第一章--电力系统基础知识资料讲解
(完整版)电力系统的基础知识
❖ 火力发电:
▪ 燃料在锅炉中燃烧,水变成高温高压水蒸气推 动汽轮机旋转,带动发电机发电。
• 按水蒸气温度压力分:中低压发电厂,高压发电厂 ,超高压发电厂,亚临界压力发电厂,超临界压力 发电厂;超超临界压力发电厂
动力系统:电力系统加上各类型发电厂中的动力部分就是动力系统。
电网调度
应用服务器
数据采集和传输
RTU
RTU
RTU
发电
输电
变电
配电
用电
❖ 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
▪ 水能可储蓄和调节。 ▪ 发电不污染环境。 ▪ 建设投资大、工期长,受自然条件限制。
建设中的水电站
❖ 核电:
▪ 核反应堆中发生核反应发热,水烧成高温高压 水蒸气推动汽轮机,带动发电机发电。
• 按照反应堆形式分:
– 压水堆核电站 – 沸水堆核电站(现在发生事故的日本福岛第一核电站) – 重水堆核电站(如中国秦山III期核电站) – 快堆核电站 – 石墨气冷堆电站
▪ 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
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。
第一章电力系统基本知识
§1 — 2 电力负荷
按负荷预测期的时间长短,划分为近期 负荷、中期负荷和长期负荷。
电力规划中的负荷预测一般是指对年最 大负荷的预测.
5年以内为近期,称为短期负荷 10 — 15年为中期,称为中期负荷 15 — 30年为长期,称为长期负荷
§1 — 2 电力负荷
电力负荷按所属行业分类可以分为城乡居民生活用电和国民经济行业用电。国民经济 行业用电分7大类:
1 . 农、林、牧、渔、水利业; 2 . 工业; 3. 地质普查和勘探业; 4. 建筑业; 5. 交通运输业; 6. 商业、公共饮食业、宾馆、广告、物资供销和仓储业的用电; 7. 其他事业。
§1 — 2 电力负荷
按使用电力的目的划分: 可分为动力用电、照明用电、
电热用电、各种电气设备仪 器的操作控制用电及通讯用 电等。
从电力系统来讲,则是指该时刻为了满足用 户用电所须具备的发电出力。
§1 — 2 电力负荷
(2)线路损失负荷:电能在输送过程中 发生的功率和能量损失叫线路损失负荷。
(3)供电负荷:用电负荷加上同一时刻 的线路损失负荷称为供电负荷。
§1 — 2 电力负荷
(4)厂用负荷:发电厂厂用设备所消耗的 功率称厂用负荷。
6、过热蒸汽在汽轮机内作功推动汽轮机旋转,汽轮机带动发电机发电。
7、发电机发出的三相交流电通过发电机端部的引线经变压器升压后引出送到电网。
8、在汽轮机内作完功的过热蒸汽被凝汽器冷却成凝结水,凝结水经凝结泵送到低压加热器加热,然后送到除氧器除氧,再经给水泵送到高压加 热器加热后,送到锅炉继续进行热力循环。再热式机组采用中间再热过程,即把在汽轮机高压缸做功之后的蒸汽,送到锅炉的再热器重新加热, 使汽温提高到一定(或初蒸汽)温度后,送到汽轮机中压缸继续做功。
第一章--电力系统继电保护基础知识
第一章电力系统继电保护基础知识1。
1 判断题1.1.1电力系统振荡时任何一点电流与电压之间的相位角都随功角的变化而改变;而短路时,系统各点电流与电压之间的角度基本不变的。
()答:对1。
1.2 某电厂的一条出线负荷功率因数角发生了摆动,由此可以断定电厂与系统之间发生了振荡。
( )答:错1.1。
3 系统振荡时,变电站现场观察到表计每秒摆动两次,系统的振荡周期应该是0。
5秒。
()答:对1.1.4 暂态稳定是指电力系统受到小的扰动(如负荷和电压较小的变化)后,能自动地恢复到原来运行状态的能力。
()答:错1.1。
5 全相振荡是没有零序电流的,非全相振荡是有零序电流的,但这一零序电流不可能大于此时再发生接地故障时,故障分量中的零序电流。
()答:错1。
1。
6 系统振荡时,线路发生断相,零序电流与两侧电动势角差的变化无关,与线路负荷电流的大小有关。
()答:错1。
1.7 电力系统振荡时,电流速断、零序电流速断保护有可能发生误动作。
( ) 答:错1.1.8 快速切除线路和母线的短路故障是提高电力系统静态稳定的重要手段。
()答:错1。
1。
9 电力系统的不对称故障有三种单相接地、三种两相短路接地、三种两相短路和断线、系统振荡。
( )答:错1.1。
10 零序、负序功率元件不反应系统振荡和过负荷。
()答:对1.1。
11 220kV系统时间常数较小,500kV系统时间常数较大,后者短路电流非周期分量的衰减较慢.( )答:对1。
1。
12 电力系统有功出力不足时,不只影响系统的频率,对系统电压的影响更大.( ) 答:错1。
1。
13 空载长线路充电时,末端电压会升高。
这是由于对地电容电流在线路自感电抗上产生了电压降。
()1.1.14 无论线路末端断路器是否合入,始端电压必定高于末端电压。
()答:错1.1.15 输电线路采用串联电容补偿,可以增加输送功率、改善系统稳定及电压水平。
( )答:对1。
1.16 连锁切机即指在一回线路发生故障而切除这回线路的同时,连锁切除送电端发电厂的部分发电机.( )答:对1.1.17 只要电源是正弦的,电路中的各个部分电流和电压也是正弦的。
第一章电力系统的基础知识(输配电技术课件13级)
北方工业大学
研究生输配电技术课程
第一章 电力系统的基础知识
内容二:电网认识
北方工业大学
(四)、分析上图的电力网络的组成
研究生输配电技术课程
第一章 电力系统的基础知识
内容三:电压等级
一、知识目标 1、了解额定电压国家标准 2、三相交流电网电力设备额定电压
3、供电质量 二、能力目标
会运用交流电网及其电力设备额定电压
北方工业大学
研究生输配电技术课程
任务一:电力网络认识
内容一:电力系统认识
(三)、供配电系统的基本知识
1、具有高压配电 所的供配电系统
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研究生输配电技术课程
第一章 电力系统的基础知识
内容一:电力系统认识
2、具有总降压变电 所的供配电系统
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研究生输配电技术课程
第一章 电力系统的基础知识
根据用电负 荷的性质和 突然停电在 政治或经济 上造成损失 或影响程度 对用电设备 提出的不允 许中断供电 的要求。
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二级负荷:中断供电将在政治上、经济上造成较大损失者, 如主要设备损坏、大量产品报废,连续性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;中断供电系统将影响 重要用电单位正常工作的负荷者;中断供电将造成大型影剧院、 大型商场等较多人员集中的重要公共场所秩序混乱者。
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第一章 电力系统的基础知识
内容二:电网认识
国家电网公司
主要负责各区域电 网之间的电力交易、调 度,参与跨区域电网的 投资与建设,协助国家 能源主管部门制订全国 电力发展规划,如三峡 输、配、电网络工程的 建设任务,即由国家电 网公司负责。
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《电力系统分析》第一章 电力系统的基本概念
例1.1的附图
解:发电机G的额定电压为10.5KV。
变压器T1:低压侧额定电压为10.5KV,高压侧额定电压为242KV;
变压器T2:高压侧额定电压为220KV,中压侧额定电压为121KV ,
低压侧额定电压为38.5KV;
变压器T3:高压侧额定电压为110KV,低压侧额定电压为11KV;
变压器T4:高压侧额定电压为35KV,低压侧额定电压为6.6KV;
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二、电力工业发展概况
1.电力系统的发展简史 2.我国的电力系统发展现状 3.我国的电力工业展望与改革
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电力系统分析
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2.中国电力工业的现状
(1)发电量:1980年以来,平均年增长率9%,现为世 界第二位。
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电力系统分析
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2.中国电力工业的现状
(2)装机容量:居世界第二位。
• 系统与用电设备的额定电压(表1-3) • 电力网中的电压分布。
• 额定频率:50Hz。
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表 1-3 1000V 以上的额定电压
用电设备额定线电压/kV
系统的额定电压
交流发电机额定线电压/kV
变压器额定线电压/kV
一次绕组
二次绕组
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3. 变压器 –一次侧:相当于用电设备,其额定电压与 系统(或线路)相同;与发电机直接相连时, 则与发电机相同 –二次侧:相当于电源,其额定电压应比系 统高5%,考虑变压器内部的电压损耗(5%), 实际应定为比线路高10%。
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例题1.1 电力系统接线图如图1.2所示,图中标明了各级电 力线路的额定电压。试求发电机和变压器绕组的额定电压。
(完整版)电力系统基础知识
烟囱
储煤场
输煤皮带 江河或水库
蒸汽管道 汽轮 发电机 升压站 机
锅炉 冷却水
冷凝器
第二节 发电厂的类型和变电所的类型
锅炉、汽轮机和发电机是火力发电厂的三大 核心设备。
火电厂生产系统包括:制粉系统 供气系统 给水系统 冷却系统
图1-2 火力发电厂生产过程示意图
第二节 发电厂的类型和变电所的类型
• 配电线路:分6-10KV厂内高压配电线路 和380/220V厂内低压配电线路。
• 车间变电所:6-10KV降到380/220V,给 用电设备供电。
第一节电力系统组成及特点
电力系统为什么要联网?
水 库
0.38/0.22kV
M
M
0.38/0.22kV
M
M
动力系统 电力系统
电力网
220kV
220kV
第一节 电力系统的组成及特点
见习一个电力 系统
厂水力发电
简 单 变电站 电 力 大型工厂 系 统
变电站
输电线
第一节电力系统组成及特点
小型电能用户
配电站
学校 住宅乡村
商店
小型配电站
发电厂
第一节电力系统组成及特点
电能的输送和分配
升压
主传输线 500 kV
三相
降压
电压分配 10 kV
降压 变电站
单相
第一节电力系统组成及特点
三大系统的联系与区别
电力系统:由发电厂、变电所、输配电线路及用户等所 组成的统一整体。
动力系统:电力系统+原动力部分(如水库、水轮机、 锅炉、核反应堆、汽轮机等)。
电力网:变电所、输电线路。
简 单 电 力 系 统
第一章 电力系统概述
图1-5 坝后式水电站断面图 1-上游水位;2-下游水位;3-坝;4-压力进水管;5 -检修闸门;6-闸门;7-吊车;8-水轮机蜗壳;9-水 轮机转子;10-尾水管;11-发电机;12-发电机间;13 -吊车;14-发电机电压配电装置;15-升压变压器;16 -架空线;17-避雷线
6)河床式厂房。如图1-6所示。其厂 房与拦河坝相连接,成为坝的一部分,厂 房承受水的压力,适用于水头小于50m的 水电站。 (2)引水式水电站。由引水系统将天 然河道的落差集中进行发电的水电站,称 为引水式水电站。引水式水电站适宜建在 河道多弯曲或河道坡降较陡的河段,用较 短的引水系统可集中较大的水头;也适宜 于高水头水电站,避免建设过高的挡水建 筑物。
图1-10 风力发电装置
1-风力机;2-升速齿轮箱;3-发电机;4-控制系统; 5-改变方向的驱动装置;6-底板和外罩;7-塔架; 8-控制和保护装置;9-土建基础;10-电缆;11-配电装置
(2)海洋能发电。海洋能是蕴藏在海水中的可再生能源,如潮汐能、波 浪能、海流能、海洋温差能、海洋盐差能等。潮汐能发电已实用化。潮汐发 电就是利用潮汐的位能发电,即在潮差大的海湾入口或河口筑堤构成水库, 在坝内或坝侧安装水轮发电机组,利用堤坝两侧的潮差驱动水轮发电机组发 电。可单向或双向发电。 1)单库单向式。单库单向式潮汐电站如图1-11所示。电站只建一个水 库,安装单向水轮发电机组,在落潮时发电。 2)单库双向式。单库双向式潮汐电站如图1-12所示。电站也只建一个 水库,安装双向水轮发电机组,在涨落潮时均发电。 3)双库(高低库)式。建两个毗连的水库,水轮发电机组安装在两水库 之间的隔坝内。
图1-1 凝汽式火电厂生产过程的示意图 1-煤场;2-碎煤机;3-原煤仓;4-磨煤机;5-煤粉仓; 6-给粉机;7-喷燃器;8-炉膛;9-锅炉;10-省煤 器;11-空气预热器;12-引风机;13-送风机;14- 汽轮机;15-发电机; 16-凝汽器;17-抽气器; 18- 循环水泵;19-凝结水泵; 20-除氧器;21-给水泵; 22-加热器;23-水处理设备;24-升压变压器
第1章 电力系统基本知识(1)
电力系统基础电气与自动化工程学院2012年电力系统基础本课程是电力系统中重要的基础知识,包括:(1)电力系统的基本知识;(2)电力网元件的等值电路和参数计算;(3)简单电力系统的潮流计算(4)电力系统的正常运行与控制;(5)电力系统故障与实用短路电流计算。
本课程:(1)与房大中老师等编电力系统分析配套(2)是考电力(电力系统及其自动化、高电压技术)方面的研究生的笔试面试主要课程第1章电力系统基本知识1.1 电力系统的组成1.2 电力系统概况1.3 电力系统的特点和对运行的基本要求1.4 电力系统的接线方式和中性点接地方式1.5 电力系统的输电方式1.6 电力系统负荷1.7 电力系统电源类型及特点简介第1章电力系统基本知识1.1电力系统的组成电能是由一次能源经加工转换成的能源,现在是人类最主要的二次能源。
¾优点:便于大量生产和远距离输送;方便转换和易于控制;损耗小;效率高;污染小。
¾缺点:不便大量储存;作为统一、不可分割的系统,它的生产、输送、消费需同步完成;需要维持电压、频率的稳定,系统安全稳定。
发电厂输电线路升压站配电线路枢纽、降压站照明、动力配变分布式发电1.1电力系统的组成第1章电力系统基本知识(1) 电力系统--是由生产、输送、分配和消耗电能的所有电气设备所组成的统一整体。
它的主要设备是生产电能的发电机、输送和分配电能的变压器和电力线路以及消耗电能的各种用电设备(如电动机等)。
习惯上称其为一次系统;电力系统还包括继电保护装置、安全自动装置、通信设备和调度自动化等辅助系统,一般称为二次系统。
1.1电力系统的组成1.1电力系统的组成(2) 电力网--是电力系统中除去发电机和用户,剩余的变压器和电力线路所组成的输送、分配电能的网络。
1.1电力系统的组成(3) 动力系统--是电力系统再加上电厂的原动机等动力部分。
动力部分主要有:火电厂的锅炉和汽轮机等;水电厂的水库和水轮机等;原子能电厂的反应堆等;风力发电场的风机等。
《电力系统知识》
U— 检测点上电压实际值 (V)
UN— 检测点电网电压额定值(V)
精选ppt
额定电压 能使各种电气设备工作在最佳状态的电压。
电力网的额定电压 使电气设备标准化和规范化电 气设备。
电压过高和过低的危害 1)过高会损坏设备(导致设备绝缘老化) 2)过低会 烧坏电动机、电力网损耗增加
精选ppt
一 、电能质量 电能质量是指供应到用电单位受电端电能品质优劣 程度。
电能质量主要包括电压质量、频率质量两部分。
精选ppt
电压质量又分为电压允许偏差、电压允许波动与闪 边、公用电网谐波、三相电压允许不平衡度。
频率质量分为频率允许偏差等项。
精选ppt
1、供电电压允许偏差
供电电压允许偏差 在某一时段内电压幅值缓慢变 化而偏离额定值的程度,以电压实际值和电压额定 值之差△U与电压额定值UN之比的百分数△U %来 表示。
4、提高了供电质量。
5、形成大的电力系统,便于利用大型动力资源,
尤其水电厂。
精选ppt
【多选题】大型电力系统的优点是( )。
A.提高了供电的可靠性。 B.减少系统的备用容量。 C.提高了供电质量。 D. 提供足够的无功负荷。
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二、电力生产的特点
1、电力生产的特点。
(1) 同时性 电力生产具有发电、供电、用电在同一时间内完 成的特点。
配电网 根据电压等级又为高压配电网 、中压配电网 、 低压配电网 。
【判断题】配电网 根据( )又为高压配电网 、
中压配电网 、 低压配电网 。 A.容量大小 B.电压等级 C.重要程度
精选ppt
高压配电网 指电压等级在110kV及以上的配电网 。
电力基础知识
习惯上,将有带动发电机转动的动力部分、发电机、升压变电所、输电线路、降压变电所和负荷等环节构成的整体成为动力系统。
由各类降压变电所、输电线里和生涯变电所组成的电能传输和分配的网络成为电力网。
由发电机、电力网和负荷组成的统一体成为电力系统。
利用固体、液体、气体燃料的化学能来生产电能的的工厂。
利用河流所蕴藏的水能资源来生产电能的工厂。
可分为堤坝式和引水式电厂。
还有核电厂、风力发电、地热发电、潮汐发电、太阳能发电等。
3、 6、 10、 35 、 63 、 110、 220、 330 、 500、 750kV,均为三相交流系统的线电压。
由以上可知,当输送功率一定时,线路的电压越高,线路中通过的电流就越小,所用导线的截面就可以减小,用于导线的投资可以减少,而且线路中的功率损耗、电能损耗也就会相应降低。
因此大容量、远距离输送电能要采用高压输电。
电压越高,要求线路的绝缘水平也就越高;线路杆塔投资增大,输电走廊加宽,变压器、电力设备等的投资也增加。
根据经验,电力系统输电额定电压等级中相邻的两个电压之比,在电压为 110kV 以下是一般为 3 倍左右,在 110kV 以上时宜在 2 倍左右。
理论上,用电设备的额定电压应和电网的额定电压相一致。
实际上,由于输送电能时在线路和变压器等元件上产生的电压损失,会使线路上各处的电压不相等,使各点的实际电压偏离额定电压。
即线路首端的电压将高出额定电压 5% ,线路末端的电压会低于额定电压 5%。
因为发电机总是接在线路的首端,因此它的额定电压应比电网的额定电压高 5% ,用于补偿电网上的电压损失。
在电力系统中,变压器具有发电机和用电设备的双重性。
因此规定:变压器一次绕组的额定电压等于电网的额定电压;若变压器一次绕组直接与发电机出线端相连是,其一次绕组的额定电压应与发电机的额定电压相同;变压器二次绕组的额定电压是指变压器空载运行是的电压。
因此规定,二次绕组的额定电压应比同级电网的额定电压高 10% 。
第二篇电力系统基础知识
第二篇电力系统基础知识第一章电力系统和发电厂概述第一节电力系统的概念为了提高供电的可靠性和经济性,目前,都尽量将许多发电厂用电网联接起来并列运行。
1、电力系统由发电厂(热力、水动部分除外)、电力网、变电所及电力用户组成的统一整体,称为电力系统。
一、电力系统的基本概念通常,电能由发电厂供给,为了经济起见,发电厂多建立在动力资源丰富的地方。
这样离工业企业就可能相距很远,这样就产生了电能的输送问题;电能输送到工矿企业后,由于生产厂房和车间分布很广,因而产生了电能分配问题。
电力主要来自火力和水利发电厂。
为了是工业布局更加合理,常需要将发电厂建造在动力资源如水、煤、石油丰富的地区。
但由于用电的分散性,或者受地理及历史条件的限值,可能会使负荷中心与动力资源相隔很远,这样就必须将电能经变压器升高电压后,由输电线路输送到遥远的用户处,因此便有必要在发电厂与用户之间建立升压和降压变电所。
此外,为了供电的可靠性性和经济性,还须将各发电厂用电力网联起来并列运行。
电力网是电力系统的一部分,它是有各类变电所和各种不同电压等级的线路联接起来组成的统一网络。
它是联系发电厂和用户的中间环节。
电力网的作用是将电能从发电厂输送并分配到用户处。
通常,把发电厂生产的电能直接分配电能给用户,或由降压变电所分配给用户的10KV及以下电力线路,称为配电线路;而把电压在35KV及以上的高压电力线路称为送电线路。
电力用户在电力系统中,一切消费电能的用电设备均称为电力用户。
用电设备按其用途可分为:动力用电设备(如电动机等)、工艺用电设备(如电解、冶炼、电焊、热处理等设备)、电热用电设备(电炉、干燥箱、空调等)、照明用电设备和试验用电设备等,它们分别将电能转换为机械能、热能和光能等不同形式的适于生产需要的能量。
电力系统是动力系统的一部分,它是由发电厂的发电机及配电装置、升压及降压变电所、输配电线路及用户的用电设备所组成。
电力系统的作用是使个发电厂、变电所并列运行,从而提高整个系统运行的可靠性和经济性。
电力系统基础知识PPT课件
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
一次绕组 二次绕组
3 及 3.15 6 及 6.30 10 及 10.5
电力系统基础知识PPT
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1.1什么是电力系统?
n 变电所:按其在电力系统中的地位分类
n 枢纽变电所: n 中间变电所: n 地区变电所: n 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、
通常运行寿命25年。
电力系统基础知识PPT
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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。
电力系统基础知识PPT
23
2 发电厂
2.4 风力发电厂
电力系统基础知识PPT
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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
➢ 变换电压的设备:如变压器。
➢ 接通和开断电路的开关电器:如断路器,隔离开关,熔断器等。
➢ 防御过电压,限制故障电流的电器:如避雷器、避雷针、避雷线、 电抗器。
电力系统分析基础知识
电力系统分析基础知识第一部分:电力系统分析基础知识1、电力系统中性点有哪些接地方式?各具什么特点?2、输电线的等值电路存有那几种形式?它们适用于的条件就是什么?3、当变压器带有一定负荷时,在其中要产生哪些功率损耗?它们与变压器的容量、负荷和电压有怎样的关系?空载时有无损耗?为什么?4、在展开多电压级电力网络的排序时,为什么功率不展开隆哥蒙,而电阻和磁滞应当隆哥蒙?电压和电流应不应隆哥蒙?5、电力系统接线如图所示,电网各级电压示于图中,求1)发电机和各变压器高低压侧额定电压;2)设t-1高压两端工作于+2.5%粘毛,t-2工作于主粘毛,t-3高压两端工作于-5%粘毛,谋各变压器实际变比。
6、降压变压器型号为sfl1-20000/110,额定容量为20000kva,电压110±2×2.5%/11kv,空载损耗p0=22kw,空载电流百分数i0%=0.8,短路损耗pk=135kw,短路电压百分数ud%=10.5。
求变压器等值电路及其参数。
7、某电力网接线如下图右图,各元件参数见到下表中,其中t-2高压两端直奔+2.5%分后接点运转,其它变压器均在主接头运行。
试1)做出元件参数用出名值则表示的等值电路,挑110kv为基本级;2)作出元件参数用标么值表示的等值电路,要求用两种方法计算。
取sb=100mva,ub=110kv。
第二部分:潮流计算1、推论电压损耗的公式。
2、推论功率损耗的公式。
3、计算电压损耗和功率损耗的公式中,所计算的功率是每相损耗还是三相总损耗?如果是每相损耗,试说明各参数的意义;如果是三相总损耗,说明各参数的意义。
4、电网线路和变压器电阻元件上的电压迫降如何排序?电压迫降的大小主要由什么同意?电压迫降的增益主要由什么同意?什么情况下可以发生线路末端电压低于首端电压的情况?=p+jq,5、如图所示系统,已知线路阻抗分别为r12+jx12,r23+jx23,节点运算负荷为s222,试进行潮流计算,画出节点1、节点=p+jq。
电力系统基础知识
第一章电力系统基础知识继电保护、自动装置对电力系统起到保护和安全控制的作用,因此首先应明确所要保护和控制对象的相关情况,涉及的内容包括:电力系统的构成,电力系统中性点接地方式及其特点,电力系统短路电流计算及其相关概念。
这是学习继电保护、自动装置等本书内容的基础。
〉〉第一节电力系统基本概念一、电力系统构成电力系统是由发电厂、变电站(所)、送电线路、配电线路、电力用户组成的整体.其中,联系发电厂与用户的中间环节称为电力网,主要由送电线路、变电所、配电所和配电线路组成,如图1—1中的虚框所示。
电力系统和动力设备组成了动力系统,动力设备包括锅炉、汽轮机、水轮机等。
在电力系统中,各种电气设备多是三相的,且三相系统基本上呈现或设计为对称形式,所以可以将三相电力系统用单相图表述。
动力系统、电力系统及电力网之间的关系示意图如图1-l所示。
图1—1 动力系统、电力系统及电力网示意图需要指出的是,为了保证电力系统一次电力设施的正常运行,还需要配置继电保护、自动装置、计量装置、通信和电网调度自动化设施等。
电力系统主要组成部分和电气设备的作用如下。
(1)发电厂。
发电厂是把各种天然能源转换成电能的工厂.天然能源也称为一次能源,例如煤炭、石油、天然气、水力、风力、太阳能等,根据发电厂使用的一次能源不同,发电厂分为火力发电厂(一次能源为煤炭、石油或天然气)、水力发屯厂、风力发电厂等。
(2)变电站(所)。
变电站是电力系统中联系发电厂与用户的中间环节,具有汇集电能和分配电能、变换电压和交换功率等功能,是一个装有多种电气设备的场所.根据在电力系统中所起的作用,可分为升压变电站和降压变电站;根据设备安装位置,可分为户外变电站、户内变电站、半户外变电站和地下变电站。
变电站内一次电气设备主要有变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、负荷开关等。
变电站内还配备有继电保护和自动装置、测量仪表、自动控制系统及远动通信装置等。
电力系统基础知识
热问题和输电效率问题,而是并列运行的稳定性问题;此
外不同频率之间的电力系统不能联网,限制了优越性更高 的联合电力系统的发展,譬如跨国电力系统的发展。
(4)交直流并存的现代电力系统 直流输电不存在稳定性问题,电力电子技术的发展为重 新采用直流输电创造了条件。 现代电力系统中发电和用电仍然采用三相交流,输电则 采用三相交流和直流并用的方式。 直流输电不仅解决了三相交流输电的并列运行稳定性问
1891年在制成三相变压器的基础上,德国建立第一个
三相交流输电系统。发电机电压95V、输电线路电压 25000V、输电距离178Km、用电电压112V。
三相交流输电与单相交流输电相比较主要优点是经济
性好,节省输电线路导线;三相发电机和三相电动机的瞬 时功率为常数,有效地减小了发电机、电动机运行中的振 动问题。 三相交流输电存在的主要问题是同步发电机并列运行 的稳定性问题和不同频率系统之间的联网问题。随着电力 系统输电距离的增大,制约输电容量的是不再是导体的发
三、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、远动装置、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 ▲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 频率f 频率表征电力系统有功功率的 平衡 Q发 Q用+Q 电压V 电压则表征该处无功功率的平 衡
3 6 10 13.8 15.75 18 20 35 (60) 110 (154) 220 330 500 注:括号内为将要淘汰的电压级
3.15 6.3 10.5 13.8 15.75 18 20 - - - - - - -
电力系统基础知识
第一章电力系统基础知识继电保护、自动装置对电力系统起到保护和安全控制的作用,因此首先应明确所要保护和控制对象的相关情况,涉及的内容包括:电力系统的构成,电力系统中性点接地方式及其特点,电力系统短路电流计算及其相关概念。
这是学习继电保护、自动装置等本书内容的基础。
>>第一节电力系统基本概念一、电力系统构成电力系统是由发电厂、变电站(所)、送电线路、配电线路、电力用户组成的整体。
其中,联系发电厂与用户的中间环节称为电力网,主要由送电线路、变电所、配电所和配电线路组成,如图1-1中的虚框所示。
电力系统和动力设备组成了动力系统,动力设备包括锅炉、汽轮机、水轮机等。
在电力系统中,各种电气设备多是三相的,且三相系统基本上呈现或设计为对称形式,所以可以将三相电力系统用单相图表述。
动力系统、电力系统及电力网之间的关系示意图如图1-l所示。
图1-1 动力系统、电力系统及电力网示意图需要指出的是,为了保证电力系统一次电力设施的正常运行,还需要配置继电保护、自动装置、计量装置、通信和电网调度自动化设施等。
电力系统主要组成部分和电气设备的作用如下。
(1)发电厂。
发电厂是把各种天然能源转换成电能的工厂。
天然能源也称为一次能源,例如煤炭、石油、天然气、水力、风力、太阳能等,根据发电厂使用的一次能源不同,发电厂分为火力发电厂(一次能源为煤炭、石油或天然气)、水力发屯厂、风力发电厂等。
(2)变电站(所)。
变电站是电力系统中联系发电厂与用户的中间环节,具有汇集电能和分配电能、变换电压和交换功率等功能,是一个装有多种电气设备的场所。
根据在电力系统中所起的作用,可分为升压变电站和降压变电站;根据设备安装位置,可分为户外变电站、户内变电站、半户外变电站和地下变电站。
变电站内一次电气设备主要有变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、负荷开关等。
变电站内还配备有继电保护和自动装置、测量仪表、自动控制系统及远动通信装置等。
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电力系统基础知识
继电保护、自动装置对电力系统起到保护和安全控制的作用,因此首先应明确所要保护和控制对象的相关情况,涉及的内容包括:电力系统的构成,电力系统中性点接地方式及其特点,电力系统短路电流计算及其相关概念。
这是学习继电保护、自动装置等本书内容的基础。
>>第一节电力系统基本概念
一、电力系统构成
电力系统是由发电厂、变电站(所)、送电线路、配电线路、电力用户组成的整体。
其中,联系发电厂与用户的中间环节称为电力网,主要由送电线路、变电所、配电所和配电线路组成,如图1-1中的虚框所示。
电力系统和动力设备组成了动力系统,动力设备包括锅炉、汽轮机、水轮机等。
在电力系统中,各种电气设备多是三相的,且三相系统基本上呈现或设计为对称形式,所以可以将三相电力系统用单相图表述。
动力系统、电力系统及电力网之间的关系示意图如图1-l所示。
图1-1 动力系统、电力系统及电力网示意图
互感器是—种变流设备,将交流一次侧大电流转换成二次电流,供给测量、保护等二次设备使用,一般二次额定电流为5A或1A;电压互感器是—种变压设备,将交流一交侧高电压转换成二次电压,供给控制、测量、保护等二次设备使用,—般二次额定的相电压为100/3V。
二、电力系统中性点运行方式
电力系统中性点运行方式即中性点接地方式,是指电力系统中发电机或变压器的中性点的接地方式,是一种工作接地。
目前,我国电力系统中性点接地方式分为中性点直接接地与非直接接地两大类,具体有;中性点不接地、经电阻接地、经电抗接地、经消弧线圈接地和直接接地等。
1.中性点直接接地方式
中性点直接接地是指电力系统中至少有一个中性点直接与接地设施相连接,如图1-2中的N点接地,通常应用于500kV、330kV、220kV、110kV电网。
中性点直接接地系统保持接地中性点零电位,发生单相接地故障时如图1-2所示,非故障相对地电压数值变化较小。
由于高压、尤其是超高压电力变压器中性点的绝缘水平、电气设备的绝缘水平都相对较低,采用中性点直接接地方式,对保证变压器及其电气设备的安全尤其重要。
但由于中性点直接接地,与短路点构成直接短路通路,故障相电流很大,造成接于故障相的电气设备过电流。
为此,需要通过继电保护和断路器动作,切断短路电流。
2.中性点不接地方式
中性点不接地系统指电力系统中性点不接地。
中性点不接地系统发生单相接地故障时如图1-3所示,中性点电压发生位移,但是三相之间的线电压仍然对称,且数值不变;由于没有直接的短路通路,接地故障电流由线路和设备对地分布电容回路提供,是容性电流,通常数值不大,一般不需要立即停电,可以带故障运行一段时间(一般不超过2h);但非故障相对地电压升高,数值最大为额定相电压的3倍,因此用电设备的绝缘水平需要按线电压考虑。
中性点不接地方式具有跳闸次数少的优点,因此普遍应用于接地电容电流不大的系统,例如66kV、35kV电网。
“一低两高三不变”
当中性点不接地系统发生一相接地情况时,该相的对地电压变低,甚至为零,此为一低;此时其它两相的对地电压升高,最大可为系统线电压.此为两高;由于中性点没有接地,此时接地相没有形成电流通路,接地时三相对地电流基本不变(先前有每相的对地电容电流,一般很小)当为三不变了.正因如此,线电压是肯定不变的了。
3.中性点经消弧线圈接地方式
当电网的电容电流不大时,单相接地故障点的电弧可以自行熄灭;如果电容电流较大,接地故障点的电弧不会自行熄灭,并且产生间歇性电弧,引起过电压,可能导致绝缘损坏,使故障扩大。
因目前,10kV 电网采用的中性点接地低值电阻一般为10Ω。
运行经验和统计数据表明,电力系统中各种短路故障发生的几率是不同的,其中发生三相短路的几率最少,发生单相接地短路的几率最大。
在实际工程问题中,经常需要计算短路电流,计算中涉及到如下概念:
(1)无限大容量系统。
无限大容量电力系统指,容量相对于被供电系统容量大得多的电力系统,其特征是,当被供电系统中负荷变动甚至发生短路故障,电力系统母线电压及频率基本维持不变。
一般,电力系统等值电源阻抗不超过短路电路阻抗的5%~10%,或电力系统容量超过被供电系统容量50倍时,可视为无限大容量电力系统,简称无限大系统或无穷大系统。
实际应用中对11OkV配电网,可将供电变压器看作无穷大系统对11OkV配电网供电。
(2)短路电流周期分量。
电力系统发生短路故障时,与正常负荷状态相比,供电回路的阻抗大为减小,因此出现数值很大的短路电流。
显然,短路电流的大小由电源电压和短路回路阻抗决定,电源电压是正弦周期分量,与之对应,产生的是短路电流中的周期分量。
在计算
例1-1 某电力系统如图1-10所示,在母线B 和母线C 分别发生三相短路,试求短路点的短路电流周期分量。
(等值电源电抗为Ω=22.0s X ,线路单位电抗为km x /38.01Ω=,变压器T1、T2的额定容量为1000kVA 、短路电压为5.4%=k U )
解:(1)母线B 三相短路。
Ω
=+=+=Ω
=⨯==∑12.29.122.09.1538.0)1(1AB s k AB AB X X X L x X kA kV X U I k A k 86.212.235.103)1()3(1=Ω
⨯==∑ (2)母线C 三相短路。
计算时需要将等值电源电抗和线路电抗折算到0.4kV 侧,并计算变压器电抗(详细论述请参考电力系统故障分析计算的有关书籍)。
(1-2)
可得零序电流为
)(3
10kC kB kA I I I I &&&&++= 用瞬时值表示为
[])()()(3
1
)(0t i t i t i t i kC kB kA ++=
显然,电力系统正常运行时仅有正序分量。
(二)短路电流 1、两相短路
无穷大系统供电发生BC 两相短路示意图如图1-12所示。
电力系统发生两相短路,经故障相和短路点构成短路回路,由故障相电源的线电动抛产生短路电流,流过故障线路,非故障线路没有短路电流,因此出现三相不对称。
不在计负荷电流的情况下,三相的短路电流分别为
kB
C C kC B B kB
A A kA I I I I I I I
I I I &&&&&&&&&&-=+=+==+=212
1
210
(1-4)
21021021I I I I I I I I I I I I C C kC B B kB A A kA &&&&&&&&&&&&++=++=++=
可见两相短路时的特点是,三相不对称,出现负序电流;只有故障相存在短路电流,且两相的短路电流数值相等,相位相反。
根据图1-12,短路电流数值可计算如上: ∑
=
X E I s
k 2)2( (1-5)
式中)2(k I ——两相短路电流周期分量有效值。
s E ——等值电源线电动势,实际计算进可以采用平均额定电压;
∑X ——一相短路回路总电抗。
将式(1-5)与式(1-1)比较可得
)3()
3()2(866.02
3k k k I I I ==
(1-6) 式(1-6)说明,两相短路电流数值为同一地点三相短路电流的0.866倍,在实际计算中,常常求出三相短路电流后,直接用以上关系得到两相短路电流。
2、单相接地短路
(1)中性点直接接地系统。
中性点直接接地的无穷大系统供电,发生A 相单相接地短路示意图如图1-13所示。
中性点直接接地电力系统发生单相接地时,经直接接地的中性点、故障相和短路点构成短路回路,由故障相电源电动势产生短路电流,流过故障线路,非故障线路没有短路电流,因此出现三相不对称,在不计负荷电流的情况下,三相的短路电流分别为
0030
210
2
1
1
0021=++==+++==++=C C C kC B B B B kB
A A A kA I I I I I I I I I
I I I I I &&&&&&&&&&&&&&
(1-7)
可见单相接地短路时的特点是,三相不对称,出现负序电流和零序电流;故障相存在短路电流,在图1-13(b )中的数值为3I 。