Transcript 罗-第一章 - 东北大学电气自动化研究所

第一章
东北大学—罗艳红
绪论
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第一章
§1-1
§1-2
§1-3
§1-4
§1-5
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绪论
电力系统的基本概念
工业企业供电系统
电力系统的额定电压
决定供电质量的主要指标
电力工业现状及未来发展方向
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1.1电力系统的基本概念
• 负载：
主要指电能用户（可能是一个家庭用户 ，
也可能是一个工厂甚至一个地区）。

以下集中设备基本囊括了工业企业中的用
电设备：
⑴照明设备；
⑵电动设备；
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1.1电力系统的基本概念
⑶工艺设备：电解设备、冶炼设备、电焊
设备等
⑷电热设备：
烘干：电暖气、电熨斗
制冷： 空调、冰箱
⑸实验设备（检测设备）
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1.1电力系统的基本概念
• 电能的生产、变压、输配和使用
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1.1电力系统的基本概念
电力系统图
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1.1电力系统的基本概念
• 发电厂：
发电厂是将其他形式的能量转换成电能的
场所，又称发电站。由于所利用一次能源
的形式不同，发电厂可分为火力发电厂、
水力发电厂、原子能发电厂、潮汐发电厂、
地热发电厂、风力发电厂和太阳能发电厂
等等 。
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火电厂
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火电厂中的汽轮机组
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三峡电站
（效果图）
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1.1电力系统的基本概念
• 变电站 ：
是变换电能的场所，在此特指有变压器的
地方，主要由电力变压器、母线和开关控
制设备等组成。
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1.1电力系统的基本概念
• 变电站有升压和降压之分。
升压变电站大多建立在发电厂内，降压变
电站多设在用电区域, 就其所处的地位和作
用又可分为地区降压变电站（一次降）、
终端/企业变电站（二次降）及车间变电
站。
• 配电站：分配电能，在企业多指一路变多
路，没有变压器。
• 变流站：直流←→交流
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1.1电力系统的基本概念
• 电力网：
是输电线路和配电线路的统称，是输送电
能和分配电能的通道。电压在1kV以下的称
低压网；1kV到10kV的称中压网；高于
10kV低于330kV的称高压网；330kV及以上
的称超高压网。
• 电力系统：由发电机、变电站、电力网和
电能用户组成的系统。
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1.2 工业企业供电系统
• 工业企业供电系统
由企业降压变电站、高压配电线路、车间
变电站、低压配电线路及用电设备组成。
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1.2 工业企业供电系统
• 送电过程
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1.2 工业企业供电系统
• 企业降压变电站
一般来说，大型工业企业均设立企业降压变电站，
把35~110kV电压降为6~10kV电压向车间变电站
供电。为了保证供电的可靠性，企业降压变电站
多设置两台变压器(可分别运行,也可同时运行)，
由一条、两条或多条进线供电，每台变压器的容
量可从几千到几万千伏安。其供电范围由供电容
量决定，一般在几公里以内。
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1.2 工业企业供电系统
• 车间变电站
在一个生产厂房或车间内，根据生产规模、
用电设备的布局及用量大小等情况，可设
立一个或两个车间变电站，将6-10kv电压
降为220-380V电压，容量一般在几千伏安
左右。
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1.2 工业企业供电系统
• 工业企业的高压配电线路
主要作为工业企业内输送、分配电能之
用，通过它把电能送到各个生产厂房和车
间,传输6-10kv电压，线路长度在十几至几
十公里之间。
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1.2 工业企业供电系统
• 工业企业的低压配电线路
主要用以向低压用电设备供电，传输380/220v电
压。在户外敷设的低压配电线路目前多采用架空
线路；在厂房或车间内部则应根据具体情况确定，
或采用明线配电线路，或采用电缆配电线路。在
厂房或车间内，由动力配电箱到电动机的配电线
路一律采用绝缘导线穿管敷设或采用电缆线路；
车间内电气照明线路和动力线路通常是分开的。
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1.3电力系统的额定电压
• 电气设备的额定电压是指
国家规定的能使发电机、变压器和一切用电设备
在正常运行时获得最经济效果的电压。
• 额定电压的配合
1. 电网(线路)的额定电压只能选用国家规定的额
定电压。
2. 用电设备额定电压等于系统额定电压。
3. 供电设备额定电压高于或等于用电设备的额定
电压。
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1.3电力系统的额定电压
• 我国2003年颁布的额定电压
国家标准为GB156—2003。按照GB156—2003
的规定，额定电压分类如下：
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1.3电力系统的额定电压
• 额定电压的配合
⑴发电机：①直接接升压变压器时
UNG=UNT1 UNG： 发电机额定电压
UNT1 ：变压器线圈一次侧电压
②直接使用
UNG=(1+5%)UNS UNS ：用电系统电压
用于克服发电机内的电压降
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1.3电力系统的额定电压
⑵变压器二次侧：
①配电半径大，负荷大 UNT2=(1+10%)UNS
②配电半径小，负荷小 UNT2=(1+5%)UNS
UNT2 变压器线圈二次侧电压
• 各种电压等级输送电能的水平
各种电压等级输送电能的水平
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1.3电力系统的额定电压
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1.3电力系统的额定电压
• 系统平均额定电压
通常在计算短路电流时，习惯上用线路的
平均额定电压Uav来表示线路的电压。所谓
线路的平均额定电压系指网路始端最大电
压U始（指变压器空载电压）和末端受电设
备额定电压U终的平均值，即
Uav=(U始+ U终)/2
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1.4决定供电质量的主要指标
• 电压
加于用电设备端的电网实际电压与用电设
备的额定电压相差较大时，对用电设备的
危害很大，对电动机而言，当电压降低时，
转矩急剧减小。
某些电热及冶炼设备对电压的要求非常严
格，电压降低使生产率下降，能耗显著上
升，成本增高。
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1.4决定供电质量的主要指标
• 频率
我国工业上的标准电流频率为50Hz。
频率的变化对电力系统运行的稳定性影响
很大，因而对频率的要求要比对电压的要
求严格得多，一般不得超过2Hz。
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1.4决定供电质量的主要指标
• 负荷分级
⑴一级负荷：要求由两个独立电源供电。
而对特别重要的一级负荷例如保安负荷
（负责事故处理），应由两个独立电源点
供电。
⑵二级负荷：应由两回线路供电
⑶三级负荷：居民用电多为此类
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1.5电力工业现状及发展方向
• 1949年 ，我国电网装机总容量
仅有185万千瓦，经过四十多年的发展至
2004年我国发电总量超过17800亿千瓦时，
装机和发电量均跃居世界第二位。初步形
成了东北、华北、华东、华中、西北、南
方等跨省电网，以及山东、福建、新疆、
海南、西藏等独立省网。
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1.5电力工业现状及发展方向
• 国家发展和改革委员会能源局
近日称，提高能源利用效率和效益，保护
生态环境，不断开发利用新的能源发电技
术装备，将成为未来20年电力工业新的发
展方向。其中，输变电设备将向紧凑型、
高可靠性方向发展，数字化、智能化和信
息化将成为配、用电设备的发展重点。
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1.5电力工业现状及发展方向
• 具体来说
⑴大力发展水电、太阳能、核电等新的能
源发电技术。
⑵提高单台机组容量，扩大整个电网容量，
建立联合电网，减少备用设备。
⑶提高输电电压。
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发电环节
引进600MW汽轮发电机
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国产300MW汽轮发电机
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现场运行的水轮发电机
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连接发电机与电网的升压变压器
连接发电机的
封闭母线
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与电网相连
的高压出线端
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