电力系统基础知识PPT

运行特点：二次绕组不能开路 二次接线：单相接线；星形接线；不完全星形接线
A B C A B C A A A Ia L1 K1 L2 K2 A I b
25
A B C
A
wh Ic
3 变电站的一次接线


电压互感器

运行特点：二次绕组不能短路 接线方式：
110kV
~ ~
220kV (a) 35kV
3kV
29
3 变电站的一次接线
3.3.1 单母线接线
WL1
QS4 QS3 QF2 QS2

特点


WL2 QS QF QS QS1 QF1 ～ G
WL3 QS QF QS QS QF ～ G
WL4 QS QF QS


简单、清晰、设备少。 当母线故障或检修或 母线隔离开关检修时， 整个系数全部停电。 断路器检修期间也必 须停止该回路的供电。
8
1.1什么是电力系统？

变电所：按其在电力系统中的地位分类



枢纽变电所： 中间变电所： 地区变电所： 终端电站所：
9
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、 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


通常，将发电厂电能送到负荷中心的线路叫输电线路。负荷中心至各用户的线路叫 配电线路。负荷中心一般设变电站 。
5
1.1什么是电力系统？
超高压远距 离输电网 变电所A：枢纽
区域电力网
变电所C：地方
地方电力网
500kV
220kV
110kV
变电所D：终端 10 kV
110 kV
变电所B： 中间
35kV
15
1.5我国电力工业发展概况
跨省电力系统5个，独立省电力系统若干个
16
1.5我国电力工业发展概况
17
1.5我国电力工业发展概况
☆电力工业发展史上的第一：
火电：1882年上海杨树浦；水电：1912年云南石龙坝240kW； 核电：1991年浙江秦山300MW； 输电线路： 1974年甘肃刘家峡水电站陕西关中地区330kV交流， 1981年河南姚孟火电厂到武汉500kV交流， 1988年葛州坝水电站到上海南桥变电站±500kV直流。
单电源的发电厂和变 电所，且出线回路数 少，用户对供电可靠 性要求不高的场合。
W
适用范围

30
3 变电站的一次接线
3.3.2 单母线分段接线

特点

WL1
WL2
WL3
WL4


QF1
减少母线故障或检修时的 停电范围。 断路器检修期间必须停止 该回路的供电。 母线分段的数目，通常以 2～3分段为宜，分段太多 增加了分段断路器。 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。
24
40.5 72.5 126 252 363 550 800
14
1.4电力系统的额定电压及电压等级
U1 Z I U2 S S = √3U2I
我国规定的额定电压按电压高低及使用范围可分为三类： 第一类指100V及其以下的额定电压。主要用于安全动力、照明、蓄电池及特殊设备。 第二类指100～1000V之间的额定电压，其应用最广、数量最多。 第三类指1000V及其以上电压等级。电力系统的发、供、输、配、用电都采用该电压等 级。
发电
输电
变电
配电
用电
3
1.1什么是电力系统？
发电厂 水轮机 发电机 水库 G ~ 变电所 升压变压器 输电线路 变电所 降压变压器 用户 用电设备
电力网 电力系统 动力系统
M ~
M ~
4
1.1什么是电力系统？
电力网：电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体 。 电力系统：由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线路及各种类 型的用电设备组成的统一体，称为电力系统。具体组成如下： 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。 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。
19
2 发电厂
2.1火力发电厂：将煤、油、天然气或其它燃料的化学能转换成电能的工厂。
主要由燃烧、汽水、电气系统三部分组成；可分为凝气式火电厂和热电厂两类
通常运行寿命25年。
20
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。
21
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。
电力系统工程基础
主要内容



1.概述 2.发电厂 3.变电站的一次接线 4.电力系统一次设备简介 5.变电站的二次接线 6.变电站综合自动化简介 7.配电管理系统DMS-组网结构
2
1、概述----1.1什么是电力系统？
电 网 调 度 应用服务器
RTU
数据采集和传输
RTU RTU
▲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 Q发 Q用＋Q
频率f 频率表征电力系统有功功率的平衡 电压V 电压则表征该处无功功率的平衡
10
1.2电力系统的特点

对电力系统运行的基本要求如下： （1）保证供电可靠性 （2）保证电能质量 （3）提高电力系统运行的经济性 （4）环境保护问题
31
分段断路器

适用范围

～ G
～ G

3 变电站的一次接线
3.3.3 单母线分段加装旁路母线接线



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 超高压远距离输电网：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
12
1.3电能的质量指标

频率：

额定频率： 频率偏差： 国外：
50Hz（国外：50 或 60Hz） ±0.2Hz（≥3000MW系统） ±0.5Hz（＜3000MW系统） ±(0.1~0.2)Hz 或 ±0.5Hz

波形：

质量标准： 正弦波电压和电流 谐波的危害与抑制：对于电网、电力设备、通讯都会产生 负面影响；
衡量点为供用电产权分界处或电能计量点
电压允 许波动 和闪变
衡量点为电网公共连接点(PCC)，取实 测 95%概率值； 给出闪变电压限值和频度的关系曲线， 可以根据电压波动曲线查得允许值，并 给出算例； 对测量方法和测量仪器作出基本规定
各级电压要求一样； 三相供 衡量点为 PCC，取实测 95%概率值或 电电压 正常允许 2%，短时不超过 4%； 日累计超标不超过 72min，且每 30min 允许不 每个用户一般不得超过 1.3% 中超标不超过 5min； 平衡度 对测量方法和测量仪器作出规定； 提供不平衡度算法
13
1.4电力系统的额定电压及电压等级
额定电压是由国家规定的一种标准电压，是电气设备设计时所依据的电压值。 在这一电压下工作时，电气设备的技术经济性能指标能够达到最佳状态，保证 长期可靠运行。
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 3 及 3.15 6 及 6.30 10 及 10.5 13.80 15.75 18.0 20.0 22.0 24.0 35 60 110 220 330 500 二次绕组 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11.0 38.5 66 121 242 363 550 电气设备 最高电压 /kV 3.6 7.2 12
~
220kV
3kV
(b) (d)
3kV
~
20kV
(c)
26
3 变电站的一次接线
3.2 电力系统接线和输变电网络接线


电力系统接线
地理接线图：表明各发电厂、变电所的相对地理位置和它 们之间的联接关系 电气接线图：表明电力系统中各主要元部件之间和厂所之 间的电气联接关系



输变电网络接线
无备用：单回路放射式、干线式和链式网络等，每一负荷只能靠

QF


汇流母线：起汇集和分配电能的作用，也称汇流排。 进、出线：进线指电源，出线指线路。 断路器、隔离开关（母线、线路）、接地刀闸：
QS

断路器与隔离开关的操作顺序：

送电操作顺序：先合上断路器两侧的隔离开关，再投入断路器。 停电检修操作顺序：先断开断路器，再断开断路器两侧的隔离开 关。待线路对方仃电后，再合上接地刀闸。