注冊電氣專業(yè)基礎(chǔ)電力系統(tǒng)基本知識新版

1、30.2 電力系統(tǒng)的額定電壓30.2.1 額定電壓世界上的電網(wǎng)工作頻率（簡稱工頻）有兩種：60Hz 和50Hz。北美采用60Hz，歐洲、亞洲等多數(shù)地區(qū)采用50Hz。一個實際正常運行的電力系統(tǒng)，其工作頻率是一樣的，處處相同（交直流混合電力系統(tǒng)除外），但額定電壓隨電氣設(shè)備而不同，即使在同一電壓等級范圍內(nèi)，各處的電壓也不完全相同。這是電力系統(tǒng)的頻率和電壓所具有的不同特點。為保證電氣設(shè)備生產(chǎn)的系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)化，各國都制定有標(biāo)準(zhǔn)的額定電壓等級。我國制定的標(biāo)準(zhǔn)額定電壓分為三類：第一類為100以下適用于蓄電池和安全照明用具等電氣設(shè)備的額定電壓；第二類為500以下適用于一般工業(yè)和民用電氣設(shè)備的額定電壓；第三類為1

2、000以上高壓電氣設(shè)備的額定電壓，也是電力系統(tǒng)中的額定電壓發(fā)電機的額定電壓高于線路的額定電壓，發(fā)電機的額定電壓比電力網(wǎng)的額定電壓高，因發(fā)電機接在電力線路的首端，通常還帶有一定量的地方負(fù)荷。（1）直接與發(fā)電機相聯(lián)的升壓變壓器的額定電壓與發(fā)電機的額定電壓相同，即為該電壓級額定電壓的105（2）變壓器二次側(cè)的額定電壓規(guī)定比電網(wǎng)的額定電壓高10，如果漏抗較?。ǘ搪冯妷旱陌俜种敌∮?.5）或二次側(cè)直接與用電設(shè)備相聯(lián)的變壓器，其二次側(cè)額定電壓為電網(wǎng)額定電壓的105上述規(guī)則的核心是為了保證負(fù)荷的運行電壓為額定電壓，從而使用電設(shè)備取得最佳的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)，因為用戶是電力系統(tǒng)的服務(wù)對象30.2.2 額定電壓與輸電

3、距離和傳輸功率的關(guān)系電力線路的電壓等級越高，其可傳輸?shù)碾娔苋萘吭酱螅瑐鬏數(shù)木嚯x也越遠(yuǎn)。下表列出了它們之間的關(guān)系。30.3 電力系統(tǒng)的結(jié)線方式及特點30.3.1 結(jié)線圖電力系統(tǒng)的連接方式常用兩種方式表示：電力系統(tǒng)的地理結(jié)線圖和電氣結(jié)線圖電力系統(tǒng)的地理結(jié)線圖反映各發(fā)電廠、變電所的相對地理位置以及電力線路的路徑，地理結(jié)線圖不反映各元件之間的電氣聯(lián)系，電氣結(jié)線圖反映電力系統(tǒng)各元件之間的電氣聯(lián)系。電力系統(tǒng)的電氣結(jié)線圖多畫成單線形式，稱為單線圖因此，兩類結(jié)線圖常常配合使用，互為補充。30.3.2 電力網(wǎng)的結(jié)線方式要求:供電可靠性滿足要求；檢修或事故時也有良好的電能質(zhì)量；運行靈活、 操作安全；經(jīng)濟上合理。根

4、據(jù)發(fā)電廠特點以及各負(fù)荷的性質(zhì)和大小30.3.2.1 無備用結(jié)線無備用接線方式用戶只能從一個方向獲得電能的接線方式， 包括單回路放射式、單回路干線式、單回路鏈?zhǔn)浇泳€； 無備用結(jié)線方式：優(yōu)點： 結(jié)線簡單、投資少、運行維護方便 缺點：供電可靠性差30.3.2.2 有備用結(jié)線有備用接線方式用戶可以從兩個或兩個以上方向獲得電能的接線方式。包括雙回路放射式、干線式、鏈?zhǔn)綐O限；環(huán)式接線和兩端供電方式。有備用結(jié)線方式：雙回路放射式： 優(yōu)點：供電可靠性高、電壓質(zhì)量好 缺點：投資大、經(jīng)濟性差 環(huán)形：優(yōu)點：供電可靠性較高、較為經(jīng)濟 缺點：運行調(diào)度復(fù)雜、故障或檢修切除一側(cè)線路時，電壓質(zhì)量差，供電可靠性下降 兩端供電式

5、： 優(yōu)點：供電可靠性高、經(jīng)濟性好、故障或檢修時電壓質(zhì)量較好 缺點：受電源分布限制、運行復(fù)雜30.4 電力系統(tǒng)中性點運行方式30.4.1 電力系統(tǒng)中性點運行方式電力系統(tǒng)的中性點指發(fā)電機和星形聯(lián)結(jié)變壓器的中性點。我國電力系統(tǒng)中性點運行方式有3種，直接接地（有效接地）不接地（中性點絕緣）從屬不接地方式的經(jīng)消弧線圈接地（非有效接地）30.4.1.1 中性點不接地系統(tǒng)C各相對比地之間是空氣層，空氣是絕緣介質(zhì)，組成分散電容為了方便討論，認(rèn)為三相系統(tǒng)對稱（即電源中性點的電位為零） 對地分散電容用集中電容表示,相間電容不予考慮假設(shè)三相系統(tǒng)完全對稱，則負(fù)荷電流、對稱。當(dāng)導(dǎo)線經(jīng)過完全換位后，Cu=Cv=Cw=C，

6、則對地附加電容電流對稱而 有 即中性點與地電位一致當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，電壓發(fā)生變化 （故障相） （非故障相）對地電容電流發(fā)生變化： 規(guī)定相線上的電流下方向為由電源電網(wǎng)實用計算，對架空線路 對電纜：結(jié)論：絕緣水平按線電壓設(shè)計 三相系統(tǒng)仍然對稱，可以繼續(xù)運行因存在接地容性電流，故在接地點有電弧30.4.1.2 中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)一、 工作原理當(dāng)W相發(fā)生單相接地故障時，中性點電位N上升為相電壓消弧線圖為可調(diào)電感線圈電感電流流過接地點，其總接電流調(diào)線圈匝數(shù)，使與方向相反起到抵消的作用。二、 補償方式及選用1、 全補償（不采用）缺點：由XL=Xc，網(wǎng)絡(luò)容易因不對稱形成串聯(lián)諧振過電壓2、 欠補償為

7、容性電流（少采用）缺點：易發(fā)展成為全補償方式3、 過補償IL>IcI接地為感性電流(采用)注意：電感電流數(shù)值不能過大三、 消弧線圈1、 結(jié)構(gòu)特點：為了保持補償電流與電壓之間的線性關(guān)系，采用滯氣隙鐵芯 氣隙沿整個鐵芯均勻設(shè)置，以減少漏磁為了絕緣及散熱，鐵芯和線圈都浸在油中為適應(yīng)系統(tǒng)中電容電流變化特點，消弧線圈中設(shè)有分接頭（59個）接線：電壓互感器（110v、10A）發(fā)生時，電壓升高動作，發(fā)信號，測電壓電流互感器（5A）測量補償電流避雷器（中性點）為了防止大氣過電壓損壞消弧線圈設(shè)備選擇：電壓=補償電網(wǎng)的額定電壓，共分為6、10、35、60kv回解容量S30.4.1.3 中性點直接接地系統(tǒng)中性

8、點的電位在電網(wǎng)的任何工作狀態(tài)下均保持為零。在這種系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生一相接地時，這一相直接經(jīng)過接地點和接地的中性點短路，一相接地短路電流的數(shù)值最大，因而應(yīng)立即使繼電保護動作，將故障部分切除。    中性點直接接地或經(jīng)過電抗器接地系統(tǒng)，在發(fā)生一相接地故障時，故障的送電線被切斷，因而使用戶的供電中斷。 中性點直接接地的主要優(yōu)點是它在發(fā)生一相接地故障時,非故障相地對電壓不會增高, 因而各相對地絕緣即可按相對地電壓考慮。電網(wǎng)的電壓愈高，經(jīng)濟效果愈大；而且在中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)中，單相接地電流往往比正常負(fù)荷電流小得多，因而要實現(xiàn)有選擇性的接地保護

9、就比較困難，但在中性點直接接地系統(tǒng)中，實現(xiàn)就比較容易，由于接地電流較大，繼電保護一般都能迅速而準(zhǔn)確地切除故障線路，且保護裝置簡單，工作可靠。目前我國電力系統(tǒng)中性點的運行方式，大體是：    (1)對于6-10kV系統(tǒng)，由于設(shè)備絕緣水平按線電壓考慮對于設(shè)備造價影響不大，為了提高供電可靠性，一般均采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地的方式。    (2)對于110kV及以上的系統(tǒng)，主要考慮降低設(shè)備絕緣水平，簡化繼電保護裝置，一般均采用中性點直接接地的方式。并采用送電線路全線架設(shè)避雷線和裝設(shè)自動重合閘裝置等措施，以提高供電可靠性。    (3)20-60kV的系統(tǒng)，是一種中間情況，一