电力系统简述

电力系统简述第1页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统电力系统：由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统功能：是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服务。发电-发电机升压-升压变压器降压-降压变压器输电配电-配电变压器用电-用电设备第2页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统构成发电厂变电站输电线路配电室用电用户第3页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统构成第4页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统构成某电力系统图第5页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-发电原理发电机是将其他形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其他动力机械驱动，将水流、气流、燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，再由发电机转换为电能。

火电：锅炉－汽轮机－发电机

内能---动能------电能水电：水库－水轮机－发电机

势能-----动能-----电能核电：核反应堆－汽轮机－发电机

其他：如风能、地热能、太阳能、潮汐等

第6页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-发电原理原理：闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动时，在导体上就会产生电流的现象叫电磁感应现象，产生的电流叫做感应电流。

第7页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-发电原理交流发电机的发电原理如下图

1.在发电机内部有一个由发动机带动转子（旋转磁场）2.磁场外有一个定子绕组,绕组有3组线圈(3相绕组)，3相绕组彼此相隔120度3.当转子旋转时，旋转的磁场使固定的电枢绕组切割磁力线（或者说使电枢绕组中通过的磁通量发生变化）而产生电动势。定子3相绕组感生电动势的大小为第8页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-发电原理定子每相电动势的有效值K-绕组系数(和发电机定子绕组的绕线方法有关)N-每项匝数（匝）φ-每极磁通（Wb）Ce-电机结构常数第9页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-发电公司五大发电集团（08年）中国华能集团：总装机容量8586万千瓦，占19.9%，发电量3645亿千瓦时，占有率达11.5%。

中国华电集团：总装机容量6302万千瓦，发电量2563亿千瓦时。(07年)

大唐集团：总装机容量8242万千瓦，发电量3529亿千瓦时。

中国国电集团公司：总装机容量7023万千瓦，发电量2652亿千瓦时。

中电投集团：总装机容量5056万千瓦，发电量2051亿千瓦时。

四小豪门：国投电力、国华电力、华润电力、中广核

两大电网公司：国家电网公司、中国南方电网有限责任公司

第10页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-变电变电站：改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方，必须把电压升高，变为高压电，到用户附近再按需要把电压降低。这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同，称为变电所、配电室等。变电站主要分为：升压变电站，主网变电站，二次变电站，配电站。

第11页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-变电站变电站起变换电压作用的设备是变压器，除此之外，变电站的设备还有开闭电路的开关设备汇集电流的母线计量和控制用互感器、仪表继电保护装置和防雷保护装置调度通信装置等还有无功补偿设备。变电站的主要设备和连接方式，按其功能不同而有差异。

第12页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-开关变电站开关设备。它包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器高压断路器：是发电厂、变电所主要的电力控制设备,具有灭弧特性,当系统正常运行时,它能切断和接通线路及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合,能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围。按其灭弧的不同，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）六氟化硫断路器（SF6断路器）真空断路器压缩空气断路器等。

第13页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-开关隔离开关：主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保证安全。它不能断开负荷电流和短路电流，应与断路器配合使用。负荷开关：能在正常运行时断开负荷电流没有断开故障电流的能力，一般与高压熔断丝配合用于10kV及以上电压且不经常操作的变压器或出线上。

第14页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-开关熔断器：根据电流超过规定值一定时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开的原理制成的一种电流保护器。

。接触器：指工业电中利用线圈流过电流产生磁场，使触头闭合，以达到控制负载的电器。

接触器原理与电压继电器相同，只是接触器控制的负载功率较大，故体积也较大。交流接触器广泛用作电力的开断和控制电路。

继电器是一种小信号控制电器，它用于电机保护或各种生产机械自动控制。

第15页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-电压等级电压等级（voltageclass）：电力系统及电力设备的额定电压级别系列。额定电压是电力系统及电力设备规定的正常电压，即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。电力系统各点的实际运行电压允许在一定程度上偏离其额定电压，在这一允许偏离范围内，各种电力设备及电力系统本身仍能能正常运行。

我国最高交流电压等级是1000KV（长治---荆门线），于2008年12月30日投入运行。在建输电线路（向家坝-上海，锦屏-苏南特高压直流800kV），其下有500、330、220、110、（60）、35、10KV，380/220V；

我国最高直流电压等级为正负500KV（葛洲坝---上海南桥线、天生桥---广州线、贵州---广东线、三峡---广东线），另有正负50KV（上海---嵊泗群岛线），100KV（宁波---舟山线），南方电网公司将建设正负800KV特高压直流输电线。

第16页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-输电输电（electricpowertransmission）：电能的传输。它和变电、配电、用电一起，构成电力系统的整体功能。通过输电，把相距甚远的（可达数千千米）发电厂和负荷中心联系起来，使电能的开发和利用超越地域的限制。和其他能源的传输（如输煤、输油等）相比，输电的损耗小、效益高、灵活方便、易于调控、环境污染少；输电还可以将不同地点的发电厂连接起来，实行峰谷调节。输电是电能利用优越性的重要体现输电按所送电流性质可分为直流输电和交流输电。第17页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-高压输电高压电很危险的，那为什么还要利用高压来输电_？从输电线路上损耗的电功率谈起，当电流通过导线时，就会有一部分电能变为热能而损耗掉了。我国目前普遍采用的三相三线制交流输电线路上损耗的电功率为损耗P=I^2*R

输出的功率是一定的，根据I=P/U，电压越高，电流就越小。而输电线上的损耗P=I^2*R，R是一定的，所以I越小，P损耗就越小。

这样就有两种方法减小损耗的电功率一：减小电阻{1增大横截面积2增大电阻率}成本太高

二：减小电流，但功率一定，就必须增大电压

第18页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-高压交流输电交流电的优点主要表现在发电和配电方面：利用建立在电磁感应原理基础上的交流发电机可以很经济方便地把机械能（水流能、风能……）、化学能（石油、天然气……）等其他形式的能转化为电能；交流电源和交流变电站与同功率的直流电源和直流换流站相比，造价大为低廉；交流电可以方便地通过变压器升压和降压，这给配送电能带来极大的方便．第19页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-高压直流输电第20页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-高压直流输电第21页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-配电配电：电力系统中直接与用户相连并向用户分配电能的环节。配电系统：由配电变电所（通常是将电网的输电电压降为配电电压）、高压配电线路（即1千伏以上电压）、配电变压器、低压配电线路（1千伏以下电压）以及相应的控制保护设备组成。配电电压通常有35～60千伏和3～10千伏等。根据《城市电力网规定设计规则》规定：输电网为500kV、330kV、220kV、110kV高压配电网为110kV、66kV中压配电网为20kV、10kV、6kV低压配电网为0.4kV（220V/380V）。

第22页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-配电接线配电系统中常用的交流供电接线方式有：

①三相三线制。分为三角形接线（用于高压配电，三相220伏电动机和照明）和星形接线（用于高压配电、三相380伏电动机）。

②三相四线制。用于380／220伏低压动力与照明混合配电。

③单相二线制。主要供应居民用电。

第23页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-三相三线-△接△接：三相电的三角形接法是将各相电源或负载依次首尾相连，并将每个相连的点引出，作为三相电的三个相线。三角形接法没有中性点，也不可引出中性线，因此只有三相三线制。添加地线后，成为三相四线制。

三角形接法，线电压等于相电压，而线电流等于相电流的√3倍。第24页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-三相三线-Y接Y接：Y(星形接法)连接是把三相绕组的首端或尾端连在一起，连在一起的这个点称为星中点，在三相平衡的情况下此点没有电流。

星接线电流等于相电流，线电压是相电压的1.732倍

第25页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-三相五线三相五线制包括三相电的三个相线（A、B、C线）、中性线（N线）；以及地线（PE线）。

中性线(N线)就是零线。三相负载对称时，三相线路流入中性线的电流矢量和为零，但对于单独的一相来讲，电流不为零。三相负载不对称时，中性线的电流矢量和不为零，会产生对地电压。

零线和地线的根本差别在于一个构成工作回路,一个起保护作用叫做保护接地,一个回电网,一个回大地,在电子电路中这两个概念是要区别开来的,在正规公司里,这两根线规定要分开接

第26页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-电网公司两大电网公司2000年开始的以“厂网分离”为标志的电力体制改革后，原国家电力公司中剥离出的电力传输、配电等电网业务由国家电网公司和南方电网公司运行，而各发电厂被划归分属五大“发电集团”(大唐、中电投、国电、华电、华能)运行。

南方电网公司；公司经营范围为广东、广西、云南、贵州和海南五省（区）国家电网公司；经营区域覆盖26个省、自治区、直辖市，覆盖国土面积的88%以上。第27页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-国家电网公司管理5家区域电网公司,25家省、直辖市自治区电力公司

华北电网公司：天津市电力公司、河北省电力公司、山西省电力公司、北京市电力公司、山东电力集团公司、内蒙古电力公司

华中电网公司：湖北省电力公司、湖南省电力公司、江西省电力公司、河南省电力公司、四川省电力公司、重庆市电力公司

华东电网公司：上海市电力公司、江苏省电力公司、浙江省电力公司、安徽省电力公司、福建省电力有限公司

西北电网公司：陕西省电力公司、甘肃省电力公司、宁夏电力公司、青海省电力公司、新疆电力公司、西藏电力有限公司

东北电网公司：辽宁电力公司、吉林电力公司、黑龙江电力公司、蒙东电力有限公司管理多家科研单位、直属单位及控股公司：中国电力科学研究院、国网电力科学研究院、国网北京经济技术研究院、国网能源研究院等第28页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-南方电网公司公司总部设有11个部局，以及南方电网电力调度通信中心、电力交易中心、技术研究中心、信息中心。公司下设超高压输电公司分公司，广东、广西、云南、贵州、海南电网公司五个全资子公司，控股南方电网财务公司。

第29页，课件共32页，创作于2023年2月电力系统-供电公司供电公司；指将电能通过输配电装置安全、可靠、连续