1、高压电工理论培训 第一章 电力系统,夏五华 2011年10月20日,引入:学习高压电器知识首先要知道电力系统的相关知识,对电力系统有一个总体的认识。 第一节 电力系统 一、电力系统1、定义:电力是指电力网以及向其提供电能和获取电能的一切电气设备。2、组成:发电、输电、变电、配电、用电。,二、电力网1. 组成:输电线路、变配电所、用户配电线路。2. 分类:主网:输电网35kV以上;配电网:配电线路、配电所和用户网络。配电网分为一次配网(10kV),二次配网(0.38/0.22kV)。,三、电力负荷的分类1. 电力负荷. 发电负荷:电厂的发电机向电网提供的电力;. 厂用电负荷:发电厂自身用电的负荷
2、;. 供电负荷:发电负荷扣除厂用电和厂变损耗、线路损耗后的负荷;,. 线损负荷:电力网在电力的输送和分配过程中的各种损耗的总和;. 用电负荷:用户实际使用的负荷。 2. 电力负荷的分类. 一级负荷 . 中断供电将造成人身伤亡者:. 中断供电将造成重大政治影响者,,. 中断供电将造成重大经济损失者,. 中断供电将造成公共插所秩序严重混乱者。 . 二级负荷 . 中断供电将造成较大政治影响者,. 中断供电将造成较大经济损失者;. 中断供电将造成公共插所秩序棍乱者;. 三级负荷 凡不属于一级和二级负荷者。,第二节 供用电关系与电能质量指标 引入:作为整个电力系统,首要的任务就是实现高质量、高可靠性的供
3、电以及经济合理的运行,实际上这也是用户的需要。,一、对供电系统的基本要求1. 供电要可靠:供电系统能够连续地供电,即使供电系统出现局部故障,对某些重要用户的供电也不能中断。在电力系统中应至少有10%15%的备用容量。,2. 供电质量要合格:电气参数应合格,以保证用户的电气设备才能正常地运行。3. 要安全、经济、合理地运行:供、用电双方协调管理,采取必要的技术措施和组织措施。4. 电力网运行调度应灵活:电力网的容量越大,可靠性越高。发生故障的机率越大,调度的复杂程度也越大。,二、供电电能的质量指标 1. 电压指标 . 对于35kV及以上用户和对电压质量有特殊要求的用户5%; . 对于10kV及以
4、上用户和低压电力用户7%; . 对于低压照明用户(5%7%)。,2. 频率指标. 对频率的要求. 电力网容量在3000MW及以上者为0.2Hz;. 电力网容量在3000MW以下者为0.5Hz。,. 低频对系统的影响 . 频率降低,意味着发电机已经过载,其转速也相应降低,作为原动力的汽轮机在低转速下作超负荷运行,有可能使汽轮机叶片因共振面断裂;. 发电设备出力下降一般说来,频率每降低1Hz,出力要下降3;,. 各级主变出力不足。因激磁电流随频率的下降而提高,损耗相应增加; . 使电力网对事故的应变能力下降,严重时能造成电网的解列,形成大面积停电。,. 低频率对用户的影响. 使电动机转速下降:(频
5、率每降低一,转速至少下降1%)。造成电动机所拖动的设备产量也成比例地下降,使成本相对提高;. 电动机转速下降,出力达不到额定值;. 使某些以电力网额定频率为“标准值”的设备工作不正常; . 使无线电发射及接收设备工作质量下降。,3. 波形及三相电压对称性. 指标要求:电力网上的工频电压应是准确的正弦波形,三相电压应相等且相位上互差120;,. 波形畸变的后果:对电力系统中补偿电容器的运行非常不利。因为电容器对高次谐波的容抗小,可使电容器的工作电流超过额定值,高次谐波又能使电容器的介质损耗增大,引起过热,严重时会使电容器爆裂,造成严重事故。高次谐波还可使变压器铁损及绝缘油的介质损耗增加引起过热。
6、,. 引起三相电压不对称的原因. 用户使用大电力的单相设备(如三相负荷分配极不平衡造成单相负荷过大或使用大功串的单相电焊机);. 电力系统中出现不对称性故障。如中性点接地系统中的单相对地故障、相间故障等。,. 对三相电压不对称的要求:三相电压的不对称不应超过额定电压的5。4. 可靠性要求:对35kV及以上系统,每年停电应不超过一次;对10kV系统,每年停电应不超过三次;对重要用户的停电应提前七天通知。,第三节 用电单位的供电系统 引入:用电单位应根据本单位的具体条件及要求并结合经济情况考虑变配电室的类型,同时单位变配电所值班人员也应对其了解。 一、用电单位常用配电所类型 1. 户外式:占地面积
7、大,建筑面积较小,投资少; 2. 户内式:110kV及以下,占地面积小,投资大; 3. 箱式:使用灵活,投资小。,二、变配电所电源引入方式1. T接 . 单电源T接,. 供电的可靠性不高,适用于容量不大,对供电的可靠性要求不高的用户,一般为三级负荷用户;. 结构简单,投资少。,. 双电源T接 . 用于35kV及以上用户或10kV的一、二级负荷用户;. 结构复杂,投资大;. 操作复杂,对调度及运行值班人员的素质要求较高。,三、变配电所的主接线 1. 对变(配)电所主接线的基本要求. 应根据变(配)电所的实际情况和用电的需要,达到尽量简单、供电方式可靠、主设备齐全;. 设备选择及主线结构应合理,运
8、行方式应安全、灵活,适当考虑可预见的发展需要;,. 应使操作步骤简单、方便,要便于清扫及检修;. 应便于执行安全技术措施,对故障的处理能保证安全;. 运行应经济,损失要小。2. 变配电所主接线分类. 线路变压器组方式:适用于中小容量的三级负荷用户。,. 单母线方式. 单电源单母线方式适用于10kV供电的三级负荷用户。,. 双电源单母线不分段主接线方式 适用于二、三级负荷用户。,. 双电源单母线用断路器分段特点:设备投资少(在双电源方式下),接线简单操作方便,运行方式较灵活。,四、供电系统管理1. 电压的管理. 尽量使高电压深入负荷中心;. 变压器容量应有一定的裕度。一般情况下,使变压器的经常负
9、荷在6080之间;. 合理地选择导线截面。可根据年运行小时数按经济电流密度计算,并按末端电压的要求校核;,. 调整各相负荷,使三相负荷尽可能平衡;. 合理配置无功补偿。无功补偿设备尽量设置在接近负荷侧。2. 线损的管理线损,包括变配电变压器内部损牦及线路上的有功损耗。. 采用节能型的变压器,并使之在效率最高的状态下运行。有多台并列变压器时,可以通过控制投入变压器的台数实现。,. 配电线路不宜过长,大容量的设备不宜处于线路的末端,增加线路上的负荷应及时更换导线,以降低线路上的 损耗。. 合理配置无功补偿有条件时,尽可能在负荷侧就地补偿。这样可降低线路电流,从而也降低线路上的损耗。. 有条件时要尽
10、可能将高的电压送至负荷中心。,3. 负荷率的管理 负荷率是指在一段时间内(例如24h)平均有功负荷与最高负荷之比的百分数。. 有关标准. 连续性生产的企业,KP值应不低于95;. 三班生产的企业,KP值应不低于85;. 二班生产的企业,KP值应不低于60;,. 单班生产的企业,KP值应不低于30。. 提高负荷率的措施. 绘制日负荷曲线,通过分析,调整班次及工作时间,使负荷峰、谷之间的差尽可能地小。. 尽可能使大容量设备的运行时间处于负荷曲线的谷底。,. 注意因季节性的原因导致负荷曲线的变化,及时采取措施,调整班次及负荷运行时间等。. 制定内部电力电量指标,限制企业内部形成大的用电高峰。必要时可
11、制定内部限电方案(对装有定量器的用户尤其必要)。,4. 功率因数的管理功率因数又称为力率。其定义是系统中电流与电压之间相位差的余弦。提高功率因数的方法:. 异步电动机的容量应与所拖动设备的要求尽可能靠近,无特殊原因不应留太大的裕量。(异步电动机负载经常在额定值的40以下时,即应考虑更换)。,. 限制带有电感性的负荷空载运行。其实际容量应以达到额定容量的7580为宜。(当电动机工作中经常出现5min或更长时间的空载时,可安装空载自停装置。维修用电焊机也应装空载断电器)。,5. 高次谐波的管理. 高次谐波对电网上运行的设备有较大危害,可能有如下的后果:. 使变压器及电机损耗增加、导致过热;. 使电
12、力电容器介质损耗增大,导致过热甚至爆裂;. 使电力电缆介质损耗增大,导致运行温度额外增加,使电缆的载流量下降;,. 使仪表误差增大,还可能导致继电器的误动作;. 对通信线路及设备造成干扰;. 对以电源波形取样的设备(如晶闸管的门控回路的取样)造成工作不正常。 . 易产生高次谐波的设备.产生电弧的设备;.整流设备;,.变压器本身在工作中也会使波形畸变,尤其是工作在铁心磁化曲线膝部时,可使波形有较严重的畸变即出现较严重的高次谐波。.电力电容器运行中可能“诱发”或加剧谐波。,. 对高次谐波管理的要点.查清谐波来源,掌握谐波出现的规律;.定期测量,使反馈至电网谐波电压及电流均不应超过标准,否则应采取治理措施。 小结:1. 电力系统介绍。2. 电能质量指标。3. 用电单位的供电系统。,