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供配电系统的组成、额定电压、供电质量以及基本要求详解

2021-07-01 14:35:58

工厂供配电系统中,变配电所担负着接收电能、变换电压和分配电能的任务;配电线路承担着输送和分配电能的任务;树上鸟教育电气设计在线教学狄老师,用电设备指的是消耗电能的电动机、照明设备等。今天小编就大家分享关于供配电系统的相关知识,希望对初学者电气的朋友有用处。



述(Z多18字



1、供配电系统的组成



供配电系统是指所需的电力能源从进入建筑物或小区开始到所有用电设备终端的整个电路。建筑供配电系统由总降压变电所(或高压配电所)、高压配电线路、分变电所、低压配电线路及用电设备组成。



总降变电所是企业电能供应的枢纽。它将35kV~110kV的外部供电电源电压降为6~10kV高压配电电压,供给高压配电所、车间变电所和高压用电设备。



高压配电所集中接受6~10kV电压,再分配到附近各车间变电所或建筑物变电所和高压用电设备。一般负荷分散、厂区大的大型企业设置高压配电所。



配电线路分为6~10kV厂内高压配电线路和380/220V厂内低压配电线路。高压配电线路将总降变电所与高压配电所、车间变电所或建筑物变电所和高压用电设备联接起来。低压配电线路将车间变电所的380/220V电压送各低压用电设备。



车间变电所或建筑物变电所将6~10kV电压降为380/220V电压,供低压用电设备用。



用电设备按用途可分为动力用电设备、工艺用电设备、电热用电设备、试验用电设备和照明用电设备等。



(1)一次变压的供电系统



1) 具有高压配电所的一次变压系统



一般中型建筑或建筑群多采用6~10 kV电源进线,经高压配电所将电能分配给各分变电所,由分变电所将6~10 kV电压降至380/220 V供低压用电设备使用。同样,高压用电设备直接由高压配电所的6~10 kV母线供电,如图1.1所示



图1.1具有高压配电所的供电系统



2) 高压深入负荷中心的一次变压系统



对于某些中小型建筑或建筑群,如果本地电源电压为10 Kv,且各种条件允许时,可直接采用10 kV作为配电电压,将10 kV线路直接引入靠近负荷中心的变电所,再由变电所一次变压为380/220 V,供低压用电设备使用,如图1.2所示。



图1.2高压深入负荷中心的一次变压系统



3) 只有一个变电所的供电系统



对于小型建筑或建筑群,由于用电较少,通常只设一个将6~10 kV电压降为380/220 V电压的变电所,如图所示。



图1.3只有一个降压变电所的供电系统



(2)二次变压的供电系统



大型建筑群和某些负荷较大的中型建筑,一般采用具有总降压变电所的二次变压供电系统,如图1.4所示。



图1.4二次变压供电的供电系统



2、供配电额定电压



所谓额定电压,就是用电设备、发电机、变压器正常运行并具有Z经济的工作电压,也就是正常情况下所规定的电压。国家标准规定的三相交流电网和电气设备的额定电压。



(1)电力线路的额定电压



电力线路的额定电压等级是国家根据国民经济发展的需要及电力工业的水平,经全面技术经济分析后确定的,它是确定各类用电设备额定电压的基本依据。



(2)用电设备的额定电压



用电设备运行时,电力线路上要有负荷电流流过,因而在电力线路上引起电压损耗,造成电力线路上各点电压略有不同。但成批生产的用电设备,其额定电压不可能按使用地点的实际电压来制造,而只能按线路首端与末端的平均电压即电力线路的额定电压UN来制造。所以用电设备的额定电压与同级电力线路的额定电压是相等的。



(3)发电机的额定电压



由于同一等级电压的线路允许电压损耗为±5%即整个线路允许有10%的电压损耗,因此,为了维持线路首端与末端平均电压的额定值,线路首端(电源端)电压应比线路额定电压高5%而发电机是接在线路首端的,所以规定发电机的额定电压高于同级线路额定电压5%。



(4)电力变压器的额定电压



变压器一次绕组的额定电压当变压器直接与发电机相连,则其一次绕组的额定电压应与发电机额定电压相同,即高于同级线路额定电压5%当变压器不与发电机相连,而是连接在线路上,则可将变压器看作是线路上的用电设备,因此其一次绕组额定电压应与线路额定电压相同。



变压器二次绕组的额定电压变压器二次绕组的额定电压是指变压器一次绕组接上额定电压而二次绕组开路时的电压,即空载电压。变压器在满载运行时,二次绕组内约有5%的阻抗电压降,因此分两种情况讨论。



如果变压器二次侧供电线路很长(例如较大容量的高压线路) ,则变压器二次绕组额定电压一方面要考虑补偿变压器二次绕组本身5%的阻抗电压降,另一方面还要考虑变压器满载时输出的二次电压要满足线路首端应高于线路的额定电压5%以补偿线路上的电压损耗。



如果变压器二次侧供电线路不长(例如为低压线路或直接供电给高、低压用电设备的线路) ,则变压器二次绕组的额定电压只需高于其所接线路额定电压的5%即仅考虑补偿变压器内部5%的阻抗电压降,如图中变压器T2。



综上所述,在同一电压等级中,电力系统中各个环节(发电机、变压器、电力线路、用电设备)的额定电压数值并不都相同。



3、供配电的基本要求与供电质量



(1)基本要求



安全在电能的供应、分配和使用中,不应发生人身事故和设备事故。可靠应满足电能用户对供电可靠性的要求。优质应满足电能用户对电压质量和频率等方面的要求。经济应使供电系统的投资少、运行费用低,并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。



(2)供电质量包括电能质量和供电可靠性两方面



1)电能质量是指电压、频率和波形的质量。电能质量的主要指标有:频率偏差、电压偏差、电压波动和闪变、电压波形畸变引起的高次谐波及三相电压不平衡度等。



2)供电可靠性可用供电企业对电力用户全年实际供电小时数与全年总小时数(8760h)的百分比值来衡量,也可用全年的停电次数和停电持续时间来衡量。供电设备计划检修时,对35KV及以上电压供电的用户停电次数,每年不应超过1次;对于10KV供电的用户,每年停电次数不应超过3次。


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