电力专业知识

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1、安康供电段 范晓宏,电力专业知识,第一章 电力系统,随着现代工业的发展，电力工业在现代化建设中扮演者越来越重要的角色。电能是绝大多数工矿企业现代设备的动力能源，电能可以十分经济又方便地进行运输和分配；电能可以很方便地与其他形式的能量互相转换；电能在使用中易于被操作和控制，使得其自动化生产、输送和在各个领域中的普及应用易于得到实现。电能以其极大的优越性，广泛应用于各个领域。,第一节 电力系统的组成,电能的生产、输送、分配和使用组成了一个系统，称为电力系统，主要由发电厂、电力网、电能用户组成。,发电厂,工厂,G,用户,发电机,升压 变压器,降压 变压器,配电 变压器,发电厂,区域变电所,电力网,1

2、0.515.75KV,35500KV,635KV,380/220V,高压输电线,高压 配电线,低压配电线,系统组成-电源（电力网）,电力系统示意图,电力系统示意图,一、发电厂,1、火力发电厂 火力发电厂又称火电厂或火电站。火电厂的能源有煤、石油或天然气。它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。我国火电厂的主要能源是煤。 有的火力发电厂除了供应电能外，还向电厂附近的工矿企业或居民区供应热能。这种兼供热能的发电厂称为热电厂。,火力发电厂,一、发电厂,2、水力发电厂 水力发电

3、厂又称水电厂或水电站。水力发电厂的能源是水。它将水流的位能通过水轮发电机转换为电能。 水电站又分为三类：堤坝式水电站（如长江三峡水电站）、引水式水电站（在具有相当坡度的河段上游筑一低坝，拦住河水，然后用引水道将河水直接引到厂房内，通过水轮发电机将水能转换为电能）、混合式水电站（堤坝式和引水式水电站的组合）。,水力发电厂,安康火石崖水电站,华安水电站拦河引水枢纽,一、发电厂,3、核发电厂 核发电厂又称核电厂或核电站。它的发电原理和火力发电原理类似，只是产生热能的方式不同而已。核电站能源是核能燃料铀和钍，它利用原子能燃料裂变产生的大量热能进行发电。 中国有4座核电站11台机组运行。分别是秦山核电站

4、、广东大亚湾核电站、田湾核电站、岭澳核电站。在建的不少。全世界正在运行的核电站中，美国最多，达104座；法国59座，英国和俄罗斯也都在30座以上。,我国核电站分布,大亚湾核电站,秦山核电站,田湾核电站,岭澳核电站,一、发电厂,4、风力发电 把风的动能转变成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电。风力发电的原理，是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。依据目前的风车技术，大约是每秒三米的微风速度（微风的程度），便可以开始发电。 风力发电正在世界上形成一股热潮，因为风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染。,风力发电,一、发电厂,5、太阳能发

5、电 太阳能发电分为光热发电和光伏发电。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电，简称“光电”。 光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。 光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地各种灯具等；三是并网发电，这在发达国家已经大面积推广实施。,光伏电站,一、发电厂,6、地热发电 羊八井，距拉萨90多公里，从1974年开始，国家把羊八井开发作为重点科技攻 关项目，丰富的地热资源开始被开发利用。1975年，西藏第三地质大队用岩心钻在羊八井打出了我国第一口湿蒸汽井，第二年我国大陆上第一台兆瓦级地热

6、发电机 组在这里成功发电，开创了世界中温浅层热储资源发电的 先列，进入了工业性发电阶段。目前，电厂已有8台3000千瓦机组，总装机2.5万千瓦。到去年底，共为西藏发电12亿千瓦小时， 年发电量在拉萨电网中占45。,羊八井地热发电厂,地热发电（冰岛）,一、发电厂,7、其他发电 潮汐发电是一种水力发电的形式，利用潮汐水流的移动，或是潮汐海面的升降，自其中取得能量。虽然尚未被广泛使用，潮汐发电对于未来的电力供应有很好的潜力。此外它比风能、太阳能更容易预测，在欧洲利用潮汐推动磨坊已经有上千年的历史，主要用于研磨谷物。 生物发电：是指生物利用自身的一种特殊化合作用而产生的电能，人类可将生物所发出的电能进

7、行收集、转化成为一种新的生物能源。,一、发电厂,7、其他发电 生物质发电：生物质是植物通过光合作用生成的有机物，包括植物、动物排泄物，垃圾及有机废水等，是生物质能的载体，是唯一一种可储存和可运输的可再生能源。 我国仅农业废弃物（如秸秆）的资源 量每年即有3.08亿吨标煤，薪柴资源量为1.3亿吨标煤，加上粪便、城市垃圾等，资源总量估计可达6.5亿吨标煤以上。用现代技术开发利用包括生物质能在内的可再生能源资源，对于建立持续发展的能源系统，促进社会经济的发展和生态环境的改善具有重大意义。,二、电力网,电力网 是电力系统的重要组成部分，电力网担负着将发电厂和电能用户连接起来组成系统的任务，它对于电力系

8、统的可靠性和经济性运行有着重要意义。 电力网由各种电压等级的输、配电线路和变（配）电站（所）组成。电力网的任务是将电能从发电厂输送和分配到电能用户。 按其功能常分为输电网和配电网两大部分。 输电网是由220KV及以上的输电线路和与其相连接的变电所组成，是电力系统的主要网络，其作用是将电能输送到各个地区的配电网或直接输送给大型企业用户。,地方变电站,配电所高压室,输电线路,500KV输电线路,二、电力网,配电网是由110KV及以下的配电线路和与其相连接的配电所（或简单的配电变压器）组成，其作用是将电能输送到各类用户。 配电网又分高压配电网（35110KV）、中压配电网（610KV）、低压配电网（

9、220/380V)。 为减少电流在输电网络上的电能损耗，远距离输电网，一般采用超高压（330KV以上）输电方式。因此。电力网还担负着改变电压等级的作用，这就是变、配电（站）。 将电压升高的称为升压变电所，将电压降低的叫降压变电所，配电所只负担分配电能。,二、电力网,1、配电网络的定义： 通常把电力系统中二次变电站低压侧直接或降压后向用户供电的网络称为配电网络。 2、配电网络的组成：由架空配电线路、电缆配电线路、变电站、开闭所及降压变压器等构成。 3、配电网络的划分： 树干式配电网络：由铁路地区变、配电所引出一个或几个配电回路，每一个回路可供给几个室内、外变电所或直接对高压设备供,二、电力网,供

10、电。 特点：简单、经济。 缺点：故障时影响范围广。 放射式配电网络：由铁路地区变、配电所引出单独回路直接供给各室内、外变电所或高压设备。 特点：各回路单独控制和单独供电，相互影响较小，适宜向一级符合或负荷功率较大设备供电。 混合式配电网络：即树干式和放射式同时使用。,二、电力网,在铁路枢纽内对于负荷分散、供电点多、负荷等级或容量不同时用此配电网络最合适。铁路编组站广泛采用此种供电网络。 环形式配电网络：顾名思义，环形式即是组成环形供电网络。 环形供电网络实际上是由两个树干式网络连接起来，运行时可以采取开口式，也可采取闭口式。 两路电源同时工作是应为开口运行，而当电源为一主一备时，方可闭环运行。

11、 两端供电式配电网络：即由两个变配电所,三、用户,相向供电。铁路自动闭塞信号供电 通常采用此种供电方式。 三、用户 电能用户主要包括工矿企业和居民区等。 按用户户的重要程度和对供电可靠性的要求，用电负荷可分为三类，负荷等级不同的用户对供电可靠性的要求有所差别。 （1）一级负荷 一级负荷是用户负荷中对供电可靠性要求最高的负荷，这类负荷中断供电将造成人,三、用户,身伤亡、重要设备严重损坏、重要产品大量报废、大量减产、生产秩序被打乱并长期不能恢复或使城市生活发生严重混乱。如：调度集中、大站电气集中联锁、自动闭塞、驼峰电气集中联锁、外科及妇产科手术室等。 对这类负荷，必须有两路以上的独立电源供电。 （

12、2）二级负荷 对二级负荷中断供电将引起产品报废、生产过程被打乱、影响铁路运输。如：机车车辆检修和整备设备、给水所、通信调度机械室、编组站、医院、红外线轴温探测设备、,三、用户,道口信号等。对这类负荷，应有两路电源供电，且当任何一路电源失去后，能保证全部或大部分二级负荷的供电。 （3）三级负荷 三级负荷是指不属于一、二级负荷的其他负荷，这类负荷对供电可靠性要求不高，可以允许非连续性供电，这类负荷通常用一路电源供电。,第二节 电能质量指标,电力设备都是在一定频率的电压下工作的。电源的频率或电压偏差，都会影响用电设备的寿命和效率，甚至会直接损坏用电设备，供电部门应保证供电质量。电能的质量指标主要包括

13、以下几个方面： 一、供电频率 我国国标规定工业用交流电的额定频率为50Hz，这也是国际电工学会规定的工业交流电的标准频率，简称工频50Hz。 当供电频率低于额定频率运行时，将造,一、供电频率,成很大的危害：影响发电厂的安全运行，使电动机转速下降，影响企业产品的质量、影响电钟行走的准确性等。 国家供用电规则规定：电网容量在300万KW及以上者，供电频率允许偏差0.2Hz； 300万KW及以上者，供电频率允许偏差0.5Hz； 电力系统非正常情况下，供电频率允许偏差1.0Hz。 为了不影响生产，大部分企业供电系统采用了低周减载的保护装置，提高供电频率。,二、电压偏差,二、电压偏差 我国国家标准，额定

14、电压等级分为三类。就是发电机、变压器和电气设备等在正常运行时具有最大经济效益时的电压。 国家规定了标准电压等级系列，有利于电器制造行业的生产标准化和系列化，有利于设计的标准化和造型，有利于电器的互相连接和更换，有利于备件的生产和维修等，应选择最合适的额定电压等级。 第一类额定电压是指100V以下的电压，,二、电压偏差,属于安全电压。主要用于安全照明、蓄电池组、直流控制、操作电源和实验室使用等。 第二类额定电压是指100V1000V的电压，称为低压。主要用于动力和照明设备。 第三类额定电压是指1000V以上的电压，称为高压。主要用于发电、变电、输电和高压用电设备。,电力线路电压等级,我国目前使用

15、的电压等级主要有以下几：380V/220V、6KV、10KV、35KV、110KV、220KV、330KV、500KV。 铁路电力线路一般使用的电压等级有： 380V/220V、6KV、10KV、35KV、110KV 。 电气化铁道用的是特殊的电压等级：25KV。 地铁直流接触网额定电压等级为1500V（广州、上海）、750V（北京）。,二、电压偏差,当电流流过电力线路或变压器时将产生电压降和电能损耗，使受电端电压较送电端电压低一定数值，距离越远的用户受电电压越低。 当电压过低，照明设备不能正常发光；电动机启动困难。电动机运行电压低于额定电压，电动机转矩下降，可导致产品报废；加速电机绝缘老化，

16、甚至烧毁电机。电压过低增加电网损耗，电气设备容量不能充分利用。 当电压过高，同样会加速设备绝缘老化，,二、电压偏差,缩短设备寿命，甚至直接烧毁设备。 因此，我国规定了电压幅值波动偏差的要求： 及以上高压供电用户，电压偏差不超过额定值的。 及以下的三相用户，电压偏差不超过额定值的。 单相供电的用户，电压偏差不超过额定值的。,二、电压偏差, 铁路自动闭塞信号变压器的二次端子，其电压偏差值不超过额定值的。 在电力系统非正常情况下，用户受电端的最大偏差值不超过额定值的。 三、电压的不对称性和波形的非正弦型 电力系统中的用电负荷有很大一部分是冲击性负荷（大型的电动机）和单相负荷（电力机车），它们除了引起电压偏移和波