供電系統(tǒng)基本概念

1、EXIT供電技術(shù)供電技術(shù)主講：主講： 苗長(zhǎng)新苗長(zhǎng)新電話：電話：mail：EXIT2第一章第一章 概論概論1.1 1.1 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)1.2 1.2 電力系統(tǒng)接線方式電力系統(tǒng)接線方式1.3 1.3 典型企業(yè)供電系統(tǒng)典型企業(yè)供電系統(tǒng)1.4 1.4 電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式電網(wǎng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式EXIT31.1 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)電力系統(tǒng)的概念：是指進(jìn)行生產(chǎn)電力系統(tǒng)的概念：是指進(jìn)行生產(chǎn)(發(fā)電）、運(yùn)輸發(fā)電）、運(yùn)輸（輸電）、分配（配電）、消費(fèi)（用電）的各個(gè)環(huán)（輸電）、分配（配電）、消費(fèi)（用電）的各個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成的一個(gè)整體。節(jié)構(gòu)成的一個(gè)整體。圖圖1 一個(gè)簡(jiǎn)單的電力系統(tǒng)一個(gè)簡(jiǎn)單

2、的電力系統(tǒng)EXIT4圖圖1 11 1典型的電力系統(tǒng)典型的電力系統(tǒng)EXIT5交流發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)(G)EXIT6電力變壓器電力變壓器(T)EXIT7國內(nèi)最高電壓等級(jí)的變壓器國內(nèi)最高電壓等級(jí)的變壓器EXIT8斷路器斷路器(QF)EXIT9隔離開關(guān)隔離開關(guān)(QS)EXIT10熔斷器熔斷器(FU)EXIT11刀開關(guān)刀開關(guān)(QK)EXIT12熔斷式開關(guān)熔斷式開關(guān)(Q)EXIT13負(fù)荷開關(guān)負(fù)荷開關(guān)(Q)EXIT14電流互感器電流互感器(TA)EXIT15電壓互感器電壓互感器(TV)EXIT16閥型避雷器閥型避雷器(F)EXIT17電抗器電抗器(L)EXIT18電容器電容器( C )EXIT19線路、母線線

3、路、母線(W)電纜及終端電纜及終端(X)EXIT202. 電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)（電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)（1）（1）發(fā)電廠（站）：）發(fā)電廠（站）： 指將其他形式的能量轉(zhuǎn)換指將其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能的場(chǎng)所。成電能的場(chǎng)所。 一般根據(jù)所使用的能源的不同，將電廠一般根據(jù)所使用的能源的不同，將電廠分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電站、核電站、潮分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電站、核電站、潮汐電站、風(fēng)力發(fā)電站。汐電站、風(fēng)力發(fā)電站。EXIT21火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠EXIT22水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠EXIT23核電站核電站EXIT24風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)EXIT25潮汐發(fā)電潮汐發(fā)電EXIT26地?zé)岚l(fā)電地?zé)岚l(fā)電EXIT27垃圾垃圾/秸稈

4、發(fā)電秸稈發(fā)電EXIT282. 電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)（電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)（2）（2）變電所）變電所：指進(jìn)行電壓變換和匯集、分配電能的場(chǎng)所。指進(jìn)行電壓變換和匯集、分配電能的場(chǎng)所。p 按用途分：按用途分： 升（降）壓變電所、聯(lián)絡(luò)變電所、工礦企業(yè)升（降）壓變電所、聯(lián)絡(luò)變電所、工礦企業(yè)變電所、農(nóng)村變電所、整流變電所等。變電所、農(nóng)村變電所、整流變電所等。p 按地位分：按地位分：樞紐變電所、穿越（中間）變電所、終端變樞紐變電所、穿越（中間）變電所、終端變電所。電所。p 按供電范圍分：按供電范圍分：區(qū)域（一次）變電所、地區(qū)（二次）變區(qū)域（一次）變電所、地區(qū)（二次）變電所。電所。EXIT29變電所效果圖變電所效果

5、圖EXIT302.電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)（電力系統(tǒng)的主要環(huán)節(jié)（3）（3） 電力網(wǎng)：將輸送、變換、分配電能的各種變電電力網(wǎng)：將輸送、變換、分配電能的各種變電所和各電壓等級(jí)的電力線路構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱為電力網(wǎng)。所和各電壓等級(jí)的電力線路構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱為電力網(wǎng)。 根據(jù)電壓等級(jí)的不同，電力網(wǎng)可分為：根據(jù)電壓等級(jí)的不同，電力網(wǎng)可分為： 低低 壓壓 電電 網(wǎng)：網(wǎng)：1kV及以下及以下 高高 壓壓 電電 網(wǎng)：網(wǎng)：3kV330kV（3110kV中壓中壓) 超高壓電網(wǎng)：超高壓電網(wǎng)：330kV1000kV 特高壓電網(wǎng)：特高壓電網(wǎng)：1000kV以上（晉東南以上（晉東南-荊門）荊門）2009年年1月月6日，由我國自主研發(fā)、設(shè)計(jì)和建設(shè)

6、的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的晉東南日，由我國自主研發(fā)、設(shè)計(jì)和建設(shè)的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的晉東南南陽荊門南陽荊門1000千伏特高壓交流試驗(yàn)示范工程正式投運(yùn)。該工程是目前世界上千伏特高壓交流試驗(yàn)示范工程正式投運(yùn)。該工程是目前世界上電壓等級(jí)最高、技術(shù)水平最高的輸變電工程，標(biāo)志著我國在遠(yuǎn)距離、大容量、電壓等級(jí)最高、技術(shù)水平最高的輸變電工程，標(biāo)志著我國在遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗的特高壓核心技術(shù)和設(shè)備國產(chǎn)化上取得重大突破，對(duì)保障國家能源安全低損耗的特高壓核心技術(shù)和設(shè)備國產(chǎn)化上取得重大突破，對(duì)保障國家能源安全和電力可靠供應(yīng)具有重要意義。和電力可靠供應(yīng)具有重要意義。EXIT31l 我國現(xiàn)在統(tǒng)一以我國現(xiàn)在統(tǒng)一以1000V（或

7、略高，如（或略高，如GB1497-1985低壓電器基本標(biāo)準(zhǔn)低壓電器基本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：交流規(guī)定：交流50Hz、額定電壓、額定電壓1200V及以下或直流額定電壓及以下或直流額定電壓1500V及以下的電器，屬于其標(biāo)準(zhǔn)及以下的電器，屬于其標(biāo)準(zhǔn)所指的低壓電器）為界線來劃分電壓的高低。所指的低壓電器）為界線來劃分電壓的高低。l 低壓低壓指額定電壓在指額定電壓在1000V及以下者；及以下者；l 高壓高壓指額定電壓在指額定電壓在1000V以上者。以上者。l 此外，尚有細(xì)分為低壓、中壓、高壓、超高壓和特高此外，尚有細(xì)分為低壓、中壓、高壓、超高壓和特高壓者：壓者：1000V及以下為低壓；及以下為低壓；1000V至至1

8、0kV或或35kV為中壓；為中壓；35kV或以上至或以上至110kV或或220kV為高壓；為高壓；220kV或或330kV及以及以上為超高壓；上為超高壓；800kV及以上為特高壓。不過這種電壓高低及以上為特高壓。不過這種電壓高低的劃分，尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此劃分的界線并不十分明確。的劃分，尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，因此劃分的界線并不十分明確。EXIT32超高壓輸電線超高壓輸電線EXIT33EXIT34EXIT35中國電力市場(chǎng)化改革中國電力市場(chǎng)化改革 2002年年11月月p國家電力監(jiān)管委員會(huì)國家電力監(jiān)管委員會(huì)2家電網(wǎng)公司家電網(wǎng)公司p國家電網(wǎng)公司國家電網(wǎng)公司p中國南方電網(wǎng)有限公司中國南方電網(wǎng)有限公司5家發(fā)電公司家

9、發(fā)電公司p中國華能集團(tuán)公司中國華能集團(tuán)公司p中國大唐集團(tuán)公司中國大唐集團(tuán)公司p中國華電集團(tuán)公司中國華電集團(tuán)公司p中國國電集團(tuán)公司中國國電集團(tuán)公司p中國電力投資集團(tuán)公司中國電力投資集團(tuán)公司4家輔業(yè)公司p中國電力工程顧問集團(tuán)公司p中國水電工程顧問集團(tuán)公司p中國水利水電建設(shè)集團(tuán)公司p中國葛洲壩集團(tuán)公司EXIT363. 3. 電力系統(tǒng)組成電力系統(tǒng)組成n 一次系統(tǒng)一次系統(tǒng) 在工程實(shí)際中，常把電力系統(tǒng)中的發(fā)電、在工程實(shí)際中，常把電力系統(tǒng)中的發(fā)電、輸變電與供配電等高電壓、大電流的電氣輸變電與供配電等高電壓、大電流的電氣設(shè)備構(gòu)成的部分叫做一次系統(tǒng)，也稱一次設(shè)備構(gòu)成的部分叫做一次系統(tǒng)，也稱一次設(shè)備、一次部分。設(shè)

10、備、一次部分。1.1 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)EXIT37n 二次系統(tǒng)：二次系統(tǒng)： 包括繼電保護(hù)、測(cè)量和調(diào)度等低電壓、小包括繼電保護(hù)、測(cè)量和調(diào)度等低電壓、小電流設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)，也稱二次設(shè)備、二次電流設(shè)備構(gòu)成的系統(tǒng)，也稱二次設(shè)備、二次部分。部分。 繼電保護(hù)主要是對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種故障，如繼電保護(hù)主要是對(duì)系統(tǒng)中出現(xiàn)的各種故障，如短路、過電流、斷相、接地等，進(jìn)行切斷電源或聲短路、過電流、斷相、接地等，進(jìn)行切斷電源或聲響報(bào)警等動(dòng)作；響報(bào)警等動(dòng)作； 測(cè)量是對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行在線測(cè)定和測(cè)量是對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行在線測(cè)定和顯示，如電壓、電流、功率、功率因數(shù)等；顯示，如電壓、電流、功率、功率因數(shù)等； 調(diào)度主要包

11、括負(fù)荷分配、功率平衡、電壓調(diào)整、調(diào)度主要包括負(fù)荷分配、功率平衡、電壓調(diào)整、線路的投入與切除等工作。線路的投入與切除等工作。1.1 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)EXIT38二、電力負(fù)荷的分級(jí)及對(duì)供電的要求二、電力負(fù)荷的分級(jí)及對(duì)供電的要求*電力負(fù)荷對(duì)供電的基本要求電力負(fù)荷對(duì)供電的基本要求 1）保證供電的安全性；）保證供電的安全性； 2）保證供電的可靠性；）保證供電的可靠性； 3）保證電能的良好質(zhì)量；）保證電能的良好質(zhì)量； 4）保證供電系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。）保證供電系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理。即：安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)即：安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)EXIT391）供電的安全性）供電的安全性l安全性：安全性： *指在電能的供應(yīng)、

12、分配和使用中不應(yīng)指在電能的供應(yīng)、分配和使用中不應(yīng)發(fā)生人身觸電傷亡事故和設(shè)備毀壞事故。發(fā)生人身觸電傷亡事故和設(shè)備毀壞事故。 人身觸電傷亡：觸電保護(hù)、結(jié)線選擇等人身觸電傷亡：觸電保護(hù)、結(jié)線選擇等 設(shè)備毀壞：繼電保護(hù)、結(jié)線方式、接地保護(hù)設(shè)備毀壞：繼電保護(hù)、結(jié)線方式、接地保護(hù)等等 對(duì)煤礦含煤塵、瓦斯、高濕度等特殊環(huán)境，對(duì)煤礦含煤塵、瓦斯、高濕度等特殊環(huán)境，還必須采取防觸電、防潮、防爆、抗磨損等措施，還必須采取防觸電、防潮、防爆、抗磨損等措施，正確選擇設(shè)備、確定供電系統(tǒng)方案，并加強(qiáng)保護(hù)措正確選擇設(shè)備、確定供電系統(tǒng)方案，并加強(qiáng)保護(hù)措施，經(jīng)常進(jìn)行檢修等方式確保供電安全。施，經(jīng)常進(jìn)行檢修等方式確保供電安全。E

13、XIT402）供電的可靠性）供電的可靠性l可靠性：可靠性：*指應(yīng)滿足用電戶對(duì)供電的連續(xù)性要指應(yīng)滿足用電戶對(duì)供電的連續(xù)性要求。即供電的不間斷性。求。即供電的不間斷性。l*依據(jù)用電戶對(duì)供電的可靠性要求對(duì)用電負(fù)荷依據(jù)用電戶對(duì)供電的可靠性要求對(duì)用電負(fù)荷分三級(jí)。分三級(jí)。EXIT41電力負(fù)荷分級(jí)及對(duì)供電結(jié)線的要求電力負(fù)荷分級(jí)及對(duì)供電結(jié)線的要求*電力負(fù)荷的分級(jí)：根據(jù)不同負(fù)荷電力負(fù)荷的分級(jí)：根據(jù)不同負(fù)荷對(duì)供電可靠性的對(duì)供電可靠性的要求要求分三級(jí)。分三級(jí)。 一級(jí)負(fù)荷：采用兩個(gè)獨(dú)立電源的雙回路供電。一級(jí)負(fù)荷：采用兩個(gè)獨(dú)立電源的雙回路供電。 二級(jí)負(fù)荷：采用兩回線路供電（特殊情況下可二級(jí)負(fù)荷：采用兩回線路供電（特殊情

14、況下可由一回專一線路供電）。由一回專一線路供電）。 三級(jí)負(fù)荷三級(jí)負(fù)荷：不屬于一、二級(jí)負(fù)荷的所有用電設(shè)：不屬于一、二級(jí)負(fù)荷的所有用電設(shè)備，對(duì)供電無特殊要求，一般采用單一回路供電。備，對(duì)供電無特殊要求，一般采用單一回路供電。EXIT42一級(jí)負(fù)荷一級(jí)負(fù)荷l 對(duì)突然中斷供電將造成生命危害；導(dǎo)致重大設(shè)備破壞且難對(duì)突然中斷供電將造成生命危害；導(dǎo)致重大設(shè)備破壞且難以修復(fù)；打亂復(fù)雜生產(chǎn)過程并使大量產(chǎn)品報(bào)廢，給國民經(jīng)濟(jì)造以修復(fù)；打亂復(fù)雜生產(chǎn)過程并使大量產(chǎn)品報(bào)廢，給國民經(jīng)濟(jì)造成重大損失成重大損失的負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷的負(fù)荷為一級(jí)負(fù)荷。 如礦井的通風(fēng)、排水、如礦井的通風(fēng)、排水、提升（副井）提升（副井）等負(fù)荷。等負(fù)荷。l

15、獨(dú)立電源獨(dú)立電源：指不受其他電源故障影響或干擾的電源。：指不受其他電源故障影響或干擾的電源。 如分段母線的電源來自不同發(fā)電機(jī)，且其輸變配各環(huán)節(jié)如分段母線的電源來自不同發(fā)電機(jī)，且其輸變配各環(huán)節(jié)為分列運(yùn)行的。為分列運(yùn)行的。 或母線之間無聯(lián)系，或有聯(lián)系，但當(dāng)其中一個(gè)故障時(shí)其或母線之間無聯(lián)系，或有聯(lián)系，但當(dāng)其中一個(gè)故障時(shí)其聯(lián)系會(huì)自動(dòng)斷開，不影響其他供電的。聯(lián)系會(huì)自動(dòng)斷開，不影響其他供電的。EXIT43n特殊重要的一級(jí)負(fù)荷通常稱為保安負(fù)荷特殊重要的一級(jí)負(fù)荷通常稱為保安負(fù)荷。對(duì)保。對(duì)保安負(fù)荷必須備有應(yīng)急使用的可靠電源。安負(fù)荷必須備有應(yīng)急使用的可靠電源。 常用的應(yīng)急電源有：獨(dú)立于正常電源的發(fā)電常用的應(yīng)急電源

16、有：獨(dú)立于正常電源的發(fā)電機(jī)組，干電池，蓄電池，供電系統(tǒng)中有效地獨(dú)立機(jī)組，干電池，蓄電池，供電系統(tǒng)中有效地獨(dú)立于正常電源的專門供電線路。于正常電源的專門供電線路。 1.1 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)EXIT44二級(jí)負(fù)荷二級(jí)負(fù)荷 突然中斷供電時(shí)將造成大量減產(chǎn)，產(chǎn)生大突然中斷供電時(shí)將造成大量減產(chǎn)，產(chǎn)生大量廢品，大量原材料報(bào)廢，使工業(yè)企業(yè)內(nèi)部交通量廢品，大量原材料報(bào)廢，使工業(yè)企業(yè)內(nèi)部交通生產(chǎn)停頓的負(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷。生產(chǎn)停頓的負(fù)荷為二級(jí)負(fù)荷。 如礦井的地面空壓機(jī)、提升（主井）運(yùn)輸如礦井的地面空壓機(jī)、提升（主井）運(yùn)輸設(shè)備、井底車場(chǎng)的整流設(shè)備、采區(qū)變電所、井筒設(shè)備、井底車場(chǎng)的整流設(shè)備、采區(qū)變電所、井筒防凍設(shè)備等。防凍設(shè)備等

17、。EXIT45n 在大型工業(yè)企業(yè)中，一、二級(jí)負(fù)荷約占總負(fù)在大型工業(yè)企業(yè)中，一、二級(jí)負(fù)荷約占總負(fù)荷的荷的6060以上，因此即使是短時(shí)停電所造成的損以上，因此即使是短時(shí)停電所造成的損失也是很大的。此外，各級(jí)負(fù)荷不能孤立地看待，失也是很大的。此外，各級(jí)負(fù)荷不能孤立地看待，一個(gè)企業(yè)中只要有一個(gè)一級(jí)負(fù)荷，則該企業(yè)的總一個(gè)企業(yè)中只要有一個(gè)一級(jí)負(fù)荷，則該企業(yè)的總降壓變電所對(duì)于上級(jí)供電部門來說就是一級(jí)負(fù)荷。降壓變電所對(duì)于上級(jí)供電部門來說就是一級(jí)負(fù)荷。在掌握了負(fù)荷分級(jí)及其對(duì)供電的要求后，在設(shè)計(jì)在掌握了負(fù)荷分級(jí)及其對(duì)供電的要求后，在設(shè)計(jì)新建企業(yè)的供電系統(tǒng)時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行新建企業(yè)的供電系統(tǒng)時(shí)可以根據(jù)實(shí)際情況

18、來進(jìn)行方案的擬定和分析比較，使確定的供電方案在技方案的擬定和分析比較，使確定的供電方案在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上最合理。術(shù)經(jīng)濟(jì)上最合理。 1.1 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)EXIT463）保證電能的良好質(zhì)量）保證電能的良好質(zhì)量l 電能質(zhì)量：電能質(zhì)量：*主要指滿足用電戶對(duì)電壓和頻率質(zhì)量的主要指滿足用電戶對(duì)電壓和頻率質(zhì)量的要求，也包括電壓波形。即要求電壓幅值和頻率保持在要求，也包括電壓波形。即要求電壓幅值和頻率保持在一定允許范圍內(nèi)，并使波形畸變不超過允許值。一定允許范圍內(nèi)，并使波形畸變不超過允許值。l 電壓幅值允許變化范圍：電壓幅值允許變化范圍：線路額定電壓線路額定電壓電壓允許變化范圍電壓允許變化范圍35kV及以上及以上5%

19、VN10kV及以下及以下7%VN低壓照明低壓照明+ +5%VN10%VNEXIT473）保證良好的電能質(zhì)量）保證良好的電能質(zhì)量l 頻率變化范圍一般為頻率變化范圍一般為500.2Hzl 電壓和頻率超出允許范圍的危害：影響電力電壓和頻率超出允許范圍的危害：影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行及出力惡化，生產(chǎn)質(zhì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)備運(yùn)行及出力惡化，生產(chǎn)質(zhì)量受到較大影響。量受到較大影響。l 波形畸變：交流電壓波形畸變，表示電網(wǎng)含波形畸變：交流電壓波形畸變，表示電網(wǎng)含有高次諧波，諧波含量過高，會(huì)使繼電保護(hù)、自有高次諧波，諧波含量過高，會(huì)使繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、計(jì)算機(jī)等不能正常工作，所以動(dòng)裝置、計(jì)算機(jī)等不能正常工

20、作，所以一般波形一般波形畸變不允許超過畸變不允許超過5%。EXIT484）技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理）技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理：技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理：*指供電系統(tǒng)在滿足用電戶對(duì)用電指供電系統(tǒng)在滿足用電戶對(duì)用電的安全性、可靠性、電能質(zhì)量要求的前提下，供的安全性、可靠性、電能質(zhì)量要求的前提下，供電系統(tǒng)的投資要盡量少、運(yùn)行費(fèi)用盡量低。電系統(tǒng)的投資要盡量少、運(yùn)行費(fèi)用盡量低。l技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理包括使供電系統(tǒng)建設(shè)成本降低、提技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理包括使供電系統(tǒng)建設(shè)成本降低、提高設(shè)備運(yùn)行效率，降低損耗，使系統(tǒng)有較好的運(yùn)高設(shè)備運(yùn)行效率，降低損耗，使系統(tǒng)有較好的運(yùn)行效益。行效益。l要要在保證安全生產(chǎn)和安全用電的前提下，使用戶在保證安全生產(chǎn)和安全用

21、電的前提下，使用戶得到可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的電能，并保證技術(shù)、經(jīng)得到可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)的電能，并保證技術(shù)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)負(fù)荷要求的同時(shí)，使系統(tǒng)盡可能達(dá)到結(jié)構(gòu)濟(jì)指標(biāo)負(fù)荷要求的同時(shí)，使系統(tǒng)盡可能達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于安裝維護(hù)，易于操作簡(jiǎn)單，便于安裝維護(hù)，易于操作。EXIT491.1.3 1.1.3 電力系統(tǒng)電壓等級(jí)電力系統(tǒng)電壓等級(jí)1. 1. 電力網(wǎng)為何要采用高電壓？電力網(wǎng)為何要采用高電壓？遠(yuǎn)距離大容量輸電的壓降和損耗：遠(yuǎn)距離大容量輸電的壓降和損耗：容量：容量：壓降：壓降：損耗：損耗：a.a.截面積與損耗截面積與損耗b.b.絕緣與投資絕緣與投資 兩方面取折衷兩方面取折衷IZVRIPL2UIS 1.1 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)E

22、XIT50電壓等級(jí)電壓等級(jí)(kV)輸送容量輸送容量 (MVA)輸送距離輸送距離（km）輸電輸電7502 0 002 5 005 00以上區(qū)以上區(qū)5001 00015001 50850跨省跨省2201 005 001 00300跨地跨地區(qū)區(qū)高中壓配電高中壓配電110105050100縣市縣市352102050縣市內(nèi)縣市內(nèi)100 .22620市內(nèi)市內(nèi)低壓配電低壓配電380/220 樓內(nèi)、農(nóng)電樓內(nèi)、農(nóng)電2.2. 線路電壓與容量、距離的關(guān)系線路電壓與容量、距離的關(guān)系1.1 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)EXIT513.3. 為何要確定額定電壓為何要確定額定電壓? ?n電網(wǎng)電網(wǎng)( (線路線路) )的額定電壓只能使用國家規(guī)

23、定的的額定電壓只能使用國家規(guī)定的額定電壓。它是確定各類電氣設(shè)備額定電壓額定電壓。它是確定各類電氣設(shè)備額定電壓的基本依據(jù)。的基本依據(jù)。n標(biāo)準(zhǔn)化：避免電壓等級(jí)數(shù)量的無限制擴(kuò)大，標(biāo)準(zhǔn)化：避免電壓等級(jí)數(shù)量的無限制擴(kuò)大，導(dǎo)致互聯(lián)困難。導(dǎo)致互聯(lián)困難。n最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能：電力設(shè)備需要在額定最佳的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能：電力設(shè)備需要在額定電壓下進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、制造和使用。電壓下進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、制造和使用。1.1 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)EXIT52直流直流單相交流單相交流三相交流三相交流受電設(shè)備受電設(shè)備供電設(shè)備供電設(shè)備受電設(shè)備受電設(shè)備供電設(shè)備供電設(shè)備受電設(shè)備受電設(shè)備供電設(shè)備供電設(shè)備1.51.522336666121212122424

24、242436363636363642424242484860607272100100100100110115127133127133220230220230220/380230/400400*440400*460380/660400/690800*800*1000*1000*11401140EXIT53 表表1-1 1-1 我國三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓我國三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓 825 825750750750750550550500500500500363363 330 330330330242242 220 22022022012112111011011011072.57

25、2.5 66 66666638.538.535353535_13.8,15.75,1813.8,15.75,1820,22,24,2620,22,24,2613.8,15.75,1813.8,15.75,1820,22,24,2620,22,24,26 _10.5, 1110.5, 1110, 10.510, 10.510.510.510106.3, 6.66.3, 6.66, 6.36, 6.36.36.36 63.15, 3.33.15, 3.33, 3.153, 3.153.153.153 3高高壓壓0.690.690.660.660.690.690.660.660.400.400.38

26、0.380.400.400.380.38低低壓壓二次繞組二次繞組一次繞組一次繞組電力變壓器額定電壓電力變壓器額定電壓/ /kV發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī) 額定電壓額定電壓/ /kV電網(wǎng)和用電設(shè)備電網(wǎng)和用電設(shè)備額定電壓額定電壓/ /kV分分類類100010001000100011001100EXIT54二、電力系統(tǒng)的額定電壓（二、電力系統(tǒng)的額定電壓（2）3.電氣設(shè)備額定電壓的確定電氣設(shè)備額定電壓的確定 我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：我國國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：一般供電設(shè)備的額定電一般供電設(shè)備的額定電壓應(yīng)高出系統(tǒng)和用電設(shè)備的額定電壓的壓應(yīng)高出系統(tǒng)和用電設(shè)備的額定電壓的5，用用以補(bǔ)償正常負(fù)荷時(shí)線路上的電壓損失，使設(shè)備獲以補(bǔ)償正常負(fù)荷時(shí)

27、線路上的電壓損失，使設(shè)備獲得近似額定的電壓得近似額定的電壓受電設(shè)備的額定電壓與系統(tǒng)受電設(shè)備的額定電壓與系統(tǒng)額定電壓相對(duì)應(yīng)額定電壓相對(duì)應(yīng)EXIT55二、電力系統(tǒng)的額定電壓（二、電力系統(tǒng)的額定電壓（2）EXIT563.電氣設(shè)備額定電壓的確定電氣設(shè)備額定電壓的確定(1) 確定電氣設(shè)備額定電壓的一般規(guī)律：確定電氣設(shè)備額定電壓的一般規(guī)律： A. 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)： 額定電壓額定電壓 VGN=1.05系統(tǒng)額定電壓（系統(tǒng)額定電壓（VN） B. 變壓器變壓器： 受電側(cè)額定電壓受電側(cè)額定電壓VTN1 與發(fā)電機(jī)相連時(shí)，與發(fā)電機(jī)相連時(shí)，VTN1=VGN 與線路（系統(tǒng)）相連時(shí)，與線路（系統(tǒng)）相連時(shí)，VTN1=VNEXIT

28、573.電氣設(shè)備額定電壓的確定電氣設(shè)備額定電壓的確定(2) B. 變壓器變壓器 輸出側(cè)額定電壓輸出側(cè)額定電壓VTN2 與與35kV線路相連線路相連 VTN2=1.1 VN 與與35kV以下線路相連，但變壓器的短路電以下線路相連，但變壓器的短路電 壓百分比壓百分比 VS%7.5%，或連接長(zhǎng)線路時(shí)，或連接長(zhǎng)線路時(shí) VTN2=1.1 VN 與與35kV線路相連線路相連 VTN2=1.05 VNEXIT583.電氣設(shè)備額定電壓的確定電氣設(shè)備額定電壓的確定(3) C. 系統(tǒng)額定電壓與設(shè)備額定電壓系統(tǒng)額定電壓與設(shè)備額定電壓 系統(tǒng)系統(tǒng)VN=用電設(shè)備用電設(shè)備VN 系統(tǒng)額定電壓和設(shè)備額定電壓值根據(jù)系統(tǒng)額定電壓和

29、設(shè)備額定電壓值根據(jù) 表表1-1確定確定EXIT59 (二二) 用電設(shè)備的額定電壓用電設(shè)備的額定電壓 按按GB/T11022-1999高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共同技術(shù)要求高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的共同技術(shù)要求規(guī)定，規(guī)定，高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的額定電壓按其允許的最高工作電壓來標(biāo)高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的額定電壓按其允許的最高工作電壓來標(biāo)注，即其額定電壓不得小于它所在系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最高電壓，如表注，即其額定電壓不得小于它所在系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最高電壓，如表1-2所示。所示。我國現(xiàn)在生產(chǎn)的高壓設(shè)備大多已按此新規(guī)定標(biāo)注。我國現(xiàn)在生產(chǎn)的高壓設(shè)備大多已按此新規(guī)定標(biāo)注。表表1-2 系統(tǒng)的額定電壓、最高電壓和

30、部分高壓設(shè)備的額定電壓系統(tǒng)的額定電壓、最高電壓和部分高壓設(shè)備的額定電壓 （單位：kV）3.53.56.96.9121240.540.56.96.911.511.540.540.53.63.67.27.2121240.540.5 3.5 3.5 6.9 6.911.511.540.540.53 36 610103535熔熔 斷斷 器器額定電壓額定電壓穿墻套管穿墻套管額定電壓額定電壓高壓開關(guān)、互感器及支高壓開關(guān)、互感器及支柱、絕緣子的額定電壓柱、絕緣子的額定電壓 系系 統(tǒng)統(tǒng) 最高電壓最高電壓 系系 統(tǒng)統(tǒng) 額定電壓額定電壓EXIT60 請(qǐng)根據(jù)下面系統(tǒng)圖已知參數(shù)確定各電請(qǐng)根據(jù)下面系統(tǒng)圖已知參數(shù)確定各電

31、氣元件的額定電壓氣元件的額定電壓.6.3kV6.3/363/121kV110/10.5kV330/38.5kV6/0.4kVEXIT61平均額定電壓概念平均額定電壓概念l 在短路電流計(jì)算時(shí)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算且使問題在短路電流計(jì)算時(shí)，為了簡(jiǎn)化計(jì)算且使問題的處理在技術(shù)上合理，習(xí)慣上用線路的平均額定的處理在技術(shù)上合理，習(xí)慣上用線路的平均額定電壓（電壓（U Uavav）來表示電力網(wǎng)的電壓。）來表示電力網(wǎng)的電壓。U Uavav是指電網(wǎng)是指電網(wǎng)始端的最大電壓（變壓器最大空載電壓）和末端始端的最大電壓（變壓器最大空載電壓）和末端受電設(shè)備額定電壓的平均值，例如額定電壓為受電設(shè)備額定電壓的平均值，例如額定電壓為10

32、kV10kV的電網(wǎng)，其平均額定電壓為的電網(wǎng)，其平均額定電壓為av11 1010.5kV2U1.1 電力系統(tǒng)基礎(chǔ)EXIT624. 煤礦常用電壓等級(jí)及應(yīng)用范圍煤礦常用電壓等級(jí)及應(yīng)用范圍36V及以下：井下電氣設(shè)備控制及局部照明及以下：井下電氣設(shè)備控制及局部照明127V：井下照明及手持式電鉆：井下照明及手持式電鉆220V：礦井地面照明：礦井地面照明250V(DC)：電機(jī)車：電機(jī)車380V：小型礦井井下使用：小型礦井井下使用500V(DC)：井下電機(jī)車：井下電機(jī)車EXIT634. 煤礦常用電壓等級(jí)及應(yīng)用范圍煤礦常用電壓等級(jí)及應(yīng)用范圍660V：井下低壓動(dòng)力：井下低壓動(dòng)力750V(DC)：露天煤礦工業(yè)電機(jī)車

33、：露天煤礦工業(yè)電機(jī)車1140V：井下綜采動(dòng)力：井下綜采動(dòng)力1500V(DC)：露天煤礦工業(yè)電機(jī)車：露天煤礦工業(yè)電機(jī)車6kV: 井上、下高壓電機(jī)及配電電壓井上、下高壓電機(jī)及配電電壓10kV：特大型礦井井上、下高壓電機(jī)及：特大型礦井井上、下高壓電機(jī)及 配電電配電電壓壓35、60、110kV：礦區(qū)受電電壓或配電電壓：礦區(qū)受電電壓或配電電壓EXIT64電壓偏差與電壓調(diào)整電壓偏差與電壓調(diào)整(一一) 電壓偏差的有關(guān)概念電壓偏差的有關(guān)概念 1. 電壓偏差的含義電壓偏差的含義 電壓偏差又稱電壓偏移，是指給定瞬間設(shè)備的端電壓電壓偏差又稱電壓偏移，是指給定瞬間設(shè)備的端電壓與設(shè)與設(shè)備額定電壓備額定電壓之差對(duì)額定電壓

34、之差對(duì)額定電壓的百分值，即的百分值，即 . 電壓對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響電壓對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響 () 對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的影響對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的影響當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)端電壓較其額定電壓低當(dāng)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)端電壓較其額定電壓低10時(shí)，由于轉(zhuǎn)時(shí)，由于轉(zhuǎn)矩矩與端電壓與端電壓平方成正比平方成正比( )，因此其實(shí)際轉(zhuǎn)矩將只有額定轉(zhuǎn)矩的，因此其實(shí)際轉(zhuǎn)矩將只有額定轉(zhuǎn)矩的81，而，而負(fù)荷電流將增大負(fù)荷電流將增大510以上，溫升將增高以上，溫升將增高1015以上，絕緣老化程度將比以上，絕緣老化程度將比規(guī)定增加一倍以上，從而明顯地縮短電機(jī)的使用壽命。而且由于轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速下規(guī)定增加一倍以上，從而明顯地縮短電機(jī)的使用壽命。而且由于轉(zhuǎn)矩減小，轉(zhuǎn)速下

35、降，不僅會(huì)降低生產(chǎn)效率，減少產(chǎn)量，而且還會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，增加廢、次品。當(dāng)降，不僅會(huì)降低生產(chǎn)效率，減少產(chǎn)量，而且還會(huì)影響產(chǎn)品質(zhì)量，增加廢、次品。當(dāng)其端電壓較其額定電壓偏高時(shí)，負(fù)荷電流和溫升也將增加，絕緣相應(yīng)受損，對(duì)電機(jī)其端電壓較其額定電壓偏高時(shí)，負(fù)荷電流和溫升也將增加，絕緣相應(yīng)受損，對(duì)電機(jī)同樣不利，也要縮短其使用壽命。同樣不利，也要縮短其使用壽命。 2MU%100%NNUUUUEXIT65l() 對(duì)同步電動(dòng)機(jī)的影響對(duì)同步電動(dòng)機(jī)的影響當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)的端電壓偏高或偏低時(shí)，由于轉(zhuǎn)矩也要當(dāng)同步電動(dòng)機(jī)的端電壓偏高或偏低時(shí)，由于轉(zhuǎn)矩也要按電壓平方成正比變化，因此同步電動(dòng)機(jī)的電壓偏差，除了不會(huì)影響其轉(zhuǎn)速外，按電

36、壓平方成正比變化，因此同步電動(dòng)機(jī)的電壓偏差，除了不會(huì)影響其轉(zhuǎn)速外，其他如對(duì)轉(zhuǎn)矩、電流和溫升等的影響，均與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相同。其他如對(duì)轉(zhuǎn)矩、電流和溫升等的影響，均與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)相同。l () 對(duì)電光源的影響對(duì)電光源的影響電壓偏差對(duì)白熾燈的影響最為顯著。當(dāng)白熾燈的端電壓降電壓偏差對(duì)白熾燈的影響最為顯著。當(dāng)白熾燈的端電壓降低低10%時(shí)，燈泡的使用壽命將延長(zhǎng)時(shí)，燈泡的使用壽命將延長(zhǎng)23倍，但發(fā)光效率將下降倍，但發(fā)光效率將下降30% 以上，燈光明以上，燈光明顯變暗，照度降低，嚴(yán)重影響人的視力健康，降低工作效率，還可能增加事故。顯變暗，照度降低，嚴(yán)重影響人的視力健康，降低工作效率，還可能增加事故。當(dāng)其端電壓升高

37、當(dāng)其端電壓升高10% 時(shí)，發(fā)光效率將提高時(shí)，發(fā)光效率將提高1/3，但其使用壽命將大大縮短，只有原，但其使用壽命將大大縮短，只有原來的來的1/3左右。電壓偏差對(duì)熒光燈及其他氣體放電燈的影響不像對(duì)白熾燈那樣明顯，左右。電壓偏差對(duì)熒光燈及其他氣體放電燈的影響不像對(duì)白熾燈那樣明顯，但也有一定的影響。當(dāng)其端電壓偏低時(shí)，燈管不易啟燃。如果多次反復(fù)啟燃，則但也有一定的影響。當(dāng)其端電壓偏低時(shí)，燈管不易啟燃。如果多次反復(fù)啟燃，則燈管壽命將大受影響；而且電壓降低時(shí)，照度下降，影響視力工作。當(dāng)其電壓偏燈管壽命將大受影響；而且電壓降低時(shí)，照度下降，影響視力工作。當(dāng)其電壓偏高時(shí)，燈管壽命又要縮短。高時(shí)，燈管壽命又要縮短

38、。l 3. 允許的電壓偏差允許的電壓偏差l GB500521995供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，在系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下，用電規(guī)定，在系統(tǒng)正常運(yùn)行情況下，用電設(shè)備端子處的電壓偏差允許值設(shè)備端子處的電壓偏差允許值(以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示)宜符合下列要求：宜符合下列要求：l (1) 電動(dòng)機(jī)為電動(dòng)機(jī)為5%；l (2) 電氣照明：在一般工作場(chǎng)所為電氣照明：在一般工作場(chǎng)所為5%；對(duì)于遠(yuǎn)離變電所的小面積一般工作場(chǎng)；對(duì)于遠(yuǎn)離變電所的小面積一般工作場(chǎng)所，難以滿足上述要求時(shí)，可為所，難以滿足上述要求時(shí)，可為 5% 10%；應(yīng)急照明、道路照明和警衛(wèi)照明；應(yīng)急照明、道路照明和警衛(wèi)照明等

39、，為等，為 5% 10%。l (3) 其他用電設(shè)備，當(dāng)無特殊規(guī)定時(shí)為其他用電設(shè)備，當(dāng)無特殊規(guī)定時(shí)為5%。EXIT66 (二二) 電壓調(diào)整的措施電壓調(diào)整的措施 為了滿足用電設(shè)備對(duì)電壓偏差的要求，供電系統(tǒng)必須采取相應(yīng)的電壓為了滿足用電設(shè)備對(duì)電壓偏差的要求，供電系統(tǒng)必須采取相應(yīng)的電壓調(diào)整措施：調(diào)整措施： (1) 正確選擇無載調(diào)壓型變壓器的電壓分接頭或采用有載調(diào)壓變壓器正確選擇無載調(diào)壓型變壓器的電壓分接頭或采用有載調(diào)壓變壓器 我國工廠供電系統(tǒng)中應(yīng)用的我國工廠供電系統(tǒng)中應(yīng)用的610kV電力變壓器，一般為無載調(diào)壓型，其電力變壓器，一般為無載調(diào)壓型，其高壓繞組（一次繞組）有高壓繞組（一次繞組）有UN5%的電

40、壓分接頭，并裝設(shè)有無載調(diào)壓分接的電壓分接頭，并裝設(shè)有無載調(diào)壓分接開關(guān)，如圖開關(guān)，如圖1-14所示。如果設(shè)備端電壓偏高，則應(yīng)將分接開關(guān)換接到所示。如果設(shè)備端電壓偏高，則應(yīng)將分接開關(guān)換接到+5%的分接頭，以降低設(shè)備端電壓。如果設(shè)備端電壓偏低，則應(yīng)將分接開關(guān)換的分接頭，以降低設(shè)備端電壓。如果設(shè)備端電壓偏低，則應(yīng)將分接開關(guān)換接到接到-5%的分接頭，以升高設(shè)備端電壓。但是這只能在變壓器無載條件下的分接頭，以升高設(shè)備端電壓。但是這只能在變壓器無載條件下進(jìn)行調(diào)節(jié)，使設(shè)備端電壓較接近于設(shè)備額定電壓，而不能按負(fù)荷的變動(dòng)實(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，使設(shè)備端電壓較接近于設(shè)備額定電壓，而不能按負(fù)荷的變動(dòng)實(shí)時(shí)地自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓。如果用電負(fù)

41、荷中有的設(shè)備對(duì)電壓偏差要求嚴(yán)格，采用時(shí)地自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓。如果用電負(fù)荷中有的設(shè)備對(duì)電壓偏差要求嚴(yán)格，采用無載調(diào)壓型變壓器滿足不了要求，而這些設(shè)備單獨(dú)裝設(shè)調(diào)壓裝置在技術(shù)經(jīng)無載調(diào)壓型變壓器滿足不了要求，而這些設(shè)備單獨(dú)裝設(shè)調(diào)壓裝置在技術(shù)經(jīng)濟(jì)上又不合理時(shí)，可以采用有載調(diào)壓型變壓器，使之在負(fù)荷情況下自動(dòng)調(diào)濟(jì)上又不合理時(shí)，可以采用有載調(diào)壓型變壓器，使之在負(fù)荷情況下自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓，保證設(shè)備端電壓的穩(wěn)定。節(jié)電壓，保證設(shè)備端電壓的穩(wěn)定。EXIT67圖圖1-14 電力變壓器的分接開關(guān)電力變壓器的分接開關(guān)a) 分接開關(guān)接線分接開關(guān)接線 b) 分接開關(guān)結(jié)構(gòu)分接開關(guān)結(jié)構(gòu)1-帽帽 2-密封墊圈密封墊圈 3-操動(dòng)螺母操動(dòng)螺母 4

42、-定位釘定位釘 5-絕緣盤絕緣盤 6-靜觸頭靜觸頭 7-動(dòng)觸頭動(dòng)觸頭EXIT68l(2) 合理減小系統(tǒng)的阻抗合理減小系統(tǒng)的阻抗 由于供電系統(tǒng)中的電壓損耗與由于供電系統(tǒng)中的電壓損耗與系統(tǒng)中各元件包括變壓器和線路的阻抗成正比，因此可考系統(tǒng)中各元件包括變壓器和線路的阻抗成正比，因此可考慮減少系統(tǒng)的變壓級(jí)數(shù)、適當(dāng)增大導(dǎo)線電纜的截面或以電慮減少系統(tǒng)的變壓級(jí)數(shù)、適當(dāng)增大導(dǎo)線電纜的截面或以電纜取代架空線等來減小系統(tǒng)阻抗，降低電壓損耗，從而減纜取代架空線等來減小系統(tǒng)阻抗，降低電壓損耗，從而減小電壓偏差，達(dá)到電壓調(diào)整的目的。但是增大導(dǎo)線電纜的小電壓偏差，達(dá)到電壓調(diào)整的目的。但是增大導(dǎo)線電纜的截面及以電纜取代架空

43、線，要增加線路投資，因此應(yīng)進(jìn)行截面及以電纜取代架空線，要增加線路投資，因此應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析比較，合理時(shí)才采用。技術(shù)經(jīng)濟(jì)的分析比較，合理時(shí)才采用。l(3) 合理改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式合理改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式 在一班制或兩班制的工廠在一班制或兩班制的工廠或車間中，工作班的時(shí)間內(nèi)，負(fù)荷重，往往電壓偏低，或車間中，工作班的時(shí)間內(nèi)，負(fù)荷重，往往電壓偏低， 因因此需要將變壓器高壓繞組的分接頭調(diào)在此需要將變壓器高壓繞組的分接頭調(diào)在-5%的位置上。但這的位置上。但這樣一來，到晚上負(fù)荷輕時(shí)，電壓就會(huì)過高。這時(shí)如能切除樣一來，到晚上負(fù)荷輕時(shí)，電壓就會(huì)過高。這時(shí)如能切除變壓器，改用與相鄰變電所相連的低壓聯(lián)絡(luò)線供電，既

44、可變壓器，改用與相鄰變電所相連的低壓聯(lián)絡(luò)線供電，既可減少這臺(tái)變壓器的電能損耗，又可由于投入低壓聯(lián)絡(luò)線而減少這臺(tái)變壓器的電能損耗，又可由于投入低壓聯(lián)絡(luò)線而增加線路的電壓損耗，從而降低所出現(xiàn)的高電壓。對(duì)于兩增加線路的電壓損耗，從而降低所出現(xiàn)的高電壓。對(duì)于兩臺(tái)變壓器并列運(yùn)行的變電所，在負(fù)荷輕時(shí)切除一臺(tái)變壓器，臺(tái)變壓器并列運(yùn)行的變電所，在負(fù)荷輕時(shí)切除一臺(tái)變壓器，同樣可起到降低電壓過高的作用。同樣可起到降低電壓過高的作用。EXIT69l(4) 盡量使系統(tǒng)的三相負(fù)荷均衡盡量使系統(tǒng)的三相負(fù)荷均衡 在有中性線的低壓配電在有中性線的低壓配電系統(tǒng)中，如果三相負(fù)荷分布不均衡，則將使負(fù)荷端中性點(diǎn)電位系統(tǒng)中，如果三相負(fù)

45、荷分布不均衡，則將使負(fù)荷端中性點(diǎn)電位偏移，造成有的相電壓升高，從而增大線路的電壓偏差。為此，偏移，造成有的相電壓升高，從而增大線路的電壓偏差。為此，應(yīng)使三相負(fù)荷分布盡可能均衡，以降低電壓偏差。應(yīng)使三相負(fù)荷分布盡可能均衡，以降低電壓偏差。l(5) 采用無功功率補(bǔ)償裝置采用無功功率補(bǔ)償裝置 電力系統(tǒng)中由于存在大量的電力系統(tǒng)中由于存在大量的感性負(fù)荷，導(dǎo)致系統(tǒng)的功率因數(shù)降低及電壓損耗和電能損耗增感性負(fù)荷，導(dǎo)致系統(tǒng)的功率因數(shù)降低及電壓損耗和電能損耗增大。大。 提高系統(tǒng)功率因數(shù)，可降低電壓和電能損耗。提高系統(tǒng)功率因數(shù)，可降低電壓和電能損耗。l 采用并聯(lián)電容器或同步補(bǔ)償機(jī)，使之產(chǎn)生相位超前的無功采用并聯(lián)電容

46、器或同步補(bǔ)償機(jī)，使之產(chǎn)生相位超前的無功功率，以補(bǔ)償系統(tǒng)中相位滯后的無功功率。這些專門用于補(bǔ)償功率，以補(bǔ)償系統(tǒng)中相位滯后的無功功率。這些專門用于補(bǔ)償無功功率的并聯(lián)電容器和同步補(bǔ)償機(jī)，統(tǒng)稱為無功補(bǔ)償設(shè)備。無功功率的并聯(lián)電容器和同步補(bǔ)償機(jī)，統(tǒng)稱為無功補(bǔ)償設(shè)備。由于并聯(lián)電容器無旋轉(zhuǎn)部分，具有安裝簡(jiǎn)便、運(yùn)行維護(hù)方便、由于并聯(lián)電容器無旋轉(zhuǎn)部分，具有安裝簡(jiǎn)便、運(yùn)行維護(hù)方便、有功損耗小、組裝靈活和便于擴(kuò)充等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電容器在有功損耗小、組裝靈活和便于擴(kuò)充等優(yōu)點(diǎn)，因此并聯(lián)電容器在工廠供電系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。但必須指出，采用專門的工廠供電系統(tǒng)中獲得了廣泛的應(yīng)用。但必須指出，采用專門的無功補(bǔ)償設(shè)備，雖然電壓

47、調(diào)整的效果顯著，卻增加了額外投資，無功補(bǔ)償設(shè)備，雖然電壓調(diào)整的效果顯著，卻增加了額外投資，因此在進(jìn)行電壓調(diào)整時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮前面所述各項(xiàng)措施，以提因此在進(jìn)行電壓調(diào)整時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮前面所述各項(xiàng)措施，以提高供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效果。高供電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效果。EXIT70 四四. 電壓波動(dòng)及其抑制電壓波動(dòng)及其抑制 (一一) 電壓波動(dòng)的有關(guān)概念電壓波動(dòng)的有關(guān)概念 1. 電壓波動(dòng)的含義電壓波動(dòng)的含義 電壓波動(dòng)是指電網(wǎng)電壓有效值（方均根值）的連續(xù)快速變動(dòng)。電壓波動(dòng)是指電網(wǎng)電壓有效值（方均根值）的連續(xù)快速變動(dòng)。 電壓波動(dòng)值，以用戶公共供電點(diǎn)在時(shí)間上相鄰的最大與最小電壓波動(dòng)值，以用戶公共供電點(diǎn)在時(shí)間上相鄰的最大與最小電壓

48、有效值電壓有效值U max與與U min之差對(duì)電網(wǎng)額定電壓之差對(duì)電網(wǎng)額定電壓UN的百分值來表的百分值來表示，即示，即maxmin%100%NUUUUEXIT71l 2. 電壓波動(dòng)的產(chǎn)生與危害電壓波動(dòng)的產(chǎn)生與危害l 電壓波動(dòng)是由于負(fù)荷急劇變動(dòng)的沖擊性負(fù)荷所引起電壓波動(dòng)是由于負(fù)荷急劇變動(dòng)的沖擊性負(fù)荷所引起。負(fù)。負(fù)荷急劇變動(dòng)，使電網(wǎng)的電壓損耗相應(yīng)變動(dòng)，從而使用戶公荷急劇變動(dòng)，使電網(wǎng)的電壓損耗相應(yīng)變動(dòng)，從而使用戶公共供電點(diǎn)的電壓出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象。例如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、電焊共供電點(diǎn)的電壓出現(xiàn)波動(dòng)現(xiàn)象。例如電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)、電焊機(jī)的工作、特別是大型電弧爐和大型軋鋼機(jī)等沖擊性負(fù)荷機(jī)的工作、特別是大型電弧爐和大型軋鋼機(jī)等

49、沖擊性負(fù)荷的投入運(yùn)行，均會(huì)引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。的投入運(yùn)行，均會(huì)引起電網(wǎng)電壓的波動(dòng)。l 危害：電網(wǎng)電壓波動(dòng)可影響電動(dòng)機(jī)的正常啟動(dòng)，甚至使危害：電網(wǎng)電壓波動(dòng)可影響電動(dòng)機(jī)的正常啟動(dòng)，甚至使電動(dòng)機(jī)無法啟動(dòng)；會(huì)引起同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子振動(dòng)；可使電電動(dòng)機(jī)無法啟動(dòng)；會(huì)引起同步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子振動(dòng)；可使電子設(shè)備和電子計(jì)算機(jī)無法正常工作；可使照明燈光發(fā)生明子設(shè)備和電子計(jì)算機(jī)無法正常工作；可使照明燈光發(fā)生明顯的閃變，嚴(yán)重影響視覺，使人無法正常生產(chǎn)、工作和學(xué)顯的閃變，嚴(yán)重影響視覺，使人無法正常生產(chǎn)、工作和學(xué)習(xí)習(xí)。因此。因此GB123262000電能質(zhì)量電能質(zhì)量電壓波動(dòng)和閃變電壓波動(dòng)和閃變規(guī)規(guī)定了電力系統(tǒng)連接點(diǎn)的電壓波動(dòng)和閃

50、變的限值。定了電力系統(tǒng)連接點(diǎn)的電壓波動(dòng)和閃變的限值。EXIT72 (二二) 電壓波動(dòng)的抑制措施電壓波動(dòng)的抑制措施 抑制電壓波動(dòng)可采取下列措施：抑制電壓波動(dòng)可采取下列措施： (1) 對(duì)負(fù)荷變動(dòng)劇烈的大型電氣設(shè)備，采用專用線路或?qū)Ｓ米儔浩鲉为?dú)供電對(duì)負(fù)荷變動(dòng)劇烈的大型電氣設(shè)備，采用專用線路或?qū)Ｓ米儔浩鲉为?dú)供電。這是最簡(jiǎn)便有效的辦法。這是最簡(jiǎn)便有效的辦法。 (2) 設(shè)法增大供電容量，減小系統(tǒng)阻抗設(shè)法增大供電容量，減小系統(tǒng)阻抗，例如將單回路線路改為雙回路線路，例如將單回路線路改為雙回路線路，或?qū)⒓芸站€路改為電纜線路等，使系統(tǒng)的電壓損耗減小，從而減小負(fù)荷變動(dòng)時(shí)引或?qū)⒓芸站€路改為電纜線路等，使系統(tǒng)的電壓損耗

51、減小，從而減小負(fù)荷變動(dòng)時(shí)引起的電壓波動(dòng)。起的電壓波動(dòng)。 (3) 在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的電壓波動(dòng)時(shí)，減少或切除引起電壓波動(dòng)的負(fù)荷在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重的電壓波動(dòng)時(shí)，減少或切除引起電壓波動(dòng)的負(fù)荷。 (4)對(duì)大容量電弧爐的爐用變壓器，宜由短路容量較大的電網(wǎng)供電，一般是選用對(duì)大容量電弧爐的爐用變壓器，宜由短路容量較大的電網(wǎng)供電，一般是選用更高電壓等級(jí)的電網(wǎng)供電更高電壓等級(jí)的電網(wǎng)供電。 (5) 對(duì)大型沖擊性負(fù)荷，對(duì)大型沖擊性負(fù)荷，如果采取上列措施仍達(dá)不到要求時(shí)，可裝設(shè)能如果采取上列措施仍達(dá)不到要求時(shí)，可裝設(shè)能“吸收吸收”沖擊性無功功率的沖擊性無功功率的靜止型無功補(bǔ)償裝置靜止型無功補(bǔ)償裝置（static var com

52、pensator，縮寫，縮寫SVC）。）。SVC是一種能吸收隨機(jī)變化的沖擊性無功功率和動(dòng)態(tài)諧波電流的無功補(bǔ)償裝置，是一種能吸收隨機(jī)變化的沖擊性無功功率和動(dòng)態(tài)諧波電流的無功補(bǔ)償裝置，其類型有多種，而以自飽和電抗器型（其類型有多種，而以自飽和電抗器型（SR型）的效能最好，其電子元件少，可靠型）的效能最好，其電子元件少，可靠性高，反應(yīng)速度快，維護(hù)方便經(jīng)濟(jì)，且我國一般變壓器廠均能制造，是最適于在性高，反應(yīng)速度快，維護(hù)方便經(jīng)濟(jì)，且我國一般變壓器廠均能制造，是最適于在我國推廣應(yīng)用的一種我國推廣應(yīng)用的一種SVC。EXIT73l五五. 電網(wǎng)諧波及其抑制電網(wǎng)諧波及其抑制l (一一) 電網(wǎng)諧波的有關(guān)概念電網(wǎng)諧波的

53、有關(guān)概念l 1. 電網(wǎng)諧波的含義電網(wǎng)諧波的含義l 諧波（諧波（harmonic），是指對(duì)周期性非正弦交），是指對(duì)周期性非正弦交流量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解所得到的大于基波頻率流量進(jìn)行傅里葉級(jí)數(shù)分解所得到的大于基波頻率整數(shù)倍的各次分量，通常稱為高次諧波，而基波整數(shù)倍的各次分量，通常稱為高次諧波，而基波是指其頻率與工頻（是指其頻率與工頻（50Hz）相同的分量。）相同的分量。l 向公用電網(wǎng)注入諧波電流或在公用電網(wǎng)中產(chǎn)向公用電網(wǎng)注入諧波電流或在公用電網(wǎng)中產(chǎn)生諧波電壓的電氣設(shè)備，稱為諧波源。生諧波電壓的電氣設(shè)備，稱為諧波源。EXIT742. 諧波的產(chǎn)生與危害諧波的產(chǎn)生與危害 電網(wǎng)諧波的產(chǎn)生，主要在于電力系統(tǒng)中

54、存在各種非線性電網(wǎng)諧波的產(chǎn)生，主要在于電力系統(tǒng)中存在各種非線性元件元件。產(chǎn)生諧波的電氣元件很多，例如熒光燈和高壓鈉燈等。產(chǎn)生諧波的電氣元件很多，例如熒光燈和高壓鈉燈等氣體放電燈、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、變壓器和感應(yīng)電爐等，氣體放電燈、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、變壓器和感應(yīng)電爐等，最為嚴(yán)重的是大型晶閘管變流設(shè)備和大型電弧爐，它們產(chǎn)生最為嚴(yán)重的是大型晶閘管變流設(shè)備和大型電弧爐，它們產(chǎn)生的諧波電流最為突出，是造成電網(wǎng)諧波的主要因素的諧波電流最為突出，是造成電網(wǎng)諧波的主要因素。 EXIT75諧波的危害諧波的危害：p使變壓器鐵心損耗增加，出現(xiàn)過熱，縮短使用壽命。使變壓器鐵心損耗增加，出現(xiàn)過熱，縮短使用壽命。p使電

55、動(dòng)機(jī)的鐵心損耗增加，轉(zhuǎn)子發(fā)生振動(dòng)，嚴(yán)重影響機(jī)加工使電動(dòng)機(jī)的鐵心損耗增加，轉(zhuǎn)子發(fā)生振動(dòng)，嚴(yán)重影響機(jī)加工產(chǎn)品質(zhì)量。產(chǎn)品質(zhì)量。p諧波電壓加在電容器兩端時(shí)，由于電容器對(duì)于諧波的阻抗很諧波電壓加在電容器兩端時(shí)，由于電容器對(duì)于諧波的阻抗很小，因此電容器很容易過負(fù)荷甚至燒毀。小，因此電容器很容易過負(fù)荷甚至燒毀。p使電力線路的電能損耗和電壓損耗增加；使電力線路的電能損耗和電壓損耗增加；p使計(jì)量電能的感應(yīng)式電能表計(jì)量不準(zhǔn)確；使計(jì)量電能的感應(yīng)式電能表計(jì)量不準(zhǔn)確；p使電力系統(tǒng)發(fā)生電壓諧振，從而在線路上引起過電壓，有可使電力系統(tǒng)發(fā)生電壓諧振，從而在線路上引起過電壓，有可能擊穿線路設(shè)備的絕緣；能擊穿線路設(shè)備的絕緣；p

56、造成系統(tǒng)的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置發(fā)生誤動(dòng)作；造成系統(tǒng)的繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置發(fā)生誤動(dòng)作；p對(duì)附近的通信設(shè)備和通信線路產(chǎn)生信號(hào)干擾。對(duì)附近的通信設(shè)備和通信線路產(chǎn)生信號(hào)干擾。EXIT76l(二二) 電網(wǎng)諧波的抑制電網(wǎng)諧波的抑制l (1) 三相整流變壓器采用三相整流變壓器采用Yd或或Dy聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié) l 由于由于3次及次及3的整數(shù)倍次諧波在三角形聯(lián)結(jié)的繞組內(nèi)形成環(huán)的整數(shù)倍次諧波在三角形聯(lián)結(jié)的繞組內(nèi)形成環(huán)流，而星形聯(lián)結(jié)的繞組內(nèi)不可能產(chǎn)生流，而星形聯(lián)結(jié)的繞組內(nèi)不可能產(chǎn)生3次及次及3的整數(shù)倍次諧波的整數(shù)倍次諧波電流，因此采用電流，因此采用Yd或或Dy聯(lián)結(jié)的三相整流變壓器，能使注入電聯(lián)結(jié)的三相整流變壓器，能使注入電網(wǎng)的

57、諧波電流中網(wǎng)的諧波電流中消除消除3次及次及3的整數(shù)倍次的諧波電流的整數(shù)倍次的諧波電流。又由于。又由于電力系統(tǒng)中的非正弦交流電壓或電流通常是正、負(fù)兩半波對(duì)電力系統(tǒng)中的非正弦交流電壓或電流通常是正、負(fù)兩半波對(duì)時(shí)間軸是對(duì)稱的，不含直流分量和偶次諧波分量，因此采用時(shí)間軸是對(duì)稱的，不含直流分量和偶次諧波分量，因此采用Yd或或Dy聯(lián)結(jié)的整流變壓器后，注入電網(wǎng)的諧波電流只有聯(lián)結(jié)的整流變壓器后，注入電網(wǎng)的諧波電流只有5、7、11等次諧波。這是抑制高次諧波最基本的方法。等次諧波。這是抑制高次諧波最基本的方法。EXIT77 (2) 增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)增加整流變壓器二次側(cè)的相數(shù) 整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)越多，

58、整流整流變壓器二次側(cè)的相數(shù)越多，整流波形的脈波數(shù)越多，其次數(shù)低的諧波被消除的也越多。例如，整流相數(shù)為波形的脈波數(shù)越多，其次數(shù)低的諧波被消除的也越多。例如，整流相數(shù)為6相時(shí)，出現(xiàn)的相時(shí)，出現(xiàn)的5次諧波電流為基波電流的次諧波電流為基波電流的18.5%，7次諧波電流為基波電流次諧波電流為基波電流的的12%。如果整流相數(shù)增加到。如果整流相數(shù)增加到12相時(shí)，則出現(xiàn)的相時(shí)，則出現(xiàn)的5次諧波電流降為基波電次諧波電流降為基波電流的流的4.5%,7次諧波電流降為基波電流的次諧波電流降為基波電流的3%,都差不多減少了都差不多減少了75%。由此可。由此可見，增加整流相數(shù)對(duì)高次諧波抑制的效果相當(dāng)顯著。見，增加整流相數(shù)

59、對(duì)高次諧波抑制的效果相當(dāng)顯著。 (3) 使各臺(tái)整流變壓器二次側(cè)互有相角差使各臺(tái)整流變壓器二次側(cè)互有相角差 多臺(tái)相數(shù)相同的整流裝置并列多臺(tái)相數(shù)相同的整流裝置并列運(yùn)行時(shí)，使其整流變壓器的二次側(cè)互有適當(dāng)?shù)南嘟遣?，這與增加二次側(cè)的運(yùn)行時(shí)，使其整流變壓器的二次側(cè)互有適當(dāng)?shù)南嘟遣睿@與增加二次側(cè)的相數(shù)效果相類似，也能大大減少注入電網(wǎng)的高次諧波。相數(shù)效果相類似，也能大大減少注入電網(wǎng)的高次諧波。 (4) 裝設(shè)分流濾波器裝設(shè)分流濾波器 在大容量靜止在大容量靜止“諧波源諧波源”（如大型晶閘管整流器）（如大型晶閘管整流器）與電網(wǎng)連接處，裝設(shè)如圖與電網(wǎng)連接處，裝設(shè)如圖1-15所示的分流濾波器，使濾波器的各組所示的分流

60、濾波器，使濾波器的各組R-L-C回路分別對(duì)需要消除的回路分別對(duì)需要消除的5、7、11等次諧波進(jìn)行調(diào)諧，使之發(fā)生串聯(lián)諧振。等次諧波進(jìn)行調(diào)諧，使之發(fā)生串聯(lián)諧振。由于串聯(lián)諧振回路的阻抗極小，從而使這些次數(shù)的諧波電流被它分流吸收由于串聯(lián)諧振回路的阻抗極小，從而使這些次數(shù)的諧波電流被它分流吸收而不致注入到公用電網(wǎng)中去。而不致注入到公用電網(wǎng)中去。圖1-15 裝設(shè)分流濾波器吸收高次諧波EXIT78 (5) 選用選用Dyn11聯(lián)結(jié)組三相配電變壓器聯(lián)結(jié)組三相配電變壓器 由于由于Dyn11聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)的變壓器高壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)，使的變壓器高壓繞組為三角形聯(lián)結(jié)，使3次及次及3的整數(shù)倍次的的整數(shù)倍次的高次諧波在繞組內(nèi)形