《供电技术-第1章-绪论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《供电技术-第1章-绪论（32页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、现代供电技术,第一章 绪论,2/32,1-1 电力系统的基本概念 1-2 用户供电系统的特点和决定供电质量的主要指标 1-3 课程主要内容及其关系,内容提要,3/32,一、电力系统的构成与发展,电厂,输电网,升压 变电站,配电网,降压 变电站,用户,箱式 变电站,1-1 电力系统的基本概念,4/32,发电厂：,利用煤、石油、天然气作为燃料,燃料在锅炉中燃烧加热水成为水蒸汽，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。,上游的水，通过进水通道进入汽轮机，推动汽轮机转动，汽轮机带动发电机转动而发电。 水的重力势能转化为水流的动能
2、，水流通过汽轮机时将动能传递给汽轮机，汽轮机带动发电机转动将动能转化为电能。,将核燃料裂变过程释放出来的能量，经过反应堆内循环的冷却剂，把能量带出并传输到锅炉产生蒸汽用以驱动涡轮机并带动发电机发电。 核能内能机械能电能,1-1 电力系统的基本概念,5/32,大气流动产生风。 在适当的地区建立风电站，风电机通过叶片将风能转化为转动力矩，推动发电机做功。产生电能。,太阳能电板电池组件吸收光，然后在硅片里转换成电流，通过稳压器，可转换成稳定的直流电和交流电。,生物（秸杆）发电；（利用农作物秸秆和林业废弃物作为燃料发电。,1-1 电力系统的基本概念,6/32,输电网络的作用 将通过高压线路连接各个发电
3、厂； 使所有同步发电机之间并列运行； 并同时将发电厂发出的电能送到各个负荷中心； 由于每条线路输送功率大小以及传输距离不同，在同一个输电网络中可能需要采用几种不同等级的电压，这就要求在输电网络中采用各种不同容量的升、降压变电所。 电能传输的方式分为交流输电和直流输电两种形式,配电网络的作用 如何及时切除故障以保护配电设备的安全？ 如何在配电网故障切除后能自动恢复尽量多的健全区域的供电？ 如何在配电网故障切除后能够尽量快速地自动恢复供电？ 如何在主供电源故障后还能保障重要设备不断电？,1-1 电力系统的基本概念,7/32,组成大型电力系统的优点： 1)发电量不受地方负荷的限制，可以增大单台机组容
4、量，充分利用地方自然资源，提高发电效率，降低电能成本。 2)充分利用各类发电厂的特点，合理地分配负荷，使系统能保持在最经济的条件下运行。 3)在减少备用机组的情况下，能提高对用户供电的可靠性。,1-1 电力系统的基本概念,8/32,二、电力网的额定电压 根据国民经济发展的需要、技术经济的合理性以及电气设备的制造水平等因素，经全面分析论证，由国家统一制定和颁布的。我国公布的标准额定电压如表1-1所示。 表1-1 我国交流电力网和电气设备的额定电压,1-1 电力系统的基本概念,9/32,电气设备的额定电压如下： 1）用电设备的额定电压(UN) 它是设备最经济合理的工作电压，它应与电网的额定电压一致
5、。 2）发电机的额定电压(UGN) 发电机的额定电压一般比同级电网额定电压高出5。,1-1 电力系统的基本概念,10/32,3）电力变压器的额定电压 变压器的额定电压分为一次和二次。,变压器两端额定电压确定： 一次侧额定电压 二次侧额定电压,1-1 电力系统的基本概念,11/32,1-1 电力系统的基本概念,12/32,三、电力系统的中性点运行方式,定义：电力系统的中性点是指星形联结的变压器或发电机的中性点。 意义：电力系统中性点运行方式是一个综合性的问题，对于电力系统的运行特别是在系统发生单相接地故障时有明显的影响。,1-1 电力系统的基本概念,13/32,假设条件 三相对称电路：电源、线路
6、和负载均是对称的 C为相与地之间的总分布电容；Xc 表示其容抗,a. 系统正常时 三相相电压对称； 三相线电压对称； 三相对地电容电流对称； 电容电流对称且超前相电压90,1.中性点不接地系统,1-1 电力系统的基本概念,14/32,三相对地电容电流的平衡分析 三相对地分布电容电流 接地电流,结论 系统正常时，虚拟接地点的总电容电流向量和为0。,1-1 电力系统的基本概念,15/32,b.当系统发生单相接地短路时（如C相接地） 电压特征 C相对地电压为0，中性点对地电压不为0；（ ） A相对地电压为： ；升高为线电压； B相对地电压为： ；升高为线电压；,电流特征 接地点作为广义节点，列KCL
7、方程 又 得：,结论：一相接地的电容电流为正常运行时每相对地电容电流3倍。,1-1 电力系统的基本概念,16/32,消弧线圈:一个铁心可调的电感线圈，安装在变压器或发电机中性点与大地之间。 原理：如图1-3所示。 系统发生单相接地故障时，接地故障相与消弧线圈构成了另一个回路，接地电流中增加了一个感性电流IL，它和装设消弧线圈前的电容电流方向相反，相互补偿，减小了接地点的故障电流，使电弧易于自行熄灭，从而提高了供电可靠性。,2.中性点经消弧线圈接地系统,1-1 电力系统的基本概念,17/32,中性点经消弧线圈接地系统特征 非故障相电压仍升高 倍 三相间的线电压仍然平衡，电力系统可以继续运行。 电
8、力系统经消弧线圈接地，有三种补偿方式：,1-1 电力系统的基本概念,18/32,单相接地故障，非故障相对地电压不变； 短路电流大，保护动作，供电中断，可靠性降低。,3.中性点直接接地系统,1-1 电力系统的基本概念,19/32,电力系统中性点运行方式分类,1-1 电力系统的基本概念,20/32,四、电力系统的功率平衡与调整,电力系统功率调整补偿的重要性 封闭系统的电力系统中的有功功率和无功功率应当时刻保持平衡。 但是，电力系统中的用电负荷是随机变化的，必然要求系统中的电源输出功率相应地跟随变化，如果做不到实时跟踪，必将导致系统运行参数发生变化。,1-1 电力系统的基本概念,21/32,1. 有
9、功功率平衡与调整,运行频率高低：取决于有功功率平衡,发电出力,有功负荷,有功损耗,发电厂厂用,动态随机变化,加入平衡电源,1-1 电力系统的基本概念,22/32,实时调节或调度平衡电源 电网有功功率动态再平衡。 用户供电系统，用电功率只是电网电源功率的非常小的一部分，单个用户负荷的随机变化不会对电网频率造成明显影响。,1-1 电力系统的基本概念,23/32,2. 无功功率平衡与补偿,电压质量：取决于无功功率平衡,电源发出无功,负荷吸收无功,电网发出无功,动态随机变化,加入无功电源,1-1 电力系统的基本概念,24/32,无功电源就近解决， 并联电容器、静止无功发生器等 无功补偿也是一种调压手段
10、，根据电网电压的高低调节投入到电网的无功补偿容量,1-1 电力系统的基本概念,25/32,1-1 电力系统的基本概念 1-2 用户供电系统的特点和决定供电质量的主要指标 1-3 课程主要内容及其关系,内容提要,26/32,特点： 内部变配电所、供电线路和用电设备组成； 中低压配电； 直接面向用电设备，关注供电质量 供电电压一般在110kV以下。,一、用户供电系统的特点,1-2 用户供电系统的特点和决定供电质量的主要指标,27/32,1.电压 理想的供电电压三相对称正弦电压。 实际的电压,二、决定供电质量的主要指标,1-2 用户供电系统的特点和决定供电质量的主要指标,28/32,2.频率 我国规
11、定的电力系统标称频率(俗称工频)为50Hz。国际上标称频率有50Hz和60Hz两种。 电力供需不平衡时会导致系统频率偏离其标称值。 我国标准规定，电力系统在正常运行条件下的频率偏差限值为0.2Hz。当系统容量较小时，偏差限值可以放宽到0.5Hz。,1-2 用户供电系统的特点和决定供电质量的主要指标,29/32,3.可靠性 供电可靠性供电系统持续供电的能力。 (1)用户平均停电时间 用户在统计期间内的平均停电小时数。,(2)供电可靠率 在统计期间，对用户有效供电总小时数与统计期间小时数的比值。用户有效供电总小时数为统计期间小时数与用户平均停电时间之差。,1-2 用户供电系统的特点和决定供电质量的主要指标,30/32,1-1 电力系统的基本概念 1-2 用户供电系统的特点和决定供电质量的主要指标 1-3 课程主要内容及其关系,内容提要,31/32,1-3 课程主要内容及其关系,32/32,第一章完,
