供电系统.docx

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供电系统

学习《供电工程》课程的体会

通过一个学期对《供电工程》的学习，我认识到了供电系统的重要性。

供电系统就是由电源系统和输配电系统组成的产生电能并供应和输送给用电设备的系统。

电力供电系统大致可分为TN，IT，TT三种，其中TN系统又分为TN-C，TN-S，TN-C-S三种表现形式。

一.确定供电系统的原则：

确定供电系统的一般原则是：

供电可靠，操作方便、运行安全灵活，经济合理，具有发展的可能性。

（1）供电可靠性

供电可靠性是指供电系统不间断供电的可靠程度。

应根据负荷等级来保证其不同的可靠性。

在设计时，不考虑双重事故。

（2）操作方便，运行安全灵活

供电系统的接线应保证在正常运行和发生事故时操作和检修方便、运行维护安全可靠。

为此，应简化接线，减少供电层次和操作程序。

（3）经济合理

接线方式在满足生产要求和保证供电质量的前提下应力求简单，以减少投资和运行费用，并应提高供电安全性。

（4）具有发展的可能性

接线方式应保证便于将来发展，同时能适应分期建设的需要。

二.供电系统的接线方式：

（1）供电系统按系统接线布置方式可分为放射式、干线式、环式及两端电源供电式等接线系统；

（2）按运行方式可分为开式和闭式接线系统；

（3）按对负荷供电可靠性的要求可分为无备用和有备用接线系统。

在有备用接线系统中，其中一回线路发生故障时，其余线路能保证全部供电的成为完全备用系统；如果只能保证对重要用户的供电，则成为不完全备用系统。

备用系统的投入方式可分为手动投入、自动投入和经常投入等几种。

三.TN系统：

在TN系统中，所有电气设备的外露可导电部分均接到保护线上，并与电源的接地点相连，这个接地点通常是配电系统的中性点。

TN系统，称作保护接零。

当故障使电气设备金属外壳带电时，形成相线和地线短路，回路电阻小，电流大，能使熔丝迅速熔断或保护装置动作切断电源。

TN系统的电力系统有一点直接接地，电气装置的外露可导电部分通过保护导体与该点连接。

TN系统通常是一个中性点接地的三相电网系统。

其特点是电气设备的外露可导电部分直接与系统接地点相连，当发生碰壳短路时，短路电流即经金属导线构成闭合回路。

形成金属性单相短路，从而产生足够大的短路电流，使保护装置能可靠动作，将故障切除。

如果将工作零线N重复接地，碰壳短路时，一部分电流就可能分流于重复接地点，会使保护装置不能可靠动作或拒动，使故障扩大化。

在TN系统中，也就是三相五线制中，因N线与PE线是分开敷设，并且是相互绝缘的，同时与用电设备外壳相连接的是PE线而不是N线。

因此我们所关心的最主要的是PE线的电位，而不是N线的电位，所以在TN-S系统中重复接地不是对N线的重复接地。

如果将PE线和N线共同接地，由于PE线与N线在重复接地处相接，重复接地点与配电变压器工作接地点之间的接线已无PE线和N线的区别，原由N线承担的中性线电流变为由N线和PE线共同承担，并有部分电流通过重复接地点分流。

由于这样可以认为重复接地点前侧已不存在PE线，只有由原PE线及N线并联共同组成的PEN线，原TN-S系统所具有的优点将丧失，所以不能将PE线和N线共同接地。

由于上述原因在有关规程中明确提出，中性线（即N线）除电源中性点外，不应重复接地。

TN－S系统：

该系统中保护线和中性线分开，系统造价略贵。

除具有TN-C系统的优点外，由于正常时PE线不通过负荷电流，故与PE线相连的电气设备金属外壳在正常运行时不带电，所以适用于数据处理和精密电子仪器设备的供电，也可用于爆炸危险环境中。

在民用建筑内部、家用电器等都有单独接地触点的插头。

采用TN-S供电既方便又安全。

TN－C系统：

该系统中保护线与中性线合并为PEN线，具有简单、经济的优点。

当发生接地短路故障时，故障电流大，可使电流保护装置动作，切断电源。

该系统对于单相负荷及三相不平衡负荷的线路，PEN线总有电流流过，其产生的压降，将会呈现在电气设备的金属外壳上，对敏感性电子设备不利。

此外，PEN线上微弱的电流在危险的环境中可能引起爆炸，所以有爆炸危险环境不能使用TN-C系统。

TN-C-S系统：

该系统PEN线自A点起分开为保护线（PE）和中性线（N）。

分开以后N线应对地绝缘。

为防止PE线与N线混淆，应分别给PE线和PEN线涂上黄绿相间的色标，N线涂以浅蓝色色标。

此外，自分开后，PE线不能再与N线再合并。

TN－C-S系统是一个广泛采用的配电系统，无论在工矿企业还是在民用建筑中，其线路结构简单，又能保证一定安全水平。

四.TT系统：

在电源中性点直接接地的三相四线系统中，所有设备的外露可导电部分均经各自的保护线PE分别直接接地，称之为TT供电系统。

第一个符号T表示电力系统中性点直接接地，第二个符号T表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。

在TT系统中负载的所有接地均称为保护接地，如图所示。

这种供电系统的特点如下：

1）当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。

但是，低压断路器（自动开关）不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险电压。

2）当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，困此TT系统难以推广。

3）TT系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。

现在有的建筑单位是采用TT系统，施工单位借用其电源作临时用电时，应用一条专用保护线，以减少需接地装置钢材用量。

把新增加的专用保护线PE线和工作零线N分开，其特点是：

①共用接地线与工作零线没有电的联系；

②正常运行时，工作零线可以有电流，而专用保护线没有电流；

③TT系统适用于接地保护占很分散的地方。

五.IT系统：

IT系统是指在电源中性点不接地系统中，将所有设备的外露可导电部分均经各自的保护线PE分别直接接地，称之为IT供电系统。

IT系统一般为三相三线制。

IT方式供电系统I表示电源侧没有工作接地，或经过高阻抗接地。

第二个字母T表示负载侧电气设备进行接地保护。

IT方式供电系统在供电距离不是很长时，供电的可靠性高、安全性好。

一般用于不允许停电的场所，或者是要求严格地连续供电的地方，例如电力炼钢、大医院的手术室、地下矿井等处。

地下矿井内供电条件比较差，电缆易受潮。

运用IT方式供电系统，即使电源中性点不接地，一旦设备漏电，单相对地漏电流仍小，不会破坏电源电压的平衡，所以比电源中性点接地的系统还安全。

但是，如果用在供电距离很长时，供电线路对大地的分布电容就不能忽视了。

在负载发生短路故障或漏电使设备外壳带电时，漏电电流经大地形成回路，保护设备不一定动作，这是危险的。

只有在供电距离不太长时才比较安全。

这种供电方式在工地上很少见。

六.供电系统的继电保护：

一.继电保护的任务与基本原理

由于自然条件（如雷击等），电器元件（如变压器，母线，电缆，电力电容器，电动机等）制造质量，运行维护诸多方面因素，供电系统发生短路故障或异常运行状态是不可能完全避免的。

继电保护的基本任务在于：

1.有选择性将故障元件从供电系统中快速，自动的切除，使其损坏程度降至最低，并保证最大限度的迅速恢复无故障部分的正常运行。

2.反应电器元件的异常运行状态，根据运行维护的具体条件和设备的承受能力，发出警报信号，减负荷或延时跳闸。

二.对继电保护装置的基本要求

1.选择性

当供电系统发生故障时，只有离故障最近的保护装置动作，切除故障，而供电系统的其它部分仍然正常运行。

满足这一要求的动作，称为“选择性动作”。

2.速动性

为了防止故障扩大，减轻其危害程度，并提高电力系统运行的稳定性，因此在系统发生故障时，保护装置应尽快的动作，切除故障。

3.可靠性

保护装置在应该动作时必须动作，不应该拒动作；而在不应该动作时不能误动作。

保护装置的可靠程度，与保护装置的元件质量，接线方案以及安装，整定和运行维护等多种因素有关。

4.灵敏度

保护装置的灵敏度是表征保护装置对其保护区内故障和不正常工作状态反映能力的一个参数。

如果保护装置对其保护区内极轻微的故障都能及时的反应动作，就说明保护装置的灵敏度高。

二.保护继电器

（一）保护继电器的分类

继电器是一种在其输入的物理量（电量或非电量）达到规定值时，其电器输出电路被接通（导通）或分断（关断）的自动电器。

继电器按其输入量性质分为电器继电器和非电器继电器两大类；按其用途可分为控制继电器和保护继电器两大类。

保护继电器按其在继电保护装置电路中的功能，可分测量继电器和有或无继电器两大类。

测量继电器装设在继电保护装置的第一级，用来感应被保护元件的特性量变化。

当其特性量达到动作时即行动作，它属于主继电器或起动继电器。

有或无继电器是一种只按电气量是否在其工作范围内或者为零时而动作的电气继电器，包括时间继电器，中间继电器，信号继电器等。

在继电器保护装置中用来实现特定逻辑功能的，属于辅助继电器，过去亦称逻辑继电器。

保护继电器按其组成元件分，有机电型，电子型，微机型三大类。

机电型继电器按其结构原理分，有电磁式，感应式等继电器。

保护继电器按其感应的物理量分，有电流继电器，电压继电器，功率继电器，气体继电器等。

保护继电器按其反应的数量变化分，有过量继电器和欠量继电器。

由于机电型继电器具有简单可靠，便于维修等特点，因此在我国中小型用户供电系统中仍普遍应用。

电子型继电器又称静态继电器，是用模拟电子电路及部分数字电子电路构成的继电器。

微机型继电器又称数字式继电器，是以微处理器（MPU）为核心组成的新型继电保护装置。

三.配电线路的保护装置

一般电力用户的高压配电线路基本上是开式单端电源配电网络，线路不是很长，容量不是很大，因此其继电保护装置通常比较简单。

按GB50062-1992《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》规定：

对3~66KV电力线路，应装设相间短路保护，单相接地保护和过负荷保护。

作为线路的相间短路保护，主要采用带时限的过电流保护和瞬时动作的电流速断保护。

相间短路保护应动作于断路器的跳闸机构，使断路器跳闸，切除短路故障部分。

作为单相接地保护，有两种形式：

1.绝缘监视装置。

装设在交配电所的高压母线上，动作于信号。

2.有选择性的单相接地保护（零序电流保护）。

亦动作于信号，但当危及人身和设备安全是，则应动作于跳闸。

但对于中性点经小电阻接地的电力系统，应采用有选择性的单相接地保护，动作于跳闸。

对可能经常过负荷的电缆线路，按GB50062-1992规定，应装设过负荷保护，动作于信号。

七.供电系统的防雷

1.防雷设备

防雷设备由接闪器，引下线，接地装置组成。

接闪器是专门用来接受直接雷击的金属物体。

引线下是接闪器于接地装置之间的连接线，其作用是将接闪器上的雷电流安全引入接地装置中。

此外，电力系统中，还采用避雷器来有效防止雷电波沿输电线路的传播。

2.防雷措施

1.架空输电线路的防雷措施简述

a.采用瓷横担，增加绝缘子数量或采用较高绝缘水平的绝缘子等，增强供电线路绝缘水平。

b.架设避雷线，或在三角形排列的三相输电线路的顶线上安装保护间隙。

c.装设自动重合装置。

雷电波的持续时间短雷电波消失后通过在架空线路上装设的自动重合装置，使输电线路的断路器在短时间内迅速自动重合，尽快恢复供电。

d.在绝缘薄弱点加装避雷器。

根据实际需要，架空输电线路的个别防雷薄弱地点可加装管形避雷器或保护间隙，以提高防雷能力。

2.交配电所的防雷措施

户外交配电所中，一般采用避雷针作为直击雷的防护装置，并要求所有被保护的电气设备和建筑物均应处于避雷针的保护范围之内。

为了防止反击事故的发生，避雷针与被保护的建筑物和电器设施应保持一定的安全距离，工程上的安全距离应大于5m。

交配电所中一般需要通过装设阀式避雷器或氧化锌避雷器对变压器进行雷电侵入波的防护。

总之，通过一个学期对本课程的学习，我学到了不少知识，受益匪浅。

姓名：

许振

班级：

机自2班

序号：

22号

学号：

24091900309