電力工程第1章

電力工程基礎(chǔ)主講：張柳芳2/4/20231河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院第1章概論1.1電力系統(tǒng)的基本概念1.2發(fā)電廠和變電所的類型1.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量1.4電力系統(tǒng)中性點的運行方式2/4/20232河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院1.1電力系統(tǒng)的基本概念

一、電力系統(tǒng)的形成1.電力系統(tǒng):是指完成電能生產(chǎn)、輸送、分配和消費的統(tǒng)一整體。圖1-1從發(fā)電廠到用戶的送電過程2/4/20233河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院圖1-2電力系統(tǒng)示意圖工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)2/4/20234河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院

通常將220kV及以上的電力線路稱為輸電線路，110kV及以下的電力線路稱為配電線路。配電線路又分為高壓配電線路（110kV）、中壓配電線路（6～35kV）和低壓配電線路（380/220V）。地方電力網(wǎng)：電壓為110kV以下的電力網(wǎng)（如35kV、10kV等）區(qū)域電力網(wǎng)：電壓為110kV以上的電力網(wǎng)（如220kV）超高壓遠距離輸電網(wǎng)：電壓為330～500kV及以上的電力網(wǎng)發(fā)電廠：生產(chǎn)電能，將一次能源轉(zhuǎn)換成二次能源（電能），分為火、水、核、風(fēng)、太陽、地?zé)岬劝l(fā)電廠。電力網(wǎng)：由不同電壓等級的輸電線路和變壓器組成，可分為地方電力網(wǎng)、區(qū)域電力網(wǎng)及超高壓遠距離輸電網(wǎng)三種類型。110kV屬于地方網(wǎng)還是區(qū)域網(wǎng)，要視其在電力系統(tǒng)中的作用而定2/4/20235河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院

二、建立大型電力系統(tǒng)的優(yōu)點1．可以減少系統(tǒng)的總裝機容量。2．可以減少系統(tǒng)的備用容量。3．可以提高供電可靠性。4．可以安裝大容量的機組。5．可以合理利用動力資源，提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。目前，我國電力系統(tǒng)已形成東北、華北、華東、華中、西北、南方共6個跨省電網(wǎng)，由兩大集團分別管理。2/4/20236河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院2.年發(fā)電量：指系統(tǒng)中所有發(fā)電機組全年發(fā)出電能的總和，以兆瓦時（MW·）h、吉瓦時（GW·）h、太瓦時（TW·h）計。3.最大負荷：指規(guī)定時間內(nèi)電力系統(tǒng)總有功功率負荷的最大值，以兆瓦（MW）、吉瓦（GW）計。4.額定頻率：50Hz5.電壓等級：指系統(tǒng)中電力線路的額定電壓，以千伏（kV）計。1MW·h=103kW·h（千度），

1GW·h=103MW·h（100萬度）

1TW·h=103GW·h（10億度），1kW·h=1度三、電力系統(tǒng)的基本參量1.總裝機容量：指系統(tǒng)中所有機組額定有功功率的總和，以兆瓦（MW）、吉瓦（GW）計。

1GW=103MW（10萬千瓦）1MW=103kW（1000千瓦）2/4/20237河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院

四、電力系統(tǒng)的特點1．電能不能大量儲存。2．電力系統(tǒng)的過渡過程十分短暫。3．與國民經(jīng)濟各部門的關(guān)系密切。1．保證供電的可靠性。2．保證良好的電能質(zhì)量。

五、對電力系統(tǒng)的基本要求3．為用戶提供充足的電能。4．提高電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性。2/4/20238河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院1.2發(fā)電廠和變電所的類型

一、發(fā)電廠的類型（1）火電廠的燃料：煤炭、石油、天然氣等。（2）能量轉(zhuǎn)換過程：燃料的化學(xué)能→熱能→機械能→電能。（3）火電廠的組成：燃燒系統(tǒng)（鍋爐）：燃料→灰渣，風(fēng)（空氣）→煙氣電力系統(tǒng)：發(fā)電機、變壓器、輸電線路等。（4）火電廠的生產(chǎn)過程（見圖1-3）汽水系統(tǒng)（汽輪機）：水蒸汽、循環(huán)水（冷水熱水）1．火力發(fā)電廠2/4/20239河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院圖1-3凝氣式火電廠生產(chǎn)過程示意圖

2/4/202310河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院（5）火電廠是我國目前最主要的電源，比例大于75%。江蘇諫壁發(fā)電廠（6）火力發(fā)電存在的問題（7）今后火電建設(shè)的重點采用高參數(shù)、大容量、高效率的設(shè)備。開發(fā)清潔煤燃燒發(fā)電、天然氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。鼓勵熱電聯(lián)產(chǎn)。加強煤炭基地的礦口電廠建設(shè)。安全問題：采礦和運輸中的安全性災(zāi)難等。環(huán)境問題：酸雨、溫室效應(yīng)、可吸入顆粒物等。效率問題：凝汽式火電廠效率為40%，熱電廠為60%~70%。張家口發(fā)電總廠浙江北侖發(fā)電廠2/4/202311河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院（1）水電廠的能量轉(zhuǎn)換過程：水的位能→機械能→電能。（2）水電廠的總發(fā)電功率：

（3）水電廠的分類堤壩式水電廠引水式水電廠抽水蓄能電站壩后式：如三門峽、劉家峽、丹江口、三峽水電站河床式：如葛洲壩水電站2．水力發(fā)電廠2/4/202312河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院圖1-4堤壩式水電廠生產(chǎn)過程示意圖（4）水電廠的組成：水庫、水輪機、電力系統(tǒng)2/4/202313河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院（5）水電廠是我國目前最重要的電源之一，比例大于10%。

葛洲壩水電站

南美伊泰普水電站

長江三峽水電站

廣州抽水蓄能電站（6）水力發(fā)電的優(yōu)點是最干凈的能源之一。是最廉價的能源之一：無需燃料、無環(huán)境污染、生產(chǎn)效率高、發(fā)電成本低、運行維護簡單。綜合水利工程：可同時解決發(fā)電、防洪、灌溉、航運、水產(chǎn)養(yǎng)殖等問題。

特殊的水電廠：抽水蓄能電廠，起“削峰填谷”作用。2/4/202314河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院（7）水力發(fā)電存在的問題建設(shè)問題：投資大、工期長，存在庫區(qū)移民、淹沒耕地、破壞人文景觀、破壞自然生態(tài)平衡等問題。運行問題：發(fā)電量受氣象、水文、季節(jié)水量變化的影響較大，分豐水期和枯水期，出力不穩(wěn)定，增加電力系統(tǒng)運行的復(fù)雜性。

3.核電廠（1）核電廠的能量轉(zhuǎn)換過程：核燃料的裂變能→熱能→機械能→電能。（2）核電廠的組成：核反應(yīng)堆、汽水系統(tǒng)（汽輪機）、電力系統(tǒng)2/4/202315河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院

（3）核反應(yīng)堆的分類：輕水堆（包括沸水堆和壓水堆）、重水堆和石墨冷氣堆等。輕水堆核電廠的生產(chǎn)過程示意圖如圖1-5所示。圖1-5輕水碓核電廠生產(chǎn)過程示意圖a）沸水碓b）壓水碓熱力系統(tǒng)由單回路構(gòu)成，有可能使汽輪機等設(shè)備受放射性污染由雙回路系統(tǒng)構(gòu)成，兩個回路各自獨立循環(huán)，不會造成設(shè)備的放射性污染2/4/202316河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院（4）核電廠是我國目前最重要的電源之一，比例大于10%。秦山核電站大亞灣核電站（5）核電迅速發(fā)展的原因核電是一種新型的巨大能源。煤、石油等火電燃料儲量有限，不可再生。發(fā)達國家的水資源已基本殆盡。一些資源貧乏國家“能源危機”，不得不發(fā)展核電。（6）

核能發(fā)電的優(yōu)缺點節(jié)省大量煤炭、石油等燃料，避免燃料運輸。不需空氣助燃，可建在地下、水下、山洞或空氣稀薄地區(qū)。2/4/202317河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院比火電廠造價高，但發(fā)電成本低30%～50%，且規(guī)模越大越合算。存在問題：放射性污染。

4、其它新能源發(fā)電（1）太陽能發(fā)電：太陽光能或太陽熱能→電能太陽能發(fā)電系統(tǒng)的組成：電池板、控制器和逆變器太陽能發(fā)電的優(yōu)點是一種取之不盡、用之不竭的廉價能源。不需要燃料、生產(chǎn)成本低、不產(chǎn)生污染受季節(jié)、晝夜、地理和氣象條件的影響較大。2/4/202318河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院太陽能光伏電源在西部地區(qū)應(yīng)用廣泛。（青海、新疆）我國的太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)于20世紀(jì)70年代起步，2007年底累計裝機容量只有100MW。（2）風(fēng)力發(fā)電：風(fēng)力的動能→機械能→電能風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)點西部地區(qū)的風(fēng)能資源占全國的50%以上

。（青海、甘肅、新疆、內(nèi)蒙、云南、西藏等）新疆達坂城風(fēng)電廠是一種取之不盡、用之不竭的自然能源。有一定的隨機性和不穩(wěn)定性，因此必須配有蓄能裝置。2/4/202319河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院（3）地?zé)岚l(fā)電：地?zé)崮堋娔茈娔苌a(chǎn)過程：與火電廠相似，用地?zé)峋〈仩t設(shè)備。地?zé)豳Y源的開發(fā)利用在西部地區(qū)已取得了良好的效益。西藏羊八井電廠（4）潮汐發(fā)電：海水漲潮或落潮的動能或勢能→電能。潮汐發(fā)電示意圖江廈潮汐電站

法國郎斯潮汐電站我國正在運行發(fā)電的潮汐電站共有8座（浙江4座，山東、江蘇、廣西、福建各1座）2/4/202320河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院變電所：是變換電壓和接受分配電能的場所。分為樞紐變電所、地區(qū)變電所和終端變電所等。配電所：只接受和分配電能，不變換電壓。電力用戶：消耗電能，將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量。2．工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)總降壓變電所：將35～110kV的供電電壓變換為6～10kV的高壓配電電壓，給廠區(qū)各車間變電所或高壓電動機供電。樞紐變電所：是大供電區(qū)域的核心變電所，匯集多個大電源和大容量聯(lián)絡(luò)線，高壓側(cè)電壓為330～750kV，全所停電后，將引起整個系統(tǒng)解列甚至瓦解；地區(qū)變電所：由發(fā)電廠或樞紐變電所供電，高壓側(cè)電壓為110～220kV，全所停電后，將使該地區(qū)中斷供電；終端變電所：是電網(wǎng)的末端變電所，主要由地區(qū)變電所供電，其高壓側(cè)為35～110kV，全所停電后，將使用戶中斷供電。

二、變電所的類型配電所：只接受和分配電能，不變換電壓。工廠供配電系統(tǒng)：由總降壓變電所、高壓配電線路、車間變電所、低壓配電線路及用電設(shè)備組成。

2/4/202321河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院

車間變電所：將6～10kV的電壓降為380/220V，再通過車間低壓配電線路，給車間用電設(shè)備供電。配電線路：分為廠區(qū)高壓配電線路和車間低壓配電線路。車間變電所可分為以下幾種類型（圖1-6）：附設(shè)式變電所（1~4）車間內(nèi)變電所（5）獨立變電所（7）露天變電所（6）地下變電所桿上變電所圖1-6車間變電所的類型

2/4/202322河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院用電設(shè)備的額定電壓：與同級電網(wǎng)的額定電壓相同。發(fā)電機的額定電壓：比同級電網(wǎng)的額定電壓高出5%，用于補償線路上的電壓損失。1.3電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量

一、電力系統(tǒng)的額定電壓電力網(wǎng)的額定電壓：我國高壓電網(wǎng)的額定電壓等級有3kV、6kV、10kV、35kV、63kV、110kV、220kV、330kV、500kV等。圖17供電線路上的電壓變化示意圖圖1-7為供電線路上的電壓變化示意圖。2/4/202323河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院變壓器的二次繞組：對于用電設(shè)備而言，相當(dāng)于電源。變壓器的額定電壓我國公布的三相交流系統(tǒng)的額定電壓見表1-1。

變壓器的一次繞組：相當(dāng)于是用電設(shè)備，其額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)的額定電壓相同。注意：當(dāng)變壓器一次繞組直接與發(fā)電機相連時，其額定電壓應(yīng)與發(fā)電機的額定電壓相同。當(dāng)變壓器二次側(cè)供電線路較長時：應(yīng)比同級電網(wǎng)額定電壓高10%

當(dāng)變壓器二次側(cè)供電線路較短時：應(yīng)比同級電網(wǎng)額定電壓高5%其中5%用于補償變壓器滿載供電時一、二次繞組上的電壓損失；另外5%用于補償線路上的電壓損失，用于35kV及以上線路?？梢圆豢紤]線路上的電壓損失，只需要補償滿載時變壓器繞組上的電壓損失即可，用于10kV及以下線路。2/4/202324河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院~T1GT2110kV10kV6kVM發(fā)電機G的額定電壓：UN·G=1.05×10=10.5（kV）變壓器T1的額定電壓：U1N=10.5（kV）

U2N=1.1×110=121（kV）變壓器T1的變比為：10.5/121kV變壓器T2的額定電壓：U1N=110（kV）

U2N=1.05×6=6.3（kV）變壓器T2的變比為：110/6.3kV例1-1已知下圖所示系統(tǒng)中電網(wǎng)的額定電壓，試確定發(fā)電機和變壓器的額定電壓。變壓器T1的一次繞組與發(fā)電機直接相連，其一次側(cè)的額定電壓應(yīng)與發(fā)電機的額定電壓相同變壓器T1的二次側(cè)供電距離較長，其額定電壓應(yīng)比線路額定電壓高10%變壓器T2的二次側(cè)供電距離較短，可不考慮線路上的電壓損失2/4/202325河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院

二、電壓等級的選擇220kV及以上：用于大型電力系統(tǒng)的主干線。110kV：用于中小型電力系統(tǒng)的主干線。35kV：用于大型工業(yè)企業(yè)內(nèi)部電力網(wǎng)。10kV：常用的高壓配電電壓，當(dāng)6kV高壓用電設(shè)備較多時，也可考慮用6kV配電。3kV：僅限于工業(yè)企業(yè)內(nèi)部采用。380/220V：工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的低壓配電電壓。電力網(wǎng)的額定電壓、傳輸功率和傳輸距離之間的關(guān)系見表1-22/4/202326河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院三、電能質(zhì)量電壓偏差是指用電設(shè)備的實際電壓與額定電壓之差，用占額定電壓的百分?jǐn)?shù)來表示電能質(zhì)量是指通過公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的品質(zhì)。頻率偏差額定頻率：50Hz允許偏差：正常允許偏差為±0.2Hz，當(dāng)容量較小時可放寬到±0.5Hz

電壓偏差1.電能質(zhì)量的概念2/4/202327河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電壓偏差的危害白熾燈：電壓低時，壽命延長，但發(fā)光效率降低，照度下降；電壓高時，發(fā)光效率增加，但使用壽命大大縮短。

，電壓低時，轉(zhuǎn)矩將急劇減小，電流由于電動機：增大，使電動機繞組絕緣過熱受損，縮短使用壽命。電壓波動與閃變

電壓波動是指電網(wǎng)電壓短時、快速的變動，用電壓最大值與最小值之差對電網(wǎng)額定電壓的百分比表示，即2/4/202328河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電壓波動產(chǎn)生的原因：是由負荷急劇變動引起的。

閃變是指人眼對因電壓波動引起燈閃的一種主觀感覺，引起燈閃的電壓稱為閃變電壓。使電動機無法正常起動，引起同步電動機轉(zhuǎn)子振動；使某些電子設(shè)備無法正常工作；使照明燈發(fā)生明顯的閃爍現(xiàn)象等。電壓波動的危害諧波諧波是指對周期性非正弦交流量進行傅里葉級數(shù)分解后所得到的頻率為基波頻率整數(shù)倍的各次分量，通常稱為高次諧波。2/4/202329河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院諧波產(chǎn)生的原因：是由于電力系統(tǒng)中存在各種非線性元件

。

波形畸變程度的幾個特征量第h次諧波電壓含有率：

第h次諧波電流含有率：諧波電壓總含量：

諧波電流總含量：

電壓總諧波畸變率：

電流總諧波畸變率：

2/4/202330河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院使變壓器和電動機的鐵芯損耗增加，引起局部過熱，同時振動和噪聲增大，縮短使用壽命；使線路的功率損耗和電能損耗增加，并有可能使電力線路出現(xiàn)電壓諧振，產(chǎn)生過電壓，擊穿電氣設(shè)備的絕緣；使電容器產(chǎn)生過負荷而影響其使用壽命；使繼電保護及自動裝置產(chǎn)生誤動作；使變壓器使計算電費用的感應(yīng)式電能表的計量不準(zhǔn)；對附近的通信線路產(chǎn)生信號干擾，使數(shù)據(jù)傳輸失真等。諧波的危害2/4/202331河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院三相不平衡指三相系統(tǒng)中三相電壓（或電流）的不平衡程度，用電壓（或電流）負序分量有效值與正序分量有效值的百分比來表示，即使電動機產(chǎn)生一個反向轉(zhuǎn)矩，降低輸出轉(zhuǎn)矩，同時的總電流增大，繞組溫升增高，加速絕緣老化，縮短使用壽命。使變壓器的容量得不到充分利用。使整流設(shè)備產(chǎn)生更多的高次諧波，進一步影響電能質(zhì)量。使作用于負序電流的繼電保護裝置產(chǎn)生誤動和拒動。產(chǎn)生三相電壓不平衡的原因：三相負荷不對稱

。三相電壓不平衡的危害2/4/202332河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓暫時過電壓：包括工頻過電壓和諧振過電壓，其特征為在其持續(xù)時間范圍內(nèi)無衰減或弱衰減；瞬態(tài)過電壓：包括操作過電壓和雷擊過電壓，其特征為振蕩或非振蕩衰減，且衰減很快，持續(xù)時間只有幾毫秒或幾十微秒。過電壓的危害：使電力設(shè)備故障、影響電力安全運行。過電壓是指峰值電壓超過系統(tǒng)正常運行的最高峰值電壓時的工況。2/4/202333河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院2．電能質(zhì)量控制技術(shù)電能質(zhì)量的傳統(tǒng)控制技術(shù)：控制頻率偏差、電壓偏差、三相電壓不平衡以及保證供電的可靠性。頻率偏差：依靠電力系統(tǒng)的一、二次調(diào)頻。電壓偏差：配置充足的無功功率電源；改變發(fā)電機端電壓、變壓器變比、線路參數(shù)等。三相電壓不平衡：合理分配不對稱負荷；將不對稱負荷分散接于不同的供電點；采用高一級電壓供電；加裝三相平衡裝置等。供電可靠性：加強對設(shè)備質(zhì)量缺陷的檢測；強化安全生產(chǎn)教育；提前做好電氣設(shè)備的檢修維護工作；加強二次設(shè)備的管理、維護；提高系統(tǒng)的運行管理水平等。2/4/202334河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院實施電網(wǎng)調(diào)度自動化、無功優(yōu)化、負荷控制及許多新型調(diào)頻、調(diào)壓裝置的開發(fā)和應(yīng)用，減少頻率和電壓的偏差。加強城鄉(xiāng)電網(wǎng)的建設(shè)和改造，提高電壓質(zhì)量。利用無源濾波器、靜止無功補償裝置等，抑制諧波干擾、降低電壓波動和閃變等。利用柔性交流輸電技術(shù)，提高系統(tǒng)輸電容量和提高暫態(tài)穩(wěn)定性，對線路電壓、阻抗、相位進行控制，實現(xiàn)控制潮流、阻尼振蕩、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。利用柔性配電技術(shù)，實現(xiàn)補償諧波、抑制電壓下跌等。電能質(zhì)量的現(xiàn)代控制技術(shù)

2/4/202335河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院柔性交流輸電技術(shù)：又稱為基于電力電子技術(shù)的靈活交流輸電系統(tǒng)，通過控制電力系統(tǒng)的基本參數(shù)來靈活控制系統(tǒng)潮流，使電力傳輸容量更接近線路的熱穩(wěn)定極限。FACTS設(shè)備綜合補償裝置：統(tǒng)一潮流控制器（UPFC）串聯(lián)補償裝置晶閘管控制串聯(lián)電容器（TCSC）靜止同步串聯(lián)補償器（SSSC）晶閘管控制串聯(lián)電抗器（TCSR）并聯(lián)補償裝置靜止無功補償器（SVC）靜止同步補償器（STATCOM）晶閘管控制制動電阻器（TCBR）2/4/202336河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院柔性配電技術(shù)：將柔性交流輸電系統(tǒng)中的現(xiàn)代電力電子技術(shù)及相關(guān)的檢測和控制設(shè)備延伸應(yīng)用于配電領(lǐng)域。DFACTS裝置有源電力濾波器（APF）動態(tài)電壓恢復(fù)器（DVR）固態(tài)斷路器（SSCB）2/4/202337河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院我國電力系統(tǒng)中性點有三種運行方式：二、中性點不接地的電力系統(tǒng)正常運行時，系統(tǒng)的三相電壓對稱，三相導(dǎo)線對地電容電流也對稱，其電路圖和相量圖如圖1-8所示。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生A相接地故障時，A相對地電壓降為零，相當(dāng)于在中性點疊加上一個電壓。其電路圖和相量圖如圖1-9所示。

中性點不接地中性點經(jīng)消弧線圈接地中性點直接（或經(jīng)低電阻）接地1.4電力系統(tǒng)中性點運行方式小電流接地系統(tǒng)大電流接地系統(tǒng)一、概述2/4/202338河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院中性點對地電壓圖1-8中性點不接地系統(tǒng)正常運行時的電路圖和相量圖a）電路圖b）相量圖2/4/202339河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院

在數(shù)值上圖1-8中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生A相接地故障時的電路圖和相量圖a）電路圖b）相量圖2/4/202340河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院流過故障點的接地電流（電容電流）為：

數(shù)值上：單相接地電流（電容電流）的經(jīng)驗公式：式中，、分別為同級電網(wǎng)具有電氣聯(lián)系的架空線路和電纜線路的總長度（km）。特點中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，線電壓不變，而非故障相對地電壓升高到原來相電壓的倍。單相接地電流等于正常時單相對地電容電流的3倍。2/4/202341河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院

絕緣投資大。單相故障時，非故障相對地電壓升為相電壓的倍，為確保設(shè)備的絕緣安全，系統(tǒng)相對地絕緣按線電壓設(shè)計，中性點絕緣按相電壓設(shè)計。單相接地電流小于30A的3~10kV電力網(wǎng)；單相接地電流小于10A的35kV電力網(wǎng)。

運行可靠性高。發(fā)生單相故障時，電力網(wǎng)的線電壓仍然對稱，用戶的三相用電設(shè)備仍能照常運行一段時間。但運行時間不能太長，以免另一相又發(fā)生接地故障時形成兩相接地短路。優(yōu)點缺點適用范圍2/4/202342河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院三、中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)（圖1-10）圖1-10中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時的電路圖和相量圖a）電路圖b）相量圖消弧線圈中性點對地電壓2/4/202343河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院特點：運行可靠性高，但絕緣投資大。補償度與脫諧度消弧線圈的補償容量：適用范圍：單相接地電流大于30A的3~10kV電力網(wǎng)；單相接地電流大于10A的35kV電力網(wǎng)。補償度（調(diào)諧度）：

脫諧度：

在電力系統(tǒng)中一般采用過補償運行方式Why?消弧線圈的補償方式全補償:欠補償:過補償:2/4/202344河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院特點：中性點始終保持零電位。優(yōu)點

節(jié)約絕緣投資。發(fā)生單相短路時，非故障相對地電壓不變，電氣設(shè)備絕緣水平可按相電壓考慮。因此，我國110kV及以上的電力系統(tǒng)基本上都采用中性點直接接地的方式。四、中性點直接接地的電力系統(tǒng)圖1-11中性點直接接地系統(tǒng)的電力系統(tǒng)示意圖2/4/202345河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院針對缺點應(yīng)采取的措施加裝自動重合閘裝置，以提高供電可靠性。適用范圍110kV及以上電網(wǎng)和380/220V電力網(wǎng)。說明：110kV及以上電網(wǎng)采用中性點直接接地方式是為了降低工程造價，而在380/220V低壓電網(wǎng)中是為了保證人身安全。缺點

供電可靠性不高。單相短路時，接地相短路電流很大，保護裝置迅速跳閘，因此系統(tǒng)不能繼續(xù)運行。2/4/202346河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院江蘇諫壁發(fā)電廠始建于1959年，于1987年9月全部建成，共安裝10臺機組，總?cè)萘?62.5萬千瓦，年發(fā)電量在100億度左右，成為80年代末到90年代初國內(nèi)最大的火力發(fā)電廠。2/4/202347河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院浙江北侖發(fā)電廠是我國目前最大的現(xiàn)代化火力發(fā)電廠，總裝機容量為300萬千瓦(5×600MW)，工程于1988年1月正式開工建設(shè)，2000年9月全部建成發(fā)電。年發(fā)電量167億度，為浙江省各類發(fā)電廠發(fā)電總量的四分之一，其中兩臺機組的發(fā)電量就能滿足寧波市全部用電所需。2/4/202348河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院北侖發(fā)電廠主控制室北侖發(fā)電廠汽輪機房2/4/202349河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院

張家口發(fā)電總廠成立于1988年8月，由下花園發(fā)電廠和沙嶺子發(fā)電廠合并而成，位于張家口市東南14km，距首都北京170km，距煤都大同180km。發(fā)電廠總裝機容量240萬千瓦（8×300MW），通過500kV雙回線向北京供電，同時兼顧地方用電，擔(dān)負著北京地區(qū)1/4電力負荷的供電任務(wù)。張家口發(fā)電總廠夜景廠區(qū)景色汽輪機房2/4/202350河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院葛洲壩27孔泄洪閘葛洲壩水電站葛洲壩水電站是長江干流上修建的第一座大型水電工程，是三峽工程的反調(diào)節(jié)和航運梯級。電站始建于1970年，共有機21臺機組，總裝機容量271.5萬千瓦，年發(fā)電量157億度。電站以500kV和220kV輸電線路并入華中電網(wǎng)，并通過500kV直流輸電線路向距離1000km的上海輸電120萬千瓦。2/4/202351河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院南美伊泰普水電站是二十世紀(jì)最大的水電站

，位于巴西和巴拉圭交界處的巴拉那河上，從1974年5月開始修建，于1991年5月竣工，由巴西與巴拉圭共建?？傃b機容量12.6GW（18×700MW），年發(fā)電量790億度。水電站壩身長7.7公里，壩高196米（相當(dāng)于65層樓的高度）。2/4/202352河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院三峽水電站效果圖長江三峽水電站壩長2309m，壩高185m，水頭175m，總庫容393億立方米，總裝機容量18.2GW（26×700MW），年發(fā)電量86.5TW·h；庫區(qū)將淹沒耕地36萬畝，淹沒城鎮(zhèn)129座，需安置遷移人口113萬；電站于93年起步，首批機組于2003年10月發(fā)電，以后每年投產(chǎn)4臺機組（280MW），2009年全部機組建成投產(chǎn)。三峽電站發(fā)出的強大電力將送往華中、華東地區(qū)和廣東省。電站將引出15條超高壓交流輸電線路，其中3條線路通過換流站將交流電轉(zhuǎn)換成直流電后，再通過500kＶ直流輸電線路，2條送往華東、1條送往廣東。2/4/202353河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院三期導(dǎo)流圖三峽大壩模型三峽大壩由多個功能模塊組成，從左至右（面向下游）依次為永久船閘、升船機、泄沙通道（臨時船閘）、左岸大壩及電站、泄洪壩段、右岸大壩及電站、山體地下電站等。升船機的最大提升高度為113米，供3000噸以下船只通過大壩，用時約40分鐘；永久船閘是雙線五級船閘，供3000噸以上船只從這里翻過大壩，用時約3小時。2/4/202354河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院三峽工程綜合效益防洪：三峽水庫正常蓄水位175米，總庫容393億立方米，防洪庫容221.5億立方米，能有效地控制長江上游洪水，保護長江中下游荊江地區(qū)1500萬人口、2300萬畝土地，是世界上防洪效益最為顯著水利工程。發(fā)電：三峽水電站裝機總?cè)萘繛?820萬kW，年均發(fā)電量847億kW·h。以直線距離1000公里為半徑，全國除遼寧、吉林、黑龍江、新疆、西藏、海南、臺灣7省區(qū)外，其余地區(qū)的主要城市和工業(yè)基地都在這個范圍內(nèi)。如圖所示

航運：它將改善航運里程660公里，使重慶至宜昌航道通行的船隊噸位由現(xiàn)在的3000噸級提高至萬噸級，年單向通過能力由1000萬噸提高到5000萬噸。2/4/202355河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院三峽雙線五級船閘

三峽船閘全長6.4公里，可通過萬噸級船隊，單向年通過能力5000萬噸。船閘主體段閘首和閘室分南北兩線，每線船閘主體段由6個閘首和5個閘室組成，每個閘室長280米、寬34米。而船閘人字門是名副其實的“天下第一門”，單扇門寬20.2米，高38.5米，厚度3米，面積有兩個籃球場那么大，重達850多噸。2/4/202356河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院廣州抽水蓄能電站為目前世界上最大的抽水蓄能電站，是為大亞灣核電站安全經(jīng)濟運行而建設(shè)的配套工程，同時還承擔(dān)著廣東、香港電網(wǎng)的調(diào)峰填谷和事故備用的任務(wù)。電站總裝機總裝機容量2.4GW（8×300MW），分兩期建設(shè)，每期4臺，設(shè)計水頭535m，電站一期工程于1989年5月25日開工且1993年6月29日1號機投產(chǎn)，二期工程于1994年9月12日開工，至2000年3月14日8號機投產(chǎn)。2/4/202357河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院三峽的供電范圍2/4/202358河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院秦山核電站位于東海之濱美麗富饒的杭州灣畔，是中國第一座依靠自己的力量設(shè)計、建造和運營管理的壓水堆核電站，總裝機容量2×300MW。1985年3月動工，1991年12月首次并網(wǎng)發(fā)電。它的建成使我國成為繼美、英、法、前蘇聯(lián)、加拿大、瑞典之后世界上第七個能夠自行設(shè)計、建造核電站的國家。2/4/202359河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院秦山核電站主控制室秦山核電站汽輪機房2/4/202360河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院

大亞灣核電站位于深圳市東部大亞灣畔，為我國目前最大的核電站。大亞灣核電站是我國引進國外資金、設(shè)備和技術(shù)建設(shè)的第一座大型商用核電站。核電站安裝有兩臺單機容量為900MW的壓水堆反應(yīng)堆機組。1987年8月7日工程正式開工，1994年2月1日和5月6日兩臺機組先后投入商業(yè)營運。大亞灣核電站每年發(fā)電量超過100