电力系统基本知识

电力系统基本知识湖北省黄冈电力培训中心胡幸守时用心分享静音课堂公约培训员工2XIASH1电力系统电力网构成教学内容3变电所5电力系统的接地2电力负荷4供电质量第一节：电力系统、电力网构成1、电力系统、电力网的概念2、大型电力系统的优点3、电力生产特点1、动力系统、电力系统及电力网的划分电力网、电力系统、动力系统：电力系统发电变电输电配电用电电力网发电厂的动力部分动力系统电力系统：由发电厂里的发电部分、输配电线路、变配电所及用电户的各种用电设备所组成的整体，称之为电力系统。（包括发电、输电、变电、配电、用电这五个环节。）电力网：由各种不同电压等级的电力线路和变配电所组成。（输电、变电与配电）电力网输电网（网架）配电网高压配电网（≥110KV）中压配电网（35KV、10KV、6KV）低压配电网（380V/220V）发电厂变电站变电站变电站用户配电网输电线路中压配电线路低压配电线路（1）提高了供电可靠性。2、大型电力系统的优点：（2）减少了系统备用容量。（3）便于发展大型机组及利用大型动力资源，特别是能充分发挥水力发电厂电能生产成本低的优越性。（4）通过合理分配负荷可以降低系统的高峰负荷，提高运行经济性。（5）能够提高供电质量。3、电力生产特点（1）同时性（2）集中性（3）适用性（4）先行性第二节：电力负荷1、电力负荷的概念3、电力负荷的分类2、电力负荷的组成1、电力负荷的概念：电力负荷（广义）用电设备或单位（狭义）用电设备或单位消耗的功率（kW）、容量（kVA）,（kVar）或电流(A)。2、电力网负荷的组成：用电负荷：用户某一时刻对电力系统所需求的功率线路损失负荷：电能从发电厂到用户的输送过程中，不可避免地发生功率和能量的损失。供电负荷：用电负荷加上同一时刻的线路损失负荷，是发电厂对外供电时所承担的全部负荷高峰负荷：单位时间（如一天24h）内所发生的最大负荷；低谷负荷：单位时间内所发生的最小负荷；平均负荷：单位时间内负荷的平均值；3、电力负荷的分类：日负荷曲线图一类负荷；二类负荷；三类负荷1．一类负荷（1）中断供电将造成人身伤亡者。（2）中断供电将在政治上和经济上造成重大损失者，如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等电力负荷。2．二类负荷（l）中断供电将在政治上、经济上造成较大损失者，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需长时间才能恢复、重点企业大量减产等。（2）中断供电将影响重要用电单位的正常工作者，如交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的主要电力负荷。（3）中断供电将造成大量人员集中的大型影剧院、大型体育馆场、大型商店等重要公共场所秩序混乱者。3．三级负荷一般电力负荷，不属于一、二级负荷者。农村用电负荷及大部分乡镇企业用电均属于三级负荷。如果一级负荷不大时，可采用自备发电机等设备作为第二电源。一类负荷的供电两个独立的电源供电专用架空线供电二类负荷的供电双回路供电三类负荷的供电三级负荷则无特殊的供电要求。第三节：变电所1、变电所的定义和分类3、变电所一次电气设备2、变电所主接线1、变电所的定义和分类定义和功能：是连接电力系统的中间环节，用以汇集电源、升降电压、分配电力、调节电压。组成：高低压配电装置、主变、主控制室和相应的设施以及辅助生产建筑物。按性质和作用分：降压变电所升压变电所按地域分：枢纽变电所地区变电所终端变电所按控制方式分有人值班变电所无人值班变电所2、变电所主接线变电所主接线：是把发电机、变压器、断路器等各种电气设备通过母线、导线有机地联结起来，并配置避雷器、互感器等保护测量电器所组成的汇集和分配电能的一个系统。主接线的基本形式：具有母线的主接线单母线双母线无母线类主接线桥形单元角形1、电气主接线的基本要求1）保证必要的供电可靠性和电能质量。2）具有一定的灵活性和方便性。3）具有经济型。4）具有发展和扩建的可能性。2.主接线型式举例Y6∽10kV电缆引入线负荷开关高压熔断器380/220VTMQF低压引出线高压侧选用负荷开关和高压熔断器负荷开关作为正常运行时操作变压器之用。熔断器作为短路时保护变压器之用。低压侧通过低压断路器接至低压电力负荷。低压引出线根据负荷要求，装设熔断器或低压断路器作为保护。该接线简单、经济，但可靠性灵活性差，是只有一台主变的500kVA及以下用户变电所典型接线。3、变电所一次电气设备1、主变压器：升压、降压；2、高压断路器：通断正常负荷，开断过载、短路电流，是一种控制电器；3、隔离开关：隔离电源；4、电压互感器：将高电压转换成标准低电压供计量保护用；5、电流互感器：将高压电流或低压大电流转换成标准小电流供计量保护用；6、熔断器：过负荷、短路保护；7、负荷开关：不频繁通断小容量负荷、隔离电源；第四节：供电质量2、供电可靠性1、电能质量供电质量电能质量供电可靠性电压质量频率质量波形质量供电可靠率（1）电压质量电压允许偏差电压允许波动与闪变1、电能质量（a）供电电压允许偏差:在某一时段内，电压幅值缓慢变化而偏离额定值的程度，即%100%NNUUUUU——检测点上电压实际值（V）UN——检测点电网电压的额定值（V）规定电压偏差的允许值：≥35kV：±5%≤10kV：±7%220V：+7%、－10%（b）电压允许波动与闪变电压急剧变化：电压变化的速率大于1%。电压波动：在某一个时段内，电压急剧变化而偏离额定值的现象。%100%minmaxNUUUUUN——额定电压（V）；Umax、Umin——某一时段内电压波动的最大值与最小值（V）电压波动允许值≥220kV：1.6%35~10kV：2%≤10kV：2.5%电压闪变：周期性电压急剧波动引起灯光闪烁，光通量急剧波动，而造成人眼视觉不舒适的现象，称为闪变。公用电网谐波产生的原因：各种非线性元件：荧光灯、高压汞灯、异步电动机、电焊机、变压器、感应电炉、大型晶闸管变流设备和大型电弧炉。（2）波形（公用电网谐波）公用电网谐波的危害：变压器交流电动机电容器电力线路继电保护和自动装置电子设备（3）供电频率允许偏差供电频率偏差是以实际频率和额定频率之差与额定频率之比的百分数表示%100%NNffff中国电力系统标称频率：50Hz，≥300万千瓦：偏差为土0.2Hz；＜300万千瓦：偏差可放宽到±0.5Hz；非正常：土1.0Hz。2、供电可靠性:供电可靠性是指供电企业某一统计期内对用户停电的时间和次数。供电可靠性一般利用年供电可靠率进行考核。供电可靠率:%1008760876011NntNRSRS——年平均供电可靠率（%）；N——统计用户总数；t1——年每次停电时间（h）（包括事故停电、计划检修停电及临时性停电时间）n1——年每次停电影响用户数影响停电时间t1及停电影响的户数n1的因数有：1）线路长短、所带用户数的多少；2）电力抢修和恢复供电运行工作水平；3）统一安排检修、带电作业可以减小t1、n1；4）设备故障率及检修周期。第五节：电力系统接地1、电力系统中性点接地方式2、低压系统接地型式电力系统的接地1、工作接地:即电力系统中性点的接地.它关系到绝缘水平,通信干扰,接地保护方式,电压等级,系统接线等很多方面。2、保护接地:就是将正常情况下不带电，而在绝缘材料损坏后或其他情况下可能带电的电器金属部分（即与带电部分相绝缘的金属结构部分）用导线与接地体可靠连接起来的一种保护接线方式。3、防雷接地:针对防雷保护的需要而设置的,目的是减小雷电流通过接地装置时的地电位升高.ABC电力系统中性点：即星形连接的发电机和主变压器的中性点。Ｎ1、电力系统中性点的运行方式：1）中性点直接接地系统（大电流接地系统）：指电力系统中至少有一个中性点直接或经小阻抗与接地装置相连接。2）中性点不接地和经消弧线圈接地（小电流接地系统）：指电力系统中性点不接地或经消弧线圈、电压互感器、高电阻与接地装置相连接。1）中性点非直接接地系统（小电流接地系统）UVWİU=İLU+İCUİV=İLV+İCVİW=İLW+İCWİLUİLVİLWİCWİCVİCUNCCC中性点电位=0三相电容电流总和=0火线对地电压=相电压1）中性点不接地系统发生单相接地故障时İCVİCUİeUVWİCUİCVİCWİLUİLVİLWN×××UWVCCC中性点电位偏移≠0火线对地电压升高位线电压线电压不变，带故障运行2小时中性点不接地系统，为安全起见，规程规定不允许引出中性线供单相用电。İLİLİc+负荷CCCLNUVWL1L2L3İCUİCV、İcİL1）中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时İCUİCV.U广泛应用于35kV，10kV系统。IKIKIKIKNUVW接地极2）中性点直接接地系统发生单相接地时中性点电位恒=0火线对地电压恒为相电压广泛应用于110及以上系统，以及220V/380V系统项目中性点运行方式单相接地电流经济性（绝缘设计水平）供电可靠性实用范围中性点不接地系统1、接地电流为容性；2、接地电流较小。架空I=UL/350（A）电缆I=UL/10（A）;3、接地电流容易形成电弧。单相接地时中性点对地电压变为相电压，非故障相对地电压都升高倍。相对地绝缘水平按线电压设计单相接地时，线电压不变，三相用电设备的正常工作不会受到破坏。规程规定允许暂时继续运行的时间不超过2h110kV以下的系统，3~10kV系统单相接地电流小于30A。20kV及以上系统，单相接地电流小于10A。中性点经消弧线圈接地单相接地电流很小，在接地点不会产生电弧同上同上3~10kV系统单相接地电流大于30A，20kV及以上系统，单相接地电流大于10A中性点直接接地单相短路电流很大绝缘水平按相电压设计单相短路电流很大，继电保护装置立即动作，将接地线路切除110kV及以上系统;220/380V直接接地。3ＴＮ——ＳＴＮ——ＣＴＮ——Ｃ——Ｓ2、低压系统接地的型式：TN系统TT系统IT系统ABCNPE电力系统接地点外露可导电部分TN—S系统ABCNPE电力系统接地点外露可导电部分TN—C系统TN—C—S系统ABCN电力系统接地点外露可导电部分PETT系统：电力系统有一点直接接地，电气设备的外露可导电部分通过保护接地线接至与电力系统接地点无关的接地极。TT系统ABCN外露可导电部分PE保护接地点电力系统接地点IT系统ABC电力系统接地点外露可导电部分PE一、单项选择题1、当电压上升时，白炽灯的()将下降。A.发光效率B.光通量C.寿命2、直接将电能送到用户的网络称为（）。A.发电网B.输电网C.配电网3、为了（），通常采用环网供电。A.使运行调度方便B.使供电可靠性提高C.使投资达到最小4、发电厂的发电机输出电压通常为6.3KV，（），最高不超过20KV。Ａ、10.5KVＢ、11.5KVＣ、12.5KV5、对于突然中断供电将造成人身伤亡或会引起对周围环境严重污染，造成经济上巨大损失的负荷，应采取最少不少于（）个独立电源供电。Ａ、１个Ｂ、２个Ｃ、３个6、突然中断供电会造成经济较大损失，社会秩序混乱或在政治上产生较大影响的负荷是（）负荷。Ａ、一类B、二类C、三类7、产生谐波电流最为突出的设备是（）。A.晶闸管变流设备B.电焊机C.荧光灯8、电力网的高压电力线路一般可分为（）。A.输电线路和配电线路B.输电线路和用电线路C.高压线路和配电线路D.高压线路和用电线路9、低压配电线路的电压为（）A.220V/380VB.35kVC.110KVD.220kV10、电力系统中的变电，配电，（）三个部分称为电力网。A.用电B.发电C.送电11、直接将电能送到用户的网络称为（）。A.发电网B.输电网C.配电网12、接在输电线路终端的变压器被称为（）。A.升压变压器B.降压变压器C.多绕组变压器13、高压配电网是指电压在（）及以上的配电网。A.1KVB.35KVC.110KV14、电压变化的速率大于（），即为电压急剧变化。A.1%B.2%C.5%15、突然中断供电所造成的损失不大或不会造成直接损失的