供配电系统分析与设计课件培训课件

供配电系统分析与设计绪论:从电力系统的事故说起电力系统的重要性电力作为一种涉及国计民生的基础性资源，对于社会的正常生产及民众的日常生活具有极为重要的意义.现代社会，电力是现代社会和经济运行的神经中枢、动力之源,是社会和经济运行的总开关，没有了电，一切便迅速陷入全面瘫痪。近几年全球发生的重大停电事故2003年8月14日，美国东北部部分地区以及加拿大东部地区出现的大范围停电。这是北美历史上最大范围的停电.停电使城市公共交通设施瘫痪，造成61.8GW负荷损失；在216个电厂中切除了531台发电机；给用户造成了约70亿美元的损失，受影响的人估计:加拿大有一千万（三分之一的人口）在美国有四千万。体制原因:，我国电网调控按照“先错峰、后避峰、再限电、最后拉闸”的原则来保证重要部门、单位和人民生活用电需要。美国是市场化运作，供电用电严格遵守合同规定。因此即使用电负荷大幅度增加，美国的电网也得顶着，容易事故。近几年全球发生的重大停电事故2003年8月28日，英国首都伦敦和英格兰东南部部分地区突然发生重大停电事故，严重扰乱了交通运输，伦敦近三分之二地铁停运，大约25万人被困在地铁中。大约在停电两个半小时后伦敦恢复电力供应。

英国电网官员称，事故是由国家电网出现故障引起,电网设施落后,自动装置不能有效切除故障。

伦敦市长：断电是耻辱多达50万人可能受影响。

近几年全球发生的重大停电事故2005年1月8日9日，瑞典西南部遭遇飓风袭击，导致当地40多万户家庭或机构停电，直接损失达数十亿瑞典克朗。2006年5月25日，俄罗斯首都莫斯科南部、西南和东南城区及郊区发生大面积停电，给莫斯科市造成至少10亿美元的损失。俄罗斯有关专家认为，莫斯科当天断电与俄电力系统老化有关,专家建议及时更新电力基础设施。

近几年全球发生的重大停电事故2006年11月4日晚，西欧多国遭遇特大停电事故，约1000万人受到影响。法国约500万人的电力供应被切断。德国停电影响了至少100万人。事故还波及意大利,比利时和西班牙等地多个城市。直接起因是德国为了让一艘船出厂切断了两条高压线，造成欧洲电网东部电力输出负荷过重，西部电力输入严重不足，引发欧洲电网连锁反应。欧洲目前使用统一供电网，任何一个环节出现问题，就可能对多个国家造成大范围影响。欧洲大停电事故，暴露了欧洲电力供应方面的缺陷。欧洲官员呼吁各国加强能源合作，制定统一的电力政策，建立电力供应管理机构，加大电力建设投资等。

电力系统-现代战争的攻击重点1991年海湾战争开始，战争不再以杀伤对方有生力量为重点(现代战争和传统战争的本质区别)。美军“五环打击”:政府首脑、电力、交通、通信等战略设施是攻击的重点，军队和军事设施是最次要的目标。战争是政治的继续不是生命屠杀。攻击电力系统，既为战争贴上“人道”标签，又迅速打垮对方军民抵抗意志。从现代军队的军事能力和战术手段上说又容易实现：电力系统庞大脆弱，难以严密防御，容易使用飞机和导弹予以摧毁。电力系统这一特性使其成为战争被攻击的重点。近几年全球发生的重大停电事故冻雨天气对电力系统危害的直接原因在严重覆冰时,杆塔会遭到破坏.冻雨遇到固体表面立刻结冰。伦敦市长：断电是耻辱多达50万人可能受影响。线路覆冰后，垂直荷载大，同时杆塔两侧电线的不均匀覆冰产生一定的纵向张力差，使杆塔的受力情况比较严重复杂.科索沃战争美国空军对南斯拉夫的空袭中使用的石墨炸弹纤维更细更易导电，对电力破坏性更大。电线覆冰融化中，线路绝缘水平大大下降，设备可能产生“冰闪”放电现象，会引起设备故障跳闸。法国约500万人的电力供应被切断。电线上的附冰使电线载荷加重拉倒电线杆；如何解决好发展和安全的矛盾是电力系统必须面对的问题。5亿元;造成129人死亡，4人失踪，紧急转移安置166万人。贵州某地区的冻雨图:双回线这样的(铁塔)的重量大概是6吨，但是结了冰以后，重量大概达到50吨，是原来的6倍.具有成本低廉、破坏力大、防卫不易等优点.2008年1月29日全国范围内因燃料供应不足而停机共4171万千瓦。贵州某地区的冻雨图:双回线这样的(铁塔)的重量大概是6吨，但是结了冰以后，重量大概达到50吨，是原来的6倍.从5月2日起，以美国为首的北约开始轰炸南联盟供电系统，并使用石墨炸弹使南联盟电网彻底瘫痪，由此造成整个南联盟经济的崩溃。会破坏电力设备原有的绝缘性能，使其长期受损，难以修复。从5月2日起，以美国为首的北约开始轰炸南联盟供电系统，并使用石墨炸弹使南联盟电网彻底瘫痪，由此造成整个南联盟经济的崩溃。灾害中冰雪对道路交通的破坏导致电煤生产运输阻碍，发电厂因燃料供应不足而停机问题突出。

电力系统-现代战争的攻击重点1999年科索沃战争，空袭前期主要是摧毁南联盟的战略设施，南军民顽强坚持。从5月2日起，以美国为首的北约开始轰炸南联盟供电系统，并使用石墨炸弹使南联盟电网彻底瘫痪，由此造成整个南联盟经济的崩溃。30天后，南联盟被迫接受了美国及北约的城下之盟。令人震惊的是:南联盟承认战败时，它的人民军还保持着90%的基本完整。美国空军反思:如果一开始轰炸就对准南联盟的电力系统，战争也许不需要进行78天。打击电力系统就此成为美军最大的战争心得。非杀伤性武器_碳纤维炸弹

电力系统-现代战争的攻击重点碳纤维炸弹又称石墨炸弹,软炸弹，俗称“电力杀手””断电炸弹”，不以杀伤敌方兵员为目的,但对供电系统有强大破坏力。具有成本低廉、破坏力大、防卫不易等优点.其选用特殊处理的纯碳纤维丝制成,直径小可在高空中长时间漂浮,具有强导电性,没有粘性却能附在一切物体表面。只要搭落在电力线或变压器等电力设施上，会发生短路烧毁，造成大范围停电。会破坏电力设备原有的绝缘性能，使其长期受损，难以修复。石墨炸弹由于火药量少，不会杀害人员和生物，是非杀伤性武器,因而不受“大规模毁灭性武器”相关公约的限制。

电力系统-现代战争的攻击重点石墨炸弹在海湾战争“沙漠风暴”行动中首次登场,使伊拉克全国供电系统85%瘫痪。科索沃战争美国空军对南斯拉夫的空袭中使用的石墨炸弹纤维更细更易导电，对电力破坏性更大。首次攻击就造成南斯拉夫全国70%的地区断电。北约发言人宣称：“我们掌握了南联盟的电力开关。”2007年台湾《联合报》称，台湾“中科院”正着手研制石墨炸弹，导弹的覆盖范围包括大陆的北京和上海。如果台湾使用石墨炸弹攻击大陆城市，将会造成大陆城市的所有电力供应瘫痪。08年冻雨灾害对中国电力系统影响2008年1月10日，中国南部和中部19个省普降大暴雨和大暴雪，持续时间长达20多天，低温、雨雪和冰冻的共同交织，造成了中国50年以来最严重的冰雪冻雨灾害。民政部数据:冻雨灾害中，农作物受灾面积1.78亿亩；倒塌房屋48.5万间；因灾直接经济损失1516.5亿元;造成129人死亡，4人失踪，紧急转移安置166万人。其中，湖南、湖北、贵州、广西、江西、安徽6省受灾最为严重。08年冻雨灾害对中国电力系统影响冻雨灾害对电力系统破坏严重,导致大面积供电中断.由于电力受损、煤炭运输受阻（煤炭占电力发电的主导地位），不少地区用电中断，电信、通讯、供水、取暖均受到不同程度影响，某些重灾区甚至面临断粮危险。本次冻雨灾害正逢春运期间，大量旅客滞留在站场港埠，社会秩序一度混乱。气象灾害中断了多条铁路动脉，几十万名乘客守候在广州火车站广场.贵州某地区的冻雨图:双回线这样的(铁塔)的重量大概是6吨，但是结了冰以后，重量大概达到50吨，是原来的6倍.冻雨附在电塔上凝结成冰后，时间一长就可能压垮电塔.清理附冰最有效办法是人爬上去敲掉冰挂，工作具有危险性，湖南有三个烈士为此殉职。冻雨遇到固体表面立刻结冰。电线上的附冰使电线载荷加重拉倒电线杆；此外融冰期，因为电线融冰速度不同（如阳侧的冰先融化），也会造成电线杆张力不平衡而倒塌。什么是冻雨

冻雨指过冷却水落在地面或暴露物体时，迅速凝结为冰的天气现象。冻雨与冷暖气流相遇有关，形成通常需要两个条件：(1)水汽充足。美国的东北部和加拿大中东部地区是世界著名的冻雨灾害区，靠近它们的五大湖区正是暖湿气流的来源。(2)地面温度低于0℃，高空则有逆温层。下冷上热的气温条件使雪落到地面之前融化为水滴，而地面低温使水滴落地时又能迅速凝结成冰。冻雨在物体表面形成一层透明的冰覆盖层，这种冰覆盖层被称作"雨凇"，又称"冰挂"。两冷包夹一暖的"三明治"气层是冻雨的理想"温床"。冻雨开始时以雪的形式落下，在下降过程中遇到暖气流层而融化为雨滴，随后在更低高度又遇到温度低于零摄氏度的冷气流层，此时雨滴不再凝结，而是形成过冷雨滴。过冷雨滴一旦遇到低于0℃的任何物体就会立刻凝结，形成细长条状的冰挂。

冻雨天气对电力系统危害的直接原因在全国范围电网造成36740条10kV及以上电力线路、2016座35kV及以上变电站停运,10kV及以上杆塔倒塌及损坏310321基，其中110-500kV8381基，导致3330多万户、约1.1亿人口停电，给经济、社会和人民生活造成了极为严重的影响。煤、电、路三者的问题循环:煤电运紧张形势由来已久，灾害前多个地区已因电厂存煤量不足出现缺电。灾害中冰雪对道路交通的破坏导致电煤生产运输阻碍，发电厂因燃料供应不足而停机问题突出。2008年1月29日全国范围内因燃料供应不足而停机共4171万千瓦。大面积输电线路损坏，阻碍了电气化铁路的运营，又恰逢春运高峰，导致在遇灾初期运力严重不足，进一步加剧了电煤紧缺的局面。气象灾害中断了多条铁路动脉，几十万名乘客守候在广州火车站广场.具有成本低廉、破坏力大、防卫不易等优点.石墨炸弹由于火药量少，不会杀害人员和生物，是非杀伤性武器,因而不受“大规模毁灭性武器”相关公约的限制。原有的设计标准无法满足极端灾害情况。令人震惊的是:南联盟承认战败时，它的人民军还保持着90%的基本完整。2006年11月4日晚，西欧多国遭遇特大停电事故，约1000万人受到影响。贵州某地区的冻雨图:双回线这样的(铁塔)的重量大概是6吨，但是结了冰以后，重量大概达到50吨，是原来的6倍.此外融冰期，因为电线融冰速度不同（如阳侧的冰先融化），也会造成电线杆张力不平衡而倒塌。导致输电线路上覆冰的主要的气象因素有气温、空气湿度和风。严重覆冰会使输电线路出现断线情况:冰载过大使电线弧垂大幅度增加，电线与地或周围其他物体（如树木、建筑物等）的安全距离减小，当距离不满足电气间隙要求时电线会对地或树木放电而烧断电线。美国的东北部和加拿大中东部地区是世界著名的冻雨灾害区，靠近它们的五大湖区正是暖湿气流的来源。大风时，舞动的线路产生“共振”效应足以拉倒重达几十吨的钢制塔架，对输变电设备造成二次破坏。近几年全球发生的重大停电事故2008年1月10日，中国南部和中部19个省普降大暴雨和大暴雪，持续时间长达20多天，低温、雨雪和冰冻的共同交织，造成了中国50年以来最严重的冰雪冻雨灾害。冻雨遇到固体表面立刻结冰。原有的设计标准无法满足极端灾害情况。北约发言人宣称：“我们掌握了南联盟的电力开关。严重覆冰会使输电线路出现断线情况:冰载过大使电线弧垂大幅度增加，电线与地或周围其他物体（如树木、建筑物等）的安全距离减小，当距离不满足电气间隙要求时电线会对地或树木放电而烧断电线。严重覆冰会使输电线路出现断线情况:冰载过大使电线弧垂大幅度增加，电线与地或周围其他物体（如树木、建筑物等）的安全距离减小，当距离不满足电气间隙要求时电线会对地或树木放电而烧断电线。当然断线更多的是因为杆塔串倒而拉断。停电使城市公共交通设施瘫痪，造成61.冻雨天气对电网伤害的形成导致输电线路上覆冰的主要的气象因素有气温、空气湿度和风。当温度与湿度条件都具备时，风速的大小和风向成为决定覆冰厚度的重要参数，最适宜覆冰产生的风速一般为2米/秒到7米/秒。覆冰首先在电线迎风面上产生，当迎风面达到某一覆冰厚度时，在不平衡重力的作用下产生扭矩，使电线发生扭转，从而使电线的另一侧成为迎风面而产生覆冰，如此反复多次后在电线上形成圆形或椭圆形的覆冰。冻雨天气对电网伤害的形成这次冻雨气候平均覆冰约在30～60mm，局部地区最大覆冰厚度达到80mm，使得铁塔的垂直荷载和纵向张力大大超过其设计能力，导致大量倒塔事故。线路覆冰后，垂直荷载大，同时杆塔两侧电线的不均匀覆冰产生一定的纵向张力差，使杆塔的受力情况比较严重复杂.在严重覆冰时,杆塔会遭到破坏.严重覆冰会使输电线路出现断线情况:冰载过大使电线弧垂大幅度增加，电线与地或周围其他物体（如树木、建筑物等）的安全距离减小，当距离不满足电气间隙要求时电线会对地或树木放电而烧断电线。当然断线更多的是因为杆塔串倒而拉断。冻雨天气对电网伤害的形成电力系统在覆冰融化中可能会出现以下问题:电线覆冰融化中，线路绝缘水平大大下降，设备可能产生“冰闪”放电现象，会引起设备故障跳闸。电线冰凌融化不均匀，导致电线出现大幅度舞动。带电线路舞动中对地面或对周围物体放电，引起短路跳闸。大风时，舞动的线路产生“共振”效应足以拉倒重达几十吨的钢制塔架，对输变电设备造成二次破坏。对于线路覆冰融化时产生的单次短路故障，电网的输变电设备可以自动在零点几秒的时间内重合闸，几乎不会对供电产生影响。但短路故障如果在多条线路同时频繁发生，或者线路覆冰融化时，发生线路断线、倒塔等事故，对电网安全和可靠供电将造成严重威胁。灾害后的反思《110～500kV架空送电线路设计技术规程》设计气象条件规程：“应根据沿线的气象资料和附近已有线路的运行经验，110千伏到330千伏送电线路按15年的重现期确定，500千伏送电线路按30年的重现期确定。”但今年覆冰灾害甚至超过了50年一遇。电网建设中制定的规程规范都有一定的适用范围，此次罕见的覆冰灾害敲响了极端气候条件下电网安全的警钟。国家电网公司和南方电网公司正在分别制定灾后重建的方案，按照国家电网公司的估计，仅重建修复电网的资金就需要300亿元。电线上的附冰使电线载荷加重拉倒电线杆；线路覆冰后，垂直荷载大，同时杆塔两侧电线的不均匀覆冰产生一定的纵向张力差，使杆塔的受力情况比较严重复杂.石墨炸弹由于火药量少，不会杀害人员和生物，是非杀伤性武器,因而不受“大规模毁灭性武器”相关公约的限制。从5月2日起，以美国为首的北约开始轰炸南联盟供电系统，并使用石墨炸弹使南联盟电网彻底瘫痪，由此造成整个南联盟经济的崩溃。原有的设计标准无法满足极端灾害情况。”但今年覆冰灾害甚至超过了50年一遇。电力系统-现代战争的攻击重点灾害中冰雪对道路交通的破坏导致电煤生产运输阻碍，发电厂因燃料供应不足而停机问题突出。冻雨附在电塔上凝结成冰后，时间一长就可能压垮电塔.但短路故障如果在多条线路同时频繁发生，或者线路覆冰融化时，发生线路断线、倒塔等事故，对电网安全和可靠供电将造成严重威胁。这次冻雨气候平均覆冰约在30～60mm，局部地区最大覆冰厚度达到80mm，使得铁塔的垂直荷载和纵向张力大大超过其设计能力，导致大量倒塔事故。带电线路舞动中对地面或对周围物体放电，引起短路跳闸。因此即使用电负荷大幅度增加，美国的电网也得顶着，容易事故。大风时，舞动的线路产生“共振”效应足以拉倒重达几十吨的钢制塔架，对输变电设备造成二次破坏。标准提高到50毫米覆冰时，塔材耗量将提高5.电线覆冰融化中，线路绝缘水平大大下降，设备可能产生“冰闪”放电现象，会引起设备故障跳闸。严重覆冰会使输电线路出现断线情况:冰载过大使电线弧垂大幅度增加，电线与地或周围其他物体（如树木、建筑物等）的安全距离减小，当距离不满足电气间隙要求时电线会对地或树木放电而烧断电线。具有成本低廉、破坏力大、防卫不易等优点.(2)地面温度低于0℃，高空则有逆温层。冻雨天气对电网伤害的形成5亿元;造成129人死亡，4人失踪，紧急转移安置166万人。5亿元;造成129人死亡，4人失踪，紧急转移安置166万人。冻雨与冷暖气流相遇有关，形成通常需要两个条件：打击电力系统就此成为美军最大的战争心得。因此即使用电负荷大幅度增加，美国的电网也得顶着，容易事故。在严重覆冰时,杆塔会遭到破坏.从5月2日起，以美国为首的北约开始轰炸南联盟供电系统，并使用石墨炸弹使南联盟电网彻底瘫痪，由此造成整个南联盟经济的崩溃。法国约500万人的电力供应被切断。在严重覆冰时,杆塔会遭到破坏.冻雨指过冷却水落在地面或暴露物体时，迅速凝结为冰的天气现象。攻击电力系统，既为战争贴上“人道”标签，又迅速打垮对方军民抵抗意志。绪论:从电力系统的事故说起电力系统在覆冰融化中可能会出现以下问题:非杀伤性武器_碳纤维炸弹令人震惊的是:南联盟承认战败时，它的人民军还保持着90%的基本完整。英国电网官员称，事故是由国家电网出现故障引起,电网设施落后,自动装置不能有效切除故障。大风时，舞动的线路产生“共振”效应足以拉倒重达几十吨的钢制塔架，对输变电设备造成二次破坏。冻雨遇到固体表面立刻结冰。此外融冰期，因为电线融冰速度不同（如阳侧的冰先融化），也会造成电线杆张力不平衡而倒塌。08年冻雨灾害对中国电力系统影响法国约500万人的电力供应被切断。冻雨天气对电网伤害的形成在216个电厂中切除了531台发电机；2008年1月10日，中国南部和中部19个省普降大暴雨和大暴雪，持续时间长达20多天，低温、雨雪和冰冻的共同交织，造成了中国50年以来最严重的冰雪冻雨灾害。贵州某地区的冻雨图:双回线这样的(铁塔)的重量大概是6吨，但是结了冰以后，重量大概达到50吨，是原来的6倍.民政部数据:冻雨灾害中，农作物受灾面积1.煤、电、路三者的问题循环:煤电运紧张形势由来已久，灾害前多个地区已因电厂存煤量不足出现缺电。大风时，舞动的线路产生“共振”效应足以拉倒重达几十吨的钢制塔架，对输变电设备造成二次破坏。科索沃战争美国空军对南斯拉夫的空袭中使用的石墨炸弹纤维更细更易导电，对电力破坏性更大。两冷包夹一暖的"三明治"气层是冻雨的理想"温床"。电力系统-现代战争的攻击重点1亿人口停电，给经济、社会和人民生活造成了极为严重的影响。近几年全球发生的重大停电事故5亿元;造成129人死亡，4人失踪，紧急转移安置166万人。2008年1月10日，中国南部和中部19个省普降大暴雨和大暴雪，持续时间长达20多天，低温、雨雪和冰冻的共同交织，造成了中国50年以来最严重的冰雪冻雨灾害。当温度与湿度条件都具备时，风速的大小和风向成为决定覆冰厚度的重要参数，最适宜覆冰产生的风速一般为2米/秒到7米/秒。(2)地面温度低于0℃，高空则有逆温层。科索沃战争美国空军对南斯拉夫的空袭中使用的石墨炸弹纤维更细更易导电，对电力破坏性更大。这么大的电力规模，普遍提高电网设计标准所带来的投资是无法想象的,并不可行。灾害中冰雪对道路交通的破坏导致电煤生产运输阻碍，发电厂因燃料供应不足而停机问题突出。冻雨开始时以雪的形式落下，在下降过程中遇到暖气流层而融化为雨滴，随后在更低高度又遇到温度低于零摄氏度的冷气流层，此时雨滴不再凝结，而是形成过冷雨滴。近几年全球发生的重大停电事故法国约500万人的电力供应被切断。对于线路覆冰融化时产生的单次短路故障，电网的输变电设备可以自动在零点几秒的时间内重合闸，几乎不会对供电产生影响。5亿元;造成129人死亡，4人失踪，紧急转移安置166万人。煤、电、路三者的问题循环:煤电运紧张形势由来已久，灾害前多个地区已因电厂存煤量不足出现缺电。灾害中冰雪对道路交通的破坏导致电煤生产运输阻碍，发电厂因燃料供应不足而停机问题突出。直接起因是德国为了让一艘船出厂切断了两条高压线，造成欧洲电网东部电力输出负荷过重，西部电力输入严重不足，引发欧洲电网连锁反应。令人震惊的是:南联盟承认战败时，它的人民军还保持着90%的基本完整。科索沃战争美国空军对南斯拉夫的空袭中使用的石墨炸弹纤维更细更易导电，对电力破坏性更大。2003年8月14日，美国东北部部分地区以及加拿大东部地区出现的大范围停电。只要搭落在电力线或变压器等电力设施上，会发生短路烧毁，造成大范围停电。近几年全球发生的重大停电事故因此即使用电负荷大幅度增加，美国的电网也得顶着，容易事故。2003年8月14日，美国东北部部分地区以及加拿大东部地区出现的大范围停电。事故还波及意大利,比利时和西班牙等地多个城市。冻雨灾害对电力系统破坏严重,导致大面积供电中断.线路覆冰后，垂直荷载大，同时杆塔两侧电线的不均匀覆冰产生一定的纵向张力差，使杆塔的受力情况比较严重复杂.线路覆冰后，垂直荷载大，同时杆塔两侧电线的不均匀覆冰产生一定的纵向张力差，使杆塔的受力情况比较严重复杂.打击电力系统就此成为美军最大的战争心得。美国的东北部和加拿大中东部地区是世界著名的冻雨灾害区，靠近它们的五大湖区正是暖湿气流的来源。国家电网公司和南方电网公司正在分别制定灾后重建的