電力系統(tǒng)基本知識講解

第一章電力系統(tǒng)及其運行第一節(jié)電力系統(tǒng)的基本知識1、電力系統(tǒng)的電源構(gòu)成電能的特點：轉(zhuǎn)換容易、輸送方便、控制靈活、環(huán)保潔凈、經(jīng)濟便宜一次能源煤炭、石油、天然氣、水利等自然演化而成的動力資源二次能源由一次能源轉(zhuǎn)化而成的電能等方便使用的能源發(fā)電廠的任務(wù)就是將各種一次能源轉(zhuǎn)化電能。1、電力系統(tǒng)的電源構(gòu)成根據(jù)使用一次能源的不同，發(fā)電廠可分為：火力發(fā)電廠，使用煤炭、石油、天然氣等作為一次能源，占發(fā)電設(shè)備總?cè)萘康?0%左右；水力發(fā)電廠，使用水能作為一次能源，占發(fā)電設(shè)備總?cè)萘康?0%左右；核能發(fā)電廠，利用核裂變能量為一次能源，占發(fā)電設(shè)備總?cè)萘康?0%左右；潮汐發(fā)電廠，利用海潮漲落落差發(fā)電；1、電力系統(tǒng)的電源構(gòu)成地?zé)岚l(fā)電廠，利用地?zé)岚l(fā)電；太陽能發(fā)電廠，利用太陽能發(fā)電；風(fēng)力發(fā)電廠，利用風(fēng)來發(fā)電；磁流體發(fā)電，磁流體動力船入水；燃料電池。新能源發(fā)電與傳統(tǒng)發(fā)電方式相比：技術(shù)不成熟、經(jīng)濟花費昂貴等1、電力系統(tǒng)的電源構(gòu)成火力發(fā)電廠分類：1、按燃料：⑴燃煤發(fā)電廠；⑵燃油發(fā)電廠；⑶燃氣發(fā)電廠；⑷余熱發(fā)電廠；⑸以垃圾和工業(yè)廢料為燃料的發(fā)電廠等。2、按原動機：⑴凝汽式汽輪發(fā)電機；⑵燃氣式汽輪發(fā)電機；⑶柴油發(fā)電機等⑷燃氣——蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機1、電力系統(tǒng)的電源構(gòu)成3、按容量：⑴小容量發(fā)電廠，100MW以下；⑵中容量發(fā)電廠，100～250MW；⑶大中容量發(fā)電廠，250～600MW；⑷大容量發(fā)電廠，600～1000MW；⑸特大容量發(fā)電廠，1000MW以上等；4、按供電區(qū)域：⑴區(qū)域性發(fā)電廠；⑵孤立發(fā)電廠；⑶自備發(fā)電廠等。1、電力系統(tǒng)的電源構(gòu)成5、按壓力和溫度：⑴低壓發(fā)電廠，壓力＜3.92Mpa、溫度＜450℃、單機容量≤12MW；⑵中壓發(fā)電廠，壓力：3.92Mpa、溫度：450℃、單機容量≤25MW；⑶高壓發(fā)電廠，壓力：9.9Mpa、溫度：540℃、單機容量≤100MW；⑷超高壓發(fā)電廠，壓力：13.83Mpa、溫度：540℃、單機容量≤200MW；⑸亞臨界發(fā)電廠，壓力：16.77Mpa、溫度：540℃、單機容量300～600MW；⑹超臨界發(fā)電廠，壓力：22.11Mpa、溫度：550℃、單機容量≥600MW；⑺超超臨界發(fā)電廠（如民權(quán)發(fā)電廠），壓力：25.4Mpa、溫度：571℃、單機容量≥600MW1、電力系統(tǒng)的電源構(gòu)成6、按照發(fā)出的能源：⑴凝汽式火電廠：僅生產(chǎn)電能，多建在燃料基地，容量較大，輸送距離較遠，效率較低，最多37~40%；⑵熱電廠：既生產(chǎn)電能，又供熱，多建在臨近熱負荷地區(qū)，容量不大，輸送距離較近，效率較高，可達60~70%。2、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)和動力系統(tǒng)

電力系統(tǒng)是指由發(fā)電機、變壓器、電力線路、用戶用電設(shè)備等在電氣上相互連接所組成的有機整體；電力網(wǎng)是指由各種電壓等級的輸電、配電線路以及由它們所聯(lián)系起來的各類變電站組成的網(wǎng)絡(luò)；2、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)和動力系統(tǒng)動力系統(tǒng)是指電力系統(tǒng)與“動力部分”的總和，動力部分主要包括①火電廠的鍋爐、汽輪機、燃氣輪機、熱網(wǎng)等；②水電廠的水庫、水輪機等；③原子能電廠的反應(yīng)堆、汽輪機等。如圖所示。蝕骨藥香/txt/2/2695/蝕骨藥香黑巖2、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)和動力系統(tǒng)電力系統(tǒng)并網(wǎng)運行的優(yōu)點：1、減少總備用容量的比重；2、可以采用效率高、容量大的機組；3、可充分利用水電廠的水能資源；4、減少總負荷的峰值；5、提高供電可靠性。3、電力系統(tǒng)運行的特點和要求

1、

運行的特點⑴電能不能大量存儲因此要求電能的生產(chǎn)和消費每時每刻都保持平衡，無論是有功還是無功都是如此。⑵電力系統(tǒng)過渡過程非常短促因此系統(tǒng)運行狀態(tài)的改變和系統(tǒng)失去穩(wěn)定的過程是非常短暫的，必須利用各種自動裝置來完成正常運行和故障處理的一系列操作。⑶與國民經(jīng)濟各部門聯(lián)系密切因此要求保證供電的可靠性，以避免給國民經(jīng)濟帶來無謂的損失。3、電力系統(tǒng)運行的特點和要求2、

基本要求⑴保證供電的可靠性一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡、重大經(jīng)濟損失、重大政治影響或市政秩序嚴重混亂等；二級負荷：中斷供電將造成較大經(jīng)濟損失、較大政治影響或公共場所秩序混亂等；三級負荷：凡不屬于一、二級負荷者。當系統(tǒng)發(fā)生故障，首先保障對第一類用戶的供電，其次考慮對第二類用戶的供電，有選擇地切除第三類用戶的用電。第一類用戶設(shè)置2個或2個以上電源。⑵保證供電的電能質(zhì)量①電壓指標：不同用戶，允許電壓的偏移值也不同。電動機：+5%~-5%；照明：+3%~-2.5%；農(nóng)電：+7.5%~-10%；②頻率指標：我國規(guī)定頻率50Hz，頻率偏移過大對電力系統(tǒng)及用戶都會產(chǎn)生不良影響，允許偏移±0.2Hz；③諧波指標：標準交流電為正弦波，由于整流設(shè)備等非線性負荷的出現(xiàn)，使其出現(xiàn)大量的高次諧波，對電力系統(tǒng)及用戶都會產(chǎn)生不良影響。⑶保證供電的經(jīng)濟性降低發(fā)電廠煤耗及電力網(wǎng)的線損；減少基建和農(nóng)田占用數(shù)量；合理分配發(fā)電廠負荷，避免無謂棄水和機組的頻繁啟停；限制污染物質(zhì)的排放量，減少污染。我國火力發(fā)電占70%，是一個很大的污染源，火力發(fā)電排放大量粉塵和大量的碳、硫、氟氣體，造成水和空氣污染；我國核電占近10%，也會造成放射污染；輸電、配電線路和設(shè)備周圍的電磁污染、噪音污染等；4、電力系統(tǒng)的負荷及負荷曲線一、電力系統(tǒng)的負荷電力系統(tǒng)的負荷是指電力系統(tǒng)中用電設(shè)備消耗功率的總和。它們可分為動力負荷(異步電動機、同步電動機、電熱電爐、整流設(shè)備)與照明負荷(電燈)。電力系統(tǒng)的綜合用電負荷是指工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸、市政生活等各方面消耗的功率之和。電力系統(tǒng)的供電負荷是指電力系統(tǒng)的綜合用電負荷加上電力網(wǎng)的功率損耗，也就是發(fā)電廠供出的負荷。電力系統(tǒng)的發(fā)電負荷是指供電負荷再加上發(fā)電廠廠用電，也就是發(fā)電機應(yīng)發(fā)出的功率。4、電力系統(tǒng)的負荷及負荷曲線二、電力系統(tǒng)的負荷曲線某一段時間內(nèi)負荷隨時間變化的曲線。按照負荷種類：有功和無功；按照時間段：日、年等；按照計量地點：個別用戶、個別線路、個別變電所、個別發(fā)電機、局部電力系統(tǒng)、整個電力系統(tǒng)等；經(jīng)常使用的負荷曲線有：1、有功功率日負荷曲線2、無功功率日負荷曲線3、有功功率年最大負荷曲線4、有功功率年持續(xù)負荷曲線。4、電力系統(tǒng)的負荷及負荷曲線根據(jù)有功功率年持續(xù)負荷曲線，可以計算系統(tǒng)的全年耗電量W為：同時還可以計算系統(tǒng)的最大負荷利用小時數(shù)Tmax為：5、電力系統(tǒng)各設(shè)備的額定電壓

1、用電設(shè)備的額定電壓用電設(shè)備的額定電壓為其它元件的參考電壓，以UN來表示，用電設(shè)備所接入端電壓一般容許在額定電壓的±5%范圍內(nèi)變動。5、電力系統(tǒng)各設(shè)備的額定電壓2、輸電線路的額定電壓輸電線路的首端和末端均可接用電設(shè)備，因此輸電線路的首端電壓不得超過用電設(shè)備額定電壓+5%，即U1=UN（1+5%），輸電線路的末端電壓不得低于用電設(shè)備額定電壓-5%，即U2=UN（1-5%）。所以在沒有調(diào)壓的情況下，輸電線路上可以容許10%的電壓損耗。輸電