電力系統(tǒng)與地鐵電力系統(tǒng)

1、電力系統(tǒng)與地鐵電力系統(tǒng)第1頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四提 綱電力系統(tǒng)電網(wǎng)構成電網(wǎng)與變電站電網(wǎng)輸電方式鐵路與地鐵供電系統(tǒng)供電系統(tǒng)圖紙實例第2頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四電力系統(tǒng)的定義電力系統(tǒng)的發(fā)電及動力系統(tǒng)、輸電、變電、配電、用電設備、也包括調(diào)相調(diào)壓、限制短路電流、加強穩(wěn)定等的輔助設備，以及繼電保護、計量、調(diào)度通訊、遠動和自動調(diào)控設備等所謂二次系統(tǒng)的種種設備的綜合統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。是按規(guī)定的技術和經(jīng)濟要求組成的，并將一次能源轉換成電能輸送和分配到用戶的統(tǒng)一系統(tǒng)。第3頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四電網(wǎng)的定義我們把電力系

2、統(tǒng)中的發(fā)電、輸電、變電、配電等一次系統(tǒng)及其相關繼電保護、計量和自動化等二次網(wǎng)絡統(tǒng)稱為電力網(wǎng)絡，俗稱電網(wǎng)。第4頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四電網(wǎng)的作用將發(fā)電廠發(fā)出的電力電能由輸電線路送至變電站母線，通過母線進行同級電壓的電力電能的匯集、分配、同時通過變壓器向不同電壓等級的配電網(wǎng)進行分配；其運行控制采取由控制中心（調(diào)度部門）統(tǒng)一控制的方式；電網(wǎng)一般可分為輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)。第5頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四輸電網(wǎng)輸電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中最高電壓等級（220kV及以上）的電網(wǎng)，是電力系統(tǒng)中的主要網(wǎng)絡，簡稱主網(wǎng)；其起到電力系統(tǒng)骨架的作用，所以又可稱為網(wǎng)架；在現(xiàn)

3、代輸電網(wǎng)絡中既有超高壓交流輸電，又有超高壓直流輸電，這樣的輸電系統(tǒng)通常稱為交、直流混合輸電系統(tǒng)。第6頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四配電網(wǎng)配電網(wǎng)是將電能從樞紐變電站直接分配到用戶區(qū)或用戶電網(wǎng)，它的作用是將電力系統(tǒng)分配到配電變電站后再向用戶供電，或不經(jīng)配電變電站直接將電力分配到大用戶的配電裝置進行配電；可分為高壓配電網(wǎng)（一般為35110kV，220kV直配線也可列入）；中壓配電網(wǎng)（610kV）和低壓配電網(wǎng)（一般采用380/220V）。第7頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四國家電網(wǎng)主網(wǎng)架第8頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四電網(wǎng)的

4、功能電網(wǎng)是電源和用戶之間的紐帶，其主要功能就是把電能安全、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟地送到用戶；電力工業(yè)發(fā)展的實踐表明，要實現(xiàn)這一目標，大電網(wǎng)具有不可取代的優(yōu)越性，而要充分發(fā)揮這種優(yōu)越性，就必須建設一個現(xiàn)代化的電網(wǎng)。第9頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四現(xiàn)代化電網(wǎng)的特點主網(wǎng)架由由強大的超高壓系統(tǒng)構成；各電網(wǎng)之間聯(lián)系較強；電壓等級簡化或供電電壓提高；具有足夠的調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓容量，能實現(xiàn)自動化發(fā)電控制（AGC）；具有較高的供電可靠性；具有相應的安全穩(wěn)定控制系統(tǒng)；具有高度自動化監(jiān)控系統(tǒng)和電能自動計量系統(tǒng)；具有高度現(xiàn)代化的通訊系統(tǒng)；具有適應市場運營的技術支持系統(tǒng)；有利于各種能源的合理利用；具有

5、高素質(zhì)的職工隊伍。第10頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四電網(wǎng)中的發(fā)電形式火力發(fā)電水利發(fā)電抽水儲能發(fā)電核能發(fā)電其他能源發(fā)電第11頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四火力發(fā)電利用煤、石油、天然氣等自然界蘊藏量極其豐富的化石燃料，將其燃燒，以用其所得到的熱能來發(fā)電的能量轉換形式；按發(fā)電方式分：汽輪機發(fā)電、燃氣輪機發(fā)電、內(nèi)燃機發(fā)電、燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電、火電機組熱電聯(lián)產(chǎn)發(fā)電；汽輪機發(fā)電占主導地位，占全世界火力發(fā)電總裝置容量的95%以上。目前我國最大的汽輪機發(fā)電單機容量為600MW第12頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四水利發(fā)電利用天然

6、水流的位能和動能進行發(fā)電。特點是可再生，無污染可分為徑流式水電廠日調(diào)節(jié)式水電廠年調(diào)節(jié)式水電廠多年調(diào)節(jié)式水電廠目前我國最大的水電單機容量為三峽700MW機組。第13頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四抽水蓄能發(fā)電利用低谷負荷時的電網(wǎng)剩余發(fā)電出力，從高程較低的下水庫抽水到高程較高的上水庫，把電能轉換為水能儲存起來，在電網(wǎng)高負荷的時候再放水發(fā)電。造價低，機組起停靈活。最到的單機容量是廣州330MW第14頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四核能發(fā)電又稱原子能發(fā)電，利用原子反映堆中核燃料（如鈾）產(chǎn)生的原子核裂變能，將水加熱成蒸汽，沖動汽輪機，帶動發(fā)電機發(fā)電。根據(jù)反

7、映堆分為：壓水堆式、沸水堆式、氣冷堆式、重水堆式、快中子增殖堆式等。我國自行設計，制造的秦山核電。引進技術建造的大亞灣核電。最大單機容量900MW。第15頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四其他能源發(fā)電風力發(fā)電：主要是新疆內(nèi)蒙等地。地熱發(fā)電：主要是西藏、滇西等地。潮汐發(fā)電：浙江江廈太陽能發(fā)電：礦井瓦斯發(fā)電：第16頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四我國各大電網(wǎng)容量第17頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四變電站變電站是電網(wǎng)中的線路連接點，是用于變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調(diào)整電壓的電力設施。變電站是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間

8、環(huán)節(jié)。變電站可分為：樞紐變電站、區(qū)域變電站和地區(qū)變電站。第18頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四變電站的設備把直接用于生產(chǎn)、輸送和分配電能的高壓電器設備包括：發(fā)電機、變壓器、母線、斷路器、隔離開關、電纜、輸電線路、電力電纜、電容器、電抗器、電動機等稱為一次設備，其連接回路稱為一次回路；對一次設備的工作進行監(jiān)視、測控、調(diào)節(jié)、保護的設備。如測量儀表、信號設備、繼電器、控制電纜等稱為二次設備，其連接回路稱為二次回路；其他如框架、建筑等成為輔助設備。第19頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四電網(wǎng)中的損耗由于組成電網(wǎng)的各種元件如線路、變壓器等都存在電阻。電能以電

9、流的形式通過電阻時，就要產(chǎn)生功率損耗和電能損耗，使電阻發(fā)熱。不同電壓等級的電磁能量轉換過程中，要使電磁感應這種轉換形式持續(xù)存在，就必須給變壓器的鐵芯一個勵磁電動勢，同時磁場會在鐵芯設備中產(chǎn)生漩渦和磁滯損耗，這些都會產(chǎn)生功率損耗和電能損耗。第20頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四電能在電網(wǎng)中的傳送方式在現(xiàn)代電網(wǎng)中，電能的傳送主要有高壓交流和高壓直流兩種輸電方式。第21頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四電能在電網(wǎng)中的傳送方式在現(xiàn)代電網(wǎng)中，電能的傳送主要有高壓交流和高壓直流兩種輸電方式。高壓交流輸電應用于中國國家電網(wǎng)；高壓直流輸電應用于遠距離大功率輸電、交

10、流系統(tǒng)之間的互聯(lián)線、海底電纜輸電等第22頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四直流輸電比交流輸電的優(yōu)點直流輸電只要兩根線，而交流要三根；無感抗、容抗、相位移和電壓波動問題；相同送端電壓情況下，直流輸電的電壓降比交流的要小；直流系統(tǒng)中沒有集膚效應，導線的整個橫截面都可以利用；相同的工作電壓下，直流電網(wǎng)中的絕緣子所承受的靜電強度比交流電網(wǎng)中要小，因此直流線路的絕緣要求低；直流線路的電暈損失小，因此對通訊線路的干擾較小；高壓直流輸電沒有介質(zhì)損耗，特別是在電纜的情況下；由直流相聯(lián)的兩電網(wǎng)之間不存在穩(wěn)定和同步困難等問題。第23頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四特高

11、壓輸電技術特高壓輸電是在500kV交流和500kV直流之上采用更高一級電壓等級的輸電技術。它包括百萬伏級交流特高壓和800kV直流特高壓兩部分。國際公認的電壓等級序列：330kV-750kV1500kV和220kV-500kV1000kV目前1000kV級特高壓是世界輸變電工程的制高點（俄羅斯和日本）。第24頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四我國的現(xiàn)狀和目標現(xiàn)有最高為500kV。西北地區(qū)是330kV主網(wǎng)架，向750kV發(fā)展；其他地區(qū)是500kV主網(wǎng)架，向1000kV發(fā)展；第25頁，共27頁，2022年，5月20日，18點3分，星期四鐵路供電與地鐵供電鐵路機車牽引用電27.5kV交流，架空接觸網(wǎng)供電方式。一般為50Km左右設置一個牽引變電站， 變電站進線一般為220kV。地鐵機車牽引用電為1500V或