电工进网作业许可考试辅导-电力系统基本知识

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1、电工电工进 网 作 业 许 可 考 试国家电网 华北唐山供电公司 郭卫国辅辅 导导 材材 料料电力系统基本知识电力系统基本知识目录电力系统、电力网构成电力系统、电力网构成电力负荷电力负荷变电所变电所供电质量供电质量 电力系统接地电力系统接地1 1、定义、定义 1 1、动力系统、动力系统: :原动机原动机2 2、电力系统：、电力系统：电厂电厂+ +电力网电力网+ +用户用户 3 3、电力网、电力网: :送电送电+ +变电变电+ +配电配电一、电力系统概述一、电力系统概述1 1超高压变电所一次变电所TPC 6.9/13.8 167KVA*火力发电厂配電變電所水力发电厂核能发电厂二次变电所发电系统供

2、电系統业务系統特高压用户161KV配电变电所特高压用户69KV高压用戶 22/11KV低压用戶 220/110V161/22KV69/11KV345/161KV161/69KV(生产) (输送)(配售)发电发电用电用电输电输电变电变电配电配电电力系统的示意图 水力 发电厂升压变电所220kV 地区枢纽所10kV至用户配电所10kV10kV升压 变电所220kV220kV220kV输电线路220kV35kV35kV负荷 变电所35kV 火力 发电厂10kV为保证供电 的可靠性和安 全连续性，电 力系统将各地 区、各种类型 的发电机变压 器、输电线、 配电和用电设 备等连成一个 环形整体。各种类型

3、发电厂 火力发电厂 水利发电厂 核能发电厂 风力发电厂 地热发电厂 太阳能发电厂 潮汐能发电厂小水力发电 太阳能(太阳光发电、太阳热能) 风力发电 生质能(廢棄物发电、沼氣发电、 生質物汽化发电.) 地热发电 海洋能(波浪发电、潮汐发电、海 洋温差) 氢能再生能源可分为：当位于高处的水（具有位能）往低处流 动時位能转换为动能，此时装设在水道 低处的水轮机，因水流的动能推动叶片 而转动（机械能），如果将水轮机连接 发电机，就能帶动发电机的转动將机械 能转换为电能，这就是水力发电的原理 。 水力为最“传统” 的再生能源之一，水力发电技 述也是再生能源中最成熟者。 能开发地区是有限的水力能但是太阳能

4、应用可分二种 太阳光电能 太阳热能太阳能太阳能电池 原理自由电子 N型半导体P型半导体电洞hn- + h+光激发电子电洞對家用太阳能光电系统海 上 的 风 力 发 电英国布来斯(Blyth)海岸风电场現有海上风电场的四个国家 : 1. 丹麥 2. 荷兰 3. 瑞典 4. 英国丹麦, 北海 荷恩礁的风电场 (80座)台湾风力发电推广现状 q 总裝置容量8.54 MW台朔重工雲林麥寮風力發電示範系統n每kW年發電量：3,000 kWhn發電成本(元/kWh)：無補助時1.25/1.78 (20/10年折舊)n外購：66.2%；內製：33.8%台電公司澎湖中屯風力發電示範系統n每kW年發電量：3,2

5、00 kWhn發電成本(元/kWh)：無補助時 1.64/2.34 (20/10年折舊)n外購：53.4%；內製：46.7% (含道路及13 km輸配電專線費用)天隆造紙竹北春風風力發電示範系統n每kW年發電量：2,520 kWhn發電成本(元/kWh)：無補助時 1.30/1.80 (20/11年折舊)n外購：66.6%；內製：33.4%4 x 660 kW4 x 600 kW2 x 1,750 kW定定义义有有机机物物经经各各种种自然或人自然或人为为之化之化学学反反应应能量能量转转 换为换为工工业业用能源（如沼氣），再用能源（如沼氣），再转换为电转换为电能能实际应实际应用用 发电类型发电类

6、型 及及实绩实绩垃圾焚化垃圾焚化发电发电垃圾掩埋垃圾掩埋场场 及及动动物排泄物排泄 物物沼气发电沼气发电台北內湖垃圾焚化台北內湖垃圾焚化厂厂台北山豬窟、福德坑台北山豬窟、福德坑 ，台中文山及高雄青，台中文山及高雄青 埔垃圾掩埋埔垃圾掩埋场场，合，合计计 装置装置容量容量21,80021,800瓩。瓩。 台糖公司推台糖公司推动乡间饲动乡间饲 养动养动物之排泄物物之排泄物发电发电生物能台湾生物能源发展现状 1、全省第一座固态衍生燃料制造厂2004年6月在花蓮县丰滨乡启用全国第一座固态衍 生 燃料制造厂，废弃物衍生燃料（Refuse Derived Fuel ） 简称RDF，兼具环保及能源双重效益。

7、全省第一座生物柴油示范厂2004年10月7日在嘉义民雄兴建第一座 生物柴油示范厂，以植物油与回收废食用 油为原料，估计此座生物柴油示范厂每年 最大产量約3000公噸。地热能地球內部的温度可能高达 6000，地热即是泛指地 球內部所蕴含的这种热能 。 由於地壳岩层的导热性不 良，地球核心內部的热能 不容易传到地表，通常在 地壳裂开处，例如火山口 和温泉区等，以高温熔岩 、高温泉水和水蒸气等形 态，把热能传到地表。 地地热发热发 电电潛力潛力台台湾湾位位处环处环太平洋火山帶，有地太平洋火山帶，有地热热能源蘊藏能源蘊藏具地具地热开发潜热开发潜能地能地区区有二十有二十多处多处，蕴蕴藏量至藏量至 少有少

8、有数数十十万万瓩，其中大屯山區瓩，其中大屯山區约占约占一半以上一半以上待克服待克服 问题问题地地热热蒸蒸气气含量不多、地含量不多、地热热蒸蒸气气酸性成分酸性成分过过高高地地热发热发 电实绩电实绩七十年代七十年代兴兴建清水及土場兩座地建清水及土場兩座地热电厂热电厂， 装置装置容量分別容量分別为为3,0003,000瓩及瓩及300300瓩瓩。因蒸因蒸气气 逐年降低，八二年逐年降低，八二年后陆续后陆续停止停止发电发电台湾第一座地热发电厂(1981)宜蘭清水废弃的地热发电厂温温差差 发电发电波浪波浪 发电发电潮差潮差 发电发电黑潮黑潮 发电发电海面海面与与海底海底间间有有2020温温差，以工作流差，以

9、工作流体体吸收海面吸收海面热热 量成量成气态气态推推动动汽汽轮发电机轮发电机，再以海底冷，再以海底冷却却成液成液体体循循 环环。目前在。目前在东东部海部海兴兴建建5,0005,000瓩瓩差差差差电厂电厂。 问题：经济效益差、冷却管路铺设技术有待优化。以海水以海水无穷无穷之波浪能源之波浪能源转转換換为电为电能。台能。台电于电于7676年即年即 开开始研究始研究评评估，估，并并研究波浪研究波浪发电发电系統。系統。 问题：发电系統及适宜厂址仍待进一步研究。利用海水潮位升降水利用海水潮位升降水头头差以水差以水轮机发电轮机发电。经济经济性潮性潮 位水位水头头差差约约6 68 8公尺。粗估以金門、馬祖潮差

10、公尺。粗估以金門、馬祖潮差(5m)(5m) 发电发电潛力約有一潛力約有一万万瓩瓩。 问题：潮位差大之地点不多、机組设备效率及潮差 水头如何利用尚待继续研究突破。利用海洋流域中流速較大之黑潮利用海洋流域中流速較大之黑潮( (流速約流速約0.5m/sec0.5m/sec 1.0m/sec)1.0m/sec)流流经经水水轮子机发电轮子机发电。目前。目前仅仅限限于对于对台台 湾湾附近洋流做研究。附近洋流做研究。 問題：黑潮发电之工程技术仍有待研究与突破。潮汐发电在海湾围建堤防和水路，在涨潮时引水人储水池，退潮时将储水放出，每日可发电四次 贯通法国不列塔尼半島東边的兰斯河，潮的高低差135公尺，于196

11、7年建立世界最 早的潮汐发电场，每日的发电量有400至500百万瓦小時(MWh) 氢能社会构想再生能 源制氫CO2处理加氢站燃料电池工廠天然气制氢潮汐发电 场终端用户一、电力系统概述一、电力系统概述2 2电力联成系统的好处：电力联成系统的好处：利用各电厂的互补性，增加供电的可靠性；利用各电厂的互补性，增加供电的可靠性； 可以降低系统备用容量；可以降低系统备用容量； 发挥各能源的优势；发挥各能源的优势； 利用地理位置减少系统备用；利用地理位置减少系统备用；标准：安全性、经济性、可靠性、灵活性标准：安全性、经济性、可靠性、灵活性一、电力系统概述一、电力系统概述3 3电力生产的特点电力生产的特点1

12、1、同时性：、同时性：发、供、用同一时间完成发、供、用同一时间完成 2 2、统一性：、统一性：统一标准、统一调度、统一管理统一标准、统一调度、统一管理 3 3、适用性：、适用性：通用能源，供各种设备通用能源，供各种设备 4 4、先行性：、先行性：电力工业是其他工业的基础电力工业是其他工业的基础电网资产重组示意图东北电网公司西北电网公司西藏电网（代管）华北电网公司华东电 网公司华中电网公司南方电网公司海南贵州云南广东台湾家电网公司各区域电网公司广西一、电力系统概述一、电力系统概述 华北电网介绍华北电网介绍一、电力系统概述一、电力系统概述 京津唐电网介绍京津唐电网介绍一、电力系统概述一、电力系统概

13、述 唐山电网介绍唐山电网介绍二、电力负荷二、电力负荷1 11、定义：是功率、电流、电能量的通称；电力负荷是指电功率（KW）2、分类： 按行业分类：工业负荷、农业负荷、市政负荷、居民负荷 是制订政策、制订电价的依据按重要性分类：一类负荷、二类负荷、三类负荷;是当电力不足时进行拉路及批双路电源按时间分类：尖峰负荷、峰负荷、平段负荷及谷段负荷；削峰填谷，及实行峰谷分时电价。供电可靠性要求电力网上用电设备所消耗的功率称为用户的用电负荷或电力负荷。一级负荷二级负荷三级负荷 其它中断供电将造成人员伤亡中断供电将造成重大政治影响中断供电将造成重大经济损失中断供电将造成公共场所秩序严重混乱中断供电将造成较大政

14、治影响 中断供电将造成较大经济损失中断供电将造成公共场所秩序混乱三、变电所三、变电所1 11、作用：变电站（配电所）联接枢纽变电站及终端用户，将电网的 电能变换和分配到用电设备。 2、电压等级：以最高电压等级定义220KV、110KV、35KV、10KV、6KV、0.4KV 3、类型： 室外变电站：220KV、110KV、35KV以上电压等级 室内变电站：35KV、10KV、6KV、0.4KV及以下电压等级，还 有220KV、110KV、35KV外绝缘不能满足防污闪要求的。 地下变电站 箱式变电站：35KV、10KV、6KV、0.4KV及以下电压等级小容 量 室外简易站（线路变压器组）：一般用

15、于10KV、6KV线路下配电 用。输电电压的高低取决于 输送距离 输送容量三、变电所三、变电所2 24、主接线对主接线的基本要求：1. 满足用电要求； 2. 接线简单； 3. 运行经济、可靠； 4. 操作方便、运行灵活； 5. 设备选择合理； 6. 便于维护检修； 7. 故障处理能保证安全；三、变电所三、变电所 . .线路变压器组接线线路变压器组接线特点 ： 1、接线简单，设备少； 2、节省投资； 3、操作方便； 4、维护简单； 5、检修需要全部停电三、变电所三、变电所 . .单母线接线1单母线接线： 特点： 1. 接线简单； 2. 操作方便； 3. 投资节省。适用于10KV系统0.4KV系统

16、三、变电所三、变电所 . .单母线接线2三、变电所三、变电所 . .双母线接线供电容量大； 用于供电回路多的站； 供电可靠性高； 运行灵活性大； 投资高； 操作步骤复杂； 占地面积大适用于：110KV以上的变电站三、变电所三、变电所 . .双母线接线双母线接线：解决了母线检修检修问题三、变电所三、变电所 . .双母线接线双母线接线：解决了母线检修检修问题 旁路母线：解决开关检修的问题四、供电质量要求 电能质量: 电压、频率和波形的质 量 供电可靠性：全年停电次数和停电 持续时间四、供电质量四、供电质量 供电可靠性供电可靠性GB：不低于99.96% 影响因素： 1、线路长短； 2、抢修和恢复能力； 3、统一安排检修和带电作业； 4、检修周期要求。1、供电可靠性：连续供电的能力供电可靠率=-100%供电时间 全部时间例：一年中