電力系統(tǒng)分析章

1、電力系統(tǒng)分析章第1頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四 能源的分類(lèi)： 一次能源: 自然界存在的能源 如: 煤炭、石油、天然氣、水力等二次能源：由一次能源轉(zhuǎn)換而成 如：電能1.1 電力系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)第2頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四1.1 電力系統(tǒng)的組成和特點(diǎn)能源的轉(zhuǎn)換與傳輸：發(fā) 電 廠： 把其他形式的能量轉(zhuǎn)換成電能變 壓 器： 改變電壓等級(jí)輸電線路： 輸送電能用電設(shè)備： 把電能轉(zhuǎn)換成適合用戶(hù)需要的其他形式 的能量第3頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四 基本概念： 1、電力系統(tǒng) 2、電力網(wǎng) 3、動(dòng)力系統(tǒng)1.1.1 電力系統(tǒng)的組

2、成第4頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四第5頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四 電力系統(tǒng)：把這些生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)電能的各種電氣設(shè)備連接在一起而組成的整體稱(chēng)為電力系統(tǒng)， 它包括從發(fā)電、變電、輸電、配電直到用電這樣一個(gè)全過(guò)程。 動(dòng)力系統(tǒng): 電力系統(tǒng)加上發(fā)電廠的動(dòng)力部分，就稱(chēng)為動(dòng)力系統(tǒng)。 1.1.1 電力系統(tǒng)的組成 火電廠的動(dòng)力部分包括汽輪機(jī)、鍋爐、供熱管道和熱用戶(hù)，水電廠的動(dòng)力部分包括水庫(kù)和水輪機(jī)，核電廠的動(dòng)力部分包括反應(yīng)堆和汽輪機(jī)。 電力網(wǎng)：電力系統(tǒng)中輸送和分配電能的部分稱(chēng)為電力網(wǎng)，它包括升、降壓變壓器和各種電壓的輸電線路。 可見(jiàn)，電力系統(tǒng)是動(dòng)力

3、系統(tǒng)的一部分，電力網(wǎng)又是電力系統(tǒng)的一部分。第6頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四電力網(wǎng)電力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力部分負(fù)荷發(fā)電機(jī)1.1.1 電力系統(tǒng)的組成圖1.1動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)的示意圖 第7頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四 1、電力系統(tǒng)的特點(diǎn) （1）電能與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)及人民日常生活關(guān)系密切 1.1.2 電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)滿足的基本要求（2）電能不能大量?jī)?chǔ)存(生產(chǎn)消費(fèi)同時(shí)) （3）電力系統(tǒng)暫態(tài)過(guò)程非常短暫第8頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四 2、電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求 （1）保證安全可靠的供電 1.1.2 電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)滿足

4、的基本要求（2）保證良好的電能質(zhì)量 （3）保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性其它要求：環(huán)保第9頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四（1）保證安全可靠的供電 第一級(jí)負(fù)荷： 對(duì)這一級(jí)負(fù)荷中斷供電將會(huì)造成人身事故、設(shè)備損壞、 大量廢品，導(dǎo)致生產(chǎn)秩序長(zhǎng)期不能恢復(fù)，市政生活混亂。 1.1.2 電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)滿足的基本要求第二級(jí)負(fù)荷： 對(duì)這一級(jí)負(fù)荷中斷供電將造成大量減產(chǎn)，影響人民生活。 第三級(jí)負(fù)荷： 不屬于第一、第二級(jí)，停電影響不大的其他負(fù)荷。第10頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四（2）保證良好的電能質(zhì)量 1）頻率 fN = 50 0.2 Hz 1.1.2 電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)

5、滿足的基本要求2) 電壓 偏移不超過(guò) 0.1 UN 3）波形第11頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四 1）煤耗： 發(fā)電廠生產(chǎn)1 KWh 電能所消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤量。(3) 保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性1.1.2 電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)滿足的基本要求 2）網(wǎng)損率： 電力網(wǎng)中損耗的電量占向電力網(wǎng)供電量的百分 比。 3）廠用電率： 發(fā)電廠自用電量占發(fā)電量的百分比。第12頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四1、電力系統(tǒng)的額定電壓1.2.1 電力系統(tǒng)的額定電壓2、電力網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇1.2 電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)和規(guī)定第13頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四1、

6、網(wǎng)絡(luò)額定電壓當(dāng)設(shè)備在該電壓下運(yùn)行具有最好的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果，這一電壓即稱(chēng)為電網(wǎng)的額定電壓。 我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)額定電壓有： 3KV、 6KV 、 10KV 、 35KV 、 60KV 、 110KV 、220KV 、 330KV、 500KV 1.2.1 電力系統(tǒng)的額定電壓第14頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四系統(tǒng)的額定電壓第15頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四第16頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四例題1.1 電力系統(tǒng)接線圖如圖1.2所示，圖中標(biāo)明了各級(jí)電力線路的額定電壓。試求發(fā)電機(jī)和變壓器繞組的額定電壓。圖1.2 例1.1的附

7、圖1.2.1 電力系統(tǒng)的額定電壓解：發(fā)電機(jī)G的額定電壓為10.5KV。 變壓器T1:低壓側(cè)額定電壓為10.5KV,高壓側(cè)額定電壓為242KV； 變壓器T2:高壓側(cè)額定電壓為220KV，中壓側(cè)額定電壓為121KV ，低 壓側(cè)額定電壓為38.5KV； 變壓器T3:高壓側(cè)額定電壓為110KV,低壓側(cè)額定電壓為11KV； 變壓器T4:高壓側(cè)額定電壓為35KV，低壓側(cè)額定電壓為6.6KV； 變壓器T5:高壓側(cè)額定電壓為10.5KV,低壓側(cè)額定電壓為3.15KV。第17頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四1.2.2 電力網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇電壓等級(jí)高 優(yōu)點(diǎn)： 因?yàn)?所以， 導(dǎo)線截面小，節(jié)省

8、有色金屬 缺點(diǎn)： 絕緣要求高，網(wǎng)絡(luò)投資增加第18頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四額定電壓（KV）輸送容量（MW）輸送距離（Km）適用地區(qū)0.380.1以下0.6以下低壓動(dòng)力與三相照明 30.11.013高壓電動(dòng)機(jī) 60.11.2415發(fā)電機(jī)電壓、高壓電動(dòng)機(jī)100.22.0620配電線路、高壓電機(jī)352.0102050縣級(jí)輸電網(wǎng)、用戶(hù)配電網(wǎng)110105050150地區(qū)級(jí)輸電網(wǎng)、用戶(hù)配電網(wǎng)220100500100300省、區(qū)級(jí)輸電網(wǎng)3302001000200600省、區(qū)級(jí)輸電網(wǎng)、聯(lián)合系統(tǒng)輸電網(wǎng)50010001500150850省、區(qū)級(jí)輸電網(wǎng)、聯(lián)合系統(tǒng)輸電網(wǎng)750200025

9、00500以上聯(lián)合系統(tǒng)輸電網(wǎng)1.2.2 電力網(wǎng)電壓等級(jí)的選擇表1.2 各級(jí)電壓架空線路與輸送容量、輸送距離的關(guān)系 第19頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四1.3 電力系統(tǒng)的接線方式 電力系統(tǒng)接線圖1.3.2 電力系統(tǒng)的接線方式第20頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四1、電力系統(tǒng)電氣結(jié)線圖 圖中較詳?shù)乇硎境鲭娏ο到y(tǒng)各主要元件之間的電氣聯(lián)系，但不能反映各發(fā)電廠、變電所的相對(duì)地理位置。電力系統(tǒng)接線圖 第21頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四 2、電力系統(tǒng)地理結(jié)線圖 圖中各發(fā)電廠、變電所相對(duì)地理位置和線路路徑都按一定比例畫(huà)出，但各主要元

10、件較詳細(xì)的電氣聯(lián)系卻難以表示。電力系統(tǒng)接線圖 第22頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四 1、按供電可靠性分類(lèi) 1.3.2 電力系統(tǒng)的接線方式 （1）無(wú)備用結(jié)線 任何一個(gè)變電站（用戶(hù)）都只能從一條線路取得電能的電力網(wǎng)絡(luò)。 有單回路放射式、干線式、鏈?zhǔn)?。無(wú)備用結(jié)線 有備用結(jié)線第23頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四優(yōu)點(diǎn)：結(jié)線簡(jiǎn)單、投資少、運(yùn)行維護(hù)方便； 缺點(diǎn)：供電可靠性較低，當(dāng)干線式、鏈?zhǔn)骄€路長(zhǎng)時(shí)，末 端電壓可能偏低。單回路放射式單回路干線式單回路鏈?zhǔn)綗o(wú)備用結(jié)線1.3.2 電力系統(tǒng)的接線方式第24頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四（

11、2）有備用結(jié)線 任何一個(gè)變電站（用戶(hù)）可以從兩條及兩條以上的線路取得電能的電力網(wǎng)絡(luò)。 有: 雙回路放射式、干線式、鏈?zhǔn)?，環(huán)形供電網(wǎng)絡(luò)，和兩端供電網(wǎng)絡(luò)。 1.3.2 電力系統(tǒng)的接線方式第25頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四1）雙回路放射式、干線式、鏈?zhǔn)?優(yōu)點(diǎn)：結(jié)線簡(jiǎn)單，運(yùn)行方便，供電可靠性和電壓,質(zhì)量高。 缺點(diǎn)：設(shè)備投資大。雙回路放射式雙回路干線式雙回路鏈?zhǔn)?.3.2 電力系統(tǒng)的接線方式第26頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四2）環(huán)形供電網(wǎng) 優(yōu)點(diǎn)： 供電可靠性高，投資少。 缺點(diǎn)： 運(yùn)行調(diào)度復(fù)雜；開(kāi)環(huán)運(yùn)行時(shí)，某些線路可能過(guò)負(fù)荷、某些負(fù)荷點(diǎn)電壓質(zhì)量不能滿

12、足要求。環(huán)形供電網(wǎng)1.3.2 電力系統(tǒng)的接線方式第27頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四3）兩端供電網(wǎng) 優(yōu)點(diǎn)： 供電可靠性高，投資少。 缺點(diǎn)： 運(yùn)行調(diào)度復(fù)雜。1.3.2 電力系統(tǒng)的接線方式第28頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四2、按負(fù)荷取得電能的方向分類(lèi) （1）開(kāi)式網(wǎng)絡(luò) 凡變電站（用戶(hù)）只能從一個(gè)方向取得電能的網(wǎng)絡(luò)，叫做開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)。 有單、雙回路放射式、干線式和鏈?zhǔn)健?.3.2 電力系統(tǒng)的接線方式 （2）閉式網(wǎng)絡(luò) 凡變電站（用戶(hù)）可以從兩個(gè)或兩個(gè)以上的方向取得 電能的網(wǎng)絡(luò)，叫做閉式網(wǎng)絡(luò)。 有環(huán)形網(wǎng)絡(luò)、兩端供電網(wǎng)絡(luò)。第29頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月

13、20日，18點(diǎn)8分，星期四 對(duì)電力網(wǎng)絡(luò)接線方式的選擇，要考慮以下幾個(gè)方面： （1）必須保證用戶(hù)供電的可靠性； 1.3.2 電力系統(tǒng)的接線方式（2）必須能靈活的適應(yīng)各種可能的運(yùn)行方式； （3）應(yīng)力求節(jié)約設(shè)備材料，減少投資與運(yùn)行費(fèi)用； （4）應(yīng)保證在各種運(yùn)行方式下運(yùn)行人員能安全的操作。第30頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四1.4 電力線路的結(jié)構(gòu)1.4.1 架空線路的結(jié)構(gòu)1.4.2 電纜線路的結(jié)構(gòu)第31頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四1.4.1 架空線路的結(jié)構(gòu) 架空線路由導(dǎo)線、避雷線（又稱(chēng)架空地線）、桿塔、絕緣子和 金具等元件組成 如圖1.6所示。 圖

14、1.6架空線路 第32頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四1、導(dǎo)線（1）作用：傳導(dǎo)電流，輸送電能1.4.1 架空線路的結(jié)構(gòu)（2）常用材料：銅、鋁、鋼、鋁合金（3）結(jié)構(gòu)：?jiǎn)喂蓪?dǎo)線、單金屬多股絞線、鋼芯鋁絞線、擴(kuò)徑導(dǎo)線、空心導(dǎo)線、分裂導(dǎo)線（4）型號(hào): LJ35 鋁絞線 LGJ185 鋼芯鋁絞線 LGJQ300 輕型鋼芯鋁絞線 LGJJ400 加強(qiáng)型鋼芯鋁絞線鋼芯鋁絞線廣泛用于35KV及以上電壓線路 為防止電暈和減小線路感抗，220KV以上線路常采用擴(kuò)徑導(dǎo)線、空心導(dǎo)線、分裂導(dǎo)線第33頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四1.4.1 架空線路的結(jié)構(gòu)圖1.7 導(dǎo)線的

15、斷面圖 第34頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四 2、避雷線（1）作用 保護(hù)導(dǎo)線不受直接雷擊（2）結(jié)構(gòu) 架設(shè)在桿塔頂部 常采用鋼絞線、鋁包鋼線1.4.1 架空線路的結(jié)構(gòu)第35頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四3、桿塔 （1）作用 支持導(dǎo)線和避雷線，并使之保持一定的安全距離 1.4.1 架空線路的結(jié)構(gòu)（2）分類(lèi) 1）按所用材料分類(lèi) 木桿、鐵塔、鋼筋混凝土桿 2）按用途分類(lèi) 直線桿塔、耐張桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔、 終端桿塔、換位桿塔第36頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四圖1.8 架空線路的一個(gè)耐張段1.4.1 架空線路的結(jié)構(gòu)第37頁(yè)，共4

16、5頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四4、絕緣子（2）分類(lèi) 針式絕緣子 懸式絕緣子 瓷橫擔(dān)等1.4.1 架空線路的結(jié)構(gòu)（1）作用 使導(dǎo)線與桿塔間 保持絕緣第38頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四針式絕緣子 用于電壓不超過(guò)35KV線路上1.4.1 架空線路的結(jié)構(gòu)圖1.10絕緣子 懸式絕緣子 用于電壓為35KV及以上 線路上瓷橫擔(dān) 用于35KV及以下線路上額定電壓/KV3560110220330500絕緣子片數(shù)357131928直線桿上懸式絕緣子片數(shù)與電壓關(guān)系第39頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四5、金具（1）作用 起懸掛、耐張、固定、防震、

17、連接等作用1.4.1 架空線路的結(jié)構(gòu)（2）分類(lèi) 懸垂線夾、耐張線夾、接續(xù)金具、防震金具第40頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四1、導(dǎo)體2、絕緣層3、包護(hù)層1.4.2 電纜線路的結(jié)構(gòu) 圖1.11 常用電纜的構(gòu)造第41頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四1、導(dǎo)體 鋁或銅的單股或多股線，通常用多股線 根據(jù)電纜中導(dǎo)體數(shù)目的不同，可分為單心、三心、四心電纜1.4.2 電纜線路的結(jié)構(gòu) 圖1.11 常用電纜的構(gòu)造第42頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)8分，星期四2、絕緣層作用：用來(lái)使導(dǎo)體間及導(dǎo)體與保護(hù)包層間相互絕緣1.4.2 電纜線路的結(jié)構(gòu) 第43頁(yè)，共45頁(yè)，2022年，5