电力系统组成

现代供电技术目录第一章供电系统基本概念第二章负荷计算第三章短路电流计算第四章供电系统电气设备选择第五章电力线路第六章供电系统继电保护原理第七章微机保护原理第八章企业用电的无功补偿及谐波抑制第九章过电压及其保护第十章变电站二次接线第十一章配电自动化第十二章特殊行业的安全供电第一章供电系统基本概念1.1、电力系统组成1.2、供电系统及接线方式1.3、电网中性点及运行方式1.1电力系统组成一、电力系统的基本概念1、电力系统概念由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户有机连接起来的整体。电力系统包括发电、变电、输电、配电直到用电这样一个全过程。2、发电厂概念：生产电能的工厂，把各种天然能源转化电能。分类：按发电厂能源取得的方式不同分类火力发电厂水力发电厂核电厂其它形式电厂柴油机厂太阳能电厂风力电厂潮汐电厂地热电厂70％20％小容量的电厂：利用一次能源发电的电厂：3、变电所（1）概念：变换电压和交换电能的场所（2）组成：变压器及配电装置（3）分类升压变电所降压变电所按其在电力系统中的地位和作用分区域变电所企业变电所车间变电所按变压器的性质和作用分4、电力用户概念：在各行各业中所应用的各类用电设备统称为电力用户电力系统中，通常将某一个企业或由同一线路供电的多个企业用电设备的总和看作一个电力用户。5、电力网（1）概念：在电力系统中，由升压和降压变电所通过输、配电线路连接起来的部分。（2）作用输送、变换和分配电能。联系发电厂和电力用户的中间环节。综上所述，电力系统=发电厂+电力网+电力用户电力系统、电力网构成示意图如图1-1,电力系统组成举例：图1-2图1－1电力系统、电力网构成示意图电力用户G输电线路配电线路电力网电力系统升压变电所降压变电所发电厂图1－2电力系统组成举例6、电力系统运行的特点a.发电机在某一时刻发出的电能，经过输电线路立刻送给了用电设备，而用电设备立刻又转换为其他形式的能量，发电－供电－用电的全过程是在一瞬间完成的。b.发电量随用电量的变化而变化，生产量和消费量是严格平衡的。电能用户如何用电、用多少电，电网及电气设备的工作状态等都会影响系统运行。c.电力系统的暂态过程非常迅速，以10－3～10－6s计。d.对电能质量（电压和频率）要求非常严格。e.一旦中断供电可能给国民经济和人民生活造成重大损失。f.电能目前还不能大量存储。7、电力系统接线图二、电力系统的电压等级1、额定电压：（铭牌上所标的电压）定义：能使受电器（电机、变压器、用电设备）正常工作的电压。2、我国额定电压等级为了使电力工业和电力制造业的生产标准化、统一化、系列化，世界上许多国家和组织都制定了有关额定电压的标准。我国电力网额定电压等级如下：0.22、0.38、3、6、35、（60）、110、220、330、500、750、1000KV低压电网：3KV以下高压电网：3~330KV超高压电网：330~1000KV特高压电网：1000KV及以上1000KV电网简介：2006年8月19日，我国首条1000kV特高压示范线路工程开工建设。中国电网开始迈向世界电网科技巅峰。这一天，必将载入史册。据悉，有30多位院士、300多名教授、800名高级工程师及博士在内的2000多名科技工作者参与了这一举世瞩目的输电工程研究和设计。线路全长约653.8千米，包括三站两线，起于山西省长治的晋东南变电站，经河南省南阳开关站，止于湖北省荆门变电站，联接华北、华中两大电网，将于2008年建成投运。中国电机工程学会理事长陆延昌用几组数字说明特高压电网的优势：一回1000千伏特高压交流输电线路输送功率接近500万千瓦，约为500千伏线路的4～5倍；同时特高压交流线路在输送功率相同的情况下，可将最远送电距离延长3倍，而损耗只有500千伏线路的25％～40％。输送同样的功率，采用1000千伏线路与500千伏线路相比，可节省60%土地资源电网分类3、各种电气设备的额定电压因为在输电线路输送负荷电流时必然要产生电压损失，为了保证电网末端的用电设备工作在正常电压下，国家规定：（1）电力网及用电设备的额定电压用电设备容许的电压偏移一般为5%，沿线电压降落一般为10%，因而要求线路始端电压为额定值的1.05倍，并使末端电压不低于额定值的0.95倍。可取线路始末两端电压的平均值Uav作为电力网的额定电压。用电设备额定电压=同级电网的额定电压UNU1=1.05UNU3=0.95UNU2=UN123T（2）发电机额定电压发电机通常接于线路始端，因此发电机的额定电压为线路额定电压的1.05倍UGN＝UN（1＋5％）例如：线路电压为10KV，则发电机电压为10.5KV.（3）变压器额定电压变压器具有发电机和负荷的双重地位，它的一次侧是接受电能的，相当于用电设备；二次侧是送出电能的，相当于发电机。变压器一次侧额定电压：①变压器一次侧额定电压取等同于用电设备额定电压；②对于直接和发电机相联的变压器，其一次侧额定电压等于发电机的额定电压，即：U1N＝UGN＝UN（1＋5％）变压器二次侧额定电压：①当距用电设备较近时，取比线路额定电压高5%。②当距用电设备较远时，变压器二次额定电压取比线路额定电压高10%。因变压器二次侧额定电压规定为空载时的电压，高出的10％电压其中有5％用来补偿正常负载时变压器内部阻抗和线路阻抗所造成的损失。10.5KV10.5KV/242KV10.5KV/3.15KV220KV/121KV/38.5KV35KV/6.6KVGT110KVT4T2T3D1220KV110KV6KV35KV3KV举例：已知线路额定电压如图所示，请标出发电机额定电压和变压器T1、T2、T3、T4一、二次侧的额定电压。发电机额定电压：比同级电网高5％，为10×（1＋5％）＝10.5KV；变压器T1一次侧额定电压：等于发电机额定电压，所以为10.5KV变压器T2一次侧额定电压：相当于用电设备额定电压，所以为220KV变压器T1二次侧额定电压：比同级电网线路高10％，为220×（1＋10％）＝242KV变压器T2中压侧（二次侧）额定电压：比同级电网线路高10％，为110×（1＋10％）＝121KV变压器T2低压侧（二次侧）额定电压：比同级电网线路高10％，为35×（1＋10％）＝38.5KV2、供电系统电压等级的确定（1）技术指标包括电能质量，供电的可靠性，配电的合理性及适应将来发展的情况（2）经济指标包括基建投资，有色金属消耗量，年电能损失费及年维修费等。（3）与输送距离和容量有关S=UI当S一定时，U愈高，I愈小，线路上电压与功率损耗愈小，电力传输距离愈长，所需导线截面积愈小，投资愈少。当I一定时，U愈高，S愈大。当经济技术指标相差不大时，应优先选用电压等级较高的方案。3电压等级与输送容量和输送距离之间的关系额定电压(KV)输送功率(MW)输送距离(Km)60.1~1.24~15100.2~26~20352~1020~5011010~5050~150220100~500100~300330200~1000200~600500750~1800400~1000目前，我国电力系统中，220kv以上电压等级多用于大型电力系统的主干线，110kv多用于中、小型电力系统的主干线，也可用于大型电力系统的二次网络；工厂供电系统：一般工厂内部多采用6－10kV的高压配电电压。从技术经济指标来看，最好采用10kv。如果工厂拥有相当数量的6kV用电设备时，可考虑采用6kV电压作为工厂配电电压。380／220v电压等级多作为工厂的低压配电电压。