第二章 发电、变电与输电的电气部分

1、2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系基本要求基本要求1 1、掌握主要电气设备的功能及其图形符号、掌握主要电气设备的功能及其图形符号2 2、掌握电气主接线及配电装置的基本概念、掌握电气主接线及配电装置的基本概念3 3、掌握发电厂电气部分的组成、掌握发电厂电气部分的组成4 4、了解、了解300MW300MW、600MW600MW发电机组电气部分的特点发电机组电气部分的特点5 5、了解高压交、直流输电和远距离输电与灵活交流输、了解高压交、直流输电和远距离输电与灵活交流输电系统电系统2022-1-

2、18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系电能电能的生产的生产：火电、水电和核电、各种新能源火电、水电和核电、各种新能源电能电能的传输的传输：交流交流架空线路或电缆架空线路或电缆 直流直流输电输电电能电能的变换的变换 和分配和分配：变电站变电站电能电能的使用的使用：各种形式的各种形式的负荷负荷将电能转换成将电能转换成 其他形式的能源其他形式的能源电力系统的功电力系统的功能能2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电

3、力系电气设备和电气接线电气设备和电气接线一一二二发电厂的电气部分发电厂的电气部分三三高压交流输电高压交流输电四四高压直流输电高压直流输电五五远距离输电与灵活交流输电系统远距离输电与灵活交流输电系统2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系电气设电气设备备生产和转换电能的设备生产和转换电能的设备开关电器开关电器限制短路电流和防御过电压设备限制短路电流和防御过电压设备载流导体载流导体接地装置接地装置仪用互感器仪用互感器测量表计测量表计继电保护及自动装置继电保护及自动装置直流电源设备直流电源设备操作电

4、器、信号设备及控制电缆操作电器、信号设备及控制电缆一一次次设设备备二次设备二次设备生产生产变换变换输送输送分配分配使用使用测量测量监视监视控制控制保护保护第一节第一节 电气设备和电气接线电气设备和电气接线2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系一次设备一次设备生产和转换电能的设备生产和转换电能的设备发电机发电机- -机械能转换为电能机械能转换为电能电动机电动机- -电能转化为机械能电能转化为机械能变压器变压器- -电压升高电压升高/ /降低，进行输配电降低，进行输配电2022-1-18课 件第

5、二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系接通或断开电路的开关电器接通或断开电路的开关电器断路器断路器：断开：断开/ /接通电路中的正常电流接通电路中的正常电流/ /故障电流故障电流2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系隔离开关隔离开关：形成明显绝缘间隙：形成明显绝缘间隙2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系负荷开关

6、：负荷开关：只能开断负载电流和一定过载电流只能开断负载电流和一定过载电流熔断器：熔断器：过载或短路时，起到开断和保护的作用过载或短路时，起到开断和保护的作用熔断器熔断器高压负荷开关高压负荷开关传动机构传动机构弹簧脱扣机弹簧脱扣机构构2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系限制故障电流和防御过电压的电器限制故障电流和防御过电压的电器电抗器电抗器（串联）（串联）- -限制短限制短路电流，维持母线残压路电流，维持母线残压。避雷器避雷器- -保护电力系统保护电力系统和电气设备的绝缘使和电气设备的绝缘使

7、其不受过电压而损坏其不受过电压而损坏2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系载流导体：将电气设备连接起来载流导体：将电气设备连接起来架空线路：架空线路：终端线、联络线终端线、联络线电缆：电缆：用于城市、厂站内部用于城市、厂站内部 或附近、穿越江河或海峡或附近、穿越江河或海峡母线：母线：汇集和分配电能汇集和分配电能硬母线由绝缘子支撑硬母线由绝缘子支撑220kV母线母线10kV母线母线软母线由绝缘子串悬挂在杆塔上软母线由绝缘子串悬挂在杆塔上图形图形符号符号2022-1-18课 件第二章第二章 发电

8、、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系接地装置接地装置电力系统中性点的电力系统中性点的工作接地工作接地或保护人身安全的或保护人身安全的保护接保护接地地，与地中的接地网相连。，与地中的接地网相连。接地刀闸闭接地刀闸闭合，保护检合，保护检修人员安全修人员安全2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系无功补偿装置无功补偿装置 并联电容器：并联电容器：移相电容器。用于移相电容器。用于补偿补偿电力系统电力系统感性感性负荷负荷无功功率无功功率，提

9、高功率因数，改善电压质量，降低线路损耗。，提高功率因数，改善电压质量，降低线路损耗。 并联电抗器：并联电抗器：接在超高压输电线的接在超高压输电线的末端末端和和地之间地之间 串联电容器：串联在串联电容器：串联在330kV330kV及以上及以上的超高压线路中，从的超高压线路中，从补偿（减少）电抗的角度改善系统电压，以减少电能损耗，补偿（减少）电抗的角度改善系统电压，以减少电能损耗，提高系统的稳定性。提高系统的稳定性。 应用于电力输电、配电系统中，特别是长距离、大容量应用于电力输电、配电系统中，特别是长距离、大容量的输电系统中，提高输送容量，提高系统的稳定性，改善系的输电系统中，提高输送容量，提高系

10、统的稳定性，改善系统的电压调整率，同时提高系统功率因数，降低线路损耗。统的电压调整率，同时提高系统功率因数，降低线路损耗。5 1A A或并联电容器并联电容器1 0 01 0 0 /3 V或串联电容器串联电容器并联电抗器并联电抗器2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系二次设备二次设备互感器互感器(电流互感器、电压互感器电流互感器、电压互感器) 将一次系统高电压和大电流转换为二次系统标准的低将一次系统高电压和大电流转换为二次系统标准的低电压和小电流，电压和小电流，供给仪表和保护装置使用，供给仪表

11、和保护装置使用，使一次与二次使一次与二次系统可靠隔离。系统可靠隔离。电流互感器电流互感器电压互感器电压互感器2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系测量表计测量表计继电保护及自动装置继电保护及自动装置电流表、电压表、功率表等电流表、电压表、功率表等保护、自动重合闸、备用电源保护、自动重合闸、备用电源2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系直流电源设备直流电源设备供给控制、保护和厂用直流负荷、事

12、故照明的直流用电供给控制、保护和厂用直流负荷、事故照明的直流用电（直流发电机组（直流发电机组 蓄电池组蓄电池组 硅整流设备）硅整流设备）操作电器、信号设备及控制电缆操作电器、信号设备及控制电缆2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系母线、导线、电力电缆母线、导线、电力电缆W（电缆终端头（电缆终端头*）生产和转换生产和转换电能的设备电能的设备开关电器开关电器限制短路电限制短路电流和防御过流和防御过电压电压载流导体载流导体 发电机发电机G 变压器变压器T 电动机电动机M 断路器断路器QF 隔离开关

13、隔离开关QS 负荷开关负荷开关Q 熔断器熔断器FU电抗器电抗器L 避雷器避雷器F 火花间隙火花间隙F 接地接地E互感器互感器电流互感器电流互感器 TA电压互感器电压互感器TV主要电气设备的图形符号主要电气设备的图形符号旧旧旧31 .0/320M2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系电气接线电气接线表明电能汇集和表明电能汇集和分配关系以及各分配关系以及各种运行方式种运行方式对一次设备及系统对一次设备及系统进行控制、监察、进行控制、监察、测量和保护测量和保护一次电路（电气主接线）一次电路（电气主

14、接线）电气主接线：电气主接线：由高压电器通过连接线，按其功能要求由高压电器通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的组成接受和分配电能的通电回路通电回路，成为传输强电流、高成为传输强电流、高电压的网络，一次接线或电气主系统。电压的网络，一次接线或电气主系统。二次电路（二次接线）二次电路（二次接线）测量表计回路、断路器控制和信号回路测量表计回路、断路器控制和信号回路操作电源回路、继电保护回路、自动装置回路操作电源回路、继电保护回路、自动装置回路电气接线和装置电气接线和装置2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程

15、与自动化学院电力系2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系 根据主接线要求，根据主接线要求， 由开关电器、母线、保护和测量由开关电器、母线、保护和测量以及必要的设备和建筑物组成的整体。以及必要的设备和建筑物组成的整体。配电装置配电装置（屋内和屋外配电装置）2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系电气设备和电气接线电气设备和电气接线一一二二发电厂的电气部分发电厂的电气部分三三高压交流输电高压交流

16、输电四四高压直流输电高压直流输电五五远距离输电与灵活交流输电系统远距离输电与灵活交流输电系统2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系电电气气系系统统电能生产系统电能生产系统电气一次系统电气一次系统电气二次系统电气二次系统n通过与汽轮机同轴的发电机，将机械能转换为电能；通过与汽轮机同轴的发电机，将机械能转换为电能；n通过高压配电装置将电能汇集并分配送往电力传输网络；通过高压配电装置将电能汇集并分配送往电力传输网络；n通过厂用供电系统，保证厂用辅机供电；通过厂用供电系统，保证厂用辅机供电；n通过二

17、次系统对一次系统进行监视、测量、控制和保护。通过二次系统对一次系统进行监视、测量、控制和保护。作用作用第二节第二节 发电厂的电气部分发电厂的电气部分2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系 火力火力300MW、600MW是主力机组。是主力机组。 一、300MW发电机组电气部分（发电机组电气部分（P32 图图2-2）1 发电机与变压器直接相连，组成发电机与变压器直接相连，组成单元接线单元接线。特点？特点？介绍主要设备作用。介绍主要设备作用。发电机与变压器容量发电机与变压器容量概念。概念。发电机、

18、主变、厂变容量关系。发电机、主变、厂变容量关系。发电机中性点发电机中性点为什么为什么经接地变压器接地？经接地变压器接地？ 消弧线圈？消弧线圈？2 全连分全连分/离相封闭母线离相封闭母线概念概念优点：可靠、安全、减少母线电动力及钢构发热优点：可靠、安全、减少母线电动力及钢构发热2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系发电机变压器单元接线，发电机变压器单元接线，采用全连分相封闭母线采用全连分相封闭母线; ;无发电机出口断路器和隔离无发电机出口断路器和隔离开关；开关；在主变低压侧引接一台高压在主变低

19、压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电；厂用变压器，供给厂用电；在发电机出口侧，通过高压在发电机出口侧，通过高压熔断器接有三组电压互感器和熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器；一组避雷器；在发电机出口侧和中性点侧在发电机出口侧和中性点侧，每相装有电流互感器；，每相装有电流互感器；发电机中性点接有中性点接发电机中性点接有中性点接地变压器，干式（高电阻接地变压器，干式（高电阻接地）高压厂用变压器高压侧，地）高压厂用变压器高压侧，每相装有电流互感器。每相装有电流互感器。2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化

20、学院电力系 发电机：发电机：额定功率额定功率300MW300MW，额定电压，额定电压20KV20KV，额定电流，额定电流10189A10189A，COS=0.85COS=0.85额定转速额定转速3000r/min;3000r/min; 主变压器：主变压器：额定容量额定容量360MVA360MVA，额定电压，额定电压2422422 22.5%/20kV2.5%/20kV，额定电流，额定电流858.9/10392.3A858.9/10392.3A，连接组别为，连接组别为YN,d11YN,d11，P0P0177kW177kW，I0%=0.3I0%=0.3，PkPk809kW809kW，Uk=11;U

21、k=11; 高压厂用变压器：高压厂用变压器：额定容量额定容量40/20-20 MVA40/20-20 MVA，额定电压，额定电压20202 22.5%/6.32.5%/6.36.3kV6.3kV，接线组别为，接线组别为D D，d12d12，d12;d12; 电压互感器：电压互感器：JDZD-20JDZD-20型，变比型，变比 kVkV和和JDZ-20JDZ-20型，变比型，变比 KV KV 高压熔断器：高压熔断器：RN4-20RN4-20型，额定电流型，额定电流20kA20kA，额定容量，额定容量4500 MVA4500 MVA 电流互感器：电流互感器：LRD-20LRD-20型，变比型，变比

22、12000/5A12000/5A 中性点接地变压器：中性点接地变压器：干式、单相、额定电压干式、单相、额定电压20/0.23kV20/0.23kV，额定容量，额定容量25 kVA25 kVA，二次侧负载电阻为二次侧负载电阻为0.50.50.60.6，换算至变压器一次侧电阻值为，换算至变压器一次侧电阻值为3781378145374537欧欧姆。发电机中性点实际为高电阻接地方式，用来限制电容电流。姆。发电机中性点实际为高电阻接地方式，用来限制电容电流。300MW300MW发电机组主要电气设备的参数发电机组主要电气设备的参数2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和

23、输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系二、二、 600MW发电机组接线发电机组接线（P33 图图2-3） 三相变压器组成的变压器组厂用变压接线类别三相变压器组成的变压器组厂用变压接线类别发电机组采用发电机发电机组采用发电机变压器单元接线；变压器单元接线；变压器变压器500kV侧采用一台半断路器接线方式侧采用一台半断路器接线方式。2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与

24、自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系发电机变压器单元接线，采用发电机变压器单元接线，采用全连分相封闭母线全连分相封闭母线; ;无发电机出口断路器和隔离开关；无发电机出口断路器和隔离开关；主变采用三个单相双绕组变压器主变采用三个单相双绕组变压器接成三相，低压侧接成三角形，高接成三相，低压侧接成三角形，高压侧接成星形。压侧接成星形。在主变低压侧接一台高压厂用变压在主变低压侧接一台高压厂用变压器，供给厂用电；器，供给厂用电；在发电机出口侧，接有两组电压互在发电机出口侧，接有两组电压互感器、一组避雷器和一组电容器；感器、一组避雷器和一组电容器；在发电机出口侧和中性点侧，每相在发电机出口侧和中性点

25、侧，每相装有电流互感器；装有电流互感器；发电机中性点接有中性点接地变压发电机中性点接有中性点接地变压器；器；高压厂用变压器高压侧和低压侧，高压厂用变压器高压侧和低压侧，每相装有电流互感器；每相装有电流互感器；主变压器高压侧，每相装有电流互主变压器高压侧，每相装有电流互感器。感器。2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系电气电气接线图接线图v 主要显示系统中发电机、变压器、电力线路、母线及断路器等主要元件间的主要显示系统中发电机、变压器、电力线路、母线及断路器等主要元件间的电气接线。电气接线。N

26、oImage2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系电气设备和电气接线电气设备和电气接线一一二二发电厂的电气部分发电厂的电气部分三三高压交流输电高压交流输电四四高压直流输电高压直流输电五五远距离输电与灵活交流输电系统远距离输电与灵活交流输电系统2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电

27、力系电气工程与自动化学院电力系1.长距离输送电能长距离输送电能2.大容量输送电能大容量输送电能3.节约基建投资与运行费用节约基建投资与运行费用4.电力系统互联电力系统互联一、高压交流输变电概述一、高压交流输变电概述330kV级以上是超压输电级以上是超压输电二、我国二、我国330kV以及超高压输电以及超高压输电第三节第三节 高压交流输电高压交流输电2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系不同电压等级的输送功率和距离电压等级与线损率的关系2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气

28、部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系 主要电气设备主要电气设备：（主变压器、断路器、隔离开：（主变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器）关、电压互感器、电流互感器、避雷器）作用作用三、三、500kV变电站电气主接线变电站电气主接线 枢纽变电站，说明其作用枢纽变电站，说明其作用-接线方式（接线方式（3/2 或或双母四分段带专用旁路母线）双母四分段带专用旁路母线） 避雷器：保护电气设备免遭雷电冲击波袭击。避雷器：保护电气设备免遭雷电冲击波袭击。五种：保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器、磁五种：保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器、磁吹阀式避

29、雷器和氧化锌避雷器。吹阀式避雷器和氧化锌避雷器。 500kv氧化锌避雷器做过电压保护（无间氧化锌避雷器做过电压保护（无间隙、无续流、残压低等特点）隙、无续流、残压低等特点）2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系四、四、并联高压电抗器并联高压电抗器和抽能并联高压电抗器和抽能并联高压电抗器 限制工频限制工频电压升高电压升高 降低操作降低操作过电压过电压 消

30、除发电机带长线出现消除发电机带长线出现自励磁自励磁 避免长距离输送无功功率并降低线损避免长距离输送无功功率并降低线损 限制潜供电流限制潜供电流2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系电气工

31、程与自动化学院电力系第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分31 . 0/31 . 0/3202022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系电气设备和电气接线电气设备和电气接线一一二二发电厂的电气部分发电厂的电气部分三三高压交流输电高压交流输电四四高压直流输电高压直流输电五五远距离输电与灵活交流输电系统远距离输电与灵活交流输电系统20

32、22-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系第四节第四节 直流输电直流输电一、直流输电的主要用途一、直流输电的主要用途1. 远距离大功率输电远距离大功率输电2. 海底电缆送电海底电缆送电3. 不同频率或相同额定频率非同步运行不同频率或相同额定频率非同步运行 的交流系统之间的联络的交流系统之间的联络4. 用地下电缆向用电密度高的城市供电用地下电缆向用电密度高的城市供电2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电

33、力系二、直流输电的优缺点二、直流输电的优缺点 优点优点1. 当输送功率相同时，其线路造价低当输送功率相同时，其线路造价低3. 两端交流电力系统不需要同步运行，输电距两端交流电力系统不需要同步运行，输电距离不受电力系统同步运行稳定性的限制离不受电力系统同步运行稳定性的限制4. 直流线路的电压、电流、功率的调节比较容易直流线路的电压、电流、功率的调节比较容易和迅速和迅速2. 当输送功率相同时，其功率损耗小当输送功率相同时，其功率损耗小2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系5. 可以实现不同频率或

34、相同频率交流系统之间可以实现不同频率或相同频率交流系统之间 的非同步联系的非同步联系6. 直流输电线路在稳态运行时没有电容电流直流输电线路在稳态运行时没有电容电流 沿线电压分布平稳沿线电压分布平稳线路电压降较小（仅电阻性压降）线路电压降较小（仅电阻性压降）线路部分不需要无功补偿装置线路部分不需要无功补偿装置2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系换流站换流站造价高造价高消耗无功消耗无功谐波谐波高压直流断路器高压直流断路器大地回流造成的腐蚀及对交流系统的影响大地回流造成的腐蚀及对交流系统的影响闭

35、锁闭锁 缺点缺点2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系 直流输电的基本原理直流输电的基本原理 直流输电的主要电气设备直流输电的主要电气设备2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系三、直流输电的接线方式三、直流输电的接线方式 单极直流输电单极直流输电 单极两线直流输电单极两线直流输电双极直流输电双极直流输电2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部

36、分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系1 单极直流输电单极直流输电特特点点结构简单，经济；结构简单，经济；地电流对地下埋设设备的金属物腐蚀严重；地电流对地下埋设设备的金属物腐蚀严重；对交流系统的影响。对交流系统的影响。换流站与直流线路的连接端点换流站与直流线路的连接端点2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系2 单极两线直流输电单极两线直流输电无大地回流无大地回流2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系

37、电气工程与自动化学院电力系3 双极直流输电双极直流输电2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系直流输电系统的原理接线图（双极）直流输电系统的原理接线图（双极）换流器换流器换流阀换流阀阀阀阀臂阀臂四、换流站的工作原理四、换流站的工作原理2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系换换流流站站把三相交流电变换成直流电把三相交流电变换成直流电的换流站的换流站逆变站：逆变站：把直流线路送来的直流电变把直流

38、线路送来的直流电变换成交流电的换流站换成交流电的换流站整流站：整流站：2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系 特特点点只输送有功功率，不输送无功功率只输送有功功率，不输送无功功率换流阀在运行时，它对交流、直流系统换流阀在运行时，它对交流、直流系统两侧都将产生谐波两侧都将产生谐波在换流站两侧均必须采用滤除谐波的措施在换流站两侧均必须采用滤除谐波的措施2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系五、

39、我国直流输电的发展概况五、我国直流输电的发展概况已经投运和在建的直流输电工程已经投运和在建的直流输电工程1）舟山直流输电工程）舟山直流输电工程 1987年年12月投入试运行月投入试运行额定电压额定电压100kV，额定输额定输送功率送功率50MW2）葛上直流输电工程）葛上直流输电工程 1989年底建成单极年底建成单极500 kV，输送电力，输送电力600MW 1990年建成双极年建成双极500 kV，输送电力，输送电力1200MW3）天广直流输电工程）天广直流输电工程额定电压额定电压500 kV，输送功率，输送功率1800MW2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、

40、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系4）嵊泗直流输电工程）嵊泗直流输电工程2003年正式投入运行年正式投入运行额定电压额定电压50 kV，输送功率双极输送功率双极60MW5）三常直流输电工程）三常直流输电工程 2000年开始建设年开始建设 全长全长890km2002年底已建成单极年底已建成单极500 kV 输送电力输送电力1500MW2003年年5月建成双极月建成双极500 kV 输送电力输送电力3000MW6）三广直流输电工程）三广直流输电工程2003年底建成单极年底建成单极500kV 输送电力输送电力1500MW2004年上半年建成双极年上半年建成双极5

41、00 kV 输送电力输送电力3000MW2003年开始建设年开始建设2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系2001年开始建设年开始建设7）贵广直流输电工程）贵广直流输电工程2001年开始建设年开始建设 全长全长900km 2004年建成单极年建成单极500 kV 输送电力输送电力1500MW2005年建成双极年建成双极500 kV 输送电力输送电力3000MW8）灵宝背靠背直流输电工程）灵宝背靠背直流输电工程2005年建成年建成 双极双极120 kV 输送电力输送电力360MW9）云南）云南

42、广东广东800kv特高压直流输电示范工程，特高压直流输电示范工程， 属于世界上第一条。属于世界上第一条。2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系现代直流输电现代直流输电优点优点： 每根同样截面的导线，能输送更大的功率，并且有每根同样截面的导线，能输送更大的功率，并且有 功损耗小；功损耗小； 输送线路结构简单；输送线路结构简单； 每根导线都可以作为一个独立回路运行，并且可以每根导线都可以作为一个独立回路运行，并且可以 采用大地或海水作回路；采用大地或海水作回路； 没有充电功率和充电电流，没有集肤

43、效应；没有充电功率和充电电流，没有集肤效应；电缆线路可以在较高的电位梯度下运行；电缆线路可以在较高的电位梯度下运行；不存在稳定问题；不存在稳定问题；可以联络两个不同频率的交流系统，联络线上的功可以联络两个不同频率的交流系统，联络线上的功 率易于控制。率易于控制。 2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系主要主要缺点缺点有：有： 换流器投资昂贵，且需要消耗较多的无功功率。换流器投资昂贵，且需要消耗较多的无功功率。 换流器是一个谐波源会产生电力污染，而且几乎换流器是一个谐波源会产生电力污染，而且几

44、乎 没有过载能力。没有过载能力。 目前尚无适用的直流断路器。目前尚无适用的直流断路器。 直流输电的直流输电的应用范围应用范围有：远距离大容量输电、海底电有：远距离大容量输电、海底电缆输电、缆输电、 两个交流两个交流 系统的互联、大城市地下输电、系统的互联、大城市地下输电、 减小减小短路容量、配合新能源输电。短路容量、配合新能源输电。 2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系 交流输电交流输电由来已久由来已久, ,交流输电线路中交流输电线路中, ,除了有导线的除了有导线的电阻电阻损耗损耗外还有外

45、还有交流感抗的损耗交流感抗的损耗。 为了解决交流输电电阻的损耗为了解决交流输电电阻的损耗, ,采用高压和超高压采用高压和超高压输电来输电来减小电流减小电流来来减小损耗减小损耗。 但但是交流是交流电感损耗不能减小电感损耗不能减小。因此。因此交流交流输电输电不能做太远不能做太远距离输电距离输电。 如果线路过长输送的电能就会全部消耗在输电线路上如果线路过长输送的电能就会全部消耗在输电线路上. .交交流输电并网流输电并网还要考虑相位还要考虑相位的的一致一致。如果相位不一致两组发电。如果相位不一致两组发电机并网会互相抵消。机并网会互相抵消。 交交/直流输电的比较直流输电的比较2022-1-18课 件第二

46、章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系 直流输电直流输电克服克服了上述了上述电感的损耗电感的损耗。只有只有导线导线电阻电阻的的损耗损耗。 主要主要应用于远距离大容量输电应用于远距离大容量输电、电力系统联网电力系统联网、远距离海远距离海底电缆底电缆或大城市或大城市地下电缆送电地下电缆送电、配电网络的轻型直流输电配电网络的轻型直流输电等方等方面。面。 直流输电与交流输电相互配合，构成现代电力传输系统。直流输电与交流输电相互配合，构成现代电力传输系统。随着电力系统技术经济需求的不断增长和提高，直流输电受到随着电力系统技术经济

47、需求的不断增长和提高，直流输电受到广泛的注意并得到不断的发展。广泛的注意并得到不断的发展。 与直流输电相关的技术，如电力电子、微电子、计算机控与直流输电相关的技术，如电力电子、微电子、计算机控制、绝缘新材料、光纤、超导、仿真以及电力系统运行、控制制、绝缘新材料、光纤、超导、仿真以及电力系统运行、控制和规划等的发展为直流输电开辟了广阔的应用前景。和规划等的发展为直流输电开辟了广阔的应用前景。 2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系电气设备和电气接线电气设备和电气接线一一二二发电厂的电气部分发电

48、厂的电气部分三三高压交流输电高压交流输电四四高压直流输电高压直流输电五五远距离输电与灵活交流输电系统远距离输电与灵活交流输电系统2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系第五节第五节 远距离输电与灵活交流输电系统远距离输电与灵活交流输电系统一、远距离输电一、远距离输电2022-1-18课 件第二章第二章 发电、变电和输电的电气部分发电、变电和输电的电气部分电气工程与自动化学院电力系电气工程与自动化学院电力系二、远距离输电方式二、远距离输电方式直流远距离输电直流远距离输电交流远距离输电交流远距离输电-稳定性问题稳定性问题20