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第一章电力系统基本知识本章要点•重点：电力系统组成及分类；.变配电一次设备及电气主接线；衡量电能质量的基本参数；短路及其危害，限制短路的措施；中性点的运行方式。•难点：中性点的运行方式，限制短路的方法。

内容纲要•第一节电力系统的组成及特点•第二节发电厂的类型和变电所的类型•第三节电力负荷•第四节变、配电所•第五节电力系统短路•第六节电力系统中性点接地方式第一节电力系统的组成及特点见习一个电力系统变电站大型工厂商店学校小型电能用户输电线厂水力发电变电站小型配电站配电站住宅乡村第

一节电力系统组成及特点简单电力系统电能的输送和分配发电厂主传输线500kV升压降压电压分配10kV降压变电站三相单相单相第一节电力系统组成及特点MMMM锅炉水库锅炉锅炉动力系统电力系统电力网图1-1动力系统、电力系统及电力网示意图热力网0.38/0.22kV0.38/0.2

2kV6kV10kV110kV110kV220kV110kV110kV220kV35kV35kV一、电力系统的组成第一节电力系统组成及特点名词解释•发电厂：将一次能源转换成电能的场所。有火力、水力、核能发

电厂等•变电所：接受电能、变换电压和分配电能的场所。•配电所：仅用于接受和分配电能的场所。•换流站：交、直流相互转换的场所。•电力线路：将发电厂、变电所和电能用户连接起来，完成输送电能和分配电能的任务•电能用户：所有消耗电能的用电设备

或用电单位。第一节电力系统组成及特点三大系统的联系与区别电力系统：由生产、输送、分配电能的设备，使用电能的设备以及测量、继电保护、控制装置等所组成的统一整体。动力系统：电力系统+原动力部分（如水库、水轮机、锅炉、核反应堆、汽轮机等）。电力网：电力系统-（发电机+用电设备）。第一节电力系统组成

及特点工厂供电简单电力系统第一节电力系统组成及特点工厂供配电系统由总降变电所、高压配电所、配电线路、车间变电所和用电设备组成。第一节电力系统组成及特点•总降压变电所：将35-110KV的外部供电电源降到6-10KV给高压配电所、车间变电所

、高压用电设备供电。一般大型企业都设之。•高压配电所：接受6-10KV电压，再分配。一般负荷分散、厂区大的大型企业需设置。•配电线路：分6-10KV厂内高压配电线路和380/220V厂内低压配电线路。•车间变电所：6-10KV降到380/220V，给用电设备供电。第一节电力系统组成及特点电

力系统为什么要联网？MMMM锅炉水库锅炉锅炉动力系统电力系统电力网图1-1动力系统、电力系统及电力网示意图热力网0.38/0.22kV0.38/0.22kV6kV10kV110kV110kV220kV110kV110kV22

0kV35kV35kV第一节电力系统组成及特点大型电力系统的优点减少装机容量；有利于装设大机组；充分利用水力等一次动力资源；提高供电可靠性；提高电能质量；减少系统的峰谷差；提高运行的经济性。联网的缺点？第一节电力系统组成及特点国家电网区域电网（大区网）省级电网地方

电网用户管理：MMMM锅炉水库锅炉锅炉动力系统电力系统电力网图1-1动力系统、电力系统及电力网示意图热力网0.38/0.22kV0.38/0.22kV6kV10kV110kV110kV220kV110kV110kV220kV35kV35kV电力系统管理第一

节电力系统组成及特点二、电力系统的特点电能的生产输送及使用的连续性；与生产及人民生活的密切相关性；过渡过程的短暂性。第一节电力系统组成及特点三、对电力系统的基本要求对电力系统的基本要求：最大限度地满足用户的用电需要；安全可靠的供电；保证良好的电能质量；提高电力系统运行的经济性。第一节电力系统组

成及特点2.保证良好的电能质量电能质量指标：电压质量、频率质量和波形质量、三相不平衡度，等。电压偏移：1）35KV及以上电压供电的，电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定值的10%；2)10KV及以下三相供电的，允许偏差为额定值的±7%；3）220V单相供电的，允许偏差为额定值的+7%，-10

%。相应规程规定的第一节电力系统组成及特点2.保证良好的电能质量频率偏移：一般不超过±0.2~0.5Hz。电压总谐波畸变率：见GB/T14549-1993,不在此赘述。300万KW为分界线；容量越大，允许偏差越

小三相电压不平衡度：1)正常允许2%，短时不超过4%；2）接于公共连接点的每个用户一般不得超过1.3%第一节电力系统组成及特点3.提高系统运行的经济性电力系统的经济指标一般是指火电厂的煤耗以及电厂的厂用电率和电力网的网损率等。第一节电力系统组成及特点第二节发电厂的类型和变电所的类

型返回下一页上一页下一节1.火力发电（thermalpowergeneration）能量转换过程:化学能→热能→机械能→电能一、发电厂的类型～1234567蒸汽动力发电厂原理图1－锅炉；2－汽轮机；3－发电机；4－凝汽器；5－凝结水泵；6－回

热加热器；7－给水泵第二节发电厂的类型和变电所的类型蒸汽管道汽轮机储煤场烟囱输煤皮带升压站锅炉江河或水库冷凝器发电机冷却水火电厂生产系统包括：制粉系统、供气系统、给水系统、冷却系统锅炉、汽轮机和发电机是火力发电厂的三大核心设备。第二节发电厂的类型和变电所的类型图1-2火力发电厂生产过程示意

图火电厂生产系统包括：制粉系统供气系统给水系统冷却系统锅炉、汽轮机和发电机是火力发电厂的三大核心设备。第二节发电厂的类型和变电所的类型2.水力发电（waterpowergeneration）水电厂按照取水的方式可分为坝式水电厂、引水式水电厂、

混合式水电厂和抽水蓄能电厂等。能量转换过程：水能→机械能→电能第二节发电厂的类型和变电所的类型第二节发电厂的类型和变电所的类型河床式水电站示意图第二节发电厂的类型和变电所的类型引水式水电站示意图特点：有引水明

渠或隧道。第二节发电厂的类型和变电所的类型抽水蓄能式水电站作用：用作削峰填谷电源，具有调频、调相、负荷备用、事故备用的功能。第二节发电厂的类型和变电所的类型3.核电厂（waterpowergeneration）核电厂根据原子反应堆型式不同可分为几种类型，目前

使用较为广泛的是轻水堆型，包括沸水堆和压水堆型。能量转换过程:原子能→热能→机械能→电能第二节发电厂的类型和变电所的类型热交换器反应堆核心控制棒将热量带出反应堆的冷却剂汽轮发电机组冷凝器电能冷却塔排出的余热第二节发电厂的类型和变电所的类型压水堆核电厂

发电方式示意图第二节发电厂的类型和变电所的类型4.风力发电（windpowergeneration)风力发电机示意图能量转换过程：风能→机械能→电能第二节发电厂的类型和变电所的类型独立运行的风力发电系统控制器逆变器交流负载直流负载蓄电池组耗能负载风力发电机组交流负载为什么不

直接接发电机？第二节发电厂的类型和变电所的类型太阳能电池发电系统控制器逆变器交流负载直流负载蓄电池组太阳电池方阵5.太阳能发电（solarpowergeneration)能解释本图的原理吗？能量转换：太阳辐射的热能→电能利用太阳热能直接发电第二节发电厂的类型和变电所的类

型典型太阳能热发电系统原理图G太阳锅炉蓄热器锅炉汽轮发电机组凝汽器给水泵凝结水泵能量转换：太阳辐射的热能→介质热能→机械能→电能利用太阳热能间接发电常规燃料锅炉（辅助能源系统）第二节发电厂的类型和变电所的类型塔式太阳能发电系统原理图1－

定日镜；2－接收器；3－塔；4－热盐槽；5－冷盐槽6－蒸汽发生器；7－汽轮发电机组；8－凝汽器载热工质为熔盐双工质系统载热工质为蒸汽第二节发电厂的类型和变电所的类型枢纽变电所终端变电所地区变电所中间变电所火电厂水电厂5

00kV220kV110kV10kV110kV35kV35kV220kV图1-4发电厂及变电所类型二、变电所的类型第二节发电厂的类型和变电所的类型1.枢纽变电所---汇集多个大型发电厂电能各再分配的重要任务。高压侧一般为

330～750KV，且有大量110～220KV出线。2.中间变电所---作为长距离输电线路的分段，起“承上启下”作用。3.地区变电所---以对地区或城市供电为主。高压侧一般为110～220KV。4.终端变电所---电网末端变电所，接近负荷点。高压侧一般为35

～110KV，经降压后直接向用户变、配电所供电。第二节发电厂的类型和变电所的类型5.工厂供配电系统－－由总降变电所、高压配电所、配电线路、车间变电所和用电设备组成。第二节发电厂的类型和变电所的类型第三节电力负

荷一、电力负荷：使用电能的单位称为电力用户。用电的类型主要有工业用电、农业用电与生活用电等。电力用户用电设备所消耗的功率称为负荷。电力用户的负荷按其对供电可靠性的要求可分为三级：一级负荷（也称一类负荷

，对应一类用户）；二级负荷（也称二类负荷，对应二类用户）；三级负荷（也称三类负荷，对应三类用户）I类厂用负荷：划分：凡是属于短时（手动切换恢复供电所需要的时间）停电会造成：①主辅设备损坏；②危及人身安全；③主机停运；④发电量大量下降，情况之一的厂用负

荷。供电要求：①设有两套设备互为备用，分别接到有两个独立电源的母线上，（当一个电源断电后，另一个电源就立即自动投入；电机可靠自启动）；②一套设备，两个独立电源，电源可自动投入第三节电力负荷Ⅱ类厂用负荷：划分：允

许短时停电（几秒至几分钟），恢复供电后，不致造成生产紊乱的厂用负荷。供电要求：①一般它们均应由两段母线供电，并可采用手动切换；②两个独立电源，手动或自动切换Ⅲ类厂用负荷：⑴划分：较长时间停电，不会直接影响生产，仅造成生产上不方便的厂用负荷。⑵供电要求：通常它

们由一个电源供电，但在大型发电厂，也常采用两路电源供电。第三节电力负荷有功功率(无功功率)日负荷曲线：表明系统有功功率或无功功率负荷在一天24小时的变化规律。二、负荷曲线及其用途电力负荷曲线：指某一段时间内负荷随时

间变化的规律的曲线。用途：制定各发电厂发电负荷计划及系统调度运行的依据。注意：无功功率与有功功率最大负荷不一定同时出现。第三节电力负荷电力系统的日负荷曲线（a）有功功率负荷；（b）无功功率负荷1002003004005006007008

00900…04812162024t(h)P（MW)（a）24t(h)100200300400500600700800900…048121620Q(MVAR)（b）日最大负荷（尖峰负荷）日最小负荷（低谷负荷）基荷第三节电力负荷有功功率年最大负荷曲线：表示一年内每月最大有功功率负荷变化的曲线。用

途：作为扩建发电机组，新建电厂以及安排全年发电设备检修计划的依据。0612（月）P(MW)装机容量新装机检修设备容量图1-12有功功率年最大负荷曲线第三节电力负荷年持续负荷曲线：由一年中系统负荷按其数值大小及持续时间顺序由大到小排列面成的

曲线。用途：可靠性估算和电网规划与运行的能量损耗计算。Pt(h)8760Tmaxt1t2t3P1P2P3abcdefgi年持续负荷曲线Pmax注意正确理解第三节电力负荷根据年持续负荷曲线，计算系统负荷全年消耗电量A=87600PdtAmaxmax

max87600PPdtPAT==最大负荷小时数Tmax其中Pmax为最大负荷Pt(h)8760Tmaxt1t2t3P1P2P3abcdefgi年持续负荷曲线Pmax重要概念！第三节电力负荷第四节变、配电所一

．变、配电所常用的一次设备（1）概念:直接参与生产、转换、输送和分配电能的电气设备称为一次设备（2）分类:1）能量转换设备:发电机、变压器、电动机2）开关设备：用于电路的接通和开断。断路器、熔断器、负荷开关、隔离开关

3）载流导体：母线、裸导线和电缆等4）绝缘设备：支持和固定裸载流导体，使之与地或装置中不同电位的载流导体绝缘。支柱式、套管式、盘形悬式。5）互感器:获得系统或设备运行信息的设备。电压互感器和电流互感等6）防

过压设备：避雷线、避雷针、避雷器7）接地装置：电力系统中性点工作接地或保护接地。8）限流设备：限制短路电流。普通电抗器、分裂电抗器等9）补偿及补偿设备：补偿系统的无功功率。调相机、电力电容器、消弧线圈、并联电抗器第四节变、配电所二．二次设备对电气一次设备及系统的工作状况进行监察

、测量、控制、保护和调节的辅助性电气设备称为二次设备。1）测量表计：电压表、电流表、有功功率表等2）绝缘监察装置：交直流电网的绝缘状况监测。（设备课）3）控制和信号装置：以手动或自动方式实现开关的分合闸控制与指示。4）继电保护装置：发生故障时开关跳闸或异常时发

信号5）自动装置：自动并列装置、自动励磁调节、自动投入装置、自动频率调节装置等。6）直流电源设备：整流装置、蓄电池组等。7）其他电力辅助设备第四节变、配电所三.电气主接线及电气主接线图：1）电气主接线：一次设备按预期的生产流程实际所连成的电路叫电气主接线。又叫一次

接线、一次电路、主电路、主系统。（二次电路又叫二次接线）2）电气主接线图：以规定的图形及文字符号画成的反映电气主接线连接关系的单线图叫电气主接线图。（它能表明电能生产、汇集、转换、分配关系和运行方式，是运行、操作、维护及维修电路的依据）一次电气接线图（电路图、接线图、安装图等）二次电气接线

图（电路图、接线图、安装图等）电路图：反映组成及连接关系，不考虑实际位置作用：理解工作原理、分析、计算接线图：反映设备实际位置，用于接线及检查第四节变、配电所注意哦！不记住图形及文字符号看不懂呀第四节变、配

电所第四节变、配电所（1）绝缘破坏。（2）气象条件。（3）误操作。（4）其他外物。一、短路原因及危害短路:电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地（或中性线）之间的非正常连接。1.造成短路的原因第五节电力系统短路2.短路的类型短路类型及其代表符号第五节电力系

统短路3.短路的危害（1）短路故障会使短路点附近支路的电流迅速增大。（2）短路故障会使系统电压大幅度下降。（3）短路故障会破坏系统的稳定运行。（4）不对称短路会影响高压线路附近的通讯。第五节电力系统短路1、选择适当的主接线形式和运行方式原理：减少并联方式或采用计算阻抗大的接线。具

体实现：①单元接线②分裂运行③双回路单回运行④环网连接开环运行。2、加装限流电抗器（1）加装普通电抗器：线路电抗器：6－10KV电缆馈线母线电抗器：装于母线分段上（2）加装分裂电抗器：原理特点：正常时电抗小，发生短路时电抗大3、采用低压分裂绕组变压器发

电机－主变扩大单元接线；厂用高压变：分裂绕组接到两组不同的常用母线上二、限制短路电流的措施第五节电力系统短路电力系统电源中性点的不同运行方式，对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，而且将影响系统二次侧的

继电保护及监测仪表的选择与运行。影响电力系统中性点运行的因素为：供电的可靠性、绝缘费用、多重接地故障、故障定位、不正常电压的危险性、人身和设备安全性，等。第六节电力系统中性点接地方式1.中性点不接地的电力系统350)35(cabohN

CllUI+=系统的额定电压同一UN下架空线路总长度同一UN下电缆线路总长度正常运行：电压、电流对称。单相接地：另两相对地电压升高为原来倍的。单相接地电容电流为正常运行时相线对地电容电流的3倍。单相接地电流经验公式：3第六节电力系统中性点接地方式特点：供电

的可靠性高、绝缘费用高、多重接地故障可能性大、故障定位麻烦、不正常电压的危险性大、人身和设备安全性差、Ic较大时线路发生电压谐振的可能性大。使用场合：3～66KV单相接地电流较小的系统中。第六节电力系统中性点接地方式2.

中性点经消弧线圈接地正常运行：三相电压、电流对称单相接地：另两相对地电压升高为原来的倍，减小了接地电流。在单相接地电容电流大于一定值的电力系统中，电源中性点必须采取经消弧线圈接地的运行方式。3第六节电力系统中性点接地方式

特点：供电的可靠性高、绝缘费用高、多重接地故障可能性大、故障定位麻烦、不正常电压的危险性大、人身和设备安全性差、单相接地时线路发生电压谐振的可能性减小。使用场合：3~66KV单相接地电流较大的系统中。3～10KV系统中单相接地电流大于30

A，20～66KV系统中单相接地电流大于10A。第六节电力系统中性点接地方式通过证明可知：CLCfULCjIII••••−=+=)13(LC13=当：则：0=•fI全补偿第六节电力系统中性点接地方式当CLI

ICLII当欠补偿过补偿实际应用中，应采用过补偿第六节电力系统中性点接地方式3.中性点接小电阻系统正常运行：三相电压、电流对称单相接地：另外两相对地电压不变，单相接地后即通过接地中性点形成单相短路。单相短路电流比

线路的正常负荷电流大得多，因此在此系统发生单相短路时保护装置应动作于跳闸，切除短路故障。R接电阻，防谐振用于10KV城市环网第六节电力系统中性点接地方式城网供电的可靠性对于大、中城市来说，随着配电网规模越来越大，配电网将逐渐改变过去的单电源、树干式的辐射网体系，而向多电源备用

、电缆配电的网络方向发展，配电网正在开发改造的自动故障隔离系统，能在一分钟之内自动隔离故障区，并自动恢复非故障区域的正常供电。对用户的高供电可靠性不再依靠允许系统带故障2小时来保证，而是依靠电网的结构、调度控制及配电网综合自动化来保证，因此，接地系统对系统供电可靠性影响不大。第六

节电力系统中性点接地方式4.中性点直接接地系统正常运行：三相电压、电流对称单相接地：另外两相对地电压不变，单相接地后即通过接地中性点形成单相短路。单相短路电流比线路的正常负荷电流大得多，因此在此系统发生

单相短路时保护装置应动作于跳闸，切除短路故障。第六节电力系统中性点接地方式特点：供电的可靠性差、绝缘费用低、多重接地故障可能性小、故障定位容易、不正常电压的危险性小、人身和设备安全性较好、单相接地时线路发生电压谐振的可能性没有。使

用场合：110KV及以上、低压220/380V系统中。第六节电力系统中性点接地方式ThankYou!