《城市軌道交通變電所運行與維護》 課件 項目1任務1 電力系統(tǒng)的認知

項目1供電系統(tǒng)的認知任務1電力系統(tǒng)的認知【任務描述】認識典型電力系統(tǒng)的組成，識讀常見的供配電系統(tǒng)結構示意圖。01電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)的組成日常生活中的電能是如何傳輸?shù)角Ъ胰f戶的呢？首先，由發(fā)電廠發(fā)出三相交流電，利用升壓變壓器升壓，經(jīng)過很長距離的高壓輸電線路將電能輸送至用戶中心，再由變電所降壓后經(jīng)配電線路供給高壓和低壓用電設備，如圖1-1所示。圖1-1電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)的組成電力系統(tǒng)是由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電五個環(huán)節(jié)構成的一個完整系統(tǒng)。它將發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來。其中除了發(fā)電廠和電力用戶的部分，即電力系統(tǒng)中的各級電壓線路及其聯(lián)系的變配電所又稱為“電力網(wǎng)”，簡稱“電網(wǎng)”，它包含輸電、變電、配電三個環(huán)節(jié)。電力系統(tǒng)可以看作是由發(fā)電廠、電力網(wǎng)和電力用戶三個部分組成。1.發(fā)電廠發(fā)電廠又稱為“發(fā)電站”，是將自然界蘊藏的各種一次能源如水力、風力、太陽能和核能等轉(zhuǎn)換為電能的場所。常見的發(fā)電廠有火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、核電廠、太陽能發(fā)電廠等。1.發(fā)電廠（1）火力發(fā)電廠：火力發(fā)電目前在我國仍然處于主導地位?；鹆Πl(fā)電是將燃料燃燒時產(chǎn)生的的化學能轉(zhuǎn)換為電能。其優(yōu)點是建設投資小、工期短，但對環(huán)境污染較大。1.發(fā)電廠（2）水力發(fā)電廠：水力發(fā)電在我國總發(fā)電量中占據(jù)第二位。水力發(fā)電是把水的機械能轉(zhuǎn)換為電能。根據(jù)勢能公式E=mgh，水力發(fā)電廠要增加發(fā)電量，必須要增大儲水量和水位落差h。水力發(fā)電廠的優(yōu)點是生產(chǎn)過程簡單、易于實現(xiàn)自動化、無污染，缺點是建設投資大、工期長、受氣候和水文條件影響較大。（3）核電廠：核電廠是將核裂變產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)換為電能。其優(yōu)點是消耗燃料少，容量越大越經(jīng)濟，但一旦發(fā)生泄漏，會有放射性污染，對人類產(chǎn)生很大的危害。目前我國已經(jīng)建成的規(guī)模較大的核電站有浙江秦山核電站、廣東大亞灣核電站、陽江核電站等。（4）其他發(fā)電廠：目前我國正在大力發(fā)展的還有風能發(fā)電、太陽能發(fā)電、潮汐發(fā)電和地熱發(fā)電等。尤其是太陽能取之不盡用之不竭，且屬于非常清潔環(huán)保的能源，太陽能發(fā)電是未來發(fā)電廠重點發(fā)展的方向。2.電力網(wǎng)電力網(wǎng)是由各類變配電所與輸電線路組成的電能傳輸和分配的網(wǎng)絡。它的任務是將發(fā)電廠生產(chǎn)的電能輸送、變換和分配到電能用戶。2.電力網(wǎng)目前中國電網(wǎng)按照運行和管理機制分為兩大電網(wǎng)，即國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)。其中國家電網(wǎng)公司由5個區(qū)域電網(wǎng)公司組成，包含華中電網(wǎng)、華東電網(wǎng)、華北電網(wǎng)、西北電網(wǎng)和東北電網(wǎng)，南方電網(wǎng)獨立于國家電網(wǎng)，單獨運營和管理。2.電力網(wǎng)為什么要組建電網(wǎng)呢？一是保證發(fā)電與供電的安全可靠性，調(diào)整地區(qū)間的電力供需平衡，保證電能質(zhì)量。二是提高經(jīng)濟性，減少電能損耗、降低發(fā)電和輸配電成本，獲得最大的經(jīng)濟利益。3.電力用戶電力用戶是指將電能轉(zhuǎn)換為所需要的其他形式能量的工廠或用電設備。如電視機、空調(diào)、電動機、照明設備等。電力系統(tǒng)中的用戶，按其對供電可靠性的要求及停電造成的影響不同，一般分為三級。一級負荷：中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成重大損失及影響或造成人身傷亡的電力負荷。如重要交通樞紐、重要通信樞紐、大型體育場館、經(jīng)常用于國際活動的大量人員集中的公共場所等用電單位中的重要負荷、醫(yī)院急診室手術室等用電負荷。二級負荷：中斷供電將在政治、經(jīng)濟上造成較大損失或影響的電力負荷。三級負荷：不屬于一、二級負荷的電力負荷，停電后造成的損失不大，如居民用電負荷。3.電力用戶（1）一級負荷對電源的要求普通一級負荷應由兩個獨立電源供電，當其中一個電源發(fā)生故障時，另一個電源不應同時受到損壞。特別重要的一級負荷，除由上述兩個電源供電外，還應增設應急電源，如獨立于正常電源的發(fā)電機組、蓄電池組等。（2）二級負荷對電源的要求二級負荷一般由雙回路供電，供電變壓器也應有兩臺，兩個回路電源線應盡量引自不同的變壓器或兩段母線，當其中有一條回路或一臺變壓器發(fā)生故障時，二級負荷應不致中斷供電，或中斷供電后能迅速恢復供電。（3）三級負荷對電源的要求三級負荷對電源無特殊要求，一般單電源供電即可。02電力系統(tǒng)設備的額定電壓1.我國電網(wǎng)（或電力線路）額定電壓等級010203電網(wǎng)或電力線路的額定電壓是國家規(guī)定的特定電壓等級，是確定其他各類電氣設備額定電壓的基本依據(jù)。按國標規(guī)定，額定電壓分為三類:第二類額定電壓為100V-1000V之間電壓等級，常用220V、380V，主要用于低壓動力和照明設備等。在電力系統(tǒng)中，通常把1kV以下的電壓稱為低壓，1kV以上的電壓稱為高壓。三相電力設備的額定電壓指線電壓。第一類額定電壓為100V及以下電壓等級，如12V、24V、36V等，主要用于安全照明、潮濕工地建筑內(nèi)部的局部照明及小容量負荷。第三類額定電壓為1kV以上電壓等級，主要用于電力系統(tǒng)中發(fā)電機、變壓器、輸配電設備及高壓用電設備。2.電力系統(tǒng)各設備的額定電壓231（1）用電設備用電設備一般接在電力線路的末端，用電設備的額定電壓規(guī)定與同級電網(wǎng)的額定電壓相同。用電設備電壓一般允許在額定電壓±5%范圍內(nèi)波動。（2）發(fā)電機發(fā)電機通常接在電力系統(tǒng)的首端，發(fā)電機額定電壓規(guī)定高于同級電網(wǎng)額定電壓5％，以補償線路上的電壓損耗。（3）電力變壓器變壓器額定電壓又分一次側繞組和二次側繞組額定電壓。電力系統(tǒng)各設備的額定電壓1)電力變壓器一次側繞組的額定電壓該額定電壓跟它所連接的設備有關，分兩種情況:①當變壓器直接與發(fā)電機相連時，則變壓器一次側繞組的額定電壓等于發(fā)電機額定電壓，如圖中的變壓器T1。②當變壓器不與發(fā)電機相連，而是與線路相連時，則變壓器一次側繞組的額定電壓等于同級電網(wǎng)額定電壓，如圖中的變壓器T2。電力系統(tǒng)各設備的額定電壓2)變壓器二次側繞組的額定電壓該額定電壓與二次側供電線路的長短有關，也分兩種情況:①變壓器二次側供電線路較長，則二次繞組額定電壓應比相連的同級電網(wǎng)額定電壓高10％，其中變壓器二次側繞組電壓損耗占5％，輸電線路電壓損耗占5％，如圖中的變壓器T1。②變壓器二次側供電線路較短，則二次繞組額定電壓應比相連的同級電網(wǎng)額定電壓高5％，其中變壓器二次側繞組電壓損耗占5％，輸電線路電壓損耗因供電線路短損耗小忽略不計，如圖中變壓器T2。03工廠供配電系統(tǒng)結構示意圖認識工廠供配電系統(tǒng)結構示意圖認識由發(fā)電機發(fā)出三相交流電，經(jīng)過發(fā)電廠的升壓變壓器升為35~500kV的三相交流電，其中以升壓為110kV和220kV居多，升壓的目的是為了降低很長輸電線路上的電能損耗。經(jīng)過長距離的高壓輸電線路將電能輸送至用戶中心，再由總降壓變電所將三相交流35~500kV的電壓變換為三相交流6~10kV供給工廠的高壓設備，之后由高壓配電線路將電能輸送到低壓用戶中心，車間變電所將三相交流6~10kV