用户在某一时刻对电力系统所需求的功率。的功率。2.线路损失负荷线路损失负荷电能从发电厂到用户的输送过程中会电能从发电厂到用户的输送过程中会发生功率发生功率和能量和能
7、量的损失,的损失,与之对应的发电功率叫线路损失负与之对应的发电功率叫线路损失负荷,也称为线损。荷,也称为线损。3.供电负荷供电负荷用电负荷加上同一时刻的线路损失负荷,用电负荷加上同一时刻的线路损失负荷,是发电是发电厂对外供电时所承担的全部负荷厂对外供电时所承担的全部负荷,称为供电负荷。,称为供电负荷。u二、按发生时间不同负荷分类二、按发生时间不同负荷分类(1)高峰负荷)高峰负荷高峰负荷是指电网或用户在高峰负荷是指电网或用户在单位单位时间内时间内所发生的最大负荷值。高峰负荷分日、晚高峰所发生的最大负荷值。高峰负荷分日、晚高峰负荷;分析时负荷;分析时常选常选24小时中最高的一小时小时中最高的一小时
8、的平均负荷的平均负荷为高峰负荷。为高峰负荷。(2)低谷负荷)低谷负荷低谷负荷是指电网中或某用户在低谷负荷是指电网中或某用户在一天一天24h内,发生的用电量最少的电量。为了合理使用内,发生的用电量最少的电量。为了合理使用电能应尽量减少发生低谷负荷的时间,对于电力系统电能应尽量减少发生低谷负荷的时间,对于电力系统来说,来说,峰、谷负荷差越小,用电则越趋近于合理峰、谷负荷差越小,用电则越趋近于合理。(3)平均负荷平均负荷是指电网中或某用户在某)平均负荷平均负荷是指电网中或某用户在某一段确定的时间阶段内一段确定的时间阶段内平均小时平均小时用电量。用电量。由于受到突然中断供电所引起的影响,用电负由于受到
9、突然中断供电所引起的影响,用电负荷可分为以下几类:荷可分为以下几类:(1)一类负荷)一类负荷也称也称一级负荷一级负荷,指,指突然中断突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起对周围环境严重污供电将会造成人身伤亡或会引起对周围环境严重污染,造成经济上的巨大损失染,造成经济上的巨大损失,以及突然中断供电将以及突然中断供电将会造成社会秩序严重混乱或产生政治上的严重影响会造成社会秩序严重混乱或产生政治上的严重影响的用电负荷。的用电负荷。供电要求双电源及备用供电要求双电源及备用(2)二类负荷)二类负荷也称二级负荷,是也称二级负荷,是指突然中指突然中断供电会造成较大的经济损失、社会秩序混乱或政断供电会造成较大的
10、经济损失、社会秩序混乱或政治上产生较大影响的用电负荷。治上产生较大影响的用电负荷。供电要求双回路供电要求双回路(3)三类负荷)三类负荷也称三级负荷,是指不属于也称三级负荷,是指不属于上述一类和二类负荷的其他负荷,对这类负荷,突上述一类和二类负荷的其他负荷,对这类负荷,突然中断供电所造成的损失不大或不会造成直接损失。然中断供电所造成的损失不大或不会造成直接损失。供电无要求供电无要求对于一级负荷的用电设备,对于一级负荷的用电设备,应按有两个以上的应按有两个以上的独立电源供电独立电源供电,并辅之以其他必要的非电力电源的,并辅之以其他必要的非电力电源的保安措施。保安措施。第三节供电质量第三节供电质量供
11、电质量供电质量指电能指电能质量与供电可靠性质量与供电可靠性。u一、电能质量一、电能质量电能质量电能质量主要包括主要包括电压电压质量与质量与频率频率质量两质量两部分部分。电压质量电压质量又分为电压又分为电压允许偏差允许偏差、电压允许、电压允许波动与闪变波动与闪变、公用、公用电网谐波电网谐波、三相电压允许、三相电压允许不平不平衡度衡度。频率质量为频率允许偏差等项。频率质量为频率允许偏差等项。1.供电电压供电电压允许偏差允许偏差在某一时段内,在某一时段内,电压幅值缓慢变化电压幅值缓慢变化而偏离额定而偏离额定值的程度,值的程度,以电压实际值(以电压实际值(U)和电压额定值()和电压额定值(UN)之差)
12、之差U与电压额定值与电压额定值UN之比的百分数之比的百分数U%来表示,来表示,即即当电压降低时当电压降低时,白炽灯的,白炽灯的发光效率和光通量发光效率和光通量都会急都会急剧下降;剧下降;U=0.9U时时,光通量下降光通量下降30%;当;当电动机电动机输出输出功率一定时,端电压降低会使定子,转子的功率一定时,端电压降低会使定子,转子的电流都电流都有显著增大,温度上升有显著增大,温度上升。当电压上升时当电压上升时,白炽灯的,白炽灯的寿命会大为缩短寿命会大为缩短,U=1.1U时则寿命缩减一半时则寿命缩减一半;当电压过高时,会使各关电气;当电压过高时,会使各关电气设备绝缘老化过程加快,设备寿命缩短设备
13、绝缘老化过程加快,设备寿命缩短。.国家标准规定电压偏差的允许值为:国家标准规定电压偏差的允许值为:1)35kV及以上电源供电的,电压允许偏差为及以上电源供电的,电压允许偏差为额定电压的额定电压的5。2)10kV及以下三相供电的电压允许偏差为额及以下三相供电的电压允许偏差为额定电压的定电压的7。3)220V单相供电电压允许偏差为额定电压的单相供电电压允许偏差为额定电压的7,10。2.电压电压允许波动允许波动和闪变和闪变(1)电压允许波动)电压允许波动在某一时段内,电压在某一时段内,电压急剧变化急剧变化而偏离额定值的现象,称为电压波动。而偏离额定值的现象,称为电压波动。电电压变化的速率大于压变化的
14、速率大于1的,即为电压急剧变化的,即为电压急剧变化。电压。电压波动程度以电压在急剧变化过程中,相继出现的电波动程度以电压在急剧变化过程中,相继出现的电压最大值和最小值之差与额定电压之比的百分数来压最大值和最小值之差与额定电压之比的百分数来表示,即:表示,即:电压波动的原因:电压波动的原因:1)、电动机启动;)、电动机启动;2)、电焊机)、电焊机工作;工作;3)、大型电弧炉运行;)、大型电弧炉运行;4)、大型轧钢机冲)、大型轧钢机冲击性工作;击性工作;等等负荷的急剧变动的冲击负荷所引起。负荷的急剧变动的冲击负荷所引起。国家标准对电压波动允许值规定为:国家标准对电压波动允许值规定为:1)220kV
15、及以上为及以上为1.6;2)35kV110kV为为2;3)10kV及以下为及以下为2.5。(2)电压闪变)电压闪变周期性周期性电压急剧波动引起灯电压急剧波动引起灯光闪烁,光通量急剧波动,而造成人眼视觉不舒适光闪烁,光通量急剧波动,而造成人眼视觉不舒适的现象,称为闪变。的现象,称为闪变。3.公用电网谐波公用电网谐波电网谐波的产生电网谐波的产生,主要在于电力系统中存在各主要在于电力系统中存在各种种非线性元件非线性元件。产生谐波的元件很多,如荧光灯和高压汞灯等产生谐波的元件很多,如荧光灯和高压汞灯等气体放电灯、异步电动机、电焊机、变压器和感应气体放电灯、异步电动机、电焊机、变压器和感应电炉等,电炉等
16、,最为严重的是大型的晶闸管变流设备和大最为严重的是大型的晶闸管变流设备和大型电弧炉,他们产生的谐波电流最为突出,是造成型电弧炉,他们产生的谐波电流最为突出,是造成电网谐波的主要因素。电网谐波的主要因素。影响:影响:有谐波电压加于电容时,电容对谐波的阻抗很有谐波电压加于电容时,电容对谐波的阻抗很小,容易发生过流而发热纸张击穿或烧掉。小,容易发生过流而发热纸张击穿或烧掉。4.供电频率允许偏差供电频率允许偏差供电频率偏差是以实际频率和额定频率之差供电频率偏差是以实际频率和额定频率之差f与与额定定频率率fN之比的百分之比的百分数数f表示,即表示,即我国电力系统频率额定值为我国电力系统频率额定值为50H
17、z。在并联运在并联运行的同一电力系统中,不论装机容量的大小,范围行的同一电力系统中,不论装机容量的大小,范围的广阔,的广阔,任一瞬间的频率在全系统都是一致的任一瞬间的频率在全系统都是一致的。我国规定对频率变化的允许偏差范围,在我国规定对频率变化的允许偏差范围,在300MW以上的系统中,以上的系统中,不超过额定值的不超过额定值的0.2Hz。据系统容量可放宽到据系统容量可放宽到0.5%;(小容量小容量)二、供电可靠性二、供电可靠性供电可靠性供电可靠性是指供电企业某一统计期内对用户是指供电企业某一统计期内对用户停电的时间和次数,可以直接反映供电企业持续向停电的时间和次数,可以直接反映供电企业持续向用
18、电单位的供电能力。用电单位的供电能力。供电可靠性供电可靠性一般利用年供电率一般利用年供电率进行考核。供电进行考核。供电可靠率是指在一年内,对用户有效供电时间总小时可靠率是指在一年内,对用户有效供电时间总小时数和统计期间停电影响用户小时数之差与统计期间数和统计期间停电影响用户小时数之差与统计期间用户有效供电时间总小时数比值的百分数,记作用户有效供电时间总小时数比值的百分数,记作RS。即:即:即:即:由公式可以看出,由公式可以看出,要提高供电可靠率就要尽量缩短用要提高供电可靠率就要尽量缩短用户平均停电时间户平均停电时间。停电时间包括:事故停电、计划检修停电及临停电时间包括:事故停电、计划检修停电及
19、临时性停电时间。时性停电时间。影响停电时间影响停电时间t及停电影响的户数及停电影响的户数n的因素有:的因素有:1)线路长短,所带负荷户数的多少,可使)线路长短,所带负荷户数的多少,可使n增增大或减少;大或减少;2)供电部门几时抢修和恢复供电运行工作水平)供电部门几时抢修和恢复供电运行工作水平,可直接影响,可直接影响t值;值;3)统一安排检修和带电作业,可以减少)统一安排检修和带电作业,可以减少t和和n值;值;4)供电设备故障率及检修周期要求等。)供电设备故障率及检修周期要求等。国家规定供电可靠率不低于国家规定供电可靠率不低于99.96。第四节电力系统接地第四节电力系统接地工作接地:工作接地:配
20、电变压器或低压发电机中性点通配电变压器或低压发电机中性点通过接地装置与大地相连;过接地装置与大地相连;工作接地形式:工作接地形式:有直接接地和非直接接地(含中有直接接地和非直接接地(含中性点不接地或经消弧线圈接地)两类。性点不接地或经消弧线圈接地)两类。工作接地的接地电阻工作接地的接地电阻4。u一、系统接地的型式一、系统接地的型式 P151、文字代号:、文字代号:例例TNCS第一字母:第一字母:表示电力系统对地关系:表示电力系统对地关系:T直接接地;直接接地;I所有带电部分与地绝缘,或经一点阻抗接地。所有带电部分与地绝缘,或经一点阻抗接地。第二字母:第二字母:表示装置的外露可接近导体的对地关系
21、:表示装置的外露可接近导体的对地关系:T外露可接近导体对地直接作电气连接,此接地外露可接近导体对地直接作电气连接,此接地点与电力系统的接地点无直接关连。点与电力系统的接地点无直接关连。N外露可外露可接近导体通过保护线与电力系统的接地点直接作电接近导体通过保护线与电力系统的接地点直接作电气连接。气连接。若后面还有字母时:若后面还有字母时:S中性线和保护线是分开的;中性线和保护线是分开的;C中性线和保护线是合一的中性线和保护线是合一的2、中性点接地方式、中性点接地方式(1)中性点直接接地:)中性点直接接地:指电力系统中指电力系统中至少有一个至少有一个中性点直接或经小阻抗中性点直接或经小阻抗与接地装
22、置相连接。与接地装置相连接。1)、)、作用:作用:使中性点经常保持零电位使中性点经常保持零电位。2)、当系统发生一相接地故障时,能限制非故障)、当系统发生一相接地故障时,能限制非故障相对地电压升高,相对地电压升高,保护单相用电设备安全保护单相用电设备安全。但接地但接地相电流较大,可使剩余电流保护或过电流保护,相电流较大,可使剩余电流保护或过电流保护,切切断电源,造成停电断电源,造成停电。发生人身对地电击,危险性较发生人身对地电击,危险性较大。大。3)、不适用于对连续供电要求较高及人身安全要)、不适用于对连续供电要求较高及人身安全要求较高的场合。求较高的场合。(2)中性点非接地方式:)中性点非接
23、地方式:指电力系统中性点指电力系统中性点不接不接地或经消弧线圈、电压互感器、高电阻与接地装置地或经消弧线圈、电压互感器、高电阻与接地装置相连接;相连接;1)可减少人身电击时流经人体的电流,降低设备)可减少人身电击时流经人体的电流,降低设备外壳对地电压;中性点不接地系统发生单相接地故外壳对地电压;中性点不接地系统发生单相接地故障时,接地相对地电压最低为零。障时,接地相对地电压最低为零。2)单相接地电流很小,接地时三相线电压大小不)单相接地电流很小,接地时三相线电压大小不变,一般允许变,一般允许2小时内继续用电。小时内继续用电。3)非故障相对地电压升高可达倍,用电设备绝缘)非故障相对地电压升高可达
24、倍,用电设备绝缘应按线电压考虑;应按线电压考虑;4)、若系统中如电缆等容性设备较多,电容电流)、若系统中如电缆等容性设备较多,电容电流较大,一相接地时接地点会有电弧出现,造成过电较大,一相接地时接地点会有电弧出现,造成过电压;当一相接地电流超过一定数时应把中性点经消压;当一相接地电流超过一定数时应把中性点经消弧线圈接地,以减少故障电流和加速灭弧。弧线圈接地,以减少故障电流和加速灭弧。城市配网中的接地方式应用情况:城市配网中的接地方式应用情况:220KV、110KV直接接地方式;直接接地方式;35KV经消弧线圈接地;经消弧线圈接地;10KV经消弧线圈或小电阻接地;(电缆线路为经消弧线圈或小电阻接
25、地;(电缆线路为主的配电网)主的配电网)22V/380V直接接地直接接地二二 低压系统接地形式低压系统接地形式1、TN系统:系统:TNS、(分开)、(分开)TNC(合并)(合并)TNCS(先并后分)(先并后分)电力系统有一点直接接地,电气装置外露可接近导电力系统有一点直接接地,电气装置外露可接近导体通过体通过PE线与该点连接。线与该点连接。二二 低压系统接地形式低压系统接地形式1、TN系统:系统:TNS、(分开)、(分开)TNC(合并)(合并)TNCS(先并后分)(先并后分)二二 低压系统接地形式低压系统接地形式TN-C-S系统:系统中有一部分线路的中性线系统:系统中有一部分线路的中性线N与保
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