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第1章電力系統(tǒng)的基本概念 本章提示1 1電力系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)1 2電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)降規(guī)定1 3電力系統(tǒng)的接線方式1 4電力線路的結(jié)構(gòu)小結(jié) 本章提示 電力系統(tǒng) 動(dòng)力系統(tǒng) 電力網(wǎng)的基本概念 發(fā)電機(jī) 變壓器額定電壓的確定 架空線路的結(jié)構(gòu) 架空線路導(dǎo)線型號(hào)的表示法 1 1電力系統(tǒng)的組成和特點(diǎn) 1 1 1電力系統(tǒng)的組成1 1 2電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)滿足的基本要求 能源的分類 一次能源 自然界存在的能源如 炭 石油 天然氣 水力等 1 1電力系統(tǒng)的組成和特點(diǎn) 二次能源 由一次能源轉(zhuǎn)換而成如 電能 1 1電力系統(tǒng)的組成和特點(diǎn) 能源的轉(zhuǎn)換與傳輸 發(fā)電廠 把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能 變壓器 改變電壓等級(jí) 輸電線路 輸送電能 用電設(shè)備 把電能轉(zhuǎn)換成適合用戶需要的其他形式的能量 基本概念 1 電力系統(tǒng)2 電力網(wǎng)3 動(dòng)力系統(tǒng) 1 1 1電力系統(tǒng)的組成 電力網(wǎng) 電力系統(tǒng) 動(dòng)力系統(tǒng) 動(dòng)力部分 負(fù)荷 發(fā)電機(jī) 1 1 1電力系統(tǒng)的組成 圖1 1動(dòng)力系統(tǒng) 電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)的示意圖 電力系統(tǒng) 把這些生產(chǎn) 輸送 分配和消費(fèi)電能的各種電氣設(shè)備連接在一起而組成的整體稱為電力系統(tǒng) 它包括從發(fā)電 變電 輸電 配電直到用電這樣一個(gè)全過(guò)程 動(dòng)力系統(tǒng) 電力系統(tǒng)加上發(fā)電廠的動(dòng)力部分 就稱為動(dòng)力系統(tǒng) 1 1 1電力系統(tǒng)的組成 火電廠的動(dòng)力部分包括汽輪機(jī) 鍋爐 供熱管道和熱用戶 水電廠的動(dòng)力部分包括水庫(kù)和水輪機(jī) 核電廠的動(dòng)力部分包括反應(yīng)堆和汽輪機(jī) 電力網(wǎng) 電力系統(tǒng)中輸送和分配電能的部分稱為電力網(wǎng) 它包括升 降壓變壓器和各種電壓的輸電線路 可見(jiàn) 電力系統(tǒng)是動(dòng)力系統(tǒng)的一部分 電力網(wǎng)又是電力系統(tǒng)的一部分 1 電力系統(tǒng)的特點(diǎn) 1 電能與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門及人民日常生活關(guān)系密切 1 1 2電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)滿足的基本要求 2 電能不能大量?jī)?chǔ)存 3 電力系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程非常短暫 2 電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求 1 保證安全可靠的供電 1 1 2電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)滿足的基本要求 2 保證良好的電能質(zhì)量 3 保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 4 環(huán)保 1 保證安全可靠的供電 第一級(jí)負(fù)荷 對(duì)這一級(jí)負(fù)荷中斷供電將會(huì)造成人身事故 設(shè)備損壞 大量廢品 導(dǎo)致生產(chǎn)秩序長(zhǎng)期不能恢復(fù) 市政生活混亂 1 1 2電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)滿足的基本要求 第二級(jí)負(fù)荷 對(duì)這一級(jí)負(fù)荷中斷供電將造成大量減產(chǎn) 影響人民生活 第三級(jí)負(fù)荷 不屬于第一 第二級(jí) 停電影響不大的其他負(fù)荷 2 保證良好的電能質(zhì)量 1 頻率fN 50 0 2Hz 1 1 2電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)滿足的基本要求 2 電壓偏移不超過(guò)0 1UN 3 波形 1 煤耗 發(fā)電廠生產(chǎn)1KWh電能所消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤量 3 保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 1 1 2電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)滿足的基本要求 2 網(wǎng)損率 電力網(wǎng)中損耗的電量占向電力網(wǎng)供電量的百分比 3 廠用電率 發(fā)電廠自用電量占發(fā)電量的百分比 1 2 1電力系統(tǒng)的額定電壓 1 2電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)和規(guī)定 1 2 2電力網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇 1 電力系統(tǒng)的額定電壓 1 2 1電力系統(tǒng)的額定電壓 2 電力網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇 1 網(wǎng)絡(luò)額定電壓 電力線路的額定電壓和用電設(shè)備的額定電壓相等 這一電壓即稱為電網(wǎng)的額定電壓 1 2 1電力系統(tǒng)的額定電壓 2 發(fā)電機(jī)的額定電壓 發(fā)電機(jī)的額定電壓比電網(wǎng)的額定電壓高5 1 2 1電力系統(tǒng)的額定電壓 變壓器的額定電壓 一次繞組 1 0UN變壓器一次繞組直接與發(fā)電機(jī)聯(lián)接時(shí) 1 05UN 1 2 1電力系統(tǒng)的額定電壓 二次繞組 1 1UN內(nèi)阻抗小于7 5 的小型變壓器和供電距離很短的變壓器 1 05UN 例題1 1電力系統(tǒng)接線圖如圖1 2所示 圖中標(biāo)明了各級(jí)電力線路的額定電壓 試求發(fā)電機(jī)和變壓器繞組的額定電壓 圖1 2例1 1的附圖 解 發(fā)電機(jī)G的額定電壓為10 5KV 變壓器T1 低壓側(cè)額定電壓為10 5KV 高壓側(cè)額定電壓為242KV 變壓器T2 高壓側(cè)額定電壓為220KV 中壓側(cè)額定電壓為121KV 低壓側(cè)額定電壓為38 5KV 變壓器T3 高壓側(cè)額定電壓為110KV 低壓側(cè)額定電壓為11KV 變壓器T4 高壓側(cè)額定電壓為35KV 低壓側(cè)額定電壓為6 6KV 變壓器T5 高壓側(cè)額定電壓為10 5KV 低壓側(cè)額定電壓為3 15KV 1 2 1電力系統(tǒng)的額定電壓 討論 前提 輸電距離L一定輸送功率P一定 P jQ L 1 2 2電力網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇 電壓等級(jí)高優(yōu)點(diǎn) 因?yàn)樗?導(dǎo)線截面小 節(jié)省有色金屬缺點(diǎn) 絕緣要求高 網(wǎng)絡(luò)投資增加 1 2 2電力網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇 1 2 2電力網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇 表1 2各級(jí)電壓架空線路與輸送容量 輸送距離的關(guān)系 1 3電力系統(tǒng)的接線方式 1 3 1電力系統(tǒng)接線圖 1 3 2電力系統(tǒng)的接線方式 1 電力系統(tǒng)電氣結(jié)線圖 圖中較詳?shù)乇硎境鲭娏ο到y(tǒng)各主要元件之間的電氣聯(lián)系 但不能反映各發(fā)電廠 變電所的相對(duì)地理位置 1 3 1電力系統(tǒng)接線圖 2 電力系統(tǒng)地理結(jié)線圖 圖中各發(fā)電廠 變電所相對(duì)地理位置和線路路徑都按一定比例畫(huà)出 但各主要元件較詳細(xì)的電氣聯(lián)系卻難以表示 1 3 1電力系統(tǒng)接線圖 1 按供電可靠性分類 1 3 2電力系統(tǒng)的接線方式 1 無(wú)備用結(jié)線任何一個(gè)變電站 用戶 都只能從一條線路取得電能的電力網(wǎng)絡(luò) 有單回路放射式 干線式 鏈?zhǔn)?優(yōu)點(diǎn) 結(jié)線簡(jiǎn)單 投資少 運(yùn)行維護(hù)方便 缺點(diǎn) 供電可靠性較低 當(dāng)干線式 鏈?zhǔn)骄€路長(zhǎng)時(shí) 末端電壓可能偏低 單回路放射式 單回路干線式 單回路鏈?zhǔn)?無(wú)備用結(jié)線 1 3 2電力系統(tǒng)的接線方式 2 有備用結(jié)線 任何一個(gè)變電站 用戶 可以從兩條及兩條以上的線路取得電能的電力網(wǎng)絡(luò) 有 雙回路放射式 干線式 鏈?zhǔn)?環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò) 和兩端供電網(wǎng)絡(luò) 1 3 2電力系統(tǒng)的接線方式 1 雙回路放射式 干線式 鏈?zhǔn)?優(yōu)點(diǎn) 結(jié)線簡(jiǎn)單 運(yùn)行方便 供電可靠性和電壓 質(zhì)量高 缺點(diǎn) 設(shè)備投資大 雙回路放射式 雙回路干線式 雙回路鏈?zhǔn)?1 3 2電力系統(tǒng)的接線方式 2 環(huán)形供電網(wǎng) 優(yōu)點(diǎn) 供電可靠性高 投資少 缺點(diǎn) 運(yùn)行調(diào)度復(fù)雜 開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí) 某些線路可能過(guò)負(fù)荷 某些負(fù)荷點(diǎn)電壓質(zhì)量不能滿足要求 環(huán)形供電網(wǎng) 1 3 2電力系統(tǒng)的接線方式 3 兩端供電網(wǎng) 優(yōu)點(diǎn) 供電可靠性高 投資少 缺點(diǎn) 運(yùn)行調(diào)度復(fù)雜 1 3 2電力系統(tǒng)的接線方式 2 按負(fù)荷取得電能的方向分類 1 開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)凡變電站 用戶 只能從一個(gè)方向取得電能的網(wǎng)絡(luò) 叫做開(kāi)式網(wǎng)絡(luò) 有單 雙回路放射式 干線式和鏈?zhǔn)?1 3 2電力系統(tǒng)的接線方式 2 閉式網(wǎng)絡(luò)凡變電站 用戶 可以從兩個(gè)或兩個(gè)以上的方向取得電能的網(wǎng)絡(luò) 叫做閉式網(wǎng)絡(luò) 有環(huán)形網(wǎng)絡(luò) 兩端供電網(wǎng)絡(luò) 對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)接線方式的選擇 要考慮以下幾個(gè)方面 1 必須保證用戶供電的可靠性 1 3 2電力系統(tǒng)的接線方式 2 必須能靈活的適應(yīng)各種可能的運(yùn)行方式 3 應(yīng)力求節(jié)約設(shè)備材料 減少投資與運(yùn)行費(fèi)用 4 應(yīng)保證在各種運(yùn)行方式下運(yùn)行人員能安全的操作 1 4電力線路的結(jié)構(gòu) 1 4 1架空線路的結(jié)構(gòu) 1 4 2電纜線路的結(jié)構(gòu) 1 4 1架空線路的結(jié)構(gòu) 架空線路由導(dǎo)線 避雷線 又稱架空地線 桿塔 絕緣子和金具等元件組成如圖1 6所示 圖1 6架空線路 1 導(dǎo)線 1 作用 傳導(dǎo)電流 輸送電能 1 4 1架空線路的結(jié)構(gòu) 2 常用材料 銅 鋁 鋼 鋁合金 3 結(jié)構(gòu) 單股導(dǎo)線 單金屬多股絞線 鋼芯鋁絞線 擴(kuò)徑導(dǎo)線 空心導(dǎo)線 分裂導(dǎo)線 4 型號(hào) LJ 35鋁絞線LGJ 185鋼芯鋁絞線LGJQ 300輕型鋼芯鋁絞線LGJJ 400加強(qiáng)型鋼芯鋁絞線 鋼芯鋁絞線廣泛用于35KV及以上電壓線路 為防止電暈和減小線路感抗 220KV以上線路常采用擴(kuò) 徑導(dǎo)線 空心導(dǎo)線 分裂導(dǎo)線 1 4 1架空線路的結(jié)構(gòu) 圖1 7導(dǎo)線的斷面圖 2 避雷線 1 作用保護(hù)導(dǎo)線不受直接雷擊 2 結(jié)構(gòu)架設(shè)在桿塔頂部常采用鋼絞線 鋁包鋼線 1 4 1架空線路的結(jié)構(gòu) 3 桿塔 1 作用支持導(dǎo)線和避雷線 并使之保持一定的安全距離 1 4 1架空線路的結(jié)構(gòu) 2 分類1 按所用材料分類木桿 鐵塔 鋼筋混凝土桿2 按用途分類直線桿塔 耐張桿塔 轉(zhuǎn)角桿塔 終端桿塔 換位桿塔 圖1 8架空線路的一個(gè)耐張段 1 4 1架空線路的結(jié)構(gòu) 4 絕緣子 2 分類針式絕緣子懸式絕緣子瓷橫擔(dān)等 1 4 1架空線路的結(jié)構(gòu) 1 作用使導(dǎo)線與桿塔間保持絕緣 針式絕緣子用于電壓不超過(guò)35KV線路上 1 4 1架空線路的結(jié)構(gòu) 圖1 10絕緣子 懸式絕緣子用于電壓為35KV及以上線路上 瓷橫擔(dān)用于35KV及以下線路上 5 金具 1 作用起懸掛 耐張 固定 防震 連接等作用 1 4 1架空線路的結(jié)構(gòu) 2 分類懸垂線夾 耐張線夾 接續(xù)金具 防震金具 1 導(dǎo)體2 絕緣層3 包護(hù)層 1 4 2電纜線路的結(jié)構(gòu) 圖1 11常用電纜的構(gòu)造 1 導(dǎo)體 鋁或銅的單股或多股線 通常用多股線根據(jù)電纜中導(dǎo)體數(shù)目的不同 可分為單心 三心 四心電纜 1 4 2電纜線路的結(jié)構(gòu) 圖1 11常用電纜的構(gòu)造 2 絕緣層 作用 用來(lái)使導(dǎo)體間及導(dǎo)體與保護(hù)包層間相互絕緣 1 4 2電纜線路
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