第一章電力系統(tǒng)的基礎知識(輸配電技術課件級)

輸配電技術第一章電力系統(tǒng)的基礎知識第一章電力系統(tǒng)的基礎知識電力系統(tǒng)1電力網2電壓等級3電力系統(tǒng)中性點4內容一：電力系統(tǒng)認識第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

一、知識目標1、了解供配電工作的意義與要求2、掌握供配電系統(tǒng)及發(fā)電廠、電力系統(tǒng)的基本知識3、熟悉企業(yè)變電所的組成、功能

二、能力目標1、對實際供電系統(tǒng)形成感性認識2、識讀供配電系統(tǒng)簡圖內容一：電力系統(tǒng)認識

（一）、供配電工作的意義與要求：供配電工作要很好地為國民經濟服務，并切實搞好安全用電、節(jié)約用電和計劃用電（俗稱“三電”）工作，必須達到下列基本要求：1234安全可靠優(yōu)質經濟

在電能的供應、分配和使用中，不應發(fā)生人身事故和設備事故。

應滿足電能用戶對供電可靠性即連續(xù)供電的要求。

應滿足電能用戶對電壓質量和頻率質量等方面的要求。

應使供電系統(tǒng)的投資少，運行費用低，并盡可能地節(jié)約電能。

第一章電力系統(tǒng)的基礎知識內容一：電力系統(tǒng)認識

決定供電質量的指標為電壓、頻率和可靠性。1電壓（1）電壓偏差（2）電壓波動和閃變（3）高次諧波（4）三相不對稱第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

電壓偏差指電網實際電壓與額定電壓之差。

電網電壓方均根值隨時間的變化稱為電壓波動。

由電壓波動引起的燈光閃爍對人眼腦產生的刺激效應稱為電壓閃變。

當電網電壓波形發(fā)生非正弦畸變時電壓中出現高次諧波。

三相電壓不對稱指三個相電壓在幅值和相位關系上存在偏差。問題：決定供電質量的指標是什么？內容一：電力系統(tǒng)認識2頻率（1）我國工頻為50Hz（2）國際上有50Hz和60Hz第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

用戶供電系統(tǒng)的電壓頻率是由電力系統(tǒng)保證的。

我國國標規(guī)定，電力系統(tǒng)正常頻率偏差允許為±0.2Hz，當系統(tǒng)容量較小時，偏差值可放寬到±0.5Hz。內容一：電力系統(tǒng)認識3可靠性根據用電負荷的性質和突然停電在政治或經濟上造成損失或影響程度對用電設備提出的不允許中斷供電的要求。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

按供電可靠性要求，用電負荷分為三級。

一級負荷：中斷供電將造成人身傷亡者；中斷供電將在政治上、經濟上造成重大損失者，如重大設備損壞、重大產品報廢、用重要原料生產的產品大量報廢，國民經濟中重點企業(yè)的連續(xù)性生產過程被打亂而需要長時間恢復等；中斷供電將有重大政治、經濟影響的用電單位的正常工作的負荷者。

二級負荷：中斷供電將在政治上、經濟上造成較大損失者，如主要設備損壞、大量產品報廢，連續(xù)性生產過程被打亂需較長時間才能恢復，重點企業(yè)大量減產等；中斷供電系統(tǒng)將影響重要用電單位正常工作的負荷者；中斷供電將造成大型影劇院、大型商場等較多人員集中的重要公共場所秩序混亂者。

三級負荷：三級負荷為不屬于一級和二級負荷者。對一些非連續(xù)性生產的中小型企業(yè)，停電僅影響產量或造成少量產品報廢的用電設備，以及一般民用建筑的用電負荷等均屬三級負荷。問題：按供電可靠性要求，用電負荷如何分級？內容一：電力系統(tǒng)認識（二）發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的基本知識

1.發(fā)電廠

2.電力系統(tǒng)

發(fā)電廠又稱“發(fā)電站”，是將自然界蘊藏的各種一次能源如水力、煤炭、石油、天然氣、風力、地熱、太陽能和核能等，轉換為電能（二次能源）的工廠。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識內容一：電力系統(tǒng)認識

2、電力系統(tǒng)

由各種電壓等級的電力線路，將各種發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯系起來的一個發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的整體，稱為“電力系統(tǒng)”。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

電力系統(tǒng)中的各級電壓線路及其聯系的變配電所，稱為“電力網”，簡稱“電網”。但習慣上，電網或系統(tǒng)往往按電壓等級來劃分；例如，10kV電網或10kV系統(tǒng)，實指10kV的整個線路。任務一：電力網絡認識內容一：電力系統(tǒng)認識（三）、供配電系統(tǒng)的基本知識1、具有高壓配電所的供配電系統(tǒng)內容一：電力系統(tǒng)認識2、具有總降壓變電所的供配電系統(tǒng)第一章電力系統(tǒng)的基礎知識內容一：電力系統(tǒng)認識3、高壓深入負荷中心的企業(yè)供配電系統(tǒng)第一章電力系統(tǒng)的基礎知識內容一：電力系統(tǒng)認識4、只有一個變電所或配電所的企業(yè)供配電系統(tǒng)第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容二：電網認識

一、知識目標1、了解國家電網機構設置、發(fā)展2、構建國家電網意義二、能力目標對國家電網形成真實的感性認識第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容二：電網認識（一）國家電力網絡現狀

電力網絡或電網是指電力系統(tǒng)中除發(fā)電機和用電設備之外的部分,即電力系統(tǒng)中各級電壓的電力線路及其聯系的變配電所。

國家電網公司南方電網公司

中國電網運行和管理機制：中國電網分為2大電網公司第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容二：電網認識國家電網公司由五個區(qū)域電網有限責任公司或股份有限公司組成第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容二：電網認識國家電網公司由五個區(qū)域電網有限責任公司或股份有限公司組成。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

它們是：華北電網有限公司、華東電網有限公司、華中電網有限公司、東北電網有限公司、西北電網有限公司華北電網有限公司：北京市電力公司、天津市電力公司、河北省電力公司、山西省電力公司、山東電力集團公司華東電網有限公司：上海市電力公司、浙江省電力公司、江蘇省電力公司、安徽省電力公司、福建省電力有限公司華中電網有限公司：湖北省電力公司、湖南省電力公司、河南省電力公司、江西省電力公司、四川省電力公司、重慶市電力公司東北電網有限公司：遼寧省電力公司、吉林省電力公司、黑龍江省電力公司、內蒙古東部電力有限公司西北電網有限公司：陜西省電力公司、甘肅省電力公司、青海省電力公司、寧夏電力公司、新疆電力公司、西藏電力有限公司內容二：電網認識國家電網公司五個區(qū)域電網公司

主要負責各區(qū)域電網之間的電力交易、調度，參與跨區(qū)域電網的投資與建設，協(xié)助國家能源主管部門制訂全國電力發(fā)展規(guī)劃，如三峽輸、配、電網絡工程的建設任務，即由國家電網公司負責。

負責經營管理電網，保證供電安全，規(guī)劃區(qū)域電網發(fā)展，培育區(qū)域電力市場，管理電力調度交易中心，按市場規(guī)則進行電力調度。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

電網主要作用是保證發(fā)電與供電的安全可靠，調整地區(qū)間的電力供需平衡，減少電能損耗，降低發(fā)電和輸配電成本，保持規(guī)定的電能質量和獲得最大的經濟利益。（二）組建國家級電網意義

內容二：電網認識第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，特別是各國相繼建設了大容量火電、水電和原子能電站，電網的容量愈聯愈大。除了在本國形成統(tǒng)一電網外，相鄰地區(qū)和國家也采取電網互聯，組成國際電網。

內容二：電網認識（三）我國電網新技術的應用

特高壓輸電技術直流輸電遠距離、大規(guī)模的電力輸送有利于提高中國乃至世界輸變電設備的制造水平有利于節(jié)約土地資源、保護環(huán)境第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容二：電網認識（三）我國電網新技術的應用第一章電力系統(tǒng)的基礎知識1．遠距離輸電及跨海輸電

跨海輸電及遠距離輸電容量大，如采用交流輸電的話，由于距離長，線路感抗也將增大，從而限制了輸送容量，而且造成運行不穩(wěn)定。另外，由于交流線路存在分布電抗和對地分布電容，會引起線路電壓在很大范圍內發(fā)生變化，必須投入無功補償設備，投資增加。若采用直流輸電，則不存在此類問題。直流輸電線路具有架設方便、能耗小、導線截面可得到充分利用及絕緣強度高等優(yōu)點，使其更適宜于遠距離大容量輸電。

內容二：電網認識（三）我國電網新技術的應用第一章電力系統(tǒng)的基礎知識2．聯接兩個不同頻率的電網，并可實現定電流控制，限制短路電流。

直流輸電一般由整流站、直流線路和逆變站三部分組成。在輸送功率的過程中，整流站把送端系統(tǒng)的三相交流電變?yōu)橹绷麟姡ㄟ^直流電路送到用戶，再通過逆變站把直流電轉變?yōu)榻涣麟?，供給用戶。

內容二：電網認識（三）我國電網新技術的應用第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

今天的直流輸電是以交流電力系統(tǒng)為基礎，在直流輸電網的兩端是兩個換流站和交流系統(tǒng)，如圖1.3所示。若將電能從交流系統(tǒng)A輸送到交流系統(tǒng)B，則換流裝置Ⅰ把交流整流成直流，通過直流電網輸送給換流裝置Ⅱ，換流裝置Ⅱ再把直流逆變?yōu)榕c交流系統(tǒng)B同頻率同相位的交流電饋送給交流系統(tǒng)B。

內容二：電網認識（四）、分析上圖的電力網絡的組成第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容三：電壓等級一、知識目標1、了解額定電壓國家標準2、三相交流電網電力設備額定電壓3、供電質量二、能力目標會運用交流電網及其電力設備額定電壓第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容三：電壓等級(一)電壓等級1、電力系統(tǒng)及電力設備的額定電壓級別系列額定電壓是電力系統(tǒng)及電力設備規(guī)定的正常電壓，即與電力系統(tǒng)及電力設備某些運行特性有關的標稱電壓。

電力系統(tǒng)各點的實際運行電壓允許在一定程度上偏離其額定電壓，在這一允許偏離范圍內，各種電力設備及電力系統(tǒng)本身仍能正常運行。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容三：電壓等級第一章電力系統(tǒng)的基礎知識表1-1我國交流電網和電力設備的額定電壓分類

電網和用電設備額定電壓kV發(fā)電機額定電壓kV電力變壓器額定電壓kV一次繞組二次繞組低壓0.380.660.40.690.38/0.220.66/0.380.4/0.230.69/0.4高壓3610－35661102203305003.156.310.513.8，15.7518，20，2224，26－－－－－－3，3.156，6.310，10.513.8，15.7518.20，22，24，2635661102203305003.15，3.36.3，6.610.5，11－38.572.6121242363550

內容三：電壓等級(一)電壓等級2、額定電壓的國家標準輸配電電壓等級是輸電網與配電網中用于升高電壓和降低電壓的各級電壓層次。電壓等級在同一輸電網或配電網中具有統(tǒng)一性，在電力企業(yè)與制造行業(yè)之間具有標準性。

我國于1959年第一次頒布了國家標準GB156《額定電壓》。國家電壓標準，是統(tǒng)一電力行業(yè)、電力設備制造企業(yè)以及用電工業(yè)和電力用戶之間電壓序列的強制性技術標準。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容三：電壓等級二供電電網和電力設備的額定電壓電力線路的額定電壓1

電力線路（或電網）的額定電壓等級是國家根據國民經濟發(fā)展的需要及電力工業(yè)的水平，經全面技術經濟分析后確定的。它是確定各類用電設備額定電壓的基本依據。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容三：電壓等級二供電電網和電力設備的額定電壓用電設備的額定電壓2

由于用電設備運行時，電力線路上要有負荷電流流過，因而在電力線路上引起電壓損耗，造成電力線路上各點電壓略有不同。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

但成批生產的用電設備，其額定電壓不可能按使用地點的實際電壓來制造，而只能按線路首端與末端的平均電壓即電力線路的額定電壓U來制造。所以，用電設備的額定電壓規(guī)定與同級電力線路的額定電壓相同。

內容三：電壓等級二供電電網和電力設備的額定電壓發(fā)電機的額定電壓3用電設備和發(fā)電機的額定電壓

由于電力線路允許的電壓損耗為±5%，即整個線路允許有10%的電壓損耗，因此為了維護線路首端與末端平均電壓的額定值，線路首端（電源端）電壓應比線路額定電壓高5%，而發(fā)電機是接在線路首端的，所以規(guī)定發(fā)電機的額定電壓高于同級線路額定電壓5%，用以補償線路上的電壓損耗。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容三：電壓等級二供電電網和電力設備的額定電壓電力變壓器的額定電壓4

(1)變壓器一次繞組的額定電壓

1)當電力變壓器直接與發(fā)電機相連，如上圖中的變壓器T1，則其一次繞組的額定電壓應與發(fā)電機的額定電壓相同。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容三：電壓等級二供電電網和電力設備的額定電壓電力變壓器的額定電壓4

2)當變壓器不與發(fā)電機相連，而是連接在線路上，如上圖中的變壓器T2，則可將變壓器看作是線路上的用電設備，因此其一次繞組的額定電壓應與線路額定電壓相同。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容三：電壓等級二供電電網和電力設備的額定電壓電力變壓器的額定電壓4

(2)變壓器二次繞組的額定電壓

變壓器二次繞組的額定電壓，是指變壓器一次繞組接上額定電壓而二次繞組開路時的電壓，即空載電壓。而變壓器滿載運行時，二次繞組內約有5%的阻抗電壓降。因此，下面分兩種情況討論。

第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容三：電壓等級二供電電網和電力設備的額定電壓電力變壓器的額定電壓4

1)如果變壓器二次側供電線路很長（例如較大容量的高壓線路WL），則變壓器二次繞組額定電壓，一方面要考慮補償變壓器二次繞組本身5%的阻抗電壓降，另一方面還要考慮變壓器滿載時輸出的二次電壓要滿足線路首端應高于線路額定電壓的5%，以補償線路上的電壓損耗。所以，變壓器二次繞組的額定電壓要比線路額定電壓高10%，見上圖中變壓器T1。

第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容三：電壓等級二供電電網和電力設備的額定電壓電力變壓器的額定電壓4

2)如果變壓器二次側供電線路不長（例如為低壓線路或直接供電給高、低壓用電設備的線路），則變壓器二次繞組的額定電壓，只需高于其所接線路額定電壓5%，即僅考慮補償變壓器內部5%的阻抗電壓降，見上圖中變壓器T2。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容四：電力系統(tǒng)中性點一、知識目標二、能力目標1、掌握電力系統(tǒng)中性點運行方式特點，應用范圍2、低壓配電系統(tǒng)中性點連接和接地方式具備高低壓中性點運行方式設計能力第一章電力系統(tǒng)的基礎知識b.大電流接地系統(tǒng)，包括中性點經低電阻接地和中性點直接接地兩種形式。a.小電流接地系統(tǒng)，包括中性點不接地和中性點經阻抗接地兩種形式

內容四：電力系統(tǒng)中性點（一）電力系統(tǒng)中性點運行方式第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容四：電力系統(tǒng)中性點（一）電力系統(tǒng)中性點運行方式第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容四：電力系統(tǒng)中性點1、中性點不接地的電力系統(tǒng)（一）電力系統(tǒng)中性點運行方式

中性點不接地的運行方式，即電力系統(tǒng)的中性點不與大地相接。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識我國3～66kV系統(tǒng)，特別是3～10kV系統(tǒng)，一般采用中性點不接地的運行方式。中性點不接地系統(tǒng)一般都裝有單相接地保護裝置或絕緣監(jiān)測裝置，在系統(tǒng)發(fā)生接地故障時，會及時發(fā)出警報，提醒工作人員盡快排除故障；同時，在可能的情況下，應把負荷轉移到備用線路上去。

內容四：電力系統(tǒng)中性點1、中性點不接地的電力系統(tǒng)第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容四：電力系統(tǒng)中性點1、中性點不接地的電力系統(tǒng)第一章電力系統(tǒng)的基礎知識優(yōu)點：

在正常運行時，各相對地分布電容相同，三相對地電容電流對稱且其和為零，各相對地電壓為相電壓。這種系統(tǒng)中發(fā)生一相接地故障時，線間電壓不變。缺點：

發(fā)生一相接地故障時，非故障相對地電壓升高到原來相電壓的√3倍。故障相電容電流增大到原來的3倍。電氣設備的絕緣要按線電壓來選擇。

內容四：電力系統(tǒng)中性點2、中性點經消弧線圈接地的電力系統(tǒng)

（一）電力系統(tǒng)中性點運行方式

在中性點不接地系統(tǒng)中，當單相接地電流超過規(guī)定數值時（3～10kV系統(tǒng)中，接地電流大于30A，20kV及以上系統(tǒng)中接地電流大于10A時），將產生斷續(xù)電弧，從而在線路上引起危險的過電壓，因此須采用經消弧線圈接地的措施來減小這一接地電流，熄滅電弧，避免過電壓的產生。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容四：電力系統(tǒng)中性點2、中性點經消弧線圈接地的電力系統(tǒng)

第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容四：電力系統(tǒng)中性點3、中性點直接接地的電力系統(tǒng)

（一）電力系統(tǒng)中性點運行方式

這種系統(tǒng)的單相接地，即通過接地中性點形成單相短路，單相短路電流比線路的正常負荷電流大許多倍。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識因此，在系統(tǒng)發(fā)生單相短路時保護裝置應動作于跳閘，切除短路故障，使系統(tǒng)的其它部分恢復正常運行。目前我國110kV以上電力網均采用中性點直接接地方式。

內容四：電力系統(tǒng)中性點3、中性點直接接地的電力系統(tǒng)

第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容四：電力系統(tǒng)中性點4、中性點經低電阻接地的電力系統(tǒng)

（一）電力系統(tǒng)中性點運行方式

現代化大、中型城市在電網改造中大量采用電纜線路，致使接地電容電流增大。因此，即使采用中性點經消弧線圈接地的方式也無法完全在發(fā)生接地故障時熄滅電??；而間歇性電弧及諧振引起的過電壓會損壞供配電設備和線路，從而導致供電的中斷。第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

為了解決上述問題，我國一些大城市的10kV系統(tǒng)采用了中性點經低電阻接地的方式。它接近于中性點直接接地的運行方式，在系統(tǒng)發(fā)生單相接地時，保護裝置會迅速動作，切除故障線路，通過備用電源的自動投入，使系統(tǒng)的其他部分恢復正常運行。

內容四：電力系統(tǒng)中性點中性線（N線）保護線（PE線）保護中性線（PEN線）（二）低壓配電系統(tǒng)中性點連接和接地方式

中性點直接接地方式中，從中性點引出的線稱為中性線，用字母N表示。

中性線（N線）的作用，一是用來接相電壓為220V的單相用電設備；二是用來傳導三相系統(tǒng)中的不平衡電流和單相電流；三是減少負載中性點的電壓偏移。

保護線（PE線）的作用是保障人身安全，防止觸電事故發(fā)生。在TN系統(tǒng)中，當用電設備發(fā)生單相接地故障時，就形成單相短路，使線路過電流保護裝置動作，迅速切除故障部分，從而防止人身觸電。兼有中性線和保護線的功能，在我國俗稱為零線或地線第一章電力系統(tǒng)的基礎知識

內容四：電力系統(tǒng)中性點（二）低壓配電系統(tǒng)中性點連接和接地方式

低壓配電系統(tǒng)按電氣設備的外露可導電部分保護接地的形式

1、TN系統(tǒng)

所謂的TN系統(tǒng)，即中性點直接接地系統(tǒng)，且具有中性線（N線）引出。“TN”中“T”表示中性點直接接地，“N”

表示該低壓系統(tǒng)內的用電設備的外露可導電部分直接與電源系統(tǒng)接地點相聯。

TN系統(tǒng)可因其N線和PE線的不同形式，分為TN-C系統(tǒng)、TN-S系統(tǒng)和TN-C-S系統(tǒng)。2、TT系統(tǒng)

所謂的TT系統(tǒng)，也是中性點直接接地系統(tǒng)，且有中性