1、 課程簡介 工廠供電工廠供電這門課程是電氣自動化技術專業必修的一門很重要的專業這門課程是電氣自動化技術專業必修的一門很重要的專業課，工廠供電即工廠所需電能的供應和分配，也稱工廠配電。課，工廠供電即工廠所需電能的供應和分配，也稱工廠配電。 要給工廠的用電設備合理，高效供電，需要考慮的問題有哪些呢？要給工廠的用電設備合理，高效供電，需要考慮的問題有哪些呢？ 1.1.供電電壓等級的確定，電能質量的考慮，供電系統的運行方式供電電壓等級的確定，電能質量的考慮，供電系統的運行方式: : 第一第一章概論；章概論； 2. 2.供電電流大小確定供電電流大小確定即電力負荷大小的確定及耗電量的確定即電力負荷大小的確

2、定及耗電量的確定: : 第二章第二章工廠的電力負荷及其計算工廠的電力負荷及其計算 3.3.導線，電纜型號，敷設方式及截面大小的確定導線，電纜型號，敷設方式及截面大小的確定: : 第五章工廠的電力線路第五章工廠的電力線路 供電設備的型號，結構選擇，接線圖方案選擇，變配電所的選擇布置供電設備的型號，結構選擇，接線圖方案選擇，變配電所的選擇布置: :第第四章工廠變配電所及其一次系統四章工廠變配電所及其一次系統 供電設備規格大小確定供電設備規格大小確定( (正常工作條件及過電流條件均要符合要求正常工作條件及過電流條件均要符合要求): ): 第第三章短路電流及其計算）三章短路電流及其計算） 第六章第六章

3、: :工廠供電系統的過電流保護工廠供電系統的過電流保護 4. 4.工廠供電自動控制（第七章），電氣安全（第八章），節約計劃用工廠供電自動控制（第七章），電氣安全（第八章），節約計劃用電（第九章），電氣照明（第十章）。電（第九章），電氣照明（第十章）。課程簡介 學習內容及方法學習內容及方法: : 一四七八九章以講授為主，一四七八九章以講授為主，二三五六章以講授加練習為主，第十章自學。二三五六章以講授加練習為主，第十章自學。 注意：附錄表注意：附錄表1-311-31的資料及本書常用字符表。的資料及本書常用字符表。 學習指導資料：學習指導資料： 王宇等編王宇等編 工廠供配電技術工廠供配電技術供參考，

4、圖書館相關書籍，網絡信息知識，工廠，供參考，圖書館相關書籍，網絡信息知識，工廠，公路，生活小區，學校等現實可見的供用電設備希公路，生活小區，學校等現實可見的供用電設備希望大家多關注。望大家多關注。 第一章 概論 第一節第一節 工廠供電的意義、要求及課工廠供電的意義、要求及課程任務程任務 第二節第二節 工廠供電系統及工廠供電系統及發電廠發電廠電電力系統與工廠的自備電源力系統與工廠的自備電源 第三節第三節 電力系統的電壓與電能質量電力系統的電壓與電能質量 第四節第四節 電力系統中性點運行方式及低壓電力系統中性點運行方式及低壓配電系統接地形式配電系統接地形式第一節工廠供電的意義、要求 及課程任務 清

5、楚清楚: :工廠供電的定義工廠供電的定義：是指工廠所需電能的供應和分配，也稱工廠配：是指工廠所需電能的供應和分配，也稱工廠配電。電。 了解工廠供電的意義：了解工廠供電的意義：1 1。電能本身特點決定。電能本身特點決定 : :電能易于和其它能量相電能易于和其它能量相互轉換，其輸送，分配即簡單經濟，又便于控制，調節和測量。現代社互轉換，其輸送，分配即簡單經濟，又便于控制，調節和測量。現代社會的各項技術都建立在電能的應用基礎之上。會的各項技術都建立在電能的應用基礎之上。2.2.電費開支成本低，供電電費開支成本低，供電設備投資低，設備投資低，3 3。供電效益大。供電效益大。4.4.突然中斷供電可能損失

6、大：突然中斷供電可能損失大： 中斷供電損失案例：中斷供電損失案例：1. 1.正正 廬江縣化肥廠廬江縣化肥廠19891989年年3 3月月1515日突然停電日突然停電, ,盡管盡管在崗職工采取了緊急停車處理措施在崗職工采取了緊急停車處理措施, ,但兩小時后仍導致造氣崗位的空氣總但兩小時后仍導致造氣崗位的空氣總管發生爆炸管發生爆炸, ,炸毀風機一臺炸毀風機一臺, ,擊壞風機開關柜一個擊壞風機開關柜一個, ,兩間房屋面被掀掉兩間房屋面被掀掉, ,部分部分風機管道和一只風機管道和一只Dg200Dg200閘閥被炸毀。幸虧當時現場無人閘閥被炸毀。幸虧當時現場無人, ,才未發生人身傷才未發生人身傷亡事故。亡

7、事故。 2.2.某造紙廠因人為蓄意破壞供電設備而突然停電，使得生產線某造紙廠因人為蓄意破壞供電設備而突然停電，使得生產線上的電機燒毀，墊紙的毛毯燒焦。上的電機燒毀，墊紙的毛毯燒焦。 第一節工廠供電的意義、要求 及課程任務 記住：記住：工廠供電的基本要求：工廠供電的基本要求： （1 1）安全）安全 （正常情況下和事故情況下）（正常情況下和事故情況下） （2 2）可靠）可靠 （注意可靠性的含義）（注意可靠性的含義） （3 3）優質）優質 （電壓和頻率是衡量電能質量的兩個基本參數）（電壓和頻率是衡量電能質量的兩個基本參數） （4 4）經濟）經濟 此外，在供電工作中，合理處理局部和全局，當前和長遠等關

8、此外，在供電工作中，合理處理局部和全局，當前和長遠等關系。系。 了解本課程的任務：講述了中小型工廠內部電能的供應和分配了解本課程的任務：講述了中小型工廠內部電能的供應和分配問題及電氣照明問題，為今后的實習及從事相關工作奠定一定的問題及電氣照明問題，為今后的實習及從事相關工作奠定一定的基礎。基礎。第二節 工廠供電系統及發電廠 電力系統與工廠的自備電源 一、工廠供電系統概況一、工廠供電系統概況 清楚清楚一般各規模工廠供電一般各規模工廠供電系統模式。系統模式。 注意理解下面幾注意理解下面幾點：點： 系統圖，單線圖的意義系統圖，單線圖的意義 母線：也稱匯流排，分高母線：也稱匯流排，分高壓母線和低壓母線

9、，用母線壓母線和低壓母線，用母線后易于接線。母線和支線的后易于接線。母線和支線的連接用焊接或螺栓連接。母連接用焊接或螺栓連接。母線有硬鋁母線和硬銅母線兩線有硬鋁母線和硬銅母線兩種。種。 分段隔離開關分段隔離開關( (聯絡隔離開聯絡隔離開關）：使單母線分段。作用關）：使單母線分段。作用見圖。見圖。 第二節 工廠供電系統及發電廠 電力系統與工廠的自備電源 工作電源和備用電源：有工作電源和備用電源：有分段隔離開關及兩路電源的配分段隔離開關及兩路電源的配電所常用的運行方式如圖：兩電所常用的運行方式如圖：兩路電源一路工作，一路備用，路電源一路工作，一路備用，分段隔離開關閉合分段隔離開關閉合 C1C1、C

10、2C2兩組電容器并聯以兩組電容器并聯以補償無功功率，提高功率因數補償無功功率，提高功率因數 高壓電動機：大容量電動高壓電動機：大容量電動機用高壓供電，以減小電流，機用高壓供電，以減小電流，使電機體積小，成本低。使電機體積小，成本低。 低壓聯絡線：提高供電系低壓聯絡線：提高供電系統運行的可靠性和靈活性。統運行的可靠性和靈活性。第二節 工廠供電系統及發電廠 電力系統與工廠的自備電源第二節 工廠供電系統及發電廠 電力系統與工廠的自備電源 大型及大型及35KV35KV以上進線以上進線的中型工廠的中型工廠一般一般先經先經過總降壓變電所降至過總降壓變電所降至6-10KV6-10KV后，再送車間后，再送車間

11、變電所。即如下供電變電所。即如下供電模式：模式：第二節 工廠供電系統及發電廠 電力系統與工廠的自備電源高壓深入負荷中心的直高壓深入負荷中心的直配方式：只經過一次降配方式：只經過一次降壓就直接供給低壓用電壓就直接供給低壓用電設備設備 優點：簡化供電系統接優點：簡化供電系統接線，節約了投資和有色線，節約了投資和有色金屬，降低電能損耗和金屬，降低電能損耗和電壓損耗。電壓損耗。 條件：要根據廠區的條件：要根據廠區的環境條件是否滿足環境條件是否滿足35KV35KV架空線路深入負荷中心架空線路深入負荷中心的的“安全走廊安全走廊”要求而要求而定，否則不能采用，以定，否則不能采用，以確保供電安全。確保供電安全

12、。第二節 工廠供電系統及發電廠 電力系統與工廠的自備電源 小型工廠：容小型工廠：容量不大于量不大于1000KVA1000KVA第二節 工廠供電系統及發電廠 電力系統與工廠的自備電源 如果工廠所需容量不大如果工廠所需容量不大160KVA160KVA時，可采用低壓電源進線，直接由時，可采用低壓電源進線，直接由公共低壓電網供電。公共低壓電網供電。注意理解記憶以下知識：注意理解記憶以下知識：配電所配電所：接受和分配電能，不改變電壓：接受和分配電能，不改變電壓。變電所變電所：接受電能、變換電壓、分配電：接受電能、變換電壓、分配電能能母線母線（匯流排）：匯集、分配電能（匯流排）：匯集、分配電能工廠供電系統

13、工廠供電系統：從電源線路進廠起到高：從電源線路進廠起到高低壓用電設備進線端止的整個電路系統低壓用電設備進線端止的整個電路系統，包括工廠內的變電所、配電所及所有，包括工廠內的變電所、配電所及所有的高低壓供配電線路。的高低壓供配電線路。第二節 工廠供電系統及發電廠 電力系統與工廠的自備電源 二二發電廠和電力系統簡介發電廠和電力系統簡介 電能的生產電能的生產輸送輸送分配和使用的全過程，實際分配和使用的全過程，實際上是在同一瞬間實現的，彼此相互影響。上是在同一瞬間實現的，彼此相互影響。 （一）發電廠（一）發電廠 （了解）（了解） 作用：將一次能源轉換為電能（二次能源）作用：將一次能源轉換為電能（二次能

14、源） 1. 1. 水力發電廠水力發電廠 水流位能水流位能 優點：發電成本低、能源可再生、兼有防洪，灌溉，優點：發電成本低、能源可再生、兼有防洪，灌溉，航運，水產養殖和旅游等功能。航運，水產養殖和旅游等功能。 缺點：初期投資大，建設周期長缺點：初期投資大，建設周期長機械能機械能電能電能水輪機水輪機發電機發電機第二節 工廠供電系統及發電廠 電力系統與工廠的自備電源 2. 2. 火力發電廠火力發電廠 燃料化學能燃料化學能 3. 3. 核能發電廠核能發電廠 核裂變能核裂變能熱能機械能電能鍋爐汽輪機發電機熱能機械能電能汽輪機發電機核反應堆第二節 工廠供電系統及發電廠 電力系統與工廠的自備電源4. 4.

15、新能源發電廠新能源發電廠風力發電風力發電 地熱發電地熱發電 太陽能發電太陽能發電 坑口電站坑口電站：在煤的產地建設大型電站，就地發電，變運送煤炭為：在煤的產地建設大型電站，就地發電，變運送煤炭為輸出電力，即坑口電站。這樣以節約運輸成本，降低發電成本輸出電力，即坑口電站。這樣以節約運輸成本，降低發電成本 各種發電廠發電比例：各種發電廠發電比例：國家發改委公布：國家發改委公布：20102010年全國發電量年全國發電量4141341413億億KWhKWh，其中：火電，其中：火電3325333253億億KWhKWh，水電，水電66226622億億KWhKWh，核電，核電734734億億KWhKWh，風

16、電，風電430430億億KWhKWh。 （二）電力系統（二）電力系統 為何要遠距離高壓輸電？為何要遠距離高壓輸電？( (一）減少燃料運輸，降低發電成本，（二）降低電壓和電能損耗。一）減少燃料運輸，降低發電成本，（二）降低電壓和電能損耗。記住記住：電力系統的定義：由各級電壓的電力線路將一些發電廠、變：電力系統的定義：由各級電壓的電力線路將一些發電廠、變電所和電力用戶聯系起來的一個發電，輸電，變電，配電和用電的電所和電力用戶聯系起來的一個發電，輸電，變電，配電和用電的整體，稱為電力系統。整體，稱為電力系統。滄州市萬泰陽光小區普遍安裝太陽能滄州市萬泰陽光小區普遍安裝太陽能滄州市萬泰陽光小區普遍安裝太

17、陽能第二節 工廠供電系統及發電廠 電力系統與工廠的自備電源第二節 工廠供電系統及發電廠 電力系統與工廠的自備電源大型電力系統的系統圖大型電力系統的系統圖了解：了解：電網電網（電力網）（電力網）：電力系統中各級電壓：電力系統中各級電壓的電力線路及其聯系的的電力線路及其聯系的變電所，稱為電力網或變電所，稱為電力網或電網。電網可分為電網。電網可分為區域區域電網和地方電網電網和地方電網。區域。區域電網的范圍大，電壓一電網的范圍大，電壓一般在般在220KV220KV以上，地方以上，地方電網范圍小，最高電壓電網范圍小，最高電壓一般不超過一般不超過110KV110KV。動力系統動力系統：電力系統加：電力系統

18、加上發電廠的動力部分及上發電廠的動力部分及其熱能系統和熱能用戶其熱能系統和熱能用戶，就稱為動力系統。，就稱為動力系統。第二節 工廠供電系統及發電廠電力系統與工廠的自備電源 三三 工廠的自備電源（了解）工廠的自備電源（了解） 自備電源是工廠的重要負荷在應急情況下使用的電源。最常用自備電源是工廠的重要負荷在應急情況下使用的電源。最常用的自備電源是柴油發電機組。對于重要的計算機系統，則還須另的自備電源是柴油發電機組。對于重要的計算機系統，則還須另設不停電電源（不間斷電源設不停電電源（不間斷電源UPS)UPS)。 （一）采用柴油發電機組的自備電源（一）采用柴油發電機組的自備電源 注意：柴油發電機組按啟

19、動控制方式分，有普通型，自啟動型注意：柴油發電機組按啟動控制方式分，有普通型，自啟動型和全自動化等類型，作為應急電源，應選用自啟動型或全自動化和全自動化等類型，作為應急電源，應選用自啟動型或全自動化型。柴油發電機組供電容量大。型。柴油發電機組供電容量大。 （二）采用交流不停電電源的自備電源（二）采用交流不停電電源的自備電源 UPSUPS容量相對較小。容量相對較小。主要用于電子計算機中心，工業自動化控主要用于電子計算機中心，工業自動化控制等重要場。供電時間短，制等重要場。供電時間短，普通的家用普通的家用UPSUPS十分鐘到半小時十分鐘到半小時 ，可，可在斷電后再續用在斷電后再續用10-1510-

20、15分鐘分鐘. .連續工作的連續工作的UPSUPS對散熱要求很高對散熱要求很高. . 七八七八個小時甚至更高的個小時甚至更高的UPSUPS是給服務器是給服務器& &專業商務人士用的專業商務人士用的 。 第二節 工廠供電系統及發電廠電力系統與工廠的自備電源公共電網正常供電給一般及重要公共電網正常供電給一般及重要負荷，如果公共電網停電，則重要負荷，如果公共電網停電，則重要負荷和應急照明可由柴油發電機組負荷和應急照明可由柴油發電機組繼續供電，一般負荷不再供電。繼續供電，一般負荷不再供電。 交流不停電電源（交流不停電電源（UPSUPS）主要由）主要由整流器（整流器（UR),UR),逆變

21、器（逆變器（UV)UV)和和蓄電池組（蓄電池組（GB)GB)等三部分組成。等三部分組成。供電可靠性要求高時，除供電可靠性要求高時，除UPSUPS外，外，還配備足夠容量的柴油發電機組還配備足夠容量的柴油發電機組作備用電源，以彌補蓄電池組容量之不足。作備用電源，以彌補蓄電池組容量之不足。第三節第三節 電力系統的電壓與電能質量電力系統的電壓與電能質量 一一. .概述概述 記住記住衡量電能質量的兩個基本參數：電壓和頻率。衡量電能質量的兩個基本參數：電壓和頻率。 供電營業規則供電營業規則對交流電力設備允許頻率偏差的規定見課本。對交流電力設備允許頻率偏差的規定見課本。 頻率的調整，主要依靠發電廠調節發電機

22、的轉速頻率的調整，主要依靠發電廠調節發電機的轉速. . 了解：我國和世界上大多數歐洲國家的交流電力設備額定頻了解：我國和世界上大多數歐洲國家的交流電力設備額定頻率為率為50HZ,50HZ,美洲地區多數是美洲地區多數是60HZ.(60HZ.(頻率過高會使發電機制造困難，頻率過高會使發電機制造困難，電能損耗增加，過低不利于交流電的變壓和傳輸，人眼會感覺到燈電能損耗增加，過低不利于交流電的變壓和傳輸，人眼會感覺到燈光的明顯閃變如低于光的明顯閃變如低于20-30HZ20-30HZ而不適應。）而不適應。） 清楚：電壓質量的評定包括：電壓的偏差，波動，波形及其三清楚：電壓質量的評定包括：電壓的偏差，波動，

23、波形及其三相的對稱性的評估。相的對稱性的評估。 第三節第三節 電力系統的電壓與電能質量電力系統的電壓與電能質量 二二. .三相交流電網和電力設備的額定電壓三相交流電網和電力設備的額定電壓 標準電壓標準電壓規定的交流電網和電力設備的額定電壓見課本表規定的交流電網和電力設備的額定電壓見課本表1-11-1。 電網和設備額定電壓的確定原則如下：電網和設備額定電壓的確定原則如下： （一）電網（電力線路）的額定電壓（一）電網（電力線路）的額定電壓由國家規定，是由國家規定，是基準電壓基準電壓。 （電網？）（清楚電網電壓數值）（電網？）（清楚電網電壓數值） （二）用電設備的額定電壓（二）用電設備的額定電壓規定

24、與同級電網的額定電壓相同，為何如此規定？規定與同級電網的額定電壓相同，為何如此規定？ 注意：高壓開關設備和控制設備的額定電壓不得小于它所注意：高壓開關設備和控制設備的額定電壓不得小于它所在系統可能出現的最高電壓，見表在系統可能出現的最高電壓，見表1-2.1-2. （三）發電機的額定電壓（三）發電機的額定電壓按規定應高于同級電網（線路）額定電壓按規定應高于同級電網（線路）額定電壓5%5%，為什么？，為什么？第三節 電力系統的電壓與電能質量 用電設備和發電機用電設備和發電機 額定電壓確定的理由額定電壓確定的理由： （1 1）帶電線路產生電壓降）帶電線路產生電壓降 （2 2）用電設備批量生產）用電設

25、備批量生產 （3 3）電力線路允許電壓）電力線路允許電壓 偏差一般為偏差一般為5%5%。 （4 4）發電機在線路首端）發電機在線路首端第三節 電力系統的電壓與電能質量 （四）電力變壓器的額定電壓（四）電力變壓器的額定電壓電力變壓器一次繞組的額定電壓電力變壓器一次繞組的額定電壓變壓器直接與發電機相連時，等同于發電機的額定電壓；否則視為線路的用變壓器直接與發電機相連時，等同于發電機的額定電壓；否則視為線路的用電設備，額定電壓與電網額定電壓相同。電設備，額定電壓與電網額定電壓相同。. .電力變壓器二次繞組的額定電壓電力變壓器二次繞組的額定電壓變壓器二次繞組供電線路較長，如接較大的高壓電網時，則其二次

26、繞組額變壓器二次繞組供電線路較長，如接較大的高壓電網時，則其二次繞組額定電壓比所接電網電壓高，變壓器二次側供電線路不長，如為低壓定電壓比所接電網電壓高，變壓器二次側供電線路不長，如為低壓電網或直接供電給高低壓用電設備時，則高于所連電網電壓。電網或直接供電給高低壓用電設備時，則高于所連電網電壓。（五）電壓高低劃分見課本（五）電壓高低劃分見課本第三節第三節 電力系統的電壓與電能質量電力系統的電壓與電能質量 三電壓偏差與電壓調整三電壓偏差與電壓調整 （一）電壓偏差的有關概念（一）電壓偏差的有關概念 1.1.電壓偏差的含義（會計算電壓偏差）電壓偏差的含義（會計算電壓偏差） 電壓偏差又稱電壓偏移，是指電

27、壓偏差又稱電壓偏移，是指給定瞬間設備的端電壓給定瞬間設備的端電壓U U與設備的額定與設備的額定 電壓電壓U UN N之差對額定電壓之差對額定電壓U UN N的百分值，的百分值，即：即： 注意：電壓偏差永久存在。注意：電壓偏差永久存在。 2.2.電壓偏差對設備運行的影響（了解）電壓偏差對設備運行的影響（了解） 電視機電壓過低時屏幕顯示不穩，圖像模糊甚至無法收看電視，電壓電視機電壓過低時屏幕顯示不穩，圖像模糊甚至無法收看電視，電壓過高時會大大縮短顯像管的壽命。其它見課本。過高時會大大縮短顯像管的壽命。其它見課本。 3.3.允許的電壓偏差（了解）允許的電壓偏差（了解） （二）電壓調整的措施（二）電壓

28、調整的措施( (在理解的基礎上記住）在理解的基礎上記住） （1 1）正確選擇）正確選擇無載調壓型變壓器無載調壓型變壓器的電壓分接頭或采用的電壓分接頭或采用有載調壓型變壓器有載調壓型變壓器 第三節 電力系統的電壓與電能質量 電力變壓器的無載調壓原理圖：電力變壓器的無載調壓原理圖： 無載調壓指無勵磁調壓，變壓器無載調壓指無勵磁調壓，變壓器一二次側都斷開電源。一二次側都斷開電源。 6-10KV 6-10KV電力變壓器一般為無載調壓型電力變壓器一般為無載調壓型 無載調壓原理：調節高壓繞組無載調壓原理：調節高壓繞組接入接入電路的電路的匝數，從而調節低壓繞組所接匝數，從而調節低壓繞組所接設備的端電壓：即設

29、備的端電壓：即U U1 1/N/N1 1=U=U2 2/N/N2 2 U U2 2=U=U1 1N N2 2/N/N1 1 結論：設備端電壓偏低，則換向結論：設備端電壓偏低，則換向-5%-5%分接頭，設備端電壓偏高，則換向分接頭，設備端電壓偏高，則換向+5%+5%分接頭。分接頭。注意：無載調壓不能按負荷變動注意：無載調壓不能按負荷變動 自動調節電壓。自動調節電壓。 電力變壓器的分接開關接線電力變壓器的分接開關接線第三節第三節 電力系統的電壓與電能質量電力系統的電壓與電能質量 (1)(1)正確選擇無載調壓變壓器的電壓分接頭或采用有載調壓變正確選擇無載調壓變壓器的電壓分接頭或采用有載調壓變壓器。壓

30、器。 無載調壓變壓器不能滿足電壓偏差要求時，只能選用無載調壓變壓器不能滿足電壓偏差要求時，只能選用有載調有載調壓變壓器。它可根據負荷變動自動調節設備端電壓。壓變壓器。它可根據負荷變動自動調節設備端電壓。 有載調壓指有載調壓指變壓器的一二次側都不用斷電而調壓。變壓器的一二次側都不用斷電而調壓。 了解了解：有載調壓原理：變壓器存在阻抗，在功率傳輸中，將：有載調壓原理：變壓器存在阻抗，在功率傳輸中，將產生電壓降，并隨著用戶側負荷的變化而變化。系統電壓的波動產生電壓降，并隨著用戶側負荷的變化而變化。系統電壓的波動加上用戶側負荷的變化將引起電壓較大的變動。在實現無功功率加上用戶側負荷的變化將引起電壓較大

31、的變動。在實現無功功率就地平衡的前提下，當電壓變動超過規定值時，有載調壓變壓器就地平衡的前提下，當電壓變動超過規定值時，有載調壓變壓器在一定的延時后會動作，對電壓進行調整，并保持電壓的穩定。在一定的延時后會動作，對電壓進行調整，并保持電壓的穩定。第三節 電力系統的電壓與電能質量 （2 2）合理減少系統的阻抗）合理減少系統的阻抗 為什么減少供電系統阻抗會降低電壓損耗？如何減少系統阻抗？為什么減少供電系統阻抗會降低電壓損耗？如何減少系統阻抗？ 減少變壓級數，增大導線電纜截面，電纜線取代架空線。減少變壓級數，增大導線電纜截面，電纜線取代架空線。 注意：同等規格的電纜比架空線阻抗小，因為架空線還有對地

32、容抗。增大注意：同等規格的電纜比架空線阻抗小，因為架空線還有對地容抗。增大導線電纜截面，電纜線取代架空線會增加投資，故分析比較合理才選用。導線電纜截面，電纜線取代架空線會增加投資，故分析比較合理才選用。 （3 3）合理改變系統的運行方式）合理改變系統的運行方式 如何合理改變系統的運行方式？如何合理改變系統的運行方式？ 1.1.工作班白天電壓偏低時：夜間偏高時：工作班白天電壓偏低時：夜間偏高時： 2.2.并列運行變壓器負荷輕時：并列運行變壓器負荷輕時： 注意：變壓器并列運行指一次側接同一電網，二次側接同一設備。注意：變壓器并列運行指一次側接同一電網，二次側接同一設備。 （4 4）盡量使系統的三相

33、負荷均衡）盡量使系統的三相負荷均衡 系統的三相負荷不均衡，系統的三相負荷不均衡， 有中性線時因中性線阻抗很小，則電位偏移接有中性線時因中性線阻抗很小，則電位偏移接近于零，但會產生三相不平衡電流，無中性線時會產生三相不平衡電壓。近于零，但會產生三相不平衡電流，無中性線時會產生三相不平衡電壓。（解釋見下頁）解釋見下頁） （ 5 5）采用無功功率補償裝置）采用無功功率補償裝置 無功補償的作用？提高功率因數，降低電能和電壓損耗。無功補償的作用？提高功率因數，降低電能和電壓損耗。第三節 電力系統的電壓與電能質量 三相負荷不平衡時的電路原理圖：三相負荷不平衡時的電路原理圖： ( (假設假設X1X2X3)

34、X1X2X3) U UNnNn稱為電位偏移稱為電位偏移 （1 1）有中性線時）有中性線時 X XNnNn很小，忽略不計時，則不論線路很小，忽略不計時，則不論線路N-nN-n中是否中是否 有電流，有電流，U UNnNn為零，即無電位偏移。根據為零，即無電位偏移。根據KVLKVL定定 理可知理可知 , ,因為負荷不平衡，故因為負荷不平衡，故 三阻抗的電流矢量和不為零，由三阻抗的電流矢量和不為零，由KILKIL定理可知：定理可知： 線路線路N-nN-n中會產生不平衡電流。中會產生不平衡電流。 X XNnNn不能忽略時，有公式不能忽略時，有公式 可得可得U UNnNn不是很大的數值，即產生一定的電位偏

35、移。不是很大的數值，即產生一定的電位偏移。第三節 電力系統的電壓與電能質量 （2 2）無中性線時）無中性線時 由由KILKIL定理可知：定理可知： 當負荷不平衡時，求得當負荷不平衡時，求得 0 0， 即產生電位偏移，使得負荷電壓有的低于相電壓，有的即產生電位偏移，使得負荷電壓有的低于相電壓，有的高于相電壓，從而增大了電壓偏差。高于相電壓，從而增大了電壓偏差。 中性線的作用？中性線的作用？ 傳輸不平衡電流及單相電流；減小負荷中性點的電傳輸不平衡電流及單相電流；減小負荷中性點的電位偏移；接單相負荷。位偏移；接單相負荷。第三節 電力系統的電壓與電能質量 （ 四）電壓波動及其抑制（了解）四）電壓波動及

36、其抑制（了解） 注意：電壓波動是電壓的瞬間變化。是由于負荷急劇變動的沖擊性負荷所引注意：電壓波動是電壓的瞬間變化。是由于負荷急劇變動的沖擊性負荷所引起，起，電壓波動會使電視機畫面質量下降，垂直水平幅度搖動。電壓波動會使電視機畫面質量下降，垂直水平幅度搖動。 （五）電網諧波及其抑制（了解）（五）電網諧波及其抑制（了解）（對電壓波形是否為正弦量的評判對電壓波形是否為正弦量的評判） 函數函數 f(t)f(t)為周期性非正弦交流量為周期性非正弦交流量, ,表示為傅里葉級數的形式：表示為傅里葉級數的形式： f(tf(t )=A)=A0 0+ + A An nSin(nwt+ Sin(nwt+ n n)

37、(n=1) A) (n=1) A0 0稱為直流分量，稱為直流分量，A A1 1Sin(Wt+Sin(Wt+1 1) )稱為基稱為基波，其它分量稱為高次諧波。波，其它分量稱為高次諧波。n n為幾，就稱為幾次諧波。為幾，就稱為幾次諧波。 三相交流發電機發出的電壓波形基本上是正弦交流電壓三相交流發電機發出的電壓波形基本上是正弦交流電壓: U(t)=Usin(wt+: U(t)=Usin(wt+）, ,但它作用于電力系統中的非線性元件后但它作用于電力系統中的非線性元件后, , 產生了諧波電壓及諧波電流產生了諧波電壓及諧波電流. .（諧波源諧波源） 諧波電壓的傅里葉級數分解：諧波電壓的傅里葉級數分解：

38、U(t)=UU(t)=U1 1sin(wt+sin(wt+1 1）+U+U3 3sin(3wt+sin(3wt+3 3)+U)+U5 5sin(5wt+sin(5wt+5 5)+)+ 其中其中U U1 1sin(wt+sin(wt+1 1）稱為一次諧波，也叫基波，其它的叫高次諧波。高次諧）稱為一次諧波，也叫基波，其它的叫高次諧波。高次諧波次數越高，振幅越小，對電網的影響就越小。波次數越高，振幅越小，對電網的影響就越小。 諧波會使電視機圖形畸變，畫面亮度發生波動變化。諧波會使電視機圖形畸變，畫面亮度發生波動變化。 （六）三相不平衡及其改善（了解）（六）三相不平衡及其改善（了解）第三節 電力系統的

39、電壓與電能質量七七 工廠供配電電壓的選擇工廠供配電電壓的選擇（一）工廠供電電壓的選擇（一）工廠供電電壓的選擇 工廠供電電壓主要取決于哪些因素呢？工廠供電電壓主要取決于哪些因素呢？ 工廠供電電壓主要取決于當地電網的供電電壓等級，同時也要考慮工廠工廠供電電壓主要取決于當地電網的供電電壓等級，同時也要考慮工廠用電設備的電壓，容量和供電距離等因素。用電設備的電壓，容量和供電距離等因素。 （見表（見表1-3.1-3. 結論？）結論？） 供電營業規則規定的供電額定電壓：低壓有單相供電營業規則規定的供電額定電壓：低壓有單相220v220v，三相，三相380V;380V;高壓高壓有有10KV10KV，3535

40、（6666）KV,110KV,220KV.KV,110KV,220KV.并規定：并規定：除發電廠直配電壓可采用除發電廠直配電壓可采用3KV3KV或或6KV6KV外，其它等級的電壓應逐步過渡到上述額定電壓？外，其它等級的電壓應逐步過渡到上述額定電壓？（二）工廠高壓配電電壓的選擇（二）工廠高壓配電電壓的選擇 工廠供電系統的高壓配電電壓，主要取決于哪些因素？工廠供電系統的高壓配電電壓，主要取決于哪些因素？工廠高壓用電設備的電壓和容量，數量等因素。工廠高壓用電設備的電壓和容量，數量等因素。 工廠采用的高壓配電電壓通常為工廠采用的高壓配電電壓通常為10KV,10KV, 適合高壓深入負荷中心的直配方適合高

41、壓深入負荷中心的直配方式的條件時也可考慮式的條件時也可考慮35kv35kv電壓作為高壓配電電壓電壓作為高壓配電電壓. .（三）工廠低壓配電電壓的選擇（三）工廠低壓配電電壓的選擇工廠的低壓配電電壓，一般采用工廠的低壓配電電壓，一般采用220V/380V.220V/380V.第四節 電力系統中性點運行方式及 低壓配電系統接地形式 一一電力系統的中性點運行方式電力系統的中性點運行方式 電力系統中性點電力系統中性點指發電機和變壓器的中性點，指發電機和變壓器的中性點，其運行方式分三種其運行方式分三種：電源中性：電源中性點不接地，中性點經阻抗接地，中性點直接接地。點不接地，中性點經阻抗接地，中性點直接接地

42、。 中性點經阻抗接地中性點經阻抗接地包括包括: : 中性點經高阻抗接地（接近于中性點不接地）中性點經高阻抗接地（接近于中性點不接地） 中性點經消弧線圈接地中性點經消弧線圈接地 中性點經低阻抗接地（接近于中性點直接接地）中性點經低阻抗接地（接近于中性點直接接地） 電源中性點不接地及中性點經高阻抗接地和中性點經消弧線圈接地屬于電源中性點不接地及中性點經高阻抗接地和中性點經消弧線圈接地屬于中中性點非有效接地（中性點非直接接地）性點非有效接地（中性點非直接接地）. . 中性點直接接地和中性點經低阻抗接地屬于中性點直接接地和中性點經低阻抗接地屬于中性點有效接地（大接地電流中性點有效接地（大接地電流系統）

43、。系統）。 各種接地方式適用場合見課本各種接地方式適用場合見課本. .第四節 電力系統中性點運行方式 及低壓配電系統接地形式一電力系統的中性點運行方式一電力系統的中性點運行方式（一）中性點不接地的電力系統（一）中性點不接地的電力系統 為簡便起見，假設圖中三相系統的電源電壓和線路參數為簡便起見，假設圖中三相系統的電源電壓和線路參數R,L,CR,L,C都是對稱的都是對稱的。而且相線與大地之間存在的分布電容用一個集中電容。而且相線與大地之間存在的分布電容用一個集中電容C C來表示。相線之間來表示。相線之間的電容與所討論問題無關，而略去。的電容與所討論問題無關，而略去。 系統正常運行時，三個系統正常運

44、行時，三個相的相電壓相的相電壓 ， ， 對稱，三個相的對地電容對稱，三個相的對地電容電流也是平衡的。它們的電流也是平衡的。它們的矢量和為零，地中沒有電矢量和為零，地中沒有電流流過。各相的對地電壓，流流過。各相的對地電壓，就是各相的相電壓。就是各相的相電壓。第四節 電力系統中性點運行方式 及低壓配電系統接地形式 一電力系統的中性點運行方式一電力系統的中性點運行方式（一）中性點不接地的電力系統（一）中性點不接地的電力系統 當系統發生單相接地故障時，假設是當系統發生單相接地故障時，假設是C C相接地，則這時相接地，則這時C C相對地電壓為零，相對地電壓為零，A A相對地電壓相對地電壓B B相對地電壓

45、變為相對地電壓變為 ，即即完好相對地電壓升高為原來的完好相對地電壓升高為原來的3 31/21/2倍，倍，電源中性點對地電壓升高為相電源中性點對地電壓升高為相電壓。經計算同樣可以算出電壓。經計算同樣可以算出C C相對地電相對地電流變為系統正常運行時對地電容電流的流變為系統正常運行時對地電容電流的3 3倍。倍。并且這個電流是并且這個電流是容性的容性的。計算公。計算公式為：式為： （1-61-6） 注意單位注意單位 注意：注意：發生單相接地故障時，三相設發生單相接地故障時，三相設備仍可正常運行，但不允許長期運行（備仍可正常運行，但不允許長期運行（一般不超過一般不超過2 2小時），并需發出報警信小時）

46、，并需發出報警信號，以免再有一相接地，形成兩相接地號，以免再有一相接地，形成兩相接地短路，使故障擴大。短路，使故障擴大。第四節 電力系統中性點運行方式及低壓配電系統接地形式 （二）中性點經消弧線圈接地的電力系統（二）中性點經消弧線圈接地的電力系統 在中性點不接地電力系統發生單相接地故在中性點不接地電力系統發生單相接地故障時，如果接地電流較大，將在接地故障點出障時，如果接地電流較大，將在接地故障點出現斷續電弧，將會引起現斷續電弧，將會引起諧振過電壓（可達相電諧振過電壓（可達相電壓的壓的2.5-32.5-3倍）。倍）。這可能導致線路上絕緣薄弱地這可能導致線路上絕緣薄弱地點的絕緣擊穿。故點的絕緣擊穿

47、。故單相接地電流大于一定值單相接地電流大于一定值(3-(3-10KV10KV系統中單相接地電流大于系統中單相接地電流大于30A30A，20KV20KV及以及以上系統中單相接地電流大于上系統中單相接地電流大于10A10A）時）時，電力系，電力系統的中性點必須采取經消弧線圈接地的運行方統的中性點必須采取經消弧線圈接地的運行方式。式。 第四節 電力系統中性點運行方式及低壓配電系統接地形式 （二）中性點經消弧線圈接地的電力系統（二）中性點經消弧線圈接地的電力系統 消弧線圈實際上就是一個可調的鐵心電感線圈，其電阻很消弧線圈實際上就是一個可調的鐵心電感線圈，其電阻很小，電感很大。小，電感很大。 如右圖所示

48、：流過接地點的如右圖所示：流過接地點的 電流為接地電容電流與消弧電流為接地電容電流與消弧 線圈的電感電流之和。當這線圈的電感電流之和。當這 個和值小于發生電弧的最小個和值小于發生電弧的最小 電流時，電弧就不會產生，電流時，電弧就不會產生， 就不會出現諧振過電壓了。就不會出現諧振過電壓了。 這種運行方式的特點及處理這種運行方式的特點及處理 方式同（一）方式同（一） 。 第四節 電力系統中性點運行方式及低壓配電系統接地形式（三）中性點直接接地或經低電阻接地的運行方式（三）中性點直接接地或經低電阻接地的運行方式 如右圖所示：電源中性點直接接地如右圖所示：電源中性點直接接地的運行方式在發生單相接地時，

49、形成的運行方式在發生單相接地時，形成單相短路，電流比正常負荷電流大得單相短路，電流比正常負荷電流大得多，故保護裝置動作于報警加跳閘。多，故保護裝置動作于報警加跳閘。以切除短路故障，使系統的其它部分以切除短路故障，使系統的其它部分恢復正常運行。恢復正常運行。 與前兩種運行方式不同，中性點直接接地的運行方式發生單相接地故障與前兩種運行方式不同，中性點直接接地的運行方式發生單相接地故障時，其它兩完好相的對地電壓不會升高，系統中的供用電設備絕緣只需按相時，其它兩完好相的對地電壓不會升高，系統中的供用電設備絕緣只需按相電壓考慮，而無需按線電壓考慮。這對電壓考慮，而無需按線電壓考慮。這對110KV110K

50、V及以上的超高壓系統是很有經及以上的超高壓系統是很有經濟技術價值的。低壓配電系統也廣泛采用中性點直接接地方式。濟技術價值的。低壓配電系統也廣泛采用中性點直接接地方式。 第四節 電力系統中性點運行方式及低壓配電系統接地形式 注意：注意：電纜線路的單相接地電容電纜線路的單相接地電容電流遠比架空線路的大，故采取中性電流遠比架空線路的大，故采取中性點經消弧線圈接地的方式也無法完全點經消弧線圈接地的方式也無法完全消除接地故障點的電弧現在我國有的消除接地故障點的電弧現在我國有的城市的城市的10KV10KV城市電網中性點采取低電城市電網中性點采取低電阻接地的運行方式，它接近于中性點阻接地的運行方式，它接近于

51、中性點直接接地的運行方式。必須裝設動作直接接地的運行方式。必須裝設動作于跳閘的單相接地保護。于跳閘的單相接地保護。第四節 電力系統中性點運行方式 及低壓配電系統接地形式 第四節 電力系統中性點運行方式及低壓配電系統接地形式二、低壓配電系統的接地形式（掌握）二、低壓配電系統的接地形式（掌握）我國我國220/380V220/380V低壓配電系統，廣泛采用中性點直接接地的運行方式，而低壓配電系統，廣泛采用中性點直接接地的運行方式，而且引出有中性線（且引出有中性線（NN）、保護線（）、保護線（PEPE）或保護中性線（）或保護中性線（PENPEN）中性線（中性線（NN）的功能：）的功能：1. 1. 與額

52、定電壓為系統相電壓的單相用電設備連接與額定電壓為系統相電壓的單相用電設備連接2. 2. 傳導三相系統中的不平衡電流和單相電流傳導三相系統中的不平衡電流和單相電流3. 3. 減小負荷中性點的電位偏移減小負荷中性點的電位偏移保護線（保護線（PEPE）的功能）的功能: :用來保障人身安全、防止發生觸電事故的接地線用來保障人身安全、防止發生觸電事故的接地線. . 系統中所有設備的外露可導電部分通過保護線接地，在設備出現接地故系統中所有設備的外露可導電部分通過保護線接地，在設備出現接地故障時防止觸電。障時防止觸電。保護中性線（保護中性線（PENPEN）的功能：）的功能：兼有中性線和保護線的功能。通常稱為

53、零線，俗稱地線。兼有中性線和保護線的功能。通常稱為零線，俗稱地線。PEPE線也稱零線。線也稱零線。第四節 電力系統中性點運行方式及低壓配電系統接地形式 低壓配電系統按照接地形式分為低壓配電系統按照接地形式分為TNTN系統、系統、TTTT系統和系統和ITIT系統。系統。 接地形式字母的含義：第一個字母表示電源設備接地條件：接地形式字母的含義：第一個字母表示電源設備接地條件：T T：電力變壓：電力變壓器低壓繞組中性點直接接地，器低壓繞組中性點直接接地，I I：電力變壓器低壓繞組中性點對地絕緣或經：電力變壓器低壓繞組中性點對地絕緣或經過阻抗接地。第二個字母表示電氣設備外露導體接地條件：過阻抗接地。第

54、二個字母表示電氣設備外露導體接地條件：NN：電氣設備：電氣設備外露導電部分與變壓器低壓繞組中性點（系統地）連接。外露導電部分與變壓器低壓繞組中性點（系統地）連接。T T：電氣設備外露：電氣設備外露導體接地，該接地點遠離變壓器低壓繞組中性點的接地點。導體接地，該接地點遠離變壓器低壓繞組中性點的接地點。（一）（一）TNTN系統系統 TNTN系統的中性點直接接地，所有設備的外露可導電部分都接到公共系統的中性點直接接地，所有設備的外露可導電部分都接到公共PEPE線線或公共或公共PENPEN線。線。接入公共接入公共PEPE線或公共線或公共PENPEN線的方式稱為線的方式稱為“接零接零”。 TNTN系統又

55、分為系統又分為TN-CTN-C系統、系統、TN-STN-S系統和系統和TN-C-STN-C-S系統。系統。TNTN系統的第三個字系統的第三個字母表示母表示NN線與線與PEPE線的關系：線的關系：C:NC:N線與線與PEPE線合為一根線；線合為一根線；S S：NN線與線與PEPE線分開線分開為兩根線。所以為兩根線。所以TN-CTN-C系統為三相四線制，系統為三相四線制，TN-STN-S系統為三相五線制，系統為三相五線制，TN-C-STN-C-S系統即前一部分為三相四線制，后一部分為三相五線制。系統即前一部分為三相四線制，后一部分為三相五線制。TN-CTN-C系統設備之系統設備之間抗電磁干擾能力差是因為間抗電磁干擾能力差是因為PENPEN線中有電流而使線中有電流而使NN線的一部分電流流向大線的一部分電流流向大地造成的。地造成的。第四節 電力系統的中性點運行方式及低壓配電系統接地形式1.TN-C1.TN-C系統（三相四線制系統）系統（三相四線制系統） 特點：特點：（1 1）NN線和線和PEPE線合并為線合并為PENPEN線，節約有色