第四章 電力系統(tǒng)及其自動化

1、u 一、電力系統(tǒng)的組成一、電力系統(tǒng)的組成 圖圖1 1u 一、電力系統(tǒng)的組成一、電力系統(tǒng)的組成 發(fā)電機把機械能轉變?yōu)殡娔?，電能經變壓器和電力線路傳送并分配發(fā)電機把機械能轉變?yōu)殡娔?，電能經變壓器和電力線路傳送并分配到用戶，在那里經電動機、電爐、電燈等用電設備又將電能轉變?yōu)闄C到用戶，在那里經電動機、電爐、電燈等用電設備又將電能轉變?yōu)闄C械能、熱能、光能等。由這些生產、變換、傳送、分配、消耗電能的械能、熱能、光能等。由這些生產、變換、傳送、分配、消耗電能的電氣設備電氣設備(發(fā)電機、變壓器、電力線路及各種用電設備等發(fā)電機、變壓器、電力線路及各種用電設備等)聯(lián)系在一起組聯(lián)系在一起組成的統(tǒng)一整體就是電力系統(tǒng)，

2、如圖成的統(tǒng)一整體就是電力系統(tǒng)，如圖1所示。所示。 與與“電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)”一詞相關的還有一詞相關的還有“電力網電力網”和和“動力系統(tǒng)動力系統(tǒng)”。前者。前者指電力系統(tǒng)中除去發(fā)電機和用電設備外的部分；后者指電力系統(tǒng)和發(fā)指電力系統(tǒng)中除去發(fā)電機和用電設備外的部分；后者指電力系統(tǒng)和發(fā)電廠動力部分的總和。電廠動力部分的總和。 所以，電力網是電力系統(tǒng)的一個組成部分，而電力系統(tǒng)又是動力系所以，電力網是電力系統(tǒng)的一個組成部分，而電力系統(tǒng)又是動力系統(tǒng)的一個組成部分，三者的關系也示于圖統(tǒng)的一個組成部分，三者的關系也示于圖l中。中。u 二、發(fā)電廠二、發(fā)電廠發(fā)電廠是生產電能的核心，擔負著把不同種類的一次能源轉換成電能發(fā)

3、電廠是生產電能的核心，擔負著把不同種類的一次能源轉換成電能的任務。依據(jù)使用的一次能源不同，發(fā)電廠可分為許多類型。例如：的任務。依據(jù)使用的一次能源不同，發(fā)電廠可分為許多類型。例如：燃燒煤、石油、天然氣發(fā)電的火力發(fā)電廠；燃燒煤、石油、天然氣發(fā)電的火力發(fā)電廠；利用水力能發(fā)電的水力發(fā)電廠；利用水力能發(fā)電的水力發(fā)電廠；利用核能發(fā)電的核動力發(fā)電廠。利用核能發(fā)電的核動力發(fā)電廠。u 二、發(fā)電廠二、發(fā)電廠p 1、火力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠火電廠的主要發(fā)電設備包括鍋爐、汽輪機和發(fā)電機，其輔助設備有火電廠的主要發(fā)電設備包括鍋爐、汽輪機和發(fā)電機，其輔助設備有冷凝器、給水加熱器、各種水泵、磨煤機、除氧器、煙囪及各種量冷凝器

4、、給水加熱器、各種水泵、磨煤機、除氧器、煙囪及各種量測與控制設備。凝汽式燃煤火電廠的生產過程如圖測與控制設備。凝汽式燃煤火電廠的生產過程如圖2所示。所示。 圖圖2 2 凝汽式火電廠生產過程示意圖凝汽式火電廠生產過程示意圖u 二、發(fā)電廠二、發(fā)電廠1、火力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠原煤從煤礦運到電廠后，先存入原煤倉，隨后由輸煤皮帶運進原煤斗，原煤從煤礦運到電廠后，先存入原煤倉，隨后由輸煤皮帶運進原煤斗，從原煤斗落入球磨機中被磨成很細的煤粉，再由排粉機抽出，隨同熱從原煤斗落入球磨機中被磨成很細的煤粉，再由排粉機抽出，隨同熱空氣送入鍋爐的燃燒室進行燃燒?？諝馑腿脲仩t的燃燒室進行燃燒。燃燒放出的熱量一部分被燃燒

5、室四周的水冷壁吸收，一部分加熱燃燒燃燒放出的熱量一部分被燃燒室四周的水冷壁吸收，一部分加熱燃燒室頂部和煙道入口處的過熱器中的蒸汽，余下的熱量則被煙氣攜帶穿室頂部和煙道入口處的過熱器中的蒸汽，余下的熱量則被煙氣攜帶穿過省煤器、空氣預熱器傳遞給這兩個設備內的水和空氣。過省煤器、空氣預熱器傳遞給這兩個設備內的水和空氣。煙氣經過除塵器凈化處理，由吸風機導入煙囪，被排入大氣。燃燒時煙氣經過除塵器凈化處理，由吸風機導入煙囪，被排入大氣。燃燒時生成的灰渣和由除塵器收集下來的細灰，用水沖進沖灰溝排出廠外。生成的灰渣和由除塵器收集下來的細灰，用水沖進沖灰溝排出廠外。u 二、發(fā)電廠二、發(fā)電廠1、火力發(fā)電廠、火力發(fā)

6、電廠燃燒用的助燃空氣，經送風機進入空氣預熱器中加熱，加熱后，一部燃燒用的助燃空氣，經送風機進入空氣預熱器中加熱，加熱后，一部分被送往磨煤機作為干燥和運送煤粉的介質，大部分送入燃燒室參與分被送往磨煤機作為干燥和運送煤粉的介質，大部分送入燃燒室參與助燃。助燃。水、蒸汽是把熱能轉化成機械能的重要介質。凈化后的給水，先送進水、蒸汽是把熱能轉化成機械能的重要介質。凈化后的給水，先送進省煤器預熱，繼而進入汽包，由汽包降入水冷壁管中吸收燃燒室的熱省煤器預熱，繼而進入汽包，由汽包降入水冷壁管中吸收燃燒室的熱能后蒸發(fā)成蒸汽。蒸汽通過過熱器時，再次被加熱，變?yōu)楦邷馗邏旱哪芎笳舭l(fā)成蒸汽。蒸汽通過過熱器時，再次被加熱

7、，變?yōu)楦邷馗邏旱倪^熱蒸汽。過熱蒸汽經主蒸汽管道進入汽輪機膨脹做功，推動汽輪機過熱蒸汽。過熱蒸汽經主蒸汽管道進入汽輪機膨脹做功，推動汽輪機轉子轉動，將熱能轉變?yōu)闄C械能。轉子轉動，將熱能轉變?yōu)闄C械能。做完功的蒸汽在凝結器中被冷卻凝結成水。凝結水經除氧器去氧、加做完功的蒸汽在凝結器中被冷卻凝結成水。凝結水經除氧器去氧、加熱器加熱后再用給水泵重新送入省煤器預熱，便可作為工質繼續(xù)循環(huán)熱器加熱后再用給水泵重新送入省煤器預熱，便可作為工質繼續(xù)循環(huán)使用。使用。u 二、發(fā)電廠二、發(fā)電廠p 1、火力發(fā)電廠、火力發(fā)電廠凝結器需要的冷卻水由循環(huán)水泵送入，冷卻水在凝結器中吸熱之后，凝結器需要的冷卻水由循環(huán)水泵送入，冷卻

8、水在凝結器中吸熱之后，流回冷卻塔散熱，然后，再經循環(huán)水泵供給凝結器。流回冷卻塔散熱，然后，再經循環(huán)水泵供給凝結器。 汽輪機轉子轉動帶動發(fā)電機轉子旋轉，在發(fā)電機中又把機械能轉換汽輪機轉子轉動帶動發(fā)電機轉子旋轉，在發(fā)電機中又把機械能轉換成電能。發(fā)電機發(fā)出的電能經過變壓器升高電壓后送入高壓電力網。成電能。發(fā)電機發(fā)出的電能經過變壓器升高電壓后送入高壓電力網。u 二、發(fā)電廠二、發(fā)電廠p 2、水力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠 水力發(fā)電廠是利用河流所蘊藏的水力能資源來發(fā)電，水力能資源是水力發(fā)電廠是利用河流所蘊藏的水力能資源來發(fā)電，水力能資源是最干凈、價廉的能源。水力發(fā)電廠的容量大小決定于上下游的水位差最干凈、價廉的能

9、源。水力發(fā)電廠的容量大小決定于上下游的水位差(簡稱水頭簡稱水頭)和流量的大小。和流量的大小。因此，水力發(fā)電廠往往需要修建攔河大壩等水工建筑物以形成集中的因此，水力發(fā)電廠往往需要修建攔河大壩等水工建筑物以形成集中的較高水位差，并依靠大壩形成具有一定容積的水庫，以調節(jié)河水流量。較高水位差，并依靠大壩形成具有一定容積的水庫，以調節(jié)河水流量。根據(jù)地形、地質、水能資源特點等的不同，水力發(fā)電廠的形式是多種根據(jù)地形、地質、水能資源特點等的不同，水力發(fā)電廠的形式是多種多樣的。多樣的。p 2、水力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠 水力發(fā)電廠的生產過程要比火力發(fā)電廠簡單，如圖水力發(fā)電廠的生產過程要比火力發(fā)電廠簡單，如圖3所示。

10、所示。 由攔河壩維持在高水位的水，經壓力水管進入螺旋形蝸殼，推動水由攔河壩維持在高水位的水，經壓力水管進入螺旋形蝸殼，推動水輪機轉子旋轉，將水能變?yōu)闄C械能。水輪機轉子再帶動發(fā)電機轉子輪機轉子旋轉，將水能變?yōu)闄C械能。水輪機轉子再帶動發(fā)電機轉子旋轉，使機械能變成了電能。而做完功的水則經過尾水管排往下游。旋轉，使機械能變成了電能。而做完功的水則經過尾水管排往下游。發(fā)電機發(fā)出的電，經變壓器升壓后由高壓輸電線送至用戶。發(fā)電機發(fā)出的電，經變壓器升壓后由高壓輸電線送至用戶。圖圖3 水電廠生產過程示意圖水電廠生產過程示意圖u 二、發(fā)電廠二、發(fā)電廠p 2、水力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠 水利發(fā)電廠的水利發(fā)電廠的優(yōu)勢優(yōu)勢

11、：首先，水利發(fā)電廠的生產過程較簡單，故所需的運行維護人員較少，首先，水利發(fā)電廠的生產過程較簡單，故所需的運行維護人員較少，且易于實現(xiàn)全盤自動化。且易于實現(xiàn)全盤自動化。其次，水力發(fā)電廠不消耗燃料，故電能成本要比火力發(fā)電廠低得多。其次，水力發(fā)電廠不消耗燃料，故電能成本要比火力發(fā)電廠低得多。此外，水力機組的效率較高，承受變動負載的性能較好，故在系統(tǒng)中此外，水力機組的效率較高，承受變動負載的性能較好，故在系統(tǒng)中的運行方式較為靈活。水力機組啟動迅速，在事故時能有力地發(fā)揮其的運行方式較為靈活。水力機組啟動迅速，在事故時能有力地發(fā)揮其后備作用。后備作用。再者，隨著水力發(fā)電廠的興建往往還可以同時解決發(fā)電、防洪

12、、灌溉、再者，隨著水力發(fā)電廠的興建往往還可以同時解決發(fā)電、防洪、灌溉、航運等多方面的問題，從而實現(xiàn)河流的綜合利用，使國民經濟取得更航運等多方面的問題，從而實現(xiàn)河流的綜合利用，使國民經濟取得更大效益。大效益。水力發(fā)電廠的另一個優(yōu)點是不像火力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠那樣存在環(huán)水力發(fā)電廠的另一個優(yōu)點是不像火力發(fā)電廠、核能發(fā)電廠那樣存在環(huán)境污染問題。境污染問題。u 二、發(fā)電廠二、發(fā)電廠p 2、水力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠 水利發(fā)電廠的水利發(fā)電廠的劣勢劣勢：由于水力發(fā)電廠需要建設大量的水工建筑物，所以相對于火電廠來說，由于水力發(fā)電廠需要建設大量的水工建筑物，所以相對于火電廠來說，建設投資大，工期較長，使用勞力也較多

13、。建設投資大，工期較長，使用勞力也較多。特別是水庫還將淹沒一部分土地，給農業(yè)生產帶來一定不利影響。特別是水庫還將淹沒一部分土地，給農業(yè)生產帶來一定不利影響。水力發(fā)電廠的運行方式還受到氣象、水文等條件的影響，有豐水期、水力發(fā)電廠的運行方式還受到氣象、水文等條件的影響，有豐水期、枯水期之別，發(fā)電出力不如火電廠穩(wěn)定，也給電力系統(tǒng)的運行帶來一枯水期之別，發(fā)電出力不如火電廠穩(wěn)定，也給電力系統(tǒng)的運行帶來一定不利因素。定不利因素。u 二、發(fā)電廠二、發(fā)電廠p3、核能發(fā)電廠、核能發(fā)電廠 核能是一種新的能源，也是可望長期使用的能源。所以，自核能是一種新的能源，也是可望長期使用的能源。所以，自1954年年世界上第一

14、座核電廠投入運行以來，許多國家紛紛建設核電廠。核電世界上第一座核電廠投入運行以來，許多國家紛紛建設核電廠。核電廠建設的速度最快廠建設的速度最快 。核能發(fā)電的基本原理：核能發(fā)電的基本原理：核燃料在反應堆內產生核裂變，即所謂鏈式反應，釋放出大量熱能，核燃料在反應堆內產生核裂變，即所謂鏈式反應，釋放出大量熱能，由冷卻劑由冷卻劑(水或氣體水或氣體)帶出，在蒸汽發(fā)生器中將水加熱為蒸汽。然后，同帶出，在蒸汽發(fā)生器中將水加熱為蒸汽。然后，同一般火力發(fā)電廠一樣，用蒸汽推動汽輪機，再帶動發(fā)電機發(fā)電。冷卻一般火力發(fā)電廠一樣，用蒸汽推動汽輪機，再帶動發(fā)電機發(fā)電。冷卻劑在把熱量傳給水后，又被泵打回反應堆里去吸熱，這樣

15、反復使用，劑在把熱量傳給水后，又被泵打回反應堆里去吸熱，這樣反復使用，就可以不斷地把核裂變釋放的熱能引導出來。核能發(fā)電廠與火力發(fā)電就可以不斷地把核裂變釋放的熱能引導出來。核能發(fā)電廠與火力發(fā)電廠在構成上最主要區(qū)別是前者用核一蒸汽發(fā)電系統(tǒng)來代替后者的蒸汽廠在構成上最主要區(qū)別是前者用核一蒸汽發(fā)電系統(tǒng)來代替后者的蒸汽鍋爐，所以核電廠中的反應堆又被稱為原子鍋爐鍋爐，所以核電廠中的反應堆又被稱為原子鍋爐 。u 二、發(fā)電廠二、發(fā)電廠p 3、核能發(fā)電廠、核能發(fā)電廠核能發(fā)電廠的特點和問題：核能發(fā)電廠的特點和問題：核能發(fā)電廠的主要優(yōu)點之一是可以大量節(jié)省煤、石油等燃料。核能發(fā)電廠的主要優(yōu)點之一是可以大量節(jié)省煤、石油

16、等燃料。核能發(fā)電廠的另一個特點是燃燒時不需要空氣助燃，所以核能電廠可核能發(fā)電廠的另一個特點是燃燒時不需要空氣助燃，所以核能電廠可以建設在地下、山洞里、水下或空氣稀薄的高原地區(qū)。以建設在地下、山洞里、水下或空氣稀薄的高原地區(qū)。核能發(fā)電廠的主要問題是放射性污染。但隨著科學技術的發(fā)展，將會核能發(fā)電廠的主要問題是放射性污染。但隨著科學技術的發(fā)展，將會變得越來越安全變得越來越安全 。u 二、發(fā)電廠二、發(fā)電廠p 3、核能發(fā)電廠、核能發(fā)電廠 目前大多數(shù)商業(yè)運行的核電廠屬于水堆型，包括壓水堆、沸水堆和目前大多數(shù)商業(yè)運行的核電廠屬于水堆型，包括壓水堆、沸水堆和重水堆。正在研究開發(fā)中的有快中子增殖堆和高溫氣冷堆核

17、電廠。壓重水堆。正在研究開發(fā)中的有快中子增殖堆和高溫氣冷堆核電廠。壓水堆核電廠的構成和生產過程如圖水堆核電廠的構成和生產過程如圖4所示。所示。 (a) 壓水堆核電廠壓水堆核電廠 (b) 壓水堆核電廠系統(tǒng)示意圖壓水堆核電廠系統(tǒng)示意圖 圖圖4 核電廠核電廠u 二、發(fā)電廠二、發(fā)電廠p4、其他能源發(fā)電、其他能源發(fā)電新能源發(fā)電主要有風能發(fā)電、太陽能發(fā)電、地熱能發(fā)電、潮汐能發(fā)電新能源發(fā)電主要有風能發(fā)電、太陽能發(fā)電、地熱能發(fā)電、潮汐能發(fā)電等等 。 風力發(fā)電：風力發(fā)電是通過風力發(fā)電機組將風能轉化成機械能，再風力發(fā)電：風力發(fā)電是通過風力發(fā)電機組將風能轉化成機械能，再轉化為電能轉化為電能 。 太陽能發(fā)電：太陽能發(fā)

18、電方式主要可分為光熱發(fā)電和光電發(fā)電兩種太陽能發(fā)電：太陽能發(fā)電方式主要可分為光熱發(fā)電和光電發(fā)電兩種方式。光熱發(fā)電是用反光鏡集熱產生蒸汽，再用汽輪機來發(fā)電；光電方式。光熱發(fā)電是用反光鏡集熱產生蒸汽，再用汽輪機來發(fā)電；光電發(fā)電是用光電池直接把太陽能轉化為電能發(fā)電是用光電池直接把太陽能轉化為電能 。 地熱能發(fā)電：通過熱流體將地下熱能攜帶到地上，經過專門的裝置地熱能發(fā)電：通過熱流體將地下熱能攜帶到地上，經過專門的裝置將熱能轉換為電能將熱能轉換為電能 。 潮汐發(fā)電：利用潮汐具有的能量轉變成機械能，再轉化成電能潮汐發(fā)電：利用潮汐具有的能量轉變成機械能，再轉化成電能 。 此外還有生物能、波浪能、海洋溫差能等。

19、此外還有生物能、波浪能、海洋溫差能等。 從遠景發(fā)展來看，還有聚變能、氫能等從遠景發(fā)展來看，還有聚變能、氫能等 。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)p（一）三相交流輸配電系統(tǒng)（一）三相交流輸配電系統(tǒng)1、電力網的結構、電力網的結構 圖圖5 電力網結構電力網結構 電力網由電力網由輸電網輸電網和和配電網配電網組成。大型電力網的結構通常以電壓等組成。大型電力網的結構通常以電壓等級進行分層見圖級進行分層見圖5。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)p（一）三相交流輸配電系統(tǒng)（一）三相交流輸配電系統(tǒng)1、電力網的結構、電力網的結構輸電網的作用輸電網的作用： 輸電網主要是將遠離負載中心的發(fā)電廠的大量電能經過變壓器升輸電

20、網主要是將遠離負載中心的發(fā)電廠的大量電能經過變壓器升高電壓，通過高壓輸電線，送到鄰近負載中心的樞紐變電站。同時，高電壓，通過高壓輸電線，送到鄰近負載中心的樞紐變電站。同時，輸電網還有聯(lián)絡相鄰電力系統(tǒng)和聯(lián)系相鄰變電站的作用，或向某些輸電網還有聯(lián)絡相鄰電力系統(tǒng)和聯(lián)系相鄰變電站的作用，或向某些容量特大的用戶直接供電。輸電網的額定電壓通常為容量特大的用戶直接供電。輸電網的額定電壓通常為220750kV或或更高，它的結構與電力系統(tǒng)運行的安全性及經濟性關系極大，是整更高，它的結構與電力系統(tǒng)運行的安全性及經濟性關系極大，是整個電力系統(tǒng)的骨架或主干電網。個電力系統(tǒng)的骨架或主干電網。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電

21、系統(tǒng)p（一）三相交流輸配電系統(tǒng)（一）三相交流輸配電系統(tǒng) 1、電力網的結構、電力網的結構 配電網的作用配電網的作用： 配電網可分為高壓、中壓和低壓配電網。高壓配電網的電壓一般配電網可分為高壓、中壓和低壓配電網。高壓配電網的電壓一般為為35110 kV或更高，中壓配電網的電壓一般為或更高，中壓配電網的電壓一般為620kV，它們，它們將來自變電站的電能分配到眾多的配電變壓器，以及直接供應中將來自變電站的電能分配到眾多的配電變壓器，以及直接供應中等容量的用戶，低壓配電網的電壓為等容量的用戶，低壓配電網的電壓為380/220V，用于向數(shù)量很大，用于向數(shù)量很大的小用戶供電的小用戶供電 。 電力網的結構與電

22、壓等級、電源和負載點的容量和數(shù)目、它們之電力網的結構與電壓等級、電源和負載點的容量和數(shù)目、它們之間的地理位置以及可靠性要求等因素有關。間的地理位置以及可靠性要求等因素有關。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)1、電力網的結構、電力網的結構 放射式放射式a是一種最簡單的電網結構，運行調度和控制最為方便，是一種最簡單的電網結構，運行調度和控制最為方便，但單回線路供電可靠性不高。但單回線路供電可靠性不高。 鏈式鏈式b結構是放射式的擴展，但可靠性低于放射式。結構是放射式的擴展，但可靠性低于放射式。 環(huán)式環(huán)式c結構有較好的可靠性與經濟性，但當某一線路退出運行后，結構有較好的可靠性與經濟性，但當某一線路退出運

23、行后，電壓質量可能較差。電壓質量可能較差。 圖圖6 6 電力網基本結構電力網基本結構u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)1、電力網的結構、電力網的結構 具有多個電源的電力網有具有多個電源的電力網有環(huán)式環(huán)式d 和和串鏈式串鏈式e兩種常用的結構，兩者兩種常用的結構，兩者均有很高的可靠性。均有很高的可靠性。 但多個閉環(huán)結構電力網的調度和控制但多個閉環(huán)結構電力網的調度和控制(包括繼電保護包括繼電保護)比較復雜，短比較復雜，短路電流水平也較高。輸電網通常采用這兩種結構或它們的組合，路電流水平也較高。輸電網通常采用這兩種結構或它們的組合，其中環(huán)式結構對各發(fā)電廠間聯(lián)系較強，運行穩(wěn)定性一般較好；串其中環(huán)式結構對各

24、發(fā)電廠間聯(lián)系較強，運行穩(wěn)定性一般較好；串鏈式結構對各發(fā)電廠間聯(lián)系較弱，運行穩(wěn)定性相對較差。鏈式結構對各發(fā)電廠間聯(lián)系較弱，運行穩(wěn)定性相對較差。 圖圖6 6 電力網基本結構電力網基本結構u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)1、電力網的結構、電力網的結構 干線式干線式f投資最省但可靠性很差，只適用于負載密度小、可靠性要投資最省但可靠性很差，只適用于負載密度小、可靠性要求不高的配電網。求不高的配電網。 網格式網格式 g結構適用于負載密度很大，電壓質量和可靠性要求很高結構適用于負載密度很大，電壓質量和可靠性要求很高的城市配電網的城市配電網 。 圖圖6 6 電力網基本結構電力網基本結構u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸

25、配電系統(tǒng)1、電力網的結構、電力網的結構 電力網結構的設計電力網結構的設計： （1）電力網結構對電力系統(tǒng)運行的安全性、經濟性、電能質量以）電力網結構對電力系統(tǒng)運行的安全性、經濟性、電能質量以及調度控制的方便性和靈活性等均有很大的影響。特別是主干網及調度控制的方便性和靈活性等均有很大的影響。特別是主干網絡，要采用電氣聯(lián)系強的結構，包括采用較高的電壓等級，以提絡，要采用電氣聯(lián)系強的結構，包括采用較高的電壓等級，以提高穩(wěn)定性，保證各種運行方式下主干線路有足夠的輸電能力。同高穩(wěn)定性，保證各種運行方式下主干線路有足夠的輸電能力。同時，要盡量簡化結構，提高調度控制的方便性和靈活性，還要注時，要盡量簡化結構，

26、提高調度控制的方便性和靈活性，還要注意限制短路電流水平。對于交流遠距離輸電線路，如果輸電能力意限制短路電流水平。對于交流遠距離輸電線路，如果輸電能力受到限制，還可考慮直流輸電方案。當穩(wěn)定性有問題或調度控制受到限制，還可考慮直流輸電方案。當穩(wěn)定性有問題或調度控制有困難或短路容量太大時，也可考慮應用直流聯(lián)絡線分隔交流電有困難或短路容量太大時，也可考慮應用直流聯(lián)絡線分隔交流電力網。力網。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)1、電力網的結構、電力網的結構 電力網結構的設計電力網結構的設計： （2）當穩(wěn)定性有問題或調度控制有困難或短路容量太大時，也可）當穩(wěn)定性有問題或調度控制有困難或短路容量太大時，也可考慮

27、應用直流聯(lián)絡線分隔交流電力網。對于低一級電壓的電力網，考慮應用直流聯(lián)絡線分隔交流電力網。對于低一級電壓的電力網，應力求采用簡單的結構，實行分片供電，限制短路容量。同時，應力求采用簡單的結構，實行分片供電，限制短路容量。同時，要避免高、低壓線路經過變壓器形成環(huán)網，以簡化繼電保護，加要避免高、低壓線路經過變壓器形成環(huán)網，以簡化繼電保護，加強穩(wěn)定性。通常要針對具體的電力系統(tǒng)，提出若干個電力網結構強穩(wěn)定性。通常要針對具體的電力系統(tǒng)，提出若干個電力網結構方案，逐個進行潮流、穩(wěn)定、保護控制和短路電流研究以及經濟方案，逐個進行潮流、穩(wěn)定、保護控制和短路電流研究以及經濟分析，經過技術經濟比較，最后確定最佳的結

28、構。分析，經過技術經濟比較，最后確定最佳的結構。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng) p（一）三相交流輸配電系（一）三相交流輸配電系 2、電力系統(tǒng)電壓等級、電力系統(tǒng)電壓等級 電力系統(tǒng)中的發(fā)電、輸電、配電以及用電等設備都是按一定的標電力系統(tǒng)中的發(fā)電、輸電、配電以及用電等設備都是按一定的標準電壓設計和制造的，在這一標準電壓下運行，設備的技術性能準電壓設計和制造的，在這一標準電壓下運行，設備的技術性能和經濟指標將達到最好，這一標準電壓稱為額定電壓。我國國家和經濟指標將達到最好，這一標準電壓稱為額定電壓。我國國家標準規(guī)定的電力網絡的額定線電壓為：標準規(guī)定的電力網絡的額定線電壓為：0.38、3、6、10、3

29、5、63、110、220、330、500、750（kV）。）。 電網電壓及合理的電壓系列選擇是電網電壓及合理的電壓系列選擇是個涉及面極廣的綜合性問題，個涉及面極廣的綜合性問題，除應考慮送電容量、距離、運行方式等多種因素外，還應根據(jù)動除應考慮送電容量、距離、運行方式等多種因素外，還應根據(jù)動力資源的分布及工業(yè)布局等遠景發(fā)展情況，進行全面的技術經濟力資源的分布及工業(yè)布局等遠景發(fā)展情況，進行全面的技術經濟比較。比較。 u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)2、電力系統(tǒng)電壓等級、電力系統(tǒng)電壓等級 選擇電力網電壓等級的原則是選擇電力網電壓等級的原則是： （1）選定的電壓等級應符合國家標準）選定的電壓等級應符合國

30、家標準 。 （2）根據(jù)我國電力工業(yè)發(fā)展迅速的特點，電壓等級不宜過多，）根據(jù)我國電力工業(yè)發(fā)展迅速的特點，電壓等級不宜過多，以便減少變電重復容量，同一地區(qū)、同以便減少變電重復容量，同一地區(qū)、同電網內，應盡可能簡化電網內，應盡可能簡化電壓等級。但電壓級差也不宜太小。根據(jù)國外經驗，電壓等級。但電壓級差也不宜太小。根據(jù)國外經驗，110kV以下以下(或稱電網配電電壓等級或稱電網配電電壓等級)，電壓差一般在，電壓差一般在3倍以上；倍以上；110kV及以上及以上(或稱電網輸電電壓等級或稱電網輸電電壓等級)，電壓差，電壓差般在般在2倍左右倍左右 。 （3）我國現(xiàn)有電網的電壓等級配置大致分為兩類，即）我國現(xiàn)有電網

31、的電壓等級配置大致分為兩類，即110220500kV或或110330kV。220kV以下的電壓等級的配置為以下的電壓等級的配置為1063220kV及及1035110220kV兩種系列兩種系列 u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)2、電力系統(tǒng)電壓等級、電力系統(tǒng)電壓等級 下表下表給出了電網額定電壓與相應傳輸功率和傳輸距離的關系給出了電網額定電壓與相應傳輸功率和傳輸距離的關系電力系統(tǒng)額定電壓/kV輸送方式傳輸功率/MW傳輸距離/km0.38架空線0.10.250.38電纜0.1750.353架空線0.11316架空線0.221036電纜3小于810架空線0.2320510電纜5小于1035架空線2105

32、020110架空線105015050220架空線100500300100330架空線2001000600200500架空線10001500850250750架空線20002500500以上u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)3、變電站及其電氣主接線、變電站及其電氣主接線 什么是變電站？什么是變電站？ 變電站是電力網中的線路連接點，是用以變換電壓、交換功率和變電站是電力網中的線路連接點，是用以變換電壓、交換功率和匯集、分配電能的設施。變電站中有不同電壓的配電裝置，電力匯集、分配電能的設施。變電站中有不同電壓的配電裝置，電力變壓器，控制、保護、測量、信號和通信設施，以及二次回路電變壓器，控制、保護、測

33、量、信號和通信設施，以及二次回路電源等。有些變電站中還由于無功平衡、系統(tǒng)穩(wěn)定和限制過電壓等源等。有些變電站中還由于無功平衡、系統(tǒng)穩(wěn)定和限制過電壓等因素，裝設有并聯(lián)電容器組、并聯(lián)電抗器、靜止無功補償裝置、因素，裝設有并聯(lián)電容器組、并聯(lián)電抗器、靜止無功補償裝置、串聯(lián)電容補償裝置、同步調相機等串聯(lián)電容補償裝置、同步調相機等 。 變電站的分類變電站的分類： 按變電站在電力系統(tǒng)中的位置、作用及其特點劃分，變電站的主按變電站在電力系統(tǒng)中的位置、作用及其特點劃分，變電站的主要類型有要類型有樞紐變電站樞紐變電站、區(qū)域變電站區(qū)域變電站、地區(qū)變電站地區(qū)變電站、終端變電站終端變電站、用戶變電站用戶變電站和和地下變電

34、站地下變電站。變電站的名稱通常是按其最高一級電。變電站的名稱通常是按其最高一級電壓來命名的，例如某壓來命名的，例如某500kV變電站等變電站等 。 u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)3、變電站及其電氣主接線、變電站及其電氣主接線 什么是變電站電氣主接線？什么是變電站電氣主接線？ 變電站的電氣主接線是由變電站內的電氣設備按照電能輸送和分變電站的電氣主接線是由變電站內的電氣設備按照電能輸送和分配的要求連接組成的電路。配的要求連接組成的電路。 什么是電氣主接線圖？什么是電氣主接線圖？ 電氣主接線圖用以表示電氣設備相互之間的連接關系，以及本變電氣主接線圖用以表示電氣設備相互之間的連接關系，以及本變電站電

35、站(或發(fā)電廠或發(fā)電廠)與電力系統(tǒng)的電氣連接關系，通常以單線圖表示。與電力系統(tǒng)的電氣連接關系，通常以單線圖表示。 主接線圖中表示的主要電氣設備有哪些？主接線圖中表示的主要電氣設備有哪些？ 發(fā)電機、電力變壓器、斷路器、隔離開關、電壓互感器、電流互發(fā)電機、電力變壓器、斷路器、隔離開關、電壓互感器、電流互感器、避雷器、母線、接地裝置以及各種無功補償裝置等。感器、避雷器、母線、接地裝置以及各種無功補償裝置等。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)3、變電站及其電氣主接線、變電站及其電氣主接線 常用的電氣主接線方式有：常用的電氣主接線方式有： 單母線接線，單母線接線， 單母線分段接線，單母線分段接線， 單母線分

36、段帶旁路母線接線，單母線分段帶旁路母線接線， 橋形接線，橋形接線， 雙母線接線，雙母線接線， 雙母線分段接線，雙母線分段接線， 雙母線帶旁路母線接線，雙母線帶旁路母線接線， 雙母線分段帶旁路母線接線，雙母線分段帶旁路母線接線， 一個半斷路器接線，一個半斷路器接線， 三分之四斷路器接線，三分之四斷路器接線， 雙斷路器接線，雙斷路器接線， 多角形接線等。多角形接線等。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)3、變電站及其電氣主接線、變電站及其電氣主接線 圖圖7 7 單母線接線單母線接線 圖圖8 橋型接線橋型接線 (a)內橋內橋 (b)外橋外橋u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)3、變電站及其電氣主接線、變電站

37、及其電氣主接線 圖圖9 9 雙母線分段接線雙母線分段接線 圖圖10 雙母線帶旁路母線接線雙母線帶旁路母線接線 u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)3、變電站及其電氣主接線、變電站及其電氣主接線 電氣主接線中有時還包括發(fā)電廠或變電站的電氣主接線中有時還包括發(fā)電廠或變電站的自用電部分自用電部分，常稱作，常稱作自用電接線自用電接線 。 電氣主接線形式主要根據(jù)變電站或發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和電氣主接線形式主要根據(jù)變電站或發(fā)電廠在電力系統(tǒng)中的地位和作用予以選定，應滿足電力系統(tǒng)的安全運行與經濟調度的要求，作用予以選定，應滿足電力系統(tǒng)的安全運行與經濟調度的要求，根據(jù)規(guī)劃容量、供電負載、電力系統(tǒng)短路容量、線路回

38、路數(shù)以及根據(jù)規(guī)劃容量、供電負載、電力系統(tǒng)短路容量、線路回路數(shù)以及電氣設備特點等條件加以確定，并應具有相應的可靠性、靈活性電氣設備特點等條件加以確定，并應具有相應的可靠性、靈活性和經濟性。和經濟性。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)3、變電站及其電氣主接線、變電站及其電氣主接線 下面以單母線接線方式為例來說明斷路器、刀閘等元件的操作原下面以單母線接線方式為例來說明斷路器、刀閘等元件的操作原理，并舉例說明發(fā)電廠及變電站的電氣主接線理，并舉例說明發(fā)電廠及變電站的電氣主接線 。 （1）單母線接線）單母線接線 單母線接線如圖，進線是電源，出線指線路，如單母線接線如圖，進線是電源，出線指線路，如WL1，WL

39、2，WL1，WL1，進線和出線統(tǒng)稱回路。，進線和出線統(tǒng)稱回路。 匯流母線匯流母線W是進線和出線之間的中間是進線和出線之間的中間 環(huán)節(jié)，起匯集和分配電能的作用，進環(huán)節(jié)，起匯集和分配電能的作用，進 出線在母線上并列工作。每條線路一出線在母線上并列工作。每條線路一 般裝有斷路器般裝有斷路器QF，因為斷路器具有滅，因為斷路器具有滅 弧裝置，可以斷開、閉合負荷電流和弧裝置，可以斷開、閉合負荷電流和 故障電流。故障電流。 單母線接線單母線接線u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)3、變電站及其電氣主接線、變電站及其電氣主接線 （1）單母線接線）單母線接線 斷路器兩側裝有隔離開關斷路器兩側裝有隔離開關QS，緊靠母

40、線側的隔離開關稱為母線隔，緊靠母線側的隔離開關稱為母線隔離開關，靠線路側的稱為線路隔離開關。隔離開關由于沒有滅弧離開關，靠線路側的稱為線路隔離開關。隔離開關由于沒有滅弧結構，不能開斷負荷電流和短路電流。安裝隔離開關的目的是在結構，不能開斷負荷電流和短路電流。安裝隔離開關的目的是在線路停運后用隔離開關隔開電源，這樣當檢修線路或斷路器時，線路停運后用隔離開關隔開電源，這樣當檢修線路或斷路器時，形成一個檢修人員也能看見的、明顯的形成一個檢修人員也能看見的、明顯的“斷開點斷開點”。這樣萬一斷。這樣萬一斷路器的合分閘指示器失靈，對檢修人員也是安全的。路器的合分閘指示器失靈，對檢修人員也是安全的。 QF1

41、靠發(fā)電機側可以不裝隔離開關，這樣靠發(fā)電機側可以不裝隔離開關，這樣QF1檢修，發(fā)電機需停檢修，發(fā)電機需停機。機。QS4又稱接地刀閘，在隔離電源，檢修線路或設備前將其合又稱接地刀閘，在隔離電源，檢修線路或設備前將其合上使線路與地等電位，防止忽然來電，確保檢修時的人身安全。上使線路與地等電位，防止忽然來電，確保檢修時的人身安全。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)3、變電站及其電氣主接線、變電站及其電氣主接線 （1）單母線接線）單母線接線 運行操作必須嚴格遵守操作順序：運行操作必須嚴格遵守操作順序： 如如WL1送電時，在送電時，在QS4斷開的情況下，先合上斷開的情況下，先合上QS2和和QS3，再投，再投

42、入斷路器入斷路器QF2；如欲停止對；如欲停止對WL1供電，須先斷開供電，須先斷開QF2，如線路或，如線路或斷路器斷路器QF2需檢修，再斷開需檢修，再斷開QS3和和QS2。待線路對方停電后，再。待線路對方停電后，再合上合上QS4接地刀閘接地刀閘 。 單母線接線的特點：單母線接線的特點： 單母線具有簡單、清晰、設備少的優(yōu)點，但當母線故障或檢修或單母線具有簡單、清晰、設備少的優(yōu)點，但當母線故障或檢修或隔離開關檢修時，整個系統(tǒng)全部停電，因此這種接線只適用于單隔離開關檢修時，整個系統(tǒng)全部停電，因此這種接線只適用于單電源的發(fā)電廠和變電所，且出線回路數(shù)少，用戶對供電可靠性要電源的發(fā)電廠和變電所，且出線回路數(shù)

43、少，用戶對供電可靠性要求不高的場合。對重要的供電用戶一般采用雙母線接線或者帶旁求不高的場合。對重要的供電用戶一般采用雙母線接線或者帶旁路的接線方式。路的接線方式。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)3、變電站及其電氣主接線、變電站及其電氣主接線 （2）發(fā)電廠及變電站的電氣主接線舉例）發(fā)電廠及變電站的電氣主接線舉例 圖圖11 11 大型火電廠電氣主接線圖大型火電廠電氣主接線圖u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)3、變電站及其電氣主接線、變電站及其電氣主接線 （2）發(fā)電廠及變電站的電氣主接線舉例）發(fā)電廠及變電站的電氣主接線舉例 發(fā)電廠及變電站的電氣主接線是由基本接線形式，再考慮一些因發(fā)電廠及變電站的電氣主

44、接線是由基本接線形式，再考慮一些因素綜合而成的。素綜合而成的。 圖圖11是某大型火電廠的主接線。該廠裝了是某大型火電廠的主接線。該廠裝了6臺臺300MW大型機組，大型機組，發(fā)電機與雙繞組變壓器組成單元接線，分別與發(fā)電機與雙繞組變壓器組成單元接線，分別與220kV、500kV升升高電壓母線連接，高電壓母線連接，220kV側采用具有專用旁路斷路器的雙母帶旁側采用具有專用旁路斷路器的雙母帶旁母接線，母接線，500kV側是一臺半斷路器接線，在兩個升高電壓間設有側是一臺半斷路器接線，在兩個升高電壓間設有一臺有載調壓的聯(lián)絡變壓器，其第三繞組作為廠用啟動備用電源一臺有載調壓的聯(lián)絡變壓器，其第三繞組作為廠用啟

45、動備用電源 。 u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)3、變電站及其電氣主接線、變電站及其電氣主接線（2）發(fā)電廠及變電站的電氣主接線舉例）發(fā)電廠及變電站的電氣主接線舉例 圖圖12 12 熱電廠主接線圖熱電廠主接線圖u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)3、變電站及其電氣主接線、變電站及其電氣主接線 （2）發(fā)電廠及變電站的電氣主接線舉例）發(fā)電廠及變電站的電氣主接線舉例 圖圖12是一熱電廠主接線，發(fā)電機電壓母線采用雙母分段，帶分段是一熱電廠主接線，發(fā)電機電壓母線采用雙母分段，帶分段電抗器，每一分段接一臺發(fā)電機，發(fā)電機電壓等級可直接供近區(qū)電抗器，每一分段接一臺發(fā)電機，發(fā)電機電壓等級可直接供近區(qū)地方用戶。發(fā)電機電

46、壓母線上的剩余功率經兩臺三繞組變送入地方用戶。發(fā)電機電壓母線上的剩余功率經兩臺三繞組變送入35kV和和110kV系統(tǒng)，系統(tǒng)，35kV側僅兩進兩出，故采用橋型接線。廠內側僅兩進兩出，故采用橋型接線。廠內3號機采用單元接線與號機采用單元接線與110kV母線相連，使發(fā)電廠接線簡單清晰。母線相連，使發(fā)電廠接線簡單清晰。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)p（一）三相交流輸配電系（一）三相交流輸配電系 4、變電站的主要設施、變電站的主要設施 變電站的主要設施包括：變電站的主要設施包括： 配電裝置，配電裝置， 電力變壓器，電力變壓器， 控制設備，控制設備， 保護自動裝置，保護自動裝置， 通信設施，通信設施，

47、補償裝置等補償裝置等 。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)4、變電站的主要設施、變電站的主要設施 （1）配電裝置配電裝置： 它是交換功率和匯集、分配電能的電氣裝置的組合設施。它包括它是交換功率和匯集、分配電能的電氣裝置的組合設施。它包括有母線、斷路器、隔離斷路器、電壓互感器、電流互感器和避雷有母線、斷路器、隔離斷路器、電壓互感器、電流互感器和避雷器等。配電裝置是按照變電站電氣主接線的要求進行布置的，其器等。配電裝置是按照變電站電氣主接線的要求進行布置的，其布置方式有屋外式和屋內式兩種，屋外式布置中又有中型、半高布置方式有屋外式和屋內式兩種，屋外式布置中又有中型、半高型和高型等不同型式。型和高型等

48、不同型式。 610kV配電裝置通常采用屋內式，配電裝置通常采用屋內式， 35kV配電裝置可以根據(jù)具體情況采用屋內式或屋外式，配電裝置可以根據(jù)具體情況采用屋內式或屋外式， 110kV及以上配電裝置通常采用屋外式。及以上配電裝置通常采用屋外式。 在污穢地區(qū)或場地狹窄處，在污穢地區(qū)或場地狹窄處，110220kV配電裝置則采用屋內式。配電裝置則采用屋內式。氣體絕緣金屬封閉斷路器設備氣體絕緣金屬封閉斷路器設備(GIS)則同時具有占地少和防污穢等則同時具有占地少和防污穢等優(yōu)點，它也有屋內式和屋外式兩種。優(yōu)點，它也有屋內式和屋外式兩種。 u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)4、變電站的主要設施、變電站的主要設施

49、 （2）電力變壓器是變換電壓的設備電力變壓器是變換電壓的設備： 它連接著不同電壓的配電裝置，習慣稱為變電站的主變壓器。它連接著不同電壓的配電裝置，習慣稱為變電站的主變壓器。 變壓器的分類及應用：變壓器的分類及應用： 凡降低電壓向地區(qū)或用戶供電的變壓器稱作降壓變壓器；凡降低電壓向地區(qū)或用戶供電的變壓器稱作降壓變壓器； 凡升高電壓向電力網送電的變壓器稱作升壓變壓器。凡升高電壓向電力網送電的變壓器稱作升壓變壓器。 變電站中有兩種或三種電壓的配電裝置時，則分別采用雙繞組或變電站中有兩種或三種電壓的配電裝置時，則分別采用雙繞組或三繞組變壓器。三繞組變壓器。 當不同電壓配電裝置之間需交換功率時，可以采用聯(lián)

50、絡變壓器。當不同電壓配電裝置之間需交換功率時，可以采用聯(lián)絡變壓器。聯(lián)絡變壓器一般為自耦變壓器或雙繞組變壓器，如果需要從聯(lián)絡聯(lián)絡變壓器一般為自耦變壓器或雙繞組變壓器，如果需要從聯(lián)絡變壓器取得自用電電源時，則需采用三繞組變壓器，從其低壓繞變壓器取得自用電電源時，則需采用三繞組變壓器，從其低壓繞組上引接自用電電源。變電站自用電源也可以直接從自耦變壓器組上引接自用電電源。變電站自用電源也可以直接從自耦變壓器的低壓繞組上引接的低壓繞組上引接 。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)4、變電站的主要設施、變電站的主要設施 （3）控制、測量、信號、保護和自動裝置控制、測量、信號、保護和自動裝置： 它們是保證電氣設

51、備安全運行的監(jiān)控和保護手段。它們是保證電氣設備安全運行的監(jiān)控和保護手段。 各種設施介紹：各種設施介紹： 控制控制，有一對一控制和選線控制等方式，其電源有強電，有一對一控制和選線控制等方式，其電源有強電(110220 V)和弱電和弱電(48V及以下及以下)之分。之分。 保護保護，有主設備保護和線路保護、母線保護幾類。，有主設備保護和線路保護、母線保護幾類。 測量測量，有常規(guī)測量和選擇測量兩類，可顯示各種所需電氣計量。，有常規(guī)測量和選擇測量兩類，可顯示各種所需電氣計量。 信號信號，有聲響信號和燈光信號兩種，也有強電和弱電之分。，有聲響信號和燈光信號兩種，也有強電和弱電之分。 自動裝置，當電氣設備出

52、現(xiàn)不正常運行情況時，自動裝置及時自自動裝置，當電氣設備出現(xiàn)不正常運行情況時，自動裝置及時自動完成保證安全運行的操作，例如備用電源自動投入裝置和自動動完成保證安全運行的操作，例如備用電源自動投入裝置和自動重合器等。重合器等。 u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)4、變電站的主要設施、變電站的主要設施 （3）控制、測量、信號、保護和自動裝置控制、測量、信號、保護和自動裝置： 上述各種設施一般設在變電站主控制樓上述各種設施一般設在變電站主控制樓(室室)內。控制和保護設施均內。控制和保護設施均由變電站二次回路電源供電。二次回路電源包括有蓄電池直流電由變電站二次回路電源供電。二次回路電源包括有蓄電池直流電源

53、、復式整流電源、電容儲能電源和交流二次電源幾種。源、復式整流電源、電容儲能電源和交流二次電源幾種。220kV及以上變電站中采用蓄電池直流電源，及以上變電站中采用蓄電池直流電源，110kV及以下不重要的變及以下不重要的變電站中通常采用其他種類的二次回路電源電站中通常采用其他種類的二次回路電源 。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)4、變電站的主要設施、變電站的主要設施 （4）通信設施通信設施： 有微波通信、載波通信和光纖通信幾種。有微波通信、載波通信和光纖通信幾種。330kV及以上變電站中及以上變電站中通常設置微波通信、載波通信和光纖通信，通常設置微波通信、載波通信和光纖通信，220kV及以下變電站

54、及以下變電站中只設載波通信和光纖通信。在變電站中一般不建單獨的通信樓，中只設載波通信和光纖通信。在變電站中一般不建單獨的通信樓，通信設施放在主控制樓通信設施放在主控制樓(室室)的通信室內的通信室內 。 （5）補償裝置補償裝置： 電力網內無功功率要求就地平衡。為了平衡變電站供電范圍內的電力網內無功功率要求就地平衡。為了平衡變電站供電范圍內的無功功率，在變電站內裝設并聯(lián)電容器組或同步調相機；為了補無功功率，在變電站內裝設并聯(lián)電容器組或同步調相機；為了補償遠距離輸電線路的充電功率，需要在變電站內裝設并聯(lián)電抗器；償遠距離輸電線路的充電功率，需要在變電站內裝設并聯(lián)電抗器；為了增強系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高線路輸電

55、能力，有時還需要在變電站為了增強系統(tǒng)穩(wěn)定性，提高線路輸電能力，有時還需要在變電站中裝設串聯(lián)電容器組。中裝設串聯(lián)電容器組。 u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)p（二）直流輸電系統(tǒng)（二）直流輸電系統(tǒng) 直流輸電的簡單介紹：直流輸電的簡單介紹： 直流輸電是以直流方式實現(xiàn)電能傳輸?shù)募夹g。直流輸電與交流輸直流輸電是以直流方式實現(xiàn)電能傳輸?shù)募夹g。直流輸電與交流輸電相互配合，發(fā)揮各自的特長，構成現(xiàn)代電力傳輸系統(tǒng)。在以交電相互配合，發(fā)揮各自的特長，構成現(xiàn)代電力傳輸系統(tǒng)。在以交流輸電為主的電力系統(tǒng)中，直流輸電具有特殊的作用。除了在采流輸電為主的電力系統(tǒng)中，直流輸電具有特殊的作用。除了在采用交流輸電有困難的場合必須采

56、用直流輸電外，在電力系統(tǒng)中，用交流輸電有困難的場合必須采用直流輸電外，在電力系統(tǒng)中，它還能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，改善系統(tǒng)運行性能并方便其運行和管它還能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，改善系統(tǒng)運行性能并方便其運行和管理。直流輸電有兩端理。直流輸電有兩端(也稱端對端也稱端對端)直流工程、多端直流工程、背直流工程、多端直流工程、背靠背直流工程、交直流并聯(lián)輸電等類型靠背直流工程、交直流并聯(lián)輸電等類型 。 在發(fā)電和用電均為交流電的情況下，要進行直流輸電，必須解決在發(fā)電和用電均為交流電的情況下，要進行直流輸電，必須解決換流問題，即在送端需將交流電變換為換流問題，即在送端需將交流電變換為.直流電直流電(整流整流)，由直流輸，

57、由直流輸電線路送到受端，然后再將直流電變換為交流電電線路送到受端，然后再將直流電變換為交流電(逆變逆變)，送入受，送入受端交流電網使用。集成門極換相晶閘管端交流電網使用。集成門極換相晶閘管(IGTA)和碳化硅等新型半和碳化硅等新型半導體器件的開發(fā)，給直流輸電技術的發(fā)展創(chuàng)造了更好的條件導體器件的開發(fā)，給直流輸電技術的發(fā)展創(chuàng)造了更好的條件 。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)p（二）直流輸電系統(tǒng)（二）直流輸電系統(tǒng) 1、直流輸電系統(tǒng)的構成、直流輸電系統(tǒng)的構成 直流輸電系統(tǒng)的一次電路主要由直流輸電系統(tǒng)的一次電路主要由整流站整流站、直流線路直流線路和和逆變站逆變站三部三部分組成。送端與受端交流系統(tǒng)與直流輸

58、電系統(tǒng)也有密切的關系，分組成。送端與受端交流系統(tǒng)與直流輸電系統(tǒng)也有密切的關系，它們給整流器和逆變器提供實現(xiàn)換流的條件，同時送端電力系統(tǒng)它們給整流器和逆變器提供實現(xiàn)換流的條件，同時送端電力系統(tǒng)作為直流輸電的電源提供所傳輸?shù)墓β?，而受端則相當于負載，作為直流輸電的電源提供所傳輸?shù)墓β?，而受端則相當于負載，接受由直流輸電送來的功率。接受由直流輸電送來的功率。 直流輸電的控制保護系統(tǒng)與交流輸電不同，它是實現(xiàn)直流輸電正直流輸電的控制保護系統(tǒng)與交流輸電不同，它是實現(xiàn)直流輸電正常啟動和停運、正常運行、運行參數(shù)的改變和自動調節(jié)以及故障常啟動和停運、正常運行、運行參數(shù)的改變和自動調節(jié)以及故障處理和保護等必不可少

59、的組成部分。處理和保護等必不可少的組成部分。 此外，為了利用大地此外，為了利用大地(或海水或海水)為回路，大部分直流輸電工程還有接為回路，大部分直流輸電工程還有接地極和接地極引線。因此，直流輸電系統(tǒng)由整流站、直流輸電線地極和接地極引線。因此，直流輸電系統(tǒng)由整流站、直流輸電線路、逆變站、控制保護系統(tǒng)以及接地極及其引線等五部分組成路、逆變站、控制保護系統(tǒng)以及接地極及其引線等五部分組成 。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)p（二）直流輸電系統(tǒng)（二）直流輸電系統(tǒng) 2、直流輸電的基本原理、直流輸電的基本原理 圖圖13 13 直流輸電基本原理簡圖直流輸電基本原理簡圖 圖圖13是直流輸電基本原理簡圖。它包括兩

60、個換流站，直流輸電線是直流輸電基本原理簡圖。它包括兩個換流站，直流輸電線路及兩端交流系統(tǒng)路及兩端交流系統(tǒng)I和和。 當系統(tǒng)當系統(tǒng)I向系統(tǒng)向系統(tǒng)送電時，換流站送電時，換流站1運行于整流狀態(tài)，把系統(tǒng)運行于整流狀態(tài)，把系統(tǒng)I送來送來的三相交流電變換成直流電，經直流線路送到換流站的三相交流電變換成直流電，經直流線路送到換流站2。此時，換。此時，換流站流站2則運行于逆變狀態(tài)，把直流電變換為三相交流電送入系統(tǒng)則運行于逆變狀態(tài)，把直流電變換為三相交流電送入系統(tǒng)。u 三、輸配電系統(tǒng)三、輸配電系統(tǒng)2、直流輸電的基本原理、直流輸電的基本原理 直流輸電電壓和功率的調節(jié)直流輸電電壓和功率的調節(jié)： 直流輸電兩端的直流電壓