电力工程第一章.ppt

1,电力系统分析基础,电力系统稳态分析,2,第一章电力系统的基本概念,3,第一节．电力系统的基本概述,1电力系统的形成和发展2电力系统和电力网络3电力系统的发展,4,一电力系统的形成和发展,1831年法拉第发现了电磁感应很快出先了原始的交流发电机,直流发电机,直流发动机1882年法国人M.得波列茨实现第一次高压输电被认为是第一个电力系统1891年德国人奥斯卡.冯.密勒主持下展出输电系统奠定了近代输电技术的基础,5,二电力系统和电力网络,电力系统是由发电厂、输电线、配电系统及负荷组成的。是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。电力网络是由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。总装机容量指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。年发电量指该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以千瓦时（KWh）、兆瓦时（MWh）、吉瓦时（GWh）为单位计。最大负荷指规定时间内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。额定频率按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定功率为50Hz。最高电压等级是指该系统中最高的电压等级电力线路的额定电压。,6,电力系统的概念,电力系统由发电机、变压器、输电线路和用电设备组成的生产、输送、分配和消费电能的统一的整体。大量的电能的生产和传输系统。电力网由变压器和输电线路组成的传输和分配电能的系统。动力系统包括锅炉、汽轮机和电力系统。,7,电力系统的构成,,,,,,,,,,,,,,,发电机变压器输电线负荷,生产电能传输和分配电能消耗电能,,输电系统（电网）,8,传统电能生产形式,火力发电包括热电厂，以煤、石油、天然气等为燃料；水电厂坝式、梯级、径流式等；核电厂核聚变、核裂变。,9,火电厂能量转换过程,化学能热能机械能电能其它能源形式,,,,,10,发电厂基本部件,锅炉化学能转化成热能汽轮机热能转化成机械能发电机机械能转化成电能升压站电能传输的起点,11,发电机,三相同步发电机输出电压10.5kV、20kV等容量200MW、300MW、600MW。。。标准煤耗300～500g/kWh,12,变压器,采用电磁感应原理升高或降低电压降低传输电能损耗PUIcosφΔPI2R,13,电力系统的电压等级,配电网3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、154kV、输电网220kV、330kV、500kV、750kV（500kV）、1000kV（800kV）,14,输电线路,钢芯铝绞线,15,电厂升压站,16,输电系统1,17,输电系统2,18,输电系统3,19,输电系统4,20,输电系统5,21,用电设备（负荷）,异步感应电动机电弧炉照明设备各种电器。。。。。。,22,日负荷曲线,,23,发电厂,火电厂、热电厂锅炉，汽轮机，发电机水电厂水库，水轮机，发电机核电厂核反应堆，汽轮机，发电机升压站,24,1985开工建设的双鸭山发电厂装机40万千瓦,25,上海外高桥发电厂总装机120万千瓦，1997年建成。改电厂的建设，因其高质量被誉为“窗口工程”,26,河北省西柏坡发电厂规划装机240万千瓦，先装机120万千瓦。首台30万千万机组与1991年12月10日开工，1993年2月26日移交生产，仅用了24个月，投产后一直稳发满发。原电力部和河北省称赞这台机组为“状元工程”,27,东江水电站（500MW）,28,三我国电力的发展,现今我国有五个区域电网（每个覆盖一些省区）和十二个省网。五个区域网是东北、华北、华东、华中及西北电网。,29,我国各电网位置示意图,,,30,中国电力市场化改革2002年11月,国家电网公司中国南方电网有限公司2家电网公司中国华能集团公司中国大唐集团公司中国华电集团公司5家发电公司中国国电集团公司中国电力投资集团公司中国电力工程顾问集团公司中国水电工程顾问集团公司4家辅业公司中国水利水电建设集团公司中国葛洲坝集团公司。国家电力监管委员会,31,第二节电力系统运行的特点和要求,一电力系统运行的特点电能也是商品有其生产输送和消费但有其特殊性1电能与国民经济各个部门之间的关系都很密切2电能不能大量储存3生产,输送,消费电能各环节所组成的统一整体不可分割4电能生产;输送,消费工况改变十分迅速5对电能质量的要求颇为严格,32,二对电力系统运行的基本要求,1保证可靠地持续供电按对供电可靠性的要求将负荷分为三级一级负荷对这一级负荷中断供电，将造成人身事故，经济严重损失，人民生活发生混乱。二级负荷对这一级负荷中断供电，将造成大量减产，人民生活受影响。三级负荷所有不属于一、二级的负荷。,33,2保证良好的电能质量,电能质量电压质量频率质量波形质量,,34,3保证系统运行的经济性,考核电力系统运行经济性的两个重要指标1煤耗率指每生产1KW.h电能所消耗的标准煤重以g/kw.h为单位2线耗率指电力网络中损耗的电能与向电力网络供应电能的百分比.除此以外环境保护问题日益为人们所关注,35,三峡水利发电厂,36,新能源（绿色电力）,风力发电太阳能发电地热发电潮汐发电燃料电池。。。。。。,37,风力发电,38,西藏地热电厂,39,新疆达坂城风力发电,40,丹麦海上风电,41,英国海上风电,42,风力发电机,2.75MWDFIGAccesstosystemEquippedwithsensingequipment6kmfromCampus,43,第三节电力系统的接线方式和电压等级,一电力系统的接线方式包括单回路放射式、干线式和链式网络优点简单、经济、运行方便无备用结线缺点供电可靠性差适用范围二级负荷包括双回路放射式、干线式和链式网络优点供电可靠性和电压质量高有备用结线缺点不经济适用范围电压等级较高或重要的负荷,44,1．无备用接线（开式电力网）方式无备用接线包括（1）单回放射式（2）干线式（3）链式网络a）放射式b）干线式c）链式,45,电网接线方式与特点,2．有备用接线（闭式电力网）方式有备用接线方式包括（1）双回放射式（2）干线式（3）链式（4）环式（5）两端供电网络a）放射式b）干线式c）链式d）环式e）两端供电网络,46,二．电压等级及适用范围,说明用电设备的容许电压偏移一般为5；沿线路的电压降落一般为10；在额定负荷下，变压器内部的电压降落约为5。,47,．电压等级及适用范围,电力网络中电压分布采取的措施取用电设备的额定电压为线路额定电压，使所有设备能在接近它们的额定电压下运行；取线路始端电压为额定电压的105；取发电机的额定电压为线路额定电压的105；变压器分升压变和降压变考虑一次侧接电源，取一次侧额定电压等于用电设备额定电压；二次侧接负荷，取二次侧额定电压等于线路额定电压。,48,变压器的电压等级,升压变压器（例如35/121，10.5/242）一次侧（低压侧）接电源，相当于用电设备，一次侧额定电压等于用电设备的额定电压；直接和发电机相联的变压器一次侧额定电压等于发电机的额定电压；二次侧（高压侧）接线路始端，向负荷供电，相当于发电机，应比线路的额定电压高5，加上变压器内耗5，所以二次侧额定电压等于用电设备的额定电压110。,49,变压器的电压等级,降压变压器（110/38.5，220/38.5）一次侧（高压侧）接线路末端，相当于用电设备，一次侧额定电压等于用电设备的额定电压；二次侧（低压侧）向负荷供电，相当于发电机，应比线路的额定电压高5，加上变压器内耗5，所以二次侧额定电压等于用电设备的额定电压110。,50,第四节．电力系统中性点的运行方式,特点供电可靠性低，比较经济；直接接地故障时如发生接地故障，则构成短路回路，接地相电流很大；适用范围110KV以上系统。特点供电可靠性高，绝缘费用高；故障时如发生接地故障，不必切不接地除接地相，但非接地相对地电压为相电压适用范围60KV以下系统,,51,电力系统中性点的运行方式,1.中性点经消弧线圈接地（电抗线圈）中性点不接地方式2.中性点经非线性电阻接地过补偿（总电流为感性）欠补偿（总电流为容性）,,52,小结,近代电力系统的定义.基本参量和接线图对电力系统运行三点基本要求可靠优质经济各种接线方式的特点和各种电压等级的适用范围.电力系统工程学科和电力系统分析课程的内涵我国电力工业和电力系统的现状与发展前景,53,思考题、习题,1-1．电力网、电力系统和动力系统的定义是什么1-2．对电力系统运行的基本要求是什么1-3．电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别1-4．何为电力系统的中性点其运行方式如何它们有什么特点我国电力系统中性点运行情况如何1-5．中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，各相对地电压有什么变化单相接地电流的性质如何怎样计算1-6．消弧线圈的工作原理是什么补偿方式有哪些电力系统一般采用哪种补偿方式为什么,54,思考题、习题,1-7．电力系统的额定电压是如何确定的系统各元件的额定电压如何确定1-8．目前我国电力系统的额定电压等级有哪些额定电压等级选择确定原则有哪些1-9．电力系统的接线方式有哪些各自的优、缺点有哪些1-10．联合电力系统的优越性有哪些1-11．某一60kV电力线路长为100km，每相导线对地电容为0.005μF/km，当电力线路末端发生单相接地故障时，试求接地电容电流值（60kV系统中性点经消弧线圈接地）。,