電力系統(tǒng)基本概念

10/2/1河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第1頁第1章概論1.1電力系統(tǒng)基本概念1.2發(fā)電廠和變電所類型1.3電力系統(tǒng)電壓與電能質(zhì)量1.4電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式10/2/2河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第2頁1.1電力系統(tǒng)基本概念

一、電力系統(tǒng)形成1.電力系統(tǒng):是指完成電能生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)統(tǒng)一整體。圖1-1從發(fā)電廠到用戶送電過程10/2/3河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第3頁圖1-2電力系統(tǒng)示意圖工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)10/2/4河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第4頁

通常將220kV及以上電力線路稱為輸電線路，110kV及以下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以下電力網(wǎng)（如35kV、10kV等）區(qū)域電力網(wǎng)：電壓為110kV以上電力網(wǎng)（如220kV）超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)：電壓為330～500kV及以上電力網(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)：由不一樣電壓等級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(yuǎn)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)中作用而定10/2/5河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第5頁

二、建立大型電力系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)1．能夠降低系統(tǒng)總裝機(jī)容量。2．能夠降低系統(tǒng)備用容量。3．能夠提升供電可靠性。4．能夠安裝大容量機(jī)組。5．能夠合理利用動力資源，提升系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)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(tuán)分別管理。10/2/6河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第6頁2.年發(fā)電量：指系統(tǒng)中全部發(fā)電機(jī)組整年發(fā)出電能總和，以兆瓦時（MW·）h、吉瓦時（GW·）h、太瓦時（TW·h）計(jì)。3.最大負(fù)荷：指要求時間內(nèi)電力系統(tǒng)總有功功率負(fù)荷最大值，以兆瓦（MW）、吉瓦（GW）計(jì)。4.額定頻率：50Hz5.電壓等級：指系統(tǒng)中電力線路額定電壓，以千伏（kV）計(jì)。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)基本參量1.總裝機(jī)容量：指系統(tǒng)中全部機(jī)組額定有功功率總和，以兆瓦（MW）、吉瓦（GW）計(jì)。

1GW=103MW（10萬千瓦）1MW=103kW（1000千瓦）10/2/7河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第7頁

四、電力系統(tǒng)特點(diǎn)1．電能不能大量儲存。2．電力系統(tǒng)過渡過程十分短暫。3．與國民經(jīng)濟(jì)各部門關(guān)系親密。1．確保供電可靠性。2．確保良好電能質(zhì)量。

五、對電力系統(tǒng)基本要求3．為用戶提供充分電能。4．提升電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。10/2/8河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第8頁1.2發(fā)電廠和變電所類型

一、發(fā)電廠類型（1）火電廠燃料：煤炭、石油、天然氣等。（2）能量轉(zhuǎn)換過程：燃料化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能。（3）火電廠組成：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(jī)、變壓器、輸電線路等。（4）火電廠生產(chǎn)過程（見圖1-3）汽水系統(tǒng)（汽輪機(jī)）：水蒸汽、循環(huán)水（冷水熱水）1．火力發(fā)電廠10/2/9河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第9頁圖1-3凝氣式火電廠生產(chǎn)過程示意圖

10/2/10河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第10頁（5）火電廠是我國當(dāng)前最主要電源，百分比大于75%。江蘇諫壁發(fā)電廠（6）火力發(fā)電存在問題（7）今后火電建設(shè)重點(diǎn)采取高參數(shù)、大容量、高效率設(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。勉勵熱電聯(lián)產(chǎn)。加強(qiáng)煤炭基地礦口電廠建設(shè)。安全問題：采礦和運(yùn)輸中安全性災(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10/2/11河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第11頁（1）水電廠能量轉(zhuǎn)換過程：水位能→機(jī)械能→電能。（2）水電廠總發(fā)電功率：

（3）水電廠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10/2/12河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第12頁圖1-4堤壩式水電廠生產(chǎn)過程示意圖（4）水電廠組成：水庫、水輪機(jī)、電力系統(tǒng)10/2/13河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第13頁（5）水電廠是我國當(dāng)前最主要電源之一，百分比大于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)電優(yōu)點(diǎn)是最潔凈能源之一。是最廉價(jià)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(yùn)行維護(hù)簡單。綜合水利工程：可同時處理發(fā)電、防洪、澆灌、航運(yùn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等問題。

特殊水電廠：抽水蓄能電廠，起“削峰填谷”作用。10/2/14河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第14頁（7）水力發(fā)電存在問題建設(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(yùn)行問題：發(fā)電量受氣象、水文、季節(jié)水量改變影響較大，分豐水期和枯水期，出力不穩(wěn)定，增加電力系統(tǒng)運(yùn)行復(fù)雜性。

3.核電廠（1）核電廠能量轉(zhuǎn)換過程：核燃料裂變能→熱能→機(jī)械能→電能。（2）核電廠組成：核反應(yīng)堆、汽水系統(tǒng)（汽輪機(jī)）、電力系統(tǒng)10/2/15河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第15頁

（3）核反應(yīng)堆分類：輕水堆（包含沸水堆和壓水堆）、重水堆和石墨冷氣堆等。輕水堆核電廠生產(chǎn)過程示意圖如圖1-5所表示。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)由單回路組成，有可能使汽輪機(jī)等設(shè)備受放射性污染由雙回路系統(tǒng)組成，兩個回路各自獨(dú)立循環(huán)，不會造成設(shè)備放射性污染10/2/16河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第16頁（4）核電廠是我國當(dāng)前最主要電源之一，百分比大于10%。秦山核電站大亞灣核電站（5）核電快速發(fā)展原因核電是一個新型巨大能源。煤、石油等火電燃料儲量有限，不可再生。發(fā)達(dá)國家水資源已基本殆盡。一些資源貧乏國家“能源危機(jī)”，不得不發(fā)展核電。（6）核能發(fā)電優(yōu)缺點(diǎn)節(jié)約大量煤炭、石油等燃料，防止燃料運(yùn)輸。不需空氣助燃，可建在地下、水下、山洞或空氣稀薄地域。10/2/17河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第17頁比火電廠造價(jià)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)組成：電池板、控制器和逆變器太陽能發(fā)電優(yōu)點(diǎn)是一個取之不盡、用之不竭廉價(jià)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、地理和氣象條件影響較大。10/2/18河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第18頁太陽能光伏電源在西部地域應(yīng)用廣泛。（青海、新疆）我國太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)于20世紀(jì)70年代起步，年底累計(jì)裝機(jī)容量只有100MW。（2）風(fēng)力發(fā)電：風(fēng)力動能→機(jī)械能→電能風(fēng)力發(fā)電優(yōu)點(diǎn)西部地域風(fēng)能資源占全國50%以上

。（青海、甘肅、新疆、內(nèi)蒙、云南、西藏等）新疆達(dá)板城風(fēng)電廠是一個取之不盡、用之不竭自然能源。有一定隨機(jī)性和不穩(wěn)定性，所以必須配有蓄能裝置。10/2/19河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第19頁（3）地?zé)岚l(fā)電：地?zé)崮堋娔茈娔苌a(chǎn)過程：與火電廠相同，用地?zé)峋〈仩t設(shè)備。地?zé)豳Y源開發(fā)利用在西部地域已取得了良好效益。西藏羊八井電廠（4）潮汐發(fā)電：海水漲潮或落潮動能或勢能→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(yùn)行發(fā)電潮汐電站共有8座（浙江4座，山東、江蘇、廣西、福建各1座）10/2/20河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第20頁變電所：是變換電壓和接收分配電能場所。分為區(qū)域變電所、地域變電所和終端變電所等。配電所：只接收和分配電能，不變換電壓。電力用戶：消耗電能，將電能轉(zhuǎn)換成其它形式能量。2．工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)總降壓變電所：將35～110kV供電電壓變換為6～10kV高壓配電電壓，給廠區(qū)各車間變電所或高壓電動機(jī)供電。區(qū)域變電所：電壓等級高，變壓器容量大，進(jìn)出線回路數(shù)多，由大電網(wǎng)供電，高壓側(cè)電壓為330～750kV，全所停電后，將引發(fā)整個系統(tǒng)解列甚至瓦解；地域變電所：由發(fā)電廠或區(qū)域變電所供電，高壓側(cè)電壓為110～220kV，全所停電后，將使該地域中止供電；終端變電所：是電網(wǎng)末端變電所，主要由地域變電所供電，其高壓側(cè)為35～110kV，全所停電后，將使用戶中止供電。

二、變電所類型配電所：只接收和分配電能，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。

10/2/21河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第21頁

車間變電所：將6～10kV電壓降為380/220V，再經(jīng)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個類型（圖1-6）：附設(shè)式變電所（1~4）車間內(nèi)變電所（5）獨(dú)立變電所（7）露天變電所（6）地下變電所桿上變電所圖1-6車間變電所類型

10/2/22河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第22頁用電設(shè)備額定電壓：與同級電網(wǎng)額定電壓相同。發(fā)電機(jī)額定電壓：比同級電網(wǎng)額定電壓高出5%，用于賠償線路上電壓損失。1.3電力系統(tǒng)電壓與電能質(zhì)量

一、電力系統(tǒng)額定電壓電力網(wǎng)額定電壓：我國高壓電網(wǎng)額定電壓等級有3kV、6kV、10kV、35kV、63kV、110kV、220kV、330kV、500kV等。圖17供電線路上電壓改變示意圖圖1-7為供電線路上電壓改變示意圖。10/2/23河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第23頁變壓器二次繞組：對于用電設(shè)備而言，相當(dāng)于電源。變壓器額定電壓我國公布三相交流系統(tǒng)額定電壓見表1-1。

變壓器一次繞組：相當(dāng)于是用電設(shè)備，其額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)額定電壓相同。注意：當(dāng)變壓器一次繞組直接與發(fā)電機(jī)相連時，其額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)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%用于賠償變壓器滿載供電時一、二次繞組上電壓損失；另外5%用于賠償線路上電壓損失，用于35kV及以上線路。能夠不考慮線路上電壓損失，只需要賠償滿載時變壓器繞組上電壓損失即可，用于10kV及以下線路。10/2/24河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第24頁~T1GT2110kV10kV6kVM發(fā)電機(jī)G額定電壓：UN·G=1.05×10=10.5（kV）變壓器T1額定電壓：U1N=10.5（kV）

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

U2N=1.05×6=6.3（kV）變壓器T2變比為：110/6.3kV例1-1已知下列圖所表示系統(tǒng)中電網(wǎng)額定電壓，試確定發(fā)電機(jī)和變壓器額定電壓。變壓器T1一次繞組與發(fā)電機(jī)直接相連，其一次側(cè)額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)額定電壓相同變壓器T1二次側(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T2二次側(cè)供電距離較短，可不考慮線路上電壓損失10/2/25河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第25頁

二、電壓等級選擇220kV及以上：用于大型電力系統(tǒng)主干線。110kV：用于中小型電力系統(tǒng)主干線。35kV：用于大型工業(yè)企業(yè)內(nèi)部電力網(wǎng)。10kV：慣用高壓配電電壓，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)部采取。380/220V：工業(yè)企業(yè)內(nèi)部低壓配電電壓。電力網(wǎng)額定電壓、傳輸功率和傳輸距離之間關(guān)系見表1-210/2/26河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第26頁三、電能質(zhì)量電壓偏差是指用電設(shè)備實(shí)際電壓與額定電壓之差，用占額定電壓百分?jǐn)?shù)來表示電能質(zhì)量是指經(jīng)過公用電網(wǎng)供給用戶端交流電能品質(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)量概念10/2/27河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第27頁電壓偏差危害白熾燈：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，電流因?yàn)殡妱訖C(jī)：增大，使電動機(jī)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、快速變動，用電壓最大值與最小值之差對電網(wǎng)額定電壓百分比表示，即10/2/28河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第28頁電壓波動產(chǎn)生原因：是由負(fù)荷急劇變動引發(fā)。

閃變是指人眼對因電壓波動引發(fā)燈閃一個主觀感覺，引發(fā)燈閃電壓稱為閃變電壓。使電動機(jī)無法正常起動，引發(fā)同時電動機(jī)轉(zhuǎn)子振動；使一些電子設(shè)備無法正常工作；使照明燈發(fā)生顯著閃爍現(xiàn)象等。電壓波動危害諧波諧波是指對周期性非正弦交流量進(jìn)行傅里葉級數(shù)分解后所得到頻率為基波頻率整數(shù)倍各次分量，通常稱為高次諧波。10/2/29河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第29頁諧波產(chǎn)生原因：是因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)中存在各種非線性元件

。

波形畸變程度幾個特征量第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：

10/2/30河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第30頁使變壓器和電動機(jī)鐵芯損耗增加，引發(fā)局部過熱，同時振動和噪聲增大，縮短使用壽命；使線路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)備絕緣；使電容器產(chǎn)生過負(fù)荷而影響其使用壽命；使繼電保護(hù)及自動裝置產(chǎn)生誤動作；使變壓器使計(jì)算電費(fèi)用感應(yīng)式電能表計(jì)量不準(zhǔn)；對附近通信線路產(chǎn)生信號干擾，使數(shù)據(jù)傳輸失真等。諧波危害10/2/31河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第31頁三相不平衡指三相系統(tǒng)中三相電壓（或電流）不平衡程度，用電壓（或電流）負(fù)序分量有效值與正序分量有效值百分比來表示，即使電動機(jī)產(chǎn)生一個反向轉(zhuǎn)矩，降低輸出轉(zhuǎn)矩，同時總電流增大，繞組溫升增高，加速絕緣老化，縮短使用壽命。使變壓器容量得不到充分利用。使整流設(shè)備產(chǎn)生更多高次諧波，深入影響電能質(zhì)量。使作用于負(fù)序電流繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生誤動和拒動。產(chǎn)生三相電壓不平衡原因：三相負(fù)荷不對稱

。三相電壓不平衡危害10/2/32河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第32頁暫時過電壓和瞬態(tài)過電壓暫時過電壓：包含工頻過電壓友好振過電壓，其特征為在其連續(xù)時間范圍內(nèi)無衰減或弱衰減；瞬態(tài)過電壓：包含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，連續(xù)時間只有幾毫秒或幾十微秒。過電壓危害：使電力設(shè)備故障、影響電力安全運(yùn)行。過電壓是指峰值電壓超出系統(tǒng)正常運(yùn)行最高峰值電壓時工況。10/2/33河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第33頁2．電能質(zhì)量控制技術(shù)電能質(zhì)量傳統(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確保供電可靠性。頻率偏差：依靠電力系統(tǒng)一、二次調(diào)頻。電壓偏差：配置充分無功功率電源；改變發(fā)電機(jī)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(fù)荷；將不對稱負(fù)荷分散接于不一樣供電點(diǎn)；采取高一級電壓供電；加裝三相平衡裝置等。供電可靠性：加強(qiáng)對設(shè)備質(zhì)量缺點(diǎn)檢測；強(qiáng)化安全生產(chǎn)教育；提前做好電氣設(shè)備檢修維護(hù)工作；加強(qiáng)二次設(shè)備管理、維護(hù)；提升系統(tǒng)運(yùn)行管理水平等。10/2/34河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第34頁實(shí)施電網(wǎng)調(diào)度自動化、無功優(yōu)化、負(fù)荷控制及許多新型調(diào)頻、調(diào)壓裝置開發(fā)和應(yīng)用，降低頻率和電壓偏差。加強(qiáng)城鎮(zhèn)電網(wǎng)建設(shè)和改造，提升電壓質(zhì)量。利用無源濾波器、靜止無功賠償裝置等，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)，提升系統(tǒng)輸電容量和提升暫態(tài)穩(wěn)定性，對線路電壓、阻抗、相位進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)控制時尚、阻尼振蕩、提升系統(tǒng)穩(wěn)定性。利用柔性配電技術(shù)，實(shí)現(xiàn)賠償諧波、抑制電壓下跌等。電能質(zhì)量當(dāng)代控制技術(shù)

10/2/35河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第35頁柔性交流輸電技術(shù)：又稱為基于電力電子技術(shù)靈活交流輸電系統(tǒng)，經(jīng)過控制電力系統(tǒng)基本參數(shù)來靈活控制系統(tǒng)時尚，使電力傳輸容量更靠近線路熱穩(wěn)定極限。FACTS設(shè)備綜合賠償裝置：統(tǒng)一時尚控制器（UPFC）串聯(lián)賠償裝置晶閘管控制串聯(lián)電容器（TCSC）靜止同時串聯(lián)賠償器（SSSC）晶閘管控制串聯(lián)電抗器（TCSR）并聯(lián)賠償裝置靜止無功賠償器（SVC）靜止同時賠償器（STATCOM）晶閘管控制制動電阻器（TCBR）10/2/36河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第36頁柔性配電技術(shù)：將柔性交流輸電系統(tǒng)中當(dāng)代電力電子技術(shù)及相關(guān)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）10/2/37河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第37頁我國電力系統(tǒng)中性點(diǎn)有三種運(yùn)行方式：二、中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時，系統(tǒng)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所表示。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(diǎn)疊加上一個電壓。其電路圖和相量圖如圖1-9所表示。

中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地中性點(diǎn)直接（或經(jīng)低電阻）接地1.4電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式小電流接地系統(tǒng)大電流接地系統(tǒng)一、概述10/2/38河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第38頁中性點(diǎn)對地電壓圖1-8中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)正常運(yùn)行時電路圖和相量圖a）電路圖b）相量圖10/2/39河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第39頁

在數(shù)值上圖1-8中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生A相接地故障時電路圖和相量圖a）電路圖b）相量圖10/2/40河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第40頁流過故障點(diǎn)接地電流（電容電流）為：

數(shù)值上：單相接地電流（電容電流）經(jīng)驗(yàn)公式：式中，、分別為架空線路和電纜線路總長度（km）。特點(diǎn)中性點(diǎn)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倍。單相接地電流等于正常時單相對地電容電流3倍。10/2/41河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第41頁

絕緣投資大。單相故障時，非故障相對地電壓升為相電壓倍，為確保設(shè)備絕緣安全，系統(tǒng)相對地絕緣按線電壓設(shè)計(jì)，中性點(diǎn)絕緣按相電壓設(shè)計(jì)。單相接地電流小于30A3~10kV電力網(wǎng)；單相接地電流小于10A35kV電力網(wǎng)。

運(yùn)行可靠性高。發(fā)生單相故障時，電力網(wǎng)線電壓依然對稱，用戶三相用電設(shè)備仍能照常運(yùn)行一段時間。但運(yùn)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(diǎn)缺點(diǎn)適用范圍10/2/42河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第42頁三、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電力系統(tǒng)（圖1-10）圖1-10中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時電路圖和相量圖a）電路圖b）相量圖消弧線圈中性點(diǎn)對地電壓10/2/43河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第43頁特點(diǎn)：運(yùn)行可靠性高，但絕緣投資大。賠償度與脫諧度消弧線圈賠償容量：適用范圍：單相接地電流大于30A3~10kV電力網(wǎng)；單相接地電流大于10A35kV電力網(wǎng)。賠償度（調(diào)諧度）：

脫諧度：

在電力系統(tǒng)中普通采取過賠償運(yùn)行方式Why?消弧線圈賠償方式全賠償:欠賠償:過賠償:10/2/44河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第44頁特點(diǎn)：中性點(diǎn)一直保持零電位。優(yōu)點(diǎn)

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。所以，我國110kV及以上電力系統(tǒng)基本上都采取中性點(diǎn)直接接地方式。四、中性點(diǎn)直接接地電力系統(tǒng)圖1-11中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)電力系統(tǒng)示意圖10/2/45河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第45頁針對缺點(diǎn)應(yīng)采取辦法加裝自動重合閘裝置，以提升供電可靠性。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)采取中性點(diǎn)直接接地方式是為了降低工程造價(jià)，而在380/220V低壓電網(wǎng)中是為了確保人身安全。缺點(diǎn)

供電可靠性不高。單相短路時，接地相短路電流很大，保護(hù)裝置快速跳閘，所以系統(tǒng)不能繼續(xù)運(yùn)行。10/2/46河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第46頁江蘇諫壁發(fā)電廠始建于1959年，于1987年9月全部建成，共安裝10臺機(jī)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)最大火力發(fā)電廠。10/2/47河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第47頁浙江北侖發(fā)電廠是我國當(dāng)前最大當(dāng)代化火力發(fā)電廠，總裝機(jī)容量為300萬千瓦(5×600MW)，工程于1988年1月正式開工建設(shè)，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)電總量四分之一，其中兩臺機(jī)組發(fā)電量就能滿足寧波市全部用電所需。10/2/48河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第48頁北侖發(fā)電廠主控制室北侖發(fā)電廠汽輪機(jī)房10/2/49河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第49頁

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(jī)容量240萬千瓦（8×300MW），經(jīng)過500kV雙回線向北京供電，同時兼顧地方用電，擔(dān)負(fù)著北京地域1/4電力負(fù)荷供電任務(wù)。張家口發(fā)電總廠夜景廠區(qū)景色汽輪機(jī)房10/2/50河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第50頁葛洲壩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第一座大型水電工程，是三峽工程反調(diào)整和航運(yùn)梯級。電站始建于1970年，共有機(jī)21臺機(jī)組，總裝機(jī)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)，并經(jīng)過500kV直流輸電線路向距離1000km上海輸電120萬千瓦。10/2/51河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第51頁南美伊泰普水電站是二十世紀(jì)最大水電站

，位于巴西和巴拉圭交界處巴拉那河上，從1974年5月開始修建，于1991年5月完工，由巴西與巴拉圭共建?？傃b機(jī)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層樓高度）。10/2/52河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第52頁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(jī)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(jī)組于年10月發(fā)電，以后每年投產(chǎn)4臺機(jī)組（280MW），20全部機(jī)組建成投產(chǎn)。三峽電站發(fā)出強(qiáng)大電力將送往華中、華東地域和廣東省。電站將引出15條超高壓交流輸電線路，其中3條線路經(jīng)過換流站將交流電轉(zhuǎn)換成直流電后，再經(jīng)過500kＶ直流輸電線路，2條送往華東、1條送往廣東。10/2/53河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第53頁三期導(dǎo)流圖三峽大壩模型三峽大壩由多個功效模塊組成，從左至右（面向下游）依次為永久船閘、升船機(jī)、泄沙通道（暫時船閘）、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(jī)最大提升高度為113米，供3000噸以下船只經(jīng)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。10/2/54河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第54頁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(hù)長江中下游荊江地域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(jī)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，其余地域主要城市和工業(yè)基地都在這個范圍內(nèi)。如圖所表示

航運(yùn)：它將改進(jìn)航運(yùn)里程660公里，使重慶至宜昌航道通行船隊(duì)噸位由現(xiàn)在3000噸級提升至萬噸級，年單向經(jīng)過能力由1000萬噸提升到5000萬噸。10/2/55河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第55頁三峽雙線五級船閘

三峽船閘全長6.4公里，可經(jīng)過萬噸級船隊(duì)，單向年經(jīng)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(shí)“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(dá)850多噸。10/2/56河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第56頁廣州抽水蓄能電站為當(dāng)前世界上最大抽水蓄能電站，是為大亞灣核電站安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行而建設(shè)配套工程，同時還負(fù)擔(dān)著廣東、香港電網(wǎng)調(diào)峰填谷和事故備用任務(wù)。電站總裝機(jī)總裝機(jī)容量2.4GW（8×300MW），分兩期建設(shè)，每期4臺，設(shè)計(jì)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(jī)投產(chǎn)，二期工程于1994年9月12日開工，至年3月14日8號機(jī)投產(chǎn)。10/2/57河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第57頁三峽供電范圍10/2/58河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第58頁秦山核電站位于東海之濱漂亮豐饒杭州灣畔，是中國第一座依靠自己力量設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行管理壓水堆核電站，總裝機(jī)容量2×300MW。1985年3月開工，1991年12月首次并網(wǎng)發(fā)電。它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(jì)、建造核電站國家。10/2/59河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第59頁秦山核電站主控制室秦山核電站汽輪機(jī)房10/2/60河北科技大學(xué)電氣信息學(xué)院電力系統(tǒng)基本概念第60頁

大亞灣核電站位于深圳市東部大亞灣畔，為我國當(dāng)前最大核電站。大亞灣核電站是我國引進(jìn)國外資金、設(shè)備和技術(shù)建設(shè)第一座大型商用核電站。核電站安裝有兩臺單機(jī)容量為900MW壓水堆反應(yīng)堆機(jī)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(jī)組先后投入商業(yè)營運(yùn)。大亞灣核電站每年發(fā)電量超出100億度，其中七成電力供給香港，三成電力供給廣東電網(wǎng)。大亞灣核電站電站設(shè)備10/2/61河北科技大學(xué)電氣信息