電力系統簡介課件

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1、 3.3.2 3.3.2 電力系統的組成與特點電力系統的組成與特點 1.電力系統的組成電力系統的組成 發電、輸電、變電、配電、用電設備及相應的輔助系統組發電、輸電、變電、配電、用電設備及相應的輔助系統組成的電能生產、輸送、分配、使用的統一整體稱為電力系統。成的電能生產、輸送、分配、使用的統一整體稱為電力系統。由輸電、變電、配電設備及相應的輔助系統組成的聯系發電由輸電、變電、配電設備及相應的輔助系統組成的聯系發電與用電的統一整體稱為電力網。與用電的統一整體稱為電力網。電力系統也可描述為是由電源、電力網以及用戶組成的整體。電力系統也可描述為是由電源、電力網以及用戶組成的整體。3.3電力系統電力系統

2、簡介 3.3.2 3.3.2 電力系統的組成與特點電力系統的組成與特點 1.電力系統的組成電力系統的組成電力網分：輸電電力網分：輸電網，配電網。網，配電網。企業內部與建企業內部與建筑物、構筑物的筑物、構筑物的供配電系統是由供配電系統是由變變(配配)電站、供電站、供配電線路和用電配電線路和用電設備組成的。設備組成的。3.3電力系統電力系統簡介 3.3.2 3.3.2 電力系統的組成與特點電力系統的組成與特點 2.電力系統電力系統 中的基本元件（設備）中的基本元件（設備）系統元件：是指構成電力系統的電氣元件（或稱電氣設備系統元件：是指構成電力系統的電氣元件（或稱電氣設備)一次系統設備：系統中的發電

3、、輸變電與供配電等環節叫做一次系統設備：系統中的發電、輸變電與供配電等環節叫做一次系統。一次系統。如：發電設備（發電機）、輸電線路、變壓器、如：發電設備（發電機）、輸電線路、變壓器、各類開關等。各類開關等。3.3電力系統電力系統簡介 3.3.2 3.3.2 電力系統的組成與特點電力系統的組成與特點 2.電力系統電力系統 中的基本元件（設備）中的基本元件（設備）二次系統設備：二次系統設備：包括繼電保護、測量和調度等環節。包括繼電保護、測量和調度等環節。繼電保護：對系統進行保護。當系統出現故障繼電保護：對系統進行保護。當系統出現故障(如短路、過電如短路、過電流、斷相、接地等流、斷相、接地等)時，自

4、動動作，切除故障線路與設備；時，自動動作，切除故障線路與設備；測量元件：對電力系統的運行參數進行在線測定和顯示，如測量元件：對電力系統的運行參數進行在線測定和顯示，如電壓、電流、功率、功率因數等；電壓、電流、功率、功率因數等；調度元件：負荷分配、功率平衡、電壓調整、線路的投入與調度元件：負荷分配、功率平衡、電壓調整、線路的投入與切除等工作。切除等工作。3.3電力系統電力系統簡介 3.3.2 3.3.2 電力系統的組成與特點電力系統的組成與特點3.3.電力系統的特點電力系統的特點 (1)(1)電能的生產是產、供、銷同時發生，同時完成。發、供、電能的生產是產、供、銷同時發生，同時完成。發、供、用之

5、間始終是保持平衡的。用之間始終是保持平衡的。(2)(2)過渡過程十分短暫。如開關的切換操作、電網的短路等過過渡過程十分短暫。如開關的切換操作、電網的短路等過程，都是在極短的時間內完成的。系統中的過渡過程的時間是毫、程，都是在極短的時間內完成的。系統中的過渡過程的時間是毫、微秒級的。為了保證電力系統的正常運行，必須設置完善的自動微秒級的。為了保證電力系統的正常運行，必須設置完善的自動控制與保護系統，對系統進行靈敏而快速的監視、測量和保護，控制與保護系統，對系統進行靈敏而快速的監視、測量和保護，以把系統的切換、操作或故障引起系統的變化限制在一定的范圍以把系統的切換、操作或故障引起系統的變化限制在一

6、定的范圍之內。之內。3.3電力系統電力系統簡介 3.3.2 3.3.2 電力系統的組成與特點電力系統的組成與特點3.電力系統的特點電力系統的特點 (3)(3)電力系統有較強的地區性特電力系統有較強的地區性特點。我國地域遼闊，自然資源分布很點。我國地域遼闊，自然資源分布很廣，從而使我國的電源結構有很強的廣，從而使我國的電源結構有很強的地域性特色。有的地區以火電為主，地域性特色。有的地區以火電為主，有的地區以水電為主。而各地域的經有的地區以水電為主。而各地域的經濟發展情況不一樣，工業布局、城市濟發展情況不一樣，工業布局、城市規劃、電氣化水平等也不盡相同。常規劃、電氣化水平等也不盡相同。常說的說的“

7、西電東送西電東送”、“北煤南運北煤南運”、“南水北調南水北調”等就是這種地區特色的等就是這種地區特色的具體寫照。具體寫照。3.3電力系統電力系統簡介 3.3.3 3.3.3 發電廠和變電所的類型及特點發電廠和變電所的類型及特點 1發電廠的類型和特點發電廠的類型和特點任務：生產電能任務：生產電能 根據所利用一次能源形式的不同：根據所利用一次能源形式的不同：水力發電廠水力發電廠火力發電廠火力發電廠核能發電廠核能發電廠風力發電廠風力發電廠地熱發電廠地熱發電廠太陽能發電廠太陽能發電廠潮汐發電廠潮汐發電廠3.3電力系統電力系統簡介 3.3.3 3.3.3 發電廠和變電所的類型及特點發電廠和變電所的類型及

8、特點 1發電廠的類型和特點發電廠的類型和特點（1 1）火力發（熱）電廠火力發（熱）電廠利用燃料的化學能來生產電能的工廠利用燃料的化學能來生產電能的工廠?；鹆Πl電廠華能電廠3.3電力系統電力系統簡介 3.3.3 3.3.3 發電廠和變電所的類型及特點發電廠和變電所的類型及特點 1發電廠的類型和特點發電廠的類型和特點（2 2）水力發電廠）水力發電廠利用江河水流的位能來生產利用江河水流的位能來生產電能的工廠電能的工廠 抽水蓄能水電廠，它是在水電廠抽水蓄能水電廠，它是在水電廠的下游建一種蓄水庫，當夜間電網上的下游建一種蓄水庫，當夜間電網上負荷很低的時候，將蓄水庫中的水抽負荷很低的時候，將蓄水庫中的水抽

9、回上游水庫變成水的位能，以備白天回上游水庫變成水的位能，以備白天負荷高峰時再發電。負荷高峰時再發電。-河南輝縣寶泉河南輝縣寶泉3.3電力系統電力系統簡介 3.3.3 3.3.3 發電廠和變電所的類型及特點發電廠和變電所的類型及特點 1發電廠的類型和特點發電廠的類型和特點（3 3）核能發電廠）核能發電廠 是利用核能發電的工廠。核能又稱原子能，因而核能是利用核能發電的工廠。核能又稱原子能，因而核能發電廠又稱為原子能發電廠發電廠又稱為原子能發電廠秦山核電站秦山核電站-我國第一個核電站我國第一個核電站位于浙江嘉興杭州灣畔位于浙江嘉興杭州灣畔3.3電力系統電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.3 3.3

10、.3 發電廠和變電所的類型及特點發電廠和變電所的類型及特點 1發電廠的類型和特點發電廠的類型和特點（4 4）太陽能發電廠）太陽能發電廠 利用太陽光能或太陽熱能來生產利用太陽光能或太陽熱能來生產電能就是太陽能發電。電能就是太陽能發電。光伏發電（光電）：太陽能電池直光伏發電（光電）：太陽能電池直接將太陽的輻射能轉換為電能。直接接將太陽的輻射能轉換為電能。直接轉換。轉換。太陽能熱動力發電：先將太陽輻射能太陽能熱動力發電：先將太陽輻射能轉換為熱能，然后驅動熱機循環發電。轉換為熱能，然后驅動熱機循環發電。間接轉換。間接轉換。電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.3 3.3.3 發電廠和變電所的類型及特點

11、發電廠和變電所的類型及特點 1發電廠的類型和特點發電廠的類型和特點（5 5）地熱發電廠）地熱發電廠 利用地下熱水和蒸汽為動力源的一利用地下熱水和蒸汽為動力源的一種新型發電技術，與火力發電的基本種新型發電技術，與火力發電的基本原理一樣。原理一樣。電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.3 3.3.3 發電廠和變電所的類型及特點發電廠和變電所的類型及特點 1發電廠的類型和特點發電廠的類型和特點（6 6）風力發電廠）風力發電廠 利用風力的動能來生產電能就叫風力發電。電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.3 3.3.3 發電廠和變電所的類型及特點發電廠和變電所的類型及特點 1發電廠的類型和特點發電廠的類

12、型和特點（7 7）潮汐發電廠潮汐發電廠 利用海水漲潮、落潮中的動能、勢能發電就是潮汐發利用海水漲潮、落潮中的動能、勢能發電就是潮汐發電。潮汐電廠一般為雙向潮汐發電廠，漲潮及退潮時均可電。潮汐電廠一般為雙向潮汐發電廠，漲潮及退潮時均可發電。漲潮時將潮水通過閘門引入廠內發電，退潮前儲水，發電。漲潮時將潮水通過閘門引入廠內發電，退潮前儲水，退潮后打開另外的閘門放水進行發電。退潮后打開另外的閘門放水進行發電。杭州灣錢塘江口杭州灣錢塘江口電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.3 3.3.3 發電廠和變電所的類型及特點發電廠和變電所的類型及特點 2變電所的類型和特點變電所的類型和特點1 1）按照地位和作用

13、可劃分為）按照地位和作用可劃分為4 4類：類：系統樞紐變電所：位于電力系統的樞紐點，連接電力系統樞紐變電所：位于電力系統的樞紐點，連接電力系統高、中壓的幾個部分，匯集有多個電派和多回大容量聯系統高、中壓的幾個部分，匯集有多個電派和多回大容量聯絡線，變電容量大，電壓絡線，變電容量大，電壓(指其高壓側，下同指其高壓側，下同)為為330-500kV330-500kV。全所停電時，往往不僅造成大面積停電事故，還可能引全所停電時，往往不僅造成大面積停電事故，還可能引起系統解列，甚至癱瘓。起系統解列，甚至癱瘓。地區一次變電站（中間變電所）地區一次變電站（中間變電所）位于地區網絡的樞紐點，是與輸電主網相連的

14、地區受電位于地區網絡的樞紐點，是與輸電主網相連的地區受電端變電站，任務是直接從主網受電，匯集有端變電站，任務是直接從主網受電，匯集有2-32-3個電源。向個電源。向本供電區域供電。全站停電后，可引起地區電網瓦解，影響本供電區域供電。全站停電后，可引起地區電網瓦解，影響整個區域供電。電壓等級一般采用整個區域供電。電壓等級一般采用220kV220kV或或330kV330kV。電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.3 3.3.3 發電廠和變電所的類型及特點發電廠和變電所的類型及特點 2變電所的類型和特點變電所的類型和特點1 1）按照地位和作用可劃分為）按照地位和作用可劃分為4 4類：類：地區二次變電

15、站地區二次變電站 由地區一次變電站受電，直接向本地區負荷供電，是由地區一次變電站受電，直接向本地區負荷供電，是一個地區或城市的主要變電所，供電范圍小，主變壓器容一個地區或城市的主要變電所，供電范圍小，主變壓器容量與臺數根據電力負荷而定。電壓一般為量與臺數根據電力負荷而定。電壓一般為110-220kV110-220kV。全站停電后，只有本地區中斷供電。全站停電后，只有本地區中斷供電。終端變電所終端變電所 終端變電所位位于輸電線路終端，接近負荷點，率轉終端變電所位位于輸電線路終端，接近負荷點，率轉送任務，電能經降壓后直接向用戶供電，不承擔功率轉送送任務，電能經降壓后直接向用戶供電，不承擔功率轉送任

16、務，電壓為任務，電壓為110kv110kv以下。全所停電時，僅使其所供的用以下。全所停電時，僅使其所供的用戶中斷供電。戶中斷供電。電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.3 3.3.3 發電廠和變電所的類型及特點發電廠和變電所的類型及特點 2變電所的類型和特點變電所的類型和特點電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.3 3.3.3 發電廠和變電所的類型及特點發電廠和變電所的類型及特點 2變電所的類型和特點變電所的類型和特點2 2）按照變電站安裝位置劃分為：）按照變電站安裝位置劃分為：室外變電站、室內變電站、室外變電站、室內變電站、地下地下變電站變電站、箱式變電站箱式變電站、移動變電站、移動變電站等

17、。等。電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.3 3.3.3 發電廠和變電所的類型及特點發電廠和變電所的類型及特點 3變電所的主要設備變電所的主要設備電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.4 3.3.4 電力系統接線方式與電壓等級電力系統接線方式與電壓等級電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.4 3.3.4 電力系統接線方式與電壓等級電力系統接線方式與電壓等級電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.4 3.3.4 電力系統接線方式與電壓等級電力系統接線方式與電壓等級電力系統的接線方式一般分為開式電力網和閉式電力網兩類。電力系統的接線方式一般分為開式電力網和閉式電力網兩類。1)1)開式電力網開式電力

18、網由一端電源向用戶供電的電力網叫開式電力網或單端電源電由一端電源向用戶供電的電力網叫開式電力網或單端電源電力網，采用這種接線方式，用戶只能從一個方向獲得電源。開式力網，采用這種接線方式，用戶只能從一個方向獲得電源。開式電力網的接線方式中有放射式、干線式和鏈式，如圖電力網的接線方式中有放射式、干線式和鏈式，如圖3-303-30所示。所示。圖圖3-30 3-30 開式電力網開式電力網(a)(a)放射式；放射式；(b)(b)干線式；干線式；(c)(c)鏈式鏈式 電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.4 3.3.4 電力系統接線方式與電壓等級電力系統接線方式與電壓等級2)2)閉式電力網閉式電力網是由兩

19、條或多條電源線路向用戶供電的電力網。圖是由兩條或多條電源線路向用戶供電的電力網。圖3-313-31所示為閉式電所示為閉式電力網的示意圖。由于閉式電力網的負荷是由兩條及以上的電源線路供電的，力網的示意圖。由于閉式電力網的負荷是由兩條及以上的電源線路供電的，因此供電的可靠性高，適用于對一級負荷的用戶供電。因此供電的可靠性高，適用于對一級負荷的用戶供電。圖圖3-31 3-31 閉式電力網閉式電力網(a)(a)放射式；放射式；(b)(b)干線式；干線式；(c)(c)鏈式；鏈式；(d)(d)環式；環式；(e)(e)兩端供兩端供電網；電網；(f)(f)復雜閉式網復雜閉式網 電力系統簡介 3.3 電力系統3

20、.3.4 3.3.4 電力系統接線方式與電壓等級電力系統接線方式與電壓等級（1 1）為何要確定額定電壓）為何要確定額定電壓?額定電壓：額定電壓：能使電氣設備（電動機、白熾燈、發電機、變壓器等）正能使電氣設備（電動機、白熾燈、發電機、變壓器等）正常工作的電壓；當電氣設備按額定電壓運行時，一般可使其技常工作的電壓；當電氣設備按額定電壓運行時，一般可使其技術性能和經濟效果為最好。術性能和經濟效果為最好。電氣設備的額定電壓在我國已經統一標準化。電氣設備的額定電壓在我國已經統一標準化。（1 1）電氣設備標準化生產的依據：避免電壓等級數量的無）電氣設備標準化生產的依據：避免電壓等級數量的無限制擴大，導致互

21、聯困難；限制擴大，導致互聯困難；（2 2）系統設計時，它是確定各類電力設備額定電壓的基本）系統設計時，它是確定各類電力設備額定電壓的基本依據。依據。電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.4 3.3.4 電力系統接線方式與電壓等級電力系統接線方式與電壓等級（2 2）額定電壓等級劃分）額定電壓等級劃分表表3-7 3-7 我國交流電力網和電氣設備的額定電壓我國交流電力網和電氣設備的額定電壓 電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.4 3.3.4 電力系統接線方式與電壓等級電力系統接線方式與電壓等級 電力網為何要采用高電壓？電力網為何要采用高電壓？遠距離大容量輸電的壓降和損耗：遠距離大容量輸電的壓降和損

22、耗：容量：容量：壓降：壓降：損耗：損耗：（3 3）線路電壓等級與輸送容量、距離間的關系）線路電壓等級與輸送容量、距離間的關系 表表3-8 3-8 線路電壓等級與輸送容量、距離間的關系線路電壓等級與輸送容量、距離間的關系 電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.5 3.3.5 電力系統的電能質量及負荷曲線電力系統的電能質量及負荷曲線1 1電力系統的電能質量電力系統的電能質量指標是電壓、頻率、諧波。指標是電壓、頻率、諧波。頻率偏移不超過頻率偏移不超過0.20.20.5Hz0.5Hz；正弦交流的波形畸變極限值在；正弦交流的波形畸變極限值在3 35 5的允許范圍之內。的允許范圍之內。電壓偏移電壓偏移:電

23、網實際電壓與額定電壓電網實際電壓與額定電壓之差之差(代數差代數差)。通常用其對額定電壓的百。通常用其對額定電壓的百分數來表示。分數來表示。電壓偏移的允許范圍：電壓偏移的允許范圍：用戶受電端的電壓變動幅度應不超用戶受電端的電壓變動幅度應不超過額定電壓的：過額定電壓的：35 kV35 kV及以上供電和對及以上供電和對電壓質量有特殊要求的用戶為電壓質量有特殊要求的用戶為5%5%；10 10kVkV及以下高壓供電和低壓電力用及以下高壓供電和低壓電力用戶為戶為7%7%，低壓照明用戶為，低壓照明用戶為5%5%10%10%。電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.5 3.3.5 電力系統的電能質量及負荷曲線電

24、力系統的電能質量及負荷曲線1 1電力系統的電能質量電力系統的電能質量電壓波動，是指電壓在系統電網中作快速、短時的變化。變化電壓波動，是指電壓在系統電網中作快速、短時的變化。變化更為劇烈的電壓波動稱為電壓閃變。更為劇烈的電壓波動稱為電壓閃變。急劇的電壓波動在生產上會影響到產品的質量，可能使電動機急劇的電壓波動在生產上會影響到產品的質量，可能使電動機無法正常啟動，引起同步電動機轉子振動，電子設備無法正常工無法正常啟動，引起同步電動機轉子振動，電子設備無法正常工作等。作等。抑制的主要措施：對負荷變化劇烈的大型設備，采用專用線或抑制的主要措施：對負荷變化劇烈的大型設備，采用專用線或專用變壓器供電，提高

25、供電電壓，減少電壓損失，增大供電容量，專用變壓器供電，提高供電電壓，減少電壓損失，增大供電容量，減少系統阻抗，增加系統的短路容量等。減少系統阻抗，增加系統的短路容量等。電力系統簡介 3.3 電力系統3.3.5 3.3.5 電力系統的電能質量及負荷曲線電力系統的電能質量及負荷曲線2 2電力系統的負荷曲線電力系統的負荷曲線電力負荷隨時間變化的圖形。電力負荷隨時間變化的圖形。負荷曲線負荷曲線:有功負荷曲線、無功負荷曲線、日負荷曲線、年負有功負荷曲線、無功負荷曲線、日負荷曲線、年負荷曲線等。荷曲線等。日負荷曲線代表電能用戶日負荷曲線代表電能用戶2424h h內用電負荷變化的情況；年負荷內用電負荷變化的

26、情況；年負荷曲線代表電能用戶全年內用電負荷變化的情況。曲線代表電能用戶全年內用電負荷變化的情況。圖圖3-32 3-32 某廠日負荷某廠日負荷曲線曲線(a)(a)折線形負荷曲線；折線形負荷曲線；(b)(b)階梯形負荷曲線階梯形負荷曲線 電力系統簡介3.3.6 3.3.6 電力系統中性點的運行方式電力系統中性點的運行方式 電力系統中性點：指接入系統的星形連接的變壓器或發電機繞電力系統中性點：指接入系統的星形連接的變壓器或發電機繞組的中性點。組的中性點。接地方式是一個涉及到短路電流大小、絕緣水平、供電可靠性、接地方式是一個涉及到短路電流大小、絕緣水平、供電可靠性、接地保護方式、對通信的干擾、系統接線方式等很多方面的問題。接地保護方式、對通信的干擾、系統接線方式等很多方面的問題。接地方式：其一是電接地方式：其一是電力系統中性點直接接力系統中性點直接接地；其二是電力系統地；其二是電力系統中性點不接地，包括中性點不接地，包括中性點經消弧線圈接中性點經消弧線圈接地。地。3.3電力系統電力系統簡介