电力系统基础.ppt

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1、电力系统基础第一节 电力系统的基本概念（0.5h）第二节 电力系统的额定电压（0.5h）第三节 电力系统的中性点运行方式（1h）,第一节 电力系统的基本概念,一、电力系统、动力系统及电力网由发电厂发电机、升压和降压变电站、送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，称为电力系统。电力系统加上发电机的原动机（如汽轮机、水轮机）、原动机的力能部分（如热力锅炉、水库、原子能电站的反应堆）、供热和用热设备，则称为动力系统。在电力系统中，由升压和降压变电站和各种不同电压等级的送电线路连接在一起的部分称为电力网。,工业,农业,商业,生活,发电 输电 配电 用电电网电力系统动力系统,汽轮机,水轮机,发电机,升压

2、变压器,降压变压器,配电变压器,用户,输电线路,动力部分,第二章 继电保护基础,二、电力系统的运行要求1、保证对用户供电的可靠性根据对供电持续性的要求，可把用户分为三级。一级负荷：如停止供电，将会危害生命、损坏设备、产生废品和使生产过程混乱，给国民经济带来重大损失，或者使市政生活发生重大混乱。二级负荷：如停止供电，将造成大量减产，城市大量居民的正常活动受到影响。三级负荷：指所有不属于一级及二级的负荷，如非连续生产的车间及辅助车间和小城镇用电等。对于一级负荷，至少要由两个独立电源供电；对于三级负荷，不需要备用电源；对于二级负荷是否需要备用电源，要进行技术经济比较后才能确定。,2、保证电能的良好质

3、量,电压： 与无功功率有关 35kV 5% 10kV 7% 380V照明 +5%-10%,频率： 与有功功率有关 500.2HZ（系统容量3000MW） 50 0.5Hz（系统容量3000MW）,波形： 严格的正弦波,电能质量太差，一方面会影响用户的正常工作，另一方面，还会影响电力系统和发电厂的正常运行。,3、保证运行的最大经济性电力系统运行有三个主要经济指标，即：（1）生产每kW.h电的能源消耗（煤耗率、油耗率、水耗率等）；（2）生产每度电的自用电（自用电率）；（3）以及供配每kW.h电在电力网中的电能损耗（线损率）。,第二节 电力系统的额定电压,第二章 继电保护基础,一、电力系统的额定电压

4、额定电压是国家有关部门根据技术经济比较而规定的标准电压。1、电网的额定电压等级UN低压电网：0.22kV、0.38kV、0.66kV高压电网：3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV综合考虑导线载流部分截面大小和绝缘等要求，对应一定的输送功率和输送距离有一最合理的线路电压。从设备制造商的角度考虑，为保证产品的系列性，规定了电力系统的交流电压等级,2、用电设备的额定电压=UN3、线路的额定电压=UN ：线路始端和末端的平均电压=UN用电设备的容许电压偏移一般为5%沿线路的电压降落一般为10%U1=UN(1+5%)， U2=UN(1-5%)4、

5、发电机的额定电压对中小型发电机：UGN=UN（1+5%） 10（1+5%）=10.5kV对大型发电机：13.8KV、15.75KV、20KV。,5、变压器的额定电压：一次侧：U1N=UN(降压变压器或中间联络变压器) U1N=UGN=(直接和发电机相连升压变压器)二次侧：U2N=(1+5%)UN(空载电压，供电线路较短时)U2N=(1+10%)UN(空载电压,供电线路较长时),第三节 电力系统的中性点运行方式,第二章 继电保护基础,电力系统的中性点是指星形接线的变压器或发电机的中性点。电力系统中性点接地方式有两大类：一类是中性点直接接地或经过低阻抗接地，称为大接地电流系统，其特点是单相接地时，

6、接地电流很大。另一类是中性点不接地、经过消弧线圈或高阻抗接地，称为小接地电流系统,其特点是单相接地时，接地电流较小。,第二章 继电保护基础,电力系统中性点接地方式的具体方式：大接地电流方式（中性点有效接地方式）适用于x0/x13和r0/x1=1的110500kV系统中性点直接接地方式中性点经小电抗、中电阻和低电阻接地方式小接地电流方式适用于3-66kV的系统中性点不接地方式中性点经消弧线圈接地方式中性点经高阻抗接地方式,第二章 继电保护基础,1、中性点不接地系统,单相接地时的特点：中性点对地电压上升为相电压，接地相对地电压为零，非接地相对地电压上升为原来的线电压，绝缘要求按线电压设计， 线电压

7、仍对称，允许继续运行2h； 接地电流为正常相对地电容电流的3倍，保护并不立即切除故障线路。 接地电流引起的接地电弧有可能熄灭和重燃，引起谐振过电压。,2、中性点经消弧线圈接地系统,单相接地时的特点：中性点对地电压、相对地电压、线电压同中性点不接地系统，也允许继续运行2h；接地电流为消弧线圈感性电流与相对地电容电流之差，使得接地点的接地电弧不重燃，避免引起谐振过电压。,消弧线圈三种补偿方式：(1)全补偿IL=IC，接地点电流为零。 实际系统中并不采用这种补偿方式，因为可能引起串联谐振过电压，危机电网的绝缘。(2)欠补偿ILIC ，接地点的电流仍然为容性。 实际系统中也很少采用这种补偿方式，原因是

8、在检修、事故切除部分线路或系统频率降低等情况下，可能使系统接近或达到全补偿，以致出现串联谐振过电压。(3)过补偿ILIC ，接地点的电流为感性。 这种接地方式在系统中广泛采用。,补偿度,脱谐度,3、中性点直接接地,单相接地时的特点：中性点对地电压为零，接地相对地电压为零，非接地相对地电压为原来的相电压不变，绝缘按相电压设计， 线电压不对称，不允许继续运行；接地电流为很大的单相短路电流，保护动作切除故障线路。,4、发电机中性点经高电阻接地系统,优点：（1）限制过电压（2）限制接地故障电流（3）为定子接地保护提供电源常用于200MW以上的大型机组。,目前我国电力系统中性点的运行方式，大体是（1）220kV及以上电力网都采用中性点直接接地方式（2）110kV电力网大部分采用中性点直接接地方式（3）20-60kV电力网采用经消弧线圈接地方式或不接地方式（4）3-10kV电力网一般采用中性点不接地方式（5）lkV以下的电网的中性点采用不接地的方式运行。但电压为380220V的三相四线制电网的中性点，则是为了适应受电器取得相电压的需要而直接接地。,