电力系统分析第1章讲稿

1 课次一 课次一 基本要求 基本要求 了解各种接线方式的特点 理解对电力系统运行的基本要求 掌握电力系统的基本概念 教学的重点 教学的重点 架空线路的导线和换位 电力系统的额定电压等级 第 1 章电力系统的基本概念 1 1 电力系统的组成和特点 1 1 1 电力系统的组成 一次能源 随自然界演化生产的动力资源 二次能源 电能 由一次能源转换而 电力系统 把这些生产 输送 分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称 为电力系统 它包括从发电 变电 输电 配电直到用电这样一个全过程 动力系统 电力系统加上发电厂的动力部分 电力网 电力系统中输送和分配电能的部分 它包括升 降压变压器和各种电压的输电线路 1 1 2 电力系统运行应满足的基本要求 1 电力系统的特点 1 电能的生产与消费具有同时性 2 电能与国民经济各部门和人民日常生活关系密切 3 电力系统的过渡过程非常短暂 2 对电力系统运行的要求 1 保证安全可靠地供电 2 保证良好的电能质量 3 保证电力系统运行的经济性 2 1 2 电力系统的电压等级和规定 1 2 1 电力系统的额定电压 表 1 1 电力系统的额定电压 单位 KV 变压器额定线电压用电设备 额定线电压 交流发电机 额定线电压一次绕组二次绕组 33 15 3 及 3 153 15 及 3 3 66 3 6 及 6 36 3 及 6 6 1010 5 10 及 10 510 5 及 11 13 8 13 8 15 75 15 75 18 18 353538 5 110110121 220220242 330330363 500500550 1 电力线路 额定电压和用电设备的额定电压相等 这一电压称为网络的额定电压 2 发电机 额定电压比网络的额定电压高 5 3 变压器 一次侧 与网络额定电压相等 但直接与发电机联接时 其额定电压应等于发电机额定电压 二次侧 应比网络额定电压高 10 只有内阻抗小于 7 5 的小型变压器和供电距离很短的变压 器 才比网络额定电压高 5 例题 1 1 电力系统接线图如图 1 2 所示 图中标明了各级电力线路的额定电压 试求发电 机和变压器绕组的额定电压 解 发电机 G 的额定电压为 10 5KV 变压器低压侧额定电压为 10 5KV 高压侧额定电压为 242KV 1 T 变压器高压侧额定电压为 220KV 中压侧额定电压为 121KV 2 T 低压侧额定电压为 38 5KV 3 变压器高压侧额定电压为 110KV 低压侧额定电压为 11KV 3 T 变压器高压侧额定电压为 35KV 低压侧额定电压为 6 6KV 4 T 变压器高压侧额定电压为 10 5KV 低压侧额定电压为 3 15KV 5 T 1 2 2 电力网电压等级的选择 cos3UIp 输送的功率和距离一定时 线路的电压越高 线路中的电流就越小 所有导线的截面可以减小 用于导线的投资也较小 同时线路中的功率损耗 电能损耗也都相应减少 电压等级越高 线路绝缘就要加强 杆塔几何尺寸要增大 线路变压器和断路器等有关电气 设备的投资也要增大 表 1 2 各级电压架空线路与输送容量 输送距离的关系 额定电 压 KV 输送容 量 MW 输送 距离 Km 适用地区 0 38 0 1 以下0 6 以 下 低压动力与三相照明 3 0 1 1 0 1 3高压电动机 6 0 1 1 2 4 15发电机电压 高压电动机 10 0 2 2 0 6 20配电线路 高压电机 35 2 0 1020 5 0 县级输电网 用户配电网 110 10 5050 1 50 地区级输电网 用户配电网 4 220 100 50 0 100 300 省 区级输电网 330 200 10 00 200 600 省 区级输电网 联合系统输电网 500 1000 1 500 150 850 省 区级输电网 联合系统输电网 750 2000 2 500 500 以 上 联合系统输电网 1 3 电力系统的接线方式 1 3 1 电力系统接线图 1 电力系统电气接线图 电气接线图可反映电力系统各主要元件之间的电气连结关系 但不能反映各发电厂 变电所 的相对地现位置 2 电力系统地理接线图 地理接线图可反映各发电厂 变电所相对地理位置 制作时按一定比例画出 但不能反映各 主要元件之间的电气联结关系 通常这两种接线图配合使用 1 3 2 电力系统的接线方式 1 无备用接线和有备用接线 无备用接线 每一个负荷只能靠一条线路取得电能 包括 放射式 干线式和链式 特点 接线简单 投资少 运行维护方便等优点 供电可靠性低 对于干线式 链式线路较 长时 末端电压偏低等缺点 5 有备用接线 每一个负荷可以从两条及两条以上的线路取得电能 包括 放射式 干线式 链式 两端供电网和环形网 前三种接线方式 接线简单 运行方便 供电可靠性高 但缺点是设备投资大 两端供电网与环形网 供电可靠性高 投资少 但运行调度复杂 对于环形网当某条线路发 生故障时 会造成某些线路过负荷 某些负荷节点的电压降低 不能满足电压质量的要求 2 开式网和闭式网 开式网 负荷只能从一个方向取用电能的网络 放射式 干线式 链式网属于这一类 闭式网 负荷可从两个或两个以上的方向取用电能的网络 两端供电网和环形网属于这一类 它们也叫简单闭式网 对电力系统网络接线方式的选择 要考虑以下几方面 1 必须保证用户供电的可靠性 2 必须能灵活地适应各种可能的运行方式 3 应力求节约设备材料 减少投资与运行费用 4 应保证在各种运行方式下运行人员能安全地操作 1 4 电力线路的结构 1 4 1 架空线路的结构 1 导线用来传导电流 输送电能 2 避雷线用来保护导线不受直接雷击 3 杆塔用来支持导线和避雷线 并使之保持一定的安全距离 4 绝缘子用来使导线与杆塔间保持绝缘 5 金具是起悬挂 耐强 固定 防振 连接等作用的金属无件 6 1 导线 LJ 35 铝绞线 截面积为 35 2 mm LGJ 185 钢芯铝绞线 截面积为 185 2 mm LGJQ 300 轻型钢芯铝绞线 截面积为 300 2 mm LGJJ 400 加强钢芯铰线 截面积为 400 2 mm 2 避雷线 3 杆塔 1 按所用材料对杆塔的分类 木杆 铁塔 钢筋混凝土杆 2 按用途对杆塔的分类 直线杆塔 耐张杆塔 转角杆塔 终端杆塔 换位杆塔 跨越杆塔等 经过换位 使三相导线在空间的位置对称 称为完全换位 4 绝缘子 针式绝缘子 使用在电压不超过 35KV 的线路上 悬式绝缘子 用于电压为 35KV 及以上的线路上 瓷横担 目前大量使用于 35KV 及以下电压的线路上 5 金具 架空线路广泛使用的铁制或铝制金属附件 统称金具