《配電設(shè)備運行與檢修》課件-1.1 電力系統(tǒng)基本認知

1.1電力系統(tǒng)基本認知認識電力系統(tǒng)1電力系統(tǒng)=發(fā)電站+變電設(shè)備+輸配電線路+配電設(shè)備+用電設(shè)備動力系統(tǒng)=電力系統(tǒng)+動力裝置電力網(wǎng)=輸配電線路+變電設(shè)備動力系統(tǒng)包含電力系統(tǒng)，電力系統(tǒng)包含電力網(wǎng)，電力網(wǎng)由輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)組成。01認識電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)三者之間是說什么關(guān)系？動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、電網(wǎng)示意圖01認識電力系統(tǒng)水電廠核電廠工廠電氣化鐵路風力發(fā)電機變電站居民終端變電站220kV110kV火電廠樞紐變電站110kV01認識電力系統(tǒng)發(fā)電站是將一次能源轉(zhuǎn)化為二次能源的工廠?；瘜W能水能核能火力發(fā)電站水力發(fā)電站核能發(fā)電站。。。。。。電能01認識電力系統(tǒng)-發(fā)電站利用煤、石油、天然氣燃燒使汽輪機轉(zhuǎn)動。分為：

凝汽式發(fā)電站（專供發(fā)電）

熱電廠（發(fā)電兼供熱）如黃埔電廠：4臺12.5萬kVA2臺30萬kVA機組1號~4號機燒油5號、6號機燒煤化學能熱能機械能電能01認識電力系統(tǒng)-火力發(fā)電站利用水的落差、流量使水輪機轉(zhuǎn)動優(yōu)點：生產(chǎn)過程簡單、污染小、發(fā)電成本低；缺點：建設(shè)投資大、工期長、受氣候、水文條件影響大，分豐水期和枯水期。水能機械能電能01認識電力系統(tǒng)-水力發(fā)電站利用鈾或钚在反應(yīng)堆核裂變使汽輪機轉(zhuǎn)動。如：浙江秦山核電站（2*60萬kW）廣東大亞灣核電站（2*90萬kW）廣東陽江核電站（2*90萬kW）核能機械能電能01認識電力系統(tǒng)-核能發(fā)電站消耗燃燒少容量為50萬kW的火電廠，需煤燃料150萬噸/年;而容量為50萬kW的核電廠，需鈾燃料20噸/年。

燃燒時不需要空氣助燃容量越大越經(jīng)濟有放射性污染01認識電力系統(tǒng)-核能發(fā)電站大亞灣核電站我國第一座大型商用核電站——深圳大亞灣核電站我國第四代核電站——田灣核電站01認識電力系統(tǒng)-核能發(fā)電站中國第一座雙向潮汐電站——溫嶺江夏潮汐發(fā)電站法國LaRance潮汐發(fā)電站01認識電力系統(tǒng)-潮汐能發(fā)電站變電站又稱變電站，它是聯(lián)系發(fā)電站和電能用戶的橋梁，它的任務(wù)是接受電能、變換電壓和分配電能，即受電——變壓——配電。按變電站的性質(zhì)和任務(wù)分為：

升壓變電站降壓變電站按變電站在電網(wǎng)中的地位和作用分為：

樞紐變電站中間變電站

地區(qū)變電站終端變電站

01認識電力系統(tǒng)-變電站

變電站是聯(lián)系發(fā)電站和用戶的中間環(huán)節(jié)，起著變換和分配電能的作用。1.樞紐變電站2.中間變電站3.地區(qū)變電站4.終端變電站5.企業(yè)變電站

樞紐變電站位于電力系統(tǒng)的樞紐點，連接電力系統(tǒng)高、中壓的幾個部分，匯集有多個電源和多回大容量聯(lián)絡(luò)線，變電容量大，電壓（指其高壓側(cè)，以下同）等級為330～500kV。全站停電時，將引起系統(tǒng)解列，甚至癱瘓。

中間變電站一般位于系統(tǒng)的主要環(huán)路線路中或系統(tǒng)主要干線的接口處，匯集有2～3個電源，高壓側(cè)以交換潮流為主，同時又降壓供給當?shù)赜脩?，主要起中間環(huán)節(jié)作用，電壓等級為220～330kV。全站停電時，將引起區(qū)域電網(wǎng)解列。

地區(qū)變電站以對地區(qū)用戶供電為主，是一個地區(qū)或城市的主要變電站，電壓等級一般為110～220kV。全站停電時，僅使該地區(qū)中斷供電。

終端變電站位于輸電線路終端，接近負荷點，經(jīng)降壓后直接向用戶供電，不承擔功率轉(zhuǎn)送任務(wù)，電壓等級為110kV及以下。全站停電時，僅使其站供的用戶中斷供電。

企業(yè)變電站是供大、中型企業(yè)專用的終端變電站，電壓等級一般為35～110kV，進線為1～2回。01認識電力系統(tǒng)-變電站升壓變電站：低壓

高壓，一般在發(fā)電站附近。降壓變電站：高壓

低壓，一般靠近負荷中心。樞紐變電站：220~1000kV35~110kV，位于大用電區(qū)或大城市附近，從超高壓輸電網(wǎng)或發(fā)電站受電，供給該區(qū)域用戶

或大型工業(yè)企業(yè)用電。01認識電力系統(tǒng)-變電站按用途分為：輸電網(wǎng)配電網(wǎng)

按電壓分為：低壓網(wǎng)（1kV以下）

中壓網(wǎng)（1~10kV）

高壓網(wǎng)（35~220kV）

超高壓網(wǎng)（330~750kV）

特高壓網(wǎng)（1000kV交流、±800kV直流）01認識電力系統(tǒng)-電網(wǎng)按結(jié)構(gòu)特征分為：輻射式：用戶只能從單方向得到供電。環(huán)網(wǎng)式：用戶可從兩個或兩個以上方向得到供電。01認識電力系統(tǒng)-電網(wǎng)為了滿足電能的生產(chǎn)、輸送和分配的需要，發(fā)電站和變電站中安裝有各種電氣設(shè)備，用于實現(xiàn)起動、轉(zhuǎn)換、監(jiān)視、測量、調(diào)整、保護、切換和停止等操作。按電壓等級可分為

高壓電器和低壓電器按所起的作用不同可分為

一次設(shè)備和二次設(shè)備兩大類。01認識電力系統(tǒng)-電氣設(shè)備（一）一次設(shè)備直接生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換和輸配電能的設(shè)備，稱為一次設(shè)備，主要有以下幾種。1.生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換電能的設(shè)備有同步發(fā)電機、變壓器及電動機，它們都是按電磁感應(yīng)原理工作的，統(tǒng)稱為電機。01認識電力系統(tǒng)-電氣設(shè)備2.開關(guān)電器開關(guān)電器的作用是接通或斷開電路。（1）斷路器（俗稱開關(guān)）（2）隔離開關(guān)（俗稱刀閘）（3）負荷開關(guān)還有用于配電系統(tǒng)的自動重合器和自動分段器等。斷路器有滅弧裝置，可用來接通或斷開電路的正常工作電流、過負荷電流或短路電流，是電力系統(tǒng)中最重要的控制和保護電器。隔離開關(guān)沒有滅弧裝置，用來在檢修設(shè)備時隔離電源，進行電路的切換操作及接通或斷開小電流電路。它一般只有電路斷開的情況下才能操作。在各種電氣設(shè)備中，隔離開關(guān)的使用量是最多的。負荷開關(guān)具有簡易的滅弧裝置，可以用來接通或斷開電路的正常工作電流和過負荷電流，但不能用來接通或斷開短路電流。還可用來在檢修設(shè)備時隔離電源。01認識電力系統(tǒng)-電氣設(shè)備3.限流電器限流電器包括串聯(lián)在電路中的普通電抗器和分裂電抗器.4.載流導(dǎo)體包括母線、架空線和電纜線等。5.補償設(shè)備（1）調(diào)相機。（2）電力電容器。（3）消弧線圈。（4）并聯(lián)電抗器。其作用是限制短路電流，使發(fā)電站或變電站能選擇輕型電器和選用截面積較小的導(dǎo)體。母線用來匯集和分配電能或?qū)l(fā)電機、變壓器與配電裝置連接；架空線和電纜線用來傳輸電能。調(diào)相機是一種不帶機械負荷運行的同步電動機，主要用來向系統(tǒng)輸出感性無功功率，以調(diào)節(jié)電壓控制點或地區(qū)的電壓。電力電容器補償有并聯(lián)和串聯(lián)補償兩類。并聯(lián)補償是將電容器與用電設(shè)備并聯(lián)，它發(fā)出無功功率，供給本地區(qū)需要，避免長距離輸送無功，減少線路電能損耗和電壓損耗，提高系統(tǒng)供電能力；串聯(lián)補償是將電容器與線路串聯(lián)，抵消系統(tǒng)的部分感抗，提高系統(tǒng)的電壓水平，也相應(yīng)地減少系統(tǒng)的功率損失。消弧線圈用來補償小接地電流系統(tǒng)的單相接地電容電流，以利于熄滅電弧。并聯(lián)電抗器一般裝設(shè)在330kV及以上超高壓配電裝置的某些線路側(cè)。其作用主要是吸收過剩的無功功率，改善沿線電壓分布和無功分布，降低有功損耗，提高送電效率。01認識電力系統(tǒng)-電氣設(shè)備6.互感器

包括電流互感器和電壓互感器。7.保護電器

保護電器包括用于過負荷電流或短路電流保護的熔斷器（俗稱保險）和防御過電壓的設(shè)備，即防雷裝置。

8.絕緣子9.接地裝置

熔斷器用來斷開電路的過負荷電流或短路電流，保護電氣設(shè)備免受過載和短路電流的危害。熔斷器不能用來接通或斷開正常工作電流，必須與其他電器配合使用。防雷裝置包括：避雷器、避雷針、避雷線（架空地線）、避雷帶和避雷網(wǎng)等。絕緣子用來支持和固定載流導(dǎo)體，并使載流導(dǎo)體與地絕緣，或使裝置中不同電位的載流導(dǎo)體間絕緣。接地裝置用來保證電力系統(tǒng)正常工作或保護人身安全。前者稱工作接地，后者稱保護接地。01認識電力系統(tǒng)-電氣設(shè)備（二）二次設(shè)備

對一次設(shè)備進行監(jiān)察、測量、控制、保護、調(diào)節(jié)的輔助設(shè)備，稱為二次設(shè)備。1.測量表計2.絕緣監(jiān)察裝置

絕緣監(jiān)察裝置用來監(jiān)察交、直流電網(wǎng)的絕緣狀況。3.控制和信號裝置測量表計用來監(jiān)視、測量電路的電流、電壓、功率、電能、頻率及設(shè)備的溫度等，如電流表、電壓表、功率表、電能表、頻率表、溫度表等?？刂浦饕侵覆捎檬謩踊蜃詣臃绞酵ㄟ^操作回路實現(xiàn)配電裝置中斷路器的分、合閘。斷路器都有位置信號燈，有些隔離開關(guān)有位置指示器。主控制室設(shè)有中央信號裝置，用來反映電氣設(shè)備的事故或異常狀態(tài)。01認識電力系統(tǒng)-電氣設(shè)備4.繼電保護及自動裝置5.直流電源設(shè)備6.塞流線圈（又稱高頻阻波器）

繼電保護的作用是當發(fā)生故障時，作用于斷路器跳閘，自動切除故障元件；當出現(xiàn)異常情況時發(fā)出信號。自動裝置的作用是用來實現(xiàn)發(fā)電站的自動并列、發(fā)電機自動調(diào)節(jié)勵磁、電力系統(tǒng)頻率自動調(diào)節(jié)、按頻率啟動水輪機組；實現(xiàn)發(fā)電站或變電站的備用電源自動投入、輸電線路自動重合閘及按事故頻率自動減負荷等。直流電源設(shè)備包括蓄電池組和硅整流裝置，用作開關(guān)電器的操作、信號、繼電保護及自動裝置的直流電源，以及事故照明和直流電動機的備用電源。

塞流線圈是電力載波通信設(shè)備中必不可少的組成部份，它與耦合電容器、結(jié)合濾波器、高頻電纜、高頻通信機等組成電力線路高頻通信通道。塞流線圈起到阻止高頻電流向變電站或支線泄漏、減小高頻能量損耗的作用。01認識電力系統(tǒng)-電氣設(shè)備

電能用戶又稱電力負荷。在電力系統(tǒng)中，一切消費電能的用電設(shè)備均稱為電能用戶。按電流分為：直流設(shè)備交流設(shè)備按電壓分為：低壓設(shè)備（1kV以下）高壓設(shè)備（1kV以上）按頻率分為：低頻（50Hz以下）、工頻（50Hz）、

中高頻（50Hz以上）設(shè)備按用途分為：動力用電、電熱用電、照明用電、試驗用電、工藝用電設(shè)備。01認識電力系統(tǒng)-用電負荷用電負荷按重要性分為：Ⅰ類負荷：若停止供電，會帶來人身危險，設(shè)備損壞，產(chǎn)生大量廢品，長期破壞生產(chǎn)秩序給國民經(jīng)濟帶來巨大的損失或造成重大的政治影響。Ⅱ類負荷：對這類負荷停止供電，會造成大量減產(chǎn)城市公用事業(yè)和人民生活受到影響等。Ⅲ類負荷：短時停電不會造成嚴重后果的用戶，如工廠附屬車間、小城鎮(zhèn)、小加工廠。01認識電力系統(tǒng)-用電負荷電力系統(tǒng)基本特點2電能難以儲存生產(chǎn)、分配、輸送、再分配、使用必須在同一時刻完成。供電與用電的不平衡，系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性就會遭到破壞，甚至發(fā)生事故。正常輸電過程和故障過程都非常迅速傳播速度為光速（300000km/s）。02電力系統(tǒng)基本特點電力系統(tǒng)的地區(qū)性特點較強，組成情況不盡相同系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計與運行管理時應(yīng)從實際出發(fā)，針對各個系統(tǒng)的特點來分別進行。電能生產(chǎn)與國民經(jīng)濟、人民生活的關(guān)系密切電能供應(yīng)的中斷或不足，將直接影響生產(chǎn)，造成人民生活秩序的紊亂，甚至會釀成極其嚴重的社會性災(zāi)難。02電力系統(tǒng)基本特點（1）保證供電可靠性Ⅰ類用戶：兩路以上相互獨立的電源供電。Ⅱ類用戶：專用供電線路，也可采用雙回路供電。供電不足時，切除Ⅲ類用戶的用電負荷，以保證Ⅰ、Ⅱ類用戶的用電。02電力系統(tǒng)基本特點-工作要求（2）保證良好的電能質(zhì)量一般以頻率、電壓和波形來衡量。

頻率質(zhì)量（50Hz）電壓降落電壓損耗電壓偏差電壓波動與畸變（正弦波）電壓質(zhì)量±7%10kV以下±5%35kV及以上+5%~-10%低壓照明用戶

電網(wǎng)裝機容量在3000MW以上

電網(wǎng)裝機容量在3000MW以下

02電力系統(tǒng)基本特點-工作要求用戶對供電質(zhì)量的基本要求安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟電壓主要取決于無功功率的平衡。頻率主要取決于有功功率的平衡?？赏ㄟ^調(diào)頻、調(diào)壓和無功補償?shù)却胧﹣肀ＷC頻率和電壓的穩(wěn)定。電力系統(tǒng)的供電電壓（或電流）的波形為嚴格的正弦形。

02電力系統(tǒng)基本特點-工作要求（3）保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性合理地配置系統(tǒng)參數(shù)自動裝置靈敏可靠合理調(diào)度快速果斷地處理事故（4）保證電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性一次能源消耗率、廠用電率和線損率三個指標合理規(guī)劃設(shè)計對整個系統(tǒng)實施最佳經(jīng)濟調(diào)度02電力系統(tǒng)基本特點-工作要求電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢3發(fā)展現(xiàn)狀（1）我國發(fā)電裝機容量和發(fā)電量連續(xù)10年居世界第2位。（2）“西電東送、南北互供、全國聯(lián)網(wǎng)”格局已基本形成。（3）電力設(shè)備的制造水平大大提高。（4）電力科技水平大大提高。（5）電力環(huán)境保護得到加強。（6）電力運行的技術(shù)經(jīng)濟指標不斷完善。（7）電力發(fā)展得到提高。（8）在利用外資、引進設(shè)備、引進技術(shù)、實施走出去戰(zhàn)略等方面都取得了巨大的成就。

03電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢發(fā)展現(xiàn)狀全國電力裝機規(guī)模近24億千瓦，同比增長7.9%。截至2021年底，全國發(fā)電裝機容量約23.8億千瓦，同比增長7.9%，增幅收縮1.7個百分點。發(fā)電裝機綠色轉(zhuǎn)型持續(xù)推進，可再生能源裝機突破10億千瓦。2021年，全國全口徑火電裝機容量占總發(fā)電裝機容量的比重為46.7%，同比降低2.3個百分點。水電、風電、光伏發(fā)電裝機均突破3億千瓦，風電并網(wǎng)裝機容量已連續(xù)12年穩(wěn)居全球第一，光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機容量連續(xù)7年穩(wěn)居全球第一，海上風電裝機躍居世界第一。核電5326萬千瓦。生物質(zhì)發(fā)電3798萬千瓦。03電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢我國電力工業(yè)與世界先進水