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1、第一章供配電知識1.1電力系統(tǒng)概述1.2對供電系統(tǒng)的基本要求和電能質(zhì)量1.3工業(yè)與民用供電系統(tǒng)1.4實訓(xùn)——電力系統(tǒng)及變配電所思考題1.1電力系統(tǒng)概述1.1.1電力系統(tǒng)1.電力系統(tǒng)的概念由于電能不能大量儲存,電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和使用就必須在同一時間內(nèi)完成?！坝筛鞣N電壓的電力線路將一些發(fā)電廠、變電所和電力用戶聯(lián)系起來”的一個發(fā)電、變電、輸電、配電和用電的整體,稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)加上發(fā)電廠的動力部分及其熱能系統(tǒng)和熱能用戶,就是動力系統(tǒng)。在整個動力系統(tǒng)中,除發(fā)電廠的鍋爐、汽輪機(jī)等動力設(shè)備外的所有電氣設(shè)備都屬于電力系統(tǒng)的范
2、疇,主要包括發(fā)電機(jī)、變壓器、架空線路、電纜線路、配電裝置、各類用電設(shè)備。圖1-1所示是電力整體結(jié)構(gòu)示意圖,圖1-2所示是從發(fā)電廠到電力用戶的輸、配電過程示意圖。圖1-1電力結(jié)構(gòu)示意圖圖1-2從發(fā)電廠到電力用戶的輸、配電過程示意圖2.電力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)建立大型的電力系統(tǒng)可以更經(jīng)濟(jì)合理地利用動力資源,減少電能損耗,降低發(fā)電成本,保證供電質(zhì)量,并大大提高供電可靠性,有利于整個國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。為了充分利用動力資源,減少燃料運(yùn)輸,降低發(fā)電成本,可以在有水力資源的地方建造水電站,在有燃料資源的地方建造火電廠。但是,這些有動力資源的地方,往往離用電中
3、心地區(qū)較遠(yuǎn),必須用高壓輸電線路進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電。這就需要各種升壓、降壓變電所和輸配電線路。特別是在構(gòu)成環(huán)網(wǎng)后,對重要用戶的供電就有了保證,當(dāng)系統(tǒng)中某局部設(shè)備故障或某部分線路檢修時,可以通過變更電力網(wǎng)的運(yùn)行方式,對用戶連續(xù)供電,這就減少了由于停電所造成的損失,減少了系統(tǒng)的備用容量,使電力系統(tǒng)的運(yùn)行更具有靈活性。另外，各地區(qū)也可以通過電力網(wǎng)互相支援,電網(wǎng)所必需的備用機(jī)組數(shù)量可大大地減少。1.1.2發(fā)電廠1.發(fā)電廠類型自然界中存在的電能只有雷電。人類使用的所有電能都不能從一次能源中直接獲得,而必須由其他形式的能源(如水能、熱能、風(fēng)能、光能
4、等)轉(zhuǎn)化而來。發(fā)電廠是實現(xiàn)這種能源轉(zhuǎn)化的場所。它是電力系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)。發(fā)電廠按照所利用的能源種類可分為水力、火力、風(fēng)力、核能、太陽能發(fā)電廠等。現(xiàn)階段我國的發(fā)電廠主要是火力發(fā)電廠和水利發(fā)電廠,同時核電廠也在大力發(fā)展中。近年來,國家也開始建立起一批利用綠色能源和再生能源進(jìn)行發(fā)電的發(fā)電廠,如風(fēng)力發(fā)電廠、潮汐發(fā)電廠、太陽能發(fā)電廠、地?zé)岚l(fā)電廠和垃圾發(fā)電廠等,以逐步緩解未來能源短缺和綠色環(huán)保問題并做到因地制宜,合理利用。根據(jù)電廠容量大小及其供電范圍,發(fā)電廠可分為區(qū)域性發(fā)電廠、地方性發(fā)電廠和自備電廠等。區(qū)域性發(fā)電廠大多建在水力或煤礦資源豐富的地區(qū)附
5、近,其容量大,距離用電中心遠(yuǎn),往往是幾百公里以至一千公里以上,需要超高壓輸電線路進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電。地方性發(fā)電廠一般為中小型電廠,建在用戶附近。自備電廠建在大型廠礦企業(yè),作為自備電源,對重要的大型廠礦企業(yè)和電力系統(tǒng)起到后備作用。2.發(fā)電廠的電壓、頻率一般發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)發(fā)出的電是對稱的三相正弦交流電(有效值相等,相位差分別相差120°,三相電壓為eu、ev、ew,如圖1-3所示)。在我國,發(fā)電廠發(fā)出的電壓等級主要有10.5kV、13.8kV、15.75kV、18kV等,頻率則為50Hz,此頻率通稱為“工頻”。工頻的頻率偏差一般不得超過±0
6、.5Hz。頻率的調(diào)整主要是依靠發(fā)電廠調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)的。電力系統(tǒng)中的所有電氣設(shè)備,都是在一定的電壓和頻率下工作的。能夠使電氣設(shè)備正常工作的電壓就是它的額定電壓。各種電氣設(shè)備在額定電壓下運(yùn)行時,其技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)性最佳。頻率和電壓是衡量電能質(zhì)量的兩個基本參數(shù)。由于發(fā)電廠發(fā)出的電壓不能滿足各種用戶的需要,同時電能在輸送過程中會產(chǎn)生不同的損失,所以需要在發(fā)電廠和用戶之間建立電力網(wǎng),將電能安全、可靠、經(jīng)濟(jì)地輸送、分配給用戶。圖1-3對稱的三相電源1.1.3電力網(wǎng)1.電力網(wǎng)的概念在電力系統(tǒng)中,在各個發(fā)電廠、變電所和電力用戶之間,用不同電
7、壓的電力線路將它們連接起來,這些不同電壓的電力線路和變電所的組合,稱為電力網(wǎng)。電力網(wǎng)的任務(wù)是輸送和分配電能,即把由各發(fā)電廠發(fā)出的電能經(jīng)過輸電線路傳送并分配給用戶。2.電力網(wǎng)的分類電力網(wǎng)按其電壓、用途和特征可分為:直流電力網(wǎng)和交流電力網(wǎng),低壓電力網(wǎng)和高壓電力網(wǎng),城市電力網(wǎng)、工礦電力網(wǎng)和農(nóng)村電力網(wǎng),戶外電力網(wǎng)和戶內(nèi)電力網(wǎng)等。通常為了便于分析研究,把電力網(wǎng)分成區(qū)域電力網(wǎng)和地方電力網(wǎng)。電壓在35kV以上,供電區(qū)域較大的電力網(wǎng)叫區(qū)域電力網(wǎng)。電壓在35kV以下,供電范圍不大的電力網(wǎng)叫地方電力網(wǎng)。至于35kV的電力網(wǎng),可屬于區(qū)域電力網(wǎng),也可屬于
8、地方電力網(wǎng)。電力網(wǎng)按其在電力系統(tǒng)中的作用不同,又可分為供電網(wǎng)和配電網(wǎng)。如果電能是先從電源輸送到供、配電中心,然后從供、配電中心再引出配電網(wǎng),則這種電力網(wǎng)叫供電網(wǎng),它是電力系統(tǒng)中的主網(wǎng),又稱網(wǎng)架,電壓通常在35kV以上。
