电力系统概述

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”。
电力系统联网运行的优越性
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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
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。
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：
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。
a. 凝汽式电厂（200MW及以上的机组） 容量大，靠近燃料产区（坑口、矿口），燃烧劣质煤。 电能经高压或超高压线路送往负荷中心。单纯供电。 ❖特点：水循环使用，即在汽轮机内作功后，蒸汽全 部排入凝汽器冷却成水，又重新送回锅炉。蒸汽中含 有的大量热量被浪费。
效率低：30％～40％
b. 热电厂（几十到几百MW的机组）
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。
▪ 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。
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
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)
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 环形电网
地区变电所 110kV
110kV 中间变电所
220kV
35kV 终端变电所
水电厂
35kV
火电厂
10kV
四、电力系统的负荷
连接在电力系统上的一切用电设备所消耗的功率。
1. 负荷的分类及对供电电源的要求 根据用电设备在生产中的作用，以及供电中断对人身 和设备安全的影响，电力负荷通常分为三类： ①Ⅰ类负荷：必须有两个独立的电源供电，而且当任 何一个电源失去时，能保证对全部一类负荷的持续供 电。 ②Ⅱ类负荷：应有双回路电源供电，而且当任何一个 电源失去时，能保证对大部分二类负荷的供电。 ③Ⅲ类负荷：只需一个电源供电，因为允许长时间停 电。
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
❖配电网是由110KV及以下电压等级的配电线路 （110KV和35KV是高压配电，10KV是中压配电， 380/220V为低压配电）和配电变压器组成，其作用是 将电能分配到各类用户。
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。
❖无备用方式：仅用一回电源线向用户供电。 ❖其特点是电网结构简单，运行简单，投资较少，但 供电可靠性较低。广泛使用的断路器自动重合闸和线 路故障带电作业检修，对这种接线供电可靠性的缺点 有所弥补。无备用接线适宜向一般用户供电。
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
三种方法: 一：直接将日光转换为电流。 二：产生蒸汽推动发电机。
三：利用日光将水分解，利用氢作为发电的燃料。 上述三种方法均须有稳定的日照及广大的土地。
❖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。
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。
❖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、源自文库力系统的构成
❖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。
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
❖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。
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
③减少总用电负荷的峰值。
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四、电力系统的负荷
2. 负荷曲线 用来描述用户、变电所、发电厂及电力系统的负荷随 时间变化的曲线。 Ｘ轴表示时间，Ｙ轴表示有功或无功。
❖根据Ｘ轴坐标表示的持续时间不同，负荷曲线可分 为日负荷曲线和年负荷曲线。
两个常用的负荷曲线： 发电厂日负荷曲线 电力系统日负荷曲线
四、电力系统的负荷
2. 负荷曲线
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。
发电厂电气部分
电力系统概述
0.1 电力系统的构成 0.2 电力系统联网运行的优越性 0.3 电能的质量标准 0.4 电力系统的电压等级 0.5 电力系统的中性点接地方式 0.6 电力系统稳定问题概述
第一节 电力系统的构成
一、 电力系统的构成
❖电是一种二次能源，是在各种发电厂内由其它能源 （比如煤、水等天然能源）转换而来的。
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
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
a. 枢纽变电所：位于电力系统中汇集多个大容量电 源和多条线路的枢纽点，在电力系统中具有极其重要 的地位。高压侧多为330～500kV，其高压侧各线路之 间往往有巨大的变换功率。一旦停电，将引起系统解 列甚至瘫痪。
b. 地区变电所：是供电给一个地区的主要供电点。 一般从2～3个输电线路受电，受电电压通常为110～ 220kV，供电给中、低压下一级变电所。若停电，将 引起区域电网解列。
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