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电力系统基本知识

作者:小编 日期:2024-12-09 00:13:34 点击次数:

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电力系统基本知识

  电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的整体,是将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的一个统一系统。输电网和配电网统称为电网,是电力系统的重要组成部分。发电厂将一次能源转换成电能,经过电网将电能输送和分配到电力用户的用电设备,从而完成电能从生产到使用的整个过程。电力系统还包括保证其安全可靠运行的继电保护装置、安全自动装置、调度自动化系统和电力通信等相应的辅助系统(一般称为二次系统)。

  第四,发电厂、电力用户通过电力线路和变电站互相连接成电网进行生产和使用,电网是一个不可分割的整体。

  第五,电能的质量管理是非常严格的。交流电网的电压和频率的质量,不仅直接影响电力用户终端产品的质量,而且直接关系电网本身的安全和电力用户用电的可靠性。

  由于电能本身所固有的特点以及造成电力与系统后所出现的新问题,决定了电能生产、运输、分配和使用的过程与其它的工业部门有着许多完全不同的特点。

  1、同时性:电能的生产和消费是在同一时间实现,也就讲电能产生→输送→分配以及转换为其它形态能量过程。

  电力生产的同时性。发电、输电、供电和用电是同时完成的,既不能中断,又不能储存,必须是用多少,发多少,是典型的连续生产、连续消费的过程。电能的传输速度与光速相同,达到30万千米/秒(万km/s)。即使发电端与用电端相距千万里,发、供、用电都是在同一瞬间进行和完成的。

  输电网是电力系统中最高电压等级的电网,是电力系统中的主要网络(简称主网),起到电力系统骨架的作用,所以又可称为网架。在一个现代电力系统中既有超高压交流输电,又有超高压直流输电。这种输电系统通常称为交、直流混合输电系统。

  配电网是将电能从枢纽变电站直接分配到用户区或用户的电网,它的作用是将电力分配到配电变电站后再向用户供电,也有一部分电力不经配电变电站,直接分配到大用户,由大用户的配电装置进行配电。

  全国电网220千伏及以上输电线千伏线千伏及以上公用变设备容量16.51亿千伏安,同比增长17.09%,其中500千伏公用变设备容量为6.28亿千伏安,同比增长19.44%。目前,我国已建成并投入运行的核电机组共11台,总装机容量为910万千瓦。已核准10个核电项目,核电机组达28台,其中已开工建设的有20台机组。可以预计,核能在我国能源结构中将占有更多的份额”,“从发展趋势来看,中国核电发展的脚步还将进一步加快”。预计到2010年的总装机容量为9.5亿千瓦。作为涉及到电力行业或即将接触到高压电的人现在也越来越多,在这个领域里工作的人,必须要掌握和熟悉电气安全知识和各项电气安全规程、规章制度,才能确保电力系统的安全运行,稳定我们的国民经济的生产。

  2、集中性:电力生产是高度集中,统一调度指挥、统一质量标准、统一管理办法、统一分配和销售→都是由电网来决定。

  电力生产的整体性。电力系统是由发电、供电和用电三者紧密连接起来的一个系统,任何一个环节配合不好,都会影响电力系统的安全、稳定、可靠和经济运行。电网中,发电机、变压器、高压输电线路、配电线路和用电设备形成一个不可分割的整体,缺少那一环节,电力生产都不可能完成。同样,任何设备脱离电网都将失去意义。

  1、高峰负荷(又称最大负荷):是指电网或用户在一天时间内所发生的最大负荷值Imax,常以每小时的用电量作为(平均)负荷。

  在电力系统中,电网按电压等级的高低分层,按负荷密度的地域分区。不同容量的发电厂和用户应分别接入不同电压等级的电网。大容量主力电厂应接入主网,较大容量的电厂应接入较高压的电网,容量较小的可接入较低电压的电网。

  配电网应按地区划分,一个配电网担任分配一个地区的电力及向该地区供电的任务。因此,它不应当与邻近的地区配电网直接进行横向联系,若要联系应通过高一级电网发生横向联系。配电网之间通过输电网发生联系。不同电压等级电网的纵向联系通过输电网逐级降压形成。不同电压等级的电网要避免电磁环网。电力系统之间通过输电线连接,形成互联电力系统。连接两个电力系统的输电线称为联络线

  1)电力系统是由发电厂→变电站(所)→电力线路和用电设备(用户)联系在一起组成的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。

  (5)形成大的电力系统,便于利用大型动力资源,特别是能充分发挥水力发电的作用。

  (6)频率:频率的变化对电动机来讲,频率降低将使电动机转速下降,生产效率低,影响电机寿命,反之,频率上升电机转速上升,增加功率消耗,使经济性降低。

  电是商品,具有价值和使用价值,但是电又不是一般的商品,它具有以下几方面特点:

  变电站(所)有升压变电站和降压变电站,与电厂相连的一般为升压变电站,而与用户相连的一般为降压变电站。

  3、电力线路→电力线路又称输电线,其作用是进行电能的输送,就是把发电厂、变电所和电能用户连接起来,电力线路按用途可分为输电线路和配电线路两种。按架设方法分为架空线路和电缆线路,按传输电流的种类可分为交流线)大型电力网的优点

  左右满足该地区的使用量,因为每时每刻系统的发电量取决于同一时刻用户的用电量。

  1965年美国东部电力系统曾发生过一次大面积的停电事故,给纽约等大城市的生产和生活带来很大的影响。

  是指电网用户在一天24H内发生的用电量最少的某小时的平均负荷,为了合理用电,应尽量减少发生低谷负荷的时间,对于整个电力系统来说峰谷负荷差越小,则用电越能趋于合理,发电与供电也愈加经济。

  是指电网中或某用户在某一确定时间阶段内的平均小时用电量,为了分析负荷率,常用月平均负荷,即一天的用电量被一天的用电小时来除,为了安排用电量,做好用电计划,往往也采用月平均负荷和年平均负荷。

  我国解放前总发电能力还不到2000万千瓦,这个时候主要分为东北地区和上海地区,上海当时以杨树浦电厂为主,以后发展了南市和闸北电厂,陆续的不断发展,在上海周边地区发展了很多发电厂。到80年代末,进过三十几年的建设,全国发电设备的总装机容量达到7000万千瓦,发电量达到近3000亿度,是世界的第四、第五位(在60年代上海武宁路陆家宅武宁变电所是亚洲第一位),在80年代末容量在25万千瓦以上的大型电厂全国共有六十多个,发展也相当快,已建成330KV超高压输电线KV直流输送超高压输电线路,随着国民经济的不断增长和经济建设、经济建设开放,电力系统在内资和外资的作用下装机容量又发生了更大的变化。装机容量几乎是80年代的3~4倍,但是还不能适应经济的发展,所以电力系统在不断地发展,2009年,全国基建新增生产能力继续保持较大规模,基建新增发电设备容量8970万千瓦;新增220千伏及以上输电线路、变电设备容量分别为4.03万千米、2.72亿千伏安。截至2009年底,全国发电设备容量87407万千瓦,同比增长10.23%。其中,水电19679万千瓦,占总容量22.51%,同比增长14.01%;火电65205万千瓦,占总容量74.60%,同比增长8.16%;水、火电占总容量的比例同比分别上升0.74个百分点和下降1.45个百分点;风电并网总容量1613万千瓦,同比增长92.26%。

  3、适用性:电能使用最方便,适用性最广泛,它不受或很少受外加因素的干扰(例如,时间、地点、空间、气湿、风雨、场地等)是半绝缘或全绝缘的能源。

  电力生产的随机性。负荷变化、设备异常情况、电能质量的变化以及事故的发生,随时都在变化着,而且发展迅速,波及面大。因此,在电力生产过程中,需要适时调度,要求适时安全监控,随时跟踪随机事件动态,以保证电能质量及电网安全运行。

  根据供电系统设计规范和GB50052-1995规定,根据电力负荷对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响分为三级,即一级负荷、二级负荷和三级负荷。根据用户对电力需求的重要性将负荷分为三级。

  (4)提高供电质量c、采用有载调压变压器或正确选择无载调压变压器电压分接头;

  世界上第一台发电机建于1882年,在美国纽约市,机组容量只有30万千瓦,随着科技的发展,到1976年为止,全世界的发电厂总装机容量已达到16亿4千万千瓦,从世界各国经济发展的经验来看,国民经济增长1%电力系统就要增长1.3~1.5%左右,发达国家几乎是每7~10年装机容量就要增长一倍,个别特别发达国家为5~6年装机容量就要增长一倍。这是70年代,从80年代到目前为止,发达国家已达到2~3年左右装机容量就要增长近一倍,总装机容量已达到45亿4千万千瓦发展相当快,预计到2030年的63.49亿千瓦。这是跟他们的工业基础有相当大的关系,而且发电的手段和控制系统的手段都达到了相当的先进。

  (3)电压正弦波动畸变率:电压波形应是正弦波,但是电力系统中存在大量非线性供电设备,这些设备向电网注入谐波电流或谐波电压,使得到的电压波形偏离正弦波。造成波形失真,主要来自产生电弧和整流设备变压器非线性运行。高次谐波是有一个无畸变的基波与各种倍频的正弦波形叠加。

  (4)负序电压系统:(三相电压不平衡度)由于用户使用大功率单项设备(如电焊机),电力系统中,出现不对称故障(如单相接地,相间短路)。

  电力负荷是指用电设备或用电单位所消耗的功率(KW)容量(KVA)电流(A)

  2、供电负荷:是发电负荷扣除厂用电的厂变损耗、线月美国发生的第二次纽约大停电事故给国民经济带来的损失,据统计,停电所造成的直接经济损失为5500万美元,而间接的损失竟达到3亿美元左右。

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