电力系统组成电子教案

1、现代现代(xindi)供电技术供电技术第一页，共21页。目目 录录v第一章第一章 供电系统基本概念供电系统基本概念v第二章第二章 负荷计算负荷计算v第三章第三章 短路电流计算短路电流计算v第四章第四章 供电系统电气设备选择供电系统电气设备选择v第五章第五章 电力线路电力线路v第六章第六章 供电系统继电保护原理供电系统继电保护原理v第七章第七章 微机保护原理微机保护原理v第八章第八章 企业用电的无功补偿及谐波抑制企业用电的无功补偿及谐波抑制v第九章第九章 过电压及其保护过电压及其保护v第十章第十章 变电站二次接线变电站二次接线v第十一章第十一章 配电自动化配电自动化v第十二章第十二章 特殊行业特

2、殊行业(hngy)(hngy)的安全供电的安全供电第二页，共21页。第一章第一章 供电系统供电系统(n din x tn)基本概念基本概念v1.1、电力系统(din l x tn)组成v1.2、供电系统及接线方式v1.3、电网中性点及运行方式第三页，共21页。1.1 电力系统电力系统(din l x tn)组成组成v一、电力系统的基本概念一、电力系统的基本概念v1、电力系统概念、电力系统概念v由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户(yngh)有机连接起来的整体。有机连接起来的整体。v电力系统包括发电、变电、输电、配电直到用电这电力系统包括发电、变电、输电、

3、配电直到用电这样一个全过程。样一个全过程。第四页，共21页。2、发电厂、发电厂v概念：生产电能的工厂，把各种天然能源概念：生产电能的工厂，把各种天然能源(nngyun)转化电转化电能。能。v分类：按发电厂能源分类：按发电厂能源(nngyun)取得的方式不同分类取得的方式不同分类火力发电厂火力发电厂水力发电水力发电(shu l f din)厂厂核电厂核电厂其它其它(qt)形式形式电厂电厂柴油机厂柴油机厂太阳能电厂太阳能电厂风力电厂风力电厂潮汐电厂潮汐电厂地热电厂地热电厂7020小容量的电厂：小容量的电厂：利用一次能源发电的电厂利用一次能源发电的电厂：第五页，共21页。3、变电所、变电所v（1）概

4、念：变换电压和交换电能的场所）概念：变换电压和交换电能的场所v（2）组成）组成(z chn)：变压器及配电装：变压器及配电装置置v（3）分类）分类升压升压(shn y)变电所变电所降压降压(jin y)变电所变电所按其在电力系统中的地位和作用分按其在电力系统中的地位和作用分区域变电所区域变电所企业变电所企业变电所车间变电所车间变电所按变压器的性质和作用分按变压器的性质和作用分第六页，共21页。4、电力、电力(dinl)用户用户v概念：在各行各业中所应用的各类用电设备统称为电力用概念：在各行各业中所应用的各类用电设备统称为电力用户户v电力系统中，通常将某一个企业或由同一电力系统中，通常将某一个企

5、业或由同一(tngy)线路供电线路供电的多个企业用电设备的总和看作一个电力用户。的多个企业用电设备的总和看作一个电力用户。第七页，共21页。5、电力网v（1）概念：）概念：v在电力系统中，由升压和降压变电所通过输、配电线路连接起在电力系统中，由升压和降压变电所通过输、配电线路连接起来的部分。来的部分。v（2）作用）作用v 输送、变换和分配电能。输送、变换和分配电能。v 联系发电厂和电力用户的中间环节。联系发电厂和电力用户的中间环节。v综上所述，电力系统综上所述，电力系统=发电厂发电厂+电力网电力网+电力用户电力用户v电力系统、电力网构成示意图如图电力系统、电力网构成示意图如图1-1,v电力系统

6、组成电力系统组成(z chn)举例：图举例：图1-2第八页，共21页。图图11 电力系统电力系统(din l x tn)、电力网构、电力网构成示意图成示意图电力用户电力用户G输电线路输电线路配电线路配电线路电力网电力网电力系统电力系统升压变电所升压变电所降压变电所降压变电所发电厂发电厂第九页，共21页。图图12电力系统电力系统(din l x tn)组成组成举例举例第十页，共21页。6、电力系统、电力系统(din l x tn)运行的特点运行的特点va.a.发电发电(fdin)(fdin)机在某一时刻发出的电能，经过输电线路立刻送机在某一时刻发出的电能，经过输电线路立刻送给了用电设备，而用电设

7、备立刻又转换为其他形式的能量，发电给了用电设备，而用电设备立刻又转换为其他形式的能量，发电(fdin)(fdin)供电用电的全过程是在一瞬间完成的。供电用电的全过程是在一瞬间完成的。vb.b.发电发电(fdin)(fdin)量随用电量的变化而变化，生产量和消费量是严量随用电量的变化而变化，生产量和消费量是严格平衡的。格平衡的。v 电能用户如何用电、用多少电，电网及电气设备的工作状态等电能用户如何用电、用多少电，电网及电气设备的工作状态等都会影响系统运行。都会影响系统运行。vc.c.电力系统的暂态过程非常迅速，以电力系统的暂态过程非常迅速，以10103 310106s6s计。计。vd.d.对电能

8、质量（电压和频率）要求非常严格。对电能质量（电压和频率）要求非常严格。ve.e.一旦中断供电可能给国民经济和人民生活造成重大损失。一旦中断供电可能给国民经济和人民生活造成重大损失。vf.f.电能目前还不能大量存储。电能目前还不能大量存储。第十一页，共21页。7、电力系统、电力系统(din l x tn)接线图接线图第十二页，共21页。二、电力系统二、电力系统(din l x tn)的电压等级的电压等级v1、额定电压：（铭牌上所标的电压）、额定电压：（铭牌上所标的电压）v定义：能使受电器（电机、变压器、用电设备）正常定义：能使受电器（电机、变压器、用电设备）正常工作的电压。工作的电压。v2、我国

9、额定电压等级、我国额定电压等级v为了使电力工业和电力制造业的生产标准化、统一化、为了使电力工业和电力制造业的生产标准化、统一化、系列化，世界上许多国家和组织都制定系列化，世界上许多国家和组织都制定(zhdng)了有了有关额定电压的标准。关额定电压的标准。v我国电力网额定电压等级如下：我国电力网额定电压等级如下：v0.22、0.38、3、6、35、（、（60）、）、110、220、330、500、750 、1000KV第十三页，共21页。低压低压(dy)电网：电网：3KV以下以下高压电网：高压电网：3330KV超高压电网：超高压电网：3301000KV特高压电网：特高压电网：1000KV及以上及

10、以上1000KV电网简介：电网简介：2006年年8月月19日，我国首条日，我国首条1000kV特高压示范线路工程开工建设特高压示范线路工程开工建设 。中国电网开始迈向世界。中国电网开始迈向世界电网科技巅峰。这一天，必将载入史册。电网科技巅峰。这一天，必将载入史册。据悉，有据悉，有30多位院士、多位院士、300多名教授、多名教授、800名高级工程师及博士在内的名高级工程师及博士在内的2000多名科技工作者多名科技工作者参与了这一举世瞩目的输电工程研究和设计。参与了这一举世瞩目的输电工程研究和设计。线路全长约线路全长约653.8千米，包括三站两线，起于山西省长治的晋东南变电站，经河南省南阳开千米，

11、包括三站两线，起于山西省长治的晋东南变电站，经河南省南阳开关站，止于湖北省荆门变电站，联接华北、华中两大电网，将于关站，止于湖北省荆门变电站，联接华北、华中两大电网，将于2008年建成投运。年建成投运。中国电机工程学会理事长陆延昌用几组数字说明特高压电网的优势：一回中国电机工程学会理事长陆延昌用几组数字说明特高压电网的优势：一回1000千伏特高压千伏特高压交流交流(jioli)输电线路输送功率接近输电线路输送功率接近500万千瓦，约为万千瓦，约为500千伏线路的千伏线路的45倍；同时特高压交倍；同时特高压交流流(jioli)线路在输送功率相同的情况下，可将最远送电距离延长线路在输送功率相同的情

12、况下，可将最远送电距离延长3倍，而损耗只有倍，而损耗只有500千伏千伏线路的线路的2540。输送同样的功率，采用。输送同样的功率，采用1000千伏线路与千伏线路与500千伏线路相比，可节省千伏线路相比，可节省60%土地资源土地资源电网电网(dinwng)分类分类第十四页，共21页。3、各种( zhn)电气设备的额定电压 v 因为在输电线路输送负荷电流时必然要产生电压损失，为了保证因为在输电线路输送负荷电流时必然要产生电压损失，为了保证(bozhng)电网末端的用电设备电网末端的用电设备工作在正常电压下，国家规定：工作在正常电压下，国家规定：v（1）电力网及用电设备的额定电压）电力网及用电设备的

13、额定电压v用电设备容许的电压偏移一般为用电设备容许的电压偏移一般为5%，沿线电压降落一般为，沿线电压降落一般为10%，因而要求线路始端电压为额定值，因而要求线路始端电压为额定值的的1.05倍，并使末端电压不低于额定值的倍，并使末端电压不低于额定值的0.95倍。倍。 v可取线路始末两端电压的平均值可取线路始末两端电压的平均值Uav作为电力网的额定电压。作为电力网的额定电压。v用电设备额定电压用电设备额定电压=同级电网的额定电压同级电网的额定电压UNU1=1.05UNU3=0.95UNU2=UN123T第十五页，共21页。（2 2）发电机额定）发电机额定( dng)( dng)电压电压v发电机通常

14、发电机通常(tngchng)(tngchng)接于线路始端，因此接于线路始端，因此发电机的额定电压为线路额定电压的发电机的额定电压为线路额定电压的1.051.05倍倍vUGN UGN UNUN（1 15 5）v例如：例如：v线路电压为线路电压为10KV10KV，则，则 发电机电压为发电机电压为10.5KV.10.5KV.第十六页，共21页。（3）变压器额定）变压器额定( dng)电压电压v变压器具有发电机和负荷的双重地位，它的一次侧是接受电能的，变压器具有发电机和负荷的双重地位，它的一次侧是接受电能的，相当于用电设备；二次侧是送出电能的，相当于发电机。相当于用电设备；二次侧是送出电能的，相当于

15、发电机。v变压器一次侧额定电压：变压器一次侧额定电压：v变压器一次侧额定电压取等同于用电设备额定电压；变压器一次侧额定电压取等同于用电设备额定电压；v对于直接和发电机相联的变压器，其一次侧额定电压等于发电对于直接和发电机相联的变压器，其一次侧额定电压等于发电机的额定电压，即：机的额定电压，即：U1NUGN UN（15）v变压器二次侧额定电压：变压器二次侧额定电压：v当距用电设备较近时，取比线路额定电压高当距用电设备较近时，取比线路额定电压高5%。v当距用电设备较远时，变压器二次额定电压取比线当距用电设备较远时，变压器二次额定电压取比线 路额定电压路额定电压高高10%。v因变压器二次侧额定电压规

16、定为空载时的电压，高出的因变压器二次侧额定电压规定为空载时的电压，高出的10电压电压其中有其中有5用来补偿正常负载时变压器内部用来补偿正常负载时变压器内部(nib)阻抗和线路阻阻抗和线路阻抗所造成的损失。抗所造成的损失。第十七页，共21页。10.5KV10.5KV/242KV10.5KV/3.15KV220KV/121KV/38.5KV35KV/6.6KVGT110KVT4T2T3D1220KV110KV6KV35KV3KV举例举例(j l)：已知线路额定电压如图所示，请标出发电机额定电压和变压器已知线路额定电压如图所示，请标出发电机额定电压和变压器T1、T2、T3、T4 一、二一、二次侧的额

17、定电压。次侧的额定电压。发电机额定发电机额定( dng)电压：比同级电网高电压：比同级电网高5，为，为10（15）10.5KV；变压器变压器T1一次侧额定电压一次侧额定电压(diny)：等于发电机额定电压：等于发电机额定电压(diny)，所以为，所以为10.5KV 变压器变压器T2一次侧额定电压：相当于用电设备额定电压，所以为一次侧额定电压：相当于用电设备额定电压，所以为220KV 变压器变压器T1二次侧额定电压：比同级电网线路高二次侧额定电压：比同级电网线路高10，为，为220（110）242KV变压器变压器T2中压侧（二次侧）额定电压：比同级电网线路高中压侧（二次侧）额定电压：比同级电网线

18、路高10，为，为110（110）121KV变压器变压器T2低压侧（二次侧）额定电压：比同级电网线路高低压侧（二次侧）额定电压：比同级电网线路高10，为，为35（110）38.5KV第十八页，共21页。2、供电系统、供电系统(n din x tn)电压电压等级的确定等级的确定v（1）技术指标）技术指标v包括电能质量，供电的可靠性，配电的合理性及适应将来发展的包括电能质量，供电的可靠性，配电的合理性及适应将来发展的情况情况(qngkung)v（2）经济指标）经济指标v包括基建投资，有色金属消耗量，年电能损失费及年维修费等。包括基建投资，有色金属消耗量，年电能损失费及年维修费等。v（3）与输送距离和容量有关）与输送距离和容量有关vS= UIv当当S一定时，一定时，U愈高，愈高，I愈小，线路上电压与功率损耗愈小，电力愈小，线路上电压与功率损耗愈小，电力传输距离愈长，所需导线截面积愈小，投资愈少。传输距离愈长，所需导线截面积愈小，投资愈少。v当当I一定时，一定时，U愈高，愈高，S愈大。愈大。v当经济技术指标相差不大时，应优先选用电压等级较高的方案。当经济技术指标相差不大时，应优先选用电压等级较高的方案。3第十九页，共21页。电压等级电压等级(dngj)与输送容量和输送距离之间的与输送容量和输送距离之间的关系关系额定电压 (KV)输送功率(MW)输送距离(Km)60.11