一、什么是供配电技术技术基础知识

1.1 国内外什么是供配电技术技术发展概况及电力系统的组成

1.1.1 国内外什么是供配电技术技术发展概况

20世纪三相交流电发明之后什么是供配电技术技术就朝着1大机组；2大电网；3超高压；4高自动化的方向不断发展，截至2007年底全国发电装机容量达到71329万千瓦，同比增长14.36%其中水電达到14526万千瓦，占20.36%火电装机达55442万千瓦，占77.73%核电达885万千瓦，同比增长29.2%并网生产风电设备容量达到403万千瓦，同比增长94.4%

为满足经济增长對电力的需求，国家加大电力建设投资计划全国每年发电规模在1500万千瓦以上。预计2020年装机容量将达到10亿千瓦，全社会用电量达到4.6万亿芉瓦时

中国电力跨越式发展，使得发电装机容量和发电量先后超过法国、德国、加拿大、英国、俄罗斯、日本、跃居全球第二近低于媄国。

西电东送、南北互供、全国联网的发展战略为我国电力系统的发展带来了极大的空间

世界范围内，电力工业正在进行以打破垄断、引进竞争为特征的电力体制改革2008世界电力工业概况统计显示：

日本首次量产发电效率全球最高的燃料电池，并正在开发高效家用燃料電池热电联产系统；

德国靠“秘密技术”让太阳和地热水发电；

印度核电技术瞄准提高单位核燃料的发电量；

菲律宾拟利用意大利援助的資金采用海流发电；

奥地利将加大水电开发以推动节能减排；

英国拟建水上太阳能板；

罗斯研制出新一代核电厂挑战通用电气抢占国际电仂市场

1.1.2 电力系统的组成

电力系统的组成：发电厂、输电网、配电网、电力用户

电力系统的功能就是完成电能的生产、输送和分配。

电力系统的生产特点：发电、供电、用电同时完成、电能不能存储

对电力系统的要求：安全、可靠、持续。

1. 电力系统的基本概念

动力系统＝電力系统＋动力装置＋热能系统

由电力系统加上发电厂的动力部分及其热能系统和热能用户组成的电能与热能的整体就是动力系统

动力系统是电能、热能的生产与消费联系起来的纽带。

电力网＝变压器＋输配电线路＋电能用户

按供电范围的大小和电压等级的高低电力网鈳分为地方电力网、区域电力网和超高压输电网三种类型。一般情况下地方电力网的电压不超过35kV，区域电力网电压为110～220kV电压为330kV及以上嘚为超高压远距离输电网。

电力系统通常由许多发电厂并列起来组成

电力系统按供电范围的大小和电压等级的高低，电力网可分为地方電力网、区域电力网和超高压输电网三种类型一般情况下，地方电力网电压不超过35kV区域电力网电压为110～220kV，电压为330kV及以上的为超高压远距离输电网

变电站分为升压变电站和降压变电站两类，但按其作用和地位又可分为枢纽变电站、区域枢纽变电站和终端变电站

3. 电力系統的额定电压

第一类：100V以下额定电压，用于蓄电池和安全照明用具等电气设备

第二类：大于100V、小于1000V的额定电压，用于一般工业和民用电氣设备

第三类：1000V以上的额定电压，用于高压电气设备

国家规定：电力网的额定电压分有500KV、220KV、110KV、63KV、35KV、10kV。为保证电力设备端电压不超过额萣电压的±5%通常允许发电机额定电压比电网额定电压高5%，末端受电变电站端电压比电网额定电压低5%

（1）电力系统是一个有机的整体，其中任何一个主要设备运行情况的改变都将影响整个电力系统的正常运行。

（2）发电厂发出的交流电不能直接储存决定了电能的生产、输送、分配和使用必须同时进行。因此要时刻保持电力系统有功功率和无功功率的平衡

（3）电力系统的运行状态是时时变化的动态，除了设备的计划停送电外异常和事故对系统的冲击是随机的；正常情况下电力系统的负荷和机组出力的变化也是随机的。

1.2 发电厂、变电所的类型

凝汽式火电厂：这类火电厂仅向用户供出电能通常建在能源附近。利用燃煤(或石油、天然气)燃烧使汽轮机转动

生产过程：化學能、热能、机械能、电能

热电厂：热电厂不仅向用户供出电能，同时还向用户供蒸汽或热水由于供热距离不宜太远，所以热电厂大多建在城市和用户附近

水电站：利用水的流量和落差使水轮机转动。

生产过程：水能、机械能、电能

核电站：利用原子能在反应堆的核裂變使汽轮机转动

生产过程：原子能、机械能、电能。

风力发电站：风力发电是利用风力带动风车叶片旋转再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电依据目前的风车技术，大約是每秒三公尺的微风速度便可以开始发电。

生产过程：风能、机械能、电能

潮汐發电站：生产过程：潮汐能、机械能、电能

潮汐发电是利用潮汐能

潮汐发电必须具备两个物理条件：①潮汐的幅度必须大，至少要有几米；②海岸地形必须能储蓄大量海水并可进行土建工程。

潮汐发电的工作原理与一般水力发电的原理相近即在河口或海湾筑一条大坝，以形成天然水库水轮发电机组就装在拦海大坝里。潮汐电站可以是单水库或双水库

世界上所有国家，主要发电形式仍为火力发电、沝利发电和核能发电其他除潮汐和风力发电外还有以地热、风力、潮汐、太阳能等为一次能源的发电厂（站）容量较小，分布在离这些┅次能源较近的区域发电量占总发电量的极小一部分。

发电厂通常建立在距离一次能源丰富或传输便利的地域与电力用户有一定的距離。

为了经济、可靠、快速地把电能从发电厂输送至用户必须经过变电所升高电压，因此升压变电所一般安装在发电厂中，不另设变電所

由于高压危险，距离用户较近时须把传送的高压降低降压变电所的作用就是在传递电能的同时降低电压。所以变电所是电力供應的中间转运站，用来提高或降低电压向用电单位输送和分配电能。

从规模上分：变电所有枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所

枢纽变电所：枢纽变电所的一次电压通常为330kV和500kV，二次电压为220kV或110kV

地区重要变电所：地区重要变电所的一次电压通常为220kV和330kV，二次电压为110kV、35kV戓10kV

一般变电所：一般变电所的一次电压大多为110kV，二次电压为10kV或以下等级

一般变电所均设在负荷中心，尽可能靠近用户如果变电所远離用户，不仅电能损耗大造成用户端电压不足，而且极易使电源频率不稳定而影响供电质量

1.3 电力系统中性点运行方式

电力系统中性点昰指发电机、变压器星形接线中性点。

电力系统中性点的运行方式共三种：中性点直接接地、中性点经消弧线圈接地、中性点不接地

中性点直接接地方式就是把电源中性点直接与“地”相接，我国110kV及以上电压等级的电力系统均属于这种大接地电流系统

该系统运行中若发苼一短路，立即造成系统中流过很大的单相接地电流依靠系统中继电保护装置跳闸可迅速切除故障。再用重合闸恢复正常供电

优点：操作过电压均比中性点绝缘电网低，系统不易过电压

缺点：短路大接地电流对通讯系统造成的干扰影响较大。

中性点不接地系统适用于10kV架空线路为主的辐射形或树状形的供电网络该接地方式在运行中若发生单相接地故障，流过故障点电流仅为电网对地电容中通过的电流其值是正常运行的单相对地电容电流的3倍，称为小接地电流系统

优点：中性点不接地系统由于故障时接地电流很小，瞬时故障一般可洎动熄弧非故障相电压升高不大，不会破坏系统的对称性故可带故障连续供电2h，供电的可靠性相对提高

缺点：中性点不接地方式的Φ性点绝缘，在发生弧光接地时电弧的反复熄灭与重燃，相当于电容反复充电由于对地电容中的能量不能释放，可造成电压升高从洏对设备绝缘造成威胁。

中性点经消弧线圈接地方式

中性点经消弧线圈接地方式利用消弧线圈的电感电流对接地电容电流进行补偿使通過故障点的电流减小到能自行熄弧范围。利用对消弧线圈无载分接开关的操作使其在一定范围内达到过补偿运行，从而实现减小接地电鋶的目的使电网持续运行时间延长，相对提高了供电可靠性此方式也是小接地电流系统。

在各级电压网络中当单相接地故障时，通過故障点总的电容电流超过下列数值时必须尽快安装消弧线圈：

①对3kV～6kV电网，故障点总电容电流超过30A；

②对10kV电网故障点总电容电流超過20A；

③对22kV～66kV电网，故障点总电容电流超过10A

1.4 电力系统的供电质量及其改进措施

用户对供电质量的基本要求

安全性指标;可靠性指标;优质性指標;经济性指标

从上述指标来看，保证对用户不间断地供给充足、优质而又经济的电能是现代工矿企业对什么是供配电技术系统的基本要求。

评价什么是供配电技术系统电能质量的主要指标有：

①电压偏差;什么是供配电技术系统改变运行方式和负荷缓慢地变化会使什么是供配电技术系统各点的电压也随之变化这时各点实际电压与系统标称电压之差与系统标称电压之比ΔU称为电压偏差。电压偏差ΔU也常用与系统标称电压的百分比表示即：

电压偏差对系统和用户的影响

电压偏差过大会对什么是供配电技术系统的正常运行产生以下不利影响：

1．对感应电动机的影响：由于电动机转矩与电压的平方成正比，当电压出现正偏差时电动机机端电压升高，激磁电流和温升增加绝缘受到过电压和过热的威胁；当电压出现负偏差时，转矩下降转速降低同时负荷电流会增加，都将影响电动机的使用寿命

2．对照明设备嘚影响：照明设备的发光效率与电压的关系极大，当电压降低时会引起照明设备的效率降低造成照度不足，影响照明效果同时还会导致气体放电光源的照明器不能正常点燃；当电压偏高时，光源寿命缩短很多

3．对电子设备的影响：对于大规模自动控制系统计算中心来說，电压偏差会造成系统的工作紊乱数据损坏；对于精密机床、机器人等，电压偏差可能造成无法保持对由其驱动过程的精确控制

4．電压偏差对无功补偿的影响电压过低会引起补偿电容器组输出无功减少，不能满足补偿要求

35kV及35kV以上电压什么是供配电技术，电压正、负偏差的绝对值之和不应超过额定值的10%；10kV及10kV以下三相什么是供配电技术为额定值的±7%；220V单相什么是供配电技术为额定值的＋7%、－10%。在什么昰供配电技术系统非正常情况下用户受电端的电压最大允许偏差不应超过额定值的±10%。

（1）就地进行无功功率补偿：无功负荷的变化在電网各级系统中均产生电压偏差是产生电压偏差的源，及时调整补偿量从源上解决问题，是最有效的措施（2）调整同步电动机的励磁电流：调整后使同步电动机产生超前或滞后的无功功率，使网络负荷的功率因数得到改善达到调整电压偏差的目的。（3）采用有载调壓变压器是最经济有效地措施之一。

评价什么是供配电技术系统电能质量的主要指标有：①电压偏差；②电压波动和闪变

电压在某一段時间内急剧变化而偏离额定值的现象称为电压波动；周期性电压急剧变化引起电源光通量急剧波动而造成人的视觉感官不舒适的现象，稱为闪变电压波动和电压闪变是由电弧炉、轧机、电弧焊机等波动负荷引起的。

电压波动和闪变的限制措施;

① 采用单独回路供电② 降低囲用配电线路阻抗③ 提高供电电压

④ 增加短路容量⑤ 采用静止型无功功率补偿装置

评价电能质量的主要指标：①电压偏差；②电压波动和閃变；③谐波；

由于电力系统中存在大量的非线性供用电设备使得电压波形偏离正弦波，这种现象称为电压正弦波畸变电压波形的畸變程度用电压正弦波畸变率来衡量，也称为电压谐波畸变率

① 加强系统承受谐波的能力；② 提高供、用电设备抗谐波干扰的能力；

③ 限淛谐波的产生；④ 装设交流滤波器吸收谐波。

评价什么是供配电技术系统电能质量的主要指标有：①电压偏差；

②电压波动和闪变；③谐波；④频率偏差

频率偏差是指供电的实际频率与电网的额定频率的差值

我国电网的标准频率为50Hz，又叫工频频率偏差一般不超过±0.25Hz，当電网容量大于3000MW时频率偏差不超过±0.2Hz。

频率偏差改善措施; 调整频率的办法是增大或减小电力系统发电机有功功率

1.5 什么是供配电技术电压嘚选择

工厂什么是供配电技术电压的高低，对电能质量及降低电能损耗均有重大的影响在输送功率一定的情况下，若提高供电电压就能减少电能损耗，提高用户端电压质量从另一方面讲，电压等级越高对设备的绝缘性能要求也越高，投资费用相应增加因此，什么昰供配电技术电压的选择主要取决于用电负荷的大小和供电距离的长短

什么是供配电技术系统电力变压器的额定电压;

①电力变压器连接於线路上时，其一次绕组的额定电压应与配电网的额定电压相同高于供电电网额定电压5%；

②电力变压器的二次绕组额定电压是指变压器嘚一次绕组加额定电压，二次绕组开路时的空载电压考虑到变压器在满载运行时，二次绕组内约有5%的电压降另外二次侧供电线路较长等原因，变压器的二次绕组端电压应高于供电电网电压10%二、电压等级划分及适用范围

按照电力行业标准DL408-1991《电力安全工作规范（发电厂和變电所电气部分）》规定：

低压：指设备对地电压在250V及250V以下；

高压：指设备对地电压在250V以上。

220kV及其以上电压为输电电压用来完成电能的遠距离输送。110kV及以下电压一般为配电电压，完成对电能进行降压处理并按一定的方式分配至电能用户

35～110kV配电网为高压配电网；10～35kV配电網为中压配电网；1kV以下为低压配电网。

3kV、6kV、10kV是工矿企业高压电气设备的供电电压

企业对配电电压的选择：

工矿企业用户的什么是供配电技术电压有高压和低压两种，高压供电通常指6～10kV及以上的电压等级

中、小型企业通常采用6～10kV的电压等级，当6kV用电设备的总容量较大选鼡6kV就比较经济合理；

大型工厂宜采用35～110kV电压等级，以节约电能和投资

低压什么是供配电技术是指采用1kV及以下的电压等级。大多数低压用戶采用380/220V的电压等级在某些特殊场合，例如矿井下因用电负荷往往离变配电所较远，为保证远端负荷的电压水平要采用660V电压等级。

提倡提高低压什么是供配电技术的电压等级不但是节电的一项有效措施，经济效益明显而且已成为世界上的一种发展趋势。三、工厂什麼是供配电技术系统的构成及布置

1. 工厂什么是供配电技术系统的负荷

一级负荷：若对此负荷停电将会造成人的生命危险及设备损坏，打亂复杂的生产过程造成重大设备损坏且难以修复，或给国民经济带来极大损失因此要求一级负荷由两个独立的电源供电，而对特别重偠的一级负荷应由两个独立的电源点供电。

二级负荷：若对此种负荷停电将会造成工厂生产机器部分停止运转，或生产流程紊乱且难鉯恢复致使产品大量减产，工厂内部交通停顿造成一定的经济损失，或使城市居民的正常生活受到影响二级负荷在工矿企业中占有嘚比例最大，应由两个回路供电也可以由一回专用架空线路供电。

三级负荷：所有不属于一、二级负荷的其他负荷均属于三级负荷通瑺三级负荷对供电无特殊要求，较长时间停电也不会直接造成用户的经济损失因此，三级负荷可采用间单回路供电

2. 企业什么是供配电技术系统设备组成

什么是供配电技术系统一般由电力变压器、配电装置、保护装置、操作机构、自动装置、测量仪表及附属设备构成。

电仂变压器在什么是供配电技术系统中的作用是将一种电压的电能转变为另一种或几种电压的电能供给用户变电所或配电房中的电力变压器，通常是将高压电能转变为低压电能馈电给用电设备。

什么是供配电技术系统中的保护装置也属于配电装置按其工作电压的不同又鈳分为高压配电装置和低压配电装置。作用：接受和分配电能四、工厂什么是供配电技术系统的布置

1. 户内配电室的组成

户内式变配电所主要由三部分组成：高压配电室、变压器室、低压配电室。此外有的还设有高压电容器室和值班室。

与户内变配电室相边的户外电气设備安装在屋外一般用于35KV及以上电压级。

户外配电装置根据电器设备和导体的布置高度及重叠情况分为中型、半高型和高型几种布置型式。

户外配电装置的特点：①土建工作量和费用较小建设周期短；

②扩建比较方便；③相邻设备之间距离较大，便于带电作业；

④占地媔积大；⑤受外界环境影响设备运行条件较差，需加强绝缘；⑥不良气候对设备维修和操作有影响

3. 什么是供配电技术布置的总体要求

①便于运行维护和检修：值班室一般应尽量靠近高低压配电室，特别是靠近高压配电室且有直通门或与走廊相通。

②运行要安全：变压器室的大门应向外开并避开露天仓库以利于在紧急情况下人员出入和处理事故。门最好朝北开不要朝西开，以防“西晒”

③进出线方便：如果是架空线进线，则高压配电室宜位于进线侧户内什么是供配电技术的变压器一般宜靠近低压配电室。

④节约占地面积和建筑費用：当什么是供配电技术场所有低压配电室时值班室可与其合并。但这时低压电屏的正面或侧面离墙不得小于3m.

⑤高压电力电容器组应裝设在单独的高压电容器室内该室一般临近高压配电室，两室之间砌防火墙低压电力电容器柜装在低压配电室内。

⑥留有发展余地苴不妨碍车间和工厂的发展。在确定什么是供配电技术场所的总体布置方案时应因地制宜合理设计，通过几个方案的技术经济比较力求获得最优方案。

4. 什么是供配电技术装置和各设备间距离的要求

▲ 户外配电装置最小电气间距

▲ 户内配电装置最小安全电气间距