電力系統(tǒng)組成

關(guān)于電力系統(tǒng)組成目錄第一章供電系統(tǒng)基本概念第二章負(fù)荷計(jì)算第三章短路電流計(jì)算第四章供電系統(tǒng)電氣設(shè)備選擇第五章電力線路第六章供電系統(tǒng)繼電保護(hù)原理第七章微機(jī)保護(hù)原理第八章企業(yè)用電的無功補(bǔ)償及諧波抑制第九章過電壓及其保護(hù)第十章變電站二次接線第十一章配電自動(dòng)化第十二章特殊行業(yè)的安全供電第2頁,共22頁，2024年2月25日，星期天第一章供電系統(tǒng)基本概念1.1、電力系統(tǒng)組成1.2、供電系統(tǒng)及接線方式1.3、電網(wǎng)中性點(diǎn)及運(yùn)行方式第3頁,共22頁，2024年2月25日，星期天1.1電力系統(tǒng)組成一、電力系統(tǒng)的基本概念1、電力系統(tǒng)概念由發(fā)電廠、變電所、輸配電線路和電力用戶有機(jī)連接起來的整體。電力系統(tǒng)包括發(fā)電、變電、輸電、配電直到用電這樣一個(gè)全過程。第4頁,共22頁，2024年2月25日，星期天2、發(fā)電廠概念：生產(chǎn)電能的工廠，把各種天然能源轉(zhuǎn)化電能。分類：按發(fā)電廠能源取得的方式不同分類火力發(fā)電廠水力發(fā)電廠核電廠其它形式電廠柴油機(jī)廠太陽能電廠風(fēng)力電廠潮汐電廠地?zé)犭姀S70％20％小容量的電廠：利用一次能源發(fā)電的電廠：第5頁,共22頁，2024年2月25日，星期天3、變電所（1）概念：變換電壓和交換電能的場所（2）組成：變壓器及配電裝置（3）分類升壓變電所降壓變電所按其在電力系統(tǒng)中的地位和作用分區(qū)域變電所企業(yè)變電所車間變電所按變壓器的性質(zhì)和作用分第6頁,共22頁，2024年2月25日，星期天4、電力用戶概念：在各行各業(yè)中所應(yīng)用的各類用電設(shè)備統(tǒng)稱為電力用戶電力系統(tǒng)中，通常將某一個(gè)企業(yè)或由同一線路供電的多個(gè)企業(yè)用電設(shè)備的總和看作一個(gè)電力用戶。第7頁,共22頁，2024年2月25日，星期天5、電力網(wǎng)（1）概念：在電力系統(tǒng)中，由升壓和降壓變電所通過輸、配電線路連接起來的部分。（2）作用輸送、變換和分配電能。聯(lián)系發(fā)電廠和電力用戶的中間環(huán)節(jié)。綜上所述，電力系統(tǒng)=發(fā)電廠+電力網(wǎng)+電力用戶電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)構(gòu)成示意圖如圖1-1,電力系統(tǒng)組成舉例：圖1-2第8頁,共22頁，2024年2月25日，星期天圖1－1電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)構(gòu)成示意圖電力用戶G輸電線路配電線路電力網(wǎng)電力系統(tǒng)升壓變電所降壓變電所發(fā)電廠第9頁,共22頁，2024年2月25日，星期天圖1－2電力系統(tǒng)組成舉例第10頁,共22頁，2024年2月25日，星期天6、電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)a.發(fā)電機(jī)在某一時(shí)刻發(fā)出的電能，經(jīng)過輸電線路立刻送給了用電設(shè)備，而用電設(shè)備立刻又轉(zhuǎn)換為其他形式的能量，發(fā)電－供電－用電的全過程是在一瞬間完成的。b.發(fā)電量隨用電量的變化而變化，生產(chǎn)量和消費(fèi)量是嚴(yán)格平衡的。電能用戶如何用電、用多少電，電網(wǎng)及電氣設(shè)備的工作狀態(tài)等都會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行。c.電力系統(tǒng)的暫態(tài)過程非常迅速，以10－3～10－6s計(jì)。d.對電能質(zhì)量（電壓和頻率）要求非常嚴(yán)格。e.一旦中斷供電可能給國民經(jīng)濟(jì)和人民生活造成重大損失。f.電能目前還不能大量存儲(chǔ)。第11頁,共22頁，2024年2月25日，星期天7、電力系統(tǒng)接線圖第12頁,共22頁，2024年2月25日，星期天二、電力系統(tǒng)的電壓等級1、額定電壓：（銘牌上所標(biāo)的電壓）定義：能使受電器（電機(jī)、變壓器、用電設(shè)備）正常工作的電壓。2、我國額定電壓等級為了使電力工業(yè)和電力制造業(yè)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化、系列化，世界上許多國家和組織都制定了有關(guān)額定電壓的標(biāo)準(zhǔn)。我國電力網(wǎng)額定電壓等級如下：0.22、0.38、3、6、35、（60）、110、220、330、500、750、1000KV第13頁,共22頁，2024年2月25日，星期天低壓電網(wǎng)：3KV以下高壓電網(wǎng)：3~330KV超高壓電網(wǎng)：330~1000KV特高壓電網(wǎng)：1000KV及以上1000KV電網(wǎng)簡介：2006年8月19日，我國首條1000kV特高壓示范線路工程開工建設(shè)。中國電網(wǎng)開始邁向世界電網(wǎng)科技巔峰。這一天，必將載入史冊。據(jù)悉，有30多位院士、300多名教授、800名高級工程師及博士在內(nèi)的2000多名科技工作者參與了這一舉世矚目的輸電工程研究和設(shè)計(jì)。線路全長約653.8千米，包括三站兩線，起于山西省長治的晉東南變電站，經(jīng)河南省南陽開關(guān)站，止于湖北省荊門變電站，聯(lián)接華北、華中兩大電網(wǎng)，將于2008年建成投運(yùn)。中國電機(jī)工程學(xué)會(huì)理事長陸延昌用幾組數(shù)字說明特高壓電網(wǎng)的優(yōu)勢：一回1000千伏特高壓交流輸電線路輸送功率接近500萬千瓦，約為500千伏線路的4～5倍；同時(shí)特高壓交流線路在輸送功率相同的情況下，可將最遠(yuǎn)送電距離延長3倍，而損耗只有500千伏線路的25％～40％。輸送同樣的功率，采用1000千伏線路與500千伏線路相比，可節(jié)省60%土地資源電網(wǎng)分類第14頁,共22頁，2024年2月25日，星期天3、各種電氣設(shè)備的額定電壓

因?yàn)樵谳旊娋€路輸送負(fù)荷電流時(shí)必然要產(chǎn)生電壓損失，為了保證電網(wǎng)末端的用電設(shè)備工作在正常電壓下，國家規(guī)定：（1）電力網(wǎng)及用電設(shè)備的額定電壓用電設(shè)備容許的電壓偏移一般為5%，沿線電壓降落一般為10%，因而要求線路始端電壓為額定值的1.05倍，并使末端電壓不低于額定值的0.95倍。

可取線路始末兩端電壓的平均值Uav作為電力網(wǎng)的額定電壓。用電設(shè)備額定電壓=同級電網(wǎng)的額定電壓UNU1=1.05UNU3=0.95UNU2=UN123T第15頁,共22頁，2024年2月25日，星期天（2）發(fā)電機(jī)額定電壓發(fā)電機(jī)通常接于線路始端，因此發(fā)電機(jī)的額定電壓為線路額定電壓的1.05倍UGN

＝UN（1＋5％）例如：線路電壓為10KV，則發(fā)電機(jī)電壓為10.5KV.第16頁,共22頁，2024年2月25日，星期天（3）變壓器額定電壓變壓器具有發(fā)電機(jī)和負(fù)荷的雙重地位，它的一次側(cè)是接受電能的，相當(dāng)于用電設(shè)備；二次側(cè)是送出電能的，相當(dāng)于發(fā)電機(jī)。變壓器一次側(cè)額定電壓：①變壓器一次側(cè)額定電壓取等同于用電設(shè)備額定電壓；②對于直接和發(fā)電機(jī)相聯(lián)的變壓器，其一次側(cè)額定電壓等于發(fā)電機(jī)的額定電壓，即：U1N＝UGN＝UN（1＋5％）變壓器二次側(cè)額定電壓：①當(dāng)距用電設(shè)備較近時(shí)，取比線路額定電壓高5%。②當(dāng)距用電設(shè)備較遠(yuǎn)時(shí)，變壓器二次額定電壓取比線路額定電壓高10%。因變壓器二次側(cè)額定電壓規(guī)定為空載時(shí)的電壓，高出的10％電壓其中有5％用來補(bǔ)償正常負(fù)載時(shí)變壓器內(nèi)部阻抗和線路阻抗所造成的損失。第17頁,共22頁，2024年2月25日，星期天10.5KV10.5KV/242KV10.5KV/3.15KV220KV/121KV/38.5KV35KV/6.6KVGT110KVT4T2T3D1220KV110KV6KV35KV3KV舉例：已知線路額定電壓如圖所示，請標(biāo)出發(fā)電機(jī)額定電壓和變壓器T1、T2、T3、T4一、二次側(cè)的額定電壓。發(fā)電機(jī)額定電壓：比同級電網(wǎng)高5％，為10×（1＋5％）＝10.5KV；變壓器T1一次側(cè)額定電壓：等于發(fā)電機(jī)額定電壓，所以為10.5KV

變壓器T2一次側(cè)額定電壓：相當(dāng)于用電設(shè)備額定電壓，所以為220KV

變壓器T1二次側(cè)額定電壓：比同級電網(wǎng)線路高10％，為220×（1＋10％）＝242KV變壓器T2中壓側(cè)（二次側(cè)）額定電壓：比同級電網(wǎng)線路高10％，為110×（1＋10％）＝121KV變壓器T2低壓側(cè)（二次側(cè)）額定電壓：比同級電網(wǎng)線路高10％，為35×（1＋10％）＝38.5KV第18頁,共22頁，2024年2月25日，星期天2、供電系統(tǒng)電壓等級的確定（1）技術(shù)指標(biāo)包括電能質(zhì)量，供電的可靠性，配電的合理性及適應(yīng)將來發(fā)展的情況（2）經(jīng)濟(jì)指標(biāo)包括基建投資，有色金屬消耗量，年電能損失費(fèi)及年維修費(fèi)等。（3）與輸送距離和容量有關(guān)S=UI當(dāng)S一定時(shí)，U愈高，I愈小，線路上電壓與功率損耗愈小，電力傳輸距離愈長，所需導(dǎo)線截面積愈小，投資愈少。當(dāng)I一定時(shí)，U愈高，S愈大。當(dāng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)相差不大時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用電壓等級較高的方案。第19頁,共22頁，2024年2月25日，星期天電壓等級與輸送容量和輸送距離之間的關(guān)系額定電壓(KV)輸送功率(MW)輸送距離(Km)60.1~1.24~15100.2~26~20352~1020~5011010~5050~150220100~500100~300330200~1000200~600500750~1800400~1000第20頁,共22頁，2024年2月25日，星期天

目前，我國電力系統(tǒng)中，220kv以上電壓等級多用于大型電力系統(tǒng)的主干線，

110kv多用于中、小型電力系統(tǒng)的主干線，也可用于大型電力系統(tǒng)的二次網(wǎng)絡(luò)；