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1、精选优质文档-倾情为你奉上第一章 电力系统基本知识 电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电单位组成的整体，在同一瞬间，发电厂将发出的电能通过送变电线路，送到供配电所，经过变压器将电能送到用电单位，供给工农业生产和人民生活。因此掌握电力系统基本知识和电力生产特点，是对进网作业电工的基本要求。 第一节 电力系统、电力网构成发电厂将燃料的热能、水流的位能或动能以及核能等转换为电能。电力经过送电、变电和配电分配到各用电场所，通过各种设备再转换成为动力（机械能）、热、光等不同形式的能量，为国民经济、工农业生产和人民生活服务。由于目前电力不能大量储存，其生产、输送分配和消费都在同一时间内完成，因此
2、，必须将各个环节有机地联成一个整体。这个由发电、送电、变电、配电和用电组成的整体称为电力系统。电力系统中的送电、变电、配电三个部分称为电力网。动力系统与系统、电力网关系示意图见图ll，电力系统、电力网示意图见图l2。电力网是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电所连接而成的网络。电力网按其在电力系统中的作用不同，分为输电网和配电网。输电网是以高压甚至超高电压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来的送电网络，所以又称为电力网中的主网架。直接将电能送到用户的网络称为配电网。配电网的电压因用户的需要而定，因此，配电网中又分为高压配电网即指110kV及以上电压、中压配电网指（35kV）10kV、6kV、
3、3kV电压及低压配电网220V、380V。一、大型电力系统优点 大型电力系统主要在技术经济上具有下列忧点： 1提高了供电可靠性 由于大型电力系统的构成，使得电力系统的稳定性提高，同时，对用户供电的可靠程度相应地提高了，特别是构成了环网。双环网，对重要用户的供电就有了保证，当系统中某局部设备故障或某部分线路需要检修时，可以通过变更电力网的运行方式，对用户连续供电，减少了由于停电造成的损失；2减少了系统的备用容量电力系统的运行具有灵活性，各地区可以通过电力网互相支持，为保证电力系统所必需的备用机组也可大大地减少；3通过合理地分配负荷降低了系统的高峰负荷，调整峰谷曲线，提高了运行的经济性；4提高了供
4、电质量；5形成大的电力系统，便于利用大型动力资源，特别是能充分发挥水力发电厂的作用。二、电力生产特点1电力生产特点(1) 同时性 电能的生产、输送。分配以及转换为其他形态能量的过程，是同时进行的。电能不能大量储存。电力系统中瞬间生产的电力，必须等于同一瞬间取用的电力。电力生产具有发电、供电、用电在同一时间内完成的特点，决定了发电、供电、用电必须时刻保持平衡，发、供电随用电的瞬时增减而增减。由于具有这个特点，电力系统必须时刻考虑到用户的需要，不仅要搞好发电丁作，而且要搞好供电和用电工作。这不仅是国民经济的需要，用户的需要，而且是搞好发电工作的需要。（2）集中性 电力生产是高度集中的、统一的。在一
5、个电网里不论有多少个发电厂、供电公司，都必须接受电力网的统一调度，并依据统一质量标准、统一管理办法，在电力技术业务上受电网的统一指挥和领导，电能由电网统一分配和销售，电网设备的启动、检修、停运、发电量和电力的增减，都由电网来决定。（3）适用性 电能使用最方便，适用性最广泛。发电厂、电网经一次投资建成之后，就随时可以运行，电能不受或很少受时间、地点、空间、气温、风雨、场地的限制，与其他能源相比是最清洁、无污染、对人类环境无害的能源。（4）先行性。2国民经济发展电力必须先行电力先行是由一系列因素决定的：1）工农业方面生产的提高，主要依靠劳动生产率的提高，并不断提高机械化和电气化的水平；2）出现许多
6、新的、规模大的、耗电多的工业部门，如电气冶炼、电化学等；3）农业、交通运输业等，随着新技术推广，将广泛应用电能，使电能需要量大大增加；4）人民生活、文化水平不断提高，都会使居民用电量日益增加。为此，装机容量、电网容量、发电量增长速度应大于丁业总产值的增长。第二节 电力 负荷电力负荷是指用电设备或用电单位所消耗的功率（kw）、容量（kVA）或电流（A）。 一、电力网负荷组成电力网负荷可以由以下几类组成。1用电负荷用电负荷是用户在某一时刻对电力系统所需求的功率。2线路损失负荷 电能从发电厂到用户的输送过程中，不可避免地会发生功率和能量的损失，与这种损失所对应的发电功率，叫线路损失负荷，也称为线损。
7、3供电负荷用电负荷加上同一时刻的线路损失负荷，是发电厂对外供电时所承担的全部负荷，称为供电负荷。二、按发生时间不同负荷分类按负荷发生时间不同，可分为以下几类：（l）高峰负荷 高峰负荷是指电网或用户在单位时问内所发生的最大负荷值。为了便于分析，常以小时用电量作为负荷。高峰负荷又分为日高峰负荷和晚高峰负荷，在分析某单位的负荷率时，选一天24h中最高的一个小时的平均负荷作为高峰负荷。（2）低谷负荷 低谷负荷是指电网中或某用户在一天24h内，发生的用电量最少的电量，为了合理使用电能应尽量减少发生低谷负荷的时间，对于电力系统来说，峰、谷负荷差越小，用电则越趋近于合理。（3）平均负荷 平均负荷是指电网中或
8、某用户在某一段确定的时间阶段内平均小时用电量。为了分析负荷率，常用日平均负荷，即一天的用电量除以一天的用电小时，为了安排用电量，往往也用月平均负荷和年平均负荷。由于受到突然中断供电所引起的影响，用电负荷可分为以下凡类：（1）一类负荷 也称一级负荷，指突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起对周围环境严重污染，造成经济上的巨大损失，如重要的大型设备损坏，重要产品或用重要原料生产的产品大量报废，连续生产过程被打乱，且需很长时间才能恢复生产；以及突然中断供电将会造成社会秩序严重混乱或产生政治上的严重影响的，如重要的交通与通讯枢纽、国际社交场所等用电负荷。（2）二类负荷 也称二级负荷，是指突然中断供电会造
9、成较大的经济损失，如生产的主要设备损坏，产品大量报废或减产，连续生产过程需较长时间才能恢复；突然中断供电将会造成社会秩序混乱或在政治上产生较大影响，如交通与通讯枢纽、城市主要水源、广播电视、商贸中心等的用电负荷。（3）三类负荷 也称三级负荷，是指不属于上述一类和二类负荷的其他负荷，对这类负荷，突然中断供电所造成的损失不大或不会造成直接损失。对于一级负荷的用电设备，应按有两个以上的独立电源供电，并辅之以其他必要的非电力电源的保安措施。第三节 变 电 所变电所是联结电力系统的中间环节，用以汇集电源、升降电压和分配电力，通常由高低压配电装置、主变压器、主控制室和相应的设施以及辅助生产建筑物等组成。根
10、据其在系统中的位置、性质、作用及控制方式等，可分为升压变电所、降压变电所、枢纽变电所。地区变电所、终端变电所，有人值班变电所和无人值班变电所。一、变电所主接线变电所主接线是电气部分的主体，由其把发电机、变压器、断路器等各种电气设备通过母线、导线有机地联结起来，并配置避雷器、互感器等保护、测量电器，构成变电所汇集和分配电能的一个系统。根据变电所在电力系统中的地位、负荷性质、进出线数、设备特点、周围环境及规划容量等条件，综合考虑供电可靠、运行灵活、操作方便、投资节约和便于过渡等要求。1电气主接线的基本要求1）保证必要的供电可靠性和电能质量。2）具有一定的灵活性和方便性。3）具有经济性。4）具有发展
11、和扩建的可能性。2主接线型式图l3是变压器容量为500kVA及以下用户变电所主接线。高压侧10kV的电源通过架空线路或电缆引入，经过负荷开关和高压熔断器接到变压器的高压侧，通过变压器，将10kV电压降为380220V，又通过低压断路器接至低压电力负荷。二、变电所一次电气设备1主变压器在降压变电所内变压器是将高电压改变为低电压的电气设备。以 10kV变电所为例，主变压器将10kV的电压变为380220V，供给380220V的负荷。2高压断路器高压断路器是作为保护变压器和高压线路的保护电器，它具有开断正常负荷和过载、短路故障的保护能力。3隔离开关隔离开关是隔离电源用的电器。4电压互感器将系统的高电
12、压转变为低电压，供保护和计量用。5电流互感器将高压系统中的电流或低压系统中的大电流转变为标准的小电流。供保护计量用。6熔断器当电路发生短路或过负荷时，熔断器能自动切断故障电路，从而使电器设备得到保护。7负荷开关用来不频繁地接通和分断小容量的配电线路和负荷，起到隔离电源的作用。第四节 供电质量供电质量指电能质量与供电可靠性。电能质量包括电压、频率和波形的质量。供电可靠性是以供电企业对用户停电的时间次数来衡量的。一、电能质量电能质量是指供应到用电单位受电端电能品质的优劣程度。电能质量主要包括电压质量与频率质量两部分。电压质量又分为电压允许偏差、电压允许波动与闪变、公用电网谐波、三相电压允许不平衡度
13、。频率质量为频率允许偏差等项。1供电电压允许偏差在某一时段内，电压幅值缓慢变化而偏离额定值的程度，以电压实际值和电压额定值之差U与电压额定值UN之比的百分数U来表示，即 UUU X 100 （ll） UN式中：U 检测点上电压实际值（V）；UN 检测点电网电压的额定值（V）。电压质量对各类电气设备（包括用电设备）的安全、经济运行有直接的影响。因为，电气设备是按在额定电压条件下运行设计制造的，当其端电压偏离额定电压时，电气设备的性能就要受到影响。就照明负荷来说，当电压降低时，白炽灯的发光效率和光通量都急剧下降；当电压上升时，白炽灯的寿命将大为缩短。例如，电压比额定值低10，则光通量减少30%；电
14、压比额定值高10，则寿命缩减一半。对电力负荷中大量使用的异步电动机（包括厂用电动机）而言，因为异步电动机的最大转矩与端电压的平方成正比，如果电压降低过多，电动机可能停转，或不能启动。且当输出功率一定时，异步电动机的定子电流、功率因素和效率随电压而变化。当端电压降低时，定子、转子电流都显著增大，导致电动机的温度上升，甚至烧坏电动机。反之，当电压过高时，会使各类电气设备绝缘老化过程加快，设备寿命缩短等。过电压情况下甚至危及设备运行安全。对电热装置而言，过高的电压将损伤设备，过低的电压则达不到所需要的温度。此外，电视、广播、传真、雷达等电子设备对电压质量的要求更高，电压过高或过低都将使恃胜严重改变而
15、影响正常运行。如上所述，不仅各种用电负荷的工作情况均与电压的变化有着极其密切的关系。而且，电压的过高、过低也给发电厂和电力系统本身造成很大的威胁。故在运行中必须规定电压的允许偏移范围，也就是电压的质量标准。一般用电设备的电压偏移保持在此规定范围内，不会对工作有任何影响。我国国家标准规定电压偏差的允许值为：1）35kV及以上电压供电的，电压允许偏差为额定电压的土10；2）10kV及以下三相供电的，电压允许偏差为额定电压的土7；3）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的7、10。对电压有特殊要求的用户，供电电压允许偏差由供用电协议确定。2电压允许波动和闪变（l）电压允许波动 在某一个时段内，电压急剧变化而偏离额定值的现象，称为电压波动。电压变化的速率大于1的，即为电压急剧变化。电压波动程度以电压在急剧变化过程中，相继出现的电压最大值和最小值之差与额定电压之比的百分数U来表示，即：UUmaxUmin X 100 （l2）
