1、 工工 厂厂 供供 电电主讲主讲 赵静赵静MEC系系列列 11/16/20221 第一章第一章 概论概论n1.1 供配电系统概述供配电系统概述n1.2 电力系统的额定电压与电能质量电力系统的额定电压与电能质量n1.3 电力系统中性点的运行方式电力系统中性点的运行方式n1.1 供配电系统概述供配电系统概述n1.2 电力系统的额定电压与电能质量电力系统的额定电压与电能质量n1.3 电力系统中性点的运行方式电力系统中性点的运行方式n1.1 供配电系统概述供配电系统概述n1.2 电力系统的额定电压与电能质量电力系统的额定电压与电能质量 11/16/20222 1.1 供配电系统概述供配电系统概述 一、
2、电力系统一、电力系统 电力系统电力系统是由发电厂、变电所、电力线路和电力用户是由发电厂、变电所、电力线路和电力用户组成的一个发电、输电、变配电和用电的整体。组成的一个发电、输电、变配电和用电的整体。图图1-1 从发电厂到用户的送电过程从发电厂到用户的送电过程 11/16/20223 图图1-2 电力系统示意图电力系统示意图工业企工业企业业供电系供电系统统 11/16/20224 11/16/20225 国家电网公司国家电网公司南方电网公司南方电网公司 11/16/20226 电力网电力网由不同电压等级的输电线路和变压器组成，可由不同电压等级的输电线路和变压器组成，可分为地方电力网、区域电力网及
3、超高压远距离输电网三种分为地方电力网、区域电力网及超高压远距离输电网三种类型。类型。发电厂：发电厂：生产电能，将一次能源转换成二次能源（电能），生产电能，将一次能源转换成二次能源（电能），分为火、水、核、风、太阳、地热等发电厂。分为火、水、核、风、太阳、地热等发电厂。n地方电力网：电压为地方电力网：电压为110kV以下的电力网（如以下的电力网（如35kV、10kV等）等）n区域电力网：电压为区域电力网：电压为110kV以上的电力网（如以上的电力网（如220kV）n超高压远距离输电网：电压为超高压远距离输电网：电压为330500kV及以上的电力网及以上的电力网110kV属于地方网还是属于地方网还
4、是区域网，要视其在电力区域网，要视其在电力系统中的作用而定系统中的作用而定 F火电厂的燃料：煤炭、石油、天然气等。火电厂的燃料：煤炭、石油、天然气等。F能量转换过程：燃料的化学能能量转换过程：燃料的化学能热能热能机械能机械能电能。电能。（1）火力发电厂）火力发电厂 11/16/20227 F火电厂的分类：凝汽式火电厂、热电厂。火电厂的分类：凝汽式火电厂、热电厂。F火电厂的组成：锅炉、汽轮机、电力系统。火电厂的组成：锅炉、汽轮机、电力系统。F火电厂是我国目前最主要的电源，比例大于火电厂是我国目前最主要的电源，比例大于75%。安全问题：采矿和运输中的安全性灾难等安全问题：采矿和运输中的安全性灾难等
5、。环境问题：酸雨、温室效应、可吸入颗粒物等。环境问题：酸雨、温室效应、可吸入颗粒物等。效率问题：凝汽式火电厂效率为效率问题：凝汽式火电厂效率为40%，热电厂为，热电厂为60%70%。F火火力发电存在的问题力发电存在的问题江苏谏壁发电厂江苏谏壁发电厂浙江北仑发电厂浙江北仑发电厂张家口发电总厂张家口发电总厂F今后火电建设的重点：采用高参数、大容量、高效率的今后火电建设的重点：采用高参数、大容量、高效率的设备；开发清洁煤燃烧发电、天然气蒸汽联合循环发电；设备；开发清洁煤燃烧发电、天然气蒸汽联合循环发电；鼓励热电联产；加强煤炭基地的矿口电厂建设。鼓励热电联产；加强煤炭基地的矿口电厂建设。11/16/2
6、0228 QHP8.9（2）水力发电厂）水力发电厂F水电厂的能量转换过程：水的位能水电厂的能量转换过程：水的位能机械能机械能电能。电能。F水电厂的总发电功率：水电厂的总发电功率：F水电厂的分类：堤坝式（分为坝后式和河床式）、引水水电厂的分类：堤坝式（分为坝后式和河床式）、引水式和抽水蓄能电站。式和抽水蓄能电站。F水电厂的组成：水库、水轮机、电力系统水电厂的组成：水库、水轮机、电力系统F水电厂是我国目前最重要的电源之一，比例大于水电厂是我国目前最重要的电源之一，比例大于10%。葛洲坝水电站葛洲坝水电站长江三峡水电站长江三峡水电站F水力发电的特点：水力发电的特点：是是最干净、最廉价的能源之一最干净
7、、最廉价的能源之一，发电，发电成本低，不产生污染、运行维护简单，同时还兼有防洪、成本低，不产生污染、运行维护简单，同时还兼有防洪、灌溉、航运、水产养殖等综合效益灌溉、航运、水产养殖等综合效益；但投资大，工期长。；但投资大，工期长。11/16/20229 （3）核能发电厂）核能发电厂 F核电厂的能量转换过程：核燃料的裂变能核电厂的能量转换过程：核燃料的裂变能热能热能机械机械能能电能。电能。F核电厂的组成：核反应堆、汽轮机、电力系统。核电厂的组成：核反应堆、汽轮机、电力系统。F核电厂是我国目前最重要的电源之一，比例大于核电厂是我国目前最重要的电源之一，比例大于10%。秦山核电站秦山核电站大亚湾核电
8、站大亚湾核电站F核能发电的优缺点核能发电的优缺点节省大量煤炭、石油等燃料，避免燃料运输。节省大量煤炭、石油等燃料，避免燃料运输。不需空气助燃，可建在地下、水下、山洞或空气稀薄地区。不需空气助燃，可建在地下、水下、山洞或空气稀薄地区。存在问题：存在问题：放射性污染放射性污染。11/16/202210 （4）其它新能源发电其它新能源发电F太阳能发电：太阳光能或太阳热能太阳能发电：太阳光能或太阳热能电能。电能。F风力发电：风力的动能风力发电：风力的动能 机械能机械能电能。电能。F地热发电：地热能地热发电：地热能电能。电能。F潮汐发电：海水涨潮或落潮的动能或势能潮汐发电：海水涨潮或落潮的动能或势能电能
9、电能。新疆达板城风电厂新疆达板城风电厂西藏羊八井电厂西藏羊八井电厂江厦潮汐电站江厦潮汐电站F其它新能源还有燃料电池、生物智能、垃圾燃料等。其它新能源还有燃料电池、生物智能、垃圾燃料等。F新能源都属于清洁、廉价的可再生能源，是未来能源的新能源都属于清洁、廉价的可再生能源，是未来能源的主要形式。主要形式。法国郎斯潮汐电站法国郎斯潮汐电站潮汐发电示意图潮汐发电示意图 11/16/202211 变电所：变电所：是变换电压和接受分配电能的场所。是变换电压和接受分配电能的场所。n区域变电所：电压等级高，变压器容量大，进出线回路数多，由大电区域变电所：电压等级高，变压器容量大，进出线回路数多，由大电网供电，
10、高压侧电压网供电，高压侧电压330750kV，全所停电后，将引起整个系统解列，全所停电后，将引起整个系统解列甚至瓦解；甚至瓦解；n地区变电所：由发电厂或区域变电所供电，高压侧电压地区变电所：由发电厂或区域变电所供电，高压侧电压110220kV，全所停电后，将使该地区中断供电；全所停电后，将使该地区中断供电；n工业企业变电所：工业企业变电所：是电网的末端变电所，主要由地区变电所供电，其是电网的末端变电所，主要由地区变电所供电，其高压侧为高压侧为35110kV，全所停电后，将使用户中断供电。，全所停电后，将使用户中断供电。F变电所分类：升压变电所、降压变电所。变电所分类：升压变电所、降压变电所。F
11、配电所配电所（或开闭所）：只接受和分配电能，不变换电压。（或开闭所）：只接受和分配电能，不变换电压。降压变电所降压变电所分为区域变电所、地区变电所和工业企业分为区域变电所、地区变电所和工业企业变电所。变电所。11/16/202212 电力用户：电力用户：又称电力负荷，指所有消耗电能的用电设备或又称电力负荷，指所有消耗电能的用电设备或用电单位用电单位。高压配电线路：高压配电线路：110kV 中压配电线路：中压配电线路：635kV 低压配电线路：低压配电线路：380/220V电力线路：电力线路：输送电能，并把发电厂、变配电所和电力用输送电能，并把发电厂、变配电所和电力用户连接起来。户连接起来。F输
12、电线路：输电线路：220kV及以上的电力线路。及以上的电力线路。F配电线路：配电线路：110kV及以下的电力线路。及以下的电力线路。11/16/202213 二、供配电系统二、供配电系统 供配电系统供配电系统是电力系统的电力用户，由总降压变电所是电力系统的电力用户，由总降压变电所（或高压配电所）（或高压配电所）、配电线路、车间变电所和用电设备等组、配电线路、车间变电所和用电设备等组成。成。总降压变电所：总降压变电所：将将35110kV的供电电压变换为的供电电压变换为610kV的的高压配电电压；高压配电电压；高压配电所：高压配电所：集中接收集中接收610 kV电压，再分配到附近各车间电压，再分配
13、到附近各车间变电所和高压用电设备；变电所和高压用电设备；配电线路：配电线路：分为厂区高压配电线路和车间低压配电线路；分为厂区高压配电线路和车间低压配电线路；车间变电所：车间变电所：将将610 kV的电压降为的电压降为380/220V。11/16/202214 三、对供配电工作的基本要求三、对供配电工作的基本要求安全：安全：在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故在电能的供应、分配和使用中，不应发生人身事故和设备事故。和设备事故。可靠：可靠：应满足电力用户对供电可靠性的要求。应满足电力用户对供电可靠性的要求。优质：优质：应满足电力用户对电压和频率等供电质量的要求。应满足电力用户对电压和频率等
14、供电质量的要求。经济：经济：应使供配电系统的投资少、运行费用低，并尽可能应使供配电系统的投资少、运行费用低，并尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。地节约电能和减少有色金属消耗量。11/16/202215 n用电设备的额定电压：用电设备的额定电压：与同级电网的额定电压相同。与同级电网的额定电压相同。n发电机的额定电压：发电机的额定电压：比比同级电网的额定电压高同级电网的额定电压高出出5%。1.2 电力系统的额定电压与电能质量电力系统的额定电压与电能质量 一、额定电压的国家标准一、额定电压的国家标准 电力线路的额定电压：电力线路的额定电压：我国高压电网的额定电压等级有我国高压电网的额定电压等级有
15、3kV、6 kV、10 kV、35 kV、63 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV等。等。图图1-3 供电线路上的电压变化示意图供电线路上的电压变化示意图 图图1-3为供电线路为供电线路上的电压变化示意图。上的电压变化示意图。我国公布的三相交流系统的额定电压见我国公布的三相交流系统的额定电压见表表1-1。11/16/202216 变压器的变压器的二次绕组：二次绕组：对于用电设备而言，相当于电源。对于用电设备而言，相当于电源。n变压器的额定电压变压器的额定电压我国公布的三相交流系统的额定电压见我国公布的三相交流系统的额定电压见表表1-1。变压器的变压器的一次绕组：一次绕
16、组：相当于是用电设备，其额定电压应相当于是用电设备，其额定电压应与电网的额定电压相同。与电网的额定电压相同。注意：注意：当变压器一次绕组直接与发电机相连时，其额定电压应与发电当变压器一次绕组直接与发电机相连时，其额定电压应与发电机的额定电压相同。机的额定电压相同。u当变压器二次侧供电线路较长时：应比同级电网额定电当变压器二次侧供电线路较长时：应比同级电网额定电压高压高10%u当变压器二次侧供电线路较短时：应比同级电网额定电当变压器二次侧供电线路较短时：应比同级电网额定电压高压高5%其中其中5%用于补偿变压器满用于补偿变压器满载供电时一、二次绕组上的载供电时一、二次绕组上的电压损失；电压损失；另
17、外另外5%用于补用于补偿线路上的电压损失，用于偿线路上的电压损失，用于35kV及以上线路。及以上线路。可以不考虑线路上的电可以不考虑线路上的电压损失，只需要补偿满压损失，只需要补偿满载时变压器绕组上的电载时变压器绕组上的电压损失即可，用于压损失即可，用于10kV及以下线路。及以下线路。11/16/202217 T1GT2110kV10kV6kVM发电机发电机G的额定电压的额定电压：UNG=1.0510=10.5（kV）变压器变压器T1的额定电压：的额定电压：U1N=10.5（kV）U2N=1.1110=121（kV）变压器变压器T1的变比为：的变比为：10.5/121kV变压器变压器T2的额定
18、电压：的额定电压：U1N=110（kV）U2N=1.056=6.3（kV）变压器变压器T2的变比为：的变比为：110/6.3kV例例1-1 已知下图所示系统中电网的额定电压，试确定发电机已知下图所示系统中电网的额定电压，试确定发电机和变压器的额定电压。和变压器的额定电压。变压器变压器T1的一次绕组与的一次绕组与发电机直接相连，其一发电机直接相连，其一次侧的额定电压应与发次侧的额定电压应与发电机的额定电压相同电机的额定电压相同变压器变压器T1的二次侧的二次侧供电距离较长，其供电距离较长，其额定电压应比线路额定电压应比线路额定电压高额定电压高10%变压器变压器T2的二次侧供的二次侧供电距离较短，可
19、不考电距离较短，可不考虑线路上的电压损失虑线路上的电压损失 11/16/202218 二、电压等级的选择二、电压等级的选择220 kV及以上：及以上：用于大型电力系统的主干线。用于大型电力系统的主干线。110kV：用于中小型电力系统的主干线。用于中小型电力系统的主干线。35kV：用于大型工业企业内部电力网。用于大型工业企业内部电力网。10kV：常用的高压配电电压，当常用的高压配电电压，当6kV高压用电设备较多时，高压用电设备较多时，也可考虑用也可考虑用6kV配电。配电。3kV：仅限于工业企业内部采用仅限于工业企业内部采用。380/220V：工业企业内部的低压配电电压。工业企业内部的低压配电电压
20、。电力网的额定电压、传输功率和传输距离之间的关系见表电力网的额定电压、传输功率和传输距离之间的关系见表1-2 11/16/202219 三、电能质量三、电能质量电压偏差是指用电设备的实际电压与额定电压之差，电压偏差是指用电设备的实际电压与额定电压之差，用占额定电压的百分数来表示用占额定电压的百分数来表示 频率偏差频率偏差额定频率：额定频率：50Hz允许偏差：正常允许偏差为允许偏差：正常允许偏差为0.2 Hz，当容量较小时可放，当容量较小时可放宽到宽到0.5 Hz 电压偏差电压偏差%100%NNUUUU 11/16/202220 电压偏差的危害电压偏差的危害白炽灯：电压低时，寿命延长，但发光效率
21、降低，照度下降；白炽灯：电压低时，寿命延长，但发光效率降低，照度下降；电压高时，发光效率增加，但使用寿命大大缩短。电压高时，发光效率增加，但使用寿命大大缩短。，电压低时，转矩将急剧减小，电流，电压低时，转矩将急剧减小，电流由于由于2UM 电动机：电动机：增大，使电动机绕组绝缘过热受损，缩短使用寿命。增大，使电动机绕组绝缘过热受损，缩短使用寿命。电压偏差的允许值电压偏差的允许值F35kV及以上电压供电的用户：及以上电压供电的用户：5%F10 kV及以下高压供电和低压电力用户：及以下高压供电和低压电力用户：7%F低压照明用户：低压照明用户：+5%10%11/16/202221%100%minmax
22、NUUUU电压波动与闪变电压波动与闪变 电压波动是指电网电压短时、快速的变动，用电压最大电压波动是指电网电压短时、快速的变动，用电压最大值与最小值之差对电网额定电压的百分比表示，即值与最小值之差对电网额定电压的百分比表示，即 正确选择变压器的电压分接头或采用有载调压变压器；正确选择变压器的电压分接头或采用有载调压变压器；合理减少系统的阻抗；合理减少系统的阻抗；尽量保持系统三相负荷平衡；尽量保持系统三相负荷平衡；改变系统的运行方式；改变系统的运行方式；采用无功功率补偿设备等。采用无功功率补偿设备等。电压调整的措施电压调整的措施 11/16/202222 电压波动产生的原因：电压波动产生的原因：是
23、由负荷急剧变动引起的。是由负荷急剧变动引起的。闪变是指人眼对因电压波动引起灯闪的一种主观感觉，引闪变是指人眼对因电压波动引起灯闪的一种主观感觉，引起灯闪的电压称为闪变电压。起灯闪的电压称为闪变电压。使电动机无法正常起动，引起同步电动机转子振动；使电动机无法正常起动，引起同步电动机转子振动；使某些电子设备无法正常工作；使某些电子设备无法正常工作；使照明灯发生明显的闪烁现象等。使照明灯发生明显的闪烁现象等。电压波动的危害电压波动的危害 11/16/202223 对负荷变动剧烈的大型电气设备，采用专线或专用变压器对负荷变动剧烈的大型电气设备，采用专线或专用变压器供电供电；增大供电容量，减小系统阻抗增
24、大供电容量，减小系统阻抗；增加系统的短路容量或提高供电电压；增加系统的短路容量或提高供电电压；在电压波动严重时减少或切除引起电压波动的负荷；在电压波动严重时减少或切除引起电压波动的负荷；对大型冲击性负荷，可装设能吸收冲击无功功率的静止型对大型冲击性负荷，可装设能吸收冲击无功功率的静止型无功补偿装置（无功补偿装置（SVC）。电压波动的抑制电压波动的抑制谐波谐波 谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解后所得谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解后所得到的频率为基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波。到的频率为基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波。11/16/202224
25、谐波产生的原因：谐波产生的原因：是由于电力系统中存在各种非线性元件是由于电力系统中存在各种非线性元件 。波形畸变程度的几个特征量波形畸变程度的几个特征量第第h次谐波电压含有率：次谐波电压含有率：%1001UUHRUhh 第第h次谐波电流含有率：次谐波电流含有率：%1001IIHRIhh谐波电压总含量谐波电压总含量：22)(hhHUU 谐波电流总含量谐波电流总含量：22)(hhHII电压总谐波畸变率电压总谐波畸变率：%1001UUTHDHU 电流总谐波畸变率电流总谐波畸变率：%1001IITHDHI 11/16/202225 使变压器和电动机的铁芯损耗增加，引起局部过热，同使变压器和电动机的铁芯
26、损耗增加，引起局部过热，同时振动和噪声增大，缩短使用寿命；时振动和噪声增大，缩短使用寿命；使线路的功率损耗和电能损耗增加，并有可能使电力线使线路的功率损耗和电能损耗增加，并有可能使电力线路出现电压谐振，产生过电压，击穿电气设备的绝缘；路出现电压谐振，产生过电压，击穿电气设备的绝缘；使电容器产生过负荷而影响其使用寿命；使电容器产生过负荷而影响其使用寿命；使继电保护及自动装置产生误动作；使继电保护及自动装置产生误动作；使变压器使计算电费用的感应式电能表的计量不准；使变压器使计算电费用的感应式电能表的计量不准；对附近的通信线路产生信号干扰，使数据传输失真等。对附近的通信线路产生信号干扰，使数据传输失
27、真等。谐波的危害谐波的危害 11/16/202226 三相整流变压器采用三相整流变压器采用Y，d或或D，y接线接线；增加整流器的相数增加整流器的相数；在谐波源处装设专用滤波器在谐波源处装设专用滤波器；限制晶闸管整流设备投入电网的容量限制晶闸管整流设备投入电网的容量；在大型整流设备附近装设静止型无功补偿装置。在大型整流设备附近装设静止型无功补偿装置。谐波的抑制谐波的抑制三相不平衡三相不平衡 指三相系统中三相电压（或电流）的不平衡程度，用电指三相系统中三相电压（或电流）的不平衡程度，用电压（或电流）负序分量有效值与正序分量有效值的百分比来压（或电流）负序分量有效值与正序分量有效值的百分比来表示，即
28、表示，即%100%12UUU%100%12UUU 11/16/202227 使电动机产生一个反向转矩，降低输出转矩，同时总电流使电动机产生一个反向转矩，降低输出转矩，同时总电流增大，绕组温升增高，加速绝缘老化，缩短使用寿命。增大，绕组温升增高，加速绝缘老化，缩短使用寿命。使变压器的容量得不到充分利用。使变压器的容量得不到充分利用。使整流设备产生更多的高次谐波，进一步影响电能质量。使整流设备产生更多的高次谐波，进一步影响电能质量。使作用于负序电流的继电保护装置产生误动和拒动使作用于负序电流的继电保护装置产生误动和拒动。产生原因：产生原因：三相负荷不对称三相负荷不对称。三相电压或电流不平衡的危害三
29、相电压或电流不平衡的危害改善三相电压不平衡的措施改善三相电压不平衡的措施 在三相系统中合理分配不对称负荷；在三相系统中合理分配不对称负荷；将不对称负荷分散接于不同的供电点；将不对称负荷分散接于不同的供电点；采用高一级电压供电；采用高一级电压供电；采用特殊接线的平衡变压器供电及加装三相平衡装置。采用特殊接线的平衡变压器供电及加装三相平衡装置。11/16/202228 暂时过电压和瞬态过电压暂时过电压和瞬态过电压暂时过电压：包括工频过电压和谐振过电压，其特征为在暂时过电压：包括工频过电压和谐振过电压，其特征为在其持续时间范围内无衰减或弱衰减；其持续时间范围内无衰减或弱衰减；瞬态过电压：包括操作过电
30、压和雷击过电压，其特征为振瞬态过电压：包括操作过电压和雷击过电压，其特征为振荡或非振荡衰减，且衰减很快，持续时间只有几毫秒或几十荡或非振荡衰减，且衰减很快，持续时间只有几毫秒或几十微秒。微秒。过电压的危害：使电力设备故障、影响电力安全运行过电压的危害：使电力设备故障、影响电力安全运行。过电压是指峰值电压超过系统正常运行的最高峰值电压过电压是指峰值电压超过系统正常运行的最高峰值电压时的工况。时的工况。11/16/202229 我国电力系统中性点有三种运行方式：我国电力系统中性点有三种运行方式：二、中性点不接地的电力系统二、中性点不接地的电力系统正常运行时，系统的三相电压对称，三相导线对地电容电正
31、常运行时，系统的三相电压对称，三相导线对地电容电流也对称，其流也对称，其电路图和相量图电路图和相量图如如图图1-4所示所示。当系统发生当系统发生A相接地故障时相接地故障时，A相对地电压降为零，相当相对地电压降为零，相当于在中性点叠加上一个电压于在中性点叠加上一个电压。其。其电路图和相量图电路图和相量图如如图图1-5所示所示。ANUU l中性点不接地中性点不接地l中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地l中性点直接（或经低电阻）接地中性点直接（或经低电阻）接地1.3 电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式 小电流接地系统小电流接地系统大电流接地系统大电流接地系统一、概述一、概述 11/16
32、/202230 0CCCBCAIIICUIIIICCCCBCA0中性点对地电压中性点对地电压 0NU图图1-4 中性点不接地系统正常运行时的电路图和相量图中性点不接地系统正常运行时的电路图和相量图a）电路图）电路图 b）相量图）相量图 11/16/202231 CAACNCCBAABNBBUUUUUUUUUUUU UUUCB3 在数值上在数值上图图1-5 中性点不接地系统发生中性点不接地系统发生A相接地故障时的电路图和相量图相接地故障时的电路图和相量图a）电路图）电路图 b）相量图）相量图 11/16/202232 流过故障点的流过故障点的接地电流接地电流（电容电流）为：（电容电流）为：)(C
33、CCBCIII数值上：数值上：0333333CCBCBCBCICUXUXUII350)35(NcabohCUllI单相接地电流（电容电流）的经验公式：单相接地电流（电容电流）的经验公式：ohlcabl式中，、式中，、分别为架空线路和电缆线路的总长度（分别为架空线路和电缆线路的总长度（km）。）。特点特点中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压不变，而中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压不变，而非故障相对地电压升高到原来相电压的非故障相对地电压升高到原来相电压的 倍倍单相接地电流等于正常时单相对地电容电流的单相接地电流等于正常时单相对地电容电流的3倍。倍。3 11/16/202233 绝
34、缘投资大。绝缘投资大。单相故障时，非故障相对地电压升为相电压单相故障时，非故障相对地电压升为相电压的的 倍，为确保设备的绝缘安全，系统相对地绝缘按线电压倍，为确保设备的绝缘安全，系统相对地绝缘按线电压设计，中性点绝缘按相电压设计。设计，中性点绝缘按相电压设计。3 单相接地时的电容电流小于单相接地时的电容电流小于30A的的310kV电力网；电力网；单相接地时的电容电流小于单相接地时的电容电流小于10A的的35kV电力网。电力网。运行可靠性高。运行可靠性高。发生单相故障时，电力网的线电压仍然对称，发生单相故障时，电力网的线电压仍然对称，用户的三相用电设备仍能照常运行一段时间。但运行时间不能用户的三
35、相用电设备仍能照常运行一段时间。但运行时间不能太长，以免另一相又发生接地故障时形成两相接地短路太长，以免另一相又发生接地故障时形成两相接地短路。优点优点缺点缺点适用范围适用范围 11/16/202234 三、中性点经消弧线圈接地的电力系统三、中性点经消弧线圈接地的电力系统（图图1-6）图图1-6 中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时的电路图和相量图中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时的电路图和相量图a）电路图）电路图 b）相量图）相量图消弧线圈消弧线圈arAarNLLjULjUI中性点对地电压中性点对地电压 ANUU 11/16/202235 n特点：特点：运行可靠性高，但绝缘投资
36、大。运行可靠性高，但绝缘投资大。n补偿度与脱谐度补偿度与脱谐度CLIIk kv1n消弧线圈的补偿容量：消弧线圈的补偿容量：335.1NCarUISn适用范围：适用范围：单相接地时的电容电流大于单相接地时的电容电流大于30A的的310kV电力网；电力网；单相接地时的电容电流大于单相接地时的电容电流大于10A的的35kV电力网。电力网。补偿度（调谐度）：补偿度（调谐度）：脱谐度：脱谐度：在电力系统中一般采在电力系统中一般采用过补偿运行方式用过补偿运行方式Why?n消弧线圈的补偿方式消弧线圈的补偿方式 全补偿全补偿:CLII 欠补偿欠补偿:CLII 过补偿过补偿:CLII 11/16/202236
37、n特点：特点：中性点始终保持零电位。中性点始终保持零电位。n优点优点 节约绝缘投资。节约绝缘投资。发生发生单相短路时，非故障相对单相短路时，非故障相对地电压不变，电气设备绝地电压不变，电气设备绝缘水平可按相电压考虑。缘水平可按相电压考虑。因此，我国因此，我国110kV及以上及以上的电力系统基本上都采用的电力系统基本上都采用中性点直接接地的方式中性点直接接地的方式。四、中性点直接接地的电力系统四、中性点直接接地的电力系统 图图1-7 中性点直接接地系统的电力系统示意图中性点直接接地系统的电力系统示意图 11/16/202237 n针对缺点应采取的措施针对缺点应采取的措施加装自动重合闸装置，以提高
38、供电可靠性。加装自动重合闸装置，以提高供电可靠性。n适用范围适用范围110kV及以上电网和及以上电网和380/220V电力网。电力网。n缺点缺点 供电可靠性不高。供电可靠性不高。单相短路时，接地相短路电流很大，单相短路时，接地相短路电流很大，保护装置迅速跳闸，因此系统不能继续运行。保护装置迅速跳闸，因此系统不能继续运行。说明：说明：110kV及以上电网采用中性点直接接地方式是为及以上电网采用中性点直接接地方式是为了降低工程造价，而在了降低工程造价，而在380/220V低压电网中是为了保证低压电网中是为了保证人身安全。人身安全。11/16/202238 我国我国380/220V低压配电系统采用中
39、性点直接接地方式，低压配电系统采用中性点直接接地方式，并引出有中性线（并引出有中性线（N线）、保护线（线）、保护线（PE线）或保护中性线线）或保护中性线（PEN线）。线）。接额定电压为相电压的单相设备；接额定电压为相电压的单相设备；传输三相系统中的不平衡电流和单相电流传输三相系统中的不平衡电流和单相电流 ；减少负荷中性点的电位偏移减少负荷中性点的电位偏移 。中性线的作用中性线的作用保护线的作用保护线的作用保障人身安全，防止触电事故发生。保障人身安全，防止触电事故发生。11/16/202239 江苏谏壁发电厂江苏谏壁发电厂始建于始建于1959年，于年，于1987年年9月全部建成，共安月全部建成，
40、共安装装10台机组，总容量台机组，总容量162.5万千瓦，年发电量在万千瓦，年发电量在100亿度左右，成为亿度左右，成为80年代末到年代末到90年代初国内最大的火力发电厂。年代初国内最大的火力发电厂。11/16/202240 浙江北仑发电厂浙江北仑发电厂是我国目前最大的现代化火力发电厂，总装机容量为是我国目前最大的现代化火力发电厂，总装机容量为300万千瓦万千瓦(5600MW)，工程于，工程于1988年年1月正式开工建设，月正式开工建设，2000年年9月全月全部建成发电。年发电量部建成发电。年发电量167亿度，为浙江省各类发电厂发电总量的四分之亿度，为浙江省各类发电厂发电总量的四分之一，其中两
41、台机组的发电量就能满足宁波市全部用电所需。一，其中两台机组的发电量就能满足宁波市全部用电所需。11/16/202241 张家口发电总厂张家口发电总厂成立于成立于1988年年8月，由下花园发电月，由下花园发电厂和沙岭子发电厂合并而厂和沙岭子发电厂合并而成，位于张家口市东南成，位于张家口市东南14km，距首都北京距首都北京170km，距煤都大同，距煤都大同180km。发电厂总装机容量。发电厂总装机容量240万万千瓦（千瓦（8300MW），通过），通过500kV双回线向北京供电，同时兼顾地双回线向北京供电，同时兼顾地方用电，担负着北京地区方用电，担负着北京地区1/4电力电力负荷的供电任务。负荷的供电
42、任务。张家口发电总厂夜景张家口发电总厂夜景厂区景色厂区景色汽轮机房汽轮机房 11/16/202242 葛洲坝葛洲坝27孔泄洪闸孔泄洪闸葛洲坝水电站葛洲坝水电站 葛洲坝水电站是长江干流上修建的第一座大型水电工程，是三葛洲坝水电站是长江干流上修建的第一座大型水电工程，是三峡工程的反调节和航运梯级。电站始建于峡工程的反调节和航运梯级。电站始建于1970年，共有机年，共有机21台机组，台机组，总装机容量总装机容量271.5万千瓦，年发电量万千瓦，年发电量157亿度。电站以亿度。电站以500kV和和220kV输电线路并入华中电网，并通过输电线路并入华中电网，并通过500kV直流输电线路向距离直流输电线路
43、向距离1000km的上海输电的上海输电120万千瓦。万千瓦。11/16/202243 三峡水电站效果图三峡水电站效果图 长江三峡水电站长江三峡水电站坝长坝长2309m，坝高，坝高185m，水头，水头175m，总库容，总库容393亿立方亿立方米，总装机容量米，总装机容量18.2 GW（26700MW），年发电量），年发电量86.5TWh；库区将淹；库区将淹没耕地没耕地36万亩，淹没城镇万亩，淹没城镇129座，需安置迁移人口座，需安置迁移人口113万；电站于万；电站于93年起步，年起步，首批机组于首批机组于2003年年10月发电，以后每年投产月发电，以后每年投产4台机组（台机组（280MW），），
44、2009年全年全部机组建成投产。三峡电站发出的强大电力将送往华中、华东地区和广东省。部机组建成投产。三峡电站发出的强大电力将送往华中、华东地区和广东省。电站将引出电站将引出15条超高压交流输电线路，其中条超高压交流输电线路，其中3条线路通过换流站将交流电转条线路通过换流站将交流电转换成直流电后，再通过换成直流电后，再通过500k直流输电线路，直流输电线路，2条送往华东、条送往华东、1条送往广东。条送往广东。11/16/202244 三期导流图三期导流图三峡大坝模型三峡大坝模型 三峡大坝由多个功能模块组成，从左至右（面向下游）依次为永三峡大坝由多个功能模块组成，从左至右（面向下游）依次为永久船闸
45、、升船机、泄沙通道（临时船闸）、左岸大坝及电站、泄洪久船闸、升船机、泄沙通道（临时船闸）、左岸大坝及电站、泄洪坝段、右岸大坝及电站、山体地下电站等。升船机的最大提升高度坝段、右岸大坝及电站、山体地下电站等。升船机的最大提升高度为为113米，供米，供3000吨以下船只通过大坝，用时约吨以下船只通过大坝，用时约40分钟；永久船闸是分钟；永久船闸是双线五级船闸双线五级船闸，供，供3000吨以上船只从这里翻过大坝，用时约吨以上船只从这里翻过大坝，用时约3小时。小时。11/16/202245 三峡工程综合效益三峡工程综合效益防洪：防洪：三峡水库正常蓄水位三峡水库正常蓄水位175米，总库容米，总库容393
46、亿立方米，亿立方米，防洪库容防洪库容221.5亿立方米，能有效地控制长江上游洪水，保亿立方米，能有效地控制长江上游洪水，保护长江中下游荆江地区护长江中下游荆江地区1500万人口、万人口、2300万亩土地，是世界万亩土地，是世界上防洪效益最为显著水利工程。上防洪效益最为显著水利工程。发电：发电：三峡水电站装机总容量为三峡水电站装机总容量为1820万万kW，年均发电量，年均发电量847亿亿kWh。以直线距离。以直线距离1000公里为半径，全国除辽宁、吉公里为半径，全国除辽宁、吉林、黑龙江、新疆、西藏、海南、台湾林、黑龙江、新疆、西藏、海南、台湾7省区外，其余地区省区外，其余地区的主要城市和工业基地
47、都在这个范围内。的主要城市和工业基地都在这个范围内。航运：航运：它将改善航运里程它将改善航运里程660公里，使重庆至宜昌航道通公里，使重庆至宜昌航道通行的船队吨位由现在的行的船队吨位由现在的3000吨级提高至万吨级，年单向通过吨级提高至万吨级，年单向通过能力由能力由1000万吨提高到万吨提高到5000万吨。万吨。供电范围图供电范围图 11/16/202246 三峡双线五级船闸三峡双线五级船闸 三峡船闸全长三峡船闸全长6.4公里，可通过万吨级公里，可通过万吨级船队，单向年通过能力船队，单向年通过能力5000万吨。船闸主万吨。船闸主体段闸首和闸室分南北两线，每线船闸主体段闸首和闸室分南北两线，每线
48、船闸主体段由体段由6个闸首和个闸首和5个闸室组成，每个闸室个闸室组成，每个闸室长长280米、宽米、宽34米。而船闸人字门是名副米。而船闸人字门是名副其实的其实的“天下第一门天下第一门”，单扇门宽，单扇门宽20.2米，米，高高38.5米，厚度米，厚度3米，面积有两个篮球场米，面积有两个篮球场那么大，重达那么大，重达850多吨。多吨。11/16/202247 广州抽水蓄能电站广州抽水蓄能电站为目前世界上最大的抽水蓄能电站为目前世界上最大的抽水蓄能电站，是为大亚，是为大亚湾核电站安全经济运行而建设的配套工程，同时还承担着广东、香港湾核电站安全经济运行而建设的配套工程，同时还承担着广东、香港电网的调峰
49、填谷和事故备用的任务。电站总装机总装机容量电网的调峰填谷和事故备用的任务。电站总装机总装机容量2.4 GW（8300MW），分两期建设，每期），分两期建设，每期4台，设计水头台，设计水头535m，电站一期，电站一期工程于工程于1989年年5月月25日开工且日开工且1993年年6月月29日日1号机投产，二期工程于号机投产，二期工程于1994年年9月月12日开工，至日开工，至2000年年3月月14日日8号机投产。号机投产。11/16/202248 三峡的供电范围三峡的供电范围 11/16/202249 秦山核电站位秦山核电站位于东海之滨美丽富饶的杭州湾畔，是中国第一于东海之滨美丽富饶的杭州湾畔，是
50、中国第一座依靠自己的力量设计、建造和运营管理的压水堆核电站，总装座依靠自己的力量设计、建造和运营管理的压水堆核电站，总装机容量机容量2300MW。1985年年3月动工，月动工，1991年年12月首次并网发电。月首次并网发电。它的建成使我国成为继美、英、法、前苏联、加拿大、瑞典之后它的建成使我国成为继美、英、法、前苏联、加拿大、瑞典之后世界上第七个能够自行设计、建造核电站的国家。世界上第七个能够自行设计、建造核电站的国家。11/16/202250 秦山核电站主控制室秦山核电站主控制室秦山核电站汽轮机房秦山核电站汽轮机房 11/16/202251 大亚湾核电站大亚湾核电站位于深圳市东部大亚湾畔，为
