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时间:2019-05-10
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1、第一章电力系统概述和基本概念第一节电力系统概述第二节电力系统中性点及其接地方式第一节电力系统概述一、电力系统的基本概念图1-1动力系统、电力系统、和电力网络示意图1.电力系统的基本概念电力系统:是指由生产、输送、分配电能的设备,使用电能的设备以及测量、继电保护、控制装置乃至能量管理系统所组成的统一整体。动力系统:在电力系统的基础上又加上动力设备,统称为动力系统。电力网络:电力系统中,各种电压等级的输配电力线路及升降压变压器所成为的部分称为电力网络。2.电力系统的发展概况1882年,英国建成第一座发电厂,原始线路输送
2、的是低压直流电。同年,法国人德普列茨提高了直流输电电压,被认为是世界上第一个电力系统。1891年,第一条三相交流输电线路在德国运行,三相交流输电使输送功率、输电电压、输电距离日益增大。目前,大电力系统不断涌现,甚至出现全国性和国际性电力系统。我国已建成华东、东北、华中、华北、西北、华南六个跨省电力系统,独立的省属电力系统还有山东、福建、海南、四川和台湾系统。3.电力线路接线图地理接线图:按比例显示电力系统中各发电厂和变电所相对地理位置,它反映电力线路的路径和相互间的联接,但不能完全显示各电力元件间的连接情况。电
3、气接线图:显示系统中各电力元件之间的电气联系,但不能反映发电厂和变电所的相对地理位置。根据电能生产、输送、消费的特殊性,对电力系统运行有如下三点要求。1.保证可靠地持续供电根据用户对用电可靠性的要求,将负荷分为三个等级:第一级负荷第二级负荷第三级负荷电力系统供电的可靠性,就是要保证一级负荷在任何情况下都不停电,二级负荷尽量不停电,三级负荷可以停电。二、对电力系统运行的基本要求2.保证良好的电能质量良好的电能质量有三个指标:电压质量、频率质量和波形质量。电压偏移:一般不超过用电设备额定电压的±5%。频率偏移:一般不
4、超过±0.2~0.5Hz。波形畸变率:指各次谐波有效值平方和的方根与基波有效值的百分比。3.提高系统运行的经济性电力系统的经济指标一般是指火电厂的煤耗以及电厂的厂用电率和电力网的网损率等。环境保护问题也将成为对电力系统运行的基本要求。联合电力系统是由若干单一系统互联组成,它容易满足对电力系统运行的基本要求,但同时又必须在技术上采取措施,以满足电力系统稳定性的要求。电网的接线方式无备用接线:每个负荷只能从一个供电回路取得电能的开式网。包括:放射式接线,干线式接线和树状式接线。优点:简单、经济。缺点:可靠性低。有备用接线:每
5、个负荷至少能从两个不同供电回路取得电能的网络。包括:双回路供电网络、双端供电网络和环网。特点:可靠性显著提高;但设备费用增加较多且运行调度复杂。电力系统的高压和超高压输电网采取有备用接线方式,配电网根据负荷性质决定接线方式。1.电力系统的电压等级电力系统电压等级的确定主要从电力系统输送电能的经济性,生产产品的系列性和经济性两个方面考虑。说明:①用电设备的容许电压偏移一般为±5%②沿线路的电压降落一般为10%③在额定负荷下,变压器内部的电压降落约为5%④电力线路平均额定电压,是指电力线路首末端所接电气设额定电压的平均值,即U
6、av=(UN+1.1UN)/2=1.05UN电力线路额定电压三、电力系统的电压等级和负荷表1-1额定电压及电力线路的平均额定电压(KV)用电设备及电力线路的额定电压电力线路的平均额定电压同步发电机的额定电压变压器的额定电压一次绕组二次绕组3610152035601101542203305003.156.310.515.752137631151622303455253.156.310.515.7533.1566.31010.515.752035601101542203305003.153.36.36.610.5112238.
7、566121169242345525用电设备的额定电压:与线路的额定电压相同。发电机的额定电压:同步发电机往往接在线路始端,因此,其额定电压比电力线路的额定电压高5%。变压器的额定电压:一次侧相当于用电设备,其额定电压等于线路的额定电压;二次侧相当于发电机,其额定电压较线路额定电压高10%。注意:①当一次侧直接和发电机相连时,其额定电压等于发电机额定电压;②当变压器漏抗较小,或二次侧直接与用电设备相连的厂用变压器,其额定电压可以只比线路电压高5%。表1-2电力线路的额定电压与输送功率和输送距离的关系额定电压(kV)输
8、送功率(kW)输送距离(km)额定电压(kV)输送功率(kW)输送距离(km)3100~10001~3603500~3000030~1006100~12004~1511010000~5000050~15010200~20006~20220100000~50000100~300352000~1000020
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