1、中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X劉建華：劉建華mail:張棟梁張棟梁mail: 供電技術供電技術中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X供電技術供電技術 供電技術供電技術課程分為七章。共計課程分為七章。共計48學時，學時，其中其中42學時講課，學時講課，6學時實驗。學時實驗。 實驗時間和內容提前通知實驗時間和內容提前通知 中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X供電技術課程結構供電技術課程結構p 本書包括三大部分。本書包括三大部分。p 第一部分：前第一部分：前5章，基礎部分。章，

2、基礎部分。p 以用電系統設計為主線，內容包括：以用電系統設計為主線，內容包括：電力系統電力系統 負荷計算、電氣設備、電氣接線、電力線路負荷計算、電氣設備、電氣接線、電力線路短路電流計算、電氣設備選擇和校驗短路電流計算、電氣設備選擇和校驗繼電保護繼電保護保護接地和防雷保護接地和防雷對供用電系統及設備有較深入了解，能夠進行初步的供對供用電系統及設備有較深入了解，能夠進行初步的供用電系統設計。用電系統設計。中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X供電技術課程結構供電技術課程結構p第二、三部分屬于專題部分。第二、三部分屬于專題部分。 第二部分：第第二部分：第6章，電能質量和無功補償章，電能質量和無

3、功補償 第三部分：第第三部分：第7章，變電所綜合自動化章，變電所綜合自動化中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X考核方式考試 60%平時和作業 20%實驗 20%中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X參考書孟祥忠，孟祥忠，現代供電技術現代供電技術，清華大學出版社，清華大學出版社 ，2006 年年翁雙安翁雙安,供電工程供電工程,機械工業出版社，機械工業出版社，2004年年劉介才，劉介才，工廠供電工廠供電第第4版，機械工業出版社，版，機械工業出版社，2004周瀛，周瀛，工業企業供電工業企業供電，冶金工業出版社，冶金工業出版社，2002王崇林等，王崇林等，供電技術供電技術，煤炭工業出版社

4、，煤炭工業出版社，1997諸駿偉，諸駿偉，電力系統分析電力系統分析，中國電力出版社，中國電力出版社，1995賀家李，賀家李，電力系統繼電保護原理電力系統繼電保護原理，水利電力出版社，水利電力出版社，1994張學成，張學成，工礦企業供電工礦企業供電，中國礦大出版社，中國礦大出版社，1998中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X引言電力工業歷史電力工業歷史現代電力系統的主要特點現代電力系統的主要特點u多種一次能源發電多種一次能源發電u機組容量增大機組容量增大u高電壓、遠距離、大規模互聯電網輸電高電壓、遠距離、大規模互聯電網輸電u電能質量問題更突出電能質量問題更突出u自動化水平大大提高自動化水

5、平大大提高u電力工業市場化電力工業市場化u外部環境制約明顯外部環境制約明顯u大停電事故帶來災難性后果大停電事故帶來災難性后果中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X本章概述電力系統的基本知識和相關概念。本章概述電力系統的基本知識和相關概念。簡要說明電力系統的構成，電網的額定電壓簡要說明電力系統的構成，電網的額定電壓 , ,電力系統的中性點運行方式電力系統的中性點運行方式 ; ;介紹了用戶供電系統的特點和決定供電質量的介紹了用戶供電系統的特點和決定供電質量的主要指標。主要指標。 中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X第一節第一節 電力系統的基本概念電力系統的基本概念第二節第二節 用戶供

6、電系統的特點和決定供電質量的主要指標用戶供電系統的特點和決定供電質量的主要指標中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X第一節第一節 電力系統的基本概念電力系統的基本概念 中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X一、電力系統相關概念及構成一、電力系統相關概念及構成 電力系統：是指進行電力系統：是指進行生產、傳輸、分配、消費電能生產、傳輸、分配、消費電能的的各個環節構成的一個整體。各個環節構成的一個整體。電力網：指的是聯系電力網：指的是聯系發電廠和用戶的中間環節發電廠和用戶的中間環節，由變，由變電站（所）和各種電站（所）和各種不同電壓等級的電力線路不同電壓等級的電力線路組成。組成。變電站（

7、所）變電站（所） ：完成電壓變換和電能再分配。：完成電壓變換和電能再分配。圖圖1 一個簡單的電力系統一個簡單的電力系統中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X電力系統的主要環節電力系統的主要環節發電廠（站）發電廠（站）發電廠（站）：發電廠（站）： 指將一次能源轉換成電能的場所。指將一次能源轉換成電能的場所。 一次能源一次能源包括：煤炭、石油、天然氣、水能、原子核能、包括：煤炭、石油、天然氣、水能、原子核能、風能、太陽能、地熱、潮汐能等。風能、太陽能、地熱、潮汐能等。 我國一次能源主要是：煤炭、水力和原子能。我國一次能源主要是：煤炭、水力和原子能。 p 一般根據所使用的能源的不同，將電廠分為

8、火力發電廠、一般根據所使用的能源的不同，將電廠分為火力發電廠、水力發電站、核電站、風力發電場、太陽能發電場、地熱水力發電站、核電站、風力發電場、太陽能發電場、地熱發電廠、潮汐電站等。發電廠、潮汐電站等。中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X內蒙古內蒙古準格爾準格爾電廠電廠（西部（西部大開發大開發中第一中第一個大型個大型火電項火電項目）目） 中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X長江三峽長江三峽水利水利樞紐工程樞紐工程 中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X廣東大亞灣廣東大亞灣核電站核電站 中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X

9、太太陽陽能能中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X 變電站（所）變電站（所）：變換電壓、接收電能與分配電：變換電壓、接收電能與分配電能的場所，是聯系發電廠和用戶的中間環節。能的場所，是聯系發電廠和用戶的中間環節。 主要由電力變壓器、母線和開關控制設備等組主要由電力變壓器、母線和開關控制設備等組成。成。 若僅只有配電設備而無電力變壓器則稱為若僅只有配電設備而無電力變壓器則稱為開閉開閉所或開關站所或開關站。 凡是把交流電能變換成直流電能的變電站稱為凡是把交流電能變換成直流電能的變電站稱為變流站變流站。 電力系統的主要環節電力系統的主要環節變電站（所）變電站（所）中國礦業大學信電學院電氣工程研

10、究所供電技術X變電所按作用分有升壓變電站（所）和降壓變電變電所按作用分有升壓變電站（所）和降壓變電站（所）站（所） 。升壓變電站（所）：升壓變電站（所）：多建在發電廠內，把電能升多建在發電廠內，把電能升高后，再進行長距離輸送。高后，再進行長距離輸送。降壓變電站（所）降壓變電站（所） ：多設在用電區域，將高壓電多設在用電區域，將高壓電適當降低電壓后，對某地區或用戶供電。適當降低電壓后，對某地區或用戶供電。 電力系統的主要環節電力系統的主要環節變電站（所）變電站（所）中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X變電站（所）按地位分：變電站（所）按地位分：樞紐變電站（所）樞紐變電站（所）：位于電力系

11、統的樞紐點，連接電力系統：位于電力系統的樞紐點，連接電力系統多個電壓等級，匯集多個電源的變電所，稱為樞紐變電站多個電壓等級，匯集多個電源的變電所，稱為樞紐變電站（所）。（所）。中間變電站（所）中間變電站（所） ：起到系統交換功率的作用，或使長距離：起到系統交換功率的作用，或使長距離輸電線路分段，同時有降壓給當地用戶。這樣的變電所主要輸電線路分段，同時有降壓給當地用戶。這樣的變電所主要起中間環節的作用，所以叫中間變電站（所）。起中間環節的作用，所以叫中間變電站（所）。地區變電站（所）地區變電站（所） ：高壓側電壓一般為：高壓側電壓一般為110-220kV，對地區，對地區用戶供電的變電所。用戶供電

12、的變電所。終端變電站（所）終端變電站（所） ：在輸電線路的終端，接近負荷點，經降：在輸電線路的終端，接近負荷點，經降壓后直接給用戶供電的變電所。壓后直接給用戶供電的變電所。電力系統的主要環節電力系統的主要環節變電站（所）變電站（所）中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X 電力網電力網：將輸送、變換、分配電能的各種變電所和：將輸送、變換、分配電能的各種變電所和各電壓等級的電力線路構成的網絡稱為電力網。各電壓等級的電力線路構成的網絡稱為電力網。電力系統的主要環節電力系統的主要環節電力網電力網根據電壓等級的

13、不同，電力網可分為：根據電壓等級的不同，電力網可分為： 低低 壓壓 電電 網：網：1kV及以下及以下 高高 壓壓 電電 網：網：3kV330kV 超高壓電網：超高壓電網：330kV1000kV 特高壓電網：特高壓電網：1000kV以上以上中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X電力系統示意圖電力系統示意圖1 1 中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X電力系統示意圖電力系統示意圖2 2 中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X輸電網互聯輸電網互聯 提高了供電可靠性提高了供電可靠性 遠距離傳輸的基礎遠距離傳輸的基礎 實現大范圍的能源優化配置

14、和規模經濟效益實現大范圍的能源優化配置和規模經濟效益 電力市場化的基礎電力市場化的基礎 巨大的環保效益巨大的環保效益中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X主要電氣設備符號主要電氣設備符號 交流發電機(G) 電力變壓器(T) 斷路器(QF) 隔離開關(QS) 熔斷器(FU) 刀開關(QK) 熔斷器式開關(Q) 跌落式熔斷器(FU)中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X主要電氣設備符號主要電氣設備符號負荷開關(Q) 線路、母線(W)電流互感器(TA) 電壓互感器(TV)電流互感器(TA) 電抗器(L)閥型避雷器(F) 電纜及終端(X)電容器( C ) 電動機中國礦業大學信電學院電氣工程

15、研究所供電技術X二、電力系統的額定電壓二、電力系統的額定電壓 電力系統的額定電壓是根據國民經濟發展的需要、技術經濟電力系統的額定電壓是根據國民經濟發展的需要、技術經濟的合理性及電氣設備的制造水平等因素，經全面分析論證，的合理性及電氣設備的制造水平等因素，經全面分析論證，由國家統一制定和頒布的。由國家統一制定和頒布的。 GB156-80規定的額定電壓等級，見表規定的額定電壓等級，見表1-1。 1kV以下的為低壓以下的為低壓,3-220kV為高壓，為高壓，330-750kV為超高壓，為超高壓，1000kV以上為特高壓。以上為特高壓。 我國目前的最高電壓等級為我國目前的最高電壓等級為750kV， 1

16、000kV正在建設中。正在建設中。 3kV及以上的高壓用于發電，配電及高壓用電設備及以上的高壓用于發電，配電及高壓用電設備; 110kV及及以上的高壓與超高壓用于遠距離輸電。以上的高壓與超高壓用于遠距離輸電。 煤礦煤礦1140V為低壓，人身安全電壓為交流為低壓，人身安全電壓為交流36V，直流，直流92V。 直流電壓為平均值直流電壓為平均值,交流電壓為有效值交流電壓為有效值,且指線電壓。且指線電壓。中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X表表1.1 1.1 我國交流電網和電力設備的額定電壓我國交流電網和電力設備的額定電壓 電網和用電電網和用電設備設備 額定電壓額定電壓 發電機額定電發電機額定

17、電壓壓 電力變壓器額定電壓電力變壓器額定電壓 一次繞組一次繞組 二次繞組二次繞組 低壓低壓 / V 220127 380220 660380 230 400 690 220127 380220 660380 230133 400230 690400高壓高壓 / kV3 61035110220330500750 3.15 6.3 10.513.8,15.75,18,20-3及及3.156及及6.310及及10.513.8,15.75,18,20351102203305007503.15及及3.36.3及及6.6l0.5及及1138.5121242363550-強電電壓等級的顏色強電電壓等級的顏色

18、 500KV500KV，淡黃色；，淡黃色； 220KV220KV，紫色；，紫色； 110KV110KV，朱紅色；，朱紅色； 35KV35KV，鮮黃色；，鮮黃色； 10KV10KV，絳紅色；，絳紅色； 6KV6KV，深藍色。，深藍色。 中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X二、電力系統的額定電壓二、電力系統的額定電壓 用電設備的額定電壓和電網的額定電壓是一致的。用電設備的額定電壓和電網的額定電壓是一致的。 發電機的額定電壓發電機的額定電壓高高于電網額定電壓于電網額定電壓5%（一般正常工作時，（一般正常工作時，線路電壓損耗約線路電壓損耗約10%；用電設備允許電壓偏差；用電設備允許電壓偏差）。

19、）。-5%G5%UN線路首端線路首端線路末端線路末端中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X變壓器的變壓器的二次繞組二次繞組對于用電設備而言，相當于供對于用電設備而言，相當于供電設備。電設備。u第一種情況比用電設備額定電壓高第一種情況比用電設備額定電壓高10% 10% u第二種情況比用電設備額定電壓高第二種情況比用電設備額定電壓高5%5%變壓器變壓器變壓器的變壓器的一次繞組一次繞組：相當于是用電設備，所以規：相當于是用電設備，所以規定變壓器一次繞組的額定電壓與受電設備額定電定變壓器一次繞組的額定電壓與受電設備額定電壓相同。壓相同。注意：但當變壓器一次繞組直接與發電機相連時，變壓器一次繞組的

20、額定電壓與發電機額定電壓相等。其中5%用于補償變壓器滿載供電時，一、二次繞組上的電壓損失； 另外5%用于補償線路上的電壓損失，因此適用于變壓器供電距離較長時的情況。當變壓器供電距離較短時，可以不考慮線路上的電壓損失，只需要補償滿載時變壓器繞組上的電壓損失即可。變壓器的額定電壓變壓器的額定電壓中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X一次繞組一次繞組 ：升壓變壓器，比電網的額定電壓高升壓變壓器，比電網的額定電壓高5% 5% ( (等于發等于發電機的額定電壓電機的額定電壓) )。降壓變壓器，與電網額定電壓相同。降壓變壓器，與電網額定電壓相同。二次繞組二次繞組 （指的是變壓器的空載電壓）：（指的是

21、變壓器的空載電壓）：升壓變壓器升壓變壓器， 高出電網額定電壓高出電網額定電壓10%10%。降壓變壓器降壓變壓器，高出電網額定電壓，高出電網額定電壓10%10%（或（或5%5%）。）。變壓器額定電壓變壓器額定電壓中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術XMT1T2UN+5%+10%0%+5%G額定電壓的國家標準額定電壓的國家標準 中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X發電機發電機G G的額定電壓的額定電壓：UNG=1.05UNL1=1.0510=10.5（kV） 變壓器變壓器T1的額定電壓：的額定電壓： U1NT1=UN.G=10.5（kV） U2NT1=1.1UNL2=1.1110=1

22、21(kV)變壓器變壓器T1的變比為：的變比為：10.5/121kV變壓器變壓器T2的額定電壓：的額定電壓：U1NT2=UNL2=110（kV） U2NT2=1.05UNL3=1.056=6.3(kV)變壓器變壓器T2的變比為：的變比為：110/6.3kV變壓器直接與電動機相連，供電距離較短，可以不考慮線路上的電壓損失。變壓器T1的一次繞組與發電機直接相連，所以其一次繞組的額定電壓取發電機的額定電壓例1 已知圖所示系統中電網的額定電壓，試確定發電機和變壓器的額定電壓。中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X6kV110kV380V 35kV 10kV330kVGT1T2T3T46.3kV6

23、.3/363/121kV110/10.5kV330/38.5kV6/0.4kV請根據下面系統圖已知參數確定各電氣元件的額定電壓。中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術Xp電網中性點：電網中性點：變壓器（或發電機）星形繞組的公共端。變壓器（或發電機）星形繞組的公共端。p中性點的中性點的運行方式運行方式指的是中性點與大地之間的連接關系。指的是中性點與大地之間的連接關系。p中性點運行方式的中性點運行方式的選擇選擇主要取決于單相接地時電氣設備的主要取決于單相接地時電氣設備的絕緣要求及供電可靠性。絕緣要求及供電可靠性。p中性點運行方式的不同，直接影響到安全和經濟問題，需中性點運行方式的不同，直接影響

24、到安全和經濟問題，需要進行綜合比較分析。要進行綜合比較分析。三、電力系統的中性點運行方式中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術XCe（中線）（中線）（火線）（火線）（火線）（火線）（火線）（火線）ceBeAXYCBZNAe三相四線三相四線制供電制供電火線（相線）火線（相線）:ABC中線（零線）：中線（零線）：N三相交流電路星形接法三、電力系統的中性點運行方式中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X線電壓和相電壓的關系線電壓和相電壓的關系BNUABUBNUANUCNU30 BNANBNANABUUUUU303ANABUU三相交流電路星形接法中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術XCZ

25、CABYBCAXABUUUUUU plUUACAuAXYCBZABuBCuBC特點：特點：線電壓線電壓=相電壓相電壓三相交流電路三角形接法中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術Xp中性點的中性點的運行方式運行方式指的是中性點與大地之間的連接關系。指的是中性點與大地之間的連接關系。中性點運行方式分為：中性點運行方式分為： 大接地電流系統大接地電流系統 1 1）直接接地，又稱為有效接地）直接接地，又稱為有效接地 2 2）經低阻接地）經低阻接地 小接地電流系統小接地電流系統 1 1）不接地，又稱為中性點絕緣）不接地，又稱為中性點絕緣 2 2）經消弧線圈接地）經消弧線圈接地 3 3）經高阻接地）經

26、高阻接地常用為三種：直接接地、不接地、經消弧線圈接地。常用為三種：直接接地、不接地、經消弧線圈接地。 以以6KV6KV的中壓電網為例，中性點接地阻值在的中壓電網為例，中性點接地阻值在1 11010歐姆的屬歐姆的屬于低阻接地，于低阻接地，1010100100歐姆的屬于中阻接地，數百數千的歐姆的屬于中阻接地，數百數千的為高阻接地為高阻接地 三、電力系統的中性點運行方式中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X中性點運行方式的種類中性點運行方式的種類中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X1.中性點不接地方式p主要特點：單相接地電流小。p適用范圍：3-35kV的電網(單相接地電流小于30A，3

27、5kV及以上電網小于10A。) 。因為在這類電網中，發生單相接地故障的比例很大。采用中性點不接地方式可以減少單相接地電流，從而減輕其危害。正常運行時三相對稱，沒有電流在地中流過。中性點對地電位為0。各相對地電壓等于相電壓。其中C為電網對地電容（高壓電網忽略電網對地絕緣電阻R）中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X 圖1-2 中性點非有效接地系統發生單相接地故障 中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X中性點不接地方式中性點不接地方式單相接地單相接地中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術XCBCACBCACEUCjCUjCUjIII3)()(.CUIE3中性點不接地方式單相接地電流

28、中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X中性點不接地方式中性點不接地方式單相接地故障的情況單相接地故障的情況當發生當發生金屬性金屬性接地時，接地故障相對地電壓為零。接地時，接地故障相對地電壓為零。中性點對地的電壓上升到相電壓，且與接地相的電源電壓中性點對地的電壓上升到相電壓，且與接地相的電源電壓相位相反。相位相反。非故障相對地電壓由相電壓升高為線電壓。非故障相對地電壓由相電壓升高為線電壓。三相的線電壓仍保持對稱且大小不變，對電力用戶接于線三相的線電壓仍保持對稱且大小不變，對電力用戶接于線電壓的設備的工作并無影響，無須立即中斷對用戶供電。電壓的設備的工作并無影響，無須立即中斷對用戶供電。單相

29、接地電流，等于正常運行時一相對地電容電流的三倍，單相接地電流，等于正常運行時一相對地電容電流的三倍，為容性電流。為容性電流。過大的單相接地電容電流會產生穩定的電弧致使電網出現過大的單相接地電容電流會產生穩定的電弧致使電網出現暫態過電壓，危及電氣設備安全運行。暫態過電壓，危及電氣設備安全運行。中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X2.中性點經消弧線圈接地中性點經消弧線圈接地p原理：單相接地電流主要是電容電流。如果能原理：單相接地電流主要是電容電流。如果能夠在發生單相接地時部分或全部抵消掉電容電夠在發生單相接地時部分或全部抵消掉電容電流，則單相接地電流將大減小。方法就是在中流，則單相接地電流

30、將大減小。方法就是在中性點處加入消弧線圈。性點處加入消弧線圈。p消弧線圈的工作原理：消弧線圈的工作原理：消弧線圈是一個具有鐵消弧線圈是一個具有鐵芯的可調電感線圈，線圈的電阻很小（消耗功芯的可調電感線圈，線圈的電阻很小（消耗功率小），電抗很大（保證對地絕緣水平），電率小），電抗很大（保證對地絕緣水平），電抗值可用改變線圈的匝數來調節。抗值可用改變線圈的匝數來調節。中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X中性點經消弧線圈接地情況中性點經消弧線圈接地情況p發生單相接地故障發生單相接地故障時，通過消弧線圈時，通過消弧線圈使接地處流過一個使接地處流過一個與容性接地電流相與容性接地電流相反的感性電流，

31、從反的感性電流，從而減小、甚至抵消而減小、甚至抵消接地電流，消除接接地電流，消除接地電弧引發的問題，地電弧引發的問題，提高供電可靠性。提高供電可靠性。中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X圖1-3 中性點經消弧線圈接地系統發生單相接地故障 中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X中性點經消弧線圈接地時電流中性點經消弧線圈接地時電流接地電流接地電流流過消弧線圈的電流流過消弧線圈的電流完全補償的條件完全補償的條件即有：即有：CBCACBCACECUjUUCjIII3)()(.LUjjXUICLCL0LEIICL231中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X消弧線圈的補償方式消弧線圈的

32、補償方式p 完全補償完全補償消弧線圈提供的電感電流等于接地電容電流，接地處消弧線圈提供的電感電流等于接地電容電流，接地處電流為電流為0。易滿足諧振條件，形成串聯諧振，產生過電壓。易滿足諧振條件，形成串聯諧振，產生過電壓。p 欠補償欠補償電感電流小于接地電容電流，單相接地時接地電流為電感電流小于接地電容電流，單相接地時接地電流為容性。容性。因線路停電或系統頻率降低等原因使接地電流減少，因線路停電或系統頻率降低等原因使接地電流減少，可能出現完全補償。故一般也不采用。可能出現完全補償。故一般也不采用。p 過補償過補償電感電流大于接地電流，單相接地電流為感性。電感電流大于接地電流，單相接地電流為感性。

33、過補償方式在電網中得到廣泛使用。但過補償程度要過補償方式在電網中得到廣泛使用。但過補償程度要合適合適. 以前的原則以前的原則中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X中性點非有效接地系統的優缺點中性點非有效接地系統的優缺點優點：發生單相接地時，不必立即停電，供電可靠性優點：發生單相接地時，不必立即停電，供電可靠性高。高。缺點：設備和線路對地絕緣需按線電壓設計。發生一缺點：設備和線路對地絕緣需按線電壓設計。發生一相接地故障時，非故障相對地電壓升高到原來相電壓相接地故障時，非故障相對地電壓升高到原來相電壓的的1.7321.732倍。故障相電容電流增大到原來的倍。故障相電容電流增大到原來的3 3倍

34、。電氣倍。電氣設備的絕緣要按線電壓來選擇。設備的絕緣要按線電壓來選擇。 中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X3.中性點直接接地正常運行時，三相系統對稱，中性點對地電壓為零。發生單相接地，就變成單相短路。繼電保護裝置應立即動作，使斷路器斷開，迅速切除故障部分，從而造成停電。單相短路時，故障相對地電壓為零，非故障相對地電壓基本不變，仍接近于相電壓。中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X中性點直接接地系統的優缺點中性點直接接地系統的優缺點設備和線路對地絕緣可以按相電壓設計，從而降低了設備和線路對地絕緣可以按相電壓設計，從而降低了造價。電壓等級愈高，因絕緣降低的造價愈顯著。造價。電壓等級

35、愈高，因絕緣降低的造價愈顯著。由于中性點直接接地系統在單相短路時須斷開故障線由于中性點直接接地系統在單相短路時須斷開故障線路，中斷用戶供電，影響供電可靠性。路，中斷用戶供電，影響供電可靠性。單相短路時短路電流很大，開關和保護裝置必須完善。單相短路時短路電流很大，開關和保護裝置必須完善。由于較大的單相短路電流只在一相內通過，在三相導由于較大的單相短路電流只在一相內通過，在三相導線周圍將形成較強的單相磁場，對附近通信線路產生線周圍將形成較強的單相磁場，對附近通信線路產生電磁干擾。電磁干擾。中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X中性點直接接地系統的適用范圍中性點直接接地系統的適用范圍p目前我國

36、電壓等級為目前我國電壓等級為110kV及以上，及以上，380/220V三相四線三相四線制的系統，廣泛采用中性點直接接地的運行方式。制的系統，廣泛采用中性點直接接地的運行方式。110kV及以上主要從絕緣角度考慮，節省投資。及以上主要從絕緣角度考慮，節省投資。380/220V三相四線制主要為了生成單相電壓。三相四線制主要為了生成單相電壓。中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X電網中性點運行方式的比較發生單相發生單相接地時接地時不接地不接地經消弧經消弧線圈接地線圈接地直接接地直接接地經電阻經電阻接地接地特點特點接地電流接地電流小小接地電流接地電流被減小被減小接地變成接地變成短路短路范圍范圍6-

37、35kV6-35kV110kV及以上及以上380/220V 中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X各種中性點運行方式比較序號序號 中性點接中性點接地方式地方式中性點不中性點不接地接地中性點經中性點經電阻接地電阻接地中性點經消中性點經消弧線圈接地弧線圈接地消弧線圈并消弧線圈并電阻接地電阻接地中性點直中性點直接接地接接地單相接地單相接地電流大小電流大小大大大大小小小小最大最大人身觸電人身觸電危險危險大大大大減小減小減小減小最危險最危險單相接地單相接地過電弧過電弧最高最高低低較高較高低低低低單相接地單相接地保護實現保護實現容易容易容易容易難難較復雜較復雜很容易很容易保護接地保護接地安全性安全性

38、電容電流電容電流大時危險大時危險電容電流電容電流大時危險大時危險安全安全安全安全危險危險中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X幾點補充 中性點不接地方式是過渡方式中性點不接地方式是過渡方式 大接地電流系統和小電流接地系統之爭大接地電流系統和小電流接地系統之爭 各國應用情況各國應用情況 美國美國低阻低阻 日本日本低阻低阻消弧線圈消弧線圈 德國德國消弧線圈消弧線圈 法國法國低阻低阻消弧線圈消弧線圈中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X幾個關于接地的名詞 工作接地工作接地 保護接地保護接地 保護接零保護接零M在正常情況下，將電氣設備的金屬外殼在正常情況下，將電氣設備的金屬外殼或構架用導線

39、與接地極可靠地連接起來，或構架用導線與接地極可靠地連接起來，使之與大地做電氣上的連接，這種接地使之與大地做電氣上的連接，這種接地的方式就叫保護接地。的方式就叫保護接地。M圖例圖例接地極接地極保護地線保護地線v保護接零又叫保護接中線，保護接零又叫保護接中線，在三相四線制系統中，電源在三相四線制系統中，電源中線是接地的，將電氣設備中線是接地的，將電氣設備的金局外殼或構架用導線與的金局外殼或構架用導線與電源零線電源零線(即中線即中線)直接連接，直接連接，就叫保護接零。就叫保護接零。 v圖例圖例1L2L3LN工作零線工作零線接接零零線線接地示意圖中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X第二節第二節

40、 用戶供電系統特點和決定供用戶供電系統特點和決定供電質量的主要指標電質量的主要指標 中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X一、用戶供電系統特點一、用戶供電系統特點 電力用戶供電系統由用戶內部變配電所、供電線路和電力用戶供電系統由用戶內部變配電所、供電線路和用電設備等組成，其中變配電所是電力系統的一個終用電設備等組成，其中變配電所是電力系統的一個終端降壓變配電所。端降壓變配電所。 電力用戶供電系統的供電電壓一般在電力用戶供電系統的供電電壓一般在110KV110KV及以下。及以下。 大多為國家電網供電，也可建立自備發電站。大多為國家電網供電，也可建立自備發電站。中國礦業大學信電學院電氣工程研

41、究所供電技術X1 1、電壓、電壓 二、決定供電質量的主要指標二、決定供電質量的主要指標決定用戶供電質量的主要指標為電壓、頻率和可靠性。決定用戶供電質量的主要指標為電壓、頻率和可靠性。 理想的供電電壓應該是幅值恒為額定值的三相對理想的供電電壓應該是幅值恒為額定值的三相對稱正弦電壓。稱正弦電壓。由于供電系統存在阻抗、用電負荷的變化和用電負荷的性由于供電系統存在阻抗、用電負荷的變化和用電負荷的性質質(如沖擊性負荷、非線性負荷如沖擊性負荷、非線性負荷)等因素，實際供電電壓無等因素，實際供電電壓無論是在幅值上、波形上還是三相對稱性上都可能與理想電論是在幅值上、波形上還是三相對稱性上都可能與理想電壓之間存

42、在著偏差。壓之間存在著偏差。 中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X1 1、電壓、電壓 (1)電壓偏差電壓偏差 電壓偏差是指電網實際電壓與額定電壓之差。電壓偏差是指電網實際電壓與額定電壓之差。 35kV及以上：及以上： 電壓正負偏差絕對值之和為電壓正負偏差絕對值之和為10； 10kV 10kV及以上：及以上： 7 7； 220V 220V單相電壓：單相電壓：7 7、1010；(2)電壓波動和閃變電壓波動和閃變 電網電壓幅值（或半周波方均根值）的電網電壓幅值（或半周波方均根值）的連續快速變化稱為電壓波動。由電壓波動引起的燈光閃爍連續快速變化稱為電壓波動。由電壓波動引起的燈光閃爍對人眼腦產生

43、的刺激效應稱為電壓閃變。對人眼腦產生的刺激效應稱為電壓閃變。(3)電壓波形畸變電壓波形畸變 電網電壓波形發生非正弦畸變時，電壓中電網電壓波形發生非正弦畸變時，電壓中出現高次諧波。出現高次諧波。(4)三相不對稱三相不對稱 三相電壓不對稱指三個相電壓在幅值和相位三相電壓不對稱指三個相電壓在幅值和相位關系上存在偏差。關系上存在偏差。中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X 一個交流電力系統只能有一個頻率。我國規定的電力系統一個交流電力系統只能有一個頻率。我國規定的電力系統標稱頻率標稱頻率(工頻工頻)為為50Hz。國際上標稱頻率有。國際上標稱頻率有50Hz和和60Hz兩種。兩種。 2.頻率頻率 當

44、電能供需不平衡時，系統頻率便會偏離其標稱值。頻當電能供需不平衡時，系統頻率便會偏離其標稱值。頻率偏差不僅影響用電設備的工作狀態、產品的產量和質量，率偏差不僅影響用電設備的工作狀態、產品的產量和質量，而且影響電力系統的穩定運行。而且影響電力系統的穩定運行。 大多數國家頻率規定偏差為大多數國家頻率規定偏差為(0.1Hz- 0.3Hz0.3Hz)。我國，。我國，300kW以上電力系統以上電力系統頻率規定偏差為頻率規定偏差為0.2Hz0.2Hz； 300kW300kW以下以下電力系統頻率規定偏差為電力系統頻率規定偏差為0.5Hz0.5Hz；中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X 頻率與轉速的關系

45、頻率與轉速的關系 n60f/P n是轉速度，是轉速度，f是頻率，是頻率，P是發動機的磁極對數是發動機的磁極對數 在頻率變化時，電動機的轉速和輸出功率也隨之變化，因在頻率變化時，電動機的轉速和輸出功率也隨之變化，因而嚴重影響到所生產出的產品的質量；現代工業、國防和而嚴重影響到所生產出的產品的質量；現代工業、國防和科學研究領域廣泛應用各種電子技術設備，如果系統頻率科學研究領域廣泛應用各種電子技術設備，如果系統頻率不穩定，將會影響這些設備的精確性。不穩定，將會影響這些設備的精確性。 頻率的變化對電力系統的正常運行也是十分有害的。汽輪頻率的變化對電力系統的正常運行也是十分有害的。汽輪發電機組在額定頻率

46、下運行時效率最佳，頻率偏高和偏低發電機組在額定頻率下運行時效率最佳，頻率偏高和偏低對葉片都有不良的影響。電廠中所用的許多機械（如：給對葉片都有不良的影響。電廠中所用的許多機械（如：給水泵、循環水泵、風機等）在頻率降低時都要減小出力，水泵、循環水泵、風機等）在頻率降低時都要減小出力，降低效率，因而影響發電設備的正常工作，使整個發電廠降低效率，因而影響發電設備的正常工作，使整個發電廠的有功輸出減小，從而導致系統的的有功輸出減小，從而導致系統的“頻率崩潰頻率崩潰”；同時頻；同時頻率降低時，異步電動機和變壓器的勵磁電流會增大，導致率降低時，異步電動機和變壓器的勵磁電流會增大，導致無功損耗增大。無功損耗

47、增大。中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X 系統頻率的變化也將影響系統電壓的變化。系統頻率的變化也將影響系統電壓的變化。 當系統頻率下降時，發電機發出的無功功率將減小（因為當系統頻率下降時，發電機發出的無功功率將減小（因為發電機的電勢依勵磁接線的方式不同與頻率的平方或三次發電機的電勢依勵磁接線的方式不同與頻率的平方或三次方成正比變化）；變壓器和異步電動機勵磁所需的無功功方成正比變化）；變壓器和異步電動機勵磁所需的無功功率增加，繞組漏抗的無功功率損耗將要減少；線路電容充率增加，繞組漏抗的無功功率損耗將要減少；線路電容充電功率和電抗的無功損耗都要減少。電功率和電抗的無功損耗都要減少。 總之

48、，頻率下降時，系統的無功需求略有增加、如果系統總之，頻率下降時，系統的無功需求略有增加、如果系統的無功電源不足則在頻率下降時，將很難維持電壓的正的無功電源不足則在頻率下降時，將很難維持電壓的正常水平，從而使電壓降低，最終導致電壓崩潰，對系統及常水平，從而使電壓降低，最終導致電壓崩潰，對系統及用戶產生嚴重的不良影響。用戶產生嚴重的不良影響。 當系統頻率增加時，發電機電勢增高，系統的無功需求略當系統頻率增加時，發電機電勢增高，系統的無功需求略有減少，因此系統的電壓要上升，將威脅著系統本身機電有減少，因此系統的電壓要上升，將威脅著系統本身機電設備及用戶設備的安全運行。設備及用戶設備的安全運行。中國礦

49、業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X 頻率崩潰頻率崩潰 frequency co11apse frequency co11apse 由于頻率惡性下降造成的電力系統嚴重事故。由于頻率惡性下降造成的電力系統嚴重事故。電力系統正常運行時，包括負荷和各環節損耗在內的功率消耗電力系統正常運行時，包括負荷和各環節損耗在內的功率消耗與發電機的功率輸出相平衡，頻率保持恒定。與發電機的功率輸出相平衡，頻率保持恒定。當發電功率和功率消耗之間發生很大的功率缺額時，頻率就要當發電功率和功率消耗之間發生很大的功率缺額時，頻率就要降低。降低。當發電廠的備用容量已全部動用出來，按頻率降低切除部分用當發電廠的備用容量已全部

50、動用出來，按頻率降低切除部分用戶的措施不及時，火電廠廠用電輔助機組因頻率下降而出力不戶的措施不及時，火電廠廠用電輔助機組因頻率下降而出力不足，造成鍋爐供水、給煤量和送風量減少，鍋爐蒸汽壓力下降，足，造成鍋爐供水、給煤量和送風量減少，鍋爐蒸汽壓力下降，汽輪機的出力降低使頻率再降低，達到臨界頻率（在工頻為汽輪機的出力降低使頻率再降低，達到臨界頻率（在工頻為5050赫的系統中，約為赫的系統中，約為38384545赫）后，鍋爐給水中斷，切除機組，赫）后，鍋爐給水中斷，切除機組，此時電力系統更缺少有功功率，導致惡性循環，頻率急劇下降此時電力系統更缺少有功功率，導致惡性循環，頻率急劇下降, ,造成電力系統

51、的全部瓦解造成電力系統的全部瓦解, ,并使大部分用戶、甚至全部用戶停電，并使大部分用戶、甚至全部用戶停電，即為頻率崩潰。即為頻率崩潰。頻率降低還可能使負荷節點的無功功率需求增加和發電機無功頻率降低還可能使負荷節點的無功功率需求增加和發電機無功功率出力降低，從而導致電力系統電壓崩潰。功率出力降低，從而導致電力系統電壓崩潰。中國礦業大學信電學院電氣工程研究所供電技術X為了防止頻率崩潰為了防止頻率崩潰,可采取以下損失最小的措施可采取以下損失最小的措施:盡可能動用電力系統中的熱備用容量。盡可能動用電力系統中的熱備用容量。合理配置自動低頻減載裝置，使頻率降低時有足夠的速度合理配置自動低頻減載裝置，使頻率降低時有足夠的速度和切除量。和切除量。水電站由于調節系統慣性大，在頻率降低時可以采用加快水電站由于