(电力系统的基本概念.docx

电力系统概述一、电力系统的组成电力系统是电力工业的基本形态。它是发、送、变、配、用电各个环节电气设备连成的整体。如果把发电厂的动力部分如火电厂的汽轮机、锅炉、供热管道和热用户，水电厂的水轮机和水库，核电厂的反应堆和气轮机等也包括进来，就称为动力系统。电力系统中输送和分配电能部分叫做电力网，它包括升、降压变压器和各种电压的输电线路。由此可见，电力系统时动力系统的一部分，电力网又是电力系统的一部分。现代交流电力系统都是三相的，介通常为了简单、清晰地表示电力系统，都是将其接线图画成单线图。动力系统、电力系统和电力网示意图如图1-1所示。图1 动力系统、电力系统及电力 网络示意图 二、电力系统的特点和运行的基本要求电力系统与别的工业系统相比较，具有如下的特点：电能与国民经济各部门及人民的日常生活关系密切。由于自然界的一次能源都可转换成电能，且电能转换成其他形式能量十分方便；电能宜于大量生产、远距离输送和自动控制，所以得到广泛的应用。电能不能大量的储存。电能的生产、输送、分配和消费是同时进行的。各种环节紧密相连，任何一个环节出问题，整个系统都要受到影响。电力系统暂态过程非常短暂。正常操作和故障时，从一种运行状态变到另一种运行状态的过渡极为迅速。根据这些特点，对电力系统运行的基本要求有以下三个方面。（1）保证安全可靠地供电。电力系统供电中断将使生产停顿、生活混乱，甚至危及人身和设备安全，给国民经济带来严重的损失。如电解铝厂停电超过15min，电解槽就要损坏；高炉停电30min，铁水就要凝固；煤矿停电时间长，空气中的瓦斯含量过高，会引起人员窒息，甚至发生爆炸事故等。 电力系统供电中断大多由事故引起。为了防止各减少事故，提高供电的可靠性，必须完善电力系统结构，采用高度可靠的发供电设备，做好设备维修工作；必须提高运行人员技术水平，制定合理的运行方式，严密监视设备的运行，防止误操作，迅速正确地处理事故；必须有足够的有功电源和无功电源；必须采用先进的自动装置、快速继电保护装置和以电子计算机为中心的自动安全监视和控制系统等。电力系统事故是不可能完全避免的，所有负荷也并非绝对不能停电。根据对供电可靠性的要求，一般将负荷分为以下三级。第一极负荷。对这一级负荷中断供电造成人身事故、设备损坏、大量废品，导致生产秩序长期不能恢复，市政生活混乱。第二级负荷。对这一级负荷中断供电将造成大量减产，影响人民生活。第三级负荷。不属于第一、第二级，停电影响不大的其他负荷。在电力系统运行中功率如有缺额，应先中断对第三级负荷的供电，力争对第二级负荷供电，确保第一级负荷供电。在电力网络设计时，一般第一级负荷应由两个或两个以上独立电源供电；第二级负荷是否需要备用电源应根据其对国民经济的重要程度，通过技术经济比较确定；第三级负荷可由单回线供电。（2）保证良好的电能质量。电能质量的指标是频率、电压和交流电的波形。1）频率。我国额定频率是50Hz.规定3000MW以下的系统，频率偏差不大于±0.5Hz；3000MW及以上的系统，频率偏差不大于±0.2Hz.频率偏差大，将影响用户的产品质量，影响电子设备工作的准确性；将影响发电厂的出力，增大变压器和异步电机励磁无功损耗，甚至造成汽轮机叶片损伤或断落事故。保证频率质量的关键，在于电力系统有足够的有功备用，能够在各种运行情况下，在允许频率范围内实现有功功率平衡。2）电压。各类用户对其额定电压的偏移，一般要求变动幅度不超过10%。电压降低，电灯亮度迅速减少电动机力矩下降、电流增大，甚至烧坏电动机；同时电力系统网损增加，发电厂出力和送变电传输能力降低。电压太高，电灯寿命缩短，危及电气设备的绝缘，在某种情况下，由于变压器铁心饱和可能引发高频谐振。保证电压质量的关键，在于电力系统有足够的无功功率和必要的电压调整手段。3）波形。供电电压非正弦波形畸变主要是冶金、化工、矿山、电气化铁路等换流设备及电弧炉、高频炉、电力变压器、家用电器和其他非线性用电设备造成的。波形畸变能引起对通信设备的干扰；同时增加了附加损耗，降低了电气设备的的效率和利用率，大大增加了电网谐振引发事故的危险性。《电力系统谐波管理暂行规定》给出了各级供电电压波形畸变的极限值：0.38KV不大于5%，6、10KV不大于3%，110KV不大于2%。达到波形要求的关键，是加强谐波监控和谐波管理，采取增加换流器相数、加装滤波装置等技术措施，以限制谐波源注入电网的谐波电流，使其不超过规定的允许值。（3）保证电力系统运行的经济性。具体指标有煤耗、网损率和厂用电率。1）煤耗——发电厂生产1KWh电能所消耗的标煤量，单位为g/(KWh).2）网损率——电力网中损耗的电量占向电力网供电的百分比。3）厂用电率——发电厂自用电量占发电量的百分比。电力用户：在各行各业中所应用的各类用电设备统称为电力用户。发电厂：