电力培训教材1

1、概论概论1、课程的性质和任务：、课程的性质和任务： 本课程是专业主干课程。通过本课程的学习，本课程是专业主干课程。通过本课程的学习，使学生获得电力系统的基本知识以及电力系统运使学生获得电力系统的基本知识以及电力系统运行的分析计算能力。行的分析计算能力。 2、学习本课程应达到的目标、学习本课程应达到的目标：（l ）掌握电力系统的基本知识；）掌握电力系统的基本知识；（2）能做出电力网的等值电路，计算电力网的参数；）能做出电力网的等值电路，计算电力网的参数；（3）能进行潮流计算、电压和线损计算；）能进行潮流计算、电压和线损计算；（4）掌握电力系统频率调整、电压调整、经济运行的基本）掌握电力系统频率调

2、整、电压调整、经济运行的基本概念和方法；概念和方法；（5）能进行电力系统的短路计算；）能进行电力系统的短路计算；（6）掌握电力系统运行稳定性的基本概念和提高稳定性的）掌握电力系统运行稳定性的基本概念和提高稳定性的措施措施课课 题题：电力系统概述、额定电压、接线方式：电力系统概述、额定电压、接线方式目的要求目的要求：1、掌握电力系统的组成、运行特点、对、掌握电力系统的组成、运行特点、对电力系统的基本要求电力系统的基本要求 2、掌握电力系统各主要元件的额定电压、掌握电力系统各主要元件的额定电压 3、懂得电力系统的接线形式、懂得电力系统的接线形式重重 点点：电力系统各主要元件的额定电压：电力系统各主

3、要元件的额定电压第一节第一节 电力系统的组成和特点电力系统的组成和特点第一章第一章 电力系统基本知识电力系统基本知识一、电力工业的发展现状一、电力工业的发展现状1、截止、截止2008年底，我国的总装机容量为年底，我国的总装机容量为79253万万KW；年增长年增长10.3%，年发电量为，年发电量为34334亿亿KWh，装机容量和发，装机容量和发电量居世界第二电量居世界第二2、我国已形成南方、东北、西北、华北、华中、华东、我国已形成南方、东北、西北、华北、华中、华东6个跨省电网和鲁、闽、琼、疆、藏和台湾个跨省电网和鲁、闽、琼、疆、藏和台湾6个独立省电网个独立省电网二、电力系统的组成二、电力系统的组

4、成 1、电力系统是由生产、输送、分配和消费电能的、电力系统是由生产、输送、分配和消费电能的发电机、变压器、电力线路和电力用户组成的整体，是发电机、变压器、电力线路和电力用户组成的整体，是将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的一个统一将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的一个统一系统。系统。 2、电力系统还包括：保证其安全可靠运行的继电、电力系统还包括：保证其安全可靠运行的继电保护装置、安全自动装置、调度自动化系统和电力通信保护装置、安全自动装置、调度自动化系统和电力通信等相应的辅助系统（一般称为二次系统），以及通过电等相应的辅助系统（一般称为二次系统），以及通过电或机械的方式联入电力系统中

5、的设备（如发电机的励磁或机械的方式联入电力系统中的设备（如发电机的励磁调节器、调速器等）。调节器、调速器等）。电力系统电力系统发电发电变电变电输电输电配电配电变电变电发电机发电机变压器变压器变压器变压器输电线路输电线路配电线路配电线路电力用户电力用户电力网电力网用电用电电力网：电力网：是电力系统中输送、变换和分配电能的一部分，是电力系统中输送、变换和分配电能的一部分，包含输电网络和配电网络。包含输电网络和配电网络。输电网：输电网：一般是电力系统中最高电压等级的电网，是电一般是电力系统中最高电压等级的电网，是电力系统的主要网络。同时，输电线路还有联络相邻电力力系统的主要网络。同时，输电线路还有联

6、络相邻电力系统和联系相邻枢纽变电所的作用。系统和联系相邻枢纽变电所的作用。配电网：配电网：是将电能从枢纽变电所分配到配电变电所后，是将电能从枢纽变电所分配到配电变电所后，再向用户供电的电力网络。再向用户供电的电力网络。动力系统动力系统是电力系统和是电力系统和“动力部分动力部分”的总和。动力部分的总和。动力部分包括热力发电厂的锅炉、汽轮机、热力网和用热设备，包括热力发电厂的锅炉、汽轮机、热力网和用热设备，水力发电厂的水库、水轮机，原子能发电厂的反应堆等。水力发电厂的水库、水轮机，原子能发电厂的反应堆等。秦山核电站全景秦山核电站全景秦山核电站汽轮机房秦山核电站汽轮机房秦山核电站输电塔秦山核电站输电

7、塔二次系统二次系统对一次系统的工作进对一次系统的工作进行监测、控制、调节行监测、控制、调节和保护的系统。和保护的系统。二次控制屏二次控制屏模拟屏模拟屏二次设备二次设备1000kV线路1000kV开关站至晋东南至荆州南阳孟津电厂淇县图 例220kV220kV500kV：MW km单位线路线路变电站火电厂水电厂500kV变电站山高村西丹江口水电站 紫东陕至陕西三门峡水电站五原甘棠三门峡火电厂安湖至湖北北青台邓州遮山蒲山宛北鸭河口电厂唐河舞阳白河炼钢二潢川信阳汝南驻马店徽新火郑州王寨左寨伊川计山姚孟电厂平东电厂贾庄英章宝丰鹅湾薛坡陈庄付庄洛热朝阳陡沟九都龙门牡丹吉利首阳山小浪底水电站 虎岭苗店常庄峡

8、窝郑热金岱徐庄柳林大桥太子庄丹河阳润韩王修武大召营洪门漯河淮阳明河商丘张阁杏花营前台开封电厂古固寨文峰西茶棚河滑县灵山汤阴濮阳振兴范家安电杜家庵岳村北梁庙山东禹州电厂钧州华豫电厂沙港天中获嘉嵩山索河卫辉水寨伊铝官庄中州仓颉桃园内黄澶都孔雀焦作洹安虢都河北邯郸沁北电厂凤凰祥符健康崔楼川汇邵陵巨陵隆达电厂叶县兰光蒲楼回龙抽水蓄能鹿鸣郦城楚都房城蓼城至湖北杭锦换流站线路330kV裕东电厂昌源栾川滍阳陈堡春林润封巩西天瑞荆华沁阳清丰胜利桂园中牟登封林州二崇义梅元西郊白寺东郊朱桥武陟禹庄高寨姜寨舞阳县西平长葛驻马店郸城太康永西孟平郏县驻马店平桥电厂新野麒麟淅川西丰李铁门商丘新东巩东豫联远惠郑然西霞院水冶

9、南阳西信阳驻天郑东热沁澳新火光山宝泉抽水蓄能新密鹤煤电厂棉山银李光明商水注：虚线为2006年至2010年规划电网项目许昌热鲁山新蔡罗山镇平桐柏淅川南范县濮热万方灵宝牵西郊张湾牵新安义马中迈铬渣顺安嵩县安乐洛南热盐镇牵新巩义牵密东泰祥石佛人民荥东新荥阳牵辛堤头商南襄县渑池东牵许东济东民权宝山永安电厂大鹏华润首阳山炼钢双山平顶山睢县宇航赵岗神火1040鹤壁电厂南热附图2：河南省2010年220kV及以上电网地理接线图郑州东开发区水冶北温县灵宝二洛南牵柿园西城和庄腾飞沁阳北开发区鄢陵禹州东西皋明西中心方城西峡驻北汝阳黛眉观音堂开关站卫南大云九里山滑县二柳涧北郊汝州北洛南偃师三门峡1200韩园中心周口

10、焦作西长垣待王许昌2010年年220kV及以上电网图及以上电网图“十一五”河南电网发展规划“十一五十一五”期间一次电网建设规期间一次电网建设规模模建设内容规模500kV变电 新建14座，扩建7座，新增主变20台， 新增容量1575万千瓦500kV线路 新建3308公里220kV变电 新建91座，扩建47座，新增150台主变， 新增容量2340万千瓦220kV线路 新建4063公里110kV变电 新建302座，扩建193座，新增容量2057万千瓦110kV线路 新建4785公里三、电力系统的特点三、电力系统的特点将小系统联合成大系统具有下列优点：将小系统联合成大系统具有下列优点：（1）提高了供电

11、可靠性；）提高了供电可靠性；（2）提高了供电的电能质量；）提高了供电的电能质量；（3）可以减少系统的备用容量，提高设备利用率；）可以减少系统的备用容量，提高设备利用率；（4）便于安装大机组，且机组容量越大，技术经济效）便于安装大机组，且机组容量越大，技术经济效益越好；益越好；（5）可以合理利用动力资源，提高了系统运行的经济）可以合理利用动力资源，提高了系统运行的经济性。性。电力系统的运行与其它工业系统相比较，有电力系统的运行与其它工业系统相比较，有非常明显的非常明显的运行特点运行特点：（1）与国民经济、人民生活、社会的安全稳定密切相）与国民经济、人民生活、社会的安全稳定密切相关。关。（2）电能

12、不能大量储存，电能的生产、输送、分配、）电能不能大量储存，电能的生产、输送、分配、使用是同时进行的。使用是同时进行的。（3）过渡过程非常短促。）过渡过程非常短促。（4）自动化程度要求高）自动化程度要求高四、对电力系统的基本要求四、对电力系统的基本要求1、保证连续可靠的供电、保证连续可靠的供电2、保证良好的电能质量、保证良好的电能质量 电压和频率和波形电压和频率和波形是三个主要的电能质量指标。是三个主要的电能质量指标。 我国规定额定我国规定额定频率频率为为50Hz，允许的频率偏差为：装机容量，允许的频率偏差为：装机容量300万万kW及以上的为及以上的为0.2Hz；300万万 kW以下以下0.5H

13、z。 用户受电端的用户受电端的供电电压供电电压允许的偏差是：允许的偏差是：35kV及以上，电压偏及以上，电压偏差不超过额定值的差不超过额定值的 5%；10 kV及以下三相供电的，不超过额定及以下三相供电的，不超过额定值的值的7%；220V单相供电的，不超过额定值的单相供电的，不超过额定值的+7 - -10。 供电的要求是供电的要求是正弦波正弦波3、保证电力系统运行的经济性、保证电力系统运行的经济性 发电厂：发电厂：能源消耗能源消耗和和厂用电率厂用电率。 电力网的电力网的线损线损。 我国电力工业的发展方针我国电力工业的发展方针 继续续发展燃煤电厂，提高能源效率，减小环继续续发展燃煤电厂，提高能源

14、效率，减小环 境污染境污染 加速水力资源的开发利用和水电厂的建设加速水力资源的开发利用和水电厂的建设 发展核电技术并适度发展核电厂发展核电技术并适度发展核电厂 开发风力和潮汐等可再生能源开发风力和潮汐等可再生能源 加速建设输、配、变电工程，西电东送，促加速建设输、配、变电工程，西电东送，促 进区域电网互联，并最终形成全国电力系统进区域电网互联，并最终形成全国电力系统河南电网规划总体方针：河南电网规划总体方针： 服从国家电网发展战略，依托本省区位优势，立服从国家电网发展战略，依托本省区位优势，立足能源分布构成，结合电网现状和经济产业发展布局，足能源分布构成，结合电网现状和经济产业发展布局，坚持建

15、设可靠、高效、灵活的统一坚强智能电网坚持建设可靠、高效、灵活的统一坚强智能电网一般原则：优化电压序列、合理开环运行、限制短路电流一般原则：优化电压序列、合理开环运行、限制短路电流主网原则：优先发展网架、地区合理分类、留有发展裕度主网原则：优先发展网架、地区合理分类、留有发展裕度城网原则：推广典型网络、容量适当充裕、建设标准规范城网原则：推广典型网络、容量适当充裕、建设标准规范农网原则：县域分区明确、供电容量适度、控制农网原则：县域分区明确、供电容量适度、控制35kV配网原则：明确供电范围、强化网络建设、确保供电可靠配网原则：明确供电范围、强化网络建设、确保供电可靠二次电网原则：紧密配合一次、同

16、步协调发展、建设智能电网二次电网原则：紧密配合一次、同步协调发展、建设智能电网电源接入原则：合理发展导向、并网技术规范、保障系统安全电源接入原则：合理发展导向、并网技术规范、保障系统安全用户供电原则：供电可靠分级、规范重点行业、一二次协调并用户供电原则：供电可靠分级、规范重点行业、一二次协调并重重 第二节第二节 电力系统的额定电压和接线方式电力系统的额定电压和接线方式一、额定电压等级一、额定电压等级标称系统电压标称系统电压系统设计选定的电压。系统设计选定的电压。系统系统在一个共同标称电压下工作、相互连接的导在一个共同标称电压下工作、相互连接的导线（线路）和设备的组合。线（线路）和设备的组合。我

17、国交流三相系统的我国交流三相系统的标称电压标称电压：220/380、380/660、1000（1140）V；3、6、10、（、（20）、）、35、66、110、220、330、500、750kV供电电压供电电压：供电端处相对相或相对中性导体的电压。：供电端处相对相或相对中性导体的电压。供电端供电端：供电部门的配电系统与用户电气系统的联结点：供电部门的配电系统与用户电气系统的联结点用电电压用电电压：在设备的电源插座上或端子上的相对相或相：在设备的电源插座上或端子上的相对相或相对中性导体的电压。对中性导体的电压。额定电压额定电压 ：通常由制造厂确定，用以规定元件、器件：通常由制造厂确定，用以规定元

18、件、器件或设备的工作条件的电压。或设备的工作条件的电压。电气设备在额定电压下运行才能取得最佳的技术性能和电气设备在额定电压下运行才能取得最佳的技术性能和经济效果。经济效果。河南电网电压等级划分河南电网电压等级划分1、河南电网标准电压等级、河南电网标准电压等级特高压交流：1000kV；特高压直流：800kV（1000kV）；超高压：500kV；高压：220kV、110kV、35kV；中压：10kV（20kV）；低压：380220V。2、电压序列优化、电压序列优化 合理简化电压等级 1）城网应逐步取消35kV电压等级。 2）农网县城区和工业聚集区限制并逐步取消35kV电压等级；重要乡镇和农业区可采

19、用35kV供电。 3）中低压配电网电压等级提升 在大城市负荷密度高的新城区，试点采用20kV电压等级。3、电网分类、电网分类（1）主网：500kV电网。（2）城市高压电网：城市220kV、110kV高压电网。（3）农网：县域220kV及以下各级电网。（4）城市中低压配电网：城市10kV（含20kV）及以下电网。二、电气设备的额定电压二、电气设备的额定电压1、用电设备的额定电压、用电设备的额定电压 用电设备的额定电压等于电网的额定电压用电设备的额定电压等于电网的额定电压 电力线路的平均额定电压：电力线路的平均额定电压： Uav=(UN+1.1UN)/2=1.05UN 2、交流发电机的额定电压、交

20、流发电机的额定电压 它的额定电压比电网电压高它的额定电压比电网电压高5%，用以补偿电网上的电压损，用以补偿电网上的电压损失失3、变压器的额定电压、变压器的额定电压 1）变压器接受功率的一侧为一次绕组（）变压器接受功率的一侧为一次绕组（相当于受电相当于受电设备设备） 绕组与系统连接：其额定电压等于系统的标称电压；绕组与系统连接：其额定电压等于系统的标称电压； 若与发电机连接：其额定电压等于发电机的额定电压若与发电机连接：其额定电压等于发电机的额定电压。2）变压器输出功率的一侧为二次绕组（）变压器输出功率的一侧为二次绕组（相当于电源相当于电源） 绕组与电网相连：额定电压一般比所连接电网的额定电绕组

21、与电网相连：额定电压一般比所连接电网的额定电压高压高10% 。 若变压器的若变压器的UK%7.5，或直接与用户相连，或直接与用户相连(即二次侧输电即二次侧输电距离较短距离较短)，则其二次绕组的额定电压比同级网络的额定电压，则其二次绕组的额定电压比同级网络的额定电压高高5%） 变压器二次侧接变压器二次侧接380V低压配电网时，其二次侧额定电压低压配电网时，其二次侧额定电压为为400V。三、各级电压的经济输送能力三、各级电压的经济输送能力 额定电压在额定电压在110kV以下的配电网，电压间的级差以下的配电网，电压间的级差一般在一般在3倍左右；额定电压在倍左右；额定电压在110kV及以上的输电网，及以上的输电网，电压间的级差一般在电压间的级差一般在2倍左右。倍左右。例：确定发电机和变压器各绕组的额定电压例：确定发电机和变压器各绕组的额定电压 10kV110kV35kV3kVT1T2T36kV四、电力网的接线四、电力网的接线（一）电力系统接线图（一）电力系统接线图 1、电气接线图：常用单线图反映系统中各个主要元件、电气接线图：常用单线图反映系统中各个主要元件之间的电气联系关系。它不能反映各发电厂、变电所得相对之间的电气联系关系。它不能反映各发电厂、变电所得相对地理位置及电力线路的路径。地理位置及电力线路的路径。2、地理接线图、地理接线图 按比例