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电力系统基础知识PPT - 朱旺青


电力系统基础知识(一)
?杭湾配网抢修指挥中心 ?朱旺青

?2017.5.25
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主要内容
1.概述

2.发电厂
3.变电站的一次接线 4.电力系统一次设备简介

2

1、概述
1.1什么是电力系统?
电 网 调 度 应用服务器

RTU

数据采集和传输
RTU
RTU

发电

输电

变电

配电

用电
3

1.1什么是电力系统?
发电厂 水轮机 发电机
水库 G ~ M ~ M ~ 变电所 升压变压器 输电线路 变电所 降压变压器 用户 用电设备

电力网 电力系统 动力系统
?

电力网:电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体 。

4

1.1什么是电力系统?
发电厂 水轮机 发电机
水库 G ~ M ~ M ~ 变电所 升压变压器 输电线路 变电所 降压变压器 用户 用电设备

电力网 电力系统 动力系统
?

电力系统:由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线路及各种类 型的用电设备组成的统一体,称为电力系统。具体组成如下: ? 发电厂:生产电能。 ? 电力网:变换电压、传送电能。由变电所和电力线路组成。 ? 配电系统:将系统的电能传输给电力用户。 ? 电力用户:高压用户额定电压在1kV以上,低压用户额定电压在1kV以下。 ? 用电设备:消耗电能。
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1.1什么是电力系统?
发电厂 水轮机 发电机
水库 G ~ M ~ M ~ 变电所 升压变压器 输电线路 变电所 降压变压器 用户 用电设备

电力网 电力系统 动力系统

?

动力系统:在电力系统的基础上,把发电厂的动力部分(例如火力发电厂的 锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等) 包含在内的系统。
通常,将发电厂电能送到负荷中心的线路叫输电线路。负荷中心至各用户的线路叫 配电线路。负荷中心一般设变电站 。
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?

1.1什么是电力系统?
超高压远距 离输电网 变电所A:枢纽

区域电力网
变电所C:地方

地方电力网

500kV

220kV

110kV

变电所D:终端 10 kV

110 kV

变电所B: 中间

35kV

35kV ~ 水力发电厂 ~ 火力发电厂
7

1.1什么是电力系统?
?

电力网: 按电压等级分类: ? 低压网:电压等级在1kV以下; ? 中压网:1~10kV; ? 高压网:高于10kV、低于330kV; ? 超高压网:低于750kV; ? 特高压网:1000kV及以上。

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1.1什么是电力系统?
电力网:按电压等级的高低、供电范围的大小的 分类
地方电力网:电压等级在35kV及以下,供电半径在 20~50km以内 区域电力网:电压等级在35kV以上(一般为 110kV~220kV),供电半径超过50km,联系较多发 电厂的网络 超高压远距离输电网:电压等级为330kV~500kV的网络, 其主要任务是把远处发电厂生产的电能输送到负荷中 心,同时还联系若干区域电力网形成跨省、跨地区的 大型电力系统

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1.1什么是电力系统?
?

变电所:按其在电力系统中的地位分类
枢纽变 电所

中间变 电所

变电 所

终端电 站所

地区变 电所
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1.2 电力系统的特点
▲过渡过程十分短暂:控制操作自动化程度高。必须 借助自动装置对电力系统进行控制:继电保护装置、 远动装置、减载装置、同期装置、励磁装置、?? ▲电能生产与国民经济各部门和人民生活有着极为 密切的关系:社会政治经济影响巨大。负荷分类: 一 类负荷、 二类负荷、三类负荷
▲电能不能大量存储:电能的生产、变换、输送、分配和使用 是同时进行的。
? ?

P发 ?P用+?P ? 频率f 频率表征电力系统有功功率的平 衡 Q发 ?Q用+?Q ? 电压V 电压则表征该处无功功率的平衡
11

1.2电力系统的特点
对电力系统运行的基本要求如下: ? (1)保证供电可靠性 ? (2)保证电能质量 ? (3)提高电力系统运行的经济性 ? (4)环境保护问题
?

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1.3电能的质量指标
电压质量标准:
名 称 供电电 压允许 偏差 允许限值 ? 35kV 及以上为正负偏差绝对值 之和不超过 10%; ? 10kV 及以下三相供电为?7%; ? 220V 单相供电为+7%,-10% 1.电压波动: ? 10kV 及以下 2.5%; ? 35kV~110kV 为 2%; ? 220kV 及以上 1.6% 2.闪变?V10: ? 对照明要求较高,0.4%(推荐值); ? 一般照明负荷,0.6%(推荐值) 说 明

衡量点为供用电产权分界处或电能计量点

电压允 许波动 和闪变

? 衡量点为电网公共连接点 (PCC) ,取实 测 95%概率值; ? 给出闪变电压限值和频度的关系曲线, 可以根据电压波动曲线查得允许值,并 给出算例; ? 对测量方法和测量仪器作出基本规定

? 各级电压要求一样; 三相供 ? 衡量点为 PCC,取实测 95%概率值或 电电压 ? 正常允许 2%,短时不超过 4%; 日累计超标不超过 72min,且每 30min 允许不 ? 每个用户一般不得超过 1.3% 中超标不超过 5min; 平衡度 ? 对测量方法和测量仪器作出规定; ? 提供不平衡度算法
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1.3电能的质量指标
频率:
? ?

?

额定频率: 频率偏差: 国外:

50Hz(国外:50 或 60Hz) ±0.2Hz(≥3000MW系统) ±0.5Hz(<3000MW系统) ±(0.1~0.2)Hz 或 ±0.5Hz

?

波形:
? ?

质量标准: 正弦波电压和电流 谐波的危害与抑制:对于电网、电力设备、通讯都会产生 负面影响;

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1.4电力系统的额定电压及电压等级
额定电压是由国家规定的一种标准电压,是电气设备设计时所依据的电压值。 在这一电压下工作时,电气设备的技术经济性能指标能够达到最佳状态,保证 长期可靠运行。
电力系统 额定电压 /kV 3 6 10 20 35 60 110 220 330 500 750 发电机 额定电压 /kV 3.15 6.30 10.50 13.80 15.75 18.0 20.0 22.0 24.0 电力变压器额定电压/kV 一次绕组 3 及 3.15 6 及 6.30 10 及 10.5 13.80 15.75 18.0 20.0 22.0 24.0 35 60 110 220 330 500 二次绕组 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11.0 38.5 66 121 242 363 550 电气设备 最高电压 /kV 3.6 7.2 12

24 40.5 72.5 126 252 363 550 800
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1.4电力系统的额定电压及电压等级
U1 Z I U2 S S = √3U2I

我国规定的额定电压按电压高低及使用范围可分为三类: ?第一类指100V及其以下的额定电压。主要用于安全动力、照明、蓄电池及特殊设备。 ?第二类指100~1000V之间的额定电压,其应用最广、数量最多。 ?第三类指1000V及其以上电压等级。电力系统的发、供、输、配、用电都采用该电压等 级。
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1.5我国电力工业发展概况
跨省电力系统5个,独立省电力系统若干个

17

1.5我国电力工业发展概况

18

1.5我国电力工业发展概况
☆电力工业发展史上的第一:
火电:1882年上海杨树浦;水电:1912年云南石龙坝240kW; 核电:1991年浙江秦山300MW; 输电线路: 1974年甘肃刘家峡水电站陕西关中地区330kV交流, 1981年河南姚孟火电厂到武汉500kV交流, 1988年葛州坝水电站到上海南桥变电站±500kV直流。

☆电力系统之最:
类别 火电单机(MW) 水电单机(MW) 交流输电线路(kV) 直流输电线路(kV) 中国 600(900) 700~800 500 ±500 世界 1300 700~800 >1000 ±750

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1.5我国电力工业发展概况
2002年底全国发电装机容量达到3.56亿千瓦, 发电量达到16542亿千瓦时,均居世界第二位
年 份 1949 1987 1995 2000 2001 装机容量(万 kW) 184.86 10000 21000 30000 35300(2003.2.18) 年发电量(亿 kWh) 43.1 4960 10000 13000 14780

☆年人均电量:
我国: 1000kW.h 中等发达国家: 7000kW.h 北欧、美国: 18000kW.h

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2 发电厂
2.1火力发电厂:将煤、油、天然气或其它燃料的化学能转换成电能的工厂。 主要由燃烧、汽水、电气系统三部分组成;可分为凝气式火电厂和热电厂两类

通常运行寿命25年。

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2 发电厂
2.2 核电厂:均采用原子核裂变时释放出来的能量发电。

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2 发电厂
2.3 水电厂:利用水能发电,可分为堤坝式、径流式(如葛洲坝)、抽 水畜能三类;水轮机组工作灵活,能迅速适应负荷急剧变化,一般从机 组启动、并网到带负荷只需几分钟即可完成;通常运行寿命50年。

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2 发电厂
2.4 风力发电厂

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