《城市轨道交通变电所运行与维护》 课件 项目1任务1 电力系统的认知

项目1供电系统的认知任务1电力系统的认知【任务描述】认识典型电力系统的组成，识读常见的供配电系统结构示意图。01电力系统的组成电力系统的组成日常生活中的电能是如何传输到千家万户的呢？首先，由发电厂发出三相交流电，利用升压变压器升压，经过很长距离的高压输电线路将电能输送至用户中心，再由变电所降压后经配电线路供给高压和低压用电设备，如图1-1所示。图1-1电力系统的组成电力系统的组成电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电五个环节构成的一个完整系统。它将发电厂、变电所和电力用户联系起来。其中除了发电厂和电力用户的部分，即电力系统中的各级电压线路及其联系的变配电所又称为“电力网”，简称“电网”，它包含输电、变电、配电三个环节。电力系统可以看作是由发电厂、电力网和电力用户三个部分组成。1.发电厂发电厂又称为“发电站”，是将自然界蕴藏的各种一次能源如水力、风力、太阳能和核能等转换为电能的场所。常见的发电厂有火力发电厂、水力发电厂、核电厂、太阳能发电厂等。1.发电厂（1）火力发电厂：火力发电目前在我国仍然处于主导地位。火力发电是将燃料燃烧时产生的的化学能转换为电能。其优点是建设投资小、工期短，但对环境污染较大。1.发电厂（2）水力发电厂：水力发电在我国总发电量中占据第二位。水力发电是把水的机械能转换为电能。根据势能公式E=mgh，水力发电厂要增加发电量，必须要增大储水量和水位落差h。水力发电厂的优点是生产过程简单、易于实现自动化、无污染，缺点是建设投资大、工期长、受气候和水文条件影响较大。（3）核电厂：核电厂是将核裂变产生的能量转换为电能。其优点是消耗燃料少，容量越大越经济，但一旦发生泄漏，会有放射性污染，对人类产生很大的危害。目前我国已经建成的规模较大的核电站有浙江秦山核电站、广东大亚湾核电站、阳江核电站等。（4）其他发电厂：目前我国正在大力发展的还有风能发电、太阳能发电、潮汐发电和地热发电等。尤其是太阳能取之不尽用之不竭，且属于非常清洁环保的能源，太阳能发电是未来发电厂重点发展的方向。2.电力网电力网是由各类变配电所与输电线路组成的电能传输和分配的网络。它的任务是将发电厂生产的电能输送、变换和分配到电能用户。2.电力网目前中国电网按照运行和管理机制分为两大电网，即国家电网和南方电网。其中国家电网公司由5个区域电网公司组成，包含华中电网、华东电网、华北电网、西北电网和东北电网，南方电网独立于国家电网，单独运营和管理。2.电力网为什么要组建电网呢？一是保证发电与供电的安全可靠性，调整地区间的电力供需平衡，保证电能质量。二是提高经济性，减少电能损耗、降低发电和输配电成本，获得最大的经济利益。3.电力用户电力用户是指将电能转换为所需要的其他形式能量的工厂或用电设备。如电视机、空调、电动机、照明设备等。电力系统中的用户，按其对供电可靠性的要求及停电造成的影响不同，一般分为三级。一级负荷：中断供电将在政治、经济上造成重大损失及影响或造成人身伤亡的电力负荷。如重要交通枢纽、重要通信枢纽、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要负荷、医院急诊室手术室等用电负荷。二级负荷：中断供电将在政治、经济上造成较大损失或影响的电力负荷。三级负荷：不属于一、二级负荷的电力负荷，停电后造成的损失不大，如居民用电负荷。3.电力用户（1）一级负荷对电源的要求普通一级负荷应由两个独立电源供电，当其中一个电源发生故障时，另一个电源不应同时受到损坏。特别重要的一级负荷，除由上述两个电源供电外，还应增设应急电源，如独立于正常电源的发电机组、蓄电池组等。（2）二级负荷对电源的要求二级负荷一般由双回路供电，供电变压器也应有两台，两个回路电源线应尽量引自不同的变压器或两段母线，当其中有一条回路或一台变压器发生故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断供电后能迅速恢复供电。（3）三级负荷对电源的要求三级负荷对电源无特殊要求，一般单电源供电即可。02电力系统设备的额定电压1.我国电网（或电力线路）额定电压等级010203电网或电力线路的额定电压是国家规定的特定电压等级，是确定其他各类电气设备额定电压的基本依据。按国标规定，额定电压分为三类:第二类额定电压为100V-1000V之间电压等级，常用220V、380V，主要用于低压动力和照明设备等。在电力系统中，通常把1kV以下的电压称为低压，1kV以上的电压称为高压。三相电力设备的额定电压指线电压。第一类额定电压为100V及以下电压等级，如12V、24V、36V等，主要用于安全照明、潮湿工地建筑内部的局部照明及小容量负荷。第三类额定电压为1kV以上电压等级，主要用于电力系统中发电机、变压器、输配电设备及高压用电设备。2.电力系统各设备的额定电压231（1）用电设备用电设备一般接在电力线路的末端，用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同。用电设备电压一般允许在额定电压±5%范围内波动。（2）发电机发电机通常接在电力系统的首端，发电机额定电压规定高于同级电网额定电压5％，以补偿线路上的电压损耗。（3）电力变压器变压器额定电压又分一次侧绕组和二次侧绕组额定电压。电力系统各设备的额定电压1)电力变压器一次侧绕组的额定电压该额定电压跟它所连接的设备有关，分两种情况:①当变压器直接与发电机相连时，则变压器一次侧绕组的额定电压等于发电机额定电压，如图中的变压器T1。②当变压器不与发电机相连，而是与线路相连时，则变压器一次侧绕组的额定电压等于同级电网额定电压，如图中的变压器T2。电力系统各设备的额定电压2)变压器二次侧绕组的额定电压该额定电压与二次侧供电线路的长短有关，也分两种情况:①变压器二次侧供电线路较长，则二次绕组额定电压应比相连的同级电网额定电压高10％，其中变压器二次侧绕组电压损耗占5％，输电线路电压损耗占5％，如图中的变压器T1。②变压器二次侧供电线路较短，则二次绕组额定电压应比相连的同级电网额定电压高5％，其中变压器二次侧绕组电压损耗占5％，输电线路电压损耗因供电线路短损耗小忽略不计，如图中变压器T2。03工厂供配电系统结构示意图认识工厂供配电系统结构示意图认识由发电机发出三相交流电，经过发电厂的升压变压器升为35~500kV的三相交流电，其中以升压为110kV和220kV居多，升压的目的是为了降低很长输电线路上的电能损耗。经过长距离的高压输电线路将电能输送至用户中心，再由总降压变电所将三相交流35~500kV的电压变换为三相交流6~10kV供给工厂的高压设备，之后由高压配电线路将电能输送到低压用户中心，车间变电所将三相交流6~10kV