電力系統(tǒng)基本概述

電力系統(tǒng)基本概述一、電力系統(tǒng)與電網(wǎng)發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)變成電能，這些電能需要通過一定方式輸送給電力用戶，在由發(fā)電廠向用戶供電過程中，為了提高其可靠性和經(jīng)濟(jì)性，廣泛通過升、降壓變電站，輸電線路將多個(gè)發(fā)電廠用電力網(wǎng)連接起來并聯(lián)工作，向用戶供電。這種由發(fā)電廠、升壓和降壓變電站、送電線路以及用電設(shè)備有機(jī)連接起來的整體，稱為電力系統(tǒng)。發(fā)電機(jī)的原動(dòng)機(jī)、原動(dòng)機(jī)的力能部分、供熱和用熱設(shè)備，則稱為動(dòng)力系統(tǒng)。在電力系統(tǒng)中，由升壓和降壓變電站和各種不同電壓等級(jí)的送電線路連接在一起的部分稱為電網(wǎng)。二、電力生產(chǎn)的特點(diǎn)電能的生產(chǎn)與其它工業(yè)生產(chǎn)有著顯然不同的特點(diǎn)。1．電能不能大量?jī)?chǔ)藏電力系統(tǒng)中發(fā)電廠負(fù)荷的多少，決定于用戶的需要，電能的生產(chǎn)和消費(fèi)時(shí)時(shí)刻刻都是保持平衡的。電能的生產(chǎn)、分配和消費(fèi)過程的同時(shí)性，使電力系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)形成了一個(gè)緊密的有機(jī)聯(lián)系的整體，其中任一臺(tái)發(fā)、供、用電設(shè)備發(fā)生故障，都將影響電能的生產(chǎn)和供應(yīng)。2．電力系統(tǒng)的電磁變化過程非常迅速電力系統(tǒng)中，電磁波的變化過程只有千分之幾秒，甚至百萬分之幾秒；而短路過程、發(fā)電機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定性的喪失則在十分之幾秒或幾秒內(nèi)即可形成。為了防止某些短暫的過渡過程對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行和電氣設(shè)備造成危害，要求能進(jìn)行非常迅速和靈敏的調(diào)整及切換操作，這些調(diào)整和切換，靠手動(dòng)操作不能獲得滿意的效果，甚至是不可能的，因此必須采用各種自動(dòng)裝置。3．電力工業(yè)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門之間有著極其密切的關(guān)系電能供應(yīng)不足或中斷，將直接影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門的生產(chǎn)，也將影響人們的正常生活，因此要求電力工業(yè)必須保證安全生產(chǎn)和成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的先行工業(yè)，必須有足夠的負(fù)荷后備容量，以滿足日益增長(zhǎng)的負(fù)荷需要。三、電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求為了保證為用戶提供電能，電力系統(tǒng)的運(yùn)行必須滿足下列基本要求。1．保證對(duì)用戶供電的可靠性在任何情況下都應(yīng)該盡可能的保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的破壞，將引起系統(tǒng)設(shè)備損壞或供電中斷，以致造成國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門生產(chǎn)停頓和人民生活秩序的破壞,甚至發(fā)生設(shè)備和人身事故。電力用戶，對(duì)供電可靠性的要求并不一樣，即使一個(gè)企業(yè)中各個(gè)部門或車間，對(duì)供電持續(xù)性的要求也有所差別。根據(jù)對(duì)供電持續(xù)性的要求，可把用戶分為三級(jí)。一級(jí)負(fù)荷：如停止供電，將會(huì)危害生命、損壞設(shè)備、產(chǎn)生廢品和使生產(chǎn)過程混亂，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來重大損失等。二級(jí)負(fù)荷：如停止供電，將造成大量減產(chǎn)，城市大量居民的正?；顒?dòng)受到影響。三級(jí)負(fù)荷：指所有不屬于一級(jí)及二級(jí)的負(fù)荷，如非連續(xù)生產(chǎn)的車間及輔助車間和小城鎮(zhèn)用電等。對(duì)于一級(jí)負(fù)荷，至少要由兩個(gè)獨(dú)立電源供電，其中每一電源的容量，都應(yīng)在另一電源發(fā)生故障時(shí)仍能完全保證一級(jí)負(fù)荷的用電；對(duì)于三級(jí)負(fù)荷，不需要備用電源；對(duì)于二級(jí)負(fù)荷是否需要備用電源，要進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。2．保證電能的良好質(zhì)量即要求供電電壓(或電流)的波形為較嚴(yán)格的正弦波，保證系統(tǒng)中的頻率和電壓在一定的允許變動(dòng)范圍以內(nèi)，10～35kV及以上電壓供電的用戶和對(duì)電壓質(zhì)量有特殊要求的低壓用戶電壓允許偏移為±5％，頻率允許偏移為±0.5Hz。3．保證運(yùn)行的最大經(jīng)濟(jì)性電力系統(tǒng)運(yùn)行有三個(gè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，即生產(chǎn)每kW．h電的能源消耗(煤耗率、油耗率、水耗率等)，生產(chǎn)每度電的廠用電(廠用電率)，以及供配每kW．h電在電力網(wǎng)中的電能損耗(線損率)。提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，就是在生產(chǎn)和供配某一定數(shù)量的電能時(shí)，使上述三個(gè)指標(biāo)達(dá)到最小。為了實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，必須對(duì)整個(gè)系統(tǒng)實(shí)施最佳經(jīng)濟(jì)調(diào)度。四、電力系統(tǒng)的效益電力系統(tǒng)在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都可以收到很大的效益，主要有：1．減少系統(tǒng)中的總裝機(jī)容量由于電力系統(tǒng)供電的各用戶的最大負(fù)荷并不是同時(shí)出現(xiàn)的，因此，系統(tǒng)中綜合最大負(fù)荷總是小于各用戶最大負(fù)荷的總和。由于系統(tǒng)綜合最大負(fù)荷的降低，也就可以相應(yīng)地減少系統(tǒng)的總裝機(jī)容量。2．可以裝設(shè)大容量機(jī)組組成電力系統(tǒng)后，由于總負(fù)荷的增大，因此可以裝設(shè)大容量機(jī)組。大容量機(jī)組效率高，每千瓦投資以及維護(hù)費(fèi)用都比多臺(tái)小機(jī)組經(jīng)濟(jì)得多。但是，電力系統(tǒng)中所采用的最大機(jī)組容量，以不超過總裝機(jī)容量的15～20％為宜。3．能夠充分利用動(dòng)力資源建成電力系統(tǒng)后，就可以將發(fā)電廠建造在動(dòng)力資源產(chǎn)地，如在煤礦附近建立大型坑口電廠，在水能資源集中的地方建立大型水力發(fā)電站等。同時(shí)，有些形式的電廠，如熱電廠、水電廠、風(fēng)力電廠、原子能電廠等，如果不與系統(tǒng)并列，就很難保證持續(xù)正常供電以及發(fā)揮其最佳經(jīng)濟(jì)效益。4．提高供電可靠性在電力系統(tǒng)中，由于是多電源聯(lián)合供電，機(jī)組的臺(tái)數(shù)較多，即使個(gè)別機(jī)組或電源發(fā)生故障，其它機(jī)組或電源仍可以在出力允許的情況下多帶負(fù)荷，因此可以提高供電可靠性。5．提高電能質(zhì)量電能質(zhì)量用頻率和電壓來衡量，其數(shù)值應(yīng)根據(jù)規(guī)程要求保持在一定的允許變動(dòng)范圍內(nèi)。由于電力系統(tǒng)容量大，負(fù)荷波動(dòng)時(shí)所引起的頻率和電壓波動(dòng)就會(huì)減小，電能質(zhì)量可以提高。