电力系统概述
电力系统概述
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电力系统概述
3.电力线路
电力线路又称输电线。电力线路的作用是输 送电能，并把发电厂、变配电所和电能用户连 接起来。
电力线路按其用途及电压等级分为输电线路 和配电线路。电压在35 kV及以上的电力线路 称为输电线路；电压在10 kV及以下的电力线 路称为配电线路。电力线路按其架设方法可分 为架空线路和电缆线路；按其传输电流的种类 又可分为交流线路和直流线路。
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电力系统示意图：
发电机常用 电压等级 6.3Kv
地区降压站 常用电压等级：35Kv 110Kv
10.5Kv 15.75Kv
其它发电站输 电线路
升压变压器 常用电压等级 35Kv 110Kv 220Kv 500Kv
发电站
发电站站间联络线（并网）
远距离输电 常用电压等级：35Kv 110Kv 220K
（1）频率质量 电力系统的额定频率为50Hz。当电力系统的
容量在300万kW及以上时，频率偏差允许值为 ±0.2Hz；电力系统的容量在300万kW以下时， 频率偏差允许值为±0.5Hz。
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供电系统概述
（2）电压质量 国家标准GB 50052—95《供配电系统设计规
范》规定，正常运行情况下，用电设备端子处电 压偏差的允许值应符合下列要求：① 电动机为 ±5％。② 照明，在一般场所为±5％；对于远 离变电所的小面积一般工作场所，难以满足以上 要求时，可为+5％、-10％；应急照明、道路照 明和警卫照明等为+5％、-10％。③ 其他用电设 备，当无特殊规定时为±5％。
附录一—电力系统概述,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。它的功能是将自然
附录一：电力系统概述一、电力系统1．电力系统简介英文：power system电力系统图由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
它的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。
由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，故其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成，并在同一地域内有机地组成一个整体，电能生产必须时刻保持与消费平衡。
因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。
据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。
建立结构合理的大型电力系统不仅便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配，减少总装机容量，节省动力设施投资，且有利于地区能源资源的合理开发利用，更大限度地满足地区国民经济日益增长的用电需要。
电力系统建设往往是国家及地区国民经济发展规划的重要组成部分。
电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。
电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。
2．电力系统发展简况在电能应用的初期，由小容量发电机单独向灯塔、轮船、车间等的照明供电系统，可看作是简单的住户式供电系统。
白炽灯发明后，出现了中心电站式供电系统，如1882年T.A.托马斯·阿尔瓦·爱迪生在纽约主持建造的珍珠街电站。
它装有6台直流发电机（总容量约670千瓦），用110伏电压供1300盏电灯照明。
19世纪90年代，三相交流输电系统研制成功，并很快取代了直流输电，成为电力系统大发展的里程碑。
电力系统概述
电力系统概述电力系统作为现代社会不可或缺的基础设施，承担着将电能传输到用户终端的重要任务。
本文将从电力系统的定义、组成和运行方式等方面进行概述。
一、电力系统的定义电力系统是指由发电厂、输电、变电、配电设施和用户终端组成的一套供电网络。
其主要功能是将发电厂产生的电能经过输电、变电和配电过程分配到用户终端，以满足各种用电需求。
二、电力系统的组成1. 发电厂：发电厂是电力系统的起点，主要通过燃煤、水力、核能、风力等方式转换其他形式的能源为电能，并输入到电力系统中。
2. 输电系统：输电系统负责将发电厂产生的高压电能通过变电站进行升压、降压和分配，然后经由输电线路传输到各个地区的变电站。
3. 变电系统：变电系统起到升压、降压和分配电能的作用，将输电线路输入的高压电能逐级降压，然后通过配电线路分配到用户终端。
4. 配电系统：配电系统将变电站输送过来的低压电能分配到各个用户终端，通过配电线路和变压器实现对电能的进一步调整和分配。
三、电力系统的运行方式1. 并联运行：电力系统中的多个发电厂以及输电、变电和配电设备可以进行并联运行。
这种方式可以实现供电容量的增加、设备备份和网络可靠性的提高。
2. 平衡运行：电力系统需要保持供需平衡，发电厂实时调整发电量以满足用户的用电需求，通过自动化监控和调度系统实现对电力系统的平衡运行。
3. 运行调度：电力系统运行需要进行统一的调度和控制，通过对发电厂和输变电设备进行合理的调度和控制，以确保电力系统的安全、稳定和高效运行。
4. 保障措施：为了确保电力系统的可靠运行，需要设置各种保障措施，如备用电源、事故应急预案和设备检修计划等，以应对各种突发情况和保障用户的供电需求。
综上所述，电力系统是一个复杂而庞大的供电网络，由发电厂、输电、变电和配电设施以及用户终端组成。
通过并联运行、平衡运行、运行调度和保障措施来保证电能的安全、稳定和高效供应。
电力系统在现代社会中具有重要的地位和作用，为各行各业的发展提供了可靠的能源基础。
电力系统简介
二次回路的作用是对电气一次系统进行控制，测 量和计量、监视和保护，对于一次系统发生故障 时，根据故障时电气量的变化而切除故障的电气 设备，对一次系统不正常运行时，发出相应的信 号，让值班人员进行检查处理。 变电站的主要电气设备有电力变压器，断路器， 隔离开关，电压互感器，电流互感器，避雷器， 母线以及各种无功补偿装置等
L1 L2 L3 N PE
低压配电线路
低压配电线路是指经配电变压器，将高压10kV降低到 低压配电线路是指经配电变压器，将高压10kV降低到 10kV 380/220V等级的线路 等级的线路。 380/220V等级的线路。从配电室到用电设备的线路就属于 低压配电线路。配电变压器高压电源一般统一为10kV 10kV。 低压配电线路。配电变压器高压电源一般统一为10kV。
调度自动化系统
远动装置（ 远动装置（RTU）是电力系统计算机监控系统的基础。目前， ）是电力系统计算机监控系统的基础。目前， 世界上多数国家使用应答式RTU，日本则采用循环式 世界上多数国家使用应答式 ，日本则采用循环式RTU。 。
营销系统
(要电费)
电力系统
2002年国务院批准电力体制改革方案，实施厂 网分开，重组发电和电网企业。原国家电力公 司管理的资产按照发电和电网两类业务划分并 分别进行资产重组。 在电网方面，成立国家电网公司和南方电网公 司。由国家电网公司负责组建华北（含山东）、 东北（含内蒙古东部）、西北、华东（含福建） 和华中（含重庆、四川）五个区域电网有限责 任公司或股份有限公司。西藏电力企业由国家 电网公司代管。
电力网
电力系统中连接发电厂和用户的中间环节称为电力网， 电力系统中连接发电厂和用户的中间环节称为电力网，它 由各种电压等级的输配电线路和变电站组成。 由各种电压等级的输配电线路和变电站组成。电力网按其功 能可分为输电网和配电网。 能可分为输电网和配电网。 输电网是电力系统的主网，它是由35kV及以上的输电线 35kV及以上的输电线和 输电网是电力系统的主网，它是由35kV及以上的输电线和 变电站组成 配电网是由10kV 10kV及其以下的配电线路和配电变压器组成 配电网是由10kV及其以下的配电线路和配电变压器组成 就我国目前绝大多数电网来说，高压电网指：110KV， 就我国目前绝大多数电网来说，高压电网指：110KV， 220KV电网 超高压电网指330KV 500KV和750KV电网 电网； 330KV， 电网。 220KV电网；超高压电网指330KV，500KV和750KV电网。特 高压电网指的是以1000KV输电网为骨干网架， 1000KV输电网为骨干网架 高压电网指的是以1000KV输电网为骨干网架，超高压输电 网和高压输电网以及特高压直流输电（正负800KV），高 网和高压输电网以及特高压直流输电（正负800KV），高 800KV）， 压直流输电和配电网构成的现代化大电网。 压直流输电和配电网构成的现代化大电网。
供配电系统基础知识
三相交流电路—教学楼照明系统电路
三相三线制系统 特点：只提供380V一种电压，负载必须对称。
小结
• 用电负荷不同，应采用不同的供电电压和供电方 式。
• 三相对称：相电压相等、线电压相等、工频 （50Hz）。
• 中性线的主要作用是，星形连接时，保证三相负 载不对称时相电压也能保持对称，而起到保护作 用。
• 三相负载对称时，可以采用三相三线制；若三相 负载不对称则一定要加中线，用三相四线制或三 相五线制。
小结
• 相电压：相线与中性线之间的电压。 • 线电压：相线与相线之间的电压。
• 零线与地线的区别：零线：中性点接地 时的中性线，浅蓝色线；地线：接地装 置引出的线，对人身设备起保护作用， 黄绿双色线
三相四线制供电系统
• 相电压：相线与中性线之间的电压。即 U-N、V-N、W-N之间的电压。
• 线电压：相线与相线之间的电压。即UV、V-W、U-W之间的电压。
• 三相对称：相电压相等、线电压相等。
• 中性线的主要作用是，星形连接时，保 证三相负载不对称时相电压也能保持对 称，而起到保护作用。
• 4、特点：三相四线制系统提供 380V/220V两种电压。
• （2）二类负荷：指中断供电将造成较大的政治影 响、较大的经济损失的负荷。——要求尽可能有两 个独立电源供电，若地区供电条件困难，可由一路 6KV以上专用架空线供电。
• （3）三类负荷：不属于一类、二类的负荷。—— 可非连续性供电。
10KV变配电所接线图
（一）三相四线制系统
电源的分类
1、相线（火线）：从绕组首端引出的三根电源线。 即U、V、W。用黄、绿、
供配电系统基础知识
图1 电力的产生及传输分配源自一、电力系统概述1、电力系统：由发电、送电、变电、 配电和用电组成的“整体”。
电力系统【第1章：电力系统概述】
电⼒系统【第1章：电⼒系统概述】电⼒系统概述 1.电⼒系统、电⼒及动⼒系统 电⼒系统通常是指发电机、变压器、电⼒线路、⽤户等组成的三相交流系统。
由电源向电⼒负荷中⼼输送电能的线路，称为输电线路，包含输电线路的电⼒⽹称为输电⽹。
⽽主要担负分配电能任务的线路称为配电线路，包含配电线路的电⼒⽹称为配电⽹。
2.电⼒系统运⾏的特点和要求 特点： 2.1电能不能⼤量存储 2.2过渡过程⾮常迅速 2.3与国民经济各部门密切相关 要求： 评价电⼒系统的性能指标是安全可靠性、电能质量和经济性能。
2.4.保证可靠地持续供电 2.5保证良好的电能质量 标准包括：供电电压偏差、电⼒系统频率偏差、公⽤电⽹谐波、三相电压不平衡、电压波动和闪变、暂时过电压和瞬态过电压、公⽤电压间谐波。
电⼒系统的电压和频率正常是保证电能质量的两⼤基本指标，电压质量和频率质量⼀般以偏离额定值的⼤⼩来衡量。
⼀般规定电压偏离范围为额定电压的0.95~1.05，频率偏移范围为0.95~1.05【30000KW以下】， 0.98~1.02【30000KW及以上】。
正弦交流电的波形质量⼀般以谐波畸变率来衡量。
谐波畸变率是指周期性交流电中谐波含量【减去基波分量后的值】的⽅均根值与其基波分量的⽅均根值之⽐。
谐波畸变率的允许值随电压等级的不同⽽不同，如110KV供电时为2%，35KV供电时为3%，10KV供电时为4%。
备注：⽅均根【均⽅根】是指将所有值平⽅求和，求其平均值再开⽅。
2.6.努⼒提⾼电⼒系统运⾏的经济性 电⼒系统运⾏的经济性主要反映在降低发电⼚的能源消耗、⼚⽤电率和电⽹的电能损耗等指标上。
3.电⼒系统的接线⽅式和电压等级 3.1.电⼒系统的接线⽅式和接线图 3.1.1电⼒系统的接线图 电⽓接线图：要求突出电⼒系统各主要元件【发电机、变压器、线路等】之间的电⽓连接关系。
地理接线图：强调电⼚与变电所之间的实际位置关系。
3.1.2电⼒系统的接线⽅式 ⽆备⽤接线：指⽤户只能才能够⼀个⽅向取得电源的接线⽅式，包括放射式、⼲线式、链式。
电力系统概述
表1-1 第三类额定电压（单位：KV）
1.电力线路的额定电压 电力线路（或电网）的额定电压等级是国家根据国民经济 发展的需要及电力工业的水平，经全面技术经济分析 后确定的。它是确定各类用电设备额定电压的基本依 据。 2.用电设备的额定电压 由于用电设备运行时，电力线路上要有负荷电流流过，因而在 电力线路上引起电压损耗，造成电力线路上各点电压 略有不同。但成批生产的用电设备，其额定电压不可 能按使用地点的实际电压来制造，而只能按线路首端 与末端的平均电压即电力线路的额定电压U来制造。 所以用电设备的额定电压规定与同级电力线路的额定 电压相同。
(3)核能发电厂：核能发电是利用原子反应堆中核 燃料(例如铀)慢慢裂变所放出的热能产生蒸汽 (代替了火力发电厂中的锅炉)驱动汽轮机再带 动发电机旋转发电。以核能发电为主的发电厂 称为核能发电厂,简称核电站。根据核反应堆的 类型,核电站可分为压水堆式、沸水堆式、气冷 堆式、重水堆式、快中子增殖堆式等。 (4)风力发电场：利用风力吹动建造在塔顶上的大 型桨叶旋转带动发电机发电称为风力发电,由数 座、十数座甚至数十座风力发电机组成的发电 场地称为风力发电场。 (5)其他还有地热发电厂、潮汐发电厂、太阳能发 电厂等。
3.电力线路 电力线路的作用是输送电能，并把发电厂、变配电所和电 能用户连接起来。 水力发电厂须建在水力资源丰富的地方，火力发电厂一般也多 建在燃料产地，即所谓的“坑口电站”，因此，发电 厂一般距电能用户均较远，所以需要多种不同电压等 级的电力线路，将发电厂生产的电能源源不断地输送 到各级电能用户。 通常把电压在35kV及以上的高压电线路称为送电线路，而 把10kV及以下的电力线路，称为配电线路。 电力线路按其传输电流的种类又分为交流线路和直流线路； 按其结构及敷设方式又可分为架空线路、电缆线路及 户内配电线路。
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
第二章电力系统基本知识
16
电气主接线图的基本元素
2023/3/24
17
电气主接线图的基本元素
2023/3/24
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三、变、配电所常用的电气主接线
对主接线的基本要求：
1. 满足用电要求； 2. 接线简单； 3. 运行经济、可靠； 4. 操作方便、运行灵活； 5. 设备选择合理； 6. 便于维护检修； 7. 故障处理能保证安全；
方法：增加发电机输出有功，拉路限电，维持整个电力系统有 功平衡
2023/3/24
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二 波形
谐波畸变率：反映电力谐波的一个量
DFU
U n 2
n2
U1
Un-----------第n次谐波电压有效值 V； U1------------基波电压有效值 V。
交流电波形是严格的正弦波，电网谐波的产生，主要在于电 力系统中存在各种非线性元件。
（1-1）
❖ 式中：U--------检测点上电压实际值(V);
❖
UN-------检测点电网电压的额定值（V）。
❖ 我国国家标准规定电压偏差的允许值为：
❖ 1）35kV及以上供电电压正负偏差之和不超过标称电压的±5%；
❖ 2）10kV及以下三相供电电压允许偏差为标称系统电压的±7%；
❖ 3）220V单相供电电压允许偏差为标称系统电压的+7%、-10%。
第二章电力系统基本知识
第一节 电力系统概述
❖ 由发电、输电、变电、配电和用电组成的整体称为电 力系统。电力系统中的输电、变电、配电三个部分称为 电力网。
❖ 电力网是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电 所连接而成的网络。
❖ 输电网是以高压甚至超高压电压将发电厂、变电所或 变电所之间连接起来的输电网络，所以又称为电力网中 的主网架。
现代电力系统分析
现代电力系统分析随着科技的进步和社会的发展，电力系统在现代社会扮演着至关重要的角色。
本文将对现代电力系统进行分析，并探讨其在能源供应和环境保护方面的挑战和机遇。
一、电力系统概述现代电力系统是由发电厂、输电网和用户组成的复杂网络。
发电厂通过燃煤、水力、核能等方式产生电能，输电网将电能从发电厂输送到各个用户处，用户则利用电能进行照明、供暖、制造等活动。
电力系统的稳定运行对于现代社会的正常运转至关重要。
二、传统电力系统的问题传统电力系统存在一系列的问题，主要包括能源资源的有限性、电网的稳定性和环境污染等方面。
1. 能源资源的有限性传统的发电方式主要依赖于煤炭和天然气等化石能源，这些能源的储量有限且不可再生。
随着能源消耗的增加，如何合理利用有限的能源资源成为了亟待解决的问题。
2. 电网的稳定性传统电网由于输电距离长、负荷波动大等原因，容易出现频繁的故障和电力供应不足的情况。
这对于现代社会的正常运转造成了严重影响。
3. 环境污染传统发电方式会产生大量的二氧化碳等温室气体和污染物，对环境造成了严重污染。
环境污染不仅危害人类的健康，还加剧了全球气候变化等问题。
三、现代电力系统的发展趋势为了解决传统电力系统存在的问题，现代电力系统正朝着智能化、可持续化和清洁化的方向发展，以应对能源供应和环境保护的挑战。
1. 智能电力系统通过引入先进的信息通信技术和自动化控制系统，实现电力系统的智能化运行和管理。
智能电网可以实现对电力负荷的动态调整和优化，提高电网的可靠性和稳定性。
2. 可再生能源的利用可再生能源如太阳能、风能等具有丰富的资源、无污染的特点，并且可以实现可持续发展。
现代电力系统积极推动可再生能源的利用，通过发展光伏发电和风力发电等技术，减少对传统能源的依赖。
3. 电力系统优化与调度通过建立先进的电力系统规划和调度模型，优化电力系统的运行方式和供需平衡。
这可以减少能源的浪费，提高电力系统的效率和经济性。
四、现代电力系统的挑战与机遇现代电力系统的发展既面临着挑战，也蕴含着巨大的机遇。
电力系统控制知识点
电力系统控制知识点一、电力系统概述电力系统是由发电厂、变电站和输电线路组成的，主要功能是将发电厂产生的电力经过变压、变频等处理后传输到用户端，为各类电气设备提供稳定的电力供应。
电力系统控制是指对电力系统进行监测、调节和保护，确保电力系统的安全运行和电能的高效利用。
二、电力系统控制的目标1. 电力系统的安全稳定运行：控制系统需要监测和分析电力系统的实时运行状态，及时对异常情况进行处理，保证电力系统的安全稳定运行。
2. 电能的高效利用：通过对电力系统的控制，合理调度发电机组，优化电网结构，提高电能的传输效率，降低能量损耗。
三、电力系统控制的基本原则1. 电力平衡原则：电力系统中的功率供需必须平衡，即供电功率等于负荷功率，保证电力系统供需平衡，防止供电不足或电网过负荷。
2. 电压和频率稳定原则：电力系统的电压和频率在一定范围内保持稳定，防止电压波动过大或频率偏离标准值，影响用户的正常用电和电气设备的运行。
3. 电力质量控制原则：电力系统应提供高质量的电力供应，防止电压波动、谐波、闪变和电力突变等对用户设备的干扰。
四、电力系统控制的主要内容1. 发电机组的控制：发电机组是电力系统的核心部件，控制发电机组的启停、运行模式和输出功率，确保发电系统的稳定运行。
2. 输电线路的控制：输电线路负责将发电厂产生的电力输送到用户端，控制输电线路的电压、电流和功率，保证电力传输的稳定性和有效性。
3. 变电站的控制：变电站是电力系统的重要环节，控制变电站的电压转换、电流调节和电力分配，实现电力输变电的功能。
4. 负荷的控制：负荷是指电力系统中用户所需的电能，控制负荷的开关、运行模式和功率需求，合理分配电力资源，满足用户的用电需求。
5. 电力系统保护：电力系统保护是指对电力系统中的设备、线路和用户进行监测和保护，当电力系统发生故障或异常情况时，及时切除故障设备，保证电力系统的安全运行。
五、电力系统控制的技术手段1. 监测与调节技术：通过传感器、测量仪表等监测设备，对电力系统的电压、电流、功率等参数进行实时监测，并通过自动调节装置对电力系统进行调节，保持系统的稳定性。
电力系统概述PPT(共37页)
最经济的条件下运行。 ❖ 在减少备用机组的情况下，能增加对用户供电的可
靠性。
第一节 电力系统
❖ 高压送电的优点 ❖ 增大送电容量和距离。 ❖ 节约有色金属，降低线路造价。 ❖ 减少电压损耗，提高电压的稳定性。
第二节 电力系统的电压
第一节 电力系统 ❖ 配线装置
500kV硬母
110kV软母线
第一节 电力系统
❖ 变电所
110kV一般变电站
500kV枢纽变电站
220kV重要变电站
箱
式
No
变 电
Image
所
第一节 电力系统
❖ 组成电力系统的目的 ❖ 不受地方负荷限制，可以增大单位机组的容量，大
容量机组的效率较高。 ❖ 充分利用地方资源，减少运输工作量，降低电能成
第一节 电力系统
➢ 按利用程度：常规能源和新能源 常规能源：被广泛应用的能源。煤炭、石油、天然 气、水能等。 新能源：古老的能源，利用先进的方法加以广泛利 用。太阳能、风能、海洋能、地热、氢能、生物物 质能等。
➢ 按能否再生：可再生能源和非再生能源 可再生能源：自然界当中可以不断再生的能源。水 能、风能、太阳能、海洋能等。 非再生能源：经过几亿年形成、短期内无法补充的 能源。煤炭、石油、天然气、核燃料等。
第一节 电力系统
3、能源的含义和分类
❖ 能源的含义 能量的来源或源泉，即指人类取得能量的来源。
❖ 能源分类 ❖ 按获得方法：一次能源和二次能源
一次能源：直接取自自然界。原煤、原油、天然气、 太阳能、水能、风能、地热、核能等。 二次能源：由一次能源经过加工转换的能源产品。 电能、蒸汽、煤气、汽油一节 ❖ 第二节 ❖ 第三节 ❖ 第四节 ❖ 第五节
电力系统概述
一、电力系统知识介绍（一）电力系统基本概念1、电力系统组成：电能是一种十分重要的二次能源，它能方便、经济地从蕴藏于自然界中的一次能源（如：煤炭、石油、天然气、水力、核燃料、风能等）转换而来，并且可以转换为其它能量供人们使用。
电能是由发电厂生产的，大容量发电厂往往建在燃料，水力资源丰富的地方，而用户往往远离发电厂需要建设较长的输电线路进行输电，建设升压和降压变电所进行变电，通过配电线路向各类用户配电，电力系统——是由发电、输电、变电、配电和用电连接成的统一整体。
是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。
电力网——其中输电、变电、配电所组成的部分。
它包括升、降压变压器和各种电压的输电线路。
它的任务就是把远处发电厂生产的电能输送到负荷中心，同时还联系区域电力网行程跨省，跨地区的大电力系统，如我国的东北、华北、华中、华东、西北和南方等电力网，就属于这种类型。
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。
电力系统示意图2、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。
（1）发电厂：生产电能。
（2）电力网：分为输电网和配电网。
输电网：是以高压甚至超高电压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来的输电网络，所以又称为电力网中的主网架。
配电网：直接将电能送到用户的网络。
它的作用是将电能分配给各类不同的用户，变换电压、传送电能。
配电网的电压因用户的需要而定，因此，配电网中又分为：高压配电网：110KV及以上电压、中压配电网：（35KV）10KV、6KV、3KV低压配电网：220V、380V。
（3）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。
（4）用电设备：消耗电能。
3、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。
电力系统概述
电力系统概述（一）电力系统的组成和基本特征电力系统是由发电厂、电力网、用电设备和相应的辅助系统（继电保护、安全自动、测量、调度自动化和通信等装置），按规定的技术和经济要求组成的整体。
火力发电厂、水力发电厂和核电厂发出的电力，按其容量的不同和所需输送距离的不同，分别接入110、220kV和500kV交流电力网以及高压电流输电线路。
在电力网的构成中，不同电压的输电线路和配电线路通过相应电压等级的变电所相互连接，在配电网的低压侧接有动力负荷和照明负荷等各种用电设备，这就形成了发电、输电和配电设备，以及用电设备在内的统一的电力系统。
电力系统的基本特征包括电力系统电压等级，电力系统频率、电力网结构和电力系统流量等。
1、电力系统频率电力系统频率是电力系统中发电厂的同步发电机所产生的交流正弦基波电压的频率。
频率质量是电能质量的一个重要指标。
在稳态运行的条件下，各发电机同步运行，整个电力系统的频率是相等的。
它是电力系统一致的运行参数。
世界上，电力系统采用的额定频率有50Hz和60Hz 两种。
我国和世界多数国家均采用50Hz电力系统；只有美国、加拿大、古巴、朝鲜等少数国家采用60Hz电力系统；日本的东部地区为50Hz电力系统，中部和西部地区为60Hz电力系统，两种不同频率的电力系统与直流变频站互联。
电力系统中的发电和用电设备，都是按照额定频率设计和制造的，只有在额定频率附近运行时，才能发挥最好的功能。
只有当电力系统中所有发电设备发出的有功功率之总和与电力网中电力负荷吸收和消耗的有功功率相等时，系统频率才能保持不变。
2、电力系统的电压等级电压等级是电力系统及电力设备的额定电压级别系列，额定电压是指电力系统及电力设备规定的正常工作电压。
电力系统各个节点的实际运行电压容许在一定程度上偏离额定电压。
在上述容许偏离的电压范围内，各种电力设备和整个电力系统仍能正常运行。
我国国家标准规定的电力系统额定电压等级为分3、6、10、35、 63、110、220、330、500、750 kV。
工厂供电 知识点总结
工厂供电知识点总结一、电力系统结构1.1 电力系统概述电力系统是指将发电厂发出的电能，经过输电线路、变电站、配电网等设备输送到用户用电设备中的整个系统。
它由发电厂、变电站、输配电系统和用户构成。
1.2 发电厂发电厂是将各种能源（水能、火力、核能等）转换成电能的场所，它主要包括发电设备、发电机、汽轮机等。
1.3 变电站变电站是将输送来的高压交流电（HV）、超高压直流电（HVDC）或特高压交流电（UHV）等电力，转换成适合送输的低压配电电压等级的设施。
它主要包括变压器、开关设备、保护设备等。
1.4 输配电系统输配电系统主要包括输电线路、配电线路等，它是将发电厂发出的电能经变电站输电到用户用电设备的系统。
输电线路主要承担长距离输电任务，配电线路主要承担近距离配电任务。
1.5 用户用电设备用户用电设备是指利用电力系统供电的各种电气设备，包括发电厂、变电站、输配电系统等。
二、电力系统工作原理2.1 电力的发电电力的发电是指将各种能源如水能、火力能、核能等转换成电能的过程，主要包括发电厂的工作过程。
2.2 电力的输电电力的输电是指利用输电线路、变电站等设施将发电厂发出的高压电力输送到用户用电设备的过程，主要是高压电力的输送。
2.3 电力的配电电力的配电是指将输送来的高压电力通过变电站变压，然后经过配电线路供电给用户用电设备的过程。
2.4 电力的供电电力的供电是指将用户用电设备供给所需要的电能的过程，是电力系统的最后一道工序。
三、电力系统的运行管理3.1 电力系统的调度电力系统的调度是指根据用户的用电负荷情况、发电厂的发电能力等条件，合理调配电力资源的过程，以保证电力系统的运行稳定。
3.2 电力系统的计划电力系统的计划是指根据电力系统的负荷预测、输电线路的维护等情况，合理制定电力系统的运行计划。
3.3 电力系统的监控电力系统的监控是指采用自动化监控系统和远程监控系统等手段，实时监测电力系统的运行情况，以及及时发现和处理电力系统的故障。
电力系统概述
第一节 电力系统与供电系统
一、电力系统的构成 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。
1
2
1．发电厂
（ 1 ）功能：发电厂是生产电能的 场所。把自然界中的一次能源转换为 用户可以直接使用的二次能源——电 能。 （ 2 ）种类：火力发电厂、水利发 电厂、核能发电厂、潮汐发电、地热 发电、太阳能发电、风力发电等。 （3）发电设备：发电机。
4．改善方法
（1）正确设计配电系统的运行方式， 减少电网或变压器电压降。在条件许可时， 对大型企业可采取高压线路深入负载中心 及降压变电所分散设置；在技术经济合理 的条件下，采用多回路并联供电；使用灵 活的联络系统，使系统在不同的运行方式 下，做到合理供电；必要时对户外照明及 事故照明设置专用小型变压器。 （2）按照允许电压降来选择导线截面， 是减少电压降、调节电压的有效措施之一。 例如用电缆代替导线、用低电压母线槽、 用大截面的导线代替小截面导线等方法。 58
正弦波形畸变率 （2）电压、电流总谐波畸变率
Un 2 THDu （ ） 100% n2 U 1
U
n2
2 n
U1
2 I n n2
100%
I1 式中 U n 、 I n ——n次谐波电压、电流的方均根值，kV、A； I 1 ——基波电压（50Hz）、电流的方均根值， U1 、 kV、A。
65
In 2 THDi （ ） 100% n2 I1
100%
（3）谐波电压的总平均畸变系数
式中
1 t
t t
U（t）dt
t n 2 2 n
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火电厂的电能生产过程
1、主要组成
两大部分：热力部分和电气部分
三大核心设备：锅炉、汽轮机和发电机
大型火力发电厂一般都有燃煤、锅炉、汽机、电气、 化学、热工、水处理等车间（或称分场）。
2、生产过程
发电厂的生产过程实际上是能量的传递和转换过程 燃料的化学能 烟气的热能
热能传递给水、蒸汽和空气 气流的动能
主控制器
直流负载
蓄电池 逆变器
交流负载
利用光电效应来产生电力
利用聚热装置，将太阳热能聚 集以产生蒸汽，带动涡轮发电 机产生电力。
太阳能的利用方式
风力发电
20kW变速恒频 风力发电机组
地热发电
地热蒸汽——电能
羊八井地热电站
潮夕发电示意图
燃料电池还被称为静止发电机
垃圾焚烧发电技术
二、发电厂的类型
二、发电厂的类型
1、根据所使用的一次能源不同，分为： ②水力发电厂：水为原料，水轮机为原动机
根据取水的方式不同，又可以分为： a. 坝式水电厂
堤坝蓄水，抬高水位，形成发电水头。
▪坝后式：厂房在堤坝后面 ▪河床式：厂房组成堤坝的一部分
坝后式水电厂
河床式水电厂
二、发电厂的类型
1、根据所使用的一次能源不同，分为： ②水力发电厂：水为原料，水轮机为原动机 根据取水的方式不同，又可以分为： b. 引水式水电厂 不修堤坝，只由引水渠道形成发电水头。
汽包内的水经水冷壁下降管及下联箱进入上升管
水吸热汽化，汽水混合物上升到汽包进行汽水分离
汽进入过热器，经蒸汽管道引入汽轮机
蒸汽膨胀，高速冲击叶片，带动发电机转子转动
2、生产过程
(4)汽水系统 作功后蒸汽温度压力下降
排入凝汽器
冷却凝结成水循环使用
(5)电气系统
发电机发电
除去厂用电后经变压器升压送入电网
主要是指设备的利用率不同。 ▪基荷电厂：年利用小时在 5000 以上 ▪腰荷电厂：年利用小时在 3000～5000 之间 ▪峰荷电厂：年利用小时在 3000 以下
三、电力网
❖电力网是连接发电厂和用户的中间环节，一般分为 输电网和配电网两部分。
❖输电网一般是由220KV及以上电厂等级的输电线路 和与之相连的变电所组成 ，是电力系统的主干部分， 它的作用是将电能输送到距离较远的各地区配电网或 直接送给大型工厂企业。目前，我国的几大电网已经 初步建成以500KV超高压输电线路为骨干的主网架。
根据电厂的地位和作用，又可分为： ①区域性发电厂、地区发电厂和自备发电厂
区域性发电厂： 主力电厂，多为大型水电厂或凝汽式火电厂，担负主 要供电任务。 地区发电厂和自备发电厂： 中小型电厂，多建在负荷中心附近或大厂矿企业内， 直接供该地区或该厂用电。
二、发电厂的类型
根据电厂的地位和作用，又可分为： ②基荷电厂、腰荷电厂和峰荷电厂
▪ 火电厂投资相对少，建设工期相对短，但原料储量 不如水电丰富，而且有污染。
▪ 火电机组不如水电机组起停迅速，所以火电大多承 担系统基荷，而水电既可承担基荷（丰水期），也可 承担腰荷，以及调峰、调频、调相和各种备用任务。
二、发电厂的类型
1、根据所使用的一次能源不同，分为：
③核能发电厂：
基本原理同火力发电厂，只不过是用核反应堆和蒸发 器代替了火力发电厂的锅炉设备。
三、电力网
2、变（配）电所的类型
②按所处地位分：
c. 工厂企业变电所：专供某工厂企业用电的降压变 电所，受电电压可以是220kV、110kV或35kV及10kV，
因工厂大小而异。
d. 地区变电所：由1～2条输电线路受电，处于电网 终端的降压变电所，直接供电给用户。
三、电力网
用电力系统元件的规定符号并按实际情况把它们连接 起来形成电路图，称为“电力系统原理电路图”。
引水式水电厂
二、发电厂的类型
1、根据所使用的一次能源不同，分为： ②水力发电厂：水为原料，水轮机为原动机
根据取水的方式不同，又可以分为：
c. 抽水蓄能电厂
利用深夜或丰水期剩余电力，使水轮机以水泵方式工 作，将下游的水抽到高水位蓄水池内，再在需要时用 来发电，作负荷调峰之用。
❖火电和水电的简单比较
图中只画出电力系统的基本部分，如发电厂中的发电 机、变压器和母线；变电所的变压器和母线；主要的 输电线路。不画辅助部分。
电力系统原理电路图中用单线表示三相。
2、变（配）电所的类型
枢纽变电所 500kV
220kV 环形电kV 中间变电所
220kV
35kV 终端变电所
水电厂
2、生产过程
(3)风烟系统 冷空气经送风机，进入空气预热器
一部分热风送磨煤机，一部分热风直送喷燃器 炉膛中热风与煤粉混合燃烧，产生大量热量
热量经过金属表面传给锅炉的水冷壁管、 过热器、省煤器、空气预热器、除尘器
烟气经吸风机引至烟囱，排入大气
2、生产过程
(4)汽水系统
给水泵打水
经高压加热器、省煤器加热送入汽包
①发电厂日负荷曲线：一昼夜内实际发电负荷的变化 情况
P(MW)
100 80 60 40 20 02
冬季 夏季
6 10 14 18 22 t(h)
四、电力系统的负荷
2. 负荷曲线
②电力系统日负荷曲线：一昼夜内实际发电负荷的变 化情况
P(MW)
Q(MVar)
P
Q
2 6 10 14 18 22 t(h)
③减少总用电负荷的峰值。
作者： 版权所有
❖因此，所谓“电力系统”，是指能够完成电能的生 产、变换、输送、分配和消费，并将各发电厂、变电 所并列运行以提高整个系统的可靠性和经济性的一个 统一的整体。
一、电力系统的构成
❖动力系统=动力部分（如热力装置、水力装置、核 反应堆等）+电力系统
二、发电厂的类型
1、根据所使用的一次能源不同，分为： ①火力发电厂：煤为原料，汽轮机为原动机。
容量中小，靠近城市和负荷中心。电能在满足地方需 求后，经高压线路送进电网。既供电又供热。
❖特点：在汽轮机中段抽出已作功蒸汽，或直接供热 给热用户（化工、纺织、造纸、制药、公用事业和居 民取暖等），或送给水加热器将水加热供给用户。
效率高：可达60％～70％。但运行方式不如凝汽式 电厂灵活，因为需根据热需求调整出力。
三、电力网
❖1、电力网的接线方式 可分为无备用方式和有备用方式两大类。
❖有备用方式：用两回或两回以上线路向用户供电。
❖其特点是供电可靠性高，但运行控制较复杂，适用 于向重要用户供电。
三、电力网
2、变（配）电所的类型
①按作用分：
a. 升压变电所：一般设在发电厂内或电厂附近，把发 电机电压经升压变压器升高后，由高压输电线路将电 能送出，与电力系统直接相连。
❖发电厂是把各种天然能源，如煤炭、水能、核能等 转换成电能的工厂。
❖根据发电厂所使用的一次能源的不同，发电厂可分 为火力发电厂、水力发电厂、核发电厂等类型。
一、 电力系统的构成
❖由于电厂和用电负荷的分散性，需要将电厂生产的 电能经升压变压器升压，再经不同电压等级的输电线 送往各个负荷中心，最后经降压变压器降压才到达具 体的电能用户。
电力系统联网运行的优越性
作者： 版权所有
②减少系统中总备用容量的比重。
为避免系统中某一台发电机故障退出运行而使一些用 户停电，一般都使装机容量大于最大用电负荷，即留 有备用容量。由于备用容量是可以在整个系统中互相 通用的，因此电力系统中总容量越大，备用容量的比 重就可以减少。
电力系统联网运行的优越性
❖即是说，发电厂和用户间需经一定的网络连接。各 个发电厂之间也需要这样的网络连接以提高供电的可 靠性和经济性。这样的网络就称为“电力网”。
❖电力网=各电压等级变电所+输配电线路
其中：输电网：电厂→负荷中心
配电网：负荷中心→各配电变电所
一、 电力系统的构成
❖电力系统=发电厂+电力网+电能用户 即“电力系统”由发电厂、变电所、线路和用户组成。 其中：变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着 变换和分配电能的作用。
汽轮机轴上的机械能 发电机送出的电能（加上励磁机送进的磁能）
2、生产过程
(1)输煤系统 煤矿
经火车或轮船运到电厂 存放在储煤场
经皮带：通过电磁分离器吸净铁屑 再经碎煤机打碎大块煤 锅炉原煤仓
2、生产过程
(2)磨煤制纷系统 煤从给煤机送至磨煤机，加上热风道来的热风 煤被磨制和干燥后，送到粗粉分离器 旋风分离器进行气粉分离 细粉进入煤粉仓 热风进入排风机 带上从给粉机来的煤粉由喷燃器喷入炉膛燃烧
b. 降压变电所：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。
c. 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或接入，而无变压器进行电 压变换，一般是为了电力系统的稳定而设置的。
三、电力网
2、变（配）电所的类型
②按所处地位分：
第二节 电力系统联网运行的优越性
电力系统联网运行的优越性
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电力系统联网运行，在技术上和经济上都有十分明显 的优越性。
①提高供电的可靠性。
在电力系统中大量的设备都是不分昼夜地连续运行， 难免会发生故障。联网后某个设备的故障一般不会危 及整个电力系统的继续运行，这就大大提高了对用户 供电的可靠性。一般来说，电网规模越大，这种供电 可靠性就越高。当然，电网规模过大也会带来一些新 的技术问题，例如系统电流过大，容易发生稳定事故 等，这需要新的技术手段加以解决。
一个1000MW的火电厂一天燃煤9600t，同样大的核 电厂只要3.3kg的U235。
其它能源发电
太阳能 风力 地热 潮汐 燃料电池 垃圾 磁流体
太阳能发电