《电气工程导论》课件.ppt

*************************************配电系统配电系统是连接输电系统和用户的最后环节，负责将电能分配给各类终端用户。配电系统通常包括中压配电网（35kV、10kV等）和低压配电网（380/220V），其特点是网络结构复杂、节点众多、分布范围广。城市配电网主要采用环形网络结构，为重要负荷提供双电源供电，具有可靠性高、自动化程度高、多采用电缆敷设等特点。而农村配电网主要采用放射状结构，线路长、负荷密度低、自动化水平相对较低。随着配电自动化技术的发展和应用，配电网的可靠性和运行效率得到显著提升。电力系统运行频率调节电力系统频率是衡量发电与负荷平衡状态的重要指标，正常值为50Hz（我国标准）。当发电量大于负荷时，频率上升；反之则下降。频率调节主要通过一次调频（发电机调速器自动响应）和二次调频（自动发电控制系统AGC）实现。电压调节电压质量直接关系到用电设备的正常运行，电压偏差要控制在允许范围内。电压调节的主要手段包括发电机励磁调节、调压变压器、无功补偿装置（如电容器组、静止无功补偿器SVC和静止同步补偿器STATCOM等）和柔性交流输电装置。经济调度在保证安全可靠供电的前提下，通过合理安排各发电机组的出力，实现发电成本最低。现代经济调度还考虑环保约束、网络约束和能源优化等多目标优化，采用先进的优化算法如遗传算法、粒子群算法等。电力系统运行还涉及潮流计算、稳定性分析、事故分析、安全约束经济调度等多方面内容。随着可再生能源的大量接入，电力系统运行面临更大的不确定性和波动性挑战，需要更先进的预测、调度和控制技术。电力系统保护继电保护继电保护是电力系统安全运行的重要屏障，能在系统发生故障时快速检测并隔离故障部分，防止故障扩大。基本要求：选择性、速动性、灵敏性和可靠性主要保护类型：过电流保护、距离保护、差动保护现代发展：数字化继电保护、自适应保护、宽区保护自动重合闸自动重合闸技术基于大多数线路故障为瞬时性故障这一特点，在断路器跳闸后短时间内自动重新合闸，提高供电可靠性。重合闸类型：单相、三相、带同期检查的重合闸重合模式：一次重合、多次重合应用范围：输电线路、配电网、发电机、变压器等安全自动装置安全自动装置用于防止系统失稳或崩溃，确保系统安全稳定运行。自动调压系统：维持电压稳定低频减载装置：防止频率崩溃系统分离装置：防止系统失步扩大自动并列装置：恢复系统正常运行电力系统保护技术正向智能化、分布式、协调一体化方向发展，通过多级保护配合和信息共享实现更快速、更可靠的故障识别和隔离，保障电力系统安全稳定运行。电力系统自动化SCADA系统SCADA（监控与数据采集）系统是电力系统自动化的基础，负责采集现场数据、监视设备状态、执行远程控制命令和记录历史数据。典型的SCADA系统由远动终端(RTU)、通信网络、主站系统和操作员工作站组成。现代SCADA系统采用分层分布式架构，具有高可靠性、可扩展性和开放性，能够实时监视电力系统运行状态，及时发现并处理异常情况。能源管理系统（EMS）EMS是建立在SCADA基础上的高级应用系统，主要用于电力系统的分析、优化和决策支持。EMS的核心功能包括状态估计、潮流计算、安全分析、经济调度、自动发电控制(AGC)和自动电压控制(AVC)等。通过这些功能，EMS能够帮助调度员评估系统状态，预测系统行为，制定最优运行方案，确保电力系统安全、经济、高效运行。配电自动化系统（DAS）DAS专注于配电网的监控和管理，包括配电网监控、故障定位与隔离、供电恢复、负荷管理和无功优化等功能。现代配电自动化系统采用馈线终端单元(FTU)、配电终端单元(DTU)等现场设备采集数据，通过通信网络传输至主站，实现配电网的可视化运行和智能化管理。先进的DAS还包括自愈控制功能，能在故障发生后自动隔离故障并恢复供电。电力系统自动化技术正在向云计算、大数据、人工智能和物联网等新兴技术深度融合的方向发展，形成更加智能、互联、协同的电力系统运行管理体系。第六章：高电压与绝缘技术高电压工程基础高电压工程研究电气设备在高电场强度下的绝缘性能和放电现象，为电力系统的安全运行提供技术支持。本章将探讨高电压的产生与测量技术，电介质击穿理论，绝缘配合原则，过电压防护措施以及高电压试验方法。绝缘技术重要性随着电力系统电压等级的不断提高，绝缘技术面临越来越大的挑战。良好的绝缘设计和选择是确保电力设备安全可靠运行的关键。深入理解绝缘材料特性、击穿机理和老化规律，对电气工程师至关重要。实际应用领域高电压与绝缘技术广泛应用于输变电设备、发电设备、高压电器和电缆等领域。掌握这些技术对于电气设