1-1電力系統(tǒng)的概念、組成及特點

1、 電力系統(tǒng)分析 v1-1 電力系統(tǒng)的概念、組成及特點電力系統(tǒng)的概念、組成及特點 v1-2 發(fā)電廠和變電所的類型及設備發(fā)電廠和變電所的類型及設備 v1-3 電力系統(tǒng)的額定電壓和接線方式電力系統(tǒng)的額定電壓和接線方式 v1-4 電力系統(tǒng)中性點接地方式電力系統(tǒng)中性點接地方式 電力系統(tǒng)分析 v一、電力生產(chǎn)一、電力生產(chǎn) v二、電力系統(tǒng)的組成二、電力系統(tǒng)的組成 v三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 v四、電力系統(tǒng)的特點四、電力系統(tǒng)的特點 v五、對電力系統(tǒng)的基本要求五、對電力系統(tǒng)的基本要求 電力系統(tǒng)分析 v電力生產(chǎn)電力生產(chǎn)將一次能源轉換成電能 （二次能源），并輸送和分配到電力用 戶。形成

2、的產(chǎn)業(yè)稱為電力工業(yè)。 v一次能源一次能源：自然能源，存在于自然界，未經(jīng)加 工和轉換的能源形態(tài)（如煤、石油、天然氣、 風力、太陽能、地熱等）。 v二次能源二次能源：一次能源經(jīng)過轉化而成的能源形態(tài)。 電能是非常重要的二次能源。 電力系統(tǒng)分析 電力生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)：電力生產(chǎn)的主要環(huán)節(jié)： 發(fā)電、輸電、配電、變電、用電 利用電能生產(chǎn)設 備將各種一次能 源或其他形式的 能轉換成電能。 發(fā)電發(fā)電 將電能由各發(fā)電 廠送往電力用戶 或用電負荷中心 的過程稱為輸電。 (交流、直流) 輸電輸電 將由輸電網(wǎng)輸送 來的電能再通過 配電網(wǎng)直接或再 降低電壓后送到 用戶使用。 配電配電 起變換電壓，控 制電力流向，分 配電力

3、和保證電 壓質(zhì)量的作用。 變電變電 用戶的用電設備 將電能轉化成其 他形式的能。 用電用電 電力系統(tǒng)分析 發(fā)電發(fā)電 電力系統(tǒng)分析 輸電輸電 電力系統(tǒng)分析 變電變電 電力系統(tǒng)分析 v一、電力生產(chǎn)一、電力生產(chǎn) v二、電力系統(tǒng)的組成二、電力系統(tǒng)的組成 v三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 v四、電力系統(tǒng)的特點四、電力系統(tǒng)的特點 v五、對電力系統(tǒng)的基本要求五、對電力系統(tǒng)的基本要求 電力系統(tǒng)分析 電力系統(tǒng)分析 v【電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)】 = 發(fā)電廠（電氣部分）發(fā)電廠（電氣部分） +各類各類 變電所變電所 + 輸、配電線路輸、配電線路 + 用電設備（電力用電設備（電力 用戶用戶,負荷）負

4、荷） v 【動力系統(tǒng)動力系統(tǒng)】 = 動力裝置動力裝置 + 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) + 熱熱 力用戶力用戶 電力系統(tǒng)分析 v1、發(fā)電廠：發(fā)電廠是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，它的基本任 務是把一次能源轉變成電能。用于發(fā)電的一次能源主要 有石油、天然氣、煤炭、水力和核能。發(fā)電機組的單機 容量隨著負荷的不斷增長、電力系統(tǒng)的不斷擴大及科學 技術的發(fā)展，還在不斷地增大。 v發(fā)電廠一般建設在動力資源比較豐富的地區(qū)，如水電站 建設在江河流域水位落差較大的地方，火電廠多建設在 燃料和其他能源的產(chǎn)地或交通方便的地方，而大的電力 負荷中心，則多集中在工業(yè)原料產(chǎn)地、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)基地 及大城市等地，因此，發(fā)電廠和電力負荷之間，往往相

5、距甚遠，發(fā)電廠的電力需要經(jīng)升壓變壓器、輸電線路、 降壓變壓器、配電線路、配電變壓器，然后供給用戶。 電力系統(tǒng)分析 v2、變電站：發(fā)電廠和電力負荷中心之間往往相距數(shù)十公 里、數(shù)百公里乃至數(shù)千公里，電能在輸送過程中，會產(chǎn) 生電壓降落、功率損耗和電能損耗。在遠距離的電能輸 送中，為提高電能質(zhì)量，提高供電的經(jīng)濟性，必須在電 源端提高電壓，升壓變壓器即用于此目的。電能經(jīng)過高 電壓遠距離輸送到負荷中心后，又必須由降壓變壓器把 電壓降到安全經(jīng)濟的電壓等級。變電站是由變壓器及相 應的開關等電氣設備構成的變換電能的系統(tǒng)。根據(jù)變電 站在電力系統(tǒng)中所處的位置及作用，變電站分為樞紐變 電站、中間變電站和終端變電站。樞

6、紐變電站在電力輸 送和分配中起著重要的作用。 電力系統(tǒng)分析 v3、輸電線路：大多數(shù)發(fā)電廠遠離負荷中心，例如我國的煤炭 資源主要集中在山西、陜西北部、內(nèi)蒙古、河南西部等，水力 資源主要分布在我國的西南、西北。而負荷中心在東部、南部， 沿海的用電負荷占全國的75%。這就需要用電力線路作為傳輸 電能的通道，將發(fā)電廠的電能送往負荷中心的電力線路則稱為 輸電線路。目前有兩種輸電方式，三相交流輸電三相交流輸電和超高壓直超高壓直 流輸電流輸電，而三相交流輸電為我國主要的輸電方式。三相交流輸電為我國主要的輸電方式。我國三相 交流輸電線路的最高電壓等級為1000kV，直流輸電線路為 800kV。 v電力線路分為

7、架空線和電纜線路兩種。電力線路分為架空線和電纜線路兩種。架空線是將導體架設 在線路桿塔上，電纜線一般敷設在地下。由于架空線的建設費 用比電纜線路要低的多，而且架空線便于施工、維護和檢修， 因此在電力網(wǎng)中絕大多數(shù)線路采用架空線，當受環(huán)境限制不能 采用架空線時才考慮電纜線路，如大城市的配電網(wǎng)。 電力系統(tǒng)分析 v4、電力用戶：使用電能的單位稱為電力用戶。電力用戶 所有用電設備所需功率的總和稱為電力負荷。電力用戶 按對供電可靠性的要求可分為三類： v（1）I類用戶：對這類負荷停止供電，會帶來人身危險， 設備損壞，產(chǎn)生大量廢品，長期破壞生產(chǎn)秩序，給國民 經(jīng)濟帶來巨大的損失或造成重大的政治影響。（醫(yī)院、

8、科研、軍事基地、政府部門、通信等） I類用戶對供電可靠性要求： 對I類用戶應有兩路以上相互獨立的電源，其中每一路 電源的容量均應保證在此電源單獨供電的情況下就能滿 足用戶的用電要求，確保當任何一路電源發(fā)生故障或檢 修時，都不會中斷對用戶的供電。 電力系統(tǒng)分析 v(2)類用戶：對這類負荷停止供電，會造成大量減產(chǎn)， 城市公用事業(yè)和人民生活受到影響等（交通照明、大工 廠等）。 類用戶對供電可靠性要求： 對類用戶應設置專用供電線路，條件許可時也可采 用雙回路供電，并在電力供應出現(xiàn)不足時優(yōu)先保證其電 力供應。 v(3)類用戶：一般是指短時停電不會造成嚴重后果的用 戶，如工廠附屬車間、小城鎮(zhèn)、小加工廠等。

9、 類用戶供電可靠性要求： 對類用戶可以只設一路電源供電，當系統(tǒng)發(fā)生事故， 出現(xiàn)供電不足的情況時，應首先切除類用戶的用電負 荷，以保證I類、類用戶的用電。 電力系統(tǒng)分析 v電力系統(tǒng)可分為一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)。電力系統(tǒng)可分為一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)。 v電力系統(tǒng)中，發(fā)電機、變壓器、線路和受電器等直 接參與生產(chǎn)、輸送、分配和使用電能的電力設備常 稱為主設備或一次設備一次設備，由它們組成的系統(tǒng)稱為一一 次系統(tǒng)次系統(tǒng)。 v對電氣一次設備及系統(tǒng)的工作狀況進行監(jiān)察、測量、 控制、保護和調(diào)節(jié)的輔助性電氣設備，習慣上將它 們稱為二次設備，組成的系統(tǒng)稱為二次系統(tǒng)二次設備，組成的系統(tǒng)稱為二次系統(tǒng)。 電力系統(tǒng)分析 v【電力網(wǎng)

10、電力網(wǎng)】 = 各類變壓所各類變壓所 + 輸、配電線路輸、配電線路 v電力網(wǎng)電力網(wǎng)簡稱電網(wǎng)，是電力系統(tǒng)的重要組成 部分，是發(fā)電廠和電力用戶之間必不可少 的中間環(huán)節(jié)。它由各種電壓等級的輸配電 線路及其兩端的變電站組成，其分類如下： 1）按結構分為開式網(wǎng)和閉式電網(wǎng)； 2）按作用分； 3）按電壓等級分。 電力系統(tǒng)分析 v一、電力生產(chǎn)一、電力生產(chǎn) v二、電力系統(tǒng)的組成二、電力系統(tǒng)的組成 v三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 v四、電力系統(tǒng)的特點四、電力系統(tǒng)的特點 v五、對電力系統(tǒng)的基本要求五、對電力系統(tǒng)的基本要求 電力系統(tǒng)分析 v1831年法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應定律，促進了發(fā)電機 和

11、電動機的發(fā)明，從而開始了電能的生產(chǎn)和使用 v1882年在法國形成了世界上第一個完整的電力系統(tǒng)， 首先實現(xiàn)了電壓在1000伏以上的直流輸電 v1891年制成三相變壓器和三相異步電動機的基礎上， 德國首次實現(xiàn)了三相交流輸電 電力系統(tǒng)分析 v目前，世界上最高線路電壓為1150kV（前蘇聯(lián)）。 v隨著輸電距離及容量的不斷增大，電力系統(tǒng)運行的 穩(wěn)定性問題日益突出。20世紀50年代開始直流輸電 又重新被人們所認識和利用?，F(xiàn)在，世界上出現(xiàn)了 許多超高壓直流輸電系統(tǒng)。 電力系統(tǒng)分析 v在我國，1882年上海有了第一座發(fā)電廠。 v改革開放以來，我國電力系統(tǒng)建設步伐不斷 加快。截至2011年底，全國發(fā)電裝機容量累

12、 計105576萬kW。 v目前，我國最高輸電電壓等級：交流1000kV, 直流800kV。 電力系統(tǒng)分析 v截至2014年底，我國累計建成“三交四直”特 高壓工程。其中，三交：晉東南南陽荊門、 淮南浙北上海、浙北福州；四直：向家 壩上海、錦屏蘇南、哈密南鄭州、溪洛 渡浙西。 v經(jīng)過一百多年的發(fā)展，形成電壓愈來愈高、容 量和規(guī)模愈來愈大的區(qū)域性、地區(qū)性、全國性 甚至跨國性的電力系統(tǒng)。 電力系統(tǒng)分析 南方電網(wǎng)：南方電網(wǎng)： 廣東、廣西、云南、貴州和海南五省廣東、廣西、云南、貴州和海南五省(區(qū)區(qū)) 國家電網(wǎng)：國家電網(wǎng)： 26個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）個?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市） 五大五大“發(fā)電集團發(fā)電集團”

13、： (大唐、中電投、國電、華電、華能大唐、中電投、國電、華電、華能) 電力系統(tǒng)分析 v一、電力生產(chǎn)一、電力生產(chǎn) v二、電力系統(tǒng)的組成二、電力系統(tǒng)的組成 v三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 v四、電力系統(tǒng)的特點四、電力系統(tǒng)的特點 v五、對電力系統(tǒng)的基本要求五、對電力系統(tǒng)的基本要求 電力系統(tǒng)分析 v1發(fā)供用電的同時性（電能不能夠大量儲存）發(fā)供用電的同時性（電能不能夠大量儲存） v2與國民經(jīng)濟各部門關系密切與國民經(jīng)濟各部門關系密切 v3過渡過程的短暫性過渡過程的短暫性 電力系統(tǒng)分析 v一、電力生產(chǎn)一、電力生產(chǎn) v二、電力系統(tǒng)的組成二、電力系統(tǒng)的組成 v三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與

14、現(xiàn)狀三、電力系統(tǒng)的發(fā)展歷史與現(xiàn)狀 v四、電力系統(tǒng)的特點四、電力系統(tǒng)的特點 v五、對電力系統(tǒng)的基本要求五、對電力系統(tǒng)的基本要求 電力系統(tǒng)分析 v 1 1最大限度地滿足用戶的需求最大限度地滿足用戶的需求 保障供電是電力部門的首要任務。 v 2 2保證連續(xù)可靠的供電保證連續(xù)可靠的供電 供電的中斷將使生產(chǎn)停頓、生活紊亂，甚至 危害到設備和人身的安全，造成十分嚴重的后果。 供電中斷給國民經(jīng)濟造成的損失遠遠超過對電力 系統(tǒng)本身造成的停電損失。因此，電力系統(tǒng)運行 要滿足連續(xù)可靠的要求。 電力系統(tǒng)分析 v按對供電可靠性的要求將負荷分為三級（類）：按對供電可靠性的要求將負荷分為三級（類）： v一級（類）負荷。一級（類）負荷。對這些負荷的中斷供電，將可 能造成生命危險、設備損壞、破壞生產(chǎn)過程，使 大量產(chǎn)品報廢，給國民經(jīng)濟造成重大損失，使市 政生活發(fā)生混亂等 v二級（類）負荷。二級（類）負荷。對這一級負荷的中斷供電，將 造成大量減產(chǎn)，交通停頓，使城鎮(zhèn)居民生活受到 影響等 v三級（類）負荷。三級（類）負荷。所有不屬于第一、二級的負荷 電力系統(tǒng)分析 v3 3保證良好的電能質(zhì)量保證良好的電能質(zhì)量 v電能質(zhì)量指標電能質(zhì)量指標是指電壓、頻率和波形三者的變化不 能超過允許的波動范圍 v電壓的允許波動范圍：一般為用電設備額