供配電系統(tǒng)第一章緒論主講人：季清蘇州大學機電工程學院1教學參考文獻劉介才，工廠供電，機械工業(yè)出版社，2009.楊岳，供配電系統(tǒng)(第二版)，科學出版社，2015.2課程主要內容第一章

工廠供電概論第二章工廠的電力負荷及其計算第三章短路電流第四章工廠變配電所及其一次系統(tǒng)第五章工廠電力線路第六章工廠供電系統(tǒng)的過電流保護第七章工廠供電系統(tǒng)的二次回路和自動裝置第八章電氣安全、接地與防雷第九章工廠的電氣照明3主要內容第一章

工廠供電概論第一節(jié)

工廠供電的意義、要求及課程任務第二節(jié)

工廠供電系統(tǒng)、發(fā)電廠、電力系統(tǒng)及自備電源第三節(jié)

電力系統(tǒng)的電壓與電能質量第四節(jié)

電力系統(tǒng)中性點運行方式4主要內容第一章

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工廠供電系統(tǒng)、發(fā)電廠、電力系統(tǒng)及自備電源第三節(jié)

電力系統(tǒng)的電壓與電能質量第四節(jié)

電力系統(tǒng)中性點運行方式5基本概念1、工廠供電：

是指工廠所需電能的供應和分配，亦稱工廠配電。2、重要性：生產自動化后增加產量、提高質量、減輕勞動強度。供電中斷，會引起設備損壞，可能發(fā)生人身事故。3、基本要求：安全、可靠、優(yōu)質、經濟。

4、本課程的主要任務：對中小型工廠的供電系統(tǒng)及電氣照明進行操作、維護、設計、計算。6主要內容第一章

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電力系統(tǒng)的電壓與電能質量第四節(jié)

電力系統(tǒng)中性點運行方式7工廠供電系統(tǒng)概況一、工廠供電系統(tǒng)概況1、中型工廠供電系統(tǒng)簡圖：用一根線表示三相線路

高壓配電所有兩條10kV的電源進線，分別接在高壓配電所的兩段母線上，形成單母線分段制。一條電源進線供電，另一條電源進線作為備用。8工廠供電系統(tǒng)概況2、中型工廠供電系統(tǒng)的平面布線示意圖9工廠供電系統(tǒng)概況3、大型工廠總降壓變電所電源進線35KV及以上，經過兩次降壓，也就是經總降壓變電所，將35kV及以上電壓降為6～10KV的電壓，然后車間變電所降為一般低壓用電設備所需的電壓。4、高壓深入負荷中心的供電系統(tǒng)

高壓深入負荷中心的直配方式，可以省去一級中間變壓，簡化了供電系統(tǒng)接線，節(jié)約投資和有色金屬，降低了電能損耗和電壓損耗，提高了供電質量。然而這要根據廠區(qū)的環(huán)境條件是否滿足35kV架空線路深入負荷中心的“安全走廊”要求而定，否則不宜采用。工廠供電系統(tǒng)概況5、只設一個降壓變電所的供電系統(tǒng)

對于小型工廠，由于所需容量一般不大于1000kVA或稍多一些。如果工廠所需容量不大于160kVA時，一般直接由公共低壓電網供電。一臺主變兩臺主變經過分析可知：配電所的任務是接受電能和分配電能，不改變電壓；而變電所的任務是接受電能、變換電壓和分配電能。

工廠供電系統(tǒng)概況二、發(fā)電廠和電力系統(tǒng)1、發(fā)電廠(發(fā)電站)：將自然界蘊藏的各種一次能源轉換為電能(二次能源)的工廠。種類：水力、火力、核能、風力、地熱及太陽能發(fā)電廠。2、電力系統(tǒng)：送電過程：發(fā)電機→升壓→高壓輸電線路→降壓→配電

發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)：由各級電壓的電力線路將發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體。電網：電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所，稱為電力網或電網。電網以電壓等級來區(qū)分，例如10kV電網。發(fā)電廠和電力系統(tǒng)三、工廠自備電源對于工廠的重要負荷，一般要求在正常供電電源之外，設置應急自備電源。1、柴油發(fā)電機組自備電源：操作簡便、起動迅速、效率較高。2、交流不停電電源(UPS)：如圖所示，由整流器(UR)、逆變器(UV)和蓄電池組(GB)等三部分組成。工廠自備電源15主要內容第一章

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電力系統(tǒng)的電壓與電能質量第四節(jié)

電力系統(tǒng)中性點運行方式衡量電能質量的兩個基本參數:頻率偏差正負0.2Hz電壓偏差正負5%電壓偏差是指電氣設備的端電壓與其額定電壓之差。一、三相交流電網和電力設備的額定電壓1、電網（線路）的額定電壓根據需要、水平、技術、經濟分析后確定2、用電設備的額定電壓如圖所示，用電設備的額定電壓規(guī)定與同級電網的額定電壓相同。電力系統(tǒng)的電壓3、發(fā)電機的額定電壓高于同級電網電壓5%

一次繞組的額定電壓：當變壓器T1直接與發(fā)電機相聯(lián)時，其一次繞組額定電壓應與發(fā)電機額定電壓相同。當變壓器T2不與發(fā)電機相聯(lián)而是連接在線路上時，可看作是線路的用電設備，因此其一次繞組額定電壓應與電網額定電壓相同。二次繞組的額定電壓：變壓器二次側供電線路較長，如為較大的高壓電網時，其二次繞組額定電壓應比相聯(lián)電網額定電壓高10％，其中5％是用于補償變壓器滿負荷運行時繞組內部的約5％的電壓降，另外5％用以補償線路上的電壓損耗。若二次側供電線路不長，直接供電給高低壓用電設備時，僅考慮補償變壓器滿負荷運行時繞組內部5％的電壓降。4、電力變壓器的額定電壓電力系統(tǒng)的電壓5、電壓高低的劃分

行業(yè)要求不同劃分不同，一般以1140V為高低壓區(qū)分點分類電網和用電設備額定電壓（kV）發(fā)電機額定電壓（kV）

電力變壓器額定電（kV）一次繞組二次繞組低0.380.400.380.40壓0.660.690.660.6933.153,3.153.15,3.366.36,6.36.3,6.61010.510,10.510.5,11高13.8,15.75,18，

20,22,24,2613.8,15.75,18，

20,22,24,26353538.5壓666672.5110110121220220242330330363500500550電力系統(tǒng)的電壓二、電壓偏差與電壓調整1、電壓偏差的概念設備的端電壓U與設備額定電壓U。之差對額定電壓U。的百分值，即：2、電壓偏差對設備的影響感應電動機、同步電動機、電光源等3、電壓調整的措施調壓型變壓器、減少系統(tǒng)阻抗、改變系統(tǒng)運行方式、三相負荷均衡、無功功率補償。電力系統(tǒng)的電壓2、電壓波動的產生與危害產生：負荷劇烈變化引起沖擊負荷，如電機起動、電焊機、電弧爐、軋鋼機。危害：使得設備無法正常工作。3、電壓波動的抑制措施專用線路或專用變壓器供電、減少系統(tǒng)阻抗、減小引起波動的負荷、高電壓等級、大容量供電、裝設吸收無功裝置。三、電壓波動及其抑制

1、含義：電壓波動是指電網電壓有效值(方均根值)的連續(xù)快速變動，即：電力系統(tǒng)的電壓四、電網諧波及其危害含義：對周期性非正弦交流量進行傅里葉級數分解所得到的大于基波頻率(50Hz)整數倍的各次分量，通常稱為高次諧波。（電路中非線性元件造成）

危害：使變壓器及電動機的鐵心損耗明顯增加、電動機轉子發(fā)生振動現象、電力系統(tǒng)發(fā)生電壓諧振、對附近的通信設備和通信線路產生信號干擾。五、工廠供配電電壓的選擇工廠供電電壓的選擇，主要取決于當地電網的供電電壓等級，同時要考慮工廠用電設備的電壓、容量和供電距離等因素。在同一輸送功率和輸送距離條件下，供電電壓越高，線路電流越小，使線路導線或電纜截面越小，可減少線路的初投資和有色金屬消耗量。電力系統(tǒng)的電能質量22主要內容第一章

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電力系統(tǒng)的電壓與電能質量第四節(jié)

電力系統(tǒng)中性點運行方式電力系統(tǒng)電源中性點的不同運行方式，對電力系統(tǒng)的運行特別是在系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時有明顯的影響，而且將影響系統(tǒng)二次側的繼電保護及監(jiān)測儀表的選擇與運行。種類：中性點不接地系統(tǒng)、中性點經阻抗接地系統(tǒng)、中性點直接接地系統(tǒng)電力系統(tǒng)的中性點運行方式1、中性點不接地的電力系統(tǒng)正常運行：電壓、電流對稱。單相接地：另兩相對地電壓升高為原來的根號3倍。單相接地電容電流為正常運行時，相線對地電容電流的3倍。單相接地電流經驗公式：電力系統(tǒng)的中性點運行方式2、中性點經消弧線圈接地單相接地：另兩相對地電壓升高為原來的根號3倍，減小了接地電流。在單相接地電容電流大于一定值的電力系統(tǒng)中，電源中性點必須采取經消弧線圈接地的運行方式。正常運行：三相電壓、電流對稱電力系統(tǒng)的中性點運行方式3、中性點直接接地或低阻接地的電力系統(tǒng)正常運行：三相電壓、電流對稱單相接地：另外兩相對地電壓不變，單相接地后即通過接地中性點形成單相短路。單相短路電流比線路的正常負荷電流大得多，因此在此系統(tǒng)發(fā)生單相短路時保護裝置應動作于跳閘，切除短路故障。110kV以上的超高壓采用該系統(tǒng)很有經濟價值。電力系統(tǒng)的中性點運行方式4、低壓配電系統(tǒng)的接地型式我國220/380V低壓配電系統(tǒng)，廣泛采用中性點直接接地的運行方式，而且引出有中性線N、保護線PE、保護中性線PEN。中性線(N線)的功能：一是用來接用額定電壓為系統(tǒng)相電壓的單相用電設備；二是用來傳導三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流；三是減小負荷中性點的電位偏移。保護線(PE線)的功能：它是用來保障人身安全、防止發(fā)生觸電事故用的接地線。系統(tǒng)中所有設備的外露可導電部分(指正常不帶電壓但故障情況下可能帶電壓的易被觸及的導電部分，例如設備的金屬外殼、金屬構架等)通過保護線接地，可在設備發(fā)生接地故障時減少觸電危險。保護中性線(PEN線)的功能：它兼有中性線(N線)和保護線(PE線)的功能。這種保護中性線在我國通稱為“零線”，俗稱“地線”。低壓配電系統(tǒng)按接地型式，分為TN系統(tǒng)、TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng)。低壓配電系統(tǒng)28TTI第1個字母第2個字母TNT電源系統(tǒng)對地的關系:

T=一點直接接地I=所有帶電部分與地隔離，或一點經阻抗接地裝置的外露可導電部分與地的關系:T=與地直接電氣連接，獨立于電源系統(tǒng)的任一接地點N=與電源系統(tǒng)的接地點（中性點）直接電氣連接S=保護功能由一根與中性導體或接地導體相獨立的導體提供C=中性導體和保護功能組合在一根導體(PEN)中補充的字母TN系統(tǒng)T-Terra大地,I-Isolate隔離,N-Neutral中性點,S-Separate分開,C-Combine合并系統(tǒng)名稱TN–CTN–STN–C–STTIT低壓配電系統(tǒng)29TT電源系統(tǒng)N點接地的目的：

出現漏電時可以通過大地傳導形成回路，以保證安全。用電設備的安全地之間沒有直接的電氣連接中性點直接接地，設備外殼單獨接地。

低壓配電系統(tǒng)30TT系統(tǒng)接地故障危險的故障電流（容易引起火災），且故障電流不會啟動短路保護，需要通過RCD提供保護；故障電流產生危險的接觸電壓。低壓配電系統(tǒng)31IT中性點不接地，設備外殼單獨接地。主要用于對連續(xù)供電要求較高及有易燃易爆危險的場所。低壓配電系統(tǒng)32IT系統(tǒng)第一次接地故障可以繼續(xù)供電！在第一次接地故障時不需要斷電，接觸電壓不危險，無火災危險，可以繼續(xù)供電，但是需要及時排除故障。低壓配電系統(tǒng)33IT系統(tǒng)第二次接地故障在第二次接地故障時產生危險的接觸電壓，需要斷電。低壓配電系統(tǒng)34TN-CTN系統(tǒng)：中性點直接接地，所有設備的外露可導電部分均接公共的保護線(PE