电力系统基本知识课件.ppt

电力系统基本知识,电力系统、电力网构成电力系统-发电厂(发电)、送变电线路(输电和变电)、供配电所(配电)和用电单位(用电)组成的整体,发电厂(或发电设备)将燃料的热能、水流的位能或动能、核能等转换为电能。经过、输电、配电等环节。送至用电单位(或用电设备)转换成动力(机械)能、光能、热能等。电力网-是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电所连接而成的网络。组成:电力系统中的输电、变电、配电等部分。分类:输电网和配电网。1.输电网(主网架)-是以高压或超高电压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来的输电网络。,2.配电网-直接将电能送到用户的网络。(1)高压配电网-指110kV及以上电压的配电网。(2)中压配电网-指35kV、10kV、6kV、3kV电压的配电网。(3)低压配电网-指220V、380V电压的配电网。,电力生产的特点1.同时性:电能的生产、输送、分配以及转换为其他形态能量的过程是同时进行的。电能是不能大量储存。2.集中性:电力生产是高度集中的、统一的。3.适用性:电能使用最方便、最广泛。4.先行性:在国民经济及生活中起主导作用。,电力负荷电力负荷-指电力设备或用电单位所消耗的功率(kW)或容量(kVA)或电流(A)。负荷种类1.用电负荷-是指用户在某一时刻对电力系统所需求的功率。,2.线路损失负荷(线损)-是指电能从发电厂到用户的输电过程中,产生功率和能量损失所对应的功率。3.供电负荷-是指用电负荷和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。分类1.按负荷发生时间不同(1)高峰负荷-是指电网或用户在单位时间内所发生的最大负荷值。(2)低谷负荷-是指电网中或某用户在一天24h内,发生的用电量最少时的负荷。峰、谷负荷差越小，用电越趋于合理。,(3)平均负荷-指电网中或某用户在某一段确定的时间阶段内平均小时用电量。为了分析负荷率,常采用日平均负荷。为了安排用电量,常采用月平均负荷和年平均负荷。2.按负荷的重要性(1)一类负荷(一级负荷)-指突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起对周围环境严重污染，造成经济上的巨大损失以及将会造成社会秩序严重混乱或产生政治上的严重影响等用电负荷。对一级负荷的用电设备,应有两个以上的独立电源供电,并辅之其他必要的非电力电源的保安措施。,(2)二类负荷(二级负荷)-指突然中断供电将会造成较大经济损失以及将会造成社会秩序混乱或在政治上产生较大影响等用电负荷。(3)三类负荷(三级负荷)-指不属于上述一类和二类负荷的其他负荷。,变电所变电所-是联接电力系统的中间环节,用以汇集电源、升降电压和分配电力。组成由高低压配电装置、主变压器、主控制室和相应的设施以及辅助生产建筑物等。,变电所主接线-是把变压器、断路器等各种电气设备通过母线、导线有机地联结起来。变电所一次电气设备1.主变压器-将高电压变换为低电压的电气设备。,2.高压断路器-是保护变压器和高压线路的电器。具有开断正常负荷和过载、短路故障的保护能力。,3.隔离开关-是隔离电源用的电器。4.电压互感器和电流互感器-供保护和计量用。5.熔断器-是保护电器。当电路发生短路或过负荷时,熔断器能自动切断故障电路,从而使电气设备和线路得到保护。6.负荷开关-是隔离负荷用的电器。用于不频繁地接通或分断小容量的配电线路和负荷,起到隔离电源的作用。,供电质量供电质量-是指电能质量和供电可靠性。电能质量-是指供给用电单位受电端电能品质的优劣程度。主要包括:电压质量(有电压允许偏差、电压允许波动与闪变、公用电网谐波、三相电压允许不平衡度)和频率质量(频率允许偏差等)。1.供电电压允许偏差-是指在某一时段内,电压幅值缓慢变化而偏离额定值的程度。,电压偏差的影响:电压下降时白炽灯的发光效率和光通量都会急剧下降。电动机的定子、转子电流都增大导致其烧毁,或停转或不能启动。电热设备不能达到所需要的温度等。电压上升时白炽灯的寿命将大为缩短。各类电气设备绝缘老化加快,使用寿命缩短等。【例】白炽灯电压上升10,寿命减少50。电压下降10,光通量减少30。,我国国家标准规定电压偏差的允许值:35kV及以上供电电压正负偏差绝对值之和不超过标称电压的5。10kV及以下三相供电电压允许偏差为标称系统电压的7。220V单相供电电压允许偏差为标称系统电压的+7、-10。2.电压允许波动和闪变(1)电压允许波动-在某一个时段内,电压急剧变化而偏离额定值的现象。,当电压变化速率大于1时,即认为电压急剧变化。电压波动程度是以电压急剧变化期间,电压最大值和电压最小值之差与额定电压值的百分数来表示。原因:由急剧变化的冲击性负荷(如电动机启动、电焊机或大型电弧炉及轧钢机等工作)所引起。我国国家标准规定对电压波动允许值:220kV及以上电压波动允许值为1.6。35110kV电压波动允许值为2。10kV及以下电压波动允许值为2.5。(2)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。,3.公用电网谐波电网谐波的产生主要在于电力系统中存在各种非线性元件。大型的晶闸管变流设备和大型电弧炉,产生的谐波电流最为突出,是造成电网谐波的主要因素。谐波对电气设备的危害:使变压器及电动机的铁损增大,出现过热、绝缘老化、寿命缩短等。,电容器对谐波的阻抗很小,使电容器很容易发生过电流发热而导致击穿及烧毁等。4.供电频率允许偏差我国技术标准规定供电频率(工频)为50Hz。我国规定对频率允许误差,正常允许0.2Hz,根据系统容量可放宽0.5Hz。,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。1.可靠性直接反映供电企业持续向用电单位的供电能力。供电可靠性一般利用年供电可靠率进行考核。2.供电可靠率是指在一年内,对用户有效时间总小时数和统计期间停电影响用户小时数之差与统计期间用户有效供电时间总小时数比值的百分数。3.提高供电可靠率就要尽量缩短用户平均停电时间。停电时间:事故停电、计划检修停电、临时性停电。,电力系统接地工作接地-配电变压器或低压发电机中性点通过接地装置与大地相连。工作接地的接地电阻一般不应超过4。,电力系统中性线接地的型式(方式)1.中性点直接接地-是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。即通过系统中全部或部分变压器中性点直接接地来实现的。作用:使中性点经常保持零电位。特点:若系统中发生一相接地时,能限制非故障相对地电压的升高。但发生人身一相接地或电击时,危险性很大。不适用于对连续供电要求较高及人身安全、环境安全要求较高的场合。,2.中性点非直接接地-是指电力系统中性点不直接接地或经消弧线圈、电压互感器、高电阻与接地装置相接。特点:可减小人身电击时流经人体的电流。发生单相接地时,一般允许2h时间内可继续用电。发生单相接地时,接地相对地电压下降,非故障相对地电压将会升高,达3倍。中性点经消弧线圈接地的目的是减小故障电流,加速灭弧。规定:在中性点不接地系统中,配电变压器各出线均应装设保险和不允许引出中性线(零线)N供单相用电,在城市中配电网的接地方式220kV、110kV-采用直接接地方式。35kV-采用经消弧线圈接地。10kV-采用经消弧线圈接地方式或经小电阻接地方式(以电缆线路为主的配电网)。220V/380V-采用直接接地方式。,低压系统接地型式TN系统接线(中性点直接接地方式)电力系统中有一点直接接地,电气装置的外露可接近导体(如外壳)通过保护线与该接地点相连接。1.TN-S系统:整个系统的中性线(零线)N与保护线PE是各自分开的。2.TN-C系统:整个系统的中性线(零线)N与保护线PE是合一的。3.TN-C-S系统:系统中有一部分线路的中性线(零线)N与保护线PE是合一的,另一部分则是分开的。,TT系统接地(中性点直接接地方式)电力系统中有一点直接接地,电气设备的外露可接近导体(如外壳)通过保护接地线接至与电力系统接地点无关的接地极。IT系统接地(中性点非直接接地方式)电力系统与大地间不直接连接,电气装置的外露可接近导体(如外壳)通过保护接地线与接地极连接。,高压配电网,变电所(站),