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1-3 电力系统的中性点运行方式
发电机和变压器的中性点有三种运行方式： 电源中性点不接地------小接地电流系统 中性点经阻抗接地------小接地电流系统 中性点直接接地--------大接地电流系统
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我国3～66kV系统，特别是3～10kV系统，一 般采用中性点不接地的运行方式。如单相接地电 流大于一定数值时(3～10kV系统中接地电流大于 30A、20kV及以上系统中接地电流大于10A时)， 则应采用中性点经消弧线圈接地的运行方式。我 国110kV及以上的系统，则都采用中性点直接接 地的运行方式。
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核能发电厂生产过程示意图
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风力发电装置示意图
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1-转子 2-升速装置 3-发电机 4-控制装置 5-底板 6-定向装置 7-支撑铁塔 8-控制箱 9-基座 10-电力电缆 11-升压站
二、电力系统简介
在各个发电厂、变电站和电力用户之间，用 不同电压的电力线路，将它们连接起来，这些不 同电压的电力线路和变电站的组合，称为电力网。
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一、中性点不接地的电力系统
三个相的相电压 UU，UV ,UW 是对称的
正常运行时的中性点不接地的电力系统
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三个相的对地电
容电流
•
I
CO
也是平
衡的
三个相的电容电流 的相量和为零，没 有电流在地中流动。 各相对地的电压， 就等于各相的相电 压。
单相接地时的中性点不接地的电力系统
•
•
•
•
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从供电的安全性和可靠性来说，6kV与10kV也 差不多。而从适应发展来说，10kV更优于6kV。 实践运行结果表明采用10kV电压较采用6kV电 压更适应于发展，输送功率更大，输送距离更远。
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如果当地的电源电压为35kV或66kV，而 厂区环境条件又允许采用35kV或66kV架空线 路，则可考虑采用35kV或66kV作为高压配电 电压深入企业各车间负荷中心，并经车间变 电站直接降为低压用电设备所需的电压。
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4．电力变压器的额定电压
（1）电力变压器一次绕组的额定电压 当变压器直接与发电机相连时，如图中的变压
器T1，其一次绕组额定电压应与发电机额定电压相 同，即高于同级电网额定电压5％。
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（2）电力变压器二次绕组的额定电压 变压器二次侧供电线路较长(如为较大的高压电
网)时，其二次绕组额定电压应比相联电网额定电压 高10％，其中有5％是用于补偿变压器满负荷运行时 绕组内部约5％的电压降；此外变压器满负荷时输出 的二次电压还要高于所联电网额定电压5％，以补偿 线路上的电压降。
电力变压器额定电压（kV）
论 一次绕组
二次绕组
低
0.38
0.40
0.40
0.66
0.69
( GB 156—93)
定我
电国
压三
据
相 交
流
电
网
和高
电压 力
设
备
的
额
3
3.15
3及3.15
3.15及3.3
6
6.3
6及6.3
6.3及6.6
10
10.5
10及10.5
10.5及11
13.8，15.75，18 13.8，15.75，18
率因数也偏低。属于供电系统 的不良用户。
机床上的某 运转时间短而间歇时间长，在 些辅助电动 企业中应用较少。 机等。
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IC
续表
电炉类 电焊类
电弧炉 感应电炉 电阻炉 交流电焊机
直流电焊机
单台容量大，由于接近电阻负载，故功率因数
也较高。起始熔炼期间单相负荷波动大，因此能 引起很大的电网波动。需通过专用的电炉变压器 供电，多用于加热金属或对金属进行热处理
由发电厂的电气设备、不同电压的电力网和 电力用户的用电设备所组成的一个发电、变电、 输电、配电和用电的整体，称为电力系统。
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电力系统和电力网示意图
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三、对电力系统的基本要求
(1)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。 (2)可靠 应满足电能用户对供电可靠性的要求。 (3)优质 应满足电能用户对电压和频率等质量的要 求。 (4)经济 供电系统的投资要少，运行费用要低，并 尽可能地节约电能和减少有色金属消耗量。
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在电源中性点经消弧线圈接地的三相系统 中，与中性点不接地的系统一样，允许在发生 单相接地故障时短时(一般规定为两小时)继续 运行。在此时间内，应积极查找故障；在暂时 无法消除故障时，应设法将负荷转移到备用线 路上去。如发生单相接地危及人身和设备安全 时，则应动作于跳闸。
中性点经消弧线圈接地的电力系统，在单 相接地时，其它两相对地电压也要升高到线电 压，即升高为原对地电压的 3 倍
3ICO
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IW 3ICO
注意
在中性点不接地的系统中，应该装设专门的 单相接地保护或绝缘监视装置，在系统发生单相 接地故障时，给予报警信号，提醒供电值班人员 注意，及时处理；当危及人身和设备安全时，单 相接地保护则应动作于跳闸。
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二、中性点经消弧线圈接地的电力系统
为防止单相接地时接地点有断续电弧，引起过电压， 在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，电源 中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方法。
电系统中，均为中性点直接接地系统，在发生单相
接地故障时，一般能使保护装置迅速动作，切除故
障部分，比较安全。如加装漏电保护器，则对人身
安全有更好的保障。
想
一 想
在我国，220/380V
系统是中性点运行方式
的哪一种？为什么？ 返回
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IC
1-4 企业常见的电气设备
设备类型
无需 调速
持续 运行 （长 期） 工作 制
分为中频和高频两种，需要系数较高，但功率 因数很低，必须采取措施提高功率因数
容量各异，由于是电阻特性，负荷稳定，需要 系数较高，而且功率因数很高
常用的是工频单相电焊机。还有三 相多头电焊机，其负荷不完全对称， 但比单相电焊机稍好一些。供电电压 为220V或380V，功率因数很低
2．用电设备的额定电压 用电设备的额定电
压规定与同级电网的额 定电压相同。
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3．发电机的额定电压
由于电力线路允许的电压偏差一般为±5％， 即整个线路允许有10％的电压损耗值，因此，为 了维持线路的平均电压额定值，线路首端(电源端) 的电压可较线路额定电压高5％，而线路末端则可 较线路额定电压低5％。所以，规定发电机额定电 压高于同级电网额定电压5％。
－
－
20，22，24，26 20，22，24，26
35
－
35
38.5
66
－
66
72.6
110
－
110
121
220
－
220
242
330
－
330
363
500
－
500
550
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1．电网(线路)的额定电压 供电线路的额定电压采用始端电压和末端电压
的算术平均值，这个电压也就是电力网的额定电压。 它是确定各类电力设备额定电压的基本依据。
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IC
三、中性点直接接地的电力系统
单相短路电流比线路的正常负荷电流大得多，因 此在系统发生单相短路时保护装置应动作于跳闸，切 除短路故障，使系统的其它部分恢复正常运行。
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•
IC
电力系统中性点接地方式
我国110kV及以上的高压、超高压系统的电源 中性点通常都采取直接接地的运行方式。在低压配
的功率因数。
卷取机、连续 铸管机、烧结 机等。
正常运行时负荷稳定，持续运行。但在 运转过程中需要对其速度进行调节，多 采用直流电动机拖动。从供电系统所取 用的电能的需要系数均较上述的持续运 行工作制的电气设备低。
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IC
反复 短时 工作 制
短时 工作 制
续表
用于桥式起 运转与间歇是交替进行，在正 重机、提升 常运行时负荷不稳定，必须选 机、卷扬机、用反复短时工作制的电动机。 各种轧钢机 这类设备需用系数较低，供电 等机械的拖 设备除了短时承受冲击负荷以 动电动机。 外，经常处于低负载状态，功
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1-2 电力系统的电压
一、电力网和电气设备的额定电压
按照国家标准GB156—93《标准电压》规 定，我国三相交流电网和发电机的额定电压， 如下表所示。表中的变压器一、二次绕组额定 电压，是依据我国生产的电力变压器标准产品 规格确定的。
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分 类
电网和用电 设备额定电 压（kV）
发第电（机一k额章V定）电压概
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高压配电电压（6～10kV）的选择： 企业采用的高压配电电压通常为3～10kV，从技
术经济指标来看，最好采用10kV。 低压配电电压的选择：
除特殊情况，企业的低压配电电压。一般采用 220／380V，其中线电压380V接三相动力设备及 380V的单相设备，相电压220V接一般照明灯具及其 它220V的单相设备。
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能量转换过程
风力的动能→机械能 →电能
地热发电厂
能量来源 地球内部蕴藏的大 量地热能。
工作原理 基本与火力发电的原 理一样。不同的是利用的 能源是地热能（天然蒸汽 和热水）
能量转换过程 地下热能→机械能→电能
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太阳能发电厂
能量来源 太阳光能或太阳热能。
工作原理 通过太阳能电池板 等，直接将太阳的辐射 能转换为电能。 能量转换过程 太阳的辐射能→电能