第三節(jié)電力系統(tǒng)的基本概念

1、 第三節(jié) 電力系統(tǒng)的基本概念二、電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)一、電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行三、對(duì)電力系統(tǒng)的要求四、電力系統(tǒng)的基本參數(shù)五、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式目 錄CONTENTS一、電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行一、電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行我國的電網(wǎng)體制：1(電監(jiān)會(huì)電監(jiān)會(huì))+2(電網(wǎng)公司電網(wǎng)公司)+5(發(fā)電集團(tuán)發(fā)電集團(tuán))+4(輔業(yè)集團(tuán)輔業(yè)集團(tuán))一、電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行一、電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行我國的電網(wǎng)體制：1(電監(jiān)會(huì)電監(jiān)會(huì))+2(電網(wǎng)公司電網(wǎng)公司)+5(發(fā)電集團(tuán)發(fā)電集團(tuán))+4(輔業(yè)集團(tuán)輔業(yè)集團(tuán))一、電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行一、電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行我國的電網(wǎng)體制：1(電監(jiān)會(huì)電監(jiān)會(huì))+2(電網(wǎng)公司電網(wǎng)公司)+5(發(fā)電集團(tuán)發(fā)電集團(tuán))+4(輔業(yè)

2、集團(tuán)輔業(yè)集團(tuán))我國的電網(wǎng)分布：一、電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行一、電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)：一、電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行一、電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行全國聯(lián)網(wǎng)勢(shì)在必行全國聯(lián)網(wǎng)勢(shì)在必行現(xiàn)在：現(xiàn)在： 7個(gè)跨省電網(wǎng)，個(gè)跨省電網(wǎng)，5個(gè)獨(dú)立省網(wǎng)個(gè)獨(dú)立省網(wǎng)2015年全國聯(lián)網(wǎng)年全國聯(lián)網(wǎng)：以三峽電站為中心，東西南北四方向聯(lián)網(wǎng)以三峽電站為中心，東西南北四方向聯(lián)網(wǎng)東西以送電和聯(lián)網(wǎng)效益并重東西以送電和聯(lián)網(wǎng)效益并重南北以獲得聯(lián)網(wǎng)效益為主，兼顧送電南北以獲得聯(lián)網(wǎng)效益為主，兼顧送電聯(lián)網(wǎng)方案：聯(lián)網(wǎng)方案：首先建成三峽電網(wǎng)（華東、華中、四川、重慶）首先建成三峽電網(wǎng)（華東、華中、四川、重慶）中部電網(wǎng)：以三峽電站為中心沿長江展開中部電網(wǎng)：以三峽電站為中

3、心沿長江展開北部電網(wǎng)：以華北為中心，與東北、山東聯(lián)網(wǎng)，開發(fā)黃北部電網(wǎng)：以華北為中心，與東北、山東聯(lián)網(wǎng)，開發(fā)黃河上游拉西瓦等水電站，實(shí)現(xiàn)與西北聯(lián)網(wǎng)河上游拉西瓦等水電站，實(shí)現(xiàn)與西北聯(lián)網(wǎng)南部電網(wǎng)：紅水河、瀾滄江、烏江流域、貴州煤炭基地南部電網(wǎng)：紅水河、瀾滄江、烏江流域、貴州煤炭基地電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)越性：一、電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行一、電力系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行 提高供電的可靠性合理利用動(dòng)力資源-水力發(fā)電廠 提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 減少系統(tǒng)中的總裝機(jī)容量ABCD1、電能不易儲(chǔ)存：二、電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)二、電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)快速轉(zhuǎn)換、快速消費(fèi)各個(gè)環(huán)節(jié)，緊密依賴，不容出錯(cuò)2、電能與國民經(jīng)濟(jì)關(guān)系密切：現(xiàn)代工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等，

4、人民日常生活都離不開電！3、過渡過程十分迅速：二、電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)二、電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)光速傳播正常操作、電力故障、時(shí)間極短對(duì)電力系統(tǒng)的基本要求：三、對(duì)電力系統(tǒng)的要求三、對(duì)電力系統(tǒng)的要求 系統(tǒng)各元件可靠，定系統(tǒng)各元件可靠，定期檢修期檢修 提高水平，防誤操作提高水平，防誤操作 迅速解決事故迅速解決事故可靠性可靠性 電壓偏移電壓偏移5% 頻率偏移頻率偏移0.2 0.5Hz 危害：人身事故、設(shè)備危害：人身事故、設(shè)備損壞損壞高質(zhì)量高質(zhì)量 高效節(jié)能的電氣設(shè)備高效節(jié)能的電氣設(shè)備 發(fā)展電網(wǎng)，減小損耗發(fā)展電網(wǎng)，減小損耗 合理分配，充分利用合理分配，充分利用水電資源水電資源經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性1、總裝機(jī)容量：四、電力

5、系統(tǒng)的基本參數(shù)四、電力系統(tǒng)的基本參數(shù)該系統(tǒng)中實(shí)際安裝的發(fā)電機(jī)組額定有功功率的總和。該系統(tǒng)中實(shí)際安裝的發(fā)電機(jī)組額定有功功率的總和。單位：千瓦（單位：千瓦（kWkW）、兆瓦（）、兆瓦（MWMW）、吉瓦（）、吉瓦（GMGM）、）、千萬瓦（萬）千萬瓦（萬）1 1萬萬kWkW=10000kW=10MW=0.01GW=10000kW=10MW=0.01GW2、年發(fā)電量：四、電力系統(tǒng)的基本參數(shù)四、電力系統(tǒng)的基本參數(shù)該系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)組全年實(shí)際生產(chǎn)的電能總和。該系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)組全年實(shí)際生產(chǎn)的電能總和。單位：千瓦單位：千瓦時(shí)（時(shí)（kWhkWh）、兆瓦）、兆瓦時(shí)（時(shí)（MWhMWh）、吉瓦）、吉瓦時(shí)（時(shí)（GMhG

6、Mh）、）、億千瓦億千瓦時(shí)（億）時(shí)（億）1 1億億kWh=kWh=10000000kWh=100000MWh=100GWh10000000kWh=100000MWh=100GWh3、最大負(fù)荷：四、電力系統(tǒng)的基本參數(shù)四、電力系統(tǒng)的基本參數(shù) 一段時(shí)間內(nèi)，全系統(tǒng)所有負(fù)荷消耗的有功功率總和的最大值。一段時(shí)間內(nèi)，全系統(tǒng)所有負(fù)荷消耗的有功功率總和的最大值。總裝機(jī)容量總裝機(jī)容量最大負(fù)荷最大負(fù)荷(a）鋼鐵工業(yè)負(fù)荷鋼鐵工業(yè)負(fù)荷(b) 食品工業(yè)負(fù)荷食品工業(yè)負(fù)荷(c) 農(nóng)村加工負(fù)荷農(nóng)村加工負(fù)荷(d) 市政生活負(fù)荷市政生活負(fù)荷 四、電力系統(tǒng)的基本參數(shù)四、電力系統(tǒng)的基本參數(shù)4、電壓等級(jí)：四、電力系統(tǒng)的基本參數(shù)四、電力系

7、統(tǒng)的基本參數(shù)我國規(guī)定的電力的電壓等級(jí)（KV）：0.4、6、10、20、35、66、110、220、330、500、750KV 4、電壓等級(jí)與輸送容量、輸送距離：四、電力系統(tǒng)的基本參數(shù)四、電力系統(tǒng)的基本參數(shù)5、額定頻率：四、電力系統(tǒng)的基本參數(shù)四、電力系統(tǒng)的基本參數(shù)我國50Hz有些國家60Hz五、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式五、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)： 星形連接的變壓器或發(fā)電機(jī)的中性點(diǎn)。 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式： 不接地（小電流接地） 中性點(diǎn)不接地（中性點(diǎn)絕緣） 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地 直接接地（大接地電流）： 中性點(diǎn)直接接地 如何確定電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式 ？ 應(yīng)從供電可靠性、絕緣

8、投資、對(duì)通信線路的干擾、繼電保護(hù)以及確保人身安全諸方面綜合考慮。1.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)v 正常運(yùn)行分析分析： （1）線電壓與相電壓關(guān)系；（線電壓與相電壓關(guān)系；（2）中性點(diǎn)電位；（）中性點(diǎn)電位；（3）對(duì)地電容電流與相電壓關(guān)系）對(duì)地電容電流與相電壓關(guān)系五、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式五、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的結(jié)論中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的結(jié)論 ：三相電壓對(duì)稱，三相導(dǎo)線對(duì)地電容電流也是對(duì)稱的，三相電容電流相量之三相電壓對(duì)稱，三相導(dǎo)線對(duì)地電容電流也是對(duì)稱的，三相電容電流相量之和為零，這說明沒有電容電流經(jīng)過大地流動(dòng)。和為零，這說明沒有電容電流經(jīng)過大地流動(dòng)。 1.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

9、v 單相（C相）接地分析：分析：（1）中性點(diǎn)對(duì)地電位；（）中性點(diǎn)對(duì)地電位；（2）非接地相對(duì)地電位；（）非接地相對(duì)地電位；（3）對(duì)地電容電流）對(duì)地電容電流五、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式五、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的結(jié)論結(jié)論1 1 ： 故障相對(duì)地電壓降為零；非故障相對(duì)地電壓升高為線電壓，且相位相差故障相對(duì)地電壓降為零；非故障相對(duì)地電壓升高為線電壓，且相位相差6 60 0。因此，。因此，線路及各種電氣設(shè)備的絕緣要按線電壓設(shè)計(jì)，絕緣投資所占比重加大，顯而易見，電壓線路及各種電氣設(shè)備的絕緣要按線電壓設(shè)計(jì)，絕緣投資所占比重加大，顯而易見，電壓等級(jí)越高

10、絕緣投資越大。等級(jí)越高絕緣投資越大。 三相之間的線電壓仍然對(duì)稱，用戶的三相用電設(shè)備仍能照常運(yùn)行，但允許繼續(xù)運(yùn)行三相之間的線電壓仍然對(duì)稱，用戶的三相用電設(shè)備仍能照常運(yùn)行，但允許繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間不能超過的時(shí)間不能超過2 2h h。1.中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)五、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式五、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)單相接地故障的結(jié)論結(jié)論2 2 ： 接地電流在故障處可能產(chǎn)生穩(wěn)定的或間歇性的電弧。接地電流在故障處可能產(chǎn)生穩(wěn)定的或間歇性的電弧。如果接地電流大于如果接地電流大于3030A A時(shí)，將形成穩(wěn)定電弧，成為持續(xù)性電弧接地，這將燒毀電氣設(shè)備時(shí)，將形成

11、穩(wěn)定電弧，成為持續(xù)性電弧接地，這將燒毀電氣設(shè)備和可能引起多相相間短路。和可能引起多相相間短路。如果接地電流大于如果接地電流大于5 5A10AA10A，而小于而小于3030A A，則有可能形成間歇性電?。婚g歇性電弧容易引則有可能形成間歇性電??；間歇性電弧容易引起弧光接地過電壓，其幅值可達(dá)（起弧光接地過電壓，其幅值可達(dá)（2.532.53）U U ，將危害整個(gè)電網(wǎng)的絕緣安全。將危害整個(gè)電網(wǎng)的絕緣安全。如果接地電流在如果接地電流在5 5A A以下，當(dāng)電流經(jīng)過零值時(shí)，電弧就會(huì)自然熄滅。以下，當(dāng)電流經(jīng)過零值時(shí)，電弧就會(huì)自然熄滅。消弧線圈消弧線圈？ 安裝在變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)與大地之間的具有氣隙鐵芯的電抗安

12、裝在變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)與大地之間的具有氣隙鐵芯的電抗器。器。2.2.中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地五、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式五、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式 消弧線圈的作用消弧線圈的作用 當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地故障相與消當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地故障相與消弧線圈構(gòu)成了另一個(gè)回路，接地故障相接地弧線圈構(gòu)成了另一個(gè)回路，接地故障相接地電流中增加了一個(gè)感性電流，它和裝設(shè)消弧電流中增加了一個(gè)感性電流，它和裝設(shè)消弧線圈前的容性電流的方向剛好相反，相互補(bǔ)線圈前的容性電流的方向剛好相反，相互補(bǔ)償，減少了接地故障點(diǎn)的故障電流，使電弧償，減少了接地故障點(diǎn)的故障電流，使電弧易于自行熄滅，從而避免了由

13、此引起的各種易于自行熄滅，從而避免了由此引起的各種危害，提高了供電可靠性。危害，提高了供電可靠性。 消弧線圈的補(bǔ)償方式消弧線圈的補(bǔ)償方式欠補(bǔ)償方式欠補(bǔ)償方式：按：按ILIC選擇消弧線圈的電感，此時(shí)接地故障點(diǎn)有剩余的電感電流流選擇消弧線圈的電感，此時(shí)接地故障點(diǎn)有剩余的電感電流流過。過。 在過補(bǔ)償方式下，即使電力網(wǎng)運(yùn)行方式改變而切除部分線路時(shí)，也不會(huì)發(fā)展成在過補(bǔ)償方式下，即使電力網(wǎng)運(yùn)行方式改變而切除部分線路時(shí)，也不會(huì)發(fā)展成為全補(bǔ)償方式，致使電力網(wǎng)發(fā)生諧振。同時(shí)，由于消弧線圈有一定的裕度，今后電為全補(bǔ)償方式，致使電力網(wǎng)發(fā)生諧振。同時(shí)，由于消弧線圈有一定的裕度，今后電力網(wǎng)發(fā)展，線路增多、對(duì)地電容增加后

14、，原有消弧線圈還可繼續(xù)使用。因此，實(shí)際力網(wǎng)發(fā)展，線路增多、對(duì)地電容增加后，原有消弧線圈還可繼續(xù)使用。因此，實(shí)際上大多采用過補(bǔ)償方式。上大多采用過補(bǔ)償方式。全補(bǔ)償方式全補(bǔ)償方式：按：按IL=IC選擇消弧線圈的電感，使接地故障點(diǎn)電流為零，此即全補(bǔ)償選擇消弧線圈的電感，使接地故障點(diǎn)電流為零，此即全補(bǔ)償方式。方式。 這種補(bǔ)償方式并不好，因?yàn)楫?dāng)感抗等于容抗時(shí)，電力網(wǎng)將發(fā)生諧振，產(chǎn)生危險(xiǎn)的這種補(bǔ)償方式并不好，因?yàn)楫?dāng)感抗等于容抗時(shí)，電力網(wǎng)將發(fā)生諧振，產(chǎn)生危險(xiǎn)的高電壓或過電流，影響系統(tǒng)安全運(yùn)行。高電壓或過電流，影響系統(tǒng)安全運(yùn)行。五、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式五、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式3、中性點(diǎn)直接接地、中性點(diǎn)

15、直接接地負(fù)負(fù)荷荷ABCk(1)Ik(1)Ik(1) 特點(diǎn)特點(diǎn)： 供電可靠性不如電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線圈接地方式。供電可靠性不如電力系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地和經(jīng)消弧線圈接地方式。故障時(shí)：如故障時(shí)：如發(fā)生接地故障，則構(gòu)成發(fā)生接地故障，則構(gòu)成 短路回路，接地相電流很大；短路回路，接地相電流很大； 為提高供電可靠性，在線路上廣泛安裝三相或單相自動(dòng)重合閘裝置。為提高供電可靠性，在線路上廣泛安裝三相或單相自動(dòng)重合閘裝置。對(duì)地電壓對(duì)地電壓UN，電氣設(shè)備的絕緣水平只需按電力網(wǎng)的相電壓考慮，可以降低電氣設(shè)備的絕緣水平只需按電力網(wǎng)的相電壓考慮，可以降低工程造價(jià)。工程造價(jià)。我國我國380/220V系統(tǒng)中一般都采用中

16、性點(diǎn)直接接地方式，主要是從人身安全考系統(tǒng)中一般都采用中性點(diǎn)直接接地方式，主要是從人身安全考慮問題。慮問題。適用范圍適用范圍：我國我國110kV（國外國外220kV）及以上電及以上電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)壓等級(jí)的電力系統(tǒng) 。380/220V低壓系統(tǒng)。低壓系統(tǒng)。五、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式五、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式 110KV110KV及以上的系統(tǒng)及以上的系統(tǒng) 直接接地直接接地v36kV 電力網(wǎng)電力網(wǎng) ( (接地電流接地電流 30A)30A) v10kV 電力網(wǎng)電力網(wǎng) ( (接地電流接地電流 20A) 20A)v3560kV 電力網(wǎng)電力網(wǎng) ( (接地電流接地電流 10A 10A) ) 4、各種接地方式的適用范圍各種接地方式的適用范圍 60KV60KV及以下的系統(tǒng)及以下的系統(tǒng) 1 1）當(dāng)容性電流超過下列值時(shí)采用）