供电系统概述-经典课件.ppt

1、2022年年8月月10日日供配电系统概论供配电系统概论EXIT2022-8-10电力系统的基本概念、运行特点；电力系统的基本概念、运行特点；电力系统额定电压的规定及适用范围；电力系统额定电压的规定及适用范围；电力系统与供配电系统的关系；电力系统与供配电系统的关系；供配电系统的组成及发展趋势；供配电系统的组成及发展趋势；建筑供配电系统的中性点接地方式；建筑供配电系统的中性点接地方式；各类建筑供电系统典型方案等。各类建筑供电系统典型方案等。主要内容北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 2EXIT2022-8-10n 建筑供配电系统、工厂供配电系统等等都是供配电系建筑供配电系统、工厂供配电系

2、统等等都是供配电系统中的主要个例。统中的主要个例。n 供配电系统是电力系统的一个重要组成部分。供配电系统是电力系统的一个重要组成部分。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 3EXIT2022-8-10国家电力信息网的统计数据国家电力信息网的统计数据 n 我国我国1990年年发电机总装机容量发电机总装机容量为为13 789万万kW，总发电量总发电量为为6 213亿亿kWh，人均发电量人均发电量5433kWh人均用电量人均用电量为为4589kWh；n 1995年年发电机总装机容量发电机总装机容量为为21 722万万kW，总发电量总发电量为为9 942亿亿kWh，人均发电量人均发电量为为83

3、14kWh，人均用电量人均用电量为为694 4kWh；n 2000年年发电机总装机容量发电机总装机容量为为31 932万万kW，总发电量总发电量为为13 510亿亿kWh，人均发电量人均发电量为为1 0811kWh，人均用电量人均用电量为为9996kWh。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 4EXIT2022-8-10发达国家和地区的相关数据（1996年）n 人均消费电量人均消费电量：加拿大为加拿大为17 495kWh人；人；美国为美国为12 980kWh人；人；日本为日本为8 097kWh人；人；德国为德国为6 582kWh人；人；韩国为韩国为5 022kWh人；人；我国香港特区为

4、我国香港特区为9 764kWh人。人。&电能的生产量和使用量已成为衡量一个国家或地区经济电能的生产量和使用量已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志之一。发展水平的重要标志之一。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 5EXIT2022-8-101.1 电力系统的基本概念电力系统的基本概念1.2 工厂供配电系统工厂供配电系统1.3 工厂供配电电压工厂供配电电压1.4 供电质量的主要指标供电质量的主要指标第第1章章 供配电系统概论供配电系统概论北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 6EXIT2022-8-101.1 电力系统的基本概念电力系统的基本概念 1.1.1 发电厂发电

5、厂1.1.2 变配电所变配电所1.1.3 电力网电力网1.1.4 高压直流输电高压直流输电1.1.5 电能用户电能用户1.1.6 电力系统的中性点运行方式电力系统的中性点运行方式北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 7EXIT2022-8-10图图1.1 电力系统示意图电力系统示意图 北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 8EXIT2022-8-10n 所谓所谓电力系统电力系统，是指由，是指由发电厂发电厂、变电站变电站、电力网电力网以及以及用电设备用电设备所组成的统一整体。所组成的统一整体。发电厂 升压变电站 高压输电线路 降压变电站 变电所用电设备 包括包括电能生产电能生产、

6、转换转换、分配分配、输送输送以及以及使用使用五个环节。五个环节。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 9EXIT2022-8-10 一切大规模现代化工农业生产、交通运输和人民生活都需一切大规模现代化工农业生产、交通运输和人民生活都需要电能。电能是由发电厂生产，但发电厂往往距离城市和工要电能。电能是由发电厂生产，但发电厂往往距离城市和工业中心很远，这就需要将电能经过线路输送到城市或工业企业中心很远，这就需要将电能经过线路输送到城市或工业企业。为了减少输电时的电能损耗，输送电能时要升压，采用业。为了减少输电时的电能损耗，输送电能时要升压，采用高压输电线路将电能输送给用户，同时为了满足用户对

7、电压高压输电线路将电能输送给用户，同时为了满足用户对电压的要求，输送到用户之后还要经过降压，而且还要合理地将的要求，输送到用户之后还要经过降压，而且还要合理地将电能分配到用户或生产车间的各个用电设备。电能分配到用户或生产车间的各个用电设备。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 10EXIT2022-8-10p 为了提高供电的可靠性和经济性，将各发电厂通过电力网为了提高供电的可靠性和经济性，将各发电厂通过电力网连接起来，连接起来，并联运行并联运行，组成庞大的联合动力系统。，组成庞大的联合动力系统。p将各种类型发电厂中的发电机、升压降压变压器、输电线将各种类型发电厂中的发电机、升压降压变压

8、器、输电线路以及各种用电设备组联系在一起构成的统一的整体就是路以及各种用电设备组联系在一起构成的统一的整体就是电电力系统力系统，用以实现完整的发电、输电、变电、配电和用电。，用以实现完整的发电、输电、变电、配电和用电。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 11EXIT2022-8-10p 从发电厂到用户的送电过程从发电厂到用户的送电过程图图1.2 从发电厂到用户的送电过程示意图从发电厂到用户的送电过程示意图 北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 12EXIT2022-8-10电能的生产电能的生产供用电环节供用电环节变压变压输配电输配电使用使用北林大工学院电气教研室北林大工学院电

9、气教研室 13EXIT2022-8-101.1.1 发电厂发电厂 p发电厂是生产电能的工厂。发电厂是生产电能的工厂。p它把其它形式的能源，如煤炭、石油、天然气、水能、原它把其它形式的能源，如煤炭、石油、天然气、水能、原子核能、风能、太阳能、地热、潮汐能等等，通过发电设备子核能、风能、太阳能、地热、潮汐能等等，通过发电设备转换为电能。转换为电能。p我国以我国以火电火电发电为主，其次是水电和发电为主，其次是水电和原子能原子能发电。发电。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 14EXIT2022-8-10 火力发电厂火力发电厂水力发电厂水力发电厂原子能发电厂原子能发电厂发电厂发电厂火力发电厂

10、是指用煤、油、天然火力发电厂是指用煤、油、天然气等为燃料的发电厂。将燃料燃气等为燃料的发电厂。将燃料燃烧加热锅炉中的水，利用高温高烧加热锅炉中的水，利用高温高压的水蒸气推动汽轮机，带动与压的水蒸气推动汽轮机，带动与它联轴的发电机发电。它联轴的发电机发电。水力发电厂是把水的位能和水力发电厂是把水的位能和动能转变成电能的发电厂。主要动能转变成电能的发电厂。主要可分为堤坝式和引水式水力发电可分为堤坝式和引水式水力发电厂。厂。原子能发电厂又称核电站，是利用核原子能发电厂又称核电站，是利用核裂变能量转化为热能，再按火力发电裂变能量转化为热能，再按火力发电厂方式利用原子核反应堆发电。厂方式利用原子核反应堆

11、发电。1.1.1 发电厂发电厂 北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 15EXIT2022-8-10北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 16EXIT2022-8-10张发口发电总厂张发口发电总厂北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 17EXIT2022-8-10北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 18EXIT2022-8-10水力发电厂水力发电厂北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 19EXIT2022-8-10秦山核电站秦山核电站北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 20EXIT2022-8-101.1.2 变配电所变配电所 变电站？变电所

12、？配电所？北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 21EXIT2022-8-101.1.2 变配电所变配电所 p变电所变电所起着变换电能电压、接受电能与分配电能起着变换电能电压、接受电能与分配电能的作用，是联系发电厂和用户的中间环节。的作用，是联系发电厂和用户的中间环节。p如果变电所只用以接受电能和分配电能，则称为如果变电所只用以接受电能和分配电能，则称为配电所配电所。p变电所有变电所有升压升压和和降压降压之分之分n升压变电所多建在发电厂内，把电能升高后，再升压变电所多建在发电厂内，把电能升高后，再进行长距离输送。进行长距离输送。n降压变电所多设在用电区域，将高压电适当降低降压变电所多设

13、在用电区域，将高压电适当降低电压后，对某地区或用户供电。电压后，对某地区或用户供电。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 22EXIT2022-8-101.1.2 变配电所变配电所 降压变电所降压变电所地区降压变电所地区降压变电所 用户变电所用户变电所将枢纽变电所送来的电能做一次降压后分配给将枢纽变电所送来的电能做一次降压后分配给电能用户电能用户 接受区域变电站的电能，将其降压为能满足用接受区域变电站的电能，将其降压为能满足用电设备电压要求的电能且合理地分配给各用电电设备电压要求的电能且合理地分配给各用电设备设备枢纽降压变电所枢纽降压变电所 负责对整个系统中的电能进行传输分配负责对整个

14、系统中的电能进行传输分配北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 23EXIT2022-8-101.1.3 电力网电力网 p 电力系统中各级电压的电力线路及与其连接的变电所，电力系统中各级电压的电力线路及与其连接的变电所，总称为总称为电力网电力网，简称，简称电网电网。p 电力网是电力系统的一部分，是电力网是电力系统的一部分，是输电线路输电线路和和配电线路配电线路的统称，是输送电能和分配电能的通道。的统称，是输送电能和分配电能的通道。p 电网由各种不同电压等级和不同结构类型的线路组成，电网由各种不同电压等级和不同结构类型的线路组成，从电压的高低可将电力网分为从电压的高低可将电力网分为低压网低

15、压网、中压网中压网、高压网高压网和和超高压网超高压网等。等。电压在电压在1kV以以下的，下的，220V，380V1kV到到10kV的，的，6kV，10kV高于高于10kV低于低于330kV，35kV，110kV，220kV330kV及以上及以上的，的，330 kV，500 kV北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 24EXIT2022-8-10n 电网按电压高低和供电范围大小可分为电网按电压高低和供电范围大小可分为l区域电网区域电网区域电网的供电范围大，电压一般在区域电网的供电范围大，电压一般在220kV及以上；及以上；l地方电网地方电网地方电网的供电范围小，电压一般为地方电网的供电范

16、围小，电压一般为35110kV。n 电网也往往按电压等级来称呼，如说电网也往往按电压等级来称呼，如说10kV电网或电网或10kV系统，就是指相互连接的整个系统，就是指相互连接的整个10kV电压的电力线路。电压的电力线路。n 根据供电地区的不同有时也将电网称为根据供电地区的不同有时也将电网称为城市电网城市电网和和农电农电网网。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 25EXIT2022-8-10在我国，主要的大型电网有华北电网、东北电网、华东电网、华中电网、南方电网、西北电网等。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 26EXIT2022-8-10北林大工学院电气教研室北林大工学院电

17、气教研室 27EXIT2022-8-10n 中国的华中电网和华北电网于中国的华中电网和华北电网于20032003年九月二十一日上午年九月二十一日上午1010时正式实现并网运行。目前中国的东北电网和华北电网已时正式实现并网运行。目前中国的东北电网和华北电网已经实现了联网运行，而华中电网和川渝电网也已经实现了经实现了联网运行，而华中电网和川渝电网也已经实现了互联互通。此次联网使东北电网、华北电网、华中电网和互联互通。此次联网使东北电网、华北电网、华中电网和川渝电网连成一片，形成一个跨越川渝电网连成一片，形成一个跨越1414个省市自治区、总容个省市自治区、总容量超过量超过1.41.4亿千瓦的超大规模

18、交流同步电网。中新社记者亿千瓦的超大规模交流同步电网。中新社记者:贾国荣贾国荣 北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 28EXIT2022-8-10思考：电力系统并网运行的原因用电设备使用的电能最终来自发电厂，那么，为什么要构成一个电力网络，而不是由单个发电厂直接向电能用户提供电能呢？北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 29EXIT2022-8-10实现经济运行实现经济运行 一次能源运输困难，就地建厂一次能源运输困难，就地建厂充分利用发电厂的季节优势充分利用发电厂的季节优势提高供电可靠性提高供电可靠性 不会因个别发电机故障或检修而导致对用户停电。不会因个别发电机故障或检修而导

19、致对用户停电。提高设备利用率提高设备利用率系统内的设备互为备用系统内的设备互为备用北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 30EXIT2022-8-10北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 31EXIT2022-8-10大同大同-房山房山500kV输电线路输电线路北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 32EXIT2022-8-10房山房山-昌平紧凑型输电线路昌平紧凑型输电线路北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 33EXIT2022-8-10直流输电一般由直流输电一般由整流站整流站、直流线路直流线路和和逆变站逆变站三部分组三部分组成。成。图图1.3 直流输电系统结

20、构示意图直流输电系统结构示意图 1.1.4 高压直流输电高压直流输电 北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 34EXIT2022-8-101.1.4 高压直流输电高压直流输电 1远距离输电及跨海输电；远距离输电及跨海输电；2联接两个不同频率的电网联接两个不同频率的电网，并可实现定电流控制，限，并可实现定电流控制，限制短路电流。制短路电流。思考：思考：高压直流高压直流输电优点还有哪输电优点还有哪些？缺点？些？缺点？北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 35EXIT2022-8-101远距离输电及跨海输电远距离输电及跨海输电 跨海输电及远距离输电容量大，如采用交流输电跨海输电及远距

21、离输电容量大，如采用交流输电的话，由于距离长，线路感抗也将增大，从而限制了的话，由于距离长，线路感抗也将增大，从而限制了输送容量，而且造成运行不稳定。另外，由于交流线输送容量，而且造成运行不稳定。另外，由于交流线路存在分布电抗和对地分布电容，会引起线路电压在路存在分布电抗和对地分布电容，会引起线路电压在很大范围内发生变化，必须投入无功补偿设备，投资很大范围内发生变化，必须投入无功补偿设备，投资增加。若采用直流输电，则不存在此类问题。增加。若采用直流输电，则不存在此类问题。直流输电线路具有架设方便、能耗小、导线截面直流输电线路具有架设方便、能耗小、导线截面可得到充分利用及绝缘强度高等优点，使其更

22、适宜于可得到充分利用及绝缘强度高等优点，使其更适宜于远距离大容量输电。远距离大容量输电。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 36EXIT2022-8-102联接两个不同频率的电网，并可实现定电流控制，限制联接两个不同频率的电网，并可实现定电流控制，限制短路电流。短路电流。若将电能从交流系统若将电能从交流系统A输送到交流系统输送到交流系统B，则换流装置则换流装置把交流把交流整流成直流，通过直流电网输送给换流装置整流成直流，通过直流电网输送给换流装置，换流装置，换流装置再再把直流逆变为与交流系统把直流逆变为与交流系统B同频率同相位的交流电馈送给交流系同频率同相位的交流电馈送给交流系统统B

23、。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 37EXIT2022-8-10特高压电网特高压电网n 特高压电网，是指特高压电网，是指1000千伏交流和正负千伏交流和正负800千伏直流千伏直流输电网络，具有远距离、大容量、低损耗输送电力输电网络，具有远距离、大容量、低损耗输送电力和节约土地资源等特点，因此又被形象地称为和节约土地资源等特点，因此又被形象地称为电力电力高速路高速路。特高压电网其实是现有电网的有效补充。特高压电网其实是现有电网的有效补充。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 38EXIT2022-8-10我国首个超大容量特高压直流输电工程迈向实施我国首个超大容量特高压直流输

24、电工程迈向实施阶段阶段(2006-11-17)n 宛若一道蕴涵无限能量的彩虹，世界最大、电压等宛若一道蕴涵无限能量的彩虹，世界最大、电压等级最高的特高压直流输电线路将从四川跨向上级最高的特高压直流输电线路将从四川跨向上海海国家电网公司日前在成都召开向家坝国家电网公司日前在成都召开向家坝-上海特上海特高压直流试验示范工程换流站预初步设计审查会议，高压直流试验示范工程换流站预初步设计审查会议，这标志着我国第一个特高压直流试验示范工程即将这标志着我国第一个特高压直流试验示范工程即将进入实施阶段。全国范围内能源资源高效配置成为进入实施阶段。全国范围内能源资源高效配置成为可能，能源新格局初露端倪！可能，

25、能源新格局初露端倪！北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 39EXIT2022-8-10http:/ 40EXIT2022-8-10北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 41EXIT2022-8-101.1.5 电能用户电能用户 p所有的用电单位均称为所有的用电单位均称为电能用户电能用户，其中主要是，其中主要是工业企工业企业业。我国。我国工业企业工业企业用电占全年总发电量的用电占全年总发电量的60%以上，是以上，是最大的电能用户。最大的电能用户。p工业企业的电力负荷种类多，容量相差悬殊，运行特工业企业的电力负荷种类多，容量相差悬殊，运行特征也是各种各样。征也是各种各样。n三相负

26、荷三相负荷n单相负荷单相负荷北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 42EXIT2022-8-10电动机电动机电热炉电热炉北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 43EXIT2022-8-101.1.6 电力系统的中性点运行方式电力系统的中性点运行方式 p在电力系统中，当变压器或发电机的三相绕组为星在电力系统中，当变压器或发电机的三相绕组为星形联结时，其中性点可有两种运行方式：形联结时，其中性点可有两种运行方式：中性点接地中性点接地中性点直接接地系统常称中性点直接接地系统常称大电流接地系统大电流接地系统中性点不接地中性点不接地中性点不接地中性点不接地和和中性点经消弧线圈中性点经消弧

27、线圈(或电阻或电阻)接地接地的系统称的系统称小电流接地系统小电流接地系统北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 44EXIT2022-8-10图图1.4 电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式中性点直中性点直接接地接接地中性点不中性点不接地接地中性点经消中性点经消弧线圈接地弧线圈接地消弧线圈是一个具有铁芯的可调消弧线圈是一个具有铁芯的可调电感线圈，线圈的电阻很小（消电感线圈，线圈的电阻很小（消耗功率小），电抗很大（保证对耗功率小），电抗很大（保证对地绝缘水平），电抗值可用改变地绝缘水平），电抗值可用改变线圈的匝数来调节。线圈的匝数来调节。中性点经中性点经阻抗接地阻抗接地北林大工学院

28、电气教研室北林大工学院电气教研室 45EXIT2022-8-10p中性点运行方式比较中性点运行方式比较 作业：中性点运行方式优缺点分析以及各种接地方式的应用场合（参阅相关资料）北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 46EXIT2022-8-101.2 供配电系统供配电系统1.2.1 工厂降压变电所工厂降压变电所 1.2.2 车间变电所车间变电所 1.2.3 工厂配电线路工厂配电线路 1.2.4 建筑供（配）电系统建筑供（配）电系统北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 47EXIT2022-8-10供 配 电 系统供配电系统供配电系统北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室

29、48EXIT2022-8-10供配电系统供配电系统n 供配电系统是电力系统供配电系统是电力系统的一个重要组成部分，的一个重要组成部分，包括电力系统中区域变包括电力系统中区域变电站和用户变电站电站和用户变电站。涉及电力系统电能发、涉及电力系统电能发、输、输、配、用配、用的后两个环的后两个环节，其运行特点、要求节，其运行特点、要求和电力系统基本相同，和电力系统基本相同，只是由于供配电系统直只是由于供配电系统直接面向用电设备及其使接面向用电设备及其使用者，因此用者，因此供、用电的供、用电的安全性尤显重要安全性尤显重要。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 49EXIT2022-8-10p 供

30、电电源供电电源 配电系统的电源可以取自电力系统的电力网或企业、配电系统的电源可以取自电力系统的电力网或企业、用户的自备发电机。用户的自备发电机。p 配电网配电网作用作用：接受电能接受电能、变换电压变换电压、分配电能分配电能。组成组成：由企业或用户的：由企业或用户的总降压变电所总降压变电所（或高压配电（或高压配电所）、所）、高压输电线路高压输电线路、车间降压变电所车间降压变电所（或配电（或配电所）、所）、低压配电线路低压配电线路组成。组成。供配电系统供配电系统北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 50EXIT2022-8-10p 用电设备用电设备作用作用：用电设备是指专门消耗电能的电气设

31、备。据统：用电设备是指专门消耗电能的电气设备。据统计用电设备中计用电设备中70%是是电动机类电动机类设备，设备，20%左右是左右是照明照明用电设备。用电设备。结构结构：与电力系统是极其相似的，所不同的是配电系：与电力系统是极其相似的，所不同的是配电系统的电源是电力系统中的电力网，电力系统的用户实统的电源是电力系统中的电力网，电力系统的用户实际上就是配电系统。际上就是配电系统。分类分类：n 高压用电设备高压用电设备：额定电压在：额定电压在1kV以上。以上。n 低压用电设备低压用电设备：额定电压在：额定电压在1kV以下以下。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 51EXIT2022-8-1

32、01.2.1 工厂降压变电所工厂降压变电所 p工厂降压变电所，把工厂降压变电所，把35110kV电压降为电压降为610kV电电压向车间变电所供电。压向车间变电所供电。p为了保证供电的可靠性，工厂降压变电所多设置为了保证供电的可靠性，工厂降压变电所多设置两两台台变压器，由单条或多条进线供电，每台变压器容量变压器，由单条或多条进线供电，每台变压器容量可从几千到几万千伏安。可从几千到几万千伏安。p供电范围供电范围由供电容量决定，一般在几千米以内。由供电容量决定，一般在几千米以内。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 52EXIT2022-8-101.2.2 车间变电所车间变电所 p 将将61

33、0kV的高压配电电压降为的高压配电电压降为220/380V，对低压用对低压用电设备供电。供电范围一般只在电设备供电。供电范围一般只在500m以内。以内。p车间变电所一般设车间变电所一般设12台变压器，单台变压器的容量台变压器，单台变压器的容量通常为通常为1000kVA及以下，最大不宜超过及以下，最大不宜超过2000kVA。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 53EXIT2022-8-101.2.3 工厂配电线路工厂配电线路 p主要作为工厂内输送、分配电能之用。主要作为工厂内输送、分配电能之用。p户外户外敷设的低压配电线路目前多采用敷设的低压配电线路目前多采用架空线路架空线路。p在在厂

34、房或车间内部厂房或车间内部则应根据具体情况确定，或采用则应根据具体情况确定，或采用明明线配电线路线配电线路，或采用，或采用电缆配电线路电缆配电线路。p在厂房或车间内，由在厂房或车间内，由动力配电箱到电动机的配电线路动力配电箱到电动机的配电线路一律采用一律采用绝缘导线穿管敷设绝缘导线穿管敷设或采用或采用电缆线路电缆线路。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 54EXIT2022-8-10北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 55EXIT2022-8-10北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 56EXIT2022-8-10北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 57E

35、XIT2022-8-10北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 58EXIT2022-8-10北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 59EXIT2022-8-10北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 60EXIT2022-8-101.2.4 建筑供（配）电系统建筑供（配）电系统n 建筑供电一般从电网取得建筑供电一般从电网取得10kV高压电源，然后用变压高压电源，然后用变压器将器将10kV高压变换为高压变换为220/380V的三相四线制低压电源，的三相四线制低压电源，再分配到各个用电负载。再分配到各个用电负载。n 从取得电源到用电负载之间的线路，加上线路中间的从取得电源到用

36、电负载之间的线路，加上线路中间的各种分支、控制及保护装置，即组成建筑供配电系统，各种分支、控制及保护装置，即组成建筑供配电系统，简称简称建筑供电系统建筑供电系统。从电力系统角度来看，建筑供电系统是其一个用户；从电力系统角度来看，建筑供电系统是其一个用户；从建筑物内用电设备的角度来看，建筑供电系统则从建筑物内用电设备的角度来看，建筑供电系统则是它们的电源。是它们的电源。供供电电配配电电北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 61EXIT2022-8-10某建筑物供电系统示意图某建筑物供电系统示意图从电力网引入从电力网引入10kV的三相三线制高压电源，的三相三线制高压电源，经经10kV变电所

37、变换为变电所变换为220/380V的三相四线的三相四线制低压电源，分成制低压电源，分成3条回路，分别给条回路，分别给3栋楼栋楼房供电，在每栋楼房内，又通过配电箱将房供电，在每栋楼房内，又通过配电箱将电源线路分至每层的用电器。电源线路分至每层的用电器。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 62EXIT2022-8-10p在建筑电气图中，所有线路用在建筑电气图中，所有线路用单线条单线条表示，表示，注明线路种注明线路种类类，从而简化供配电系统图。，从而简化供配电系统图。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 63EXIT2022-8-101.3 供配电系统电压供配电系统电压 1.3.1

38、 额定电压的国家标准额定电压的国家标准 1.3.2 供配电电压的选择供配电电压的选择 北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 64EXIT2022-8-101.3.1 额定电压的国家标准额定电压的国家标准 p电网的额定电压电网的额定电压：线路首末端电压的平均值应等于电网：线路首末端电压的平均值应等于电网额定电压。额定电压。p用电设备用电设备的额定电压和电网的额定电压是一致的。的额定电压和电网的额定电压是一致的。p发电机发电机的额定电压高于所供电网额定电压的额定电压高于所供电网额定电压5%。-5%G5%UN线路首端线路首端线路末端线路末端指能使电气设备长期指能使电气设备长期运行的最经济的电

39、压运行的最经济的电压线路的允许电压线路的允许电压偏差一般是偏差一般是5北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 65EXIT2022-8-10p变压器变压器的额定电压的额定电压n一次线圈一次线圈：当变压器直接与发电机相连时，其一次绕组的额定电当变压器直接与发电机相连时，其一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同，即高出同级电网额定电压压与发电机的额定电压相同，即高出同级电网额定电压5%。当变压器直接与电网相连时，其一次绕组的额定电压当变压器直接与电网相连时，其一次绕组的额定电压与电网的额定电压相同，即等于同级电网额定电压。与电网的额定电压相同，即等于同级电网额定电压。n二次线圈二次线圈：所

40、供线路较长时，所供线路较长时，高出电网额定电压高出电网额定电压10%。所供线路较短时，高出电网额定电压所供线路较短时，高出电网额定电压5%。作 业作 业:5%跟跟10%是是怎么确定的怎么确定的?北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 66EXIT2022-8-10MT1T2UN+5%+10%0%+5%G图图1.6 电力变压器的额定电压电力变压器的额定电压 北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 67EXIT2022-8-10电网和用电设备额定电压交流发电机额定线电压变压器额定电压一次电压二次电压0.220.383610-3560110154220330500 0.230.403.1

41、56.310.515.75-0.220.383及3.156及6.310及10.515.753560110154220330500 0.230.403.15及3.36.3及6.610.5及11-38.566121169242363525 表表1.1 我国交流电网和电力设备的额定电压（我国交流电网和电力设备的额定电压（kV）如何理解如何理解?北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 68EXIT2022-8-10n 用电设备、发电机、变压器的额定电压取值示例用电设备、发电机、变压器的额定电压取值示例 思考：各变压器两端的电压分别是多少？用电设用电设备额定备额定电压电压1.1UN2UN21.1U

42、N3UN31.05Ur北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 69EXIT2022-8-10p（1）影响配电电压的因素：）影响配电电压的因素：地区供电电源的电压地区供电电源的电压 用电设备的总容量用电设备的总容量 用电设备的特征用电设备的特征 供电距离供电距离 供电线路的回路数量供电线路的回路数量 用电单位的远景规划用电单位的远景规划 当地公共电网现状和它的发展规划当地公共电网现状和它的发展规划 经济合理因素经济合理因素选择电压的一般原则选择电压的一般原则1.3.2 供配电电压的选择供配电电压的选择 北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 70EXIT2022-8-10p（2）供电

43、方式：）供电方式：用电设备容量在用电设备容量在250kW250kW或需要变压器容量在或需要变压器容量在160kVA160kVA以上以上者，应以高压方式供电；者，应以高压方式供电；用电设备容量在用电设备容量在250kW250kW或需要变压器容量或需要变压器容量在在160kVA160kVA以下以下者，应以低压方式供电，特殊情况下也可以高压方式者，应以低压方式供电，特殊情况下也可以高压方式供电。供电。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 71EXIT2022-8-10n 三相交流系统中，三相交流系统中，三相视在功率线电压线电流UIS3思考思考：当输送功率一定时，当输送功率一定时，提高电压提高

44、电压会有哪些影响？会有哪些影响？北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 72EXIT2022-8-10n 当输送功率一定时，当输送功率一定时，提高电压提高电压的影响：的影响：电流减小，线路、电气设备等的载流部分所需的截面电流减小，线路、电气设备等的载流部分所需的截面积就越小，积就越小，有色金属投资也就越小有色金属投资也就越小；由于电流小，传输线路上的由于电流小，传输线路上的功率损耗和电压损失也较功率损耗和电压损失也较小小；电压越高，电压越高，对绝缘的要求则越高对绝缘的要求则越高，变压器、开关等设，变压器、开关等设备以及线路的备以及线路的绝缘投资也就越大绝缘投资也就越大；n 对应一定的输送

45、功率和输送距离都有一个最为经济、对应一定的输送功率和输送距离都有一个最为经济、合理的输电电压。合理的输电电压。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 73EXIT2022-8-10线路电压(kV)输送功率(kW)输送距离(km)0.38361035110220 100以下100-1000100-1200200-20002000-1000010000-50000100000-500000 0.61-34-156-2020-5050-150100-300 表表1.2 常用各级电压的经济输送容量与输送距离常用各级电压的经济输送容量与输送距离 北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 74E

46、XIT2022-8-10与额定电压等级相适应的输送功率及输送距离北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 75EXIT2022-8-10p工厂供电电压的选择工厂供电电压的选择n对于一般没有高压用电设备的对于一般没有高压用电设备的小型工厂小型工厂，设备容量，设备容量在在100kW以下，输送距离在以下，输送距离在600m以内，可选用以内，可选用380/220V电压供电。电压供电。n对于对于中小型工厂中小型工厂，设备容量在，设备容量在1002000kW，输送输送距离在距离在420km以内的，可采用以内的，可采用610kV电压供电。电压供电。n对于对于中大型工厂中大型工厂，设备容量在，设备容量在2

47、00050000kW，输输送距离在送距离在20150km以内的，可采用以内的，可采用35110kV电压电压供电。供电。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 76EXIT2022-8-10p工厂配电电压的选择工厂配电电压的选择n工厂的工厂的高压配电高压配电电压一般选用电压一般选用610kV。10kV作为作为高压配电电压。如工厂供电电源的电压就是高压配电电压。如工厂供电电源的电压就是6kV，或或工厂使用的工厂使用的6kV电动机多且分散，可采用电动机多且分散，可采用6kV的配电的配电电压。电压。n工厂的工厂的低压配电低压配电电压，一般采用电压，一般采用380/220V。380V为为三相配电电

48、压，供电给三相用电设备及三相配电电压，供电给三相用电设备及380V单相用单相用电设备。电设备。220V作为单相配电电压，供电给一般照明作为单相配电电压，供电给一般照明灯具及灯具及220V单相用电设备。单相用电设备。矿山及化工矿山及化工等部门也有等部门也有采用采用660V配电电压的。配电电压的。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 77EXIT2022-8-101.4 供电质量供电质量的主要指标的主要指标 1.4.1 电电 压压1.4.2 频频 率率 1.4.3 可靠性可靠性指电能质量和供电可靠性北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 78EXIT2022-8-10供电线路上的电压

49、变化示意图供电线路上的电压变化示意图1.4.1 电压一、电网电压偏移北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 79EXIT2022-8-10n 定义定义用电设备的用电设备的实际端电压偏离其额定电压实际端电压偏离其额定电压的百分数。的百分数。%100%NNUUUU理解？n 原因原因是系统滞后的无功负荷所引起的系统电压损失。是系统滞后的无功负荷所引起的系统电压损失。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 80EXIT2022-8-10民用建筑电气设计规范民用建筑电气设计规范对用电设备供电电压偏对用电设备供电电压偏差允许范围的规定：差允许范围的规定：n 一般电动机一般电动机为为5。n 电梯

50、电动机电梯电动机为为7。n 照明照明在在一般工作场所一般工作场所为为5；在在视觉要求较高的室内场所视觉要求较高的室内场所为为+5、-2.5；对于对于远离变电所的小面积一般工作场所远离变电所的小面积一般工作场所，难以满足上，难以满足上述要求时，可以为述要求时，可以为+5、-10；应急照明、道路照明和警卫照明应急照明、道路照明和警卫照明为为+5、-10。n 其他用电设备其他用电设备当无特殊规定时为当无特殊规定时为5。北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 81EXIT2022-8-10常用电气设备允许的电压偏移常用电气设备允许的电压偏移北林大工学院电气教研室北林大工学院电气教研室 82EXI