12 第一章 电力系统概述和基本概念.ppt

第一章电力系统概述和基本概念,吕泉lvquan84708923-603,稍复杂的电力系统,3,简单电力系统构成,发电系统,输、变、配电系统（即电网）,负荷,4,发电系统,火电厂水电厂核电厂风电场地热、潮汐、太阳能等其他电站抽水蓄能电站,5,火电机组发电原理,,6,火电机组发电原理,7,水电机组发电基本原理,,8,水电机组发电基本原理,,9,抽水蓄能电站运行原理,,10,核电机组发电原理,,11,核电机组发电原理,,12,风电场发电原理,,13,风电场发电原理,,14,风电场发电原理,,15,发电系统,火电水电核电风电地热电站抽水蓄能电站太阳能发电,,,16,发电系统的特征,电的光速传播导致系统装机容量大于系统最大负荷。备用。,17,发电机,主要作用将机械能转化为电能。文字符号G图形符号,18,输、变、配电系统,,19,输、变、配电系统电力传输元件,电力线路架空线路电力电缆变压器三相变压器,20,高压架空线路,,21,高压架空线路,22,低压架空线路,,23,架空线路的图形化表示,主要作用传送电能。文字符号L图形符号,,24,电缆,,,导线,,绝缘层,,,钢铠,,包护层,25,电缆的图形化表示,主要作用传送电能。文字符号L图形符号,26,三相高压变压器,存在直流变压器么变压器几个端子,27,三相低压变压器,,28,三相变压器,分类升压变压器，降压变压器主要作用升压变压器将一种电压升高另一种（两种）电压。降压变压器将一种电压升高另一种（两种）电压。文字符号T图形符号,29,线路连接电器母线、开关电器,,30,母线,主要作用汇集和分配电能。文字符号W图形符号,黄A/绿B/红C,31,母线,32,母线,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,A地电源,B地电源,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,不能直接相连；通过断路器和隔离开关,,,,,,不能直接相连；通过断路器和隔离开关,33,断路器,高压断路器主要作用是发电厂或变电所中最重要的电气设备之一，它具有完善的灭弧装置，是在正常和故障情况下接通或断开高压电路的专用电器文字符号QF图形符号,34,断路器,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,A地电源,B地电源,,,,,,,不能直接相连；要通过隔离开关,35,隔离开关,主要作用建立明显的绝缘间隙，保证线路和电气设备检修时人身安全。文字符号QS图形符号,36,隔离开关,,,37,电力线路架空线路电力电缆变压器三相变压器开关电器断路器、隔离开关、负荷开关、电抗器、熔断器母线电流互感器、电压互感器继电保护装置控制装置远动装置,,,输、变、配电系统电力传输元件,38,电力系统的中性点接地方式,中性点,中性点,中性点,39,电力系统的中心点接地方式,1、电力系统中性点电力系统中星形接线的发电机或变压器的中性点称为电力系统的中性点。电力系统正常运行时中性点电压多少2、电力系统中性点的运行方式,40,3、各种中性点运行方式的特点（1）直接接地运行方式优点正常或单相接地情况下非故障线路对地电压为相电压；缺点单相短路电流大，需要切除故障线路.,电流非常大,41,3、各种中性点运行方式的特点（2）不接地运行方式,漏电流,3倍漏电流,升高为线电压,42,（2）不接地运行方式优点正常或单相接地情况下三个线电压保持对称，单相接地情况下接地点流过很小的容性电流（3倍正常漏电流），只要该电流小于规定的数值，接地点不会出现电弧，所以不影响用电设备的正常运行。单相短路后可带故障运行2小时。缺点中性点电压升高为相电压，非故障相电压升高为线电压，对电气设备的对地绝缘要求较高，增大电气设备造价。,43,3、各种中性点运行方式的特点（3）经消弧线圈接地运行方式,通过补偿，减小短路电流，防止电弧过电压，通常采用过补偿,44,4.单相短路时三种接地方式对比,45,5.三种中性接地方式的应用,46,简单电力系统构成用电设备,,47,用户的用电设备,电动机空调日光灯电热炉（工业、家用）,主要作用消费电能图形符号-,48,照明用电,,49,用电设备的功率负荷,定义用电设备的消耗功率。单位国际上MW/MVAR/MVA，我国习惯上万千瓦。区分负荷不是电量，电量指消耗的电能量，用电量或者发电量。,50,负荷的分类,范围分类系统的用电负荷系统中所有用电设备消耗功率的总和。系统的供电负荷用电负荷输电损耗，即发电厂供出的负荷。系统的发电负荷用电负荷输电损耗厂用电，即发电机发出的功率。,51,负荷的分类,物理性能分类有功负荷无功负荷,52,负荷的分类,用户性质分类工业负荷量大，比较稳定农业负荷季节性强，负荷密度小，功率因数低，负荷的结构变化大。商业负荷很强的时间性，电网峰荷的主要组成部分。居民用电负荷负荷变化大，负荷同时率高，负荷功率因数低。,53,负荷的分类,负荷对供电可靠性的要求分类一级负荷重要，若中断供电，可能造成（不允许停电）生命危险、重大损失或混乱。（医院、银行）二级负荷比较重要，若中断供电，可（允许短时停电）造成大量减产、交通停顿、生活受到影响（工厂等）。三级负荷其他负荷,54,电力负荷的特征描述负荷曲线,系统负荷的特征时变性、随机性、规律性（可预测性）定义指某一段时间内负荷随时间变化的曲线Ppt;Qqt.分类时间尺度日负荷曲线、年负荷曲线空间尺度用户负荷曲线、电力线路的负荷曲线、变电站的负荷曲线、发电机的负荷曲线、整个电力系统的负荷曲线,55,常用的负荷曲线,日有功负荷曲线,用户日有功负荷曲线某类用户的有功负荷在日内随时间变化的曲线。不同类型用户日有功负荷曲线的差异很大。,56,常用的负荷曲线,日有功负荷曲线,系统日有功负荷曲线反映一天当中系统内所有用电设备的有功负荷之和随时间变化的曲线。,,东北电网某日日负荷曲线,作用安排调度计划,57,常用的负荷曲线,年最大负荷曲线横坐标（时间）月纵坐标（负荷）月内最大负荷,作用为安装新机组、安排检修计划提供依据,58,常用的负荷曲线,年持续负荷曲线将一年中系统负荷按其数值大小及其持续时间顺序由大到小排列而成的曲线,作用为电网和电源规划提供依据,,面积即为全年耗电量,,年最大负荷利用小时数,59,简单电力系统,,60,稍复杂的电力系统,61,电力系统的图形化描述,单线图,电气接线图,62,电力系统相关定义,63,复杂电力系统示意图,,,,电网,电力系统,动力系统,64,辽宁电网200KV电气接线图,,65,电气接线图的优缺点,优点反映了电力系统各元件之间的电气关系缺点难以反映各发电厂、变电所、电力线路之间的相对位置。措施阅读电气接线图时，参阅地理接线图。,66,电力系统的图形化描述地理接线图,67,电力系统的可视化研究,不仅表示静态信息，还要表示动态信息。,68,电力系统的可视化研究,不仅表示静态信息，还要表示动态信息。,69,电力系统的电压等级,,,,,70,稍复杂的电力系统,71,电力系统电压等级的选择,经济性1.电压越高，电流越小，导线面积越小，投资越小2.电压越高，绝缘要求越高，绝缘的投资越大因此从输电经济性考虑，对应一定的输电功率和输电距离，，有一个最合理的输电电压。规范性从设备制造的角度，不能任意确定电压等级。,72,电力系统中的电压等级,,,,,,,73,不同电压等级的合理输电距离,74,发电机和变压器的额定电压（表1-1）,75,发电机和变压器的额定电压特征,特征用电设备、发电机、变压器两端的额定电压不一致,76,发电机额定电压的原因,额定电压1.05UN原因1.用电设备的容许电压偏移95105。2.线路输电时的满载电压降一般为10。3.变压器二次侧的额定电压为空载电压，其满负荷时内部压降约为5,满载最佳电压1.1UN空载最佳电压1.0UN因此，额定电压最好设置在1.05UN,发电机,77,降压变压器长距离供电,1.0UＮI/1.1UＮII的原因1.用电设备的容许电压偏移95105。2.线路输电时的满载电压降一般为10。3.变压器二次侧的额定电压为空载电压，其满负荷时内部压降约为5,满载最佳电压1.1UN空载最佳电压1.0UN因此，额定电压最好设置在1.05UN,,一次侧接高压侧，相当于用电设备，因此，额定电压1.0UN,降压变压器,78,降压变压器直接供电,1.0UＮI/1.05UＮII原因1.用电设备的容许电压偏移95105。2.线路输电时的满载电压降一般为10。3.变压器二次侧的额定电压为空载电压，其满负荷时内部压降约为5,满载最佳电压1.0UN因此，额定电压最好设置在1.00UN,,降压变压器,79,升压变压器,,8,9,10,11,12,,,,,1.05UN,,1.1UN,0.95UN,1.05UN,1.05UＮI/1.1UＮII原因1.用电设备的容许电压偏移95105。2.线路输电时的满载电压降一般为10。3.变压器二次侧的额定电压为空载电压，其满负荷时内部压降约为5,升压变压器,降压变压器,80,变压器的分类,升压变压器、降压变压器变比为121/10.5的变压器是升压还是降压变压器110/38.510.5/242,81,电力线路的平均额定电压,指线路首端和末端所连电气设备额定电压的平均值。由上图可知，为1.05UN,82,电网如何连接接线方式,1、无备用接线方式,图1-5无备用接线方式（a）放射式（b）干线式样（c）链式,优点简单、经济、运行方便缺点供电可靠性差适用范围二级负荷,83,电网的接线方式,2、有备用接线方式,（a）放射式样（b）干线式（c）链式（d）环式（e）两端供电网络,优点供电可靠性和电压质量高缺点不经济适用范围电压等级较高或重要的负荷,84,复杂电力系统的接线方式,一般呈环网,一般呈辐射网；重要负荷，双回线。,85,输电网的接线方式环网,86,低压配电网的接线方式辐射网,,,电源,87,电力系统的基本参量,88,电力系统运行的特点,电力关系国计民生；电能不能大量存储；电力光速传播，暂态过称短暂；对电能质量（频率、电压、波形）要求严格。我国要求|△f|≤0.2Hz,小系统可放宽到0.5Hz；|△U|≤5UN；波形畸变率因电压等级不同而变，一般不超过5。,89,波形畸变,90,对电力系统运行的基本要求,安全可靠优质经济即在保证系统安全和供电质量的前提下，是运行最为经济。低碳、环保,91,小结,1整体电力系统概念及其生产、输送（输变配）、消费的景象；基本参量和运行特点。2发电各类发电形式及其原理3输变配电力系统的电压等级、中性点接地方式、电网接线方式及其图形化表示方式4负荷定义、分类、负荷曲线5我国概况及前景,92,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,新疆,,西藏,南方电网,华中电网,华东电网,西北电网,华北电网,东北电网,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,辽、吉、黑、蒙东,北京、天津、河北、山西、山东、蒙西,上海、安徽、江苏、浙江、福建,陕西、甘肃、宁夏、青海,广东、广西、云南、贵州、海南,南方电网,河南、湖北、湖南、江西、四川、重庆,我国电力系统的发展概况及前景,我国电网的格局,93,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,新疆,,西藏,南方电网,华中电网,华东电网,西北电网,华北电网,东北电网,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,国网公司区域电网互联格局,,2006年8月全疆实现互联,,,,,,,,灵宝直流,葛南直流龙政直流宜华直流,500千伏辛洹线,500千伏高姜双回线,江城直流,我国电力系统的发展概况及前景,区域电网互联格局,94,,,,,,,,,,,华北,南方,东北,西藏,台湾,西北,,,陕北煤电,陕北,,,,,石家庄,,北京东,华中,,,,,280,460,340,100,,,,豫北,,徐州,,淮南煤电,,,,,,,徐州煤电,,,,南京,330,320,,170,无锡,,南阳,,,,,300,170,265,150,,上海,,,,华东,浙北,皖南,,220,440,长沙,,,荆州,,恩施,乐山,,,360,川西水电,,蒙西煤电I,,,,,,,,,,,武汉,,220,270,重庆,,300,晋城电厂一二期,,,,,,,,,,,,,三峡地下电站,,,,,晋东南,,360,,,,蒙西,,,蒙西煤电III,450,,,,,,西宁,拉西瓦,官亭,白银,银川东,,,兰州东,,,,,,,,宜宾,哈密煤电,,,,安西,张掖,永登,,,,,,,,,,,“十二五”初特高压电网初步方案,,,,,,呼盟煤电,溪洛渡向家坝,330,,,,,,平凉,乾县,,特高压全国统一电网规划,95,,,京、津冀、鲁900,华东（含福建）2080,华中东部四省1660,呼伦贝尔,东北300,,660,,,580,340,,300,三峡1820三峡地下420,,920,,1020,,400,四川水电550,,150,南方（含海南）300,,300,陕北、晋东南、蒙西电源基地1280西北水火电300,阳城电厂330,,330,“十二五”初电力流结果,神木240,,240,96,,,,,,,,,,,,,,华北,南方,东北,台湾,西北,,,陕北煤电,陕北,,,蒙西煤电II,,,,,石家庄,,北京东,,华中,济南,,,,豫北,,,420,280,240,460,340,100,360,,,,晋东南,,徐州,,淮南煤电,,,,,,,徐州煤电,,,,,330,280,,,雅龙江梯级,金沙江I期,,金华,,川西水电,170,无锡,,南阳,,,,,300,170,260,150,,上海西北,,,,,100,华东,杭北,芜湖,,,290,440,长沙,,,荆州,恩施,乐山,,,360,300,川西水电,蒙西煤电IV,,,,,天津,,,南昌,,,,,唐山,,青岛,,,120,300,250,300,450,福州,,,400,,,南京,200,240,300,沿海核电,,,沿海电源,,,150,蒙西煤电I,,,,,宁夏煤电,,,,,蒙西煤电III,,,,,,,,,晋中煤电,,,驻马店,,,,武汉,,,沿海核电,,,,,220,270,300,300,锡盟煤电I,锡盟煤电II,,,,,,,,,,,480,480,连云港,,,,,,沿海核电,,,280,,,160,,,,,300,晋中,,,重庆,,300,450,晋东南煤电,,呼盟煤电,,,,,沿海核电,沿海核电,,,,,,,,,,,,金沙江II期,,,沈阳,三峡地下电站,,,,,上海西南,,,,,,,,,,,,,,安西,永登,拉西瓦,白银,,,,兰州东,,西宁,,,宁东,官亭,,,,,,,,,蒙西,锡盟,,,,图例,500kV交流,800kV级直流,,百万伏级交流,,750kV交流,,,张掖,,,雅安,,,,西安东,靖边,,,蒙西煤电V,,,,,400,,470,400,220,260,,,100,,,,晋东南煤电II,300,,,,银川东,,,哈密电厂,哈密二、三厂,,,,,,,远东（俄）,,,,,,,滁州,,,泰州,140,450,170,,,270,70,270,130,150,赣州,,泉州,,,,,380,410,170,雅江水电,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,平凉,乾县,渭北,东南郊,,,,乌鲁木齐主网,2020年前后特高压电网规划图,,,,,,,,,,,,360,温州,,,,,,280,,特高压全国统一电网规划,97,,,600,京、津冀、鲁3780,华东（含福建）7170,华中东部四省5905,金沙江3455,锦屏630,1555,呼伦贝尔,东北1560,,,,1900,630,,920,,1020,,2160,,,2690,2830,,,600,四川水电1200,,三峡1820三峡地下420,南方（含海南）900,,300,930,1260,,陕北、晋东南、蒙西、锡盟、宁夏、哈密电源基地7980西北水火电300,,600,阳城电厂330,,330,,,,,远东水电,630,2020年电力流结果,神木360,,360,98,我国电力系统的发展概况及前景,,电力发展规划“一特四大”全国范围内资源配置特高压大水电大核电大火电（13个亿吨级煤电基地，大容量高效率机组）大可再生能源7个千万千万级风电基地“智能电网”电网智能化电力市场采用市场的方式配置资源,99,我国电力系统的发展概况及前景,,我国电网的装机容量,2009年已超9亿千瓦，NO.2,100,我国电力系统的发展概况及前景,电源结构火电为主,,101,我国电力系统的发展概况及前景,,电压等级,目前采用的电压等级有交流1000KV（特高压）、500KV（超高压）、220KV、110KV、35KV、10KV。直流800KV（特高压）、500KV,102,作业,范围第一章所有题目，即110题要求自行完成，不需要上交，不懂可课后答疑，属于考试范畴。其他题目1.输电网和配电网有何区别用途、电压等级、接线方式、中心点接地方式2.为什么变压器的二次侧额定电压要提高10，该额定电压时空载电压还是满载电压3.简述我国电网的发展概况及前景,ThankYou,