供电系统课件.doc

第一章　供电系统 第一节　电力系统基础 由发电厂、电力网与电能用户（电力负荷）所组成的整体，叫电力系统，它的任务是生产、变换、输送、分配与消费电能。 一、电力系统 目前以火力发电厂和水力发电厂为主。其他类型有核电厂、风力发电厂、潮汐发电厂、地热发电厂和太阳能发电厂等。 根据电压等级的高低，将电力网分成低压、高压、超高压和特高压等四种。电压在1kV以下的电网为低压电网；3～330kV的为高压电网；330～1000kV的为超高压电网；1000kV以上的为特高压电网。 在工程实际中，常把电力系统中的发电，输变电与供配电等环节叫做一次系统。 电力系统中的二次系统包括继电保护、测量和调度等环节。 变电所有升压和降压之分，根据它在电力网中所处的地位不同，又分为枢纽、地区、企业变电所及车间变电所等，主要由电力变压器和开关控制设备等组成。 变电所中主要设备有变压器T、母线WB、断路器QF、隔离开关QS等，如图1－2所示，其他还有保护和测量装置以及所用电操作电源等设备。母线是汇集受电电源和配出负荷线路的设备，常用的母线材料是钢芯铝绞线和矩形铝板。断路器用作线路主开关，有性能较好的灭弧装置，用来切、合负荷及事故电流，决定线路的运行状态。隔离开关因没有灭弧装置，不能切断负荷电流和事故（短路等）电流，故主要在检修等情况下用来隔离电源，通过其明显的断口结构，保证操作人员的安全。 图1－2　变电所的主要设备及符号 二、电力负荷及对供电的要求 （一）电力负荷 电力负荷是电力系统中所有用电设备消耗功率的总和。 将各工业部门消耗的电功率与农业、交通运输业、通讯业和市政生活等所消耗的电功率相加即为电力系统的综合用电负荷，该负荷再加上电力网中损耗的功率就是系统中各发电厂应提供的功率，称为电力系统的供电负荷。供电负荷再加上各发电厂本身消耗的功率（厂用电），就是系统中各发电机应发出的功率，称为电力系统的发电负荷。 （二）电力负荷分级及其对供电的要求 1．一级负荷 这类负荷若供电突然中断将造成对人员的生命危害，或造成重大设备损坏且难以修复，或打乱复杂的生产过程并使大量产品报废，给国民经济带来极大损失。 特殊重要的一级负荷通常称为保安负荷。对保安负荷必须备有应急使用的可靠电源。以便当工作电源突然中断时，保证企业安全停产。 一级负荷要求由两个独立电源供电。对特殊重要的一级负荷，必须由两个独立电源供电。独立电源是指不受其它电源的影响与干扰的电源。具备下列两个条件的发电厂或变电所的不同母线段均属独立电源： ① 每段母线的电源来自不同的发电机，且以后的输、变、配电各环节叉均为分列运行； ② 母线段之间无联系，或虽有联系但当其中一段母线发生故障时，能自动断开联系，不影响其余母线段继续供电。 2．二级负荷 这类负荷若突然断电，将造成生产设备局部损坏，或生产流程紊乱且恢复较困难，企业内部运输停顿，或出现大量废品或大量减产，因而在经济上造成较大的损失。这类负荷一般允许短时停电几分钟，它在工业企业中占的比例最大。 二级负荷应由两回线路供电，两回线路应尽可能引自不同的变压器或母线段。当取得两回线路确有困难时，允许由一回专用架空线路供电。 3．三级负荷 凡不属于一、二级负荷的用电设备，均列为三级负荷。三级负荷对供电无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。 （三）用户对供电的基本要求 1．保证供电安全可靠 安全是指不发生人身触电事故和因电气故障而引起的爆炸、火灾等重大灾害事故。 供电的可靠性是指供电系统不间断供电的可能程度。 2．保证供电电能质量 对于用户，良好的电能质量是指电压偏移不超过额定值的±5％，频率偏移不超过±0.2～0.5Hz，正弦交流的波形畸变极限值在3％～5％的允许范围之内。 3．保证供电系统的经济性 三、电力系统的电压 （一）额定电压（UN） 能使受电器（电动机、白炽灯等）、发电机、变压器等正常工作的电压，称为电气设备的额定电压。当电气设备按额定电压运行时，一般可使其技术性能和经济效果为最好。 （二）额定电压等级 电气设备的额定电压在我国已经统一标准化，发电机和用电设备的额定电压分成若干标准等级，电力系统的额定电压也与电气设备的额定电压相对应，它们统一组成了电力系统的标准电压等级。 国家标准GB156－1993《标准电压》规定的3kV以下的电气设备与系统（电力网）额定电压等级如表1－1所示；3kV及以上的设备与电力网额定电压和与其对应的设备最高电压如表1－2所示。3kV及以上的高压主要用于发电、配电及高压用电设备；110kV及以上高压与超高压主要用于远距离的电力输送。 表1－1 3kV以下电气设备与系统的额定电压等级（V） 直 流 单相交流 三相交流 受电设备 供电设备 受电设备 供电设备 受电设备 供电设备 1.5 1.5 2