1、第二章第二章 電力系統基本知識電力系統基本知識v第第一一節節 電力系統電力系統概述概述v第第二二節節 用用電負荷電負荷v第第三三節節 變、配電所變、配電所v第四節第四節 電能質量電能質量v第五節第五節 電力系統電力系統短路概述短路概述v第六節第六節 電力系統接地電力系統接地概述概述2.1 2.1 電力系統及其組成電力系統及其組成水庫GMM電力網電力系統動力系統發電廠水輪機 發電機變電所升壓變壓器輸電線路變電所降壓變壓器用戶用電設備一、基本概念一、基本概念v 電力網電力網：電力系統中的電力系統中的輸電、變電、配電輸電、變電、配電三部分三部分組成組成稱為電力網。稱為電力網。v電力系統電力系統：由由

2、發電、輸電、變電、配電和用電發電、輸電、變電、配電和用電組成的整體稱為電力系統。組成的整體稱為電力系統。二、二、大電力系統的優大電力系統的優點點 (1)(1)提高供電可靠性提高供電可靠性（通過變更運行方式，實現連續供電通過變更運行方式，實現連續供電） (2)(2)減少系統的備用容量減少系統的備用容量（備用容量相互支持（備用容量相互支持，提高設備利用率，提高設備利用率 ） (3)(3)減少系統的峰谷差減少系統的峰谷差（合理分配負荷，合理分配負荷，降低系統的高峰負荷，提高降低系統的高峰負荷，提高運行經濟性運行經濟性） (4)(4) 提高供電質量提高供電質量（大系統具有強大的調頻和調壓能力）（大系統

3、具有強大的調頻和調壓能力） （5 5）便于利用大型動力資源便于利用大型動力資源，降低造價。，降低造價。 供電質量及可靠性提高；供電質量及可靠性提高； 合理利用各種資源，提高運行的經濟性。合理利用各種資源，提高運行的經濟性。v 電力網電力網：按：按其在電力系統中的作用不同，分為其在電力系統中的作用不同，分為 輸電網輸電網和和配電網配電網u輸電輸電網網：是以高壓甚至超高壓將發電廠、變電所或變是以高壓甚至超高壓將發電廠、變電所或變電所之間連接起來的輸電網絡。所以又稱電力網的電所之間連接起來的輸電網絡。所以又稱電力網的主網架主網架。電壓等級在電壓等級在220220kVkV以上以上u配電配電網網：直接將

4、電能送到客戶的網絡。配電網的電壓直接將電能送到客戶的網絡。配電網的電壓因應客戶的需要而定，根據電壓等級又分高、中、低配電因應客戶的需要而定，根據電壓等級又分高、中、低配電網。網。高壓配電網：高壓配電網：電壓等級在電壓等級在110110kVkV及及以上以上的網絡的網絡中壓配電網：中壓配電網：電壓等級在電壓等級在3535kVkV、1010kVkV、6 6kVkV、3 3kVkV的網的網絡絡低壓配電網：低壓配電網：電壓等級在電壓等級在220220V V、380V380V的網絡的網絡三、三、電力電力生產生產的特點的特點 1 1、同時性同時性v電能不能大量存儲： P發 P用P 頻率f Q發 Q用Q 電壓

5、Vv過渡過程十分短暫：2、集中性集中性v電力生產是高度集中的、統一的。 v發電廠、供電公司必須接受電網的統一調度。3、適用性、適用性v電能使用最方便、最廣泛。4、先行性先行性v裝機容量、電網容量、發電量增長速度應大于工業總產值的增長。第一節：電力系統、電力網構成第一節：電力系統、電力網構成選擇題選擇題1、高壓配電網是指電壓在（ ） 及以上的配電網。A.1KV B.35KV C.110KV2. 電力生產的特點是同時性、 ( )、適用性、先行性。A. 分散性 B. 集中性 C. 廣泛性3直接將電能送到用戶的網絡稱為( )。 A. 發電網 B. 輸電網 C. 配電網4.低壓配電線路的電壓為（ ）。

6、A220V/380V B35 kV C110 kV D220 kV 5 電力系統中的送電、配電、（ ） 三個部分稱為電力網。 A. 變電 B. 發電 C. 用電6形成大型電力系統，便于利用大型動力資源，特別是能充分發揮（ ）的作用。 A. 火力發電廠 B. 水力發電廠 C. 核電廠判斷題判斷題7.由發電、送電、變電、配電和用電組成的整體稱為電力系統。（v ）8.大型電力系統的優點之一是可以提高運行的靈活性，減少系統的備用容量。（ v） 9. 直接將電能送到用戶的網絡稱為輸電網。（x ） 10由送電、變電、配電和用電組成 的整體稱為電力系統（x ） 11.中壓配電網是指電壓為35KV、10KV、

7、6KV、3KV的配電網。（v ） 12. 電力系統中的送電、變電、配電和用電部分稱為電力網。(x )2.2 2.2 用電負荷用電負荷 電力負荷電力負荷是指發電廠或電力系統中，在某一時刻所承擔的各是指發電廠或電力系統中，在某一時刻所承擔的各類用電設備類用電設備消耗電功率消耗電功率的總和。功率（的總和。功率（KWKW）、容量（）、容量（KVAKVA）和）和電流（電流（A A）一、電力負荷分類一、電力負荷分類1. 1. 按發、供、用關系分類按發、供、用關系分類 用電負荷用電負荷：是用戶在某一時刻對電力系統所需求的功率。是用戶在某一時刻對電力系統所需求的功率。 線損負荷：線損負荷：電能在輸送過程中發生

8、的功率和能量損失電能在輸送過程中發生的功率和能量損失。 供電負荷：供電負荷：用電負荷加上同一時刻的線損負荷。用電負荷加上同一時刻的線損負荷。 廠用負荷廠用負荷：發電廠廠用設備所消耗的功率稱廠用負荷。：發電廠廠用設備所消耗的功率稱廠用負荷。 發電負荷發電負荷：供電負荷加上同一時刻各發電廠的廠用負荷，構：供電負荷加上同一時刻各發電廠的廠用負荷，構成電網的全部生產負荷，稱為電網發電負荷。成電網的全部生產負荷，稱為電網發電負荷。2. 按電力系統中負荷發生的時間對負荷分類 高峰負荷高峰負荷：是指電網或用戶在：是指電網或用戶在一天一天時間內所發時間內所發生的最大負荷值。通常選一天生的最大負荷值。通常選一天

9、2424小時中最高的小時中最高的一一個小時個小時的平均負荷為的平均負荷為最高負荷最高負荷。最低負荷最低負荷：是指電網或用戶在一天：是指電網或用戶在一天2424小時內發生小時內發生的用電量最小的一點的小時平均電量。的用電量最小的一點的小時平均電量。平均負荷平均負荷：是指電網或用戶在某一段確定時間階：是指電網或用戶在某一段確定時間階段內的平均小時用電量。段內的平均小時用電量。二、負荷曲線二、負荷曲線 負荷曲線負荷曲線是反映電力是反映電力負荷負荷隨隨時間時間變化規律的變化規律的曲線。曲線。 在直角坐標系中，在直角坐標系中，縱縱坐標表示負荷值（有功功率或無功功坐標表示負荷值（有功功率或無功功率），率）

10、，橫橫坐標表示對應的時間（一般以小時為單位）坐標表示對應的時間（一般以小時為單位）。 電力負荷曲線表示出在某一段時間內該地區電力、電力負荷曲線表示出在某一段時間內該地區電力、電量的使用情況電量的使用情況。 負荷曲線負荷曲線是安排發電計劃、檢修計劃、基建計劃和做好電力是安排發電計劃、檢修計劃、基建計劃和做好電力規劃工作的重要規劃工作的重要參考依據參考依據。 曲線所包含的曲線所包含的面積面積代表這一段時間內的代表這一段時間內的用電量用電量。 峰谷差越大，用電就越不合理。峰谷差越大，用電就越不合理。 三、用電三、用電負荷負荷分類分類及對各類負荷的及對各類負荷的供電要求供電要求1 1、按按突然中斷供電

11、所造成的損失程度分類突然中斷供電所造成的損失程度分類可以可以 分為三類：分為三類： 一類負荷：一類負荷： 對這類負荷中斷供電，將帶來人身危險，設備損壞，引起對這類負荷中斷供電，將帶來人身危險，設備損壞，引起生產混亂，出現大量廢品，重要交通樞紐受阻，城市水源、生產混亂，出現大量廢品，重要交通樞紐受阻，城市水源、通信、廣播中斷，因而造成通信、廣播中斷，因而造成巨大經濟損失和重大政治影響巨大經濟損失和重大政治影響。 一類負荷一類負荷一般應由兩個獨立電源供電一般應由兩個獨立電源供電。 一類負荷中一類負荷中特別重要負荷特別重要負荷，除，除由兩個獨立電源供電由兩個獨立電源供電外，外，還應增設應急電源。還應

12、增設應急電源。 三、用電三、用電負荷分類負荷分類及對各類負荷的供電要求及對各類負荷的供電要求 二類負荷：二類負荷： 對這類負荷中斷供電，將造成對這類負荷中斷供電，將造成大量減產大量減產、停工停工，局部地區，局部地區交通受阻交通受阻，大部分城市居民的正常生活被打亂。，大部分城市居民的正常生活被打亂。 二類負荷可以二類負荷可以采用雙回線供電采用雙回線供電。兩回路應盡量引自不同變兩回路應盡量引自不同變壓器或兩段母線。壓器或兩段母線。 三類負荷：三類負荷： 指不屬于第一類、第二類的其它負荷。對這類負荷中斷供指不屬于第一類、第二類的其它負荷。對這類負荷中斷供電，造成的電，造成的損失不大損失不大。 對三類

13、負荷的對三類負荷的供電無特殊要求供電無特殊要求。選擇題1. 1. 對于電力系統來說，峰、谷負荷差越（對于電力系統來說，峰、谷負荷差越（ ），用電越趨于合理。），用電越趨于合理。 A. A. 大大 B. B. 小小 C. C. 穩定穩定2.2.在分析用戶的負荷率時，選一天在分析用戶的負荷率時，選一天24h24h中負荷最高的一個小時的中負荷最高的一個小時的（ ）作為高峰負荷。）作為高峰負荷。 A. A. 計算負荷計算負荷 B. B. 最大負荷最大負荷 C. C. 平均負荷平均負荷3. 3. 在分析用戶的負荷率時，選（在分析用戶的負荷率時，選（ ）中負荷最高的一個小時的平）中負荷最高的一個小時的平均

14、負荷作為高峰負荷。均負荷作為高峰負荷。 A. A. 一天一天24h24h B. B. 一個月一個月720h C. 720h C. 一年一年8760h8760h判斷題：判斷題：4. 4. 突然中斷供電會造成經濟較大損失、社會秩序混亂或在政治突然中斷供電會造成經濟較大損失、社會秩序混亂或在政治上產生較大影響的負荷是二類負荷。（上產生較大影響的負荷是二類負荷。（v v） 5. 5. 對于突然中斷供電將造成人身傷亡或會引起對周圍環境嚴重對于突然中斷供電將造成人身傷亡或會引起對周圍環境嚴重污染、造成經濟上巨大損失的負荷，應采取最少不少于污染、造成經濟上巨大損失的負荷，應采取最少不少于2 2 個個獨立電源

15、供電。獨立電源供電。( ( v v) )6. 6. 平均負荷是指電網中或用戶在某一確定的時間段內的平均小平均負荷是指電網中或用戶在某一確定的時間段內的平均小時用電量。（時用電量。（v v ）3.3 3.3 變、配電所變、配電所區域變電站380/220V10kV220kV10.5kV 變配電所輸電網絡輸電網絡升壓變電站升壓變電站水電廠火電廠火電廠 變配電所是電力網中的線路連接點；變配電所是電力網中的線路連接點；其其作用作用：變換電壓，變換電壓，匯集和分配電能。匯集和分配電能。 按變配電所在電力系統中的位置、作用及其特點劃分，按變配電所在電力系統中的位置、作用及其特點劃分，變配電所的主要變配電所的

16、主要類型類型有有樞紐樞紐變電所變電所、區域、區域變電所變電所、地區、地區變電所、變電所、用戶用戶變電所、變電所、地下地下變電所和變電所和無人值班無人值班變電所等。變電所等。 通常也通常也按其最高一級電壓按其最高一級電壓來分類。來分類。一、變、配電所常用的一次設備一、變、配電所常用的一次設備一次設備：一次設備：直接產生、輸送、分配和使用電能的設備。直接產生、輸送、分配和使用電能的設備。1.1.生產和轉換電能的設備：生產和轉換電能的設備： 發電機發電機G G、變壓器變壓器T T、電動機等電動機等2.2.接通和斷開電路的開關設備：接通和斷開電路的開關設備： 斷路器斷路器QFQF、接觸器、接觸器、熔斷

17、器熔斷器FUFU、負負荷開關荷開關、隔離開關隔離開關QSQS等等3.3.載流導體：載流導體： 軟、硬導體、電纜等軟、硬導體、電纜等4.4.限制短路電流或過電壓的限制短路電流或過電壓的設備：設備： 電抗器、避雷器電抗器、避雷器5.5.接地裝置接地裝置6.6.交換電路電氣量，隔離高交換電路電氣量，隔離高壓的設備：壓的設備： 電壓互感器電壓互感器 TV(PT)TV(PT) 電流互感器電流互感器TA(CT)TA(CT)變壓器變壓器:利用電磁感應原理來利用電磁感應原理來變換變換交流交流電壓電壓的裝置的裝置 高壓斷路器高壓斷路器：開關電器，具有：開關電器，具有斷合正常負荷斷合正常負荷和和切斷切斷短路電流短

18、路電流的功能。的功能。低壓斷路器：又稱自動開關，俗稱空氣開關低壓斷路器：又稱自動開關，俗稱空氣開關 隔離開關隔離開關：主要用作：主要用作隔離電源隔離電源。它沒有滅弧裝置，。它沒有滅弧裝置，不能帶負荷拉合不能帶負荷拉合，更不能切斷短路電流。，更不能切斷短路電流。互感器互感器使用互感器的目的使用互感器的目的：使測量儀表和繼電器：使測量儀表和繼電器標準化、小型化標準化、小型化；使測量儀表和繼電器與高壓系統使測量儀表和繼電器與高壓系統隔離隔離，降低降低儀表及繼電器的儀表及繼電器的絕緣水平絕緣水平，簡化儀表構造，同時保證工作人員的，簡化儀表構造，同時保證工作人員的安全安全；避免；避免短路電流直接流過測量

19、儀表及繼電器的線圈。短路電流直接流過測量儀表及繼電器的線圈。 （一）電流互感器（一）電流互感器作用作用：將線路中的：將線路中的大電流大電流轉變為標準的轉變為標準的小電流小電流，供測量、保護、供測量、保護、監控用監控用 。（二）電壓互感器（二）電壓互感器作用作用：將系統的：將系統的高電壓高電壓轉變為轉變為低電壓低電壓，供測量、保護、監控用。，供測量、保護、監控用。JDZJ-10(W)型電壓互感器型電壓互感器JDZW12型電壓互感器型電壓互感器LAJ10型電流互感器型電流互感器LAZBJ10型電流互感器型電流互感器LZW-12型電流互感器型電流互感器負荷開關負荷開關作用：作用：接通和分斷負荷電流接

20、通和分斷負荷電流。（。（小容量的配電線路和負荷小容量的配電線路和負荷） 它只有簡單的滅弧裝置。它只有簡單的滅弧裝置。常與高壓熔斷器配合使用常與高壓熔斷器配合使用，電路，電路發生發生短路故障短路故障時由高壓熔斷器切斷短路電流。時由高壓熔斷器切斷短路電流。熔斷器熔斷器作用：當電路發生短路或嚴重過負荷時，熔體熔斷，起到切斷電作用：當電路發生短路或嚴重過負荷時，熔體熔斷，起到切斷電路，保護其他電器設備路，保護其他電器設備 。固定式固定式跌落式跌落式避雷器避雷器作用：作用：限制過電壓限制過電壓保護變配電所內各種設備。保護變配電所內各種設備。二、變配電所常用的電氣主接線二、變配電所常用的電氣主接線 電路圖

21、定義電路圖定義：用來表示電力：用來表示電力設備相互間電氣連接順序設備相互間電氣連接順序的圖，的圖， 稱為電氣接線圖，簡稱電路圖。稱為電氣接線圖，簡稱電路圖。電路圖電路圖分類分類：主電路圖（：主電路圖（一次接線圖一次接線圖）和副電路圖（）和副電路圖（二次接二次接線圖線圖）。）。 由由一次設備一次設備按一定秩序按一定秩序連成的電路圖連成的電路圖稱為主電路接線圖。稱為主電路接線圖。 用規定的用規定的設備設備文字文字和和圖形符號圖形符號來描繪電氣主接線的專用圖。來描繪電氣主接線的專用圖。 表明了各種表明了各種一次設備一次設備的的數量數量、作用和相互間的、作用和相互間的連接方式連接方式，以，以及與電力系

22、統的連接關系。及與電力系統的連接關系。 電氣接線圖一般畫成電氣接線圖一般畫成單線圖單線圖 。 主接線圖能主接線圖能說明電能的輸送、分配關系和運行方式說明電能的輸送、分配關系和運行方式。變配電。變配電所的主接線圖，通常由避雷器、隔離開關、熔斷器、斷路器、所的主接線圖，通常由避雷器、隔離開關、熔斷器、斷路器、變壓器、電流互感器、電壓互感器及母線等電氣設備組成。變壓器、電流互感器、電壓互感器及母線等電氣設備組成。除 主 要 電 氣設 備 外 ， 還應將互感器、避 雷 器 、 中性 點 設 備 等也表示出來。注 明 各 個 設備 的 型 號 與規格。主接線中常用電器設備圖形符號及文字符號主接線中常用電

23、器設備圖形符號及文字符號發電機變壓器電抗器斷路器隔離開關熔斷器避雷器GTLQFQSFUFA負荷開關QL主接線主接線基本環節基本環節-電源（發電機、變壓器）和電源（發電機、變壓器）和進出線進出線隔離開關隔離開關互感器互感器及其它及其它中間環節中間環節-母線母線：匯集和分配電能：匯集和分配電能斷路器斷路器-斷開電流的同時滅弧斷開電流的同時滅弧 變電所主接線的基本要求變電所主接線的基本要求變配電所主接線分類變配電所主接線分類 一、一、 高壓配電所常用的電氣主接線高壓配電所常用的電氣主接線（一）高壓配電所常用的電氣主接線（一）高壓配電所常用的電氣主接線1. 單電源的高壓配電所電氣主接線單電源的高壓配電

24、所電氣主接線單母線接線單母線接線每條引入線和引出線的電路中都每條引入線和引出線的電路中都裝有裝有斷路器斷路器和和隔離開關隔離開關，電源的，電源的引入與引出是通過一根引入與引出是通過一根母線母線連接連接的。的。母線故障或檢修時，全所停電。母線故障或檢修時，全所停電。電源進線電源進線用戶出線用戶出線單母不分段單母不分段QS2QFQS1WL2 WL1 WL3 WL4QEWB 電源電源 單單 母母 線線 接接 線線 返返 回回 斷開斷開QF 斷開斷開QS2 斷開斷開QS1QS2QFQS1WL2 WL1 WL3 WL4QEWB 電源電源 單單 母母 線線 接接 線線 返返 回回 合上合上QS1 合上合上

25、QS2 合上合上QF2. 2. 雙電源的高壓配電所電氣主接線雙電源的高壓配電所電氣主接線 單母線分段單母線分段可以可以分列運行分列運行，也可以，也可以并列運行并列運行。 一路電源供電，另一路電源進線備一路電源供電，另一路電源進線備用，并列運行，當工作電源斷電時，用，并列運行，當工作電源斷電時，可投入備用電源。可投入備用電源。 分列運行，每條電源分別供電給兩分列運行，每條電源分別供電給兩段母線負荷。一電源斷電時，改由段母線負荷。一電源斷電時，改由另一電源供電。另一電源供電。 一段母線檢修或故障時，另一段一段母線檢修或故障時，另一段母線仍能繼續運行。母線仍能繼續運行。電源進線電源進線用戶出線用戶出

26、線無母線主接線的特點，無母線主接線的特點，是在是在電源與出線或變電源與出線或變壓器之間沒有母線連壓器之間沒有母線連接接。 1.1.單臺變壓器的總降壓變電所單臺變壓器的總降壓變電所高壓為高壓為線路變壓器組單元接線線路變壓器組單元接線低壓為低壓為單母線接線單母線接線 （二）總降壓變電所的電氣主接線（二）總降壓變電所的電氣主接線圖 裝設一臺主變壓器的總降壓變電所主接線（a）（b）T1 T2 T1T2 QF1 WL1WL1 WL2 QF2 QF3QF3 QF1 QF2 WL2 WL1 特特 點點 適用范圍適用范圍 返返 回回 內橋接線內橋接線橋靠近橋靠近T T側，側，T1T1、T2T2切投復雜，切投復

27、雜，WL1WL1、WL2WL2切投方便。切投方便。外橋接線外橋接線橋靠近橋靠近WLWL側，側，T1T1、T2T2切投方便，切投方便，WL1WL1、WL2WL2切投不便。切投不便。2.2.雙電源進線兩臺變壓器的總降壓變電所主接線示例雙電源進線兩臺變壓器的總降壓變電所主接線示例高壓高壓橋接線橋接線圖 一次側采用內橋形接線、二次側采用單母線分段的 總降壓變電所主電路 圖 一次側采用外橋接線、二次側采用單母線分段的 總降壓變電所主接線（三）（三） 用電區（或小型用戶）變電所主接線用電區（或小型用戶）變電所主接線適合于只有一級變電所的中小型企業，通常將610 kV的高壓直接降為一般用電設備所需的2203

28、80 V的低壓，由變配電所低壓向各個車間分配電能。1. 裝設一臺變壓器的小型變電所主接線裝設一臺變壓器的小型變電所主接線只有一臺主變壓器的小型變電所其高壓側一般采用無母線的接線。通常有以下三種比較典型的接線方案。(1) (1) 高壓側采用隔離開關高壓側采用隔離開關- -熔斷器或跌開式熔斷器的變電所熔斷器或跌開式熔斷器的變電所主接線主接線。 這種主接線受隔離開關和跌開式熔斷器切斷空載變壓器容這種主接線受隔離開關和跌開式熔斷器切斷空載變壓器容量的限制，一般只用于量的限制，一般只用于500 500 kVkVA A及及500 500 kVkVA A以下容量的變電所。以下容量的變電所。這種變電所相對簡單

29、經濟，但供電可靠性不高，當主變壓器或這種變電所相對簡單經濟，但供電可靠性不高，當主變壓器或高壓側停電檢修或發生故障時，整個變電所要停電。由于隔離高壓側停電檢修或發生故障時，整個變電所要停電。由于隔離開關和跌開式熔斷器不能帶負荷操作，因此變電所停電和送電開關和跌開式熔斷器不能帶負荷操作，因此變電所停電和送電的操作程序比較麻煩，容易發生帶負荷拉閘的嚴重事故，而且的操作程序比較麻煩，容易發生帶負荷拉閘的嚴重事故，而且在熔斷器熔斷后，更換熔體需要一定時間，從而使得排除故障在熔斷器熔斷后，更換熔體需要一定時間，從而使得排除故障后恢復供電的時間延長，影響供電的可靠性。因此，這種接線后恢復供電的時間延長，影

30、響供電的可靠性。因此，這種接線僅適用于僅適用于三級負荷三級負荷的供配電系統。的供配電系統。圖5-11 高壓側采用隔離開關-熔斷器或跌開式熔斷器的變電所主接線(2) (2) 高壓側采用負荷開關高壓側采用負荷開關- -熔斷器的變電所主接線。熔斷器的變電所主接線。 由于負荷開關能帶負荷操作，因而變電所停電和送電的操由于負荷開關能帶負荷操作，因而變電所停電和送電的操作比上述接線簡便靈活，也不存在帶負荷拉閘的危險。當發生作比上述接線簡便靈活，也不存在帶負荷拉閘的危險。當發生過負荷時，可利用負荷開關的熱脫扣器來實現保護，使開關跳過負荷時，可利用負荷開關的熱脫扣器來實現保護，使開關跳閘；閘； 當發生短路故障

31、時，可由熔斷器熔斷來實現保護。因此，當發生短路故障時，可由熔斷器熔斷來實現保護。因此，這種主接線較上述接線運行靈活性有所提高。但是，這種接線這種主接線較上述接線運行靈活性有所提高。但是，這種接線仍然存在著排除短路故障后恢復供電時間較長的缺點。這種主仍然存在著排除短路故障后恢復供電時間較長的缺點。這種主接線也比較簡單經濟，雖能帶負荷操作，但供電可靠性仍然不接線也比較簡單經濟，雖能帶負荷操作，但供電可靠性仍然不高，一般也只用于高，一般也只用于三級負荷三級負荷的變電所。的變電所。 圖5-12 高壓側采用負荷開關-熔斷器的 變電所主接線(3) (3) 高壓側采用隔離開關高壓側采用隔離開關- -斷路器的

32、變電所主接線。斷路器的變電所主接線。 這種主接線由于采用了高壓斷路器，因此變電所的停、送這種主接線由于采用了高壓斷路器，因此變電所的停、送電操作十分靈活方便，同時高壓斷路器都配有繼電保護裝置，電操作十分靈活方便，同時高壓斷路器都配有繼電保護裝置，在變電所發生短路和過負荷時均能自動跳閘，而且在短路故障在變電所發生短路和過負荷時均能自動跳閘，而且在短路故障和過負荷情況消除后，又可直接迅速合閘，從而使恢復供電的和過負荷情況消除后，又可直接迅速合閘，從而使恢復供電的時間大大縮短。但是如果變電所只此一路電源進線時，一般只時間大大縮短。但是如果變電所只此一路電源進線時，一般只用于三級負荷。當變電所低壓側有

33、聯絡線與其他變電所相連時，用于三級負荷。當變電所低壓側有聯絡線與其他變電所相連時，可用于二級負荷。當變電所采用兩路電源進線，供電可靠性得可用于二級負荷。當變電所采用兩路電源進線，供電可靠性得到相應提高時，可供電給二級負荷或少量一級負荷。到相應提高時，可供電給二級負荷或少量一級負荷。圖5-13 高壓側采用隔離開關-斷路器的變電所主接線2.2.有用戶總降壓變電所的用電區（車間）電氣主接線有用戶總降壓變電所的用電區（車間）電氣主接線 變電所高壓側的開關電器、保護裝置和測量儀表等，一般都變電所高壓側的開關電器、保護裝置和測量儀表等，一般都安裝在處于高壓配電線路首端的總變配電所的高壓配電室內。而安裝在處

34、于高壓配電線路首端的總變配電所的高壓配電室內。而車間變電所車間變電所只設變壓器室或變壓器臺和低壓配電室，其只設變壓器室或變壓器臺和低壓配電室，其高壓側高壓側多多數不裝開關，或數不裝開關，或只裝簡單的隔離開關、熔斷器只裝簡單的隔離開關、熔斷器( (室外為跌開式熔室外為跌開式熔斷器斷器) )和和避雷器等避雷器等。圖5-18 電纜進線的非獨立式車間變電所高壓側主接線圖5-19 架空進線的非獨立式車間變電所高壓側主接線2.42.4 電能質量電能質量電能質量：電能質量：指供給用電單位收電端電能品質的優劣指供給用電單位收電端電能品質的優劣程度程度電能質量主要包括電能質量主要包括電壓質量電壓質量與與頻率質量

35、頻率質量兩部分。兩部分。一、電壓質量又分為：一、電壓質量又分為： 1 1、電壓允許偏差電壓允許偏差 2 2、電壓電壓允許允許波動和閃變波動和閃變 3 3、公用電網諧波公用電網諧波 4 4、三相電壓不平衡三相電壓不平衡二、頻率質量二、頻率質量 1 1、供電頻率允許偏差供電頻率允許偏差電能的質量指標主要包括：v電電 壓壓 v頻頻 率率v波波 形形名 稱 允許限值 說 明 供電電壓允許偏差 u 35kV 及以上為正負偏差絕對值之和不超過 10%； u 10kV 及以下三相供電為7%； u 220V 單相供電為+7%，-10% 衡量點為供用電產權分界處或電能計量點 電壓允許波動和閃變 1電電壓壓波波動

36、動： u 10kV 及以下 2.5%; u 35kV110kV 為 2%； u 220kV 及以上 1.6% 2閃閃變變 V10： u 對照明要求較高,0.4%(推薦值); u 一般照明負荷,0.6%(推薦值) u 衡量點為電網公共連接點(PCC)，取實測 95%概率值； u 給出閃變電壓限值和頻度的關系曲線，可以根據電壓波動曲線查得允許值， 并給出算例； u 對測量方法和測量儀器作出基本規定 三相供電電壓允許不平衡度 u 正常允許 2%，短時不超過 4%； u 每個用戶一般不得超過 1.3% u 各級電壓要求一樣； u 衡量點為 PCC， 取實測 95%概率值或日累計超標不超過 72min，

37、且每 30min 中超標不超過 5min； u 對測量方法和測量儀器作出規定； u 提供不平衡度算法 u電壓質量標準：v頻率頻率：u頻率偏差：0.2Hz（3000MW系統）0.5Hz（3000MW系統）u電鐘時偏： 30s（3000MW系統）1min（3000MW系統）u額定頻率：50Hz（國外：50 或 60Hz）v波形：波形：u質量標準： 正弦波正弦波電壓和電流u諧波的危害與抑制1. 電壓質量分為電壓允許偏差、三相電壓允許不平衡電壓質量分為電壓允許偏差、三相電壓允許不平衡度、（）等。度、（）等。A.A.頻率允許偏差頻率允許偏差 B. B. 供電可靠性供電可靠性 C. C. 公用電網諧公用電

38、網諧波波2.220V2.220V單相供電電壓允許偏差為額定電壓的（單相供電電壓允許偏差為額定電壓的（ ）。）。A. A. 7% B. 7% B. 10% 10% C. +7%C. +7%，-10%-10%3. 3. 電壓偏差以電壓變化期間（）之差相對于電壓額定電壓偏差以電壓變化期間（）之差相對于電壓額定值的百分數來表示。值的百分數來表示。 A. A. 電壓實際值與電壓額定值電壓實際值與電壓額定值 B. B. 電壓最大值與電壓最小值電壓最大值與電壓最小值 C. C. 電壓最大值與電壓額定值電壓最大值與電壓額定值4. 電網諧波的產生，主要在于電力系統中存在（）。電網諧波的產生，主要在于電力系統中存

39、在（）。 A.A.電感和電容元件電感和電容元件 B. B. 三相參數不對稱三相參數不對稱 C. C. 非線性元件非線性元件5. 5. 在某一時間段內，電壓緩慢變化而偏離額定值的在某一時間段內，電壓緩慢變化而偏離額定值的程度，稱為（程度，稱為（ ）。）。 A. A. 電壓偏差電壓偏差 B. B. 電壓波動電壓波動 C. C. 電壓閃變電壓閃變6 6在某一時間段內，電壓急劇變化而偏離額定值的在某一時間段內，電壓急劇變化而偏離額定值的現象，稱為（）現象，稱為（） . .電壓偏差電壓偏差 . .電壓波動電壓波動. .電壓閃變電壓閃變7. 我國國標對我國國標對10KV10KV及以下系統規定的電壓波動允許

40、值是（及以下系統規定的電壓波動允許值是（ ）。）。A. 1.6% B. 2% A. 1.6% B. 2% C. 2.5%C. 2.5%8 8產生諧波電流最為突出的設備是（產生諧波電流最為突出的設備是（ ）. .晶閘管變流設備晶閘管變流設備 . .電焊機電焊機 . .熒光燈熒光燈9. 9. 電壓波動以電壓變化期間（電壓波動以電壓變化期間（ ）之差相對于電壓額定值的）之差相對于電壓額定值的百分數來表示。百分數來表示。A.A.電壓實際值與電壓額定值電壓實際值與電壓額定值 B. B. 電壓最大值與電壓最小值電壓最大值與電壓最小值 C. C. 電壓最大值與電壓額定值電壓最大值與電壓額定值10. 當電壓上

41、升時，白熾燈的（）將下降當電壓上升時，白熾燈的（）將下降 A. 發光效率發光效率 B. 光通量光通量 C. 壽命壽命 11. 停電時間包括事故停電、（）及臨時性停停電時間包括事故停電、（）及臨時性停電時間。電時間。 A.限電限電 B. 用戶非工作時間段停電用戶非工作時間段停電 C. 計劃檢修停電計劃檢修停電 判斷題判斷題1. 1. 電網諧波的產生，主要在于電力系統中存在非線性元件。電網諧波的產生，主要在于電力系統中存在非線性元件。（v v）2. 2. 周期性周期性的電壓急劇波動引起燈光閃爍、光通量急劇動，而的電壓急劇波動引起燈光閃爍、光通量急劇動，而造成人眼視覺不舒適的現象，稱為電壓波動。造成

42、人眼視覺不舒適的現象，稱為電壓波動。（）3. 3. 電壓波動是由于負荷急劇變化的連續性負荷所引起的。電壓波動是由于負荷急劇變化的連續性負荷所引起的。（x x）4. 4. 在并聯運行的同一電力系統中，任一瞬間的頻率在全系在并聯運行的同一電力系統中，任一瞬間的頻率在全系統都是統一的統都是統一的（v v）多選題多選題1.1.當電壓降低過多時，電動機可能（）。當電壓降低過多時，電動機可能（）。 A A 停轉停轉 B B 溫度升高溫度升高 C C 不能啟動不能啟動 D D 絕緣擊穿絕緣擊穿案例分析案例分析1 1、諧波電壓加于電容器兩端時，由于電容器對諧波、諧波電壓加于電容器兩端時，由于電容器對諧波的阻抗

43、很小，很容易發生（的阻抗很小，很容易發生（ ）現象。）現象。 A. A. 過電流過電流 B. B. 過電壓過電壓 C. C. 過飽和過飽和2.5 2.5 電力系統短路概述電力系統短路概述一、短路定義一、短路定義 電力系統電力系統帶電部分與大地帶電部分與大地（包括設備的外殼、（包括設備的外殼、變壓器的鐵芯、低壓線路的中線等）之間，以及變壓器的鐵芯、低壓線路的中線等）之間，以及不同相的帶電部分之間的不正常連接。不同相的帶電部分之間的不正常連接。 這種不正常連接可能是金屬性短接或經這種不正常連接可能是金屬性短接或經小阻小阻抗抗形成回路，也可能是以形成回路，也可能是以電弧電弧的形式形成的。的形式形成的

44、。二、短路類型：二、短路類型：三相短路兩相短路單相短路接地兩相短路接地三相短路：三相短路：5%5%兩相短路：兩相短路：4%4%單相接地短路：單相接地短路：83%83%兩相接地短路：兩相接地短路：8%8% 電氣設備載流部分的電氣設備載流部分的絕緣損壞絕緣損壞。這種損壞可能。這種損壞可能是由于設備的絕緣材料是由于設備的絕緣材料自然老化自然老化；或由于絕緣強；或由于絕緣強度不夠而被正常電壓度不夠而被正常電壓擊穿擊穿；直接的；直接的機械損傷；設機械損傷；設備本身設計、安裝和運行維護不良；備本身設計、安裝和運行維護不良；設備設備絕緣絕緣正正常而被各種形式的常而被各種形式的過電壓過電壓（包括雷電過電壓）（

45、包括雷電過電壓）擊擊穿穿；誤操作；鳥獸跨越誤操作；鳥獸跨越等。等。三、短路三、短路原因原因四、短路危害四、短路危害 短路電流短路電流急劇增急劇增大大，當短路電流通過導體，當短路電流通過導體時，使導體嚴重時，使導體嚴重發熱發熱，甚至由于過熱導致，甚至由于過熱導致熔化；熔化； 巨大的短路電流巨大的短路電流可能在電氣設備中產生很可能在電氣設備中產生很大的機械力（或稱大的機械力（或稱電動力電動力）。此機械力對）。此機械力對電氣設備有很大危害。電氣設備有很大危害。 短路時常伴有短路時常伴有電弧電弧產生，能量極大、溫度極高的產生，能量極大、溫度極高的電弧不僅可能燒壞故障元件本身，還可能電弧不僅可能燒壞故障

46、元件本身，還可能燒壞周燒壞周圍設備圍設備或或危及人身安全危及人身安全。n巨大的短路電流會增大電力系統中各元件的電壓巨大的短路電流會增大電力系統中各元件的電壓損失，使損失，使系統電壓系統電壓大幅度大幅度下降下降，引起，引起電動機的轉電動機的轉速下降，甚至停轉速下降，甚至停轉，嚴重時可能造成系統電壓崩，嚴重時可能造成系統電壓崩潰直至潰直至系統瓦解系統瓦解，出現大面積，出現大面積停電停電的嚴重事故。的嚴重事故。n不平衡磁場產生不平衡磁場產生干擾干擾，使，使通信失真通信失真、控制失靈控制失靈、設備產生設備產生誤動作誤動作。五、限制短路電流方法五、限制短路電流方法（一）選擇合適（一）選擇合適接線方式接線

47、方式（二）采用（二）采用分裂繞組變壓器分裂繞組變壓器和和分段電抗器分段電抗器（三）采用（三）采用線路電抗器線路電抗器（四）采用（四）采用微機保護微機保護及及綜合自動化裝置綜合自動化裝置一、概一、概 述述u 接地接地 ： 為了為了保證電力網或電氣設備的正常運行保證電力網或電氣設備的正常運行和工作人員的人身安全，人為地使和工作人員的人身安全，人為地使電力網電力網或或某個某個設備的某一設備的某一特定部位通過特定部位通過導體與大地作導體與大地作良好的連接。良好的連接。u接地分類：接地分類：u工作接地工作接地：為了保證電氣設備在正常或發生故：為了保證電氣設備在正常或發生故障情況下障情況下可靠地工作可靠地

48、工作而采取的接地。而采取的接地。工作接地分工作接地分直接接地直接接地和和非直接接地非直接接地（包括不接地或經包括不接地或經消弧線圈接地或經電阻接地）消弧線圈接地或經電阻接地）。工作接地的電阻一般不。工作接地的電阻一般不超過超過4 4歐姆。歐姆。u保護接地保護接地：將一切正常工作時不帶電而在絕緣：將一切正常工作時不帶電而在絕緣損壞時可能帶電的損壞時可能帶電的金屬部分接地金屬部分接地，以保證工作，以保證工作人員人員接觸時的接觸時的安全安全。根據電力系統中發生單相接地故障時，其接地故障電流的根據電力系統中發生單相接地故障時，其接地故障電流的大小來劃分，我國電力系統的中性點接地有兩大類：大小來劃分，我

49、國電力系統的中性點接地有兩大類：、小電流接地系統；、大電流接地系統 。具體來說有具體來說有4種，即：種，即：小電流接地系統包括中性點不接地（中性點絕緣）、中性點經消弧線圈接地或經大電阻、中電阻接地；大電流接地系統包括中性點直接接地、中性點經小電阻接地。二、二、中性點直接接地的電力系統中性點直接接地的電力系統 u 特點特點： u供電供電可靠性可靠性不如電力系統中不如電力系統中性點不接地和經消弧線圈接性點不接地和經消弧線圈接地方式。地方式。u為提高供電可靠性，在線路為提高供電可靠性，在線路上廣泛安裝三相或單相上廣泛安裝三相或單相自動自動重合閘裝置重合閘裝置。u電氣設備的絕緣水平只需按電氣設備的絕緣

50、水平只需按電力網的相電壓考慮，可以電力網的相電壓考慮，可以降低工程造價降低工程造價。u我國我國380/220V380/220V系統中一般都系統中一般都采用中性點直接接地方式，采用中性點直接接地方式，主要是從人身安全考慮問題。主要是從人身安全考慮問題。負荷ABCk(1)Ik(1)Ik(1)u中性點直接接地方式適用范圍中性點直接接地方式適用范圍：u我國我國110kV110kV（國外（國外220kV220kV）及以上電壓等級的）及以上電壓等級的電力系統電力系統 。u380/220V380/220V低壓系統。低壓系統。負荷ABCCCCICa. 電路圖UAUBUC0IAIBIC00UAUBUCIB0IC

51、0IA0b. 矢量圖三、三、中性點不接地的電力系統中性點不接地的電力系統u 適用范圍3kV60kV3kV60kV的電力系統的電力系統u 正常運行時結論結論： 三相電壓對稱，三相導線對地電容電三相電壓對稱，三相導線對地電容電流也是對稱的，三相電容電流相量之和流也是對稱的，三相電容電流相量之和為零，這說明沒有電容電流經過大地流為零，這說明沒有電容電流經過大地流動。動。CAACCBAABBAAAUUUUUUUUUUU)()(0)(0UBUAUC60-UA UCUB -UA ICBICC-ICAICAICAICBICBICCICCIPE負荷ABCCCCUAUBUCu 單相金屬性接地故障時(A相)中性點

52、不接地系統單相接地故障的中性點不接地系統單相接地故障的結論結論 ：u三相之間的線電壓仍然對稱，用戶的三相三相之間的線電壓仍然對稱，用戶的三相用電設備仍能照常運行，但允許繼續運行用電設備仍能照常運行，但允許繼續運行的時間不能超過的時間不能超過2h2h。u 故障相故障相對地電壓降為零；對地電壓降為零；非故障相非故障相對地對地電壓升高為線電壓電壓升高為線電壓，且相位相差，且相位相差60600 0。因此，。因此，線路及各種電氣設備的絕緣要按線電壓設計，線路及各種電氣設備的絕緣要按線電壓設計，絕緣投資所占比重加大，顯而易見，電壓等絕緣投資所占比重加大，顯而易見，電壓等級越高級越高絕緣投資絕緣投資越越大大

53、。CAACCBAABBAAAUUUUUUUUUUU)()(0)(0UBUAUC60-UA UCUB -UA ICBICC-ICA603jBCBCBeUCjXUIBCCCCUCjXUI3303)(jBCCCBPEeUCIIIu 接地故障電容電流IPECUICO 容電流：正常運行時每相對地電COPEICUI33 接地故障電流絕對值：中性點不接地系統單相接地故障的中性點不接地系統單相接地故障的討論討論 ：u如果接地電流在如果接地電流在5A5A以下以下，當電流經過零值時，電，當電流經過零值時，電弧就會自然熄滅。弧就會自然熄滅。u如果接地電流如果接地電流大于大于5A10A5A10A，而小于，而小于30A

54、30A，則有，則有可能形成間歇性電弧；間歇性電弧容易引起弧光可能形成間歇性電弧；間歇性電弧容易引起弧光接地過電壓，其幅值可達（接地過電壓，其幅值可達（2.532.53）U U ，將危害，將危害整個電網的絕緣安全。整個電網的絕緣安全。u接地電流接地電流大于大于30A30A時，將形成穩定電弧，成為時，將形成穩定電弧，成為持續性電弧接地，這將燒毀電氣設備和可能引持續性電弧接地，這將燒毀電氣設備和可能引起多起多相相間相相間短路。短路。0UAUBUC-UCUAUBILICICAICB負荷ABCCCCILICICCICBICAICCICBICAIPEL四、四、中性點經消弧線圈接地的電力系統中性點經消弧線圈

55、接地的電力系統u消弧線圈: 安裝在變壓器或發電機中性點與大地之間的具有氣隙鐵芯的電抗器。u單相(C相)金屬性接地故障:u 消弧線圈的作用消弧線圈的作用 當發生單相接地故障時，接地故障相與消弧當發生單相接地故障時，接地故障相與消弧線線圈構成圈構成了另一個回路，接地故障相接地電流中增了另一個回路，接地故障相接地電流中增加了一個感性電流，它和裝設消弧線圈前的容性電加了一個感性電流，它和裝設消弧線圈前的容性電流的方向剛好相反，相互補償，流的方向剛好相反，相互補償，減少了接地故障點減少了接地故障點的故障電流，使電弧易于自行熄滅的故障電流，使電弧易于自行熄滅，從而避免了由，從而避免了由此引起的各種危害，提高了供電可靠性。此引起的各種危害，提高了供電可靠性。 C相發生接地時，中性點電壓變為-UC ，在消 弧線圈作用下，產生電感電流（滯后90），其數值為: ILUC / XLU / XLu 消弧線圈的補償方式u欠補償方式：按ILIC選擇消弧線圈的電感，此時接地故障點有剩余的電感電流流過。五、中性點經五、中性點經（小）（小）電阻接地的電力系統電阻接地的電力系統 u 特