電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)課件.ppt

1、房地產(chǎn)E網(wǎng),4 電氣工程基礎(chǔ),北京建筑工程學(xué)院 電氣工程與自動(dòng)化系 李英姿 2004年3月,全國(guó)注冊(cè)電氣工程師考試專業(yè)基礎(chǔ)部分, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1 電力系統(tǒng)基本知識(shí),考試大綱 1.1 了解電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和基本要求 1.2 掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo) 1.3 了解電力系統(tǒng)中各種結(jié)線方式及特點(diǎn) 1.4 掌握我國(guó)規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)額定電壓與發(fā)電機(jī)、變壓器等元件的額定電壓 1.5 了解電力網(wǎng)絡(luò)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及對(duì)應(yīng)的電壓等級(jí), 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.1 電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和基本要求,1電力系統(tǒng)的組成 由發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)、升壓及降壓變電設(shè)備、電力網(wǎng)及電能用戶（用電設(shè)備）組成的系統(tǒng)統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。 （1）發(fā)電廠：生產(chǎn)電能

2、。 （2）電力網(wǎng)：變換電壓、傳送電能。 由變電所和電力線路組成。 （3）配電系統(tǒng)：將系統(tǒng)的電能傳輸給電力用戶。 （4）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。 （5）用電設(shè)備：消耗電能, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.1 電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和基本要求,2電能的特點(diǎn) （1）電能不能儲(chǔ)存 電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用同時(shí)完成。 （2）暫態(tài)過程非常迅速 電能以電磁波的形式傳播，傳播速度為300kmms。 （3）和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門間的關(guān)系密切, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.1 電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和基本要求,3對(duì)電力系統(tǒng)提出的要求 （1）保證供電可靠性 （2）保證電能質(zhì)量 （3）提高電力系統(tǒng)運(yùn)行

3、的經(jīng)濟(jì)性 （4）環(huán)境保護(hù)問題, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.2 衡量電能質(zhì)量的指標(biāo),1電壓偏差（移） 電壓偏差（移）指當(dāng)供配電系統(tǒng)改變運(yùn)行方式或負(fù)荷緩慢地變化使供配電系統(tǒng)各點(diǎn)的電壓也隨之改變，各點(diǎn)的實(shí)際電壓與系統(tǒng)額定電壓之差，通常用與系統(tǒng)額定電壓的百分比值數(shù)表示。用公式表示為 （4-1-1） 式中 用電設(shè)備的額定電壓，kV； 用電設(shè)備的實(shí)際端電壓，kV, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.2 衡量電能質(zhì)量的指標(biāo),2電壓波動(dòng) 一系列的電壓變動(dòng)或電壓包絡(luò)線的周期性變動(dòng)，電壓的最大值與最小值之差與系統(tǒng)額定電壓的比值以百分?jǐn)?shù)表示，其變化速度等于或大于每秒0.2時(shí)稱為電壓波動(dòng)。波動(dòng)的幅值為： （4-1-2） 式中 用電設(shè)備端

4、電壓的最大波動(dòng)值，kV； 用電設(shè)備端電壓的最小波動(dòng)值，kV, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.2 衡量電能質(zhì)量的指標(biāo),3電壓閃變 負(fù)荷急劇的波動(dòng)造成供配電系統(tǒng)瞬時(shí)電壓升高，照度隨之急劇變化，使人眼對(duì)燈閃感到不適，這種現(xiàn)象稱為電壓閃變。 4不對(duì)稱度 不對(duì)稱度是衡量多相負(fù)荷平衡狀態(tài)的指標(biāo)，多相系統(tǒng)的電壓負(fù)序分量與電壓正序分量之比值稱為電壓的不對(duì)稱度，電流負(fù)序分量與電流正序分量之比值稱為電流的不對(duì)稱度，均以百分?jǐn)?shù)表示, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.2 衡量電能質(zhì)量的指標(biāo),5正弦波形畸變率 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)電壓波形中出現(xiàn)諧波（有時(shí)為非諧波）時(shí)網(wǎng)絡(luò)電壓波形就要發(fā)生畸變。諧波干擾是由于非線性系統(tǒng)引起的。它產(chǎn)生出不同于網(wǎng)絡(luò)頻率的電壓波，

5、或者具有非正弦形的電流波。 （1）n次諧波電壓、電流含有率 （4-1-3, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.2 衡量電能質(zhì)量的指標(biāo),5正弦波形畸變率 （2）電壓、電流總諧波畸變率 （4-1-4） 式中 、 n次諧波電壓、電流的方均根值，kV、A； 、 基波電壓（50Hz）、電流的方均根值， kV、A, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.2 衡量電能質(zhì)量的指標(biāo),3）諧波電壓的總平均畸變系數(shù) （4-1-5） 式中 諧波電壓的總平均畸變系數(shù)； 變化時(shí)間， 3s； n次諧波電壓的方均根值，kV, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.2 衡量電能質(zhì)量的指標(biāo),6頻率偏差 頻率偏差是指供電的實(shí)際頻率與電網(wǎng)的額定頻率的差值。 我國(guó)電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率為50

6、Hz，又叫工頻。 頻率偏差一般不超過0.25Hz，當(dāng)電網(wǎng)容量大于3000MW時(shí)，頻率偏差不超過0.2Hz。 調(diào)整頻率的辦法是增大或減小電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)有功功率, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.2 衡量電能質(zhì)量的指標(biāo),7供電可靠性 供電可靠性指標(biāo)是根據(jù)用電負(fù)荷的等級(jí)要求制定的。 衡量供電可靠性的指標(biāo)，用全年平均供電時(shí)間占全年時(shí)間百分?jǐn)?shù)表示, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.3 電網(wǎng)接線方式與特點(diǎn),電力系統(tǒng)的接線方式大致分為兩大類： （1）無備用電源接線 （2）有備用電源接線 具體表現(xiàn)型式有 （1）放射式 （2）樹干式 （3）混合式 （4）環(huán)網(wǎng)式, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.3 電網(wǎng)接線方式與特點(diǎn),1無備用接線（開式電力網(wǎng)）方

7、式 無備用接線包括： （1）單回放射式 （2）樹干式 （3）鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò) a）放射式 b）干線式 c）鏈?zhǔn)? 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.3 電網(wǎng)接線方式與特點(diǎn),2有備用接線（閉式電力網(wǎng)）方式 有備用接線方式包括 （1）雙回放射式 （2）樹干式 （3）鏈?zhǔn)?（4）環(huán)式 （5）兩端供電網(wǎng)絡(luò) a）放射式 b）干線式 c）鏈?zhǔn)?d）環(huán)式 e）兩端供電網(wǎng)絡(luò), 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.3 電網(wǎng)接線方式與特點(diǎn),有備用接線的雙回放射式、樹干式和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)用于一、二級(jí)負(fù)荷。 環(huán)式接線，供電經(jīng)濟(jì)、可靠，但運(yùn)行調(diào)度復(fù)雜，線路發(fā)生故障切除后，由于功率重新分配，可能導(dǎo)致線路過載或電壓質(zhì)量降低。 兩端供電接線方式必須有兩個(gè)獨(dú)立的電源,

8、房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.4 額定電壓,1. 電網(wǎng)的額定電壓 線路首末兩端電壓的平均值應(yīng)等于電網(wǎng)額定電壓。 此電壓做為確定其他電力設(shè)備額定電壓的依據(jù)。 2. 用電設(shè)備的額定電壓 用電設(shè)備的額定電壓等于電網(wǎng)額定電壓。 3. 發(fā)電機(jī)的額定電壓 發(fā)電機(jī)的額定電壓規(guī)定比同級(jí)電網(wǎng)電壓高5。補(bǔ)償電壓損失, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.4 額定電壓,4. 電力變壓器的額定電壓 電力變壓器的一次繞組的額定電壓根據(jù)連接情況不同分為兩種：當(dāng)變壓器直接與發(fā)電機(jī)相連時(shí)，其一次繞組的額定電壓與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同，即高出同級(jí)電網(wǎng)額定電壓5； 當(dāng)變壓器直接與電網(wǎng)相連時(shí)，其一次繞組的額定電壓與電網(wǎng)的額定電壓相同，即等于同級(jí)電網(wǎng)額定電壓,

9、 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.4 額定電壓,電力變壓器的二次繞組的額定電壓是指一次繞組在額定電壓作用下，二次繞組的空載電壓。 當(dāng)變壓器滿載時(shí)，變壓器的一、二次繞組的阻抗將引起變壓器自身的電壓降（大約相當(dāng)于電網(wǎng)額定電壓的5），從而使二次繞組的端電壓小于空載電壓。為了彌補(bǔ)線路中的電壓損失，變壓器的二次繞組的額定電壓應(yīng)高于電網(wǎng)額定電壓5，因此變壓器二次繞組的額定電壓規(guī)定比同級(jí)電網(wǎng)額定電壓高10； 若變壓器靠近用戶，供電半徑較小時(shí)，由于線路較短，線路的電壓損失可以忽略不計(jì)，這時(shí)變壓器的二次繞組的額定電壓應(yīng)高于電網(wǎng)額定電壓5，用以補(bǔ)償變壓器自身的電壓損失, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.5 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式,1中

10、性點(diǎn)不接地系統(tǒng) 系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地是指系統(tǒng)中性點(diǎn)對(duì)地絕緣。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后系統(tǒng)的三相對(duì)稱關(guān)系并未破壞，僅中性點(diǎn)及各相對(duì)地電壓發(fā)生變化，中性點(diǎn)的電壓上升到相電壓，非故障相對(duì)地電壓值增大為倍相電壓，故對(duì)于該中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)可以帶故障繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)。故障相接地點(diǎn)的對(duì)地故障電流為正常運(yùn)行時(shí)對(duì)地電容電流的3倍。 在我國(guó)配電網(wǎng)電壓在1035kV之間的架空線路多采用此接地方式, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.5 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式,2中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng) 系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)一無阻抗（金屬性）接地線接地的方式成為中性點(diǎn)直接接地。 此接地系統(tǒng)一般應(yīng)用在接有單相負(fù)載的低壓（380/220V）配電系統(tǒng)和電力系統(tǒng)高壓（11

11、0kV以上）輸電線路上, 房地產(chǎn)E網(wǎng),4.1.5 電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式,3中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng) 在系統(tǒng)中性點(diǎn)與大地之間用一阻抗相連的接地方式稱為中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地。根據(jù)接地電阻器電阻值的大小，接地系統(tǒng)分為高電阻接地和低電阻接地。 （1）高電阻接地：此種方式接地電流較小，通常在510A范圍內(nèi)，但至少應(yīng)等于系統(tǒng)對(duì)地的總電容電流。保護(hù)方式需要配合接地指示器或警報(bào)器，保證故障時(shí)線路立即跳脫。 （2）低電阻接地：增大接地短路電流，使保護(hù)迅速動(dòng)作，切除故障線路。電阻值的大小，必須使系統(tǒng)具有足夠的最小接地故障電流（大約400A以上），保證接地繼電器準(zhǔn)確動(dòng)作。 目前我國(guó)大城市10kV配電網(wǎng)的接地方式大多采用經(jīng)低電阻接地的方式, 房地產(chǎn)E網(wǎng),思考題、習(xí)題,1-1電力網(wǎng)、電力系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)的定義是什么？ 1-2對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是什么？ 1-3電力系統(tǒng)的電氣接線圖和地理接線圖有何區(qū)別？ 1-4何為電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)？其運(yùn)行方式如何？它們有什么特點(diǎn)？我國(guó)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行情況如何？ 1-5中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，各相對(duì)地電壓有什么變化？單相接地電流的性質(zhì)如何？怎樣計(jì)算？ 1-6消弧線圈的工作原理是什么？補(bǔ)償方式有哪些？電力系統(tǒng)一般采用哪種補(bǔ)償方式？為什么, 房地產(chǎn)E網(wǎng),思考題、習(xí)題,1-7電力系統(tǒng)的額定電壓是如何確定的？系統(tǒng)各元件的額定電壓如何確定