1电力系统基础知识PPT

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1.4电力系统的额定电压及电压等级
额定电压是由国家规定的一种标准电压，是电气设备设计时所依据的电压值。 额定电压 在这一电压下工作时，电气设备的技术经济性能指标能够达到最佳状态，保证 长期可靠运行。
电力系统 额定电压 /kV 3 6 10 20 35 60 110 220 330 500 750 发电机 额定电压 /kV 3.15 6.30 10.50 13.80 15.75 18.0 20.0 22.0 24.0 电力变压器额定电压/kV 电力变压器额定电压 一次绕组 3 及 3.15 6 及 6.30 10 及 10.5 13.80 15.75 18.0 20.0 22.0 24.0 35 60 110 220 330 500 二次绕组 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11.0 38.5 66 121 242 363 550 电气设备 最高电压 /kV 3.6 7.2 12
☆年人均电量：
我国： 1000kW.h 中等发达国家： 7000kW.h 北欧、美国： 18000kW.h
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2 发电厂
2.1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。
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2 发电厂
2.2 核电厂：均采用原子核裂变时释放出来的能量发电。
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2 发电厂
2.3 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。
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2 发电厂
2.4 风力发电厂
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3 变电站的一次接线
3.1 电力系统的电气设备
输变电设备包括
汇流母线：起汇集和分配电能的作用，也称汇流排。 进、出线：进线指电源，出线指线路。 断路器、隔离开关（母线、线路）、接地刀闸： 断路器与隔离开关的操作顺序： 送电操作顺序：先合上断路器两侧的隔离开关，再投入断路器。 送电操作顺序 停电检修操作顺序：先断开断路器，再断开断路器两侧的隔离开 停电检修操作顺序 关。待线路对方仃电后，再合上接地刀闸。
▲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。
P发 ≡P用＋∆P ⇒ Q发 ≡Q用＋∆Q ⇒ 频率f 频率表征电力系统有功功率的平衡 电压V 电压则表征该处无功功率的平衡
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1.2电力系统的特点
对电力系统运行的基本要求如下： 对电力系统运行的基本要求 （1）保证供电可靠性 （2）保证电能质量 （3）提高电力系统运行的经济性 （4）环境保护问题
电气主接线
发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路， 也称电气一次接线或一次系统。
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3 变电站的一次接线
输电线路 开关电器
高压断路器的基本参数
额定开断电流INbr、全开断时间tab、合闸时间ton 额定动稳定电流（峰值）ies、热稳定电流It、自动重合闸性能
电流互感器
运行特点：二次绕组不能开路 二次接线：单相接线；星形接线；不完全星形接线
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 输电线路 配电线路。负荷中心一般设变电站 。 配电线路 变电站
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1.1什么是电力系统？ 什么是电力系统？
超高压远距 离输电网 变电所A：枢纽 500kV 220kV 区域电力网 变电所C：地方 110kV 地方电力网
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1.1什么是电力系统？ 什么是电力系统？
变电所：按其在电力系统中的地位分类
枢纽变电所： 中间变电所： 地区变电所： 终端电站所：
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1.2 电力系统的特点
▲过渡过程十分短暂：控制操作自动化程度高。必须 借助自动装置对电力系统进行控制：继电保护装置、 运动装置、减载装置、同期装置、励磁装置、…… ▲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：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
变电所D：终端 10 kV
110 kV
变电所B： 中间
35kV
35kV ~ 水力发电厂 ~ 火力发电厂 7
1.1什么是电力系统？ 什么是力系统？
电力网：
按电压等级分类： 低压网：电压等级在1kV以下； 中压网：1～10kV； 高压网：高于10kV、低于330kV； 超高压网：低于750kV； 特高压网：1000kV及以上。
W
适用范围
单电源的发电厂和变 电所，且出线回路数 少，用户对供电可靠 性要求不高的场合。
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3 变电站的一次接线
3.3.2 单母线分段接线
特点
WL1 WL2 WL3 WL4
QF1
减少母线故障或检修时的 停电范围。 断路器检修期间必须停止 该回路的供电。 母线分段的数目，通常以 2～3分段为宜，分段太多 增加了分段断路器。
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1.1什么是电力系统？ 什么是电力系统？
电力网：按电压等级的高低、供电范围的大 小的分类
地方电力网：电压等级在35kV及以下，供电半径 在20~50km以内 区域电力网：电压等级在35kV以上（一般为 110kV~220kV），供电半径超过50km，联系较多 发电厂的网络 超高压远距离输电网：电压等级为330kV~500kV 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
3.2 电力系统接线和输变电网络接线 电力系统接线
地理接线图：表明各发电厂、变电所的相对地理位置和它 们之间的联接关系 电气接线图：表明电力系统中各主要元部件之间和厂所之 间的电气联接关系
输变电网络接线
无备用：单回路放射式、干线式和链式网络等，每一负荷只能靠
一条线路获得电能，又称开式网络。
有备用：双回路式、单环式、双环式和两端供电式等，每一个负
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QF
QS
3 变电站的一次接线
3.3.1 单母线接线
WL1
QS4 QS3 QF2 QS2
特点
WL3 QS QF QS QS QF ～ G WL4 QS QF QS
WL2 QS QF QS QS1 QF1 ～ G
简单、清晰、设备少。 当母线故障或检修或 母线隔离开关检修时， 整个系数全部停电。 断路器检修期间也必 须停止该回路的供电。
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： 电力系统 组成 发电厂：生产电能。 电力网：变换电压、传送电能。由变电所和电力线路组成。 配电系统：将系统的电能传输给电力用户。 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。 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。
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1.3电能的质量指标
电压质量标准：
名 称 供电电 压允许 偏差 允许限值 说 明 35kV 及以上为正负偏差绝对值 之和不超过 10%； 衡量点为供用电产权分界处或电能计量点 10kV 及以下三相供电为±7%； 220V 单相供电为+7%，-10% 1． 电压波动 ： ． 电压波动： (PCC) 衡 量 点 为 电 网 公 共 连 接 点 (PCC)， 取 实 10kV 及以下 2.5%; 测 95%概率值； 35kV~110kV 为 2%； 给出闪变电压限值和频度的关系曲线， 220kV 及以上 1.6% 可以根据电压波动曲线查得允许值，并 2． 闪变 ∆ V 10： ． 闪变∆ 给出算例； 对照明要求较高,0.4%(推荐值); 对测量方法和测量仪器作出基本规定 一般照明负荷,0.6%(推荐值) 各级电压要求一样； 衡量点 为 PCC， 取 实 测 95%概 率值 或 正常允许 2%，短时不超过 4%； 日累计超标不超过 72min，且每 30min 每个用户一般不得超过 1.3% 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
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 1949 1987 1995 2000 2001 装机容量（万 kW） 184.86 10000 21000 30000 35300（2003.2.18） 年发电量（亿 kWh） 43.1 4960 10000 13000 14780
A B C A L1 K1 L2 K2 A I b
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A B C A A A
A B C wh Ia Ic
3 变电站的一次接线
电压互感器
运行特点：二次绕组不能短路 接线方式：
110kV
~ ~
220kV (a) 35kV
3kV
~
220kV
3kV
(b) (d)
3kV
~
20kV
(c)
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3 变电站的一次接线
电力与电力拖动工程基础
第1章 电力系统的基本概念 章
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主要内容
1.概述 2.发电厂 3.变电站的一次接线 4.电力系统一次设备简介 5.变电站的二次接线 6.变电站综合自动化简介 7.配电管理系统DMS-组网结构
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1、概述----1.1什么是电力系统？ 、概述 什么是电力系统？ 什么是电力系统
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40.5 72.5 126 252 363 550 800 15
1.4电力系统的额定电压及电压等级
U1 Z I U2 S S = √3U2I
我国规定的额定电压按电压高低及使用范围 额定电压按电压高低及使用范围可分为三类： 额定电压按电压高低及使用范围 第一类指100V及其以下的额定电压。主要用于安全动力、照明、蓄电池及特殊设备。 第二类指100～1000V之间的额定电压，其应用最广、数量最多。 第三类指1000V及其以上电压等级。电力系统的发、供、输、配、用电都采用该电压等 级。