《供電系統(tǒng)基礎知識》課件

供電系統(tǒng)基礎知識本課程將深入探討電力系統(tǒng)的基本原理、關鍵組件和運作機制。我們將涵蓋從發(fā)電廠到用戶的整個電力供應鏈，并重點介紹安全操作和可靠性保障。供電系統(tǒng)概述定義供電系統(tǒng)是指將電力從發(fā)電廠傳輸?shù)接脩簦⑦M行分配和利用的一系列設備和設施。組成部分供電系統(tǒng)主要包括發(fā)電廠、輸電線路、變電站、配電網絡和用戶。功能供電系統(tǒng)負責將電能安全可靠地輸送到用戶，滿足社會生產和生活用電需求。電壓等級及其應用低壓一般指低于1000伏的電壓等級。主要用于居民、商業(yè)和工業(yè)等場所的用電。高壓一般指1000伏到35千伏的電壓等級。主要用于城市、農村和工廠等的電力輸送。超高壓一般指35千伏到220千伏的電壓等級。主要用于遠距離的電力輸送，提高傳輸效率，降低損耗。特高壓一般指220千伏以上，可達1000千伏的電壓等級。主要用于超遠距離的電力輸送，保證大規(guī)模電力輸送的需求。輸電線路的組成1導線電力傳輸?shù)年P鍵2桿塔支撐導線，保證安全3絕緣子防止導線與桿塔接觸4保護裝置預防故障，確保安全輸電線路是電力系統(tǒng)的重要組成部分，負責將發(fā)電廠的電力傳輸?shù)接脩?。輸電線路由導線、桿塔、絕緣子、保護裝置等組成。線路絕緣特性絕緣強度線路絕緣必須能夠承受線路電壓，并能承受雷擊和操作過電壓。絕緣電阻線路絕緣應保持足夠的絕緣電阻，防止漏電和短路。絕緣壽命線路絕緣應具有足夠的耐用性，能夠在惡劣環(huán)境下長期使用。環(huán)境因素溫度、濕度、污染等環(huán)境因素會影響線路絕緣的性能。導線的選擇原則經濟性選擇經濟合理的導線，既要滿足安全可靠運行的要求，又要盡量降低成本。安全可靠性導線應具有足夠的載流量，保證在正常運行條件下不會過熱。技術性能選擇導線時要考慮其電氣性能、機械強度、耐腐蝕性等指標。環(huán)境適應性根據(jù)環(huán)境條件選擇合適的導線，例如在高溫或潮濕環(huán)境中應選擇耐高溫或耐潮濕的導線。變壓器的分類與功能11.按用途分類電力變壓器用于電力系統(tǒng)中電壓變換。22.按冷卻方式分類油浸式變壓器，干式變壓器，以及油浸自冷式變壓器。33.按相數(shù)分類單相變壓器，三相變壓器等。變壓器的工作原理電磁感應變壓器利用電磁感應原理，通過磁場變化來改變電壓和電流。磁通變化當交流電流流經變壓器初級線圈時，產生交變磁場，磁力線穿過次級線圈，從而在次級線圈中感應出電流。電壓變化變壓器初級和次級線圈的匝數(shù)比決定了電壓變化的比例，匝數(shù)比越大，電壓升高越明顯。功率平衡變壓器是一個能量轉換裝置，理想情況下，初級線圈輸入的功率等于次級線圈輸出的功率。變壓器的主要參數(shù)變壓器的主要參數(shù)反映其性能和容量，對選擇和運行至關重要。1000容量單位為千伏安（kVA），表示變壓器能夠轉換的最大功率。10電壓指變壓器各繞組的額定電壓，通常由高壓側和低壓側組成。50效率指變壓器輸出功率與輸入功率的比值，反映能量轉換的效率。1阻抗反映變壓器內部損耗和電壓降落的指標，用于選擇和配置。變壓器的運行狀態(tài)空載運行變壓器不帶負荷運行，僅有勵磁電流流過繞組，消耗少量無功功率。負載運行變壓器向負載供電，有負載電流流過繞組，消耗有功功率和無功功率。過載運行變壓器輸出功率超過額定功率，可能導致溫度過高，影響使用壽命。短路運行變壓器繞組發(fā)生短路，電流急劇增加，可能造成設備損壞。開關設備的分類11.按用途分類根據(jù)開關設備在電力系統(tǒng)中的用途，可分為斷路器、隔離開關、負荷開關、熔斷器等。22.按電壓等級分類開關設備可根據(jù)電壓等級分為低壓開關設備和高壓開關設備。33.按操作方式分類開關設備可分為手動操作、電動操作、氣動操作等。44.按絕緣介質分類開關設備可分為空氣絕緣、油浸絕緣、SF6絕緣等。斷路器的工作原理1故障電流產生故障電流造成電網短路2檢測故障斷路器檢測到故障電流3動作觸發(fā)斷路器接收到動作信號4快速斷開斷路器迅速切斷故障線路斷路器是一種重要的電力設備，用于保護電網和設備免受故障電流的損害。當發(fā)生短路或過載故障時，斷路器會迅速切斷故障線路，防止電網電壓崩潰，并確保人員和設備的安全。隔離開關的作用斷開和接通電路隔離開關在電力系統(tǒng)中起著至關重要的作用，它們可用于斷開和接通電路，從而將設備從電力系統(tǒng)中隔離或連接。安全操作在進行維護、檢修或更換設備時，必須首先使用隔離開關將設備與電力系統(tǒng)斷開，以確保安全操作。保護設備隔離開關可以防止在維修或檢修期間發(fā)生意外觸電事故，有效保護工作人員和設備的安全。避雷器的作用及選擇保護電力設備避雷器可防止雷擊或電力系統(tǒng)中過電壓對設備造成損害，延長設備壽命。抑制過電壓避雷器通過自身放電，將過電壓泄放到大地，防止電壓持續(xù)升高，從而保護電力系統(tǒng)安全。選擇依據(jù)選擇避雷器時應考慮電壓等級、電流容量、保護對象及環(huán)境因素等。電力電纜的分類按電壓等級分類低壓電纜：電壓等級低于1千伏。高壓電纜：電壓等級在1千伏至35千伏之間。超高壓電纜：電壓等級在35千伏以上。按絕緣材料分類聚氯乙烯絕緣電纜：價格低廉、使用廣泛。交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜：耐高溫性能好，適用于高負荷環(huán)境。橡皮絕緣電纜：柔軟靈活，適用于移動設備。按敷設方式分類架空電纜：用于露天架設，不受地下空間限制。地下電纜：埋設于地下，具有隱蔽性，不受天氣影響。管道電纜：敷設于管道內，具有良好的保護作用。電力電纜的結構及性能電力電纜由導體、絕緣層、屏蔽層和護套組成，導體是電纜的核心，負責傳遞電流。絕緣層包裹在導體周圍，防止導體之間或導體與外殼之間發(fā)生短路。屏蔽層用于屏蔽電磁干擾，護套則保護電纜免受外部環(huán)境的侵蝕。電纜的性能主要包括電氣性能和機械性能。電氣性能包括絕緣強度、耐電壓等級、電流容量等。機械性能則包括抗拉強度、抗彎強度、耐腐蝕性等。電纜的性能指標與電纜的結構和材料密切相關，不同類型的電纜具有不同的性能指標。電力電纜的敷設要求11.環(huán)境條件電纜敷設的環(huán)境條件至關重要，應符合國家相關標準和規(guī)范。22.安全距離電纜敷設時，應與其他管線、建筑物保持安全距離，防止相互影響。33.防護措施電纜敷設過程中，應采取相應的防腐蝕、防機械損傷、防潮濕等防護措施。44.質量檢測電纜敷設完成后，應進行質量檢測，確保敷設質量符合要求。配電網絡的類型農村配電網絡覆蓋范圍廣，供電負荷分散，以低壓線路為主，多采用放射式結構。城市配電網絡高層建筑密集，負荷密度大，電壓等級高，多采用環(huán)網式結構，確保供電可靠性。工業(yè)配電網絡負荷集中，對供電可靠性和穩(wěn)定性要求高，常采用雙電源供電，并設置備用電源。配電網的放射式結構放射式配電網結構簡單，易于管理，成本較低，廣泛應用于電力供應。從變電站引出多條支線，分別供電給用戶，結構類似樹枝狀，故稱放射式。放射式配電網特點：可靠性較低，一旦某一線路發(fā)生故障，將會影響多個用戶供電。環(huán)網式配電網環(huán)網式配電網是電力系統(tǒng)中一種常見的配電方式。它通過多個變壓器和線路構成閉合環(huán)路，形成環(huán)狀網絡結構。環(huán)網式配電網具有可靠性高、供電范圍廣、靈活性和安全性強的特點。環(huán)網式配電網通常采用雙電源供電，即使其中一條線路發(fā)生故障，其他線路仍可保證供電。此外，環(huán)網式配電網可以根據(jù)負載變化靈活調整供電范圍，方便維護管理。交接站的作用及結構交接站的作用交接站是連接不同電壓等級的電力系統(tǒng)的重要節(jié)點，起到連接輸電線路和配電網絡的作用。它將高壓電能轉換為低壓電能，為用戶提供可靠的電力供應。交接站的結構一般包括高壓側開關設備、變壓器、低壓側開關設備和控制保護裝置等。高壓側開關設備負責接入輸電線路，變壓器負責降壓，低壓側開關設備負責分配電能。配電變壓器的選擇容量選擇根據(jù)負荷需求選擇合適的容量，確保滿足用電需求并保持穩(wěn)定運行。電壓等級選擇與配電網絡電壓等級相匹配的變壓器，確保安全可靠的供電。運行方式根據(jù)配電網的結構和運行特點選擇合適的運行方式，如單臺運行、并聯(lián)運行等。技術參數(shù)選擇具有良好性能和可靠性的變壓器，滿足電壓調整、效率和安全性能等指標要求。低壓配電系統(tǒng)配電變壓器將高壓電降至低壓，滿足用戶需求。低壓線路連接配電變壓器和用電設備。開關設備控制電流的通斷，保證安全運行。計量裝置記錄用電量，進行計費管理。供電可靠性的評價指標供電可靠性供電質量供電安全供電效率經濟性社會效益供電可靠性是衡量電力系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性的重要指標。它表示電力系統(tǒng)在正常運行條件下，能夠持續(xù)、穩(wěn)定、可靠地提供電力供應的能力。常用的供電可靠性評價指標包括：供電可靠性指標、供電質量指標、供電安全指標、供電效率指標、經濟性指標、社會效益指標等。電力系統(tǒng)事故分類按事故性質分類可分為：故障、事故、災害，其中故障是事故的直接原因，事故是導致停電或破壞的事件，災害是造成重大損失的事故。按事故影響范圍分類可分為：局部事故、區(qū)域事故、全系統(tǒng)事故，其影響范圍從單一設備到多個電網，甚至整個電力系統(tǒng)。供電系統(tǒng)的安全防護個人防護電力工需要穿戴安全帽、絕緣手套、安全帶等個人防護裝備，確保工作安全。設備防護對電力設備進行定期檢修，確保設備安全運行，避免因設備故障導致安全事故。設施防護加強電力設施的維護管理，定期巡視檢查，及時排除安全隱患，確保設施安全。供電系統(tǒng)的維護管理1定期巡檢定期對電力設備進行巡視檢查，及時發(fā)現(xiàn)隱患，防止事故發(fā)生。2設備保養(yǎng)對電力設備進行定期維護和保養(yǎng)，延長其使用壽命，提高運行可靠性。3故障處理當電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，及時進行故障排除，恢復正常供電。4技術革新不斷學習新的技術，改進供電系統(tǒng)，提高供電質量和效率。供電系統(tǒng)發(fā)展趨勢智能化發(fā)展智能電網的出現(xiàn)，實現(xiàn)了對供電系統(tǒng)的實時監(jiān)測和控制，提高了供電系統(tǒng)的效率和可靠性。新能源應用風能、太陽能等新能源的開發(fā)利用，推動著供電系統(tǒng)向清潔能源方向發(fā)展。分布式供電分布式電源技術的應用，可以減少對大型電廠的依賴，提高供電系統(tǒng)的靈活性和安全性。數(shù)字化轉型大數(shù)據(jù)、云計算等技術與供電系統(tǒng)的深度融合，為電網管理帶來了新的機遇和挑戰(zhàn)。本課程小結供電系統(tǒng)基礎知識供電系統(tǒng)是現(xiàn)代社會的基礎設施，保障