一、電力系統

1、電力系統的定義

按對象描述：

發電廠、電力網及用電設備組成的統一整體;

按過程描述：

由發電、變電、輸電、供電、配電以及用電等設備和技術組成的一個將一次能源轉換成電能的統一系統。

2、電力系統的組成

3.動力系統

2、要求：

(1)安全、可靠­——首要任務;

(2)保證良好的供電質量(優質);

(3)經濟性(高效);

(4)靈活、方便且有冗余;

第二節電力系統額定電壓

額定電壓：電氣設備正常工作且能獲得最佳技術性能和經濟效果的電壓。通常是指線電壓，在電氣設備銘牌上標出。

一、額定電壓規定

電力系統電壓是有等級的。

電壓分級的原因分析：

由于

當輸送功率S一定時，U越高，I越小，導線等載流部分的截面積越小，投資也就越小;

但電壓U越高，對于設備絕緣要求也就越高，變壓器、桿塔、斷路器等設備的絕緣投資也就越大，

綜合考慮上述因素，對于一定的輸送功率和輸送距離總會有一最為合理的線路電壓，此時最為經濟。

主要分成：220V,380V,3kV,6kV,10kV,35kV,110kV,220kV,500kV;

在電力系統中同一電壓等級下，不同的電氣設備具有不同的額定電壓規定。用電設備、電力線路、發電機以及變壓器的額定電壓規定分別予以介紹

1、用電設備額定電壓

銘牌上標出的線電壓，沒有特殊規定;

2、電力線路的額定電壓：

和所連接的用電設備的額定電壓相等，又稱網絡的額定電壓;

3、發電機的額定電壓：

與網絡額定電壓為同一等級時，發電機的額定電壓規定比網絡電壓高5%;標稱值均為空載值。

4、變壓器額定電壓：

比較復雜，需視所處位置來確定;

變壓器一次繞組

與發電機直接相連時，其額定電壓與發電機額定電壓相等;

不與發電機直接相連時，其額定電壓與網絡額定電壓相等;

變壓器二次繞組

與用戶直接相連時，其額定電壓比網絡電壓高5%;

與用戶不直接相連時，額定電壓比網絡電壓高10%;

電力系統電壓等級規定總結

例：圖A為一升壓變壓器，一次側接發電機，電壓等級為10KV;二次側接輸電網，電壓等級(網絡電壓)為220KV。

變壓器一次側額定電壓為：

UTn1=10.0*(1+5%)=10.5KV;

變壓器二次側主抽頭額定電壓為：UTn2=220*(1+10%)=242KV;

變壓器二次側5%抽頭額定電壓為：

UTn2+5%=242*(1+5%)=254KV;

(比主觸頭的額定電壓高5%)

變壓器二次側-5%抽頭額定電壓為：

UTn2-5%=242*(1-5%)=229.9KV;

(比主觸頭的額定電壓低5%)

例：圖B為一降壓變壓器，一次側接輸電網，網絡額定電壓為220KV;二次側接配電網，網絡額定電壓為10KV。

變壓器一次側主抽頭額定電壓為：

UTn1=Un1=220KV;

一次側+5%抽頭的額定電壓為：

UTn1+5%=220*(1+5%)=231KV;

一次側-5%抽頭的額定電壓為：

UTn1-5%=220*(1-5%)=209KV;

二次側主抽頭額定電壓為：

UTn2=10*(1+10%)=11KV;

二、各種電壓等級的適用范圍

注意對各電壓等級對應的輸送容量以及輸送距離限制!!

第三節電力系統中性點運行方式

一.電力系統中性點

電力系統中性點：指系統中星形聯結的變壓器或發電機的中性點。

意義：電力系統的中性點運行方式是一個綜合性問題，對于電力系統的運行特別是在系統發生單相接地故障時有明顯的影響：

它與電壓等級、單相接地電流、過電壓水平、保護配置等有關;

直接影響電網的絕緣水平、系統供電的可靠性、主變壓器和發電機的運行安全以及通信線路的抗干擾能力等。

二.中性點運行方式及特點

1.中性點不接地的電力系統

假定條件：

三相對稱電路：電源、線路和負載均是對稱的;C為相與地之間的總分布電容;表示其容抗;

1)系統正常時

三相線電壓對稱;

三相相電壓對稱;

三相對地電容電流對稱;

(3)中性點不接地系統發生單相接地時特征：

經故障相流入故障點的電流為正常時本電壓等級每相對地總電容電流的3倍;

中性點對地電壓升高為相電壓;

非故障相的對地電壓升高為線電壓;

線電壓與正常時的相同，依然對稱;(4)適用范圍：

中性點不接地系統僅僅適用于單相接地電容電流不大的電網：

3-10kV電網中，單相接地電流：Id<30A;

35-60kV電網中，單相接地電流：Id<10A;

2.中性點經消弧線圈接地的電力系統

上述電路中如果發生單相接地故障時接地電流比較大，會出現斷續電弧，由于電力線路中含有電阻、電感、電容，因此在單相弧光接地時，可能會形成串聯諧振，出現過電壓(正常時的2.5-3倍)，導致線路上絕緣薄弱地點出現絕緣擊穿;在此單相接地電容電流大于一定值的系統中，電源中性點經消弧線圈接地。

發生單相接地故障時，流過中性點的電流時接地電容與流過消弧線圈的電感電流之和;超前900，而滯后900，所以在接地點相互補償。當與的量值差小于發生電弧的最小電流(最小生弧電流)，電弧不會發生，不會出現串聯諧振過電壓現象。

(1)特點：

中性點對地電壓升高為相電壓;

非故障相的對地電壓升高為線電壓;

線電壓與正常時的相同，依然對稱;

消弧線圈有消減小了接地電流，允許在單相接地故障時繼續運行(2小時)，在此時間內查找故障。

(2)適用場合：

規定在中性點不接地系統中的3-60kV系統中，當電容電流超過規定數值時，需要采用消弧線圈接地：

3-6kV的系統，大于30A;

10kV的系統,大于20A;

35-60kV的系統,大于10A;

3.中性點直接接地的電力系統

單相接地故障時，形成單相短路，短路電流比正常時大的多，立即跳閘;

解決的問題：

(1).高壓滅弧困難：220kV及以上的電壓電網，除存在對地電容外，還存在較大的電暈損耗和泄漏損耗，因而在接地電流中既有有功分量又有無功分量，而消弧線圈只能補償無功分量，接地點仍有較大的有功電流流過;電壓等級越高，該值越大：100A-200A之上;致使電弧無法熄滅;

(2)高壓絕緣投資大：在中性點直接接地系統中，發生單相接地故障后，中性點電位不變化，致使非故障相對地電壓即相電壓基本不變化，所以可以有效克服線路以及高壓設備高壓絕緣投資問題;

(3)低壓單相設備運行需要：在380V/220V系統中，為了設備可靠接地以及單相設備的工作需要，也通常采用中性點直接接地運行方式。第四節電能的質量指標

衡量電能質量的三個指標：電壓、頻率、供電可靠性;

一、電壓

電壓質量是以電壓偏離額定電壓的幅度(電壓偏差)、電壓波動與閃變和電壓波形來衡量。

第五節工廠供配電系統的組成

一、工廠供配電系統研究對象

從供電角度，工廠規模的分類：

二.工廠供配電系統總體構成：

電源系統+變配電系統

1.電源系統———外部供電系統;

2.變配電系統——內部變配電系統

總降壓變電所——接受、變壓、分配;由降壓變壓器、高壓配電裝置、低壓配電裝置等組成。負責將35KV~110KV電壓等級降至6KV~10KV，并由配電裝置將電能送出。

高壓配電所——接受、分配電能;

為減少電能損失，在負荷中心，對6KV~10KV電壓等級的電能進行重新分配，送至個車間變電所或者高壓用電設備，即廠內電能中轉站。

車間變電所

將6KV~10KV電壓等級電能降至380/220V電壓，并通過低壓配電盤送至各個用電設備。

高壓配電線路(6KV~10KV)

低