电力系统组成

1、现代供电技术现代供电技术 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 特殊行业的安全供

2、电特殊行业的安全供电 第一章第一章 供电系统基本概念供电系统基本概念 v1.1、电力系统组成、电力系统组成 v1.2、供电系统及接线方式、供电系统及接线方式 v1.3、电网中性点及运行方式、电网中性点及运行方式 1.1 电力系统组成电力系统组成 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有机连由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户有机连 接起来的整体。接起来的整体。 电力系统包括发电、变电、输电、配电直到用电这样一电力系统包括发电、变电、输电、配电直到用电这样一 个全过程。个全过程。 2、发电厂、发电厂 v概念：生

3、产电能的工厂，把各种天然能源转化电能。概念：生产电能的工厂，把各种天然能源转化电能。 v分类：按发电厂能源取得的方式不同分类分类：按发电厂能源取得的方式不同分类 火力发电厂火力发电厂 水力发电厂水力发电厂 核电厂核电厂 其它形式电厂其它形式电厂 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 70 20 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： 3、变电所、变电所 v（1）概念：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：变压器及配电装置）组成：变压器及配电装置 v（3）分类）分类 升

4、压变电所升压变电所 降压变电所降压变电所 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 4、电力用户、电力用户 v概念：概念：在各行各业中所应用的各类用电设备统称为电在各行各业中所应用的各类用电设备统称为电 力用户力用户 v电力系统中，通常将电力系统中，通常将某一个企业某一个企业或或由同一线路供电的由同一线路供电的 多个企业用电设备的总和多个企业用电设备的总和看作一个电力用户。看作一个电力用户。 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

5、过输、配电线路连接在电力系统中，由升压和降压变电所通过输、配电线路连接 起来的部分。起来的部分。 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，综上所述，电力系统电力系统=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电力系统组成举例：图电力系统组成举例：图1-2 图图11 电力系统、电力网构成示意图电力系统、电力网构成示意图 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

6、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 图图12电力系统组成举例电力系统组成举例 6、电力系统运行的特点、电力系统运行的特点 va.a.发电机在某一时刻发出的电能，经过输电线路立刻送给了发电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，而用电设备立刻又转换为其他形式的能量，发电用电设备，而用电设备立刻又转换为其他形式的能量，发电 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.发电量随用电量的变化而变化，生产量和消费量是严格平发电量随用电量的变化而变化，生产量和消费量是严格平 衡的。衡的。 v 电能用户如何用电、用多少电，电网及电气设

7、备的工作状电能用户如何用电、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。态等都会影响系统运行。 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1010 3 3 1010 6 6s s计。 计。 vd.d.对电能质量（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。 7、电力系统接线图、电力系统接线图 二、电力系统的电压等级二、电力系统的电压等级 v1、额定电压：（铭牌上所标

8、的电压）、额定电压：（铭牌上所标的电压） v定义：定义：能使受电器（电机、变压器、用电设备）正能使受电器（电机、变压器、用电设备）正 常工作的电压。常工作的电压。 v2、我国额定电压等级、我国额定电压等级 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了有关额定电压系列化，世界上许多国家和组织都制定了有关额定电压 的标准。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 低压电网：

9、低压电网：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。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。迈向世界电网科技巅峰。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多名科多名科 技工作者参与了这一举世瞩目的输电工程研

10、究和设计。技工作者参与了这一举世瞩目的输电工程研究和设计。 线路线路全长全长约约653.8千米千米，包括三站两线，起于山西省长治的晋东南变电站，经河南，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2008年年 建成投运。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1000千千 伏特高压交流输电线路输送伏特高压交流输电线路输送功率接近功率接近500万千瓦万千瓦，约为，

11、约为500千伏线路的千伏线路的45倍倍；同；同 时特高压交流线路在输送功率相同的情况下，可将最远送电时特高压交流线路在输送功率相同的情况下，可将最远送电距离延长距离延长3倍倍，而，而损耗损耗 只有只有500千伏线路的千伏线路的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500千伏千伏 线路相比，可线路相比，可节省节省60%土地资源土地资源 电网分类电网分类 3、各种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因为在输电线路输送负荷电流时必然要产生电压损失产生电压损失，为，为 了保证电网末端的用电设备工作在正常电压下，国家规定：了保证电网末端的用

12、电设备工作在正常电压下，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额定电压 用电设备容许的电压偏用电设备容许的电压偏移一般为移一般为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的因而要求线路始端电压为额定值的1.05倍，并使末端电压不低于额倍，并使末端电压不低于额 定值的定值的0.95倍。倍。 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 UN U1=1.05UN U3=0.95UN U2=UN 1

13、 2 3 T （2 2）发电机额定电压）发电机额定电压 v发电机通常接于线路始端，因此发电机的额发电机通常接于线路始端，因此发电机的额 定电压为线路额定电压的定电压为线路额定电压的1.05倍倍 vU UGN GN UN（15） v例如：例如： v线路电压为线路电压为10KV，则，则 发电机电压为发电机电压为10.5KV. （3）变压器额定电压）变压器额定电压 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，相当于发电能的，相当于用电设备；二次侧是送出电能的，相当于发电 机。机。 v变压器一次侧

14、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变压器一次侧额定电压取等同于用电设备额定电压；定电压； v对于对于直接和发电机相联的直接和发电机相联的变压器，其一次侧额定电压等于变压器，其一次侧额定电压等于 发电机的额定电压，即：发电机的额定电压，即：U U1N 1N U UGN GN 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 路额路额 定电压高定电压高10%。 因变压器二

15、次侧额定电压规定为空载时的电压，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电压其电压其 中有中有5用来补偿正常负载时用来补偿正常负载时变压器内部阻抗和线路阻抗变压器内部阻抗和线路阻抗所造成的损所造成的损 失失。 10.5KV 10.5KV/242KV 10.5KV/3.15KV 220KV/121KV/38.5KV 35KV/6.6KV G T1 10KV T4 T2 T3 D1 220KV 110KV 6KV 35KV 3KV 举例：举例： 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、

16、一、 二次侧的额定电压。二次侧的额定电压。 发电机额定电压：比同级电网高发电机额定电压：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：等于发电机额定电压，所以为一次侧额定电压：等于发电机额定电压，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：比同级电网线路高10，为

17、，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 2、供电系统电压等级的确定、供电系统电压等级的确定 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 发展的情况发展的情况 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。费等。 v（3）与输送距离和容量有关）与输送距离和容量有关 S= UI 当当S一

18、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，电力传愈小，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。输距离愈长，所需导线截面积愈小，投资愈少。 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。方案。 3 电压等级与输送容量和输送距离之间的关系电压等级与输送容量和输送距离之间的关系 额定电压 (KV)输送功率(MW)输送距离(Km) 60.11.2415 100.22620 352102050 110105050150 220100500100300 3302001000200600 50075018004001000 目前，我国电力系统中，目前，我国电力系统中，220kv以上电压等级多用以上电压等级多用 于大型电力系统的主干线，