工廠供電第一章

課程簡(jiǎn)介 工廠供電 這門課程是電氣自動(dòng)化技術(shù)專業(yè)必修的一門很重要的專業(yè)課 工廠供電即工廠所需電能的供應(yīng)和分配 也稱工廠配電 要給工廠的用電設(shè)備合理 高效供電 需要考慮的問題有哪些呢 1 供電電壓等級(jí)的確定 電能質(zhì)量的考慮 供電系統(tǒng)的運(yùn)行方式 第一章概論 2 供電電流大小確定 即電力負(fù)荷大小的確定及耗電量的確定 第二章工廠的電力負(fù)荷及其計(jì)算3 導(dǎo)線 電纜型號(hào) 敷設(shè)方式及截面大小的確定 第五章工廠的電力線路供電設(shè)備的型號(hào) 結(jié)構(gòu)選擇 接線圖方案選擇 變配電所的選擇布置 第四章工廠變配電所及其一次系統(tǒng)供電設(shè)備規(guī)格大小確定 正常工作條件及過電流條件均要符合要求 第三章短路電流及其計(jì)算 第六章 工廠供電系統(tǒng)的過電流保護(hù)4 工廠供電自動(dòng)控制 第七章 電氣安全 第八章 節(jié)約計(jì)劃用電 第九章 電氣照明 第十章 課程簡(jiǎn)介 學(xué)習(xí)內(nèi)容及方法 一四七八九章以講授為主 二三五六章以講授加練習(xí)為主 第十章自學(xué) 注意 附錄表1 31的資料及本書常用字符表 學(xué)習(xí)指導(dǎo)資料 王宇等編 工廠供配電技術(shù) 供參考 圖書館相關(guān)書籍 網(wǎng)絡(luò)信息知識(shí) 工廠 公路 生活小區(qū) 學(xué)校等現(xiàn)實(shí)可見的供用電設(shè)備希望大家多關(guān)注 第一章概論 第一節(jié)工廠供電的意義 要求及課程任務(wù)第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠 電力系統(tǒng)與工廠的自備電源第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量第四節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓配電系統(tǒng)接地形式 第一節(jié)工廠供電的意義 要求及課程任務(wù) 清楚 工廠供電的定義 是指工廠所需電能的供應(yīng)和分配 也稱工廠配電 了解工廠供電的意義 1 電能本身特點(diǎn)決定 電能易于和其它能量相互轉(zhuǎn)換 其輸送 分配即簡(jiǎn)單經(jīng)濟(jì) 又便于控制 調(diào)節(jié)和測(cè)量 現(xiàn)代社會(huì)的各項(xiàng)技術(shù)都建立在電能的應(yīng)用基礎(chǔ)之上 2 電費(fèi)開支成本低 供電設(shè)備投資低 3 供電效益大 4 突然中斷供電可能損失大 中斷供電損失案例 1 正廬江縣化肥廠1989年3月15日突然停電 盡管在崗職工采取了緊急停車處理措施 但兩小時(shí)后仍導(dǎo)致造氣崗位的空氣總管發(fā)生爆炸 炸毀風(fēng)機(jī)一臺(tái) 擊壞風(fēng)機(jī)開關(guān)柜一個(gè) 兩間房屋面被掀掉 部分風(fēng)機(jī)管道和一只Dg200閘閥被炸毀 幸虧當(dāng)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)無人 才未發(fā)生人身傷亡事故 2 某造紙廠因人為蓄意破壞供電設(shè)備而突然停電 使得生產(chǎn)線上的電機(jī)燒毀 墊紙的毛毯燒焦 第一節(jié)工廠供電的意義 要求及課程任務(wù) 記住 工廠供電的基本要求 1 安全 正常情況下和事故情況下 2 可靠 注意可靠性的含義 3 優(yōu)質(zhì) 電壓和頻率是衡量電能質(zhì)量的兩個(gè)基本參數(shù) 4 經(jīng)濟(jì)此外 在供電工作中 合理處理局部和全局 當(dāng)前和長(zhǎng)遠(yuǎn)等關(guān)系 了解本課程的任務(wù) 講述了中小型工廠內(nèi)部電能的供應(yīng)和分配問題及電氣照明問題 為今后的實(shí)習(xí)及從事相關(guān)工作奠定一定的基礎(chǔ) 第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠 電力系統(tǒng)與工廠的自備電源 一 工廠供電系統(tǒng)概況清楚一般各規(guī)模工廠供電系統(tǒng)模式 注意理解下面幾點(diǎn) 系統(tǒng)圖 單線圖的意義母線 也稱匯流排 分高壓母線和低壓母線 用母線后易于接線 母線和支線的連接用焊接或螺栓連接 母線有硬鋁母線和硬銅母線兩種 分段隔離開關(guān) 聯(lián)絡(luò)隔離開關(guān) 使單母線分段 作用見圖 第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠 電力系統(tǒng)與工廠的自備電源 工作電源和備用電源 有分段隔離開關(guān)及兩路電源的配電所常用的運(yùn)行方式如圖 兩路電源一路工作 一路備用 分段隔離開關(guān)閉合C1 C2兩組電容器并聯(lián)以補(bǔ)償無功功率 提高功率因數(shù)高壓電動(dòng)機(jī) 大容量電動(dòng)機(jī)用高壓供電 以減小電流 使電機(jī)體積小 成本低 低壓聯(lián)絡(luò)線 提高供電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和靈活性 第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠 電力系統(tǒng)與工廠的自備電源 第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠 電力系統(tǒng)與工廠的自備電源 大型及35KV以上進(jìn)線的中型工廠一般先經(jīng)過總降壓變電所降至6 10KV后 再送車間變電所 即如下供電模式 第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠 電力系統(tǒng)與工廠的自備電源 高壓深入負(fù)荷中心的直配方式 只經(jīng)過一次降壓就直接供給低壓用電設(shè)備優(yōu)點(diǎn) 簡(jiǎn)化供電系統(tǒng)接線 節(jié)約了投資和有色金屬 降低電能損耗和電壓損耗 條件 要根據(jù)廠區(qū)的環(huán)境條件是否滿足35KV架空線路深入負(fù)荷中心的 安全走廊 要求而定 否則不能采用 以確保供電安全 第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠 電力系統(tǒng)與工廠的自備電源 小型工廠 容量不大于1000KV A 第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠 電力系統(tǒng)與工廠的自備電源 如果工廠所需容量不大160KV A時(shí) 可采用低壓電源進(jìn)線 直接由公共低壓電網(wǎng)供電 注意理解記憶以下知識(shí) 配電所 接受和分配電能 不改變電壓 變電所 接受電能 變換電壓 分配電能母線 匯流排 匯集 分配電能工廠供電系統(tǒng) 從電源線路進(jìn)廠起到高低壓用電設(shè)備進(jìn)線端止的整個(gè)電路系統(tǒng) 包括工廠內(nèi)的變電所 配電所及所有的高低壓供配電線路 第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠 電力系統(tǒng)與工廠的自備電源 二 發(fā)電廠和電力系統(tǒng)簡(jiǎn)介電能的生產(chǎn) 輸送 分配和使用的全過程 實(shí)際上是在同一瞬間實(shí)現(xiàn)的 彼此相互影響 一 發(fā)電廠 了解 作用 將一次能源轉(zhuǎn)換為電能 二次能源 1 水力發(fā)電廠水流位能優(yōu)點(diǎn) 發(fā)電成本低 能源可再生 兼有防洪 灌溉 航運(yùn) 水產(chǎn)養(yǎng)殖和旅游等功能 缺點(diǎn) 初期投資大 建設(shè)周期長(zhǎng) 機(jī)械能 電能 水輪機(jī) 發(fā)電機(jī) 第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠 電力系統(tǒng)與工廠的自備電源 2 火力發(fā)電廠燃料化學(xué)能3 核能發(fā)電廠核裂變能 熱能 機(jī)械能 電能 鍋爐 汽輪機(jī) 發(fā)電機(jī) 熱能 機(jī)械能 電能 汽輪機(jī) 發(fā)電機(jī) 核反應(yīng)堆 第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠 電力系統(tǒng)與工廠的自備電源 4 新能源發(fā)電廠風(fēng)力發(fā)電地?zé)岚l(fā)電太陽能發(fā)電坑口電站 在煤的產(chǎn)地建設(shè)大型電站 就地發(fā)電 變運(yùn)送煤炭為輸出電力 即坑口電站 這樣以節(jié)約運(yùn)輸成本 降低發(fā)電成本各種發(fā)電廠發(fā)電比例 國家發(fā)改委公布 2010年全國發(fā)電量41413億KWh 其中 火電33253億KWh 水電6622億KWh 核電734億KWh 風(fēng)電430億KWh 二 電力系統(tǒng)為何要遠(yuǎn)距離高壓輸電 一 減少燃料運(yùn)輸 降低發(fā)電成本 二 降低電壓和電能損耗 記住 電力系統(tǒng)的定義 由各級(jí)電壓的電力線路將一些發(fā)電廠 變電所和電力用戶聯(lián)系起來的一個(gè)發(fā)電 輸電 變電 配電和用電的整體 稱為電力系統(tǒng) 滄州市萬泰陽光小區(qū)普遍安裝太陽能 滄州市萬泰陽光小區(qū)普遍安裝太陽能 第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠 電力系統(tǒng)與工廠的自備電源 第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠電力系統(tǒng)與工廠的自備電源 大型電力系統(tǒng)的系統(tǒng)圖了解 電網(wǎng) 電力網(wǎng) 電力系統(tǒng)中各級(jí)電壓的電力線路及其聯(lián)系的變電所 稱為電力網(wǎng)或電網(wǎng) 電網(wǎng)可分為區(qū)域電網(wǎng)和地方電網(wǎng) 區(qū)域電網(wǎng)的范圍大 電壓一般在220KV以上 地方電網(wǎng)范圍小 最高電壓一般不超過110KV 動(dòng)力系統(tǒng) 電力系統(tǒng)加上發(fā)電廠的動(dòng)力部分及其熱能系統(tǒng)和熱能用戶 就稱為動(dòng)力系統(tǒng) 第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠 電力系統(tǒng)與工廠的自備電源 三工廠的自備電源 了解 自備電源是工廠的重要負(fù)荷在應(yīng)急情況下使用的電源 最常用的自備電源是柴油發(fā)電機(jī)組 對(duì)于重要的計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 則還須另設(shè)不停電電源 不間斷電源UPS 一 采用柴油發(fā)電機(jī)組的自備電源注意 柴油發(fā)電機(jī)組按啟動(dòng)控制方式分 有普通型 自啟動(dòng)型和全自動(dòng)化等類型 作為應(yīng)急電源 應(yīng)選用自啟動(dòng)型或全自動(dòng)化型 柴油發(fā)電機(jī)組供電容量大 二 采用交流不停電電源的自備電源UPS容量相對(duì)較小 主要用于電子計(jì)算機(jī)中心 工業(yè)自動(dòng)化控制等重要場(chǎng) 供電時(shí)間短 普通的家用UPS十分鐘到半小時(shí) 可在斷電后再續(xù)用10 15分鐘 連續(xù)工作的UPS對(duì)散熱要求很高 七八個(gè)小時(shí)甚至更高的UPS是給服務(wù)器 專業(yè)商務(wù)人士用的 第二節(jié)工廠供電系統(tǒng)及發(fā)電廠 電力系統(tǒng)與工廠的自備電源 公共電網(wǎng)正常供電給一般及重要負(fù)荷 如果公共電網(wǎng)停電 則重要負(fù)荷和應(yīng)急照明可由柴油發(fā)電機(jī)組繼續(xù)供電 一般負(fù)荷不再供電 交流不停電電源 UPS 主要由整流器 UR 逆變器 UV 和蓄電池組 GB 等三部分組成 供電可靠性要求高時(shí) 除UPS外 還配備足夠容量的柴油發(fā)電機(jī)組作備用電源 以彌補(bǔ)蓄電池組容量之不足 第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量 一 概述記住衡量電能質(zhì)量的兩個(gè)基本參數(shù) 電壓和頻率 供電營業(yè)規(guī)則 對(duì)交流電力設(shè)備允許頻率偏差的規(guī)定見課本 頻率的調(diào)整 主要依靠發(fā)電廠調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速 了解 我國和世界上大多數(shù)歐洲國家的交流電力設(shè)備額定頻率為50HZ 美洲地區(qū)多數(shù)是60HZ 頻率過高會(huì)使發(fā)電機(jī)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(huì)感覺到燈光的明顯閃變?nèi)绲陀?0 30HZ而不適應(yīng) 清楚 電壓質(zhì)量的評(píng)定包括 電壓的偏差 波動(dòng) 波形及其三相的對(duì)稱性的評(píng)估 第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量 二 三相交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓 標(biāo)準(zhǔn)電壓 規(guī)定的交流電網(wǎng)和電力設(shè)備的額定電壓見課本表1 1 電網(wǎng)和設(shè)備額定電壓的確定原則如下 一 電網(wǎng) 電力線路 的額定電壓由國家規(guī)定 是基準(zhǔn)電壓 電網(wǎng) 清楚電網(wǎng)電壓數(shù)值 二 用電設(shè)備的額定電壓規(guī)定與同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓相同 為何如此規(guī)定 注意 高壓開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備的額定電壓不得小于它所在系統(tǒng)可能出現(xiàn)的最高電壓 見表1 2 三 發(fā)電機(jī)的額定電壓按規(guī)定應(yīng)高于同級(jí)電網(wǎng) 線路 額定電壓5 為什么 第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量 用電設(shè)備和發(fā)電機(jī)額定電壓確定的理由 1 帶電線路產(chǎn)生電壓降 2 用電設(shè)備批量生產(chǎn) 3 電力線路允許電壓偏差一般為5 4 發(fā)電機(jī)在線路首端 第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量 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變壓器直接與發(fā)電機(jī)相連時(shí) 等同于發(fā)電機(jī)的額定電壓 否則視為線路的用電設(shè)備 額定電壓與電網(wǎng)額定電壓相同 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(zhǎng) 如接較大的高壓電網(wǎng)時(shí) 則其二次繞組額定電壓比所接電網(wǎng)電壓高 變壓器二次側(cè)供電線路不長(zhǎng) 如為低壓電網(wǎng)或直接供電給高低壓用電設(shè)備時(shí) 則高于所連電網(wǎng)電壓 五 電壓高低劃分見課本 第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量 三 電壓偏差與電壓調(diào)整 一 電壓偏差的有關(guān)概念1 電壓偏差的含義 會(huì)計(jì)算電壓偏差 電壓偏差又稱電壓偏移 是指給定瞬間設(shè)備的端電壓U與設(shè)備的額定電壓UN之差對(duì)額定電壓UN的百分值 即 注意 電壓偏差永久存在 2 電壓偏差對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響 了解 電視機(jī)電壓過低時(shí)屏幕顯示不穩(wěn) 圖像模糊甚至無法收看電視 電壓過高時(shí)會(huì)大大縮短顯像管的壽命 其它見課本 3 允許的電壓偏差 了解 二 電壓調(diào)整的措施 在理解的基礎(chǔ)上記住 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)壓型變壓器 第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量 電力變壓器的無載調(diào)壓原理圖 無載調(diào)壓指無勵(lì)磁調(diào)壓 變壓器一二次側(cè)都斷開電源 6 10KV電力變壓器一般為無載調(diào)壓型無載調(diào)壓原理 調(diào)節(jié)高壓繞組接入電路的匝數(shù) 從而調(diào)節(jié)低壓繞組所接設(shè)備的端電壓 即U1 N1 U2 N2U2 U1N2 N1結(jié)論 設(shè)備端電壓偏低 則換向 5 分接頭 設(shè)備端電壓偏高 則換向 5 分接頭 注意 無載調(diào)壓不能按負(fù)荷變動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)電壓 電力變壓器的分接開關(guān)接線 第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量 1 正確選擇無載調(diào)壓變壓器的電壓分接頭或采用有載調(diào)壓變壓器 無載調(diào)壓變壓器不能滿足電壓偏差要求時(shí) 只能選用有載調(diào)壓變壓器 它可根據(jù)負(fù)荷變動(dòng)自動(dòng)調(diào)節(jié)設(shè)備端電壓 有載調(diào)壓指變壓器的一二次側(cè)都不用斷電而調(diào)壓 了解 有載調(diào)壓原理 變壓器存在阻抗 在功率傳輸中 將產(chǎn)生電壓降 并隨著用戶側(cè)負(fù)荷的變化而變化 系統(tǒng)電壓的波動(dòng)加上用戶側(cè)負(fù)荷的變化將引起電壓較大的變動(dòng) 在實(shí)現(xiàn)無功功率就地平衡的前提下 當(dāng)電壓變動(dòng)超過規(guī)定值時(shí) 有載調(diào)壓變壓器在一定的延時(shí)后會(huì)動(dòng)作 對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整 并保持電壓的穩(wěn)定 第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量 2 合理減少系統(tǒng)的阻抗為什么減少供電系統(tǒng)阻抗會(huì)降低電壓損耗 如何減少系統(tǒng)阻抗 減少變壓級(jí)數(shù) 增大導(dǎo)線電纜截面 電纜線取代架空線 注意 同等規(guī)格的電纜比架空線阻抗小 因?yàn)榧芸站€還有對(duì)地容抗 增大導(dǎo)線電纜截面 電纜線取代架空線會(huì)增加投資 故分析比較合理才選用 3 合理改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式如何合理改變系統(tǒng)的運(yùn)行方式 1 工作班白天電壓偏低時(shí) 夜間偏高時(shí) 2 并列運(yùn)行變壓器負(fù)荷輕時(shí) 注意 變壓器并列運(yùn)行指一次側(cè)接同一電網(wǎng) 二次側(cè)接同一設(shè)備 4 盡量使系統(tǒng)的三相負(fù)荷均衡系統(tǒng)的三相負(fù)荷不均衡 有中性線時(shí)因中性線阻抗很小 則電位偏移接近于零 但會(huì)產(chǎn)生三相不平衡電流 無中性線時(shí)會(huì)產(chǎn)生三相不平衡電壓 解釋見下頁 5 采用無功功率補(bǔ)償裝置無功補(bǔ)償?shù)淖饔?提高功率因數(shù) 降低電能和電壓損耗 第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量 三相負(fù)荷不平衡時(shí)的電路原理圖 假設(shè)X1 X2 X3 UNn稱為電位偏移 1 有中性線時(shí)XNn很小 忽略不計(jì)時(shí) 則不論線路N n中是否有電流 UNn為零 即無電位偏移 根據(jù)KVL定理可知 因?yàn)樨?fù)荷不平衡 故三阻抗的電流矢量和不為零 由KIL定理可知 線路N n中會(huì)產(chǎn)生不平衡電流 XNn不能忽略時(shí) 有公式可得UNn不是很大的數(shù)值 即產(chǎn)生一定的電位偏移 第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量 2 無中性線時(shí)由KIL定理可知 當(dāng)負(fù)荷不平衡時(shí) 求得 0 即產(chǎn)生電位偏移 使得負(fù)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 中性線的作用 傳輸不平衡電流及單相電流 減小負(fù)荷中性點(diǎn)的電位偏移 接單相負(fù)荷 第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量 四 電壓波動(dòng)及其抑制 了解 注意 電壓波動(dòng)是電壓的瞬間變化 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)會(huì)使電視機(jī)畫面質(zhì)量下降 垂直水平幅度搖動(dòng) 五 電網(wǎng)諧波及其抑制 了解 對(duì)電壓波形是否為正弦量的評(píng)判 函數(shù)f t 為周期性非正弦交流量 表示為傅里葉級(jí)數(shù)的形式 f t A0 AnSin nwt n n 1 A0稱為直流分量 A1Sin Wt 1 稱為基波 其它分量稱為高次諧波 n為幾 就稱為幾次諧波 三相交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電壓波形基本上是正弦交流電壓 U t Usin wt 但它作用于電力系統(tǒng)中的非線性元件后 產(chǎn)生了諧波電壓及諧波電流 諧波源 諧波電壓的傅里葉級(jí)數(shù)分解 U t U1sin wt 1 U3sin 3wt 3 U5sin 5wt 5 其中U1sin wt 1 稱為一次諧波 也叫基波 其它的叫高次諧波 高次諧波次數(shù)越高 振幅越小 對(duì)電網(wǎng)的影響就越小 諧波會(huì)使電視機(jī)圖形畸變 畫面亮度發(fā)生波動(dòng)變化 六 三相不平衡及其改善 了解 第三節(jié)電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量 七工廠供配電電壓的選擇 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當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的供電電壓等級(jí) 同時(shí)也要考慮工廠用電設(shè)備的電壓 容量和供電距離等因素 見表1 3 結(jié)論 供電營業(yè)規(guī)則規(guī)定的供電額定電壓 低壓有單相220v 三相380V 高壓有10KV 35 66 KV 110KV 220KV 并規(guī)定 除發(fā)電廠直配電壓可采用3KV或6KV外 其它等級(jí)的電壓應(yīng)逐步過渡到上述額定電壓 二 工廠高壓配電電壓的選擇工廠供電系統(tǒng)的高壓配電電壓 主要取決于哪些因素 工廠高壓用電設(shè)備的電壓和容量 數(shù)量等因素 工廠采用的高壓配電電壓通常為10KV 適合高壓深入負(fù)荷中心的直配方式的條件時(shí)也可考慮35kv電壓作為高壓配電電壓 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220V 380V 第四節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓配電系統(tǒng)接地形式 一 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式電力系統(tǒng)中性點(diǎn)指發(fā)電機(jī)和變壓器的中性點(diǎn) 其運(yùn)行方式分三種 電源中性點(diǎn)不接地 中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地 中性點(diǎn)直接接地 中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地包括 中性點(diǎn)經(jīng)高阻抗接地 接近于中性點(diǎn)不接地 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地中性點(diǎn)經(jīng)低阻抗接地 接近于中性點(diǎn)直接接地 電源中性點(diǎn)不接地及中性點(diǎn)經(jīng)高阻抗接地和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地屬于中性點(diǎn)非有效接地 中性點(diǎn)非直接接地 中性點(diǎn)直接接地和中性點(diǎn)經(jīng)低阻抗接地屬于中性點(diǎn)有效接地 大接地電流系統(tǒng) 各種接地方式適用場(chǎng)合見課本 第四節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓配電系統(tǒng)接地形式 一 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式 一 中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)為簡(jiǎn)便起見 假設(shè)圖中三相系統(tǒng)的電源電壓和線路參數(shù)R L C都是對(duì)稱的 而且相線與大地之間存在的分布電容用一個(gè)集中電容C來表示 相線之間的電容與所討論問題無關(guān) 而略去 系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí) 三個(gè)相的相電壓 對(duì)稱 三個(gè)相的對(duì)地電容電流也是平衡的 它們的矢量和為零 地中沒有電流流過 各相的對(duì)地電壓 就是各相的相電壓 第四節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓配電系統(tǒng)接地形式 一 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式 一 中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí) 假設(shè)是C相接地 則這時(shí)C相對(duì)地電壓為零 A相對(duì)地電壓B相對(duì)地電壓變?yōu)?即完好相對(duì)地電壓升高為原來的31 2倍 電源中性點(diǎn)對(duì)地電壓升高為相電壓 經(jīng)計(jì)算同樣可以算出C相對(duì)地電流變?yōu)橄到y(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)對(duì)地電容電流的3倍 并且這個(gè)電流是容性的 計(jì)算公式為 1 6 注意單位注意 發(fā)生單相接地故障時(shí) 三相設(shè)備仍可正常運(yùn)行 但不允許長(zhǎng)期運(yùn)行 一般不超過2小時(shí) 并需發(fā)出報(bào)警信號(hào) 以免再有一相接地 形成兩相接地短路 使故障擴(kuò)大 第四節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓配電系統(tǒng)接地形式 二 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)在中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí) 如果接地電流較大 將在接地故障點(diǎn)出現(xiàn)斷續(xù)電弧 將會(huì)引起諧振過電壓 可達(dá)相電壓的2 5 3倍 這可能導(dǎo)致線路上絕緣薄弱地點(diǎn)的絕緣擊穿 故單相接地電流大于一定值 3 10KV系統(tǒng)中單相接地電流大于30A 20KV及以上系統(tǒng)中單相接地電流大于10A 時(shí) 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)必須采取經(jīng)消弧線圈接地的運(yùn)行方式 第四節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓配電系統(tǒng)接地形式 二 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)消弧線圈實(shí)際上就是一個(gè)可調(diào)的鐵心電感線圈 其電阻很小 電感很大 如右圖所示 流過接地點(diǎn)的電流為接地電容電流與消弧線圈的電感電流之和 當(dāng)這個(gè)和值小于發(fā)生電弧的最小電流時(shí) 電弧就不會(huì)產(chǎn)生 就不會(huì)出現(xiàn)諧振過電壓了 這種運(yùn)行方式的特點(diǎn)及處理方式同 一 第四節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓配電系統(tǒng)接地形式 三 中性點(diǎn)直接接地或經(jīng)低電阻接地的運(yùn)行方式如右圖所示 電源中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式在發(fā)生單相接地時(shí) 形成單相短路 電流比正常負(fù)荷電流大得多 故保護(hù)裝置動(dòng)作于報(bào)警加跳閘 以切除短路故障 使系統(tǒng)的其它部分恢復(fù)正常運(yùn)行 與前兩種運(yùn)行方式不同 中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式發(fā)生單相接地故障時(shí) 其它兩完好相的對(duì)地電壓不會(huì)升高 系統(tǒng)中的供用電設(shè)備絕緣只需按相電壓考慮 而無需按線電壓考慮 這對(duì)110KV及以上的超高壓系統(tǒng)是很有經(jīng)濟(jì)技術(shù)價(jià)值的 低壓配電系統(tǒng)也廣泛采用中性點(diǎn)直接接地方式 第四節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓配電系統(tǒng)接地形式 注意 電纜線路的單相接地電容電流遠(yuǎn)比架空線路的大 故采取中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的方式也無法完全消除接地故障點(diǎn)的電弧現(xiàn)在我國有的城市的10KV城市電網(wǎng)中性點(diǎn)采取低電阻接地的運(yùn)行方式 它接近于中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式 必須裝設(shè)動(dòng)作于跳閘的單相接地保護(hù) 第四節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓配電系統(tǒng)接地形式 第四節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓配電系統(tǒng)接地形式 二 低壓配電系統(tǒng)的接地形式 掌握 我國220 380V低壓配電系統(tǒng) 廣泛采用中性點(diǎn)直接接地的運(yùn)行方式 而且引出有中性線 N 保護(hù)線 PE 或保護(hù)中性線 PEN 中性線 N 的功能 1 與額定電壓為系統(tǒng)相電壓的單相用電設(shè)備連接2 傳導(dǎo)三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流3 減小負(fù)荷中性點(diǎn)的電位偏移保護(hù)線 PE 的功能 用來保障人身安全 防止發(fā)生觸電事故的接地線 系統(tǒng)中所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分通過保護(hù)線接地 在設(shè)備出現(xiàn)接地故障時(shí)防止觸電 保護(hù)中性線 PEN 的功能 兼有中性線和保護(hù)線的功能 通常稱為零線 俗稱地線 PE線也稱零線 第四節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓配電系統(tǒng)接地形式 低壓配電系統(tǒng)按照接地形式分為TN系統(tǒng) TT系統(tǒng)和IT系統(tǒng) 接地形式字母的含義 第一個(gè)字母表示電源設(shè)備接地條件 T 電力變壓器低壓繞組中性點(diǎn)直接接地 I 電力變壓器低壓繞組中性點(diǎn)對(duì)地絕緣或經(jīng)過阻抗接地 第二個(gè)字母表示電氣設(shè)備外露導(dǎo)體接地條件 N 電氣設(shè)備外露導(dǎo)電部分與變壓器低壓繞組中性點(diǎn) 系統(tǒng)地 連接 T 電氣設(shè)備外露導(dǎo)體接地 該接地點(diǎn)遠(yuǎn)離變壓器低壓繞組中性點(diǎn)的接地點(diǎn) 一 TN系統(tǒng)TN系統(tǒng)的中性點(diǎn)直接接地 所有設(shè)備的外露可導(dǎo)電部分都接到公共PE線或公共PEN線 接入公共PE線或公共PEN線的方式稱為 接零 TN系統(tǒng)又分為TN C系統(tǒng) TN S系統(tǒng)和TN C S系統(tǒng) TN系統(tǒng)的第三個(gè)字母表示N線與PE線的關(guān)系 C N線與PE線合為一根線 S N線與PE線分開為兩根線 所以TN C系統(tǒng)為三相四線制 TN S系統(tǒng)為三相五線制 TN C S系統(tǒng)即前一部分為三相四線制 后一部分為三相五線制 TN C系統(tǒng)設(shè)備之間抗電磁干擾能力差是因?yàn)镻EN線中有電流而使N線的一部分電流流向大地造成的 第四節(jié)電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式及低壓配電系統(tǒng)接地形式 1 TN C系統(tǒng) 三相四線制系統(tǒng) 特點(diǎn) 1 N線和PE線合并為PEN線 節(jié)約有色金屬和投資 較為經(jīng)