电力系统基础知识
电力系统基础知识
感性无功功率的电流相量滞后于电压相量90度，容性无功功率的电流相量超前电压 相量90度。所以常用容性无功功率补偿感性无功功率以减少电网无功负荷。这就是所 谓变压器“吸收”无功电流而电容器“发”无功电流的道理。 视在功率：在具有电阻、电感和电容的电路内，电压有效值与电流有效值的乘积称 为视在功率，以字母S表示，单位伏安（VA）
3ห้องสมุดไป่ตู้
变压器的原理
变压器是一种静止的电磁装置，是利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传 递电能或传输信号的一种电器。 电力变压器是将电力系统中的电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使 用。 按相数分为三相变压器和单相变压器，按绕组形式分为自耦变压器、双绕组变压器 和三绕组变压器，按冷却介质分为油浸式、干式和充气式。 变压器正常运行时，由于负荷变动，或一次测电源电压的变化，二次侧电压也是经 常在变动的。电网各点的实际电压一般不能恰好与额定电压相等。这种实际电压与额 定电压之差称为电压偏移。这种偏移时不可避免的，但不能太大，否则就不能保证供 电质量，所以对变压器进行调压时变压器正常运行中一项必要的工作。 有载调压的基本原理就是在变压器的绕组中，引出若干分接头，通过有载调压分接 开关，在保证不切断负荷电流的情况下，由一个分接头切换到另外一个，以达到改变 绕组的有效匝数，即改变变压器变比。
2 2 视在功率2＝有功功率 ＋无功功率
功率因数：有功功率P与视在功率S之比 一次设备是指直接生产和输、配电能的高压电气设备，电能从发电厂送到各用户。 如发电机、变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、电抗器、电容器、 输电线路等。 二次设备指对一次设备进行监视、测量、控制、调节、保护以及为运行、维护人员 提供运行情况或产生指挥信号所需的电气设备。 对于交流一次回路和二次回路，一般可以用互感器作为它们的分界，也就是说，与 互感器一次绕组处于同一回路中的电气回路称为一次回路，连接在互感器二次绕组端 的电气回路称为二次回路。
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一）、发电 发电方式主要有：火力发电、水力发电、核能发电以及风力发电、太阳能 发电、潮汐和海洋能发电等。 二）、配电 由各种不同电压等级的输、配电线路组成，把发电厂输出的电能输送到最 终的用户。 三）、变电 1、升压变电站：一般设于发电厂内或电厂附近，将发电厂输出的电压升高， 由高压输电线路将电能输出，与电力系统相连。 2、降压变电站：一般位于负荷中心或网络中心，一方面连接电力系统各部分， 同时将电压降低，供给地区负荷用电。 3、开关站（开闭所）：仅连接电力系统中的各部分，可以进行输电线路的断 开和接入，而无变压器进行电压变换。 四）、用电 联接在电力系统各级电网上的一切用电部门，称为用户。按用户用电负荷 的重要性，将负荷可分为三级（一级、二级、三级负荷）。
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目录
一、电力系统的组成 二、电力系统的优越性及特点 三、电能的质量标准 四、电力系统的电压等级 五、电力系统的中性点接地方式 六、电力系统的一次、二次设备
一、电力系统的组成
电能从生产到供给用户使用， 一般要经过发电、输电、变电、 配电和用电几个环节。由发电 机、输配电线路、变配电所以 及各种用户用电设备连接起来 所构成的整体，称为电力系统。
三、电能的质量标准
电能的质量标准主要是电压、频率和波形三项
一）、电压 所有用电设备都必须按照其设计的 额定电压运行，一般仅允许有±5% 的变动范围。 二）、频率 我国的技术标准规定电力系统的额 定频率是50Hz。 对大型电力系统，频率的标准为 线路额定电压正常运行允许变化范围： 50Hz±0.2Hz 对中小型电力系统，频率的标准为 1. 35kv及以上±5%UN 50Hz±0.5Hz ◆频率取决于有功功率的平衡 2. 10kv及以下±7%UN 3.低压照明及农业用电(+5% ~ -10%)Ue ◆电压取决于无功功率的平衡
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❖ 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。
电力系统基础知识
电力系统的基础知识一、电力系统的构成一个完整的电力系统由分布各地的各种类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电力用户组成，它们分别完成电能的生产、电压变换、电能的输配及使用。
二．电力网、电力系统和动力系统的划分电力网：由输电设备、变电设备和配电设备组成的网络。
电力系统：在电力网的基础上加上发电设备。
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。
三．电力系统运行的特点一是经济总量大。
目前，我国电力行业的资产规模已超过2万多亿，占整个国有资产总量的四分之一，电力生产直接影响着国民经济的健康发展。
二是同时性，电能不能大量存储，各环节组成的统一整体不可分割，过渡过程非常迅速，瞬间生产的电力必须等于瞬间取用的电力，所以电力生产的的发电、输电、配电到用户的每一环节都非常重要。
三是集中性，电力生产是高度集中、统一的，无论多少个发电厂、供电公司，电网必须统一调度、统一管理标准，统一管理办法;安全生产，组织纪律，职业品德等都有严格的要求。
四是适用性，电力行业的服务对象是全方位的，涉及到全社会所有人群，电能质量、电价水平与广大电力用户的利益密切相关。
五是先行性，国民经济发展电力必须先行。
四、电力系统的额定电压电网电压是有等级的，电网的额定电压等级是根据国民经济发展的需要、技术经济的合理性以及电气设备的制造水平等因素，经全面分析论证，由国家统一制定和颁布的。
我们国家电力系统的电压等级有220/380V、3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。
随着标准化的要求越来越高，3 kV、6 kV、20 kV、66 kV也很少使用。
供电系统以10 kV、35 kV、为主。
输配电系统以110 kV以上为主。
发电机过去有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，低压用户均是220/380V。
电力系统基础知识
电力系统基础知识电力系统基础知识是指关于电力系统的基本概念、构成、工作原理、调度管理及优化等方面的知识。
电力系统是一个复杂的工程系统，由输电、变电、发电、调度和配电等多个环节组成，它是现代社会的重要组成部分。
电力系统基础知识是电力工程师必备的基础知识，它不仅涉及到电力系统的工程实践，也涵盖了电力系统的理论基础。
1、电力系统基本概念电力系统是指由发电、输电、变电、调度和配电等组成的一整套电力供应系统，它是保障电力供应的重要基础设施。
电力系统包括三级电力系统，即国家电网、区域电网和地方电网。
其中国家电网是最高级别、覆盖范围最广的电力系统，其主要任务是接受和分配区域电网全部电力负荷。
2、电力系统构成电力系统包含四大子系统：发电系统、输电系统、变电系统和配电系统。
其中发电系统是指能够将机械能转化为电能的设备，输电系统是指将电能从发电厂输送到用户用电地点的线路、变电器和开关设备。
变电系统则是将输送在高压线上的电能升压或降压为合适的电压等级，以满足不同用户的用电需求。
配电系统负责将电能分配到用户的终端用电设备上。
3、电力系统的工作原理电力系统的工作原理是将水能、燃料能、核能等能源转化为机械能，再将机械能传递到发电机上，发电机将机械能转化为电能，电能通过输电和变电进行分配和转换后，最终被配电系统送达用户的终端设备上。
4、电力系统的调度管理电力系统的调度管理是指对电力系统的运行情况进行监控、分析和控制，以实现对电力系统的优化调度，保障电力系统的安全运行。
电力系统调度管理的主要任务包括：电量调度、电压调节、负荷平衡、电网稳定控制等。
5、电力系统的优化电力系统的优化是指对电力系统进行规划、设计、运营和调度的优化，以最大程度地提高电力系统的效率和可靠性，降低系统成本、提高电力质量和优化供电结构。
电力系统的优化包括系统优化、运行优化、管理优化、市场优化等。
6、电力系统的未来发展未来电力系统发展重点将转向寻找可再生能源替代传统能源，如太阳能、风能等，同时也需要通过新能源技术等手段来提高电力系统的效率和可靠性。
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
L2
L3
L4
QS12
QF2
QS11
W
QS1 QF1
G2
单母线分段接线
• 特点：1）减少母线故 障或检修时的停电范 围。2）断路器检修期 间必须停止该回路的 供电。 应用范围：6~10kV配 电装置出线6回及以上 ；35kV出线数为4~8 回；110~220kV出线 数为3~4回。
L1
L2
L3
L4
一、电力系统基础知识
主要内容
1. 什么是电力系统 2. 电力负荷 3. 变电站介绍 4. 供电质量 5. 电力系统的接地方式
1 什么是电力系统？
• • • •
电力系统的发展史 电力系统描述 电力系统运行特点 电力系统接线方式
1.1 电力系统的发展史
电力系统发展图示：
1891年，德 1882年，法国， 国，奥斯 冯· 密勒， 德波列茨，世 卡· 界上第一个直 三相交流输 流电力系统； 电系统，近 代输电技术 的基础；
单选题
• 1、在分析用户的负荷率时，选一天24h中负荷最高的一个小 时的（ ）作为高峰负荷。 • A计算负荷，B最大负荷，C平均负荷。 • C • 2、突然中断供电时造成的损失不大或不会造成直接损失的负 荷是（ ）类负荷。 • A一类，B二类，C三类。 • C • 3、突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起对周围环境严重 污染，造成经济上的巨大损失，造成社会秩序严重混乱或在 政治上产生严重影响的负荷，称为（ ） • A一类，B二类，C三类。 • A
• 1. 2. 3. 4.
影响负荷特性的主要因素 作息时间 生产工艺的影响(工业企业班制) 气候的影响 季节的影响
3 变电站介绍
• 变电站类别/规 模 • 一次系统与二次 系统 • 主控室
电力系统的基本知识
电力系统基础知识1、什么是电力系统的稳定性和振荡？答：电力系统正常运行时，原动机向发电机提供的功率始终等于发电机向系统提供的负载消耗功率，当电力系统受到扰动，使上述功率平衡关系受到破坏时，电力系统应能自动地恢复到原来的运行状态，或者凭借控制设备的作用过度到新的功率平衡状态运行，即谓电力系统稳定。
这是电力系统维持稳定运行的能力，是电力系统同步稳定（简称稳定）研究的课题。
电力系统稳定分为静态稳定和暂态稳定。
静态稳定是指电力系统受到微小的扰动（如负载和电压较小的变化）后，能自动地恢复到原来运行状态的能力。
暂态稳定性对应于电网受到严重干扰的情况。
系统的各点电压和电流均作往复摆动，系统任何点的电流和电压之间的相位角随功率角而变化δ的变化而改变、频率下降等我们通常把这种现象叫电力系统振荡。
2、电力系统振荡和短路之间有什么区别？答：电力系统振荡和短路之间的主要区别是：在振荡期间，系统每个点的电压和电流值来回摆动，而短路时电流、电压值是突变的。
此外，振荡时电流、电压值的变化速度较慢，而短路时的电流、电压值突变量很大。
振荡期间，系统任何点的电流和电压之间的相位角随功率角而变化δ的变化而改变；而短路时，电流与电压之间的相位是基本不变的。
振荡期间没有零序和负序分量，短路时有零序和负序分量。
3、电力系统振荡时，对继电保护装置有什么影响？那些保护装置不受影响？答：电力系统振荡时，继电保护装置用电流继电器、阻抗继电器有影响。
对电流继电器的影响。
当保护装置的时限大于1.5-2秒时，可以避免振荡而不会误操作。
对阻抗继电器的影响。
I↑U↓保护动作，I↓U↑保护返回。
距离ⅠⅡ该段采用振荡锁定原理，以避免系统振荡，以防止阻抗继电器误动作。
原则上，不受振荡影响的保护具有相位差保护，和电流差动纵联保护，零序电流保护等。
4、中国电力系统中有几种中性点接地方式？它们对继电保护的要求是什么？答：中国电力系统中性点接地有三种方式：①中性点直接接地方式；②中性点经过消弧线圈接地方式；③中性点不接地方式。
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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
电力系统基础知识
U1
2 In n2
100%
I1
100%
式中 Un、In —n次谐波电压、电流的方均根值，kV、A； U1 、I1 —基波电压(50Hz)、电流的方均根值，kV、A 。
四、衡量电能质量的指标
5．正弦波形畸变率 （3）谐波电压的总平均畸变系数
式中 τ
1 t
t t
t
U max U min U % 100% UN
式中 Umax ——用电设备端电压的最大波动值，kV； Umin ——用电设备端电压的最小波动值，kV。
四、衡量电能质量的指标
3．电压闪变 负荷急剧的波动造成供配电系统瞬时电压升高，照度 随之急剧变化，使人眼对灯闪感到不适，这种现象称为电 压闪变。
电力系统基础知识
一、电力系统
1.电力系统的组成 由发电厂的发电机、升压及降压变电设备、电力网及电能 用户（用电设备）组成的系统统称为电力系统。它们分别完成 电能的生产、电压变换、电能的输配及使用。 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。
2.变配电站种类
变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽 站，区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个（三圈变 压器），550kV /220kV /110kV。区域站一般也有三个电压 等级（三圈变压器），220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。终端站一般直接接到用户，大多数为两个电压等级 （两圈变压器）110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用户本身的 变电站一般只有两个电压等级（双圈变压器）110 kV /10kV、 35kV /0.4kV、10kV /0.4kV，其中以10kV /0.4kV为最多。
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电力系统的基础知识一、电力系统的构成一个完整的电力系统由分布各地的各种类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电力用户组成，它们分别完成电能的生产、电压变换、电能的输配及使用。
二．电力网、电力系统和动力系统的划分电力网：由输电设备、变电设备和配电设备组成的网络。
电力系统：在电力网的基础上加上发电设备。
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。
三．电力系统运行的特点一是经济总量大。
目前，我国电力行业的资产规模已超过2万多亿，占整个国有资产总量的四分之一，电力生产直接影响着国民经济的健康发展。
二是同时性，电能不能大量存储，各环节组成的统一整体不可分割，过渡过程非常迅速，瞬间生产的电力必须等于瞬间取用的电力，所以电力生产的的发电、输电、配电到用户的每一环节都非常重要。
三是集中性，电力生产是高度集中、统一的，无论多少个发电厂、供电公司，电网必须统一调度、统一管理标准，统一管理办法;安全生产，组织纪律，职业品德等都有严格的要求。
四是适用性，电力行业的服务对象是全方位的，涉及到全社会所有人群，电能质量、电价水平与广大电力用户的利益密切相关。
五是先行性，国民经济发展电力必须先行。
四、电力系统的额定电压电网电压是有等级的，电网的额定电压等级是根据国民经济发展的需要、技术经济的合理性以及电气设备的制造水平等因素，经全面分析论证，由国家统一制定和颁布的。
我们国家电力系统的电压等级有220/380V、3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。
随着标准化的要求越来越高，3 kV、6 kV、20 kV、66 kV也很少使用。
供电系统以10 kV、35 kV、为主。
输配电系统以110 kV以上为主。
发电机过去有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，低压用户均是220/380V。
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
电力系统基础知识1、电力体系差不多常识电力体系的构成电力体系的额定电压电力体系的中性点运行方法供电质量的重要指标电气主接线方法电力体系的构成一个完全的电力体系由分布各地的各类类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电力用户构成，它们分别完成电能的临盆、电压变换、电能的输配及应用。
图1－1 电力体系的构成示意图电力体系的额定电压电网电压是有等级的，电网的额定电压等级是依照公平易近经济成长的须要、技巧经济的合理性以及电气设备的制造程度等身分，经周全分析论证，由国度同一制订和颁布的。
表1－1 我邦交换电力网和电气设备的额定电压电力网和用电设备额定电压发电机额定电压电力变压器额定电压一次绕组二次绕组低压V 220/127380/220660/380 230400690 220/127380/220660/380 230/133400/230690/400高压kV 3610－3563110220330500750 3.156.310.513.8,15.75,18,20－－－－－－－ 3及3.156及6.310及10.513.8,15.75,18,203563110220330500750 3.15及3.36.3及6.610.5及11－38.569121242363550－1．用电设备用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。
实际上，因为电网中有电压损掉，致使各点实际电压偏离额定值。
为了包管用电设备的优胜运行，国度对各级电网电压的误差均有严格规定。
明显，用电设备应具有比电网电压许可误差更宽的正常工作电压范畴。
2．发电机发电机的额定电压一样比同级电网额定电压赶过5%，用于补偿电网上的电压损掉。
3．变压器变压器的额定电压分为一次和二次绕组。
关于一次绕组，当变压器接于电网末尾时，性质上等同于电网上的一个负荷(如工厂降压变压器)，故其额定电压与电网一致，当变压器接于发电机引出端时(如发电厂升压变压器)，则其额定电压应与发电机额定电压雷同。
电力系统基础知识
电力系统基础知识电力系统基础知识电力系统是由发电厂、输电线路、变电站和配电网组成的一个复杂的系统，用于将发电厂产生的电能输送到家庭、工业和商业用户。
第一部分：发电厂发电厂是电力系统的起点。
它们使用各种能源，如煤炭、天然气、核能和风能，将机械能转化为电能。
发电厂的核心设备是发电机，它通过转子磁场和定子通过磁感应原理产生电能。
发电机产生的交流电经过变压器提高电压级别，然后通过输电线路输送到变电站。
第二部分：输电线路输电线路是将发电厂产生的电能从发电厂输送到变电站的关键组成部分。
输电线路有不同的类型，包括高压直流（HVDC）线路和交流（AC）线路。
HVDC线路可以实现远距离传输，而AC线路适用于中短距离传输。
输电线路通常使用电缆或电杆支撑，以及绝缘材料保护电力输送中途不丧失过多的能量。
输电线路上的输电塔用于支撑电缆，并提供必要的电气绝缘。
输电线路上的电能输送需要经过多次变压，以提高或降低电压级别，以适应不同电网的需求。
第三部分：变电站变电站是电力系统的关键组成部分，它将高压输电线路带来的电能转换为适用于配电网和终端用户的低电压。
变电站使用变压器进行电能变换，并通过开关设备进行电能控制和分配。
变电站还提供对电能质量、电压稳定性和短路保护的监测和调整。
第四部分：配电网配电网是将电能从变电站输送到家庭、工业和商业用户的最后一环。
配电网包括各种低压开关设备、断路器和配电变压器，用于控制电能的分配和保护。
配电网还涉及用于远程读取电能使用量和控制的智能电表。
总结：电力系统是一个复杂而庞大的系统，而其中的发电厂、输电线路、变电站和配电网是使电能到达最终用户的基础设施。
理解电力系统的基础知识对于我们日常生活中对电能的使用至关重要。
近年来，随着可再生能源的发展和智能电网技术的应用，电力系统正经历着重大变革。
掌握电力系统的基础知识，将帮助我们更好地理解和应对这些变化，并为未来的能源转型做好准备。
电力系统基础知识大全
调度自动化系统可以实现数据采集与监控、电力负荷预测 、发电计划制定、系统安全分析、调度决策等功能。
调度自动化系统的组成
调度自动化系统由数据采集与监控系统、电力系统模拟与 仿真系统、电力系统分析软件等组成。
06
电力系统规划与设计
电力需求预测
长期预测
01
根据经济增长、人口变化、产业发展等因素，预测未
测电气量的变化，逻辑部分根据测量结果判断是否需要动作，执行部分
则执行跳闸或报警等操作。
自动控制装置
自动控制装置的种类
电力系统中的自动控制装置包括发电机控制装置、变压器控制装置、断路器控制装置等， 用于实现电力系统的自动控制和调节。
自动控制装置的功能
自动控制装置可以根据系统的运行状态和负荷变化，自动调整设备的运行参数，保持系统 稳定并满足负荷需求。
变电站
变压器
01
变电站的核心设备是变压器，用于改变电压等级。
高压开关站
02
高压开关站是变电站的重要组成部分，用于控制电流的通断。
变电站的布局与设计
03
变电站的布局需考虑周边环境、设备运行安全等多方面因素，
设计需满足电力系统的需求。
配电系统
低压配电网络
低压配电网络是电力系统的末端，负责将电力分配给用户。
交易机制
电力市场交易机制包括双边交易、集中竞价交易和挂牌交易等。
交易影响因素
电力市场交易受到多种因素的影响，包括能源价格、需求量、系统安 全和环保政策等。
系统稳定性
1 2
系统稳定性定义
电力系统的稳定性是指系统在遭受干扰后能够保 持稳定运行的能力。
稳定性分类
电力系统稳定性可分为静态稳定性和动态稳定性 。
电力系统基础知识
联合电力系统
联合电力系统：把两个或2各以上的小型电力系统并联运行 联合电力系统 组成地 区电力系统，把地区电力系统通过输电线连接起 来，组成更大的系统成为联合电力系统 特点：1 提高供电可靠性； 2 减少系统装机容量，提高 设备利用：3便于安装大型机组：4合理利用动力资源， 提高运行的经济性。
容量
水力发电： 水力发电：是利用水的落差能量
• 特点： 1无污染 2 发电成本低 3 来电速度快 4建坝后 可调节水量，改善通航条件 5受季节来水影响大 6投资 大建设周期长，水库淹没损失大 ，每KW水电投资相当于 火电的2—3倍 • 形式 1 坝式水电站： 2 引水式水电站 3 混合式水电站 4 梯级水电站 5 抽水蓄能水电站
电力系统基础知识
云永利
电的概念
电的定义： 在某个力的作用下，通过某个导体的电子流
电能：
• 是由一次能源转化来的二次能源
电的形式 • 直流电： • 交流电：50HZ
60HZ
• ；
电能的特点
• 电能特点：是优质二次能源，不能大量存储，说以 发电 输电 用电是在同时进行
电力系统的含义
• 电力系统是指电能的产生、传输、分配、 使用以及相关设备和附属设施的总称。 是发电厂 输电网 配电网 用电器构成的 整体。输电网 配电网络统称电网。
• 1电力系统的定义 输电网中的电压等级有几种电压分别 是多少？ • 2多功能电表中 最大需量的定义与用途 峰谷电量计费的 意义 • 3变压器的用途 ，什么是铜损和铁损 ?铜损和铁损与负荷 的关系 如何？ • 4电压互感器与电流互感器的基本原理和应用位置，变比 的含义。 • 5
变压器的系列
• 国家对10kv到0.22/0.38的变压器制定了一系列型号（或 者叫做系列号），不同的厂家都可生产。相同型号的变 压器要求其生产工艺、材料、指标参数都有一定的要求， 所以相同型号的变压器其损耗可以认为是相同的
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常用原料的产气速率(单位：%)及产气量 发酵时间/d 猪粪 人粪 马粪 牛粪 玉米秸 麦秸 稻草 青草 10 74.2 40.7 63.7 34.4 75.9 48.2 46.2 75.0 20 86.3 81.5 80.2 74.6 90.7 71.8 69.2 93.5 30 97.6 94.2 89.0 86.2 96.3 85.9 84.6 97.8 40 98 98.2 94.5 92.7 98.1 91.8 91.0 98.9 60 100 100 100 100 100 100 100 100 产气量 /(m³ /kg) 0.42 0.43 0.34 0.30 0.50 0.45 0.40 0.40
养殖废水
沼液 沼渣
1．0×108
1．1×103 4．6×103个·100g-1
77．8
100．0 96．0
24
三、几种主要的生物质分布式能源技术
【污水厌氧沼气热电联产的技术路线问题】
锅炉燃烧 沼气用于锅炉燃烧产生蒸汽，蒸汽用于生产的工艺过程。 锅炉燃烧+蒸汽轮机发电 沼气用于锅炉燃烧产生蒸汽，蒸汽用于蒸汽轮机发电，多余蒸汽或发电之后的乏汽
转化类型 直接燃烧 生物转换 初级产品 热能 次级产品 热能或电力
乙醇
沼气 热解气化 热裂解液化
燃料
燃料、电力 热能或电力 燃料、化工原料
◎ 生物质能
热化学转换
◎ 海洋能 ◎ 地热能
其他转换
高压液化
压缩成型 生物柴油 制氢
燃料、化工原料
燃料 燃料 燃料
5
◎ ……
二、生物质分布式能源的特点
【特点一：与环境治理紧密联系】
2. 厌氧沼气热电联产技术
生物质经过预处理后进入厌氧反应器，在厌氧菌的作用下产生沼气（60%甲 烷），气体经脱硫、过滤、除湿后，送入发动机发电，发电产生余热用于厌氧 反应器的加热。
17
三、几种主要的生物质分布式能源技术
【污水厌氧沼气的原理】
液化过程（水解和发酵）： 多糖→单糖→乙醇和脂肪酸 蛋白质→氨基酸→脂肪酸和氨 脂类→脂肪酸和甘油→脂肪酸和醇类 酸化过程（产氢、产乙酸）：脂肪酸和醇类→乙酸、氢气和二氧化碳 产甲烷过程：70%来自乙酸分解，少量来自氢气和二氧化碳的结合。 沼气在4℃到65℃之间都能产气，产量在35℃和54℃左右出现两个产气高峰。 大中型沼气发酵工程的温度波动不超过3℃。
填埋气
有利于消除安全隐患、改进周边大气环境
畜禽粪污沼气 解决规模化养殖的污水问题，保护水资源 污水污泥沼气 降低处置成本，消除安全隐患 生物质裂解和颗粒燃料 减少农林废弃物在田间焚烧造成的大气污染 生物质分布式能源 ≠ 环保工程
6
二、生物质分布式能源的特点
【特点一：与环境治理紧密联系】
【特点二：决定生物质能项目的关键是原料成本】
填埋气 技术成熟，成本可控，有大量成功运行的商业化案例 畜禽粪便沼气
技术成熟，投资大，存在环保压力，项目以示范为主
污水沼气 技术成熟，多作为污水处理的配套工程，成本可控，难以独立商业运行
生物质热解气
技术未完全成熟，气体处理工艺复杂，投资大，存在环保压力，示范阶段 生物质颗粒燃料 技术成熟，城市应用存在环保压力，以供热为主
2ห้องสมุดไป่ตู้
目录
一、概述
二、生物质分布式能源的特点 三、几种主要的生物质分布式能源技术 四、相关国家政策 五、行业发展趋势
3
一、概述
分布式能源的概念
指在用户所在场地或附近建设安装、运行方式以用户端自发自用为主、多余电量上网，且 在配电网系统平衡调节为特征的发电设施或有电力输出的能量综合梯级利用多联供设施。 ——国家发改委《分布式发电管理暂行办法》（[2013]1381号文）
案例：城市生活垃圾焚烧 • 强调生活垃圾的“资源化”，忽视“无 害化”，为行业发展树立了错误的目 标。日本垃圾发电最多，达149座，但 装机效率只有9%，效率之所以较低，反 映了项目不同的出发点，即环境保护， 而非“以电养电”。
附属健康中心
焚烧发电厂
东京市第23区垃圾焚烧发电厂
7
二、生物质分布式能源的特点
【分布式能源的特点】
选址：靠近用户 能效：梯级利用 设备：小型化、清洁化、智能化
燃料：就地取材
4
一、概述
【分布式能源的一次能源种类】 我国每年有7亿多吨农作物秸秆剩余物和
◎ 天然气 ◎ 太阳能 ◎ 小型风能 ◎ 氢能 ◎ 小水电 2亿多吨林地废物与木材加工利用剩余物， 未得到充分利用。
◎
浙江平湖景兴纸业 ——造纸厂污水沼气发电，2.0MW
29
三、几种主要的生物质分布式能源技术
3. 生物质裂解气
生物质热解是生物质在缺氧
的高温条件下，将大分子的生物
质转化小分子的液体、气体、固 体三种产物。热解气（含CO、H2 和CH4）就是产物之一，通过净化 后可以用于发电和供热。
温度 ℃ 820 CO2 CO
10
三、几种主要的生物质分布式能源技术
1. 生活垃圾填埋气发电技术
生活垃圾经填埋处理后，其中的有机物厌氧发酵，产生填埋气（50%甲烷）。 沼气通过机械导排后经过干燥、脱硫，可以作为燃料供发电机组发电。
11
三、几种主要的生物质分布式能源技术
【填埋气的产生过程】
• • • 好氧期：持续时间为几天到 数周，产生的主要气体是CO2； 厌氧、不产甲烷期：厌氧分 解开始，产生大量的CO2和H2； 厌氧、产甲烷不稳定期：出 现甲烷，CO2的产生量减少，
【生活垃圾填埋气发电案例】
◎ 上海老港四期垃圾填埋气发电 ——15MW
发电机组
发电厂房
15
三、几种主要的生物质分布式能源技术
【生活垃圾填埋气发电案例】
广东潮州填埋气发电项目
福州红庙岭垃圾填埋气发电项目
山东莱芜填埋气发电项目
宁波鄞州垃圾填埋气发电项目
长春三道垃圾填埋场填埋气发电项目
16
三、几种主要的生物质分布式能源技术
2019
2020 2021 2022 2023 2024 2025
456
474 493 513 533 555 577
166,409
173,065 179,988 187,188 194,675 202,462 210,561
544
566 589 612 637 662
4,768,249
4,958,979 5,157,338 5,363,631 5,578,177 5,801,304
1,717
1,785 1,857 1,931 2,008 2,088 2,172
1,128
1,174 1,221 1,269 1,320 1,373 1,428 13
689 6,033,356 上海齐耀新能源技术有限公司
三、几种主要的生物质分布式能源技术
【填埋气的收集工程】
14
三、几种主要的生物质分布式能源技术
27
三、几种主要的生物质分布式能源技术
【畜禽粪污沼气热电联产案例】
◎ 山东民和牧业 ——鸡粪厌氧沼气发电，3.0MW
◎
上海牛奶集团大丰农场 ——牛粪厌氧沼气发电，1.0MW
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三、几种主要的生物质分布式能源技术
【工业污水沼气热电联产案例】
◎ 三得利上海东海啤酒厂 ——啤酒厂污水沼气发电，80kW
发酵罐
沼气
对策：采用干式厌氧技术，减少污水排放量20％ 以上；采用沼液滴灌技术和鱼菜共生系统消耗部
沼液池
分沼液
问题3：沼气产生量小，产生电力不满足上
压滤机
沼渣 沼液
网电量的标准，就地没有足够负荷
对策：采用沼气提纯技术，作为商用天然气使
用；普遍采用“T接”方式接入电网
样品名称 大肠菌群个/100ml 蛔虫卵死亡率/％
H2被耗尽；
• 厌氧、产甲烷稳定期：气体 的成分趋于稳定，通常要达 到厌氧稳定状态需1～2年的 时间。
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三、几种主要的生物质分布式能源技术
【填埋气的产量预测】
时间 2011 2012 2013 2014 日填埋量 (吨/天) 333 346 360 375 年填埋量 (吨) 121,593 126,457 131,515 136,776 填埋气收集 流量(Nm3/h) 276 355 431 447 年填埋气收集量 (Nm3/y) 2,414,720 3,113,299 3,771,748 3,919,153 年甲烷收集 量(tCH4/y) 869 1,121 1,358 1,411 发电装机容 量（kW） 571 737 893 928
8
二、生物质分布式能源的特点
【特点二：决定生物质能项目的关键是原料成本】
低能流密度的生物质能源需要集约化开发， 如果缺乏对资源的详细规划和法制化管理， 会造成过度的市场化竞争，导致收益前景 不确定，打击投资者的积极性，影响了行 业的长远发展。
案例：秸秆焚烧
缺乏省市一级和地区一级的规划，并 在地方相应的立法中未得到体现，这对新 能源资源丰富的省区尤其影响大。
气体基本成分 CH4 CnHm 1.3 H2 N2 O2
热值 kJ/Nm3 5667
30
16.3 16.5 6.71
4.17 55.3 1.0
三、几种主要的生物质分布式能源技术
【生物质裂解气原理】
氧化反应：
还原反应：
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三、几种主要的生物质分布式能源技术
【生物质裂解气化炉的产品】
生物质热解气化同时可制取固、气、液三相产品，未来有望发展为一种高效、
电力系统基础知识
薛 飞
2018年10月23日
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