供配电系统基础知识
供配电系统基础
1.2.2 供电电能的质量
线路电压/kV
0.38 0.38
6 6 10 10 35 66 110 220
线路结构
架空线 电缆线 架空线 电缆线 架空线 电缆线 架空线 架空线 架空线 架空线
输送功率/kW
≤100 ≤175 ≤1000 ≤3000 ≤2000 ≤5000 2000～10000 3500～30000 10000～50000 100000～500000
输送距离/km
≤0.25 ≤0.35 ≤10
≤8 5-20 ≤10 20～50 30～100 50～150 200～300
各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离
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供配电系统基本知识
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§1．1供配电系统基本知识
1．电能的定义 由发电厂将一次能源（如煤、油、水、原子能等）转换而 成的二次能源。
2．特点 （1）输送和分配简单经济， （2）便于控制、调节和测量， （3）易于转换为其它形式的能量（如机械能、光能、热能等），
（1）水力发电厂，简称水电厂或水电站，其能量转换过程是： 水流位能→机械能→电能
（2）火力发电厂，简称火电厂或火电站，其能量转换过程是： 燃料的化学能→热能→机械能→电能
（3）核能发电厂通常称为核电站，其能量转换过程是： 核裂变能→热能→机械能→电能
（4）风力发电、地热发电、太阳能发电简介
1）风力发电 利用风力的动能来生产电能。 2）地热发电 利用地球内部蕴藏的大量地热能来生产电能。 3）太阳能发电厂 利用太阳光能或太阳热能来生产电能。
供配电基础知识电力配电知识
供配电基础学问 - 电力配电学问一、什么是自投自复功能？当主电源正常有电时，主电源自动投入，备用电源备用，当主电源失电时，把握装置使主电源断路器断开，备用电源断路器闭合，备用电源供电；当主电源恢复供电时，把握装置使备用电源断路器断开，主电源断路器闭合，恢复主电源断路器供电。
二、什么是互为备用功能？当主电源正常有电时，主电源自动投入，备用电源备用，当主电源故障或失电时备用电源投入，假如主电源恢复正常时，不再自动切换到主电源供电。
只有当人为切换或备用电源故障或失电时才能切换到主电源供电。
三、什么是自投不自复功能？当主电源正常有电时,主电源自动投入，备用电源备用，当主电源故障或失电时备用电源投入，假如主电源恢复正常时，不再自动切换到主电源供电。
只有当人为切换或备用电源故障或失电时才能切换到主电源供电。
四、什么是过负荷？指实际使用负荷超过额定负荷，大多是由于用电设备增多，超过供电企业批准的使用容量或着超过电气线路设计使用容量，会造成烧毁计量装置和电气设备。
五、什么是过负荷爱护？当电路电流超过额定值时，依据超出的幅度设定不同的动作时限，又能躲开电动机启动之类的短时过负荷。
六、什么是短路？在正常供电的电路中，电流是流经导线和用电负荷，再回到电源上成一个闭合回路的。
但是假如在电流通过的电路中，中间的一部分有两根导线碰在一起时，或者是被其他电阻很小的物体短接的话，就称为短路。
七、什么是短路爱护？指在电气线路发生短路故障后能保证快速、牢靠地将电源切断，以避开电气设备受到短路电流的冲击而造成损害的爱护。
八、什么是断相？指计量回路中的一相或多相断开的现象，但不是全部的相，都失去电压。
九、什么是断相爱护？依靠多相电路的一相导线中电流的消逝而断开被爱护设备或依靠多相系统的一相或几相失压来防止将电源施加到被爱护设备上的一种爱护方式。
十、什么是断路？当电路没有闭合开关，或者导线没有连接好，或用电器烧坏或没安装好（如把电压表串联在电路中）时，即整个电路在某处断开。
供配电系统基础知识学习
供配电系统根底知识供配电系统常用电气设备变电所的电气主接线变电所的构造与布置供配电网络的网络构造供电网络的构造与敷设1、供配电系统常用电气设备1.1 电力变压器电力变压器:是变电所的核心设备，通过它将一种电压的交流电能转换成另一种电压的交流电能，以满足输电、供电、配电或用电的需要。
1). 常用电力变压器的种类:〔1〕按相数分类：有三相电力变压器和单相电力变压器。
大多数场合使用三相电力变压器，在一些低压单相负载较多的场合，也使用单相变压器。
〔2〕按绕组导电材料分类：有铜绕组变压器和铝绕组变压器。
目前一般均采用铜绕组变压器。
〔3〕按绝缘介质分类：有油浸式变压器和干式变压器。
油浸式变压器由于价格低廉而得到了广泛应用；干式变压器有不易燃烧、不易爆炸的特点，特别适宜在防火、防爆要求高的场合使用，绝缘形式有环氧浇注式、开启式、六氟化硫〔SF6〕充气式和缠绕式等。
干式变压器现已在中压等级的电网中逐步得到了广泛的应用。
2). 常用变压器的容量系列我国目前的变压器产品容量系列为R10系列，即变压器容量等级是按为倍数确定的，如：100kVA、125 kVA、160 kVA、200 kVA、250 kVA、315 kVA、500 kVA、630 kVA、800 kVA、1000 kVA、1250 kVA、1600 kVA等。
3). 电力变压器的型号标示◆电力变压器的型号代表符号：绕组的耦合方式：自耦—O；互耦—无标示。
1.按相数：单相—D；三相—S。
2.按冷却方式：油浸自冷—缺省或无标示。
油浸风冷—F油浸水冷—S强迫油循环风冷——FP强迫油循环水冷——SP3.按绕组数：双绕组—缺省；三绕组—S绕组导线材料：铜—无标示；铝—L。
4.按调压方式：无载调压〔无励磁调压〕——缺省。
有载调压——Z。
◆变压器的并联运行及其并联条件：两台或两台以上变压器的一次侧绕组共同接到一次母线上，二次绕组共同接到二次母线上的运行方式：并联运行的条件：1、连接组别必须一样〔否那么将产生环流〕2、变比应相等3、阻抗电压应一样◆变压器的损耗：铁损——消耗在铁心上的电能，发热，属于有功功率损耗，属于固定损耗——简称：励磁损耗。
项目1工厂供配电基础知识
保护线（PE线）的功能：用来保障人身安全、防止发生 触电事故用的接地线。
保护中性线（PEN线）的功能：兼有中性线（N线）和保 护线（PE线）的功能。
子任务一： 工厂供配电系统的运行方式
子任务二：工厂变配电所的主电路图认识
（1）电气主电路图的基本形式
1．单母线接线 单母线接线的特点是整
个配电装置只有一组母线， 所有电源进线和出线都接在 同一组母线上。
每一回路均装有断路器 QF和隔离开关QS。
子任务二：工厂变配电所的主电路图认识
子任务二：工厂变配电所的主电路图认识
4．桥形接线 桥形接线适用于仅有两台变压器和两条出线的装置。桥
形接线仅用三台断路器，可分为内桥和外桥两种接线方式。
子任务二：工厂变配电所的主电路图认识
发电机额 定
电压/kV
0.40 0.69
3.15 6.3 10.5 13.8, 15.75, 18,20,22, 24,26
电力变压器额定电压/kV
一次绕组
二次绕组
0.38
0.40
0.66
0.69
3及3.15 6及6.3 10及10.5 13.8, 15.75, 18,20,22,24,2 6 35 66 110 220 330 500 750
发动机额定电压相同，即高于同级电网额定电压5% 。
②当变压器不与发动机相联而是连接在线路上，则可看作是 线路的用电设备，因此其一次绕组额定电压应与同级电网 额定电压相同。
（2）电力变压器二次绕组的额定电压
亦分两种情况：
供配电基础知识
第一章简述供配电系统及电力系统和自备电源的基本知识第一节供配电系统的基本知识以工厂为例，其供配电系统是指工厂企业所需的电力从进场起到所有用电设备入端止的整个供配电线路及其中变配电设备。
（一）具有高压配电所的供配电系统（一般用于高压配电所有10KV 的电源进线）（二）具有总降压变电所的供配电系统（一般用于总降压变电所有35KV的电源进线）（三）高压深入负荷中心的企业供配电系统如果当地公共电网电压为35KV,而企业的环境条件和设备条件有允许采用35KV架空线和较经济的电气设备时，则可考虑采用35KV线路直引入靠近负荷中心的车间变电所，经电力变压器直接将为低压用电设备所需的电压220|380V.这种高压深入负荷中心的直配方式，可以节省一级中间电压，从而简化了供配电系统，节省有色金属，降低电能损耗和电压损耗，减少运行费用，提高供电质量。
但是选用这种高压直配方式必须考虑企业内有满足35KV架空线的“安全走廊”，以确保供电安全。
第二节用户自备电源基本知识对于用户的重要负荷，一般要求在正常供电电源之外，设置应急的自备电源。
最常用的自备电源是柴油发电机组。
对于重要的计算机系统等，除了应设柴油发电机组外，往往还另设不间断电源UPS。
对于电源频率和电压稳定要求很高的场所，宜采用稳频稳压不停电电源。
（一）采用柴油发电机组的自备电源采用柴油发电机组作应急自备电源，有下列优点：1）柴油发电机组操作简便，起动迅速。
当公共电网停电时，柴油发电机组一般能在10~15S内起动并接上负荷，这是汽轮发电机组无法做到的，水轮发电机组更是望尘莫及。
2）柴油发电机组效率较高，功率范围大，可从几KW到几千KW，而且体积小，重量轻。
特别是在高层建筑中，采用体型紧凑的高效柴油发电机组是最合适的。
3）柴油发电机组的燃料采用柴油，其储存和运输比较方便，这一优点是以燃煤为主的汽轮发电机组无法比拟的。
4）运行可靠，维修方便。
作为应急的备用电源，可靠性是非常重要的指标，离开可靠性，就谈不上“应急”。
供配电基础知识
• 1．一级负荷 ➢ 中断供电将造成人员伤亡者； ➢中断供电将造成重大政治影响者； ➢中断供电将造成重大经济损失者； ➢中断供电将造成公共场所秩序严重
混乱者。
➢如火车站，大会堂，重要宾馆，通讯交 通枢纽，重要医院的手术室，炼钢炉， 国家级重点文物保护场所等。
• 2．二级负荷 ➢中断供电将造成较大政治影响者； ➢中断供电将造成较大经济损失者，
建筑类别 住宅建筑 旅馆建筑 办公建筑
教学建筑
表1.2 民用建筑常用重要电力负荷级别
建筑物名称
用电设备及部位
高层普通住宅 高级旅馆 普通旅馆 省、市、部级办公室 银行 教学楼
电梯、照明 宴会厅、新闻摄影、高级客房电梯等 主要照明 会议室、总值班室、电梯、档案室、主要照明 主要业务用计算机及外部设备电源、防盗信号电源 教室及其他照明
如大量产品和原材料报废，大量减产或 发生重大设备损坏事故，重点企业连续 生产过程需要长时间才能恢复；
➢供电将造成公共场所秩序混乱者。
• 3．三级负荷 凡不属一级和二级负荷者。
➢下面对民用建筑及工业建筑的常用设备 及部位的负荷分级列表分类，如下表 1.2所示：
➢各个级别的负荷对用电的可靠性有不同 的要求，以一级要求最重要、最严格,二 级、三级逐渐降低要求。
➢在用电高峰时长线路的末端，电压往往 低于额定值。
➢在低负荷时线路的始端，电压往往高于 额定值。为此，引入电压偏移的概念。
（1）电压偏移的含义。 电压偏移是指用电设备的实际端电压U与设备 额定电压UN之差，通常用它对额定电压UN 的百分值来表示，即
U%UUN10% 0 UN
✓在电力系统中，用电设备的端电压无论是 偏高还是偏低，都会对设备的工作性能和使 用寿命产生不良影响。
供配电系统基础知识
三相交流电路—教学楼照明系统电路
三相三线制系统 特点：只提供380V一种电压，负载必须对称。
小结
• 用电负荷不同，应采用不同的供电电压和供电方 式。
• 三相对称：相电压相等、线电压相等、工频 （50Hz）。
• 中性线的主要作用是，星形连接时，保证三相负 载不对称时相电压也能保持对称，而起到保护作 用。
• 三相负载对称时，可以采用三相三线制；若三相 负载不对称则一定要加中线，用三相四线制或三 相五线制。
小结
• 相电压：相线与中性线之间的电压。 • 线电压：相线与相线之间的电压。
• 零线与地线的区别：零线：中性点接地 时的中性线，浅蓝色线；地线：接地装 置引出的线，对人身设备起保护作用， 黄绿双色线
三相四线制供电系统
• 相电压：相线与中性线之间的电压。即 U-N、V-N、W-N之间的电压。
• 线电压：相线与相线之间的电压。即UV、V-W、U-W之间的电压。
• 三相对称：相电压相等、线电压相等。
• 中性线的主要作用是，星形连接时，保 证三相负载不对称时相电压也能保持对 称，而起到保护作用。
• 4、特点：三相四线制系统提供 380V/220V两种电压。
• （2）二类负荷：指中断供电将造成较大的政治影 响、较大的经济损失的负荷。——要求尽可能有两 个独立电源供电，若地区供电条件困难，可由一路 6KV以上专用架空线供电。
• （3）三类负荷：不属于一类、二类的负荷。—— 可非连续性供电。
10KV变配电所接线图
（一）三相四线制系统
电源的分类
1、相线（火线）：从绕组首端引出的三根电源线。 即U、V、W。用黄、绿、
供配电系统基础知识
图1 电力的产生及传输分配源自一、电力系统概述1、电力系统：由发电、送电、变电、 配电和用电组成的“整体”。
(精品)第1章供配电系统基础知识
第1章 供配电技术基础知识
电力系统中性点的运行方式共三种
中性点直接接地 中性点经消弧线圈接地 中性点不接地
1.3.1 中性点直接接地方式
中性点直接接地方式就是把电 源中性点直接与“地”相接，我 国110kV及以上电压等级的电力 系统均属于这种大接地电流系统。
该系统运行中若发生一短路，
立即造成系统中流过很大的单相
《全国电力供需与经济运行形势分析预测报告(20072008)》数据显示：2007年全社会用电量完成32458亿千瓦 时，其中工业用电量为24566亿千瓦时，比重为75.09%。这 一数字说明我国目前用电结构趋于重型化。
第1章 供配电技术基础知识
为满足经济增长对电力的需求，国家加大电力建设投资， 计划全国每年发电规模在1500万千瓦以上。预计2010年我 国电力装机容量将达到6.7亿千瓦，全社会用电量达到3.09 万亿千瓦时；2020年，装机容量将达到10亿千瓦，全社会 用电量达到4.6万亿千瓦时。
第1章 供配电技术基础知识
3. 电力系统的额定电压
第一类：100V以下额定电压，用于蓄电池和安全照明 用具等电气设备。
第二类：大于100V、小于1000V的额定电压，用于一般 工业和民用电气设备。
第三类：1000V以上的额定电压，用于高压电气设备。 国家规定：电力网的额定电压分有500KV、220KV、 110KV、63KV、35KV、10kV。为保证电力设备端电压不 超过额定电压的±5%，通常允许发电机额定电压比电网额 定电压高5%，末端受电变电站端电压比电网额定电压低 5%。
第1章 供配电技术基础知识
1.3.3 中性点经消弧线圈接地方式
利用消弧线圈的电感电流对接地电容 电流进行补偿，使通过故障点的电流 减小到能自行熄弧范围。利用对消弧 线圈无载分接开关的操作，使其在一 定范围内达到过补偿运行，从而实现 减小接地电流的目的。使电网持续运 行时间延长，相对提高了供电可靠性。 此方式也是小接地电流系统。
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中性点经消弧线圈接地系统多用于以架空线路为主体的3～60kV系统 中，还可用在雷害事故严重的地区和某些大城市电网的110kV系统。
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中性点运行方式
三、中性点直接接地的电力系统
❖正常运行时 中性点的电压为零，中性点没有电流流过。
❖ 发生单相接地时
由于接地相直接通过大地与电源构成单相回路，形成单相短路故障，则 短路电流很大，继电保护装置立即动作，断路器断开，迅速切除故障部分。
供配电系统基本知识
工程师技术培训项目
1
主要内容
电力系统（供配电系统）概述 中性点运行方式 电力线路的接线方式 变配电所的主接线方案 电气设备选择与校验 电力系统故障概述
2
概述
电能是人们生产和生活的重要能源，属于二次能源。 发电厂将一次能源(如煤、油、水、原子能等)转换
成电能，再进行输送和分配，最后可以转换为其他 形式的能量(如机械能、光能、热能等)。
正常运行
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中性点运行方式
一、中性点不接地的电力系统
单相（C相）接地
（对地1）电C压相U对 B地=电U压B +为(-零U,非C )接= U地 B相C A,如相图对所地示电。压U A = U A +(- U C )=U AC ,B相
结论：当一相接地时，非接地两相对地电压均升高 3 倍，变为线电压。而 且，该两相对地电容电流 I C 0 也相应的增大 3 倍。
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中性点运行方式
一、中性点不接地的电力系统
单相（C相）接地
（3）系统三相的线电压仍保持对称且大小不变。因此，对接于线电压的用 电设备的工作并无影响，无须立即中断对用户供电。
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中性点运行方式
一、中性点不接地的电力系统
中性点不接地系统发生单相接地故障时产生的影响
单相接地时，在接地处有接地电流流过，会引起电弧，此电弧 的强弱与接地电流的大小成正比。
❖当接地电流不大时，交流电流过零时电弧将自行熄灭，接地故障随之消失， 电网即可恢复正常运行；
❖当接地电流超过一定值时，将会产生稳定的电弧，形成持续的电弧接地， 高温的电弧可能损坏设备，甚至可能导致相间短路，尤其在电机或电器 内部发生单相接地出现电弧时最危险；
❖接地电流小于30A而大于5～10A时，有可能产生一种周期性熄灭与复燃 的间歇性电弧，将引起过电压，其幅值可达2.5～3倍的相电压，这个过 电压对于正常电气绝缘来说应能承受，但当绝缘存在薄弱点时，可能发 生击穿而造成短路，危及整个电网的安全。
13
中性点运行方式
一、中性点不接地的电力系统
中性点不接地系统发生单相接地故障时产生的影响
单相接地故障时，由于线电压保持不变，对电力用户没有影响， 用户可继续运行，提高了供电可靠性。 为防止由于接地点的电弧及伴随产生的过电压，引起故障范围扩 大，在这种系统中必须装设交流绝缘监察装置，当发生单相接地故 障时，立即发出绝缘下降的信号，通知运行值班人员及时处理。 电力系统的有关规程规定：在中性点不接地的三相系统中发生单 相接地时，允许继续运行的时间不得超过2ｈ，并要加强监视。 系统中电气设备和线路的对地绝缘必须按能承受线电压考虑设计， 从而相应地增加了投资。
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中性点运行方式
二、中性点经消弧线圈接地的电力系统
消弧线圈装在系统中发电机或变压器的中性点与大地之间，正常运行时，中 性点的对地电压为零，消弧线圈中没有电流通过。
当系统发生单相接地故障时，中性点的对地电压等于接地相电压，消弧线 圈在中性点电压即作用下，有一个电感电流通过，此电感电流必定通过接地 点形成回路，接地点的电流为接地电流与电感电流的相量和。
通过消弧线圈的电感电流：
IL
U ph L
18
中性点运行方式
二、中性点经消弧线圈接地的电力系统
当发生单相接地故障时，接地相电压为零，三个线电压不变，其它两相 电压也将升高 3倍。 （与中性点不接地系统一样）
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中性点运行方式
二、中性点经消弧线圈接地的电力系统
❖ 特点
供电可靠性高，绝缘投资较大；中性点经消弧线圈接地后，能有效 地减少单相接地故障时接地处的电流，使接地处的电弧迅速熄灭，防 止了经间歇性电弧接地时所产生的过电压。
7
中性点运行方式
中性点运行方式
中性点非有效接地
中性点不接地 中性点经消弧线圈接地 中性点经高电阻接地
小接地电流系统
中性点有效接地
中性点直接接地 中性点经小阻抗接地
大接地电流系统
我国电力系统广泛采用的中性点接地方式主要有不接地，经消弧线圈接地及直接接地 三种。
8
中性点运行方式
一、中性点不接地的电力系统
14
中性点运行方式
一、中性点不接地的电力系统
适用范围
我国60kV以下系统，特别是3~10kV系统， 一般采用中性点不接地运行方式。
15
中性点运行方式
二、中性点经消弧线圈接地的电力系统
在中性点不接地系统中，单相接地电流超过如下的规定数值： （1）3～10KV系统中，接地电流大于30A， （2）20KV及以上系统中，接地电流大于10A， 采用经消弧线圈接地的措施来减小接地电流，熄灭电弧，避免 过电压的产生。
10
中性点运行方式
一、中性点不接地的电力系统
单相（C相）接地
电容（电2）流当之由C和相相。接量因地图此时可I，知C系，I统C(在的IC相接A 位地I电上CB 流正)（好电超容前电U C流90）°IC；为而非在接量地值两上相，对由地 于 IC 3ICA ，而 IC A U A/X C3 U A/X C3 I C 0 ，因此 IC 3IC0 。 结论：一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
概述
构成：发电厂、变电所、电力线路、用户
4
概述
6
中性点运行方式
星形接线变压器或发电机的中性点称为电力系统的中性点。
电力系统中性点接地方式与电压等级、单相接地短路电流、过电压水 平、继电保护和自动装置的配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、 系统供电的可靠性和连续性、主变压器和发电机的运行安全以及对通 信系统的干扰等。
17
中性点运行方式
二、中性点经消弧线圈接地的电力系统
接地电流
超I •前C
90U°•，w 电感电流
滞后
I
• L
90°，在U •接w 地处接地电流
ห้องสมุดไป่ตู้
和电感电流互相抵消，称为电感电流对接地电容电流的补偿。
适当选择消弧线圈的匝数，可使接地点的电流变得很小或等于零， 从而消除了接地处的电弧以及由电弧所产生的危害，消弧线圈也正是由 此得名。