電力系統(tǒng)簡介

1、第一章第一章 緒緒 論論v第一節(jié)第一節(jié) 我國電力工業(yè)的發(fā)展概況我國電力工業(yè)的發(fā)展概況v第二節(jié)第二節(jié) 發(fā)電廠和變電所的類型發(fā)電廠和變電所的類型v第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備概述發(fā)電廠變電所電氣設(shè)備概述v思考題與習(xí)題思考題與習(xí)題第一節(jié)第一節(jié) 我國電力工業(yè)的發(fā)展概況我國電力工業(yè)的發(fā)展概況 電能具有便于輸送、分配、使用、控制等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)、交通運輸、科學(xué)技術(shù)、國防建設(shè)及人民生活中，已成為不可缺少的二次能源。電力工業(yè)的發(fā)展水平已成為衡量一個國家綜合國力和現(xiàn)代化水平的重要標(biāo)志。 我國具有豐富的能源資源?？砷_發(fā)利用的水能蘊藏量約為3.78億kW，居世界首位。 到2005年底，我國發(fā)電裝

2、機總?cè)萘繛?億千瓦時。預(yù)計到2007年底，我國發(fā)電裝機容量將達(dá)到7億千瓦時。我國裝機容量和發(fā)電量均位列世界第二。第二節(jié) 發(fā)電廠和變電所類型 一、一、發(fā)電廠類型發(fā)電廠類型 1. 能量轉(zhuǎn)換過程能量轉(zhuǎn)換過程 燃料的化學(xué)能熱能機械能電能2. 火力發(fā)電廠三大主機火力發(fā)電廠三大主機 鍋爐 汽輪機 發(fā)電機3. 火力發(fā)電廠分類火力發(fā)電廠分類 凝氣式火力發(fā)電廠，生產(chǎn)過程示意圖見1-1 熱電廠 火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠 火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠 凝汽式火電廠凝汽式火電廠生產(chǎn)過程示意圖生產(chǎn)過程示意圖 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠 水能（勢能）機械能（動能）電能 （1）根據(jù)集中落差的方式： 堤壩式（如圖1-2 河床式水電廠） 引水式

3、 混合式 （2）根據(jù)運行的方式： 有調(diào)節(jié)水電廠 無調(diào)節(jié)水電廠 抽水蓄能水電廠 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠河床式水力發(fā)電廠河床式水力發(fā)電廠 核電廠核電廠 核電廠是利用核能發(fā)電的電廠，這是一種大有發(fā)展前途的新能源，一般建在自然資源匱乏的缺電地區(qū)。核電機組與普通火力發(fā)電機組不同的是以核反應(yīng)堆和蒸汽發(fā)生器替代了鍋爐設(shè)備，而汽輪機和發(fā)電機部分則基本相同。 圖1-3是核電廠發(fā)電方式示意圖。原子核反應(yīng)堆是核電廠的核心部分，它是一個可以被控制的核裂變裝置，以鈾235或鈾238（或鈾239）為燃料。 核反應(yīng)堆又分為壓水堆、重水堆、石墨堆等類型。我國已建成發(fā)電的核電廠有大亞灣和秦山核電廠。 核電廠核電廠 核電廠生產(chǎn)過程

4、示意圖核電廠生產(chǎn)過程示意圖 電力系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)： 電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、變電所、線路和用戶組成。 變電所是聯(lián)系發(fā)電廠和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。圖1-4是一個電力系統(tǒng)與電力系統(tǒng)示意圖。 變電所類型變電所類型 電力系統(tǒng)與電力網(wǎng)示意圖電力系統(tǒng)與電力網(wǎng)示意圖 樞紐變電所位于電力系統(tǒng)的樞紐點，匯集多個電源，連接電力系統(tǒng)高壓和中壓的幾個部分，電壓等級一般為330500kV。這種變電所一旦停電，將造成大范圍停電，引起系統(tǒng)解列，甚至整個系統(tǒng)癱瘓。因此，樞紐變電所對電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定和可靠性起著重要作用。 說明：330kV電壓為非國際標(biāo)準(zhǔn)電壓等級。在我國電力系統(tǒng)中只有個別輸電線路在使用。 中間變電

5、所的電壓等級一般為220330kV，匯集23個電源和若干線路，高壓側(cè)起交換功率的作用，或使長距離輸電線路分段，同時降壓對一個區(qū)域供電。 這樣的變電所在系統(tǒng)中主要起中間環(huán)節(jié)的作用，故稱中間變電所。全所停電后，將引起區(qū)域電網(wǎng)的解列。 地區(qū)變電所和終端變電所地區(qū)變電所和終端變電所 地區(qū)變電所地區(qū)變電所 地區(qū)變電所的電壓等級一般為110220kV，主要向一個地區(qū)用戶供電，是一個地區(qū)或一個中小城市的主要變電所，一旦停電，將造成該地區(qū)或城市供電的紊亂，甚至中斷供電。 終端變電所終端變電所 終端變電所位于配電線路的末端，接近負(fù)荷處，電壓等級一般為35110kV，經(jīng)降壓后直接向用戶供電。降壓后的電壓一般為10

6、kV和0.4kV，分別向不同的用戶供電。第三節(jié)第三節(jié) 發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備概述發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備概述 額定電壓（kV） 額定電流（kA） 額定容量（kVA） 在發(fā)電廠和變電所中，為了滿足用戶對電力的需求和保證電力系統(tǒng)運行的安全穩(wěn)定和經(jīng)濟性，安裝有各種電氣設(shè)備。通常把直接生產(chǎn)、輸送、分配和使用電能的設(shè)備稱為一次設(shè)備。它們包括： （1）生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備。如發(fā)電機和變壓器等。 （2）接通或斷開電路的開關(guān)設(shè)備。 （3）載流導(dǎo)體。如母線、電纜等。 （4）互感器?；ジ衅鞣譃殡妷夯ジ衅骱碗娏骰ジ衅?。 （5）保護(hù)電器。如電抗器和避雷器等。 （6）接地裝置。 二次設(shè)備二次設(shè)備 在電力系統(tǒng)中為了能對電氣

7、一次設(shè)備和系統(tǒng)的運行狀況進(jìn)行測量、控制、保護(hù)和監(jiān)察而需要一些專門的設(shè)備，通常把這些設(shè)備稱為電氣二次設(shè)備。它們包括： （1）測量表計。如電壓表、電流表、功率表、電能表、頻率表等，用于測量一次電路中的電氣參數(shù)。 （2）繼電保護(hù)及自動裝置。如各種繼電器和自動裝置等，用于監(jiān)視一次系統(tǒng)的運行狀況，迅速反應(yīng)不正常情況并進(jìn)行調(diào)節(jié)或作用于斷路器跳閘，切除故障。 （3）直流設(shè)備。如直流發(fā)電機、蓄電池組、硅整流裝置等，為保護(hù)、控制和事故照明等提供直流電源。 電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)電氣設(shè)備的主要額定參數(shù) 額定電壓額定電壓 額定電壓是國家根據(jù)經(jīng)濟發(fā)展的的需要，技術(shù)經(jīng)濟的合理性，制造能力和產(chǎn)品系列性等各種因素所規(guī)定的電

8、氣設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級。我國規(guī)定的額定電壓，按電壓高低和使用范圍分為三類。 第一類額定電壓第一類額定電壓 第一類額定電壓是100V及以下的電壓等級，主要用于安全照明、蓄電池及開關(guān)設(shè)備的直流操作電壓。直流為6、12、24、48V；交流單相為12V和36V，三相線電壓為36V。 電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)電氣設(shè)備的主要額定參數(shù) 額定電壓額定電壓 第二類額定電壓 第二類額定電壓是1001000V之間的電壓等級。這類額定電壓應(yīng)用最廣、數(shù)量最多，如動力、照明、家用電器和控制設(shè)備等。 第三類額定電壓 第三類額定電壓是1000V及以上的高電壓等級，見表1-3所示，主要用于電力系統(tǒng)中的發(fā)電機、變壓器、輸配電設(shè)備和用

9、電設(shè)備。 電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)電氣設(shè)備的主要額定參數(shù) 第三類額定電壓第三類額定電壓電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)電氣設(shè)備的主要額定參數(shù) 第三類額定電壓第三類額定電壓 對表1-3進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)存在以下規(guī)律： （1）用電設(shè)備的額定電壓與電網(wǎng)的額定電壓是相等的。 （2）發(fā)電機的額定電壓比其所在電力網(wǎng)的電壓高5%。 （3）變壓器一次線圈是接受電能，可看成是用電設(shè)備，其額定電壓與用電設(shè)備的額定電壓相等，而直接與發(fā)電機相連接的升壓變壓器的一次側(cè)電壓應(yīng)與發(fā)電機電壓相配合。 （4）變壓器的二次線圈（副線圈）相當(dāng)于一個供電電源，它的空載額定電壓要比其所在電網(wǎng)的額定電壓高10%。但在3、6、10kV電壓時，由于這時相應(yīng)的配電線路距離不長，二次線圈的額定電壓僅高出電網(wǎng)電壓5%。 電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)電氣設(shè)備的主要額定參數(shù) 額定電流額定電流 電氣設(shè)備的額定電流（銘牌中的規(guī)定值）是指在規(guī)定的周圍環(huán)境溫度和絕緣材料允許溫度下允許通過的最大電流值。當(dāng)設(shè)備周圍的環(huán)境溫度不超過介質(zhì)的規(guī)定溫度時，按照設(shè)備的額定電流工作，其各部分的發(fā)熱溫度不會超過規(guī)定值，電氣設(shè)備有正常的使用壽命。 說明：周圍環(huán)境溫度一般指20。 電氣設(shè)備的主要額定參數(shù)電氣設(shè)備的主要額定參數(shù) 額定容量額定容量 發(fā)電機、變壓器和電動機額定容量的規(guī)定條件與額定電流相