第1章第三节电力系统的基本概念

1、 第三节 电力系统的基本概念二、电力系统的运行特点一、电力系统的联网运行三、对电力系统的要求四、电力系统的基本参数五、电力系统中性点的接地方式目 录CONTENTS一、电力系统的联网运行一、电力系统的联网运行我国的电网体制：1(电监会电监会)+2(电网公司电网公司)+5(发电集团发电集团)+4(辅业集团辅业集团)一、电力系统的联网运行一、电力系统的联网运行我国的电网体制：1(电监会电监会)+2(电网公司电网公司)+5(发电集团发电集团)+4(辅业集团辅业集团)一、电力系统的联网运行一、电力系统的联网运行我国的电网体制：1(电监会电监会)+2(电网公司电网公司)+5(发电集团发电集团)+4(辅业

2、集团辅业集团)我国的电网分布：一、电力系统的联网运行一、电力系统的联网运行电网联网：一、电力系统的联网运行一、电力系统的联网运行全国联网势在必行全国联网势在必行现在：现在： 7个跨省电网，个跨省电网，5个独立省网个独立省网2015年全国联网年全国联网：以三峡电站为中心，东西南北四方向联网以三峡电站为中心，东西南北四方向联网东西以送电和联网效益并重东西以送电和联网效益并重南北以获得联网效益为主，兼顾送电南北以获得联网效益为主，兼顾送电联网方案：联网方案：首先建成三峡电网（华东、华中、四川、重庆）首先建成三峡电网（华东、华中、四川、重庆）中部电网：以三峡电站为中心沿长江展开中部电网：以三峡电站为中

3、心沿长江展开北部电网：以华北为中心，与东北、山东联网，开发黄北部电网：以华北为中心，与东北、山东联网，开发黄河上游拉西瓦等水电站，实现与西北联网河上游拉西瓦等水电站，实现与西北联网南部电网：红水河、澜沧江、乌江流域、贵州煤炭基地南部电网：红水河、澜沧江、乌江流域、贵州煤炭基地电网联网的优越性：一、电力系统的联网运行一、电力系统的联网运行ABCD1、电能不易储存：二、电力系统运行的特点二、电力系统运行的特点快速转换、快速消费各个环节，紧密依赖，不容出错2、电能与国民经济关系密切：现代工业、农业、交通运输业等，人民日常生活都离不开电！3、过渡过程十分迅速：二、电力系统运行的特点二、电力系统运行的特

4、点光速传播正常操作、电力故障、时间极短对电力系统的基本要求：三、对电力系统的要求三、对电力系统的要求1、总装机容量：四、电力系统的基本参数四、电力系统的基本参数该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和。该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和。单位：千瓦（单位：千瓦（kWkW）、兆瓦（）、兆瓦（MWMW）、吉瓦（）、吉瓦（GMGM）、）、千万瓦（万）千万瓦（万）1 1万万kWkW=10000kW=10MW=0.01GW=10000kW=10MW=0.01GW2、年发电量：四、电力系统的基本参数四、电力系统的基本参数该系统中所有发电机组全年实际生产的电能总和。该系统中所有发电机组全年实际

5、生产的电能总和。单位：千瓦单位：千瓦时（时（kWhkWh）、兆瓦）、兆瓦时（时（MWhMWh）、吉瓦）、吉瓦时（时（GMhGMh）、）、亿千瓦亿千瓦时（亿）时（亿）1 1亿亿kWh=kWh=10000000kWh=100000MWh=100GWh10000000kWh=100000MWh=100GWh3、最大负荷：四、电力系统的基本参数四、电力系统的基本参数 一段时间内，全系统所有负荷消耗的有功功率总和的最大值。一段时间内，全系统所有负荷消耗的有功功率总和的最大值。总装机容量总装机容量最大负荷最大负荷(a）钢铁工业负荷钢铁工业负荷(b) 食品工业负荷食品工业负荷(c) 农村加工负荷农村加工负荷

6、(d) 市政生活负荷市政生活负荷 四、电力系统的基本参数四、电力系统的基本参数4、电压等级：四、电力系统的基本参数四、电力系统的基本参数我国规定的电力的电压等级（KV）：0.4、6、10、20、35、66、110、220、330、500、750KV 4、电压等级与输送容量、输送距离：四、电力系统的基本参数四、电力系统的基本参数5、额定频率：四、电力系统的基本参数四、电力系统的基本参数我国50Hz有些国家60Hz五、电力系统中性点的接地方式五、电力系统中性点的接地方式电力系统的中性点： 星形连接的变压器或发电机的中性点。 电力系统的中性点接地方式：不接地（小电流接地） 中性点不接地（中性点绝缘）

7、 中性点经消弧线圈接地直接接地（大接地电流）： 中性点直接接地 如何确定电力系统中性点接地方式 ？ 应从供电可靠性、绝缘投资、对通信线路的干扰、继电保护以及确保人身安全诸方面综合考虑。1.中性点不接地系统v 正常运行分析分析： （1）线电压与相电压关系；（线电压与相电压关系；（2）中性点电位；（）中性点电位；（3）对地电容电流与相电压关系）对地电容电流与相电压关系五、电力系统中性点的接地方式五、电力系统中性点的接地方式中性点不接地系统正常运行时的结论中性点不接地系统正常运行时的结论 ：三相电压对称，三相导线对地电容电流也是对称的，三相电容电流相量之三相电压对称，三相导线对地电容电流也是对称的，

8、三相电容电流相量之和为零，这说明没有电容电流经过大地流动。和为零，这说明没有电容电流经过大地流动。 1.中性点不接地系统v 单相（C相）接地分析：分析：（1）中性点对地电位；（）中性点对地电位；（2）非接地相对地电位；（）非接地相对地电位；（3）对地电容电流）对地电容电流五、电力系统中性点的接地方式五、电力系统中性点的接地方式中性点不接地系统单相接地故障的中性点不接地系统单相接地故障的结论结论1 1 ： 故障相对地电压降为零；非故障相对地电压升高为线电压，且相位相差故障相对地电压降为零；非故障相对地电压升高为线电压，且相位相差6 60 0。因此，。因此，线路及各种电气设备的绝缘要按线电压设计，

9、绝缘投资所占比重加大，显而易见，电压线路及各种电气设备的绝缘要按线电压设计，绝缘投资所占比重加大，显而易见，电压等级越高绝缘投资越大。等级越高绝缘投资越大。 三相之间的线电压仍然对称，用户的三相用电设备仍能照常运行，但允许继续运行三相之间的线电压仍然对称，用户的三相用电设备仍能照常运行，但允许继续运行的时间不能超过的时间不能超过2 2h h。1.中性点不接地系统中性点不接地系统五、电力系统中性点的接地方式五、电力系统中性点的接地方式中性点不接地系统单相接地故障的中性点不接地系统单相接地故障的结论结论2 2 ： 接地电流在故障处可能产生稳定的或间歇性的电弧。接地电流在故障处可能产生稳定的或间歇性

10、的电弧。如果接地电流大于如果接地电流大于3030A A时，将形成稳定电弧，成为持续性电弧接地，这将烧毁电气设备时，将形成稳定电弧，成为持续性电弧接地，这将烧毁电气设备和可能引起多相相间短路。和可能引起多相相间短路。如果接地电流大于如果接地电流大于5 5A10AA10A，而小于而小于3030A A，则有可能形成间歇性电弧；间歇性电弧容易引则有可能形成间歇性电弧；间歇性电弧容易引起弧光接地过电压，其幅值可达（起弧光接地过电压，其幅值可达（2.532.53）U U ，将危害整个电网的绝缘安全。将危害整个电网的绝缘安全。如果接地电流在如果接地电流在5 5A A以下，当电流经过零值时，电弧就会自然熄灭。

11、以下，当电流经过零值时，电弧就会自然熄灭。消弧线圈消弧线圈？ 安装在变压器或发电机中性点与大地之间的具有气隙铁芯的电抗安装在变压器或发电机中性点与大地之间的具有气隙铁芯的电抗器。器。2.2.中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地五、电力系统中性点的接地方式五、电力系统中性点的接地方式 消弧线圈的作用消弧线圈的作用 当发生单相接地故障时，接地故障相与消当发生单相接地故障时，接地故障相与消弧线圈构成了另一个回路，接地故障相接地弧线圈构成了另一个回路，接地故障相接地电流中增加了一个感性电流，它和装设消弧电流中增加了一个感性电流，它和装设消弧线圈前的容性电流的方向刚好相反，相互补线圈前的容性电流的方

12、向刚好相反，相互补偿，减少了接地故障点的故障电流，使电弧偿，减少了接地故障点的故障电流，使电弧易于自行熄灭，从而避免了由此引起的各种易于自行熄灭，从而避免了由此引起的各种危害，提高了供电可靠性。危害，提高了供电可靠性。 消弧线圈的补偿方式消弧线圈的补偿方式欠补偿方式欠补偿方式：按：按ILIC选择消弧线圈的电感，此时接地故障点有剩余的电感电流流选择消弧线圈的电感，此时接地故障点有剩余的电感电流流过。过。 在过补偿方式下，即使电力网运行方式改变而切除部分线路时，也不会发展成在过补偿方式下，即使电力网运行方式改变而切除部分线路时，也不会发展成为全补偿方式，致使电力网发生谐振。同时，由于消弧线圈有一定

13、的裕度，今后电为全补偿方式，致使电力网发生谐振。同时，由于消弧线圈有一定的裕度，今后电力网发展，线路增多、对地电容增加后，原有消弧线圈还可继续使用。因此，实际力网发展，线路增多、对地电容增加后，原有消弧线圈还可继续使用。因此，实际上大多采用过补偿方式。上大多采用过补偿方式。全补偿方式全补偿方式：按：按IL=IC选择消弧线圈的电感，使接地故障点电流为零，此即全补偿选择消弧线圈的电感，使接地故障点电流为零，此即全补偿方式。方式。 这种补偿方式并不好，因为当感抗等于容抗时，电力网将发生谐振，产生危险的这种补偿方式并不好，因为当感抗等于容抗时，电力网将发生谐振，产生危险的高电压或过电流，影响系统安全运

14、行。高电压或过电流，影响系统安全运行。五、电力系统中性点的接地方式五、电力系统中性点的接地方式3、中性点直接接地、中性点直接接地负负荷荷ABCk(1)Ik(1)Ik(1) 特点特点： 供电可靠性不如电力系统中性点不接地和经消弧线圈接地方式。供电可靠性不如电力系统中性点不接地和经消弧线圈接地方式。故障时：如故障时：如发生接地故障，则构成发生接地故障，则构成 短路回路，接地相电流很大；短路回路，接地相电流很大； 为提高供电可靠性，在线路上广泛安装三相或单相自动重合闸装置。为提高供电可靠性，在线路上广泛安装三相或单相自动重合闸装置。对地电压对地电压UN，电气设备的绝缘水平只需按电力网的相电压考虑，可

15、以降低电气设备的绝缘水平只需按电力网的相电压考虑，可以降低工程造价。工程造价。我国我国380/220V系统中一般都采用中性点直接接地方式，主要是从人身安全考系统中一般都采用中性点直接接地方式，主要是从人身安全考虑问题。虑问题。适用范围适用范围：我国我国110kV（国外国外220kV）及以上电及以上电压等级的电力系统压等级的电力系统 。380/220V低压系统。低压系统。五、电力系统中性点的接地方式五、电力系统中性点的接地方式 110KV110KV及以上的系统及以上的系统 直接接地直接接地v36kV 电力网电力网 ( (接地电流接地电流 30A)30A) v10kV 电力网电力网 ( (接地电流接地电流 20A) 20A)v3560kV 电力网电力网 ( (接地电流接地电流 10A 10A) ) 4、各种接地方式的适用范围各种接地方式的适用范围 60KV60KV及以下的系统及以下的系统 1 1）当容性电流超过下列值时采用）当容性电流超过下列值时采