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1、2004年02月,电力技术基础知识讲座,电力发变（配）电系统,目 录,概述 电力系统 发电厂 变电站（所) 输电线路 电气主接线图 电力技术专业术语解释,2004年02月,概 述,煤、石油、水能、风能、太阳能、核能等是自然界的一次能源，经过发电厂加工，转换为电能。电能是二次能源。 电能是种特殊的商品，从生产经过输送、分配、销售和使用，是一次性完成。一般意义上，电能不能储存，既发既用。特殊情况下，必须将电能转换成其他能源（水能、化学能）储存，需要时再转换为电能使用。 为了避免环境污染，减少运输量（有些能源根本不能运输）发电厂通常建设在一次能源所在地附近，经高压输送到消费中心。相对于其他能源来说，
2、电能是一种易于输送、卫生、安全、经济、使用简单、应用广泛的能源。 电能生产的种类很多，有热能发电、水能发电、核能发电、风能发电以及其他（化学能、太阳能）发电形式。 要把电能从电厂远距离的传输到负荷中心供用户使用，必须经过升压、输送、降压、分配、销售等诸多环节。 发电-输变电-配电构成一个有机的不可分割的网络，简称电网。 35kv以上称为高压网 10kv称为中压配电网 0.4kv以下称为低压配电网,2004年02月,电力系统,电力系统是由多个发电设备、输变电设备和用电设备组成的网络，它具有生产、输送、分配和消费电能的功能。 从发电机出口将电能升压-输送-降压-分配到负荷中心的一系列设备所构成的网
3、络称为电网。,2004年02月,发变输供电系统框图,基建成本低,发电成本高,污染大,化石性燃料,火力发电厂,热能转换成电能,基建规模大,发电成本低,环境污染小,水能,水力发电厂,水能转换电能,基建成本高,发电成本低,环境污染小,核燃料,核能发电厂,原子能转换电能,发电厂,能源转换,相同功率,电压高,则电流小,损耗低,远距离、大功率,220kv,330kv,500kv,更高,升压变电站,便于传输,电阻损耗,电感损耗,电容损耗,电压容易转换,交流超高压,220kv,330kv,500kv,只有电阻损耗,分正负双极,传输功率大,传输距离远,必须经交直流变换,直流超高压,500kv,换流站换流,长距离
4、大功率,输电线路,能量传输,电力联网,电能分配,负荷中心,便于应用,交流变换电压,500kv 330kv,220kv 110kv,35kv 10kv,多级降压,降压变电站,便于用户使用,线路复杂,距离短,数量多,管理难度大,向用户供电,35kv 10kv,6kv 3kv,400/220v,配电线路,向用户分配电能,电力系统,发电输电配电,（交流） 发电-升压变-输电-降压变-供电 （直流）,2004年02月,电力生产、传输、消费,发电厂用以将热能、核能、水能、太阳能、风能等转换为电能 电能经传输送到负荷终端再根据用户的需要转化为机械能、热能、光能、化学能满足人们的社会需求和生活需求 便于传输，
5、便于能量转换 电能清洁、卫生。电厂远离城市，是一种环保型二次能源,2004年02月,水力发电厂,水 力 发 电 机 主 厂 房,2004年02月,水力发电,水 轮 发 电 机 组 剖 面 图,进水口,发电机,水轮机,下游水位,变压器,水库水位,2004年02月,火力发电机组,火力发电机组,2004年02月,火力发电,火力发电过程示意图,燃煤处理,蒸汽锅炉,汽轮机,蒸汽包,发电机,2004年02月,变电站,变电站是电能的集散地，是电压变换、电能传输分配的中心。 电能在变电站汇集、联络、分配、将电压升高便于传输，将电压降低便于使用。 变电站的电压等级：750kV、500kV、330kV、220kV
6、、110kV、66kV、35kV、10kV、6kV 通常有一次变和二次变之分，110kV及以上变电所称一次变，35kV（66kV）变电所称二次变。 分户内式、户外式、敞开式和全封闭式等。 有升压站、降压站、枢纽站和终端站之分。,2004年02月,变电站设备,基本结构由一次设备（变压变流设备、开关设备、导线）和二次设备（计量检测保护控制设备）组成。 一次设备主要包括：进出线、母线、变压器、电抗器、隔离开关、断路器、开关柜、避雷器、电压电流互感器、电容补偿装置。 二次设备主要包括：一次设备及输电线路的继电保护装置、监测控制装置，测量计量装置等。 变电站还应配备通讯调度设备。,2004年02月,户内
7、、户外变电站,户内、户外式变电站的区别通常是将高低压配电装置布置在户内，还是布置在户外。而变压器一般都是放置在户外（在城市中心区域，也有把变压器布置在户内的）。 户内式变电站占地面积小，结构紧凑，外貌美观、设备防污秽能力强，但造价高，通常分布在城市周围或市区内；户外式变电站则完全相反。,2004年02月,GIS变电站,GIS-气体绝缘金属封闭开关设备 是将若干个独立元件封闭组合在充有高于大气压的SF6气体的接地金属外壳中，而形成的金属封闭开关设备 GIS体积小，组成的配电装置占地面积少，不受环境条件的影响，运行安全可靠，维护简单，检修间隔时间长，特别是在超高压和特高压输变电领域中较之敞开式电器
8、有更大的优势。,2004年02月,开闭站（所）,开闭站：也叫开闭所、开关站。以电能分配及联络为目的，主要设备包括：进出线、母线、开关（10kV多采用环网柜）、避雷器、电压电流互感器、二次设备（直流系统、继电保护、计量）等。各种电压等级都可设置开闭所。,2004年02月,输电线路,电力线路通过变电站间的相互联络、相互连接形成一个电力网络，称为电网。 各电厂所发出的电能通过输电线路与电网连接。 通过变电站升（降）电压，各电压等级输电线路所形成的电网把电能传输到各地的负荷中心 强大的电网使电力供应更加安全可靠,电力输电线路的标准电压等级：(750kV)、500kV、330kV、220kV、110kV
9、 (66kV)、35kV 城乡配电网电压：10kV (6kV) 用户使用电压：400v/220v,2004年02月,2004年02月,电力系统专业术语,额定电压（Rated Voltage）：维持设备正常工作的工作电压，以有效值表示，单位：V（伏特）或kv（千伏）。 额定电流（Rated Current）：设备在正常工作条件下所能承受的最大电流，以有效值表示，单位：A（安培）。 额定频率（Rated Frequency）：也叫工频，交流电在单位时间内交变的周期数，单位：Hz（赫兹）。我国电网频率为50Hz。 额定容量（Rated Capacity）：在正常工作条件下，设备（系统）输入、输出电能
10、的能力。一般来说，此值表示设备（系统）的输入、输出定值；单位可以是W（瓦特），也可以是VA（伏安），常用KW（千瓦）或KVA（千伏安）。,2004年02月,电力系统专业术语,线电压（Line Voltage 或 Phase to Phase Voltage）：通常供电方式采用三相三线制、三相四线制、三相五线制，三相电主要用于工、农业中功率较大的电器设备。三相一般用L1、L2、L3表示，对于电机类产品则用U、V、W表示，零线（中性线）用N表示，接地线一般用PE表示，PE与N并非同一点。 相电压（Phase tp Ground Voltage）：线电压是指相对相之间的电压，相电压相线对中性线之间的
11、电压。例如：380V/220V，前者是线电压，后者是相电压，两者相差3 倍。 工频耐压（AC Withstand Voltage）：设备、系统在额定频率下所能承受而不损坏的电压耐受强度。可分为干耐受和湿耐受，一般情况下，工频耐受电压的时间为1分钟（60秒），由系统的操作过电压决定。,2004年02月,视在功率：指设备所能输入、输出的总功率，包括有功功率和无功功率，通常用“S”表示，单位：VA（伏安）或KVA（千伏安）。 有功功率：视在功率中用来做功的分量，用“P”表示，单位：W（瓦）。 无功功率：视在功率中用来建立电磁场的分量，用“Q”表示，单位：Var（乏）。 功率因数：是指电力系统或设备的
12、有功功率占视在功率的比率，用Cos表示，分滞后和超前两种。一般的配电网络均为滞后，而调相机及电容器为超前。 无功补偿：为了提高用电设备的效率，利用电容器对电网的功率因数进行修正的一种手段，无功补偿有集中补偿和分散补偿两种，多数采用集中补偿，大型设备和特殊设备一般采用分散补偿。,电力系统专业术语,2004年02月,电力系统专业术语,系统接地方式：是指供电、配电系统的中性点接地方式。主要分为大电流接地和小电流接地方式，大电流接地方式是指中性点直接接地，小电流接地方式是指中性点不接地或经消弧线圈、电阻等元件接地。在我国，400V和110kV以上等级的电力系统绝大部分采用中性点直接接地方式，即大电流接
13、地方式；6kV至60kV系统大部分采用中性点 不直接接地或不接地方式，即小电流接地方式。 供电可靠性：是指供电的可靠程度。计算公式为：供电可靠率=1-用户全年停电 时间/36524，目前我国要求可靠率为99.99%，即全年停电时间不超过52分钟；发达国家要求为99.999%，即全年停电时间不超过5分钟。,2004年02月,电力系统专业术语,雷电冲击耐压（BIL）：设备、系统所能承受而不损坏的模拟雷电冲击实验电压，用以衡量系统、设备对冲击电压的耐受强度。 热稳定电流：设备所能耐受的短路最大电流（有效值），持续时间24秒。电流波形是对称的，考核的是设备所能承受最大热效应的能力，即在设备通过所规定的
14、大电流时，不会造成设备各部件过热、甚至烧毁；单位：KA 动稳定电流：设备所能耐受的最大电流峰值，持续时间为几个周波。电流波形是不对称的，IEC及中国国家标准规定其值为热稳定电流的2.5倍，考核的是设备所能承受最大电动力的能力，单位：KA。 短时耐受电流：即为热稳定电流；单位：KA。,2004年02月,电力系统专业术语,电气二次回路-对一次回路设备进行保护、控制、监视、测量和自动调节等装置之间的电气连接回路。组成：1）控制信号回路 ；2）继电保护回路及安全自动装置回路；3）测量表计回路；4）同步回路；5）操作电源系统；6）自动化系统 电气主接线-把主要电器设备和母线的连接方式。是电气设计的首要部
15、分。也是构成电力系统的主要环节。把发电机、变压器、电抗器、断路器、隔离开关等电气设备通过母线、导线、电缆等有机的连接起来，并且配置避雷器、电压互感器、和电流互感器等构成改变电压、汇集和分配电能的一个完整系统。 电气设备布置图-将电气主接线所确定的各项主要电气设备进行合理布置的设计图纸,2004年02月,关于转移电流,在组合电器中，当熔断器在某一短路电流值某相首先熔断(由于短路电流在某一时刻，总是某相电流最大及熔断器特性差异)，其余两相熔断器还未熔断时，此时的短路电流便转移到由负荷开关来开断，这个电流便是转移电流。它是指在熔断器与负荷开关转换开断职能时的三相对称电流值。当低于该值时，首开极电流由熔断器开断，而后两相电流就由负荷开关开断；大于该值时，三相电流仅由负荷开关开断，撞击器脱扣装置不起作用。因此，安装撞击器脱扣装置要求负荷开关具有开断转移电流的能力，这就要求负荷开关在开断额定电流的基础上，增加开断转移电流的能力，同时相应增加了负荷开关成本。,2004年02月,何谓IP（防护等级）,IP防护等级（GB 420893） IP（INTERNATIONAL PROTECTION）防护等级系统是由IEC（INTERNATIONAL E
