單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,電力系統(tǒng)分析,第,1,章 電力系統(tǒng)的基本概念,本章提示,1.1,電力系統(tǒng)的組成和特點,1.2,電力系統(tǒng)的電壓等級降規(guī)定,1.3,電力系統(tǒng)的接線方式,1.4,電力線路的結(jié)構(gòu),小結(jié),能源的分類,：,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,1.1,電力系統(tǒng)的組成和特點,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,輸電線路：,輸送電能,用電設(shè)備：,把電能轉(zhuǎn)換成適合用戶需要的其他形式,的能量,基本概念：,1,、電力系統(tǒng),2,、電力網(wǎng),3,、動力系統(tǒng),1.1.1,電力系統(tǒng)的組成,電力系統(tǒng)：,把這些生產(chǎn)、輸送、分配和消費電能的各種電氣設(shè)備連接在一起而組成的整體稱為電力系統(tǒng)，,它包括從發(fā)電、變電、輸電、配電直到用電這樣一個全過程。,動力系統(tǒng),:,電力系統(tǒng)加上發(fā)電廠的動力部分，就稱為動力系統(tǒng)。,1.1.1,電力系統(tǒng)的組成,火電廠的動力部分包括汽輪機(jī)、鍋爐、供熱管道和熱用戶，水電廠的動力部分包括水庫和水輪機(jī)，核電廠的動力部分包括反應(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，電力系統(tǒng)是動力系統(tǒng)的一部分，電力網(wǎng)又是電力系統(tǒng)的一部分,。,電力網(wǎng),電力系統(tǒng),動力系統(tǒng),動力部分,負(fù)荷,發(fā)電機(jī),1.1.1,電力系統(tǒng)的組成,圖,1.1,動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)的示意圖,1,、,電力系統(tǒng)的特點,（,1,）電能與國民經(jīng)濟(jì)各部門及人民日常生活關(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,）電能不能大量儲存,(,生產(chǎn)消費同時,),（,3,）電力系統(tǒng)暫態(tài)過程非常短暫,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,（,1,）保證安全可靠的供電,第一級負(fù)荷：,對這一級負(fù)荷中斷供電將會造成人身事故、設(shè)備損壞、 大量廢品，導(dǎo)致生產(chǎn)秩序長期不能恢復(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,第二級負(fù)荷：,對這一級負(fù)荷中斷供電將造成大量減產(chǎn)，影響人民生活,。,第三級負(fù)荷：,不屬于第一、第二級，停電影響不大的其他負(fù)荷。,（,2,）保證良好的電能質(zhì)量,1,）,頻率,f,N,= 50,± 0.2 H,z,1.1.2,電力系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)滿足的基本要求,2),電壓,偏移不超過,0.1 U,N,3,）,波形,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。,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)電壓等級的選擇,1.2,電力系統(tǒng)的電壓等級和規(guī)定,1,、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，這一電壓即稱為電網(wǎng)的額定電壓。,我國的網(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,系統(tǒng)的額定電壓,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,。,1.2.2,電力網(wǎng)電壓等級的選擇,電壓等級高,優(yōu)點,：,因為,所以，,導(dǎo)線截面小，節(jié)省有色金屬,缺點：,絕緣要求高，網(wǎng)絡(luò)投資增加,額定電壓（,KV,）,輸送容量（,MW,）,輸送距離（,Km,）,適用地區(qū),0.38,0.1,以下,0.6,以下,低壓動力與三相照明,3,0.11.0,13,高壓電動機(jī),6,0.11.2,415,發(fā)電機(jī)電壓、高壓電動機(jī),10,0.22.0,620,配電線路、高壓電機(jī),35,2.010,2050,縣級輸電網(wǎng)、用戶配電網(wǎng),110,1050,50150,地區(qū)級輸電網(wǎng)、用戶配電網(wǎng),220,100500,100300,省、區(qū)級輸電網(wǎng),330,2001000,200600,省、區(qū)級輸電網(wǎng)、聯(lián)合系統(tǒng)輸電網(wǎng),500,10001500,150850,省、區(qū)級輸電網(wǎng)、聯(lián)合系統(tǒng)輸電網(wǎng),750,20002500,500,以上,聯(lián)合系統(tǒng)輸電網(wǎng),1.2.2,電力網(wǎng)電壓等級的選擇,表,1.2,各級電壓架空線路與輸送容量、輸送距離的關(guān)系,1.3,電力系統(tǒng)的接線方式,1.3.1,電力系統(tǒng)接線圖,1.3.2,電力系統(tǒng)的接線方式,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、變電所的相對地理位置,。,1.3.1,電力系統(tǒng)接線圖,2,、電力系統(tǒng)地理結(jié)線圖,圖中各發(fā)電廠、變電所相對地理位置和線路路徑都按一定比例畫出，但各主要元件較詳細(xì)的電氣聯(lián)系卻難以表示,。,1.3.1,電力系統(tǒng)接線圖,1,、按供電可靠性分類,1.3.2,電力系統(tǒng)的接線方式,（,1,）,無備用結(jié)線,任何一個變電站（用戶）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)健?無備用結(jié)線,有備用結(jié)線,優(yōu)點：,結(jié)線簡單、投資少、運(yùn)行維護(hù)方便；,缺點：,供電可靠性較低，當(dāng)干線式、鏈?zhǔn)骄€路長時，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)?無備用結(jié)線,1.3.2,電力系統(tǒng)的接線方式,（,2,）,有備用結(jié)線,任何一個變電站（用戶）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)剑h(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,1,）,雙回路放射式、干線式、鏈?zhǔn)?優(yōu)點：,結(jié)線簡單，運(yùn)行方便，供電可靠性和電壓,質(zhì)量高。,缺點：,設(shè)備投資大。,雙回路放射式,雙回路干線式,雙回路鏈?zhǔn)?1.3.2,電力系統(tǒng)的接線方式,2,）,環(huán)形供電網(wǎng),優(yōu)點：,供電可靠性高，投資少。,缺點：,運(yùn)行調(diào)度復(fù)雜；開環(huán)運(yùn)行時，某些線路可能過負(fù)荷、某些負(fù)荷點電壓質(zhì)量不能滿足要求,。,環(huán)形供電網(wǎng),1.3.2,電力系統(tǒng)的接線方式,3,）,兩端供電網(wǎng),優(yōu)點：,供電可靠性高，投資少。,缺點：,運(yùn)行調(diào)度復(fù)雜。,1.3.2,電力系統(tǒng)的接線方式,2,、按負(fù)荷取得電能的方向分類,（,1,）開式網(wǎng)絡(luò),凡變電站（用戶）只能從一個方向取得電能的網(wǎng)絡(luò)，叫做開式網(wǎng)絡(luò)。,有單、雙回路放射式、干線式和鏈?zhǔn)健?1.3.2,電力系統(tǒng)的接線方式,（,2,）閉式網(wǎng)絡(luò),凡變電站（用戶）可以從兩個或兩個以上的方向取得,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),。,對電力網(wǎng)絡(luò)接線方式的選擇，要考慮以下幾個方面：,（,1,）必須保證用戶供電的可靠性；,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。,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),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,架空地線）、桿塔、絕緣子和 金具,等元件組成,如圖,1.6,所示。,圖,1.6,架空線路,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)：單股導(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,: 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,1.4.1,架空線路的結(jié)構(gòu),圖,1.7,導(dǎo)線的斷面圖,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),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,1,）按所用材料分類,木桿、鐵塔、鋼筋混凝土桿,2,）按用途分類,直線桿塔、耐張桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔、,終端桿塔、換位桿塔,圖,1.8,架空線路的一個耐張段,1.4.1,架空線路的結(jié)構(gòu),4,、絕緣子,（,2,）分類,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,針式絕緣子,用于電壓不超過,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,/KV,35,60,110,220,330,500,絕緣子片數(shù),3,5,7,13,19,28,直線桿上懸式絕緣子片數(shù)與電壓關(guān)系,5,、金具,（,1,）作用,起懸掛、耐張、固定、防震、連接等作用,1.4.1,架空線路的結(jié)構(gòu),（,2,）分類,懸垂線夾、耐張線夾、接續(xù)金具、防震金具,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,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,2,、絕緣層,作用：用來使導(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),3,、包護(hù)層,內(nèi)包護(hù)：保護(hù)絕緣不受損傷，防止絕緣油外溢和水分侵入,1.4.2,電纜線路的結(jié)構(gòu),外包護(hù)：防止外界的機(jī) 械損傷和化學(xué)腐蝕,小 結(jié),電力系統(tǒng)是發(fā)、送、變、配、用電各個環(huán)節(jié)的各種電氣設(shè)備組成的整體。,電力系統(tǒng)中輸送和分配電能的部分叫做電力網(wǎng)。,為了使電力設(shè)備生產(chǎn)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，方便運(yùn)行、維修，各種電力設(shè)備都規(guī)定有額定電壓，當(dāng)電力設(shè)備在額定電壓下運(yùn)行時，其技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效益最好。,