现代供配电技术课件

HNPI现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程现代供配电技术现代供配电技术任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识供配电系统认识供配电系统认识1电网认识电网认识2电压等级电压等级3电力系统中性点电力系统中性点4现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院情景一：供配电系统认识情景一：供配电系统认识任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 一、知识目标一、知识目标1、了解供配电工作的意义与要求2、掌握供配电系统及发电厂、电力系统的基本知识3、熟悉企业变电所的组成、功能 二、能力目标二、能力目标1、对实际供电系统形成感性认识2、识读供配电系统简图 现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识情景一：供配电系统认识情景一：供配电系统认识 （一）、供配电工作的意义与要求：一）、供配电工作的意义与要求：供配电工作要很好地为国民经济服务，并切实搞好安全用电、节约用电和计划用电（俗称“三电”）工作，必须达到下列基本要求：1234安安 全全可可 靠靠优优 质质经经 济济 在电能在电能的供应、分的供应、分配和使用中，配和使用中，不应发生人不应发生人身事故和设身事故和设备事备事 故。故。应满足应满足电能用户对电能用户对供电可靠性供电可靠性即连续供电即连续供电的要求。的要求。应满足应满足电能用户对电能用户对电压质量和电压质量和频率质量等频率质量等方面的要求。方面的要求。应使供应使供电系统的投电系统的投资少，运行资少，运行费用低，并费用低，并尽可能地节尽可能地节约电能。约电能。现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识情景一：供配电系统认识情景一：供配电系统认识（二）、（二）、发电厂和电力发电厂和电力 系统的基本知识系统的基本知识 1.1.发电厂发电厂 2.2.电力系统电力系统 发电厂又称“发电站”，是将自然界蕴藏的各种一次能源如水力、煤炭、石油、天然气、风力、地热、太阳能和核能等，转换为电能（二次能源）的工厂。现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识情景一：供配电系统认识情景一：供配电系统认识 2 2、电力系统、电力系统 由各种电压的电力线路，将各种发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称为“电力系统”。电力系统中的各级电压线路及其联系的变配电所，称为“电力网”，简称“电网”。但习惯上，电网或系统往往按电压等级来划分；例如，我们说10kV电网或10kV系统，实指10kV的整个线路。现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识情景一：供配电系统认识情景一：供配电系统认识（三）、供配电系统的基本知识（三）、供配电系统的基本知识1 1、具有高压配电所的、具有高压配电所的 供配电系统供配电系统现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识情景一：供配电系统认识情景一：供配电系统认识2 2、具有总降压变电所的、具有总降压变电所的 供配电系统供配电系统现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识情景一：供配电系统认识情景一：供配电系统认识3 3、高压深入负荷中心的、高压深入负荷中心的 企业供配电系统企业供配电系统现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识情景一：供配电系统认识情景一：供配电系统认识4 4、只有一个变电所或配电所的、只有一个变电所或配电所的 企业供配电系统企业供配电系统现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景二：电网认识情景二：电网认识 一、知识目标一、知识目标1、了解国家电网机构设置、发展2、构建国家电网意义二、能力目标二、能力目标对国家电网形成真实的感性认识现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景二：电网认识情景二：电网认识（一）国家电力网络现状一）国家电力网络现状 电力网络或电网是指电电力网络或电网是指电力系统中除发电机和用电设力系统中除发电机和用电设备之外的部分备之外的部分,即电力系统即电力系统中各级电压的电力线路及其中各级电压的电力线路及其联系的变配电所。联系的变配电所。国家电网公司国家电网公司南方电网公司南方电网公司 中国电网运行和管理机制：中国电网运行和管理机制：中国电网分为中国电网分为2 2大电网公司大电网公司 现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景二：电网认识情景二：电网认识国家电网公司由五个区域电网有限责任公司或股份有限公司组成国家电网公司由五个区域电网有限责任公司或股份有限公司组成 现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识情景二：电网认识情景二：电网认识 国家电网公司国家电网公司五个区域电网公司五个区域电网公司 主要负责各区域电网之间的电力交易、调电力交易、调度度，参与跨区域电网的跨区域电网的投资与建设投资与建设，协助国家能源主管部门制订全国制订全国电力发展规划电力发展规划，如三峡输、配、电网络工程的建设任务，即由国家电网公司负责。负责经营管理电经营管理电网网，保证供电安全，规划区域电网发展规划区域电网发展，培育区域电力市场培育区域电力市场，管理电力调度交易中管理电力调度交易中心心，按市场规则进行按市场规则进行电力调度电力调度。现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院 电网主要作用是保证发电与供电的安全可靠电网主要作用是保证发电与供电的安全可靠，调整地区间的电力供需平衡，减少电能损耗，降低发电和输配电成本，保持规定的电能质量和获得最大的经济利益。随着电力工业的迅速发展，特别是各国相继建设了大容量火电、水电和原子能电站，电网的容量愈联愈大。除了在本国形成统一电网外，相邻地区和国家也采取电网互联，组成国际国际电网。电网。（二）、组建国家级电网意义（二）、组建国家级电网意义任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景二：电网认识情景二：电网认识现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景二：电网认识情景二：电网认识（三）、我国电网新技术的应用（三）、我国电网新技术的应用 特高压特高压输电技术输电技术直直 流流 输输 电电远距离、大规模的电力输送远距离、大规模的电力输送有利于提高中国乃至世界有利于提高中国乃至世界输变电设备的制造水平输变电设备的制造水平有利于节约土地资有利于节约土地资源、保护环境源、保护环境现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景二：电网认识情景二：电网认识（四）、分析上图的电力网络的组成（四）、分析上图的电力网络的组成现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景三：电压等级情景三：电压等级一、知识目标一、知识目标1、了解额定电压国家标准2、三相交流电网电力设备额定电压3、供电质量二、能力目标二、能力目标会运用交流电网及其电力设备额定电压 现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景三：电压等级情景三：电压等级(一一)、电压等级、电压等级1 1、电力系统及电力设备的额定电压级别系列、电力系统及电力设备的额定电压级别系列额定电压额定电压是电力系统及电力设备规定的正常电压，即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。电力系统各点的实际运行电压允许在一定程度上偏离其额定电压，在这一允许偏离范围内，各种电力设备及电力系统本身仍能正常运行。现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景三：电压等级情景三：电压等级(一一)、电压等级、电压等级2 2、额定电压的国家标准、额定电压的国家标准输配电电压等级输配电电压等级是输电网与配电网中用于升高电压和降低电压的各级电压层次。电压 等级在同一输电网或配电网中具有统一性，在电力企业与制造行业之间具有标准性。我国于19591959年年第一次颁布了国家标准国家标准GB156GB156额定电压额定电压。国家电压标准，是统一电力行业、电力设备制造企业以及用电工业和电力用户之间电压序列的强制性技术标准。现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景三：电压等级情景三：电压等级二二供电电网和电力设备的额定电压供电电网和电力设备的额定电压电力线路的额定电压电力线路的额定电压1 1 电力线路（或电网）的额定电压等级电力线路（或电网）的额定电压等级是国家根据国民经济发展的需要及电力工业的水平，经全面技术经济分析后确定的。它是确定各类用电设备额定电压的基本依据。现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景三：电压等级情景三：电压等级二二供电电网和电力设备的额定电压供电电网和电力设备的额定电压用电设备的额定电压用电设备的额定电压2 2 由于用电设备运行时，电力线路上要有负荷电流流过，因而在电力线路上引起电压损耗，造成电力线路上各点电压略有不同。但成批生产的用电设备，其额定电压不可能按使用地点的实际电压来制造，而只能按线路首端与末端的平均电压即电力线路的额定电压U来制造。所以用电设备的额定电压规定与同级电力线路的额定电压相同。用电设备的额定电压规定与同级电力线路的额定电压相同。现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景三：电压等级情景三：电压等级二二供电电网和电力设备的额定电压供电电网和电力设备的额定电压发电机的额定电压发电机的额定电压3 3用电设备和发电机的额定电压 由于电力线路允许的电压损耗为5%，即整个线路允许有允许有 10%10%的电压损的电压损耗耗，因此为了维护线路首端与末端平均电压的额定值，线路首端（电源端）电压应比线路额定电压高 5%，而发电机是接在线路首端的，所以规定发电机的额发电机的额定电压高于同级线路额定电压定电压高于同级线路额定电压5%5%，用以补偿线路上的电压损耗 现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景三：电压等级情景三：电压等级二二供电电网和电力设备的额定电压供电电网和电力设备的额定电压电力变压器的额定电压电力变压器的额定电压4 4 1)当电力变压器直接与发电机相连电力变压器直接与发电机相连，如上图中的变压器T1，则其一次绕组的额定电压应与发电机额定电压相同。现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景三：电压等级情景三：电压等级二二供电电网和电力设备的额定电压供电电网和电力设备的额定电压电力变压器的额定电压电力变压器的额定电压4 4 2)当变压器不与发电机相连当变压器不与发电机相连，而是连接在线路上，如上图中的变压器T2，则可将变压器看作是线路上的用电设备，因此其一次绕组的额定电压应与线路额定电压相同其一次绕组的额定电压应与线路额定电压相同。现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景三：电压等级情景三：电压等级二二供电电网和电力设备的额定电压供电电网和电力设备的额定电压电力变压器的额定电压电力变压器的额定电压4 4 (2)(2)变压器二次绕组的额定电压变压器二次绕组的额定电压 变压器二次绕组的额定电压，是指变压器一次绕组接上额定电压而二次绕组开路时的电压，即空载电压。而变压器在满载运行时，二次绕组内约有5%的阻抗电压降。因此分两种情况讨论：现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景三：电压等级情景三：电压等级二二供电电网和电力设备的额定电压供电电网和电力设备的额定电压电力变压器的额定电压电力变压器的额定电压4 4 1)如果变压器二次侧供电线路很长（例如较大容量的高压线路WL），则变压器二次绕组额定电压，一方面要考虑补偿变压器二次绕组本身考虑补偿变压器二次绕组本身5%5%的阻抗电压降的阻抗电压降，另一方面还要考虑变压器满载时输出的二次电压要满足考虑变压器满载时输出的二次电压要满足线路首端应高于线路额定电压的线路首端应高于线路额定电压的5%5%，以补偿线路上的电压损耗。所以，变压器二次绕组的额定电压要比线路额定电压高变压器二次绕组的额定电压要比线路额定电压高10%10%，见上图中变压器T1。现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景三：电压等级情景三：电压等级二二供电电网和电力设备的额定电压供电电网和电力设备的额定电压电力变压器的额定电压电力变压器的额定电压4 4 2)如果变压器二次侧供电线路不长（例如为低压线路或直接供电给高、低压用电设备的线路），则变压器二次绕组的额定电压，变压器二次绕组的额定电压，只需高于其所接线路额定电压只需高于其所接线路额定电压5%5%，即仅考虑补偿变压器内部5%的阻抗电压降，见上图中变压器T2。现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景四：电力系统中性点情景四：电力系统中性点一、知识目标一、知识目标二、能力目标二、能力目标1、掌握电力系统中性点运行方式特点，应用范围2、低压配电系统中性点连接和接地方式具备高低压中性点运行方式设计能力 现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院b.b.大电流接地系统，包括中性点经低电阻接地大电流接地系统，包括中性点经低电阻接地和中性点直接接地两种形式。和中性点直接接地两种形式。a.小电流接地系统，包括中性点不接地和小电流接地系统，包括中性点不接地和中性点经阻抗接地两种形式中性点经阻抗接地两种形式 任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景四：电力系统中性点情景四：电力系统中性点（一）电力系统（一）电力系统中性点运行方式中性点运行方式现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景四：电力系统中性点情景四：电力系统中性点1 1、中性点不接地的电力系统、中性点不接地的电力系统（一）电力系统（一）电力系统中性点运行方式中性点运行方式 中性点不接地的运行方式，即电力系统的中性电力系统的中性点不与大地相接。点不与大地相接。我国366kV系统，特别是3 310kV10kV系统，一般采用中性点不接地的运行方式。中性点不接地系统一般都装有单相接地保护装装有单相接地保护装置或绝缘监测装置置或绝缘监测装置，在系统发生接地故障时，会及时发出警报，提醒工作人员尽快排除故障；同时，在可能的情况下，应把负荷转移到备用线路上去。现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景四：电力系统中性点情景四：电力系统中性点2 2、中性点经消弧线圈接地的电力系统、中性点经消弧线圈接地的电力系统（一）电力系统（一）电力系统中性点运行方式中性点运行方式 在中性点不接地系统中，当单相接地电流超单相接地电流超过规定数值过规定数值时（310kV系统中，接地电流大于30A，20kV及以上系统中接地电流大于10A时），将产生断续电弧，从而在线路上引起危险的过电压，因此须采用经消弧线圈接地的措施来减小这一接地电流，熄灭电弧，避免过电压的产生。现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景四：电力系统中性点情景四：电力系统中性点3 3、中性点直接接地的电力系统、中性点直接接地的电力系统（一）电力系统（一）电力系统中性点运行方式中性点运行方式 这种系统的单相接地，即通过接地中性点形过接地中性点形成单相短路成单相短路，单相短路电流比线路的正常负荷电流大许多倍。因此，在系统发生单相短路时保护装置应动作于跳闸，切除短路故障，使系统的其它部分恢复正常运行。目前我国110kV110kV以上以上电力网均采用中性点直接接地方式。现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景四：电力系统中性点情景四：电力系统中性点4 4、中性点经低电阻接地的电力系统、中性点经低电阻接地的电力系统（一）电力系统（一）电力系统中性点运行方式中性点运行方式 现代化大、中型城市在电网改造中大量采用电缆线路，致使接地电容电流增大接地电容电流增大。因此，即使采用中心点经消弧线圈接地的方式也无法完全在发生接地故障时熄灭电弧；而间歇性电弧及谐振引起的过电压会损坏供配电设备和线路，从而导致供电的中供电的中断断。为了解决上述问题，我国一些大城市的10kV系统采用了中性点经低电阻接地中性点经低电阻接地的方式。它接近于中性点直接接地的运行方式，在系统发生单相接地时，保护装置会迅速动作，切除故障线路，通过备用电源的自动投入，使系统的其他部分恢复正常运行。现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景四：电力系统中性点情景四：电力系统中性点（二）低压配电系统中性点连接和接地方式（二）低压配电系统中性点连接和接地方式 中性点直接接地方式中，从中性点引出的线称为中性线，用字母N表示。中性线（中性线（N N线）的作用，线）的作用，一是用来接相电压为220V的单相用电设备；二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是减少负载中性点的电压偏移。保护线（保护线（PEPE线）的作用线）的作用是保障人身安全，防止触电事故发生。在TN系统中，当用电设备发生单相接地故障时，就形成单相短路，使线路过电流保护装置动作，迅速切除故障部分，从而防止人身触电。兼有中性线和保护线的功能，在我国俗称为零线零线或地线地线现代供配电技术精品课程现代供配电技术精品课程河南工业职业技术学院河南工业职业技术学院任务一：电力网络认识任务一：电力网络认识 情景四：电力系统中性点情景四：电力系统中性点（二）低压配电系统中性点连接和接地方式（二）低压配电系统中性点连接和接地方式 低压配电系统按电气设电气设备的外露备的外露可导电部可导电部分保护接分保护接地地的形势 所谓的TN系统，即中性点直接接地系统，且有有中性线（N线）引出。“TN”中“T”表示中性点直接接地，“N”表示该低压系统内的用电设备的外露可导电部分直接与电源系统接地点相联。TN系统可因其N线和PE线的不同形式，分为TN-CTN-C系统、系统、TN-STN-S系统和系统和TN-C-STN-C-S系统。系统。所谓的TT系统，也是中性点直接接地系统，且有中性线（N线）引出。“TT”中第一个“T”仍表示中性点直接接地，第二个“T”表示该低压系统内的用电设备的外露可导电部分不直接与电源系统接地点相联，而采取用电设备经各自的PE线就近接地的保护方式 所谓的IT系统，是中性点非直接接地系统。“TT”中第一个“I”仍表示中性点不直接接地，“T”表示该低压系统内的用电设备的外露可导电部分不直接与电源系统接地点相联，而采取用电设备经各自的PE线就近接地的保护方式。