供配电技术电子教案模块一.ppt
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1、供配电技术,主编:曾令琴,课件制作:曾令琴,作为我国经济建设飞速发展的先行工业电力系统,建 设步伐异常迅猛。2012年,我国电网格局已经形成6个跨省的大型区域电网,并基本形成了完整的长距离输电电网网架。,发展战略是:西电东送、南北互供、全国联网。,作为未来电力系统技术人员,通过对供配电系统基础 知识的学习,要求:,1.5 供配电电压的选择,1.1 供配电技术发展概况,1.6 工厂供配电系统的构成,1.3 电力系统中性点运行方式,模块一 供配电技术基础知识,1.4 供电质量及其改进措施,1.2 发电厂变电所类型,1.1 国内外供配电技术发展概况及电力系统的组成,打破垄断、引入竞争,发展电力、能源
2、替代,燃气蒸气联合循环,世人青睐,发展洁净煤技术,减小排污量,突出水电,开发风电、核电等,推动电力生产清洁、高效、分散,改善用电效率,抑平负荷,“十一五”期间,我国电力装机容量连续实现跨越式发展,5年间的年均增长率为13.22%,2010年全国全年发电量达到了42280亿千瓦时,而全国的电力消费量也达到了41923亿千瓦时。发电量与用电量均保持着较高的增长速度,2011年是我国“十二五”建设的开局之年,国内的电力建设将继续保持较快的增长速度,截至2011年底,全国发电设备容量105576万千瓦,比上年增长9.25%;而全国的电力装机容量为10.6亿千瓦,达到一个新的高度。,为满足经济增长对电力
3、的需求,国家加大电力建设投资,计划全国每年发电规模在1500万千瓦以上。预计2015年全国装机容量将达到14.7亿千瓦,“十二五”期间年均增长8.9%,“十三五”年均增长4.6%,2030年将达到24.7亿千瓦。,的发展战略为我国电力系统的发展带来了极大的空间。,西电东送,南北互供,全国联网,中国电力跨越式发展,使得电网规模和发电量先后超过,法国,日本,德国,英国,俄罗斯,跃升世界第一!,美国,1.1.2 电力系统的组成,多个发电厂并网组成的,发电环节,输电网,110kV以上,配电网,110kV以下,电力用户,发电,供电,用电,同时完成,电能不能储存!,电力系统的生产特点:,对电力系统的要求:
4、,安全,可靠,连续,完成电能的生产、输送和分配,动力系统电力系统动力装置热能系统,电力网,按供电范围的大小和电压等级的高低,电力网可分为地 方电力网、区域电力网和超高压输电网三种类型。一般地 方电力网的电压不超过35kV,区域电力网电压为110220 kV,电压为330kV及以上的为超高压远距离输电网。,动力系统是电能、热能的生产与消费联系起来的纽带。,输电网,电力用户,2. 电力系统的结构,第一类:100V以下额定电压,用于蓄电池和安全照明 用具等电气设备。,国家规定:电力网的额定电压分有500kV、220kV、 110kV、63kV、35kV、10kV。为保证电力设备端电压不 超过额定电压
5、的5%,通常允许发电机额定电压比电网额 定电压高5%,末端受电变电站端电压比电网额定电压低 5%。,第二类:大于100V、小于1000V的额定电压,用于一般 工业和民用电气设备。,第三类:1000V以上的额定电压,用于高压电气设备。,电力系统是一个有机的整体,其中任何一个主要设备 运行情况的改变,都将影响整个电力系统的正常运行。,发电厂发出的交流电不能直接储存,决定了电能的生 产、输送、分配和使用必须同时进行。因此要时刻保持电 力系统有功功率和无功功率的平衡。,电力系统的运行状态是时时变 化的动态,除了设备的计划停送电 外,异常和事故对系统的冲击是随 机的;正常情况下电力系统的负荷 和机组出力
6、的变化也是随机的。,何谓电力系统?何谓动力系统?什么是电力网?,电力系统为什么要求“无功功率平衡”?如果不平衡,会出现什么情况?,凝汽式火电厂,这类火电厂利用燃煤(或石油、天然气)燃烧使汽轮机转动,带动发电机转子运转发电。仅向用户供出电能,通常建在能源附近。,生产过程:化学能热能机械能电能,热电厂,热电厂的发电过程与凝汽式火电厂相同。这类电厂不仅向用户供出电能,同时还向用户供蒸汽或热水,由于供热距离限定,热电厂大多建在城市和用户附近,利用水的流量和落差使水轮机转动,生产过程:水能机械能电能,水 电 站,核 电 站,利用原子能在反应堆的核裂变使汽轮机转动,生产过程:原子能机械能电能,生产过程:
7、风能机械能电能,风力发电站,风力发电是利用风力带动风车叶片旋转,再通过增速机将旋转的速度提升,來促使发电机发电。依据目前的风车技术,大約是每秒三公尺的微风速度,便可以开始发电。,生产过程: 潮汐能机械能电能,潮汐发电站,潮汐发电是利用潮汐能。潮汐发电必须具备两个物理条件:潮汐的幅度必须大,至少要有几米;海岸地形必须能储蓄大量海水,并可进行土建工程。 潮汐发电的工作原理与一般水力发电的原理相近,即在河口或海湾筑一条大坝,以形成天然水库,水轮发电机组就装在拦海大坝里。 潮汐电站可以是单水库或双水库。,太阳能发电,以地热、风力、潮汐、太阳能等为一次能源的发电厂(站)容量较小,分布在离这些一次能源较近
8、的区域,发电量占总发电量的极小一部分。,地热能发电,世界上所有国家,主要发电形式仍为火力发电、水利发电和核能发电,其他除潮汐和风力发电外还有,发电厂通常建立在距离一次能源丰富或传输便利的地域,与电力用户有一定的距离。 为了经济、可靠、快速地把电能从发电厂输送至用户,必须经过变电所升高电压,因此,升压变电所一般安装在发电厂中,不另设变电所。 由于高压危险,距离用户较近时须把传送的高压降低,降压变电所的作用就是在传递电能的同时降低电压。所以,变电所是电力供应的中间转运站,用来提高或降低电压,向用电单位输送和分配电能。 从规模上分,变电所有枢纽变电所、地区重要变电所和一般变电所。,枢纽变电所,枢纽变
9、电所电压等级高,供电范围广,在系统中处于举足轻重的地位,全所停电后,将引起系统解列,造成大区域停电,甚至造成电力系统瓦解,使社会的运行处于瘫痪状态。枢纽变电所的一次电压通常为330kV和500kV,二次电压为220kV或110kV。,中间变电所,中间变电所起系统功率交换的作用,或使长距离输电线路 分段,一般汇集23个电源,同时有降压给当地用户供电, 这样的变电所全所停电后,将引起区域网络的解列,造成大 面积停电。,地区变电所,地区变电所是以对地区用户供电为主的变电所,全所停电后,将使地区中断电源。地区变电所的一次电压通常为220kV和110kV,二次电压为35kV或10kV。,终端变电所,终端
10、变电所处于输电线路的终端,接近负荷点,高压侧一般为11035干伏,经降压后直接给用户供电。终端变电所全所停电后,将使用户中断电源。终端变电所的一次电压大多为110kV,二次电压为10kV或以下等。,枢纽变电所和地区变电所有什么区别?,你能回答吗?,问题与思考,热电厂和凝汽式电厂有什么不同?这类火力发电厂通常建在哪些地方?,电力系统中性点是指发电机、变压器星形接线中性点。,1.3.1 中性点直接接地方式,中性点直接接地方式就是把电源中性点直接与“地”相接,我国110kV及以上电压等级的电力系统均属于这种大接地电流系统。 该系统运行中若发生一短路, 立即造成系统中流过很大的单相 接地电流。 依靠系
11、统中继电保护装置跳闸可迅速切除故障。再用重合闸恢复正常供电。,优点:,操作过电压均比中性点绝缘电网低,系统不易过电压。,缺点:,短路大接地电流对通讯系统造成的干扰影响较大。,中性点不接地系统适用于10kV架 空线路为主的辐射形或树状形的供 电网络。该接地方式在运行中若发 生单相接地故障,流过故障点电流 仅为电网对地电容中通过的电流, 其值是正常运行的单相对地电容电 流的3倍,称为小接地电流系统。,1.3.2 中性点不接地方式,优点:,中性点不接地系统由于故障时接地电流很小,瞬时故障一般可自动熄弧,非故障相电压升高不大,不会破坏系统的对称性,故可带故障连续供电2h,供电的可靠性相对提高。,缺点:
12、,中性点不接地方式的中性点绝缘,在发生弧光接地时,电弧的反复熄灭与重燃,相当于电容反复充电。由于对地电容中的能量不能释放,可造成电压升高,从而对设备绝缘造成威胁。,1.3.3 中性点经消弧线圈接地方式,利用消弧线圈的电感电流对接地电容电流进行补偿,使通过故障点的电流减小到能自行熄弧范围。利用对消弧线圈无载分接开关的操作,使其在一定范围内达到过补偿运行,从而实现减小接地电流的目的。使电网持续运行时间延长,相对提高了供电可靠性。此方式也是小接地电流系统。,在各级电压网络中,当单相接地故障时,通过故障点总的电容电流超过下列数值时,必须尽快安装消弧线圈: 对3kV6kV电网,故障点总电容电流超过30A
13、; 对10kV电网,故障点总电容电流超过20A; 对22kV66kV电网,故障点总电容电流超过10A。,你能回答吗?,问题与思考,中性点不接地系统若发生单相接地故障时,其故障相对地电压等于多少?此时接地点的短路电流是正常运行的单相对地电容电流的多少倍?,答1:故障相对地电压为零,接地点的短路电流是正常运行的单相对地电容电流的3倍。,答2:电力系统中性点接地方式有中性点直接接地方式、中性点不接地方式和中性点经消弧线圈接地方式三种。(优缺点略),1.4.1 用户对供电质量的基本要求,从上述指标来看,保证对用户不间断地供给充足、优质而又经济的电能,是现代工矿企业对供配电系统的基本要求。,安全性指标,
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