电力浅谈教学课件

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1、电网的概念电网的概念n什么是电网n把由输电、变电、配电设备及相应的辅助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电力网。简称电网。n中国电网的组成n国家电网n南方电网 n国家电网公司(State Grid)成立于2002年12月29日，是经国务院同意进行国家授权投资的机构和国家控股公司的试点单位。公司作为关系国家能源安全和国民经济命脉的国有重要骨干企业，以投资建设运营电网为核心业务，为经济社会发展提供坚强的电力保障。国家电网的组成国家电网的组成n国家电网管理5家区域电网公司,24家省、直辖市自治区电力公司 n华北电网公司：北京电力公司、天津电力公司、河北电力公司、山西电力公司、山东电力公司n华中电

2、网公司：湖北电力公司、湖南电力公司、江西电力公司、河南电力公司、四川电力公司、重庆电力公司n华东电网公司：上海电力公司、江苏电力公司、浙江电力公司、安徽电力公司、福建电力公司n西北电网公司：陕西电力公司、甘肃电力公司、宁夏电力公司、青海电力公司、新疆电力公司、西藏电力公司n东北电网公司：辽宁电力公司、吉林电力公司、黑龙江电力公司南方电网南方电网n公司总部设在广州。下设3个直属机构电力调度通信中心、技术研究中心、电力交易中心，两个分公司超高压输电公司和调峰调频发电公司，六个全资子公司广东电网公司、广西电网公司、云南电网公司、贵州电网公司、海南电网公司、南网国际公司，控股南方电网财务公司 发电的概

3、念发电的概念n是指利用发电动力装置将水能、石化燃料（煤、油、天然气）的热能、核能以及太阳能、风能、地热能、海洋能等转换为电能的生产过程称为发电。用以供应国民经济各部门与人民生活之需。发电动力装置按能源的种类分为火电动力装量、水电动力装置、核电动力装置及其他能源发电动力装置。输电的概念输电的概念n电能的传输。它和变电、配电、用电一起，构成电力系统的整体功能。通过输电，把相距甚远的（可达数千千米）发电厂和负荷中心联系起来，使电能的开发和利用超越地域的限制。和其他能源的传输（如输煤、输油等）相比，输电的损耗小、效益高、灵活方便、易于调控、环境污染少；输电还可以将不同地点的发电厂连接起来，实行峰谷调节

4、。输电是电能利用优越性的重要体现，在现代化社会中，它是重要的能源动脉。变电的概念变电的概念n电力系统中，通过一定设备将电压由低等级转变为高等级（升压）或由高等级转变为低等级（降压）的过程。电力系统中发电机的额定电压一般为（1520）千伏以下。常用的输电电压等级有765千伏、500千伏、220110千伏、3560千伏等；配电电压等级有3560千伏、3 10千伏等；用电部门的用电器具有额定电压为 315 千伏的高压用电设备和110 伏、220伏、380伏等低压用电设备。所以，电力系统就是通过变电把各不同电压等级部分联接起来形成一个整体。实现变电的场所为变电所。变电的概念变电的概念n电力系统中，发电

5、厂将天然的一次能源转变成电能，向远方的电力用户送电，为了减小输电线路上的电能损耗及线路阻抗压降，需要将电压升高；为了满足电力用户安全的需要，又要将电压降低，并分配给各个用户，这就需要能升高和降低电压，并能分配电能的变电所。所以变电所是电力系统中通过其变换电压、接受和分配电能的电工装置，它是联系发电厂和电力用户的中间环节，同时通过变电所将各电压等级的电网联系起来，变电所的作用是变换电压，传输和分配电能。变电所由电力变压器、配电装置、二次系统及必要的附属设备组成。变电的概念变电的概念配电的概念配电的概念n电力系统中直接与用户相连并向用户分配电能的环节。配电系统由配电变电所（通常是将电网的输电电压降

6、为配电电压）、高压配电线路（即1千伏以上电压）、配电变压器、低压配电线路（1千伏以下电压）1234以及相应的控制保护设备组成。配电电压通常有3560千伏和310千伏等。配电的概念配电的概念n配电系统中常用的交流供电方式有：三相三线制。分为三角形接线（用于高压配电）和星形接线（用于高压配电、三相380伏电动机）。配电的概念配电的概念n三相四线制。用于380220伏低压动力与照明混合配电。n n三相二线一地制。多用于农村配电。n三相单线制。常用于电气铁路牵引供电。n单相二线制。主要供应居民用电。n配电系统常用的直流供电方式有：n二线制。用于城市无轨电车、地铁机车、矿山牵引机车等的供电。n三线制。供

7、应发电厂、变电所、配电所自用电和二次设备用电，电解和电镀用电。一次配电网络一次配电网络一次配电网络是从配电变电所引出线到配电变电所（或配电所）入口之间的网络。在中国又称高压配电网络。电压通常为610千伏，城市多使用10千伏配电。随着城市负荷密度加大，已开始采用20千伏配电方案。由配电变电所引出的一次配电线路的主干部分称为干线。由干线分出的部分称为支线。支线上接有配电变压器。一次配电网络的接线方式有放射式与环式两种。二次配电网络二次配电网络n二次配电网络是由配电变压器次级引出线到用户入户线之间的线路、元件所组成的系统，又称低压配电网络。接线方式除放射式和环式外，城市的重要用户可用双回线接线。用电

8、负荷密度高的市区则采用网格式接线。这种网络由多条一次配电干线供电，通过配电变压器降压后，经低压熔断器与二次配电网相连。由于二次系统中相邻的配电变电器初级接到不同的一次配电干线，可避免因一次配电线故障而导致市中心区停电。线路结构线路结构n配电线路按结构有架空线路和地下电缆。农村和中小城市可用架空线路，大城市（特别是市中心区）、旅游区、居民小区等应采用地下电缆。电压等级电压等级n电力系统电压等级有220/380V（0.4 kV），3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。随着电机制造工艺的提高，10 kV电动机已批量

9、生产，所以3 kV、6 kV已较少使用，20 kV、66 kV也很少使用。供电系统以10 kV、35 kV为主。输配电系统以110 kV以上为主。发电厂发电机有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，用户均为220/380V（0.4 kV）低压系统。n根据城市电力网规定设计规则规定：输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV，高压配电网为110kV、66kV，中压配电网为20kV、10kV、6 kV，低压配电网为0.4 kV（220V/380V）。10KV配网主要设备配网主要设备n最主要的就是高压线，断路器，负荷开关，隔离开关，变压器，低压线。中性点接地方式中性点接地

10、方式 n三相交流电力系统中性点与大地之间的电气连接方式，称为电网中性点接地方式。中性点接地方式涉及电网的安全可靠性、经济性；同时直接影响系统设备绝缘水平的选择、过电压水平及继电保护方式、通讯干扰等。一般来说，电网中性点接地方式也就是变电所中变压器的各级电压中性点接地方式。中性点不接地方式中性点不接地方式n适用于单相接地故障电容电流IC 10A，以架空线路为主，尤其是农村10kV配电网。此类型电网瞬间单相接地故障率占60%70%，希望瞬间接地故障不动作于跳闸。中性点不接地方式中性点不接地方式n特点n单相接地故障电容电流IC 10A，瞬间性单相接地故障较多的架空线路为 主的配电网。n特点：n利用消

11、弧线圈的感性电流补偿接地点流过的电网容性电流，使故障电流10A，电弧自熄，熄弧后故障点绝缘自行恢复；n减少系统弧光接地过电压的概率；n系统可带故障运行一段时间中性点经电阻接地中性点经电阻接地 n中性点经电阻接地适于瞬间性单相接地故障较少的电力电缆线路 n特点：n降低操作过电压。中性点经电阻接地的配网发生单相接地故障时，零序保护动作，可准确判断并快速切断故障线路；n可有效降低工频过电压，单相接地故障时非故障相电压为31/2UC，且持续时间短；n中性点电阻为耗能元件，也是阻尼元件(消弧线圈是谐振元件)；n有效地限制弧光接地过电压，当电弧熄灭后，系统对地电容中的残余电荷将通过接地电阻泄放掉，下次电弧

12、重燃时，不会叠加形成过电压；相线电压相线电压n相电压-三相输电线（火线）与中性线间的电压叫相电压。n线电压-三相输电火线与火线间的电压叫线电压。n线电压高于相电压1.73倍零序电流零序电流n在三相四线电路中，三相电流的相量和等于零，即Ia+Ib+IC=0 n如果在三相四线中接入一个电流互感器，这时感应电流为零。当电路中发生触电或漏电故障时，回路中有漏电电流流过，这时穿过互感器的三相电流相量和不等零，其相量和为：Ia+Ib+Ic=I(漏电电流）零序电流零序电流n这样互感器二次线圈中就有一个感应电压，此电压加于检测部分的电子放大电路，与保护区装置预定动作电流值相比较，如大于动作电流，即使灵敏继电器

13、动作，作用于执行元件掉闸。这里所接的互感器称为零序电流互感器，三相电流的相量和不等于零，所产生的电流即为零序电流零序电流。零序电流产生的条件零序电流产生的条件n1、无论是纵向故障、还是横向故障、还是正常时和异常时的不对称，只要有零序电压的产生；n2、零序电流有通路。n以上两个条件缺一不可。因为缺少第一个，就无源泉；缺少第二个，就是我们通常讨论的“有电压是否一定有电流的问题。短路的危害短路的危害n电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时而流过非常大的电流。其电流值远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流

14、最大瞬时值可达额定电流的1015倍。大容量电力系统中，短路电流可达数万安。这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。短路的危害短路的危害单相接地故障单相接地故障n相指的是交流电势的相位角度，三相指的是三个相位角度不同的交流电势。n 单相接地是指三相交流供电系统中一根相线与大地成等电位状态了，（比如说与大地相连接了）也就是该相线的电位与大地的电位相等，都是“零”。接地故障的危害接地故障的危害n在配电系统中，发生单相接地故障的几率很大。实际运行的变压器是星形连接，未接地相电流通过中性点形成回路，对变压器低压侧的用电设备没有太大影响。发生单相接地故障时，非故障相电压将会升高1.73倍，某些情况下有

15、可能超过线电压值，必然对在这个电压等级上运行的电气设备造成一定的损害。所以根据接地故障程度的判断公式，监测接地故障程度，及时切换用电设备，进行事故处理，有很重要的使用价值。断路器的作用断路器的作用 高压断路器在正常运用它接通或切断负荷电流；在电气设备或线路发生短路故障或严重过负荷时，由继电保护装置控制其自动迅速地切断故障电流，切断发生短路故障的设备或线路，以防止扩大事故范围。断路器的主要性能与参数1额定电压及额定电流（1）额定电压 指断路器长期工作的标准电压（对三相系统指线电压）。电力系统在运行中允许有5的波动，断路器必须适应在电压变化范围内能长期工作，为此断路器出厂时都以最高工作电压进行鉴定

16、。如：对3220kV范围内，其最高工作电压较额定电压约高15左右；对330kV以上，规定最高工作电压较额定电压高10%断路器的主要性能与参数（2）额定电流 指在额定频率下长期通过此电流时，断路器无损伤，且各部分发热不超过长期工作时最高允许发热温度。我国规定额定电流为：200、400、630、（1000）、1250、1600、（1500）、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A。负荷开关负荷开关n负荷开关就是具有简单的灭弧装置，其灭弧能力有限，在电路正常工作时，用来接通或切断负荷电流，但在电路断路时，不能用来切断巨大的短路电流

17、，负荷开关断开后，有可见的断开点，是其特点。隔离开关隔离开关n我们所说的隔离开关，一般指的是高压隔离开关,即额定电压在1kv及其以上的隔离开关是高压开关电器中使用最多的一种电器，它本身的工作原理及结构比较简单，但是由于使用量大，工作可靠性要求高，对变电所、电厂的设计、建立和安全运行的影响均较大。刀闸的主要特点是无灭弧能力，只能在没有负荷电流的情况下分、合电路。主要作用是 隔离开关隔离开关n1)分闸后，建立可靠的绝缘间隙，将需要检修的设备或线路与电源用一个明显断开点隔开，以保证检修人员和设备的安全。n2)根据运行需要，换接线路。n3)可用来分、合线路中的小电流，如套管、母线、连接头、短电缆的充电

18、电流，开关均压电容的电容电流，双母线换接时的环流以及电压互感器的励磁电流等。n4)根据不同结构类型的具体情况，可用来分、合一定容量变压器的空载励磁电流。三者区别三者区别n断路器可以切断工作电流和事故电流。n 负荷开关能切断工作电流不能切断事故电流。n 隔离开关什么电流都不能切断。只能在没电流时分合闸。避雷器的概念避雷器的概念n避雷器就是能释放雷电或兼能释放电力系统操作过电压能量，保护电工设备免受瞬时过电压危害，又能截断续流，不致引起系统接地短路的电器装置。避雷器通常接于带电导线与地之间，与被保护设备并联。当过电压值达到规定的动作电压时，避雷器立即动作，流过电荷，限制过电压幅值，保护设备绝缘；电压值正常后，避雷器又迅速恢复原状，以保证系统正常供电。互感器互感器n在供电用电的线路中电流电压大大小小相差悬殊从几安到几万安都有。为便于二次仪表测量需要转换为比较统一的电流，另外线路上的电压都比较高如直接测量是非常危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用。