電力系統(tǒng)的概念組成及特點(diǎn)解析課件

1、電 力 系 統(tǒng) 分 析第一章 電力系統(tǒng)基本知識1-1 電力系統(tǒng)的概念、組成及特點(diǎn) 1-2 發(fā)電廠和變電所的類型及設(shè)備1-3 電力系統(tǒng)的額定電壓和接線方式 1-4 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式1-1電力系統(tǒng)的概念、組成及特點(diǎn)一、電力生產(chǎn)二、電力系統(tǒng)的組成三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀四、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)五、對電力系統(tǒng)的基本要求一、電力生產(chǎn)電力生產(chǎn)將一次能源轉(zhuǎn)換成電能（二次能源），并輸送和分配到電力用戶。形成的產(chǎn)業(yè)稱為電力工業(yè)。 一次能源：自然能源，存在于自然界，未經(jīng)加工和轉(zhuǎn)換的能源形態(tài)（如煤、石油、天然氣、風(fēng)力、太陽能、地?zé)岬龋?二次能源：一次能源經(jīng)過轉(zhuǎn)化而成的能源形態(tài)。電能是非常重要的二次能源。 一、

2、電力生產(chǎn)電力生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)： 發(fā)電、輸電、配電、變電、用電利用電能生產(chǎn)設(shè)備將各種一次能源或其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能。發(fā)電將電能由各發(fā)電廠送往電力用戶或用電負(fù)荷中心的過程稱為輸電。(交流、直流) 輸電將由輸電網(wǎng)輸送來的電能再通過配電網(wǎng)直接或再降低電壓后送到用戶使用。 配電起變換電壓，控制電力流向，分配電力和保證電壓質(zhì)量的作用。變電用戶的用電設(shè)備將電能轉(zhuǎn)化成其他形式的能。用電發(fā)電輸電變電1-1電力系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)一、電力生產(chǎn)二、電力系統(tǒng)的組成三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀四、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)五、對電力系統(tǒng)的基本要求二、電力系統(tǒng)的組成 二、電力系統(tǒng)的組成 【電力系統(tǒng)】 = 發(fā)電廠（電氣部分） +各類變電所

3、 + 輸、配電線路 + 用電設(shè)備（電力用戶,負(fù)荷） 【動力系統(tǒng)】 = 動力裝置 + 電力系統(tǒng) + 熱力用戶二、電力系統(tǒng)的組成1、發(fā)電廠：發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，它的基本任務(wù)是把一次能源轉(zhuǎn)變成電能。用于發(fā)電的一次能源主要有石油、天然氣、煤炭、水力和核能。發(fā)電機(jī)組的單機(jī)容量隨著負(fù)荷的不斷增長、電力系統(tǒng)的不斷擴(kuò)大及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，還在不斷地增大。發(fā)電廠一般建設(shè)在動力資源比較豐富的地區(qū)，如水電站建設(shè)在江河流域水位落差較大的地方，火電廠多建設(shè)在燃料和其他能源的產(chǎn)地或交通方便的地方，而大的電力負(fù)荷中心，則多集中在工業(yè)原料產(chǎn)地、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地及大城市等地，因此，發(fā)電廠和電力負(fù)荷之間，往往相距甚遠(yuǎn)，發(fā)電廠

4、的電力需要經(jīng)升壓變壓器、輸電線路、降壓變壓器、配電線路、配電變壓器，然后供給用戶。二、電力系統(tǒng)的組成2、變電站：發(fā)電廠和電力負(fù)荷中心之間往往相距數(shù)十公里、數(shù)百公里乃至數(shù)千公里，電能在輸送過程中，會產(chǎn)生電壓降落、功率損耗和電能損耗。在遠(yuǎn)距離的電能輸送中，為提高電能質(zhì)量，提高供電的經(jīng)濟(jì)性，必須在電源端提高電壓，升壓變壓器即用于此目的。電能經(jīng)過高電壓遠(yuǎn)距離輸送到負(fù)荷中心后，又必須由降壓變壓器把電壓降到安全經(jīng)濟(jì)的電壓等級。變電站是由變壓器及相應(yīng)的開關(guān)等電氣設(shè)備構(gòu)成的變換電能的系統(tǒng)。根據(jù)變電站在電力系統(tǒng)中所處的位置及作用，變電站分為樞紐變電站、中間變電站和終端變電站。樞紐變電站在電力輸送和分配中起著重要

5、的作用。二、電力系統(tǒng)的組成3、輸電線路：大多數(shù)發(fā)電廠遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，例如我國的煤炭資源主要集中在山西、陜西北部、內(nèi)蒙古、河南西部等，水力資源主要分布在我國的西南、西北。而負(fù)荷中心在東部、南部，沿海的用電負(fù)荷占全國的75%。這就需要用電力線路作為傳輸電能的通道，將發(fā)電廠的電能送往負(fù)荷中心的電力線路則稱為輸電線路。目前有兩種輸電方式，三相交流輸電和超高壓直流輸電，而三相交流輸電為我國主要的輸電方式。我國三相交流輸電線路的最高電壓等級為1000kV，直流輸電線路為800kV。電力線路分為架空線和電纜線路兩種。架空線是將導(dǎo)體架設(shè)在線路桿塔上，電纜線一般敷設(shè)在地下。由于架空線的建設(shè)費(fèi)用比電纜線路要低的多，

6、而且架空線便于施工、維護(hù)和檢修，因此在電力網(wǎng)中絕大多數(shù)線路采用架空線，當(dāng)受環(huán)境限制不能采用架空線時(shí)才考慮電纜線路，如大城市的配電網(wǎng)。二、電力系統(tǒng)的組成4、電力用戶：使用電能的單位稱為電力用戶。電力用戶所有用電設(shè)備所需功率的總和稱為電力負(fù)荷。電力用戶按對供電可靠性的要求可分為三類：（1）I類用戶：對這類負(fù)荷停止供電，會帶來人身危險(xiǎn)，設(shè)備損壞，產(chǎn)生大量廢品，長期破壞生產(chǎn)秩序，給國民經(jīng)濟(jì)帶來巨大的損失或造成重大的政治影響。（醫(yī)院、科研、軍事基地、政府部門、通信等） I類用戶對供電可靠性要求： 對I類用戶應(yīng)有兩路以上相互獨(dú)立的電源，其中每一路電源的容量均應(yīng)保證在此電源單獨(dú)供電的情況下就能滿足用戶的用電

7、要求，確保當(dāng)任何一路電源發(fā)生故障或檢修時(shí)，都不會中斷對用戶的供電。 二、電力系統(tǒng)的組成(2)類用戶：對這類負(fù)荷停止供電，會造成大量減產(chǎn)，城市公用事業(yè)和人民生活受到影響等（交通照明、大工廠等）。 類用戶對供電可靠性要求： 對類用戶應(yīng)設(shè)置專用供電線路，條件許可時(shí)也可采用雙回路供電，并在電力供應(yīng)出現(xiàn)不足時(shí)優(yōu)先保證其電力供應(yīng)。(3)類用戶：一般是指短時(shí)停電不會造成嚴(yán)重后果的用戶，如工廠附屬車間、小城鎮(zhèn)、小加工廠等。 類用戶供電可靠性要求： 對類用戶可以只設(shè)一路電源供電，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生事故，出現(xiàn)供電不足的情況時(shí)，應(yīng)首先切除類用戶的用電負(fù)荷，以保證I類、類用戶的用電。二、電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)可分為一次系統(tǒng)和

8、二次系統(tǒng)。電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)、變壓器、線路和受電器等直接參與生產(chǎn)、輸送、分配和使用電能的電力設(shè)備常稱為主設(shè)備或一次設(shè)備，由它們組成的系統(tǒng)稱為一次系統(tǒng)。對電氣一次設(shè)備及系統(tǒng)的工作狀況進(jìn)行監(jiān)察、測量、控制、保護(hù)和調(diào)節(jié)的輔助性電氣設(shè)備，習(xí)慣上將它們稱為二次設(shè)備，組成的系統(tǒng)稱為二次系統(tǒng)。 二、電力系統(tǒng)的組成【電力網(wǎng)】 = 各類變壓所 + 輸、配電線路 電力網(wǎng)簡稱電網(wǎng)，是電力系統(tǒng)的重要組成部分，是發(fā)電廠和電力用戶之間必不可少的中間環(huán)節(jié)。它由各種電壓等級的輸配電線路及其兩端的變電站組成，其分類如下： 1）按結(jié)構(gòu)分為開式網(wǎng)和閉式電網(wǎng)； 2）按作用分； 3）按電壓等級分。1-1電力系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)一、電力生產(chǎn)

9、二、電力系統(tǒng)的組成三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀四、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)五、對電力系統(tǒng)的基本要求三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀1831年法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律，促進(jìn)了發(fā)電機(jī)和電動機(jī)的發(fā)明，從而開始了電能的生產(chǎn)和使用1882年在法國形成了世界上第一個(gè)完整的電力系統(tǒng)，首先實(shí)現(xiàn)了電壓在1000伏以上的直流輸電1891年制成三相變壓器和三相異步電動機(jī)的基礎(chǔ)上，德國首次實(shí)現(xiàn)了三相交流輸電三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀目前，世界上最高線路電壓為1150kV（前蘇聯(lián)）。隨著輸電距離及容量的不斷增大，電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性問題日益突出。20世紀(jì)50年代開始直流輸電又重新被人們所認(rèn)識和利用?，F(xiàn)在，世界上出現(xiàn)了許多超高壓直流

10、輸電系統(tǒng)。三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀在我國，1882年上海有了第一座發(fā)電廠。改革開放以來，我國電力系統(tǒng)建設(shè)步伐不斷加快。截至2011年底，全國發(fā)電裝機(jī)容量累計(jì)105576萬kW。目前，我國最高輸電電壓等級：交流1000kV,直流800kV。三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀截至2014年底，我國累計(jì)建成“三交四直”特高壓工程。其中，三交：晉東南南陽荊門、淮南浙北上海、浙北福州；四直：向家壩上海、錦屏蘇南、哈密南鄭州、溪洛渡浙西。經(jīng)過一百多年的發(fā)展，形成電壓愈來愈高、容量和規(guī)模愈來愈大的區(qū)域性、地區(qū)性、全國性甚至跨國性的電力系統(tǒng)。三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀南方電網(wǎng)：廣東、廣西、云南、貴州和海南五省

11、(區(qū)) 國家電網(wǎng)：26個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市） 五大“發(fā)電集團(tuán)” ：(大唐、中電投、國電、華電、華能) 1-1電力系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)一、電力生產(chǎn)二、電力系統(tǒng)的組成三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀四、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)五、對電力系統(tǒng)的基本要求四、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)1發(fā)供用電的同時(shí)性（電能不能夠大量儲存）2與國民經(jīng)濟(jì)各部門關(guān)系密切3過渡過程的短暫性1-1電力系統(tǒng)的組成及特點(diǎn)一、電力生產(chǎn)二、電力系統(tǒng)的組成三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀四、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)五、對電力系統(tǒng)的基本要求五、對電力系統(tǒng)的基本要求 1最大限度地滿足用戶的需求 保障供電是電力部門的首要任務(wù)。 2保證連續(xù)可靠的供電 供電的中斷將使生產(chǎn)停頓、生活紊亂，甚

12、至危害到設(shè)備和人身的安全，造成十分嚴(yán)重的后果。供電中斷給國民經(jīng)濟(jì)造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對電力系統(tǒng)本身造成的停電損失。因此，電力系統(tǒng)運(yùn)行要滿足連續(xù)可靠的要求。五、對電力系統(tǒng)的基本要求按對供電可靠性的要求將負(fù)荷分為三級（類）：一級（類）負(fù)荷。對這些負(fù)荷的中斷供電，將可能造成生命危險(xiǎn)、設(shè)備損壞、破壞生產(chǎn)過程，使大量產(chǎn)品報(bào)廢，給國民經(jīng)濟(jì)造成重大損失，使市政生活發(fā)生混亂等二級（類）負(fù)荷。對這一級負(fù)荷的中斷供電，將造成大量減產(chǎn)，交通停頓，使城鎮(zhèn)居民生活受到影響等三級（類）負(fù)荷。所有不屬于第一、二級的負(fù)荷五、對電力系統(tǒng)的基本要求3保證良好的電能質(zhì)量電能質(zhì)量指標(biāo)是指電壓、頻率和波形三者的變化不能超過允許的波動范圍電壓的允許波動范圍：一般為用電設(shè)備額定電壓的5；頻率的允