電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)專題培訓(xùn)課件2

電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)12什么是電力系統(tǒng)？223

電力網(wǎng)：電力系統(tǒng)中各種電壓的變電所及輸配電線路組成的統(tǒng)一體。電力系統(tǒng)：由發(fā)電廠中的電氣部分、各類變電所及輸電、配電線路及各種類型的用電設(shè)備組成的統(tǒng)一體，稱為電力系統(tǒng)。具體組成如下：發(fā)電廠：生產(chǎn)電能。電力網(wǎng)：變換電壓、傳送電能。由變電所和電力線路組成。配電系統(tǒng)：將系統(tǒng)的電能傳輸給電力用戶。電力用戶：高壓用戶額定電壓在1kV以上，低壓用戶額定電壓在1kV以下。用電設(shè)備：消耗電能。

動(dòng)力系統(tǒng)：在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，把發(fā)電廠的動(dòng)力部分（例如火力發(fā)電廠的鍋爐、汽輪機(jī)和水力發(fā)電廠的水庫(kù)、水輪機(jī)以及核動(dòng)力發(fā)電廠的反應(yīng)堆等）包含在內(nèi)的系統(tǒng)。通常，將發(fā)電廠電能送到負(fù)荷中心的線路叫輸電線路。負(fù)荷中心至各用戶的線路叫配電線路。負(fù)荷中心一般設(shè)變電站

。3電力網(wǎng)：電力系統(tǒng)中各種電壓的變電所及輸配電線路組成的統(tǒng)一34G~M~M~電力網(wǎng)電力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)電廠發(fā)電機(jī)變電所升壓變壓器輸電線路變電所降壓變壓器用戶用電設(shè)備4GMM電力網(wǎng)電力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)電廠變電所輸電線路變電所用戶4電氣部分聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載電氣的本意就是電，也就是：帶電的、生產(chǎn)和使用電能的，與電相關(guān)的。對(duì)于電氣部分可以泛泛地理解為：由所有帶電設(shè)備及其附屬設(shè)備所組成的全部。包括風(fēng)電場(chǎng)在內(nèi)的各類發(fā)電廠站、實(shí)現(xiàn)電壓等級(jí)變換和能量輸送的電網(wǎng)、消耗電能的各類設(shè)備（用戶或負(fù)荷）共同構(gòu)成了電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)就是用于生產(chǎn)、傳輸、變換、分配和消耗電能的系統(tǒng)。各個(gè)環(huán)節(jié)的帶電部分統(tǒng)稱為其各自的電氣部分。電氣部分聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載電氣的本意就是電，也就是：帶5電氣設(shè)備電氣設(shè)備6電氣設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載電力系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行，是通過(guò)各種電氣設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電氣設(shè)備的功能各不相同，分為：一次設(shè)備和二次設(shè)備。一次設(shè)備即生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用電能的設(shè)備，有發(fā)電機(jī)、變壓器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、輸電線路、接地裝置等。二次設(shè)備是指對(duì)一次系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量、控制、監(jiān)視和保護(hù)的設(shè)備，有互感器、測(cè)量?jī)x表、繼電保護(hù)等。電氣設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載電力系統(tǒng)的生產(chǎn)運(yùn)行，是通過(guò)各7一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載①生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備發(fā)電機(jī)－機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能；一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載①生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備8一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載①生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備發(fā)電機(jī)－機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能；電動(dòng)機(jī)－電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載①生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備鼠籠9一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載①生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備發(fā)電機(jī)－機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能；電動(dòng)機(jī)－電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；變壓器－電壓升高或降低，滿足輸配電需要。一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載①生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備10PicturesofTransformersPicturesofTransformers11PicturesofTransformersPicturesofTransformers12PicturesofTransformersPicturesofTransformers13一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載②接通或斷開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)電器

斷路器－正常時(shí)用來(lái)接通和斷開(kāi)負(fù)荷電流；

故障時(shí)受繼電保護(hù)控制，將電路自動(dòng)斷開(kāi)。一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載②接通或斷開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)電器14聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載少油斷路器聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載少油斷路器15罐式及磁柱式SF6斷路器罐式及磁柱式SF6斷路器16一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載②接通或斷開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)電器

斷路器－正常時(shí)用來(lái)接通和斷開(kāi)負(fù)荷電流；

故障時(shí)受繼電保護(hù)控制，將電路自動(dòng)斷開(kāi)。

隔離開(kāi)關(guān)－將一次設(shè)備與帶電部分可靠隔離，沒(méi)有滅弧裝置，只有在斷路器斷開(kāi)后，才能接通和斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)。一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載②接通或斷開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)電器17聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載低壓真空隔離開(kāi)關(guān)聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載低壓真空隔離開(kāi)關(guān)18

19

20一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載②接通或斷開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)電器

斷路器－正常時(shí)用來(lái)接通和斷開(kāi)負(fù)荷電流；

故障時(shí)受繼電保護(hù)控制，將電路自動(dòng)斷開(kāi)。

隔離開(kāi)關(guān)－將一次設(shè)備與帶電部分可靠隔離，沒(méi)有滅弧裝置，只有在斷路器斷開(kāi)后，才能接通和斷開(kāi)隔離開(kāi)關(guān)。

熔斷器－

接觸器－一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載②接通或斷開(kāi)電路的開(kāi)關(guān)電器21聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載高壓跌落式熔斷器負(fù)荷開(kāi)關(guān)及熔斷器聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載高壓跌落式熔斷器負(fù)荷開(kāi)關(guān)及熔斷器22一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載③

限制故障電流和防御過(guò)電壓的電器

電抗器－限制短路電流，維持母線殘壓。

避雷器－防御過(guò)電壓。④接地裝置：與地中的接地網(wǎng)相連電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的工作接地，保護(hù)人身安全的保護(hù)接地。一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載③限制故障電流和防御過(guò)電壓23一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載⑤載流導(dǎo)體：將電氣設(shè)備連接起來(lái)分為硬導(dǎo)體和軟導(dǎo)體。一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載⑤載流導(dǎo)體：將電氣設(shè)備連接24一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載⑤載流導(dǎo)體：將電氣設(shè)備連接起來(lái)

母線－匯集和分配電能。一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載⑤載流導(dǎo)體：將電氣設(shè)備連接25一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載26一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載⑤載流導(dǎo)體：將電氣設(shè)備連接起來(lái)

母線－匯集和分配電能。

架空線－終端線、聯(lián)絡(luò)線。一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載⑤載流導(dǎo)體：將電氣設(shè)備連接27電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)專題培訓(xùn)課件228一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載⑤載流導(dǎo)體：將電氣設(shè)備連接起來(lái)

母線－匯集和分配電能。

架空線－終端線、聯(lián)絡(luò)線。

電纜－城市、廠站內(nèi)部或附近、穿越江河或海峽時(shí)使用。一次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載⑤載流導(dǎo)體：將電氣設(shè)備連接29二次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載①儀用互感器：將電路中高電壓或大電流轉(zhuǎn)換成低電壓、小電流，

供給儀表和保護(hù)裝置使用主要是：電壓互感器PT，電流互感器CT

。二次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載①儀用互感器：30聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載電流互感器電壓互感器聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載電流互感器電壓互感器31二次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載②測(cè)量表計(jì)：測(cè)量電路中的電氣參數(shù)例如：電壓表，電流表，功率因數(shù)表。二次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載②測(cè)量表計(jì)：測(cè)量電路中的電氣32電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)專題培訓(xùn)課件233電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)專題培訓(xùn)課件234二次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載③繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置：迅速反應(yīng)不正常情況并進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)④直流電源設(shè)備：供給控制、保護(hù)和廠用直流負(fù)荷、事故照明例如：直流發(fā)電機(jī)組，蓄電池組，硅整流設(shè)備⑤操作電器、信號(hào)設(shè)備及控制電纜二次設(shè)備聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載③繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置：35一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載一次設(shè)備相互連接構(gòu)成了傳輸能量的一次系統(tǒng)。二次設(shè)備相互連接構(gòu)成了監(jiān)控保護(hù)的二次系統(tǒng)。一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載一次設(shè)備相互連接構(gòu)36電氣接線在發(fā)電廠和變電站中，根據(jù)電氣設(shè)備的作用和具體要求，按照一定方式由導(dǎo)體連接形成的傳輸能量（一次部分）和信號(hào)（二次部分）的電路，稱為電氣接線。對(duì)這個(gè)電路的圖形描述被稱為一次接線圖（又稱電氣主接線圖）和二次回路圖。電氣接線在發(fā)電廠和變電站中，根據(jù)電氣設(shè)備的作用和具體要求，按37電氣主接線圖主接線圖是一種單線圖，由規(guī)定的電氣設(shè)備圖形符號(hào)和文字符號(hào)組成，按照工作順序排列，詳細(xì)表示系統(tǒng)中的全部電氣設(shè)備(或成套裝置)及其連接關(guān)系。電氣主接線圖主接線圖是一種單線圖，38電氣主接線的圖形符號(hào)電氣主接線的圖形符號(hào)39（1）最基本的一次設(shè)備一次設(shè)備的圖形符號(hào)（1）最基本的一次設(shè)備一次設(shè)備的圖形符號(hào)40看一個(gè)簡(jiǎn)化的發(fā)電廠電氣系統(tǒng)示意圖

一次設(shè)備的圖形符號(hào)看一個(gè)簡(jiǎn)化的發(fā)電廠電氣系統(tǒng)示意圖一次設(shè)備的圖形符號(hào)41（2）開(kāi)關(guān)設(shè)備一次設(shè)備的圖形符號(hào)（2）開(kāi)關(guān)設(shè)備一次設(shè)備的圖形符號(hào)42一次設(shè)備的圖形符號(hào)變電站的主接線圖

一次設(shè)備的圖形符號(hào)變電站的主接線圖43（3）防雷和接地設(shè)備一次設(shè)備的圖形符號(hào)（3）防雷和接地設(shè)備一次設(shè)備的圖形符號(hào)44（4）互感器一次設(shè)備的圖形符號(hào)（4）互感器一次設(shè)備的圖形符號(hào)45主要電氣一次設(shè)備的圖形符號(hào)

主要電氣一次設(shè)備的圖形符號(hào)46風(fēng)電場(chǎng)電氣部分的構(gòu)成風(fēng)電場(chǎng)電氣部分的構(gòu)成47風(fēng)電場(chǎng)的電氣部分的構(gòu)成聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載由于風(fēng)電場(chǎng)自身的電氣特點(diǎn)，風(fēng)電場(chǎng)電氣部分與常規(guī)發(fā)電廠站的電氣部分也不盡相同。風(fēng)電場(chǎng)的電氣部分也是由一次部分和二次部分共同組成，這一點(diǎn)和常規(guī)發(fā)電廠站是一樣的。二次部分將在后面介紹，這里主要介紹電氣一次系統(tǒng)。風(fēng)電場(chǎng)的電氣部分的構(gòu)成聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載由于風(fēng)電場(chǎng)自身48風(fēng)電場(chǎng)的電氣部分的構(gòu)成123457689風(fēng)電場(chǎng)電氣一次系統(tǒng)示意圖1風(fēng)機(jī)葉輪，2傳動(dòng)裝置，3發(fā)電機(jī)，4變流器，5機(jī)組升壓變壓器，6、升壓站中的配電裝置

7升壓站中的升壓變壓器，8升壓站中的高壓配電裝置，9架空線路風(fēng)電場(chǎng)的電氣部分的構(gòu)成123457689風(fēng)電場(chǎng)電氣一次系統(tǒng)示49風(fēng)電場(chǎng)的電氣部分的構(gòu)成聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載根據(jù)在電能生產(chǎn)過(guò)程中的整體功能，風(fēng)電場(chǎng)電氣一次系統(tǒng)可以分為四個(gè)主要部分： 風(fēng)電機(jī)組、 集電系統(tǒng)、 升壓站、 廠用電系統(tǒng)。風(fēng)電場(chǎng)的電氣部分的構(gòu)成聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載根據(jù)在電能生產(chǎn)50風(fēng)電場(chǎng)的電氣部分的構(gòu)成聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載風(fēng)電機(jī)組，除了風(fēng)力機(jī)和發(fā)電機(jī)以外，還包括電力電子換流器（有時(shí)也稱為變頻器）和對(duì)應(yīng)的機(jī)組升壓變壓器。目前，風(fēng)電場(chǎng)的主流風(fēng)力發(fā)電機(jī)本身輸出電壓為690V，經(jīng)過(guò)機(jī)組升壓變壓器將電壓升高到10kV或35kV。風(fēng)電場(chǎng)的電氣部分的構(gòu)成聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載風(fēng)電機(jī)組，除了51風(fēng)電場(chǎng)的電氣部分的構(gòu)成聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載集電系統(tǒng)將風(fēng)電機(jī)組生產(chǎn)的電能按組收集起來(lái)。分組采用位置就近原則，每組風(fēng)電機(jī)組的數(shù)目大體相同。同組各臺(tái)機(jī)組輸出(升壓后)一般可由電纜線路直接并聯(lián)，匯集為一條10kV或35kV架空線路輸送到升壓變電站。采用地下電纜還是架空線，還要看風(fēng)電場(chǎng)的具體情況。風(fēng)電場(chǎng)的電氣部分的構(gòu)成聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載集電系統(tǒng)將風(fēng)電52風(fēng)電場(chǎng)的電氣部分的構(gòu)成聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載升壓變電站的主變壓器將集電系統(tǒng)匯集的電能再次升高。達(dá)到一定規(guī)模的風(fēng)電場(chǎng)一般可將電壓升高到110kV或220kV接入電力系統(tǒng)。對(duì)于規(guī)模更大的風(fēng)電場(chǎng)，例如百萬(wàn)千瓦級(jí)的特大型風(fēng)電場(chǎng)，還可能需要進(jìn)一步升高到500kV或更高。風(fēng)電場(chǎng)的電氣部分的構(gòu)成聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載升壓變電站的主53風(fēng)電場(chǎng)的電氣部分的構(gòu)成聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的電能并不是全都送入電網(wǎng)，有一部分在風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)部就用掉了。風(fēng)電場(chǎng)的廠用電，也就是風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)用電的部分，包括：維持風(fēng)電場(chǎng)正常運(yùn)行及安排檢修維護(hù)等生產(chǎn)用電，風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)人員在風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的生活用電等。風(fēng)電場(chǎng)的電氣部分的構(gòu)成聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的54電氣系統(tǒng)的一些基本概念電氣系統(tǒng)的一些基本概念55電氣主接線圖的作用聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載以單線圖的方式詳細(xì)地表示電氣設(shè)備(或成套裝置)的全部基本組成和連接關(guān)系；可表明具體廠站的電能匯集和分配關(guān)系及相關(guān)運(yùn)行方式?，F(xiàn)代電力系統(tǒng)是三相交流電力系統(tǒng)，而電氣主接線圖主要是以單相圖的形式來(lái)表征三相電路；對(duì)于某些需要表示接線特征的設(shè)備則要表示其三相特征，比如：變壓器、電壓互感器和電流互感器等。電氣主接線圖的作用聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載以單線圖的方式詳細(xì)56電源和負(fù)荷聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載電源是提供電能的電氣部分；負(fù)荷是接受電能的電氣部分。風(fēng)電場(chǎng)中，風(fēng)電機(jī)組是電源，升壓變壓器是它的負(fù)荷。通常認(rèn)為相對(duì)于需要分析的具體電氣設(shè)備，能為其提供電能的相關(guān)設(shè)備即為其電源。注意：電源和負(fù)荷是相對(duì)的概念。同一條線路，在作不同的分析時(shí)，可能是負(fù)荷的電源，也可能是電源的負(fù)荷。在分析主接線時(shí)，要將它們看作是帶電的。發(fā)電機(jī)、變壓器、線路都有可能作為電源。電源和負(fù)荷聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載電源是提供電能的電氣部分；57電源和負(fù)荷聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載向負(fù)荷可靠供電是電力系統(tǒng)的首要要求，由于不同負(fù)荷斷電后在政治、經(jīng)濟(jì)上所造成的損失或影響程度不同，可將電力負(fù)荷分為不同等級(jí)。不同的電力負(fù)荷，所要求的供電可靠性不同，因而對(duì)供電電源的要求也不同。電源和負(fù)荷聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載向負(fù)荷可靠供電是電力系統(tǒng)的58設(shè)備的工作狀態(tài)聲明：內(nèi)部資料請(qǐng)匆轉(zhuǎn)載安裝使用的電氣設(shè)備，有四種工作狀態(tài)：運(yùn)行狀態(tài)：電氣設(shè)備的斷路器、隔離開(kāi)關(guān)都在合閘位置；熱備用狀態(tài)：設(shè)備只斷開(kāi)斷路器而隔離開(kāi)關(guān)仍在合