供配电一次系统概述

6 配电系统
6.1配电系统功能
配电网位于电力系统的末端，直接与用户相连， 整个电力系统对用户的供电能力和供电质量最终都必 须通过它来实现和保障。
6 配电系统
6.2按电压等级分类
可分为高压配电网（35～110kV），中压配电（6～
10kV，苏州有20kV的），低压配电网（220/380V）；在负
载率较大的特大型城市，220KV电网也有配电功能。 6.3按供电区功能分类 城市配电网，农村配电网和工厂配电网等 。在城市 电网系统中,主网是指110kV及其以上电压等级的电网， 主要起连接区域高压（220kV及以上）电网的作用。
3.4 新能源
风力发电原理
3.4 新能源
• 太阳能集中在甘肃、青海、新疆 等地。“十二五”期间，国家将 在甘肃敦煌、青海柴达木盆地和 西藏拉萨建设大型并网型太阳能 光伏电站示范项目，在内蒙古、 甘肃、青海、新疆等地选择荒漠、 戈壁、荒滩等空闲土地，建设太 阳能热发电示范项目。 • 到2015年太阳能发电规划容量 200万千瓦左右，到2020年太阳 能发电规划容量将跃升至2000万 千万左右。
2 电力系统
发电厂把其它形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压的 输电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要 的各种能量。这些生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一 起而组成的整体称为电力系统 。
电力系统示意图
电力系统示意图
3 发电厂的分类
发电厂是电力系统中唯一把各种原始能源，如煤炭、水 能、核能等转换成电能的工厂。 根据原始能源的不同，我国的主力发电厂主要分为：火 力发电厂、水力发电厂和核电厂。实际中还有一小部分利用 天然气、风力、地热、潮汐、垃圾等发电的电厂。 3.1.凝汽式火电厂 特点：热量损失大（主要在冷凝器和烟囱），热效率（大 机组：37%～40%，中小机组：25%～30%）低。
6.用于无功补偿的电力电容器。 7.用于无功补偿的电力电容器。
7 配电设备概述
7.2 配电设备
一次设备中汇集电能、分配电能的设备。 1、接通或断开电路的开关电器。例如断路器、隔离开关、 熔断器、接触器之类,它们用于正常或事故时，将电路闭合 或断开。 2、限制故障电流电器例如限制短路电流的电抗器。 3、载流导体，将有关电气设备连接起来,如母线、电缆等。
3.4 新能源
• 天然气发电则主要解决核 电、风电、水电季节性电 能对电网的压力，2020年 天然气发电装机容量为 4000万千瓦。 • 电网延伸不经济的地区， 发挥当地资源优势，在小 水电资源丰富地区，优先 开发建设小水电站，根据 风、光和地热资源发展小 型风力发电、太阳能发电 和地热发电。
4 电力网和电力设备额定电压 4.1 电力网
（3）混合式：上游筑坝形 成水库，又通过水渠加大 落差。
3 发电厂的分类
3.3 水力发电厂
（4）调节池式：取水口与厂房间设贮水池蓄一日 (或周)调节水池发电。 （5）水库式： 有较大水库能 调节年季或月 发电流量。
3 发电厂的分类
3.3 水力发电厂
坝 压力水管 上库 厂房
下库
（6）抽水蓄能电站。电力低谷时用多余电 力把水从下库抽到上库，蓄能发电。 它是电力系统的填谷调峰电源。在以火 电、核电为主的电力系统中，建设适当比例 的抽水蓄能电站可以提高系统运行的经济性 和可靠性。
3 发电厂的分类
凝汽式火电厂生产过程示意图
3 发电厂的分类
3.2 热电厂 特点：不但供电，还供热且效率（60%～70%）高。热电机组 的发电出力与热用户有关，在电力系统的运行方式不如凝汽 机组灵活。
发电厂全貌
输煤和锅炉
汽轮发电机组
高压配电装置
火力发电厂图
3 发电厂的分类
3.3 水力发电厂
将水的位能和动能转变成电能的发电厂。因河流的落差是沿河分布的，流 量也是随地点和时间而变化，所以为有效而经济地利用水能，需设法集中落差 和调节流量，水电厂就是按集中落差或调节流量的方式来设计的。
4、用于无功补偿的电力电容器。
内容总结
1
电能与电源
电能是一种优质能源，目前生产电能的发电厂，按受用的能源种类主要分为火力发 电厂、水力发电厂和原子能发电厂，这些发电厂各有特点。新能源主要有风力发电、太 阳能发电，它们具有不纯在资源枯竭、不污染环境、取之不尽，是最有前景的替代能源。
变压器二次侧供电线路不长（例如为低压线路或直接供 电给高、低压用电设备的线路），则变压器二次绕组的额定 电压，只需高于其所接线路额定电压5%。
4 电力线路
5 电力系统变电站
5 电力系统变电站 变电站的分类
变电站是联系发电厂和用户的中间环节，变换电压和分 配电能。变电站常根据它在电力系统系统中的地位分类。
1 电能
电能—生产过程
电力生产过程实质上是 电能的生产、分配和销售过 程。电力生产的主要特点是 生产、流通和消费同时进行， 并由此决定了电力生产过程 是一个不可分割的有机整体。 它可以概括为电能的产生 (发电)、电能的传输(送电)、 电压的变换(变电)、电能的 分配(配电)和电能的销售 (营业)等五个环节，构成了 完整的电力生产过程.
3 发电厂的分类
我国火电厂发电量占全部发电量的83％，其中燃煤的约占70％，烧油的约 占25％，利用其他能源的电厂约占5％。 从燃料来分，火电厂可分为：汽轮机发电、内燃机发电、燃气轮机发电。 按生产产品性质来分，火电厂分为凝汽式电厂（只生产电能）、供热式电 厂（不仅供电，还给用户供热）、综合利用电厂（不仅供电、供热，还生产灰 渣水泥、保温材料和磷肥等）。 按供电范围来分，火电厂分为： （1）区域发电厂。向大区域面积供电，或在煤炭基地的坑口电站。 （2）地方发电厂。主要为城市供电。 （3）企业自备电厂。专门供企业所需电能和热能。 （4）小型发电厂。利用当地能源，供当地工农业用电和城乡居民用电。 （5）列车、船舶电站。为基本建设施工或暂时性地区缺电时用电。 目前我国最大单机容量为100MW。国外最大火电厂为日本鹿岛电厂，装机为 4400MW，单机容量为1300MW。
适用地区 低压动力与三相照明 高压电动机 发电机电压、高压电动机 配电线路、高压电动机 县级输电网、用户配电网
110
220 330 500
10～50
100～200 200～500 400～1000
30～150
100～300 200～600 150～850
地区级输电网、用户配电网
省、区级输电网 省、区级输电网、联合系统 输电网 省、区级输电网、联合系统 输电网
4 电力网和电力设备额定电压 4.2 电网和设备额定电压
电网和用 电设备额 定电压 /kV 0.38 0.66 3 6 10 － 35 66 110 220 330 500 电力变压器额定电压 /kV
分类
发电机额定电压/kV 一次绕组
0.40 0.69 3.15 6.3 10.5 13.8，15.75，18，20 － － － － － － 0.38 0.66 3及3.15 6及6.3 10及10.5 13.8，15.75，18，20 35 66 110 220 330 500
3 发电厂的分类
核电厂工作过程
3 发电厂的分类
3.4 新能源
利用其它一次能源发电的，有风力发电、潮汐发 电、地热发电、太阳能发电等。此外，还又直接将热 能转换成电能的磁流体发电。
风力发电
地热Biblioteka Baidu电
太阳能发电
3.4 新能源
• 我国风电重点在“三北”（西北、华 北北部和东北）地区规划和建设大型 和特大型风电场。按照规划，2015年 和2020年风电规划容量分别为1亿千瓦 和1.8亿千瓦。
电力系统中：电力线路及两端的变电站构成电力网。
4 电力网和电力设备额定电压
电力网：电压-经济输送容量、输送距离-适用地区
额定电压（kV） 0.38 3 6 10 35
输送容量 （MW）
0.1以下 0.1～1.0 0.1～1.2 0.2～2.0 2.0～10
输送距离（km） 0.6以下 1～ 3 4～15 6～20 20～50
7 配电设备概述
7.1 一次设备
直接生产、输送、分配电能的设备，如发电机、变压器和断路器、隔 离开关、限流电抗器、母线、电缆等称为一次设备，它们包括：
1.生产和转换电能的设备：发电机,变压器。
2.接通或断开电路的开关电器。例如断路器、隔离开关、熔断器、接触器之 类,它们用于正常或事故时，将电路闭合或断开。 3.限制故障电流和防御过电压的电器例如限制短路电流的电抗器和防御过电 压的避雷器等。 4.接地装置。 5.载流导体，将有关电气设备连接起来,如裸导体、电缆等。
典型工作任务一：电力系统与供电系统的基本知识
学习情境 一 供配电一次系统认识
学习情境：一
学习目标
1.了解电能的特点； 2.认识电能的生产-输送-分配-使用过程；
3.供配电网络的组成。
难点重点
电能的生产-输送-分配-使用过程。
本次课程任务一:电力系统与供电系统
1 电
能
电能是各行各业生产建设和居民生活的重要能源，它
压应与发电机额定电压相同，即高于同级线路额定电压5%。
当变压器不与发电机相连，而是连接在线路上，一次绕 组的额定电压应与线路额定电压相同。
4 电力网和电力设备额定电压
2）变压器二次绕组的额定电压 变压器二次侧供电线路很长（例如较大容量的高压线
路），变压器二次绕组的额定电压要比线路额定电压高10%。
二次绕组
0.40 0.69 3.15及3.3 6.3及6.6 10.5及11 － 38.5 72.6 121 242 363 550
低压
高压
4 电力网和电力设备额定电压
4.3电力系统中各点电压分布
4 电力网和电力设备额定电压 （1）电网的额定电压：
电网(线路）额定电压只能选用国家规定的额定电压。
易于输送，便于集中、分配和控制，容易转换为其他形
式的能量，因此得以广泛应用。电力工业是国民经济中 的先行行业，它是衡量一个国家现代化水平的标志之一。
1 电能
电能 特点
• 电能不能大量存贮 目前尚不能大量地、廉价地贮存电能， 即发电厂发出的功率必须等于该时刻用电设备所需的功率、 输送和分配环节中的功率之和。 • 与国民经济的各部门及人民日常生活有着极为密切的关系 供电的突然中断会带来严重的后果。
5 电力系统变电站
5.3 地区变电站 高压侧电压等级一般为110kV～220kV，向地区用户供电 为主的变电所，这是一个地区或城市的主要变电所。全部停电 后，仅使该地区中断供电。 5.4 终端变电站 在输电线路的终端，接近负荷点，高压侧电压多为 110kV,经降压后直接向用户供电的变电站，即为终端变电 站。全部停电后，只是用户受到损失。
3 发电厂的分类
3.4 核电厂
利用核裂变能转化为热能，再按火电厂的发电方式，将热能转换为 电能的核电厂。 特点：核电厂中用原子反应堆和蒸发器代替一般火电厂中的锅炉设 备，发电设备仍为汽轮机和同步发电机。投资大，运行费用低，不受燃 料运输条件限制。单机容量比火电厂大，一般为600～900MW。
秦山核电站和大亚湾核电站
它是确定各类电气设备额定电压的基本依据。 （2）用电设备的额定电压： 用电设备的额定电压与同级电网的额定电压相同。 （3）发电机的额定电压 发电机的额定电压为线路额定电压的105%，即
U N .G 1.05U N
4 电力网和电力设备额定电压
（4）变压器的额定电压 1）电力变压器一次绕组的额定电压。 电力变压器直接与发电机相连，则其一次绕组的额定电
变电站变压器及高压配电装置、出线图
5 电力系统变电站
5.1 枢纽变电站
位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高压和中压的几个 部分，汇集多个电源，电压为330kV～500kV的变电站，称为 枢纽变电站。全部停电后，将引起系统解列，甚至瘫痪 。
5.2 中间变电站 高压侧以交换潮流为主，起系统交换功率的作用，或使 长距离输电线路分段，一般汇集2～3个电源，电压220kV～ 330kV，同时又降压供给当地用电，这样的变电站主要起中 间环节的作用，所以叫中间变电站。全所停电后，将引起区 域电网解裂。
二滩水电站
葛洲坝水电站
三峡电站
水口电站
小浪底水电站
新安江水电站
3 发电厂的分类
3.3 水力发电厂
（1）引水式：上游筑坝，
通过坡降引水隧洞到下游 形成落差。
无 压 引 水 式
有 压 引 水 式
3 发电厂的分类
3.3 水力发电厂
（2）堤坝式：在河流中地形地质条件合适地方修建堤坝抬高 上游水位，按电厂位置有坝后式、河床式电厂两类。