电力系统基础

1、跳转到第一页生产技术生产技术培训培训生产技术中心生产技术中心跳转到第一页 电力系统电力系统n由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、经济、优质的电能 。跳转到第一页数据采集和传输 什么是电力系统什么是电力系统跳转到第一页水电厂水电厂核电厂核电厂工厂工厂电气化铁路电气化铁路风力发电机风力发电机变变电电所所居民居民终端变终端变电所电所2

2、20kV110kV火电厂火电厂枢纽变枢纽变电站电站110kV跳转到第一页什么是电力系统什么是电力系统电力网：电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体 。 电力系统：由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线路及各种类型的用电设备组成的统一体，称为电力系统电力系统。具体组成组成如下： u发电厂：生产电能。u电力网：变换电压、传送电能。由变电所和电力线路组成。u配电系统：将系统的电能传输给电力用户。 u电力用户：高压用户额定电压在1kV以上，低压用户额定电压在1kV以下。u用电设备：消耗电能。 动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂

3、的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。通常，将发电厂电能送到负荷中心的线路叫输电线路输电线路。负荷中心至各用户的线路叫配电线路配电线路。负荷中心一般设变电站变电站 。跳转到第一页 什么是电力系统什么是电力系统水库水库G G M M M M 电力网电力网电力系统电力系统动力系统动力系统发电厂发电厂 水轮机水轮机 发电机发电机变电所变电所升压变压器升压变压器输电线路输电线路变电所变电所降压变压器降压变压器用户用户用电设备用电设备跳转到第一页n 电力网：按电压等级的高低、供电范围的大小的分类u地方电力网：电压等级在35kV及以下，供电半径在2050km以内u区域电力网：电压等级在

4、35kV以上（一般为110kV220kV），供电半径超过50km，联系较多发电厂的网络u超高压远距离输电网：电压等级为330kV500kV的网络，其主要任务是把远处发电厂生产的电能输送到负荷中心，同时还联系若干区域电力网形成跨省、跨地区的大型电力系统 什么是电力系统什么是电力系统跳转到第一页什么是电力系统什么是电力系统超高压远距超高压远距离输电网离输电网地方电力网地方电力网区域电力网区域电力网110110kVkV 3535kVkV 3535kVkV500500kVkV220220kVkV110110kVkV10 10 kVkV水力发电厂水力发电厂火力发电厂火力发电厂变电所变电所A A：枢纽枢纽

5、变电所变电所C C：地方地方变电所变电所D D：终端终端变电所变电所B B：中间中间跳转到第一页 电力网电力网： 按电压等级分类：按电压等级分类：低压低压网：网：电压等级在电压等级在1kV1kV以以下；下；中压网：中压网：1 110kV10kV；高压网：高压网：高于高于10kV10kV、低于、低于330kV330kV；超高压网：超高压网：低于低于750kV750kV；特高压网：特高压网：1000kV1000kV及以上。及以上。 什么是电力系统什么是电力系统跳转到第一页 电网分布电网分布跳转到第一页n 变电所：按其在电力系统中的地位分类u枢纽变电所：u中间变电所：u地区变电所：u终端电站所： 什

6、么是电力系统什么是电力系统跳转到第一页过渡过程十分短暂：过渡过程十分短暂：制控操作自动化程度高。必须借助自动装置对电力系统进行控制：继电保护装置、远动装置、减载装置、同期装置、励磁装置.电能不能大量存储：电能的生产、变换、输送、分配和使用是同时进行的。 电力系统特点电力系统特点电能生产与国民经济各部门和人民生活有着极电能生产与国民经济各部门和人民生活有着极为密切的关系：为密切的关系：社会政治经济影响巨大。负荷分类： 一类负荷、 二类负荷、三类负荷跳转到第一页n对电力系统运行的基本要求对电力系统运行的基本要求如下：如下：n （1）保证供电可靠性 n （2）保证电能质量 n （3）提高电力系统运行

7、的经济性 n （4）环境保护问题 电力系统特点电力系统特点跳转到第一页 用电负荷分类用电负荷分类一类负荷：指中断供电将造成人身伤亡危险，或造一类负荷：指中断供电将造成人身伤亡危险，或造成重大设备损失且难以修复，或给国民经济带来重成重大设备损失且难以修复，或给国民经济带来重大损失，或在政治上造成重大影响的电力负荷。大损失，或在政治上造成重大影响的电力负荷。一类负荷要求由两个独立电源供电，当其中一个电源发生故障时， 另一个电源应不致同时受到损坏。对一级负荷中特别重要的负荷，除上述两个电源外， 还必须增设应急电源。（如：煤矿）跳转到第一页 用电负荷分类用电负荷分类二类负荷：是指中断供电将在政治、经济

8、上造成二类负荷：是指中断供电将在政治、经济上造成较大损失的电力负荷，较大损失的电力负荷， 如主要设备损坏、大量如主要设备损坏、大量产品报废、产品报废、 连续生产过程被打乱需较长时间才连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。能恢复、重点企业大量减产等。二类负荷要求由双回路供电，供电变压器也应有两台，当其中有一条回路或一台变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断供电后能迅速恢复供电。 跳转到第一页三类负荷：为一般电力负荷，三类负荷：为一般电力负荷， 所有不属于所有不属于上述一、二级负荷者均为三级负荷。上述一、二级负荷者均为三级负荷。 由于由于三类负荷为不重要的一般负荷

9、，三类负荷为不重要的一般负荷， 因而它对供因而它对供电电源无特殊要求。电电源无特殊要求。 用电负荷分类用电负荷分类跳转到第一页名称允许限值说明供电电压允许偏差 35kV 及以上为正负偏差绝对值之和不超过 10%； 10kV 及以下三相供电为7%； 220V 单相供电为+7%，-10%衡量点为供用电产权分界处或电能计量点电压允许波动和闪变1电压波动： 10kV 及以下 2.5%; 35kV110kV 为 2%； 220kV 及以上 1.6%2闪变V10： 对照明要求较高,0.4%(推荐值); 一般照明负荷,0.6%(推荐值) 衡量点为电网公共连接点(PCC)，取实测 95%概率值； 给出闪变电压

10、限值和频度的关系曲线，可以根据电压波动曲线查得允许值，并给出算例； 对测量方法和测量仪器作出基本规定三相供电电压允许不平衡度 正常允许 2%， 短时不超过 4%； 每个用户一般不得超过 1.3% 各级电压要求一样； 衡量点为 PCC，取实测 95%概率值或日累计超标不超过 72min，且每 30min 中超标不超过 5min； 对测量方法和测量仪器作出规定； 提供不平衡度算法 电能质量指标电能质量指标跳转到第一页电压波动：电压波动：供电系统中大量冲击性负荷，间歇性负荷的存在以及各种短路故障的发生，常常导致系统电压短时，快速的变化。电压闪变电压闪变：就是电压短时间超出规定范围的摆动或扰动。电压波

11、动造成灯光照度不稳定（灯光闪烁）的人眼视感反应称为闪变跳转到第一页频率：额定频率：50Hz（国外：50 或 60Hz）频率偏差：0.2Hz（3000MW系统）0.5Hz（3000MW系统）国外：(0.10.2)Hz 或 0.5Hz波形：质量标准：正弦波电压和电流谐波的危害与抑制：对于电网、电力设备、通讯都会产生负面影响； 电能质量指标电能质量指标跳转到第一页电力工业发展史上的第一：火电：1882年上海杨树浦；水电：1912年云南石龙坝240kW；核电：1991年浙江秦山300MW；输电线路： 1974年甘肃刘家峡水电站陕西关中地区330kV交流， 1981年河南姚孟火电厂到武汉500kV交流，

12、 1988年葛州坝水电站到上海南桥变电站500kV直流。电力系统之最：类 别中 国世 界火 电 单 机 （ MW）600（ 900）1300水 电 单 机 （ MW）700 800700 800交 流 输 电 线 路 （ kV）500 1000直 流 输 电 线 路 （ kV） 500 750 我国电力工业发展概况我国电力工业发展概况跳转到第一页2002年底全国发电装机容量达到3.56亿千瓦，发电量达到16542亿千瓦时，均居世界第二位年 份装机容量（万 kW）年发电量（亿 kWh）1949184.8643.1198710000496019952100010000200030000130002

13、00135300（2003.2.18）14780年人均电量：我国：1000kW.h中等发达国家：7000kW.h北欧、美国：18000kW.h 我国电力工业发展概况我国电力工业发展概况跳转到第一页火力发电厂火力发电厂：将煤、油、天然气或其它燃料的化学能转换成电能的工厂。主要由燃烧、汽水、电气系统三部分组成；可分为凝气式火电厂和热电厂两类 通常运行寿命25年。 发电厂发电厂跳转到第一页 发电厂发电厂水电厂：水电厂：利用水能发电，可分为堤坝式、径流式（如葛洲坝）、抽水畜能三类；水轮机组工作灵活，能迅速适应负荷急剧变化，一般从机组启动、并网到带负荷只需几分钟即可完成；通常运行寿命50年。 跳转到第一

14、页核电厂：核电厂：均采用原子核裂变时释放出来的能量发电。 发电厂发电厂 跳转到第一页高压高压 10KV10KV低压低压 380380V V、220V220V以及安全电压以及安全电压 3636V V、24V24V、12V12V进入金属塔器、进入金属塔器、浆池等特别潮湿浆池等特别潮湿的环境内检修必的环境内检修必须使用须使用36V以下以下的安全电压的安全电压 跳转到第一页电压等级（电压等级（KVKV）安全距离（安全距离（m m）1010及以下及以下0 0707020-3520-351 1000044441 1202060-11060-1101 150501541542 200002202203 30

15、000跳转到第一页1 1. . 柜及操作台内的铜排与电线。柜及操作台内的铜排与电线。 2. 2. 注意冲洗设备时不要冲到电机、注意冲洗设备时不要冲到电机、 电柜等电气设备上。电柜等电气设备上。 3. 3. 无工作关系任何时候不经允许不准触及现场动力无工作关系任何时候不经允许不准触及现场动力 不准进入电气配电室、高压室及变压器室。不准进入电气配电室、高压室及变压器室。 4. 4. 不准开启挂有全安标示牌、停电牌的设备不准开启挂有全安标示牌、停电牌的设备 5. 5. 按规范执行停送电步骤按规范执行停送电步骤, ,认真填写好停送电联系单认真填写好停送电联系单6. 6. 进入金属塔器、浆池等特别潮湿的

16、环境内检修必须使用进入金属塔器、浆池等特别潮湿的环境内检修必须使用3636V V以下的安全电压，移动的电气必须要有保护接地及安以下的安全电压，移动的电气必须要有保护接地及安装漏电开关。装漏电开关。 7. 7. 发生电气火灾时立即断开该设备电源，应使用的灭火器有发生电气火灾时立即断开该设备电源，应使用的灭火器有12111211、干粉和二氧化碳灭火器，不能用泡沫灭火器。、干粉和二氧化碳灭火器，不能用泡沫灭火器。 跳转到第一页 当人的一只手接触到一相带电体时，就会发主单相触电，当人的一只手接触到一相带电体时，就会发主单相触电，这种融电事故约占总触电事故的这种融电事故约占总触电事故的75%75%以上。当低压电网中性点接地时，以上。当低压电网中性点接地时，作用于人体的电压达作用于人体的电压达220220V V。当人的两只手同时接触两相带电的导线时，不论低压电网当人的两只手同时接触两相带电的导线时，不论低压电网的中性点是否接地，都会发生两相触电事故。此时作用于人体的电压的中性点是否接地，都会发生两相触电事故。此时作用于人体的电压达到达到380V。 当带电的电线断落在地面上（或当带电的电线断落在地面上（或接地点通过电质时），地表面上即呈现电位，电接地点通过电质时），地表面上即呈现电位，电位随接地点距离而下降，但人或耕畜的脚与脚之位随接地点距离而下降，但人或耕畜的脚与脚