电力系统简介(1)
附录一—电力系统概述,由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然
附录一：电力系统概述一、电力系统1．电力系统简介英文：power system电力系统图由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服务。
由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，故其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成，并在同一地域内有机地组成一个整体，电能生产必须时刻保持与消费平衡。
因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。
据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。
建立结构合理的大型电力系统不仅便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配，减少总装机容量，节省动力设施投资，且有利于地区能源资源的合理开发利用，更大限度地满足地区国民经济日益增长的用电需要。
电力系统建设往往是国家及地区国民经济发展规划的重要组成部分。
电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。
电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。
2．电力系统发展简况在电能应用的初期，由小容量发电机单独向灯塔、轮船、车间等的照明供电系统，可看作是简单的住户式供电系统。
白炽灯发明后，出现了中心电站式供电系统，如1882年T.A.托马斯·阿尔瓦·爱迪生在纽约主持建造的珍珠街电站。
它装有6台直流发电机（总容量约670千瓦），用110伏电压供1300盏电灯照明。
19世纪90年代，三相交流输电系统研制成功，并很快取代了直流输电，成为电力系统大发展的里程碑。
电力系统简介
变电站是电力系统中用于升高或降低电压的重要设施。
功能
02
变电站负责将发电厂发出的电能进行升压或降压，以适应不同
用电需求。
类型
03
变电站根据其用途可以分为升压站和降压站。
输电线路
定义
输电线路是电力系统中的重要组成部分，负责将电能从发电厂输 送至用电区域。
类型
输电线路根据其架设方式可以分为架空线路和地下电缆。
能源的依赖。
案例四：智能电网的示范与应用
要点一
总结词
要点二
详细描述
智能化、自适应、节能
智能电网是一种将智能化技术应用于电力系统中的电网管 理方式。它通过传感器、通信、控制等技术手段，实现对 电力系统的实时监测、控制和优化管理。智能电网能够提 高电力系统的稳定性和可靠性，同时实现自适应的能源调 度和管理，降低能源损耗，提高能源利用效率。
风能发电
风力发电技术不断进步，风能 资源的开发利用已成为全球能 源转型的重要方向。
水能发电
水力发电包括水坝、水轮机和 潮汐能等，水能资源的综合利 用已成为能源发展的重要领域 之一。
地热能发电
地热能是一种清洁、可再生的 能源，地热能发电技术包括地 热蒸汽发电、地热热水发电等
。
智能电网的建设
分布式能源系统
电力系统的调度控制
调度管理
电力系统通过各级调度机构对电网运行进行 管理和监控，确保系统的稳定、安全和经济 运行。
负荷预测
根据历史数据和气象等信息，对未来电力负荷进行 预测，为电力调度提供重要参考。
发电控制
根据负荷预测和系统运行状况，对发电机的 出力进行控制，保持系统供需平衡。
电力系统的稳定性与安全性
分布式能源系统是智能电网的重要组成部分，包括分布式光伏、储 能、燃气等，能够实现能源的分散式管理和运营。
供电系统基本知识
•
五、电力安全工作规程简单介绍
1、与安全有关的几个词汇解释 2、操作票制度 3、工作票制度 4、安全用具管理 5、触电急救
•
1、与安全有关的几个词汇解释
1）高压和低压设备的区分 2）运用中设备的含意 3）设备双重命名 4）明显断开点 5）五防措施 6）防小动物 7）约时停送电 8）二票三制 9）安全距离
•
1、与安全有关的几个词汇解释
1）高压和低压设备的区分 高压电气设备：电压等级在1000V及以上者。 低压电气设备：电压等级在1000V以下者。 2）运用中的设备 是指全部带有电压、部分带有电压或一经操作即带有电压
的电气设备。 3）设备的双重命名 电气主接线图中的高压设备应具有编号和名称的双重命名
工作接地：指配电变压器中性点通过接地装置与大地相连 。
1）电力系统中性点接地方式 中性点直接接地 • 优点：当系统发生一相接地故障时，能可靠切除故障线
路，限制非故障相对地电压的升高。 • 缺点：短路电流很大，对设备造成一定的冲击。系统对
地不绝缘，易发生人身电击事故。 • 一般使用在380/220V系统，110KV、220KV系统。
1000
安全距离（m ）
7．20
8．70
63（66）、110
1．50
±50及以下
1．50
220
3．00
±500
6．00
330
4．00
±660
8．40
500
5．00
±800
9．30
•
电压等级（KV ）
10
安全距离（m ）
0．95
电压等级（KV ）
500
安全距离（m ）
4．55
电力系统及其自动化简介
电力系统及其自动化简介1. 电力系统概述电力系统是指由发电厂、输电网和配电网组成的能源供应系统。
它负责将发电厂产生的电能经过输电和配电，最终供应给用户使用。
电力系统的主要任务是保证电力的可靠供应、提高电能利用效率，并确保电网的安全运行。
2. 电力系统的组成2.1 发电厂发电厂是电力系统的起点，它将各种能源（如煤炭、天然气、水力、核能等）转化为电能。
常见的发电厂类型包括火力发电厂、水力发电厂、核电站等。
2.2 输电网输电网是将发电厂产生的电能以高电压输送到各个地区的电力网。
输电网通常包括高压变电站、输电路线和变电设备等。
高压输电可以减少电能损耗，提高输电效率。
2.3 配电网配电网将输电网输送过来的高压电能转变为适适合户使用的低压电能。
配电网通常包括变电站、配电路线和配电设备等。
配电网的主要任务是将电能分配给各个用户，并确保电能的可靠供应。
3. 电力系统自动化的意义电力系统自动化是指利用先进的信息技术和控制技术，对电力系统进行监控、控制和管理。
它的浮现和发展，极大地提高了电力系统的运行效率和可靠性。
3.1 监控系统电力系统自动化的核心是监控系统，它通过实时采集和处理电力系统的运行数据，对电力设备的状态进行监测和分析。
监控系统可以匡助运维人员及时发现电力系统中的故障和异常情况，提高故障处理的效率。
3.2 控制系统电力系统自动化还包括控制系统，它通过对电力设备进行远程控制和调节，实现对电力系统的运行状态进行优化和调整。
控制系统可以自动化地实现发机电组的启停、负荷调节、电压控制等操作，提高电力系统的稳定性和可靠性。
3.3 管理系统电力系统自动化还包括管理系统，它通过对电力系统的运行数据进行分析和统计，对电力系统的运行状态进行评估和预测。
管理系统可以匡助电力公司制定合理的运行策略和规划，提高电力系统的运行效率和经济性。
4. 电力系统自动化的技术应用4.1 远动技术远动技术是指通过通信网络实现对电力设备的远程监控和控制。
电力系统继电保护简介1
电力系统继电保护简介电力系统是由电力生产的5个环节：发电、输电、变电、配电和用电组成的整体。
输电网和配电网统称为电网。
完成一次能源转换成电能并输送和分配到用户的统一系统称为一次系统；对一次系统进行保护、控制、测量、调节、监视、通信等相应的辅助系统称为二次系统。
当电力系统中的电力元件发生故障时，向运行值班人员及时发出警告信号，或者向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。
实现这种自动化措施的成套硬件设备，用于保护电力元件的一般称为继电保护装置。
当电力系统本身发生故障或危及其安全运行的事件时，向运行值班人员及时发出警告信号，或者向所控制的断路器发出跳闸命令，以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备。
实现这种自动化措施的成套硬件设备，用于保护电力系统的通称为电力系统安全自动装置。
一、电力系统对继电保护的要求有“四性”：•可靠性（可信赖性和安全性）•选择性•快速性•灵敏性1、可靠性（可信赖性和安全性）可信赖性：要求继电保护在设计要求它动作的异常或故障状态下，能准确地完成动作，即要求不拒动。
安全性：要求继电保护在非设计要求它动作的其他所有情况下，能够可靠不动作，即要求不误动。
可信赖性与安全性是一对矛盾。
实际应用中它与接线方式与电网结构有关。
对于220kV电网以可信赖性为主，重点防止保护拒动。
对于500kV电网以安全性为主，重点防止保护误动。
2、选择性选择性是指期望能在电力元件发生故障时，由最靠近故障元件的继电保护装置动作断开故障。
继电保护选择性是通过合理的动作值整定来完成。
选择性整定原则：越靠近故障点的保护装置的动作灵敏度越大，动作时间应越短。
3、快速性继电保护快速性是指继电保护装置应以允许的可能最快速度动作切除故障。
继电保护快速跳闸，一方面可以减轻故障设备的损坏程度，另一方面是提高电力系统暂态稳定的重要手段。
•注意两点：1）快速性与可靠性之间存在矛盾—只有在继电保护装置可靠动作前提下的快速性才有实际意义。
电力系统分析基础
第一章 电力系统的基本概念一、电力系统简介电力系统的主要元件有发电机、变压器、电力线路和用户的用电设备等。
发电机生产电能，输电线路输送、分配电能，用户使用电能，升压变压器把低电压变为高电压，便于网络传输。
降压变压器将高电压变为低电压，便于用户使用。
这样一个生产电能、输送电能和分配电能、使用电能连接起来的整体称为为电力系统。
二、电力系统运行特点和对电力系统的基本要求1.电力系统的运行特点（1）电能生产、运输、分配及使用的同时性。
（2）电能生产与国民经济和人民生活的密切相关性。
（3）电力系统过渡过程的短暂性。
2.对电力系统的基本要求电力系统根本任务是保证安全、可靠、优质的供电，并最大限度的满足用户电能需求。
因而对电力系统的可靠性有如下要求： （1）尽量满足用户需求。
（2）保证安全可靠的供电。
（3）保证良好的电能质量。
（4）提高系统运行的经济性。
三、电力系统的额定电压1.输电线路的额定电压一般要求线路首端电压比线路额定电压高5%，用电设备的端电压允许偏差为±5%。
线路的平均额定电压等于电力线路首端和末端所连接电气设备额定电压的平均值。
2.发电机的额定电压发电机在线路首端，故其额定电压比线路额定电压高5%。
即：n Gn U U 05.1= 式中： Gn U ——发电机额定电压；n U ——线路额定电压； 3.变压器额定电压变压器一次侧接受电能相当于线路末端，故其额定电压等于线路额定电压；二次侧输出电能相当于线路首端，线路首端电压比线路额定电压高5%，又因变压器带负荷运行时，变压器内部绕组产生电压降，大阻抗变压器这部分电压损耗约为额定电压的5%，因而将大中容量的变压器的二次侧电压再提高5%,即比线路额定电压高10%。
四、电力系统负荷1.负荷按物理性质分为有功负荷和无功负荷。
2.根据对供电可靠性要求分为：一级负荷，二级负荷，三级负荷。
3.负荷曲线是在一段时间内表示负荷随时间变化的规律的曲线。
电力系统背景知识
配电网的结线模式
由于配电网将电能直接输送到最终用户，根据地理环境的不同和用户对供电可靠性要求的不同，配电网的结线模式具有多种形式。
配电网的结线模式
配电网的结线模式
配电网的结线模式
配电网的结线模式
配电架空线路杆型
配电电杆的杆型在不同地区、不同供电局都有一定差别，但基本杆型主要包括：直线杆、耐张杆、转角杆、终端杆。
输电线路设施
2、绝缘子：由固体绝缘材料制成的，安装在不同电位的导体或导体与接地构件之间，能够耐受电压和机械应力作用的部件，绝缘子按照安装方式不同，可分为悬式绝缘子和支柱绝缘子两大类；按照使用的绝缘材料不同可分为瓷绝缘子、玻璃绝缘子和合成绝缘子。分别为悬式、蝴蝶型、横担。
输电线路设施
配电架空线路电气设备
负荷开关：一种主要用于承载、关合和开断正常条件上的电流，并能通过规定的异常电流的开关设备。可将负荷开关与高压熔断器组合成一个整体的组合式负荷开关，用负荷开关来切断负荷电流，用高压熔断器来切断短路电流及过负荷电流，以代替高压断路器。 杆上隔离开关：装在电杆上部用来隔离电路的高压户外型手动操作开关，又称“杆刀”、“刀闸”。
配电架空线路衍生杆型
除基本杆型外，由于配网电杆上带多种附属设备，因此生产出一些衍生杆型。
带油开关的出线杆
配电架空线路电气设备
杆上变压器：指装在电杆上的配电变压器，又称“柱上变压器”或“杆变”。杆上变压器可采用电缆进线或架空进出线，安装时在其一次侧（高压侧）需装跌落式熔断器，用于过电流保护。
变电站设施
配电装置是变电站中交换功率和汇集、分配电能的电气装置，包括母线、断路器、隔离开关、电压互感器（PT）、电流互感器（CT）和避雷器等。
母线
电力系统简介
2. 电力系统负荷
电力系统负荷包括有功功率和无功功率，其全部功率称为视 在功率，等于电压和电流的乘积（单位千伏安）。有功功率 与视在功率的比值称为功率因数。电动机在额定负荷下的功 率因数为0．8左右，负荷越小，其值越低；普通白炽灯和电 热炉，不消耗无功，功率因数等于1。
调度自动化系统
远动装置（RTU）是电力系统计算机监控系统的基础。目前， 世界上多数国家使用应答式RTU，日本则采用循环式RTU。
▪ 华能百万级机组： ▪ 华能玉环（山东省台州市） ▪ 华能金陵电厂(江苏省南京市)（在建）， ▪ 华能海门电厂(广东省汕头市)(在建)。
国家电网公司（SGCC）
▪ State Grid Corporation of China
▪ 国家电网公司成立于2002年12月29日， 公司注册资本金2000 亿元。2009年售电 量为22748亿千瓦时，营业收入为12659.8 亿元，资产总额18600亿元。2010年《财 富》世界500强企业的最新排名，国家电网 公司位列第八。现任国家电网公司党组书 记、总经理：刘振亚（山东工学院本科， 山东大学研究生）。
华能直属单位及分公司图
▪
华能旗下区域公司
▪ 北方联合电力有限责任公司 ▪ 华能呼伦贝尔能源开发有限公司 ▪ 华能吉林发电有限公司 ▪ 华能黑龙江发电有限公司 ▪ 华能山东发电有限公司 ▪ 华能海南发电股份有限公司 ▪ 华能四川水电有限公司 ▪ 华能澜沧江水电有限公司 ▪ 华能西藏发电有限公司 ▪ 华能陕西发电有限公司 ▪ 华能甘肃能源开发有限公司 ▪ 华能宁夏能源有限公司 ▪ 华能新疆能源开发有限公司
华能旗下产业公司
▪ 华能国际电力开发公司（电力开发事业部） ▪ 华能国际电力股份有限公司 ▪ 华能新能源产业控股有限公司 ▪ 华能核电开发有限公司 ▪ 绿色煤电有限公司 ▪ 华能能源交通产业控股有限公司 ▪ 华能资本服务有限公司 ▪ 中国华能集团香港有限公司 ▪ 华能集团技术创新中心（科技事业部） ▪ 西安热工研究院有限公司 ▪ 华能综合产业公司 ▪ 北京华能大厦建设管理有限责任公司 ▪ 华能山东石岛湾核电有限公司 ▪ 华能海南实业有限公司。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电力系统简介(1)
第三节 发电厂、变电所电气设备概述
一、电气一次设备 二、 二次设备 三、电气设备的主要额定参数
■ 额定电压（kV） ■ 额定电流（kA） ■ 额定容量（kVA）
电力系统简介(1)
▉ 电气一次设备
在发电厂和变电所中，为了满足用户对电力的需求和保 证电力系统运行的安全稳定和经济性，安装有各种电气设备。 通常把直接生产、输送、分配和使用电能的设备称为一次设 备。它们包括：
电力系统简介(1)
▉ 电气设备的主要额定参数 — 额定电压
第二类额定电压 第二类额定电压是100～1000V之间的电压等级。这类 额定电压应用最广、数量最多，如动力、照明、家用电器和 控制设备等。 第三类额定电压 第三类额定电压是1000V及以上的高电压等级，见表1-3 所示，主要用于电力系统中的发电机、变压器、输配电设备 和用电设备。
电力ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ统简介(1)
▉ 电气设备的主要额定参数 — 额定电压
额定电压是国家根据经济发展的的需要，技术经济的合 理性，制造能力和产品系列性等各种因素所规定的电气设备 的标准电压等级。我国规定的额定电压，按电压高低和使用 范围分为三类。
第一类额定电压 第一类额定电压是100V及以下的电压等级，主要用于安 全照明、蓄电池及开关设备的直流操作电压。直流为6、12、 24、48V；交流单相为12V和36V，三相线电压为36V。
（1）测量表计。如电压表、电流表、功率表、电能表、 频率表等，用于测量一次电路中的电气参数。
（2）继电保护及自动装置。如各种继电器和自动装置 等，用于监视一次系统的运行状况，迅速反应不正常情况并 进行调节或作用于断路器跳闸，切除故障。
（3）直流设备。如直流发电机、蓄电池组、硅整流装置 等，为保护、控制和事故照明等提供直流电源。
▉ 水力发电厂
1. 能量转换过程
水能（势能）→机械能（动能）→电能
2. 水力发电厂分类
（1）根据集中落差的方式： 堤坝式（如图1-2 河床式水电厂） 引水式 混合式
（2）根据运行的方式： 有调节水电厂 无调节水电厂 抽水蓄能水电厂
电力系统简介(1)
▉ 水力发电厂—河床式水力发电厂
电力系统简介(1)
说明：330kV电压为非国际标准电压等级。在我国电力 系统中只有个别输电线路在使用。
电力系统简介(1)
▉ 中间变电所
中间变电所的电压等级一般为220～330kV，汇集2～3 个电源和若干线路，高压侧起交换功率的作用，或使长距离 输电线路分段，同时降压对一个区域供电。
这样的变电所在系统中主要起中间环节的作用，故称中 间变电所。全所停电后，将引起区域电网的解列。
（1）生产和转换电能的设备。如发电机和变压器等。 （2）接通或断开电路的开关设备。 （3）载流导体。如母线、电缆等。 （4）互感器。互感器分为电压互感器和电流互感器。 （5）保护电器。如电抗器和避雷器等。 （6）接地装置。
电力系统简介(1)
▉ 二次设备
在电力系统中为了能对电气一次设备和系统的运行状况 进行测量、控制、保护和监察而需要一些专门的设备，通常 把这些设备称为电气二次设备。它们包括：
电力系统简介(1)
▉ 地区变电所和终端变电所
地区变电所 地区变电所的电压等级一般为110～220kV，主要向一个 地区用户供电，是一个地区或一个中小城市的主要变电所， 一旦停电，将造成该地区或城市供电的紊乱，甚至中断供电。 终端变电所 终端变电所位于配电线路的末端，接近负荷处，电压等 级一般为35～110kV，经降压后直接向用户供电。降压后的 电压一般为10kV和0.4kV，分别向不同的用户供电。
电力系统简介(1)
▉ 变电所类型— 电力系统与电力网示意图
电力系统简介(1)
▉ 枢纽变电所
枢纽变电所位于电力系统的枢纽点，汇集多个电源，连 接电力系统高压和中压的几个部分，电压等级一般为330～ 500kV。这种变电所一旦停电，将造成大范围停电，引起系 统解列，甚至整个系统瘫痪。因此，枢纽变电所对电力系统 运行的稳定和可靠性起着重要作用。
核反应堆又分为压水堆、重水堆、石墨堆等类型。我国 已建成发电的核电厂有大亚湾和秦山核电厂。
电力系统简介(1)
▉ 核电厂— 核电厂生产过程示意图
电力系统简介(1)
▉ 变电所类型
电力系统的组成结构： 电力系统由发电厂、变电所、线路和用户组成。 变电所是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配 电能的作用。图1-4是一个电力系统与电力系统示意图。
到2005年底，我国发电装机总容量为5亿千瓦时。预计 到2007年底，我国发电装机容量将达到7亿千瓦时。我国装 机容量和发电量均位列世界第二。
电力系统简介(1)
第二节 发电厂和变电所类型
一、发电厂类型
■ 火力发电厂 ■ 风力发电厂 ■ 太阳能发电
二、变电所类型
■ 枢纽变电所 ■ 地区变电所
■ 水力发电厂 ■ 核电厂
■ 中间变电所 ■ 终端变电所
电力系统简介(1)
▉ 火力发电厂
1. 能量转换过程
燃料的化学能→热能→机械能→电能
2. 火力发电厂三大主机
锅炉 汽轮机 发电机
3. 火力发电厂分类
凝气式火力发电厂，生产过程示意图见1-1 热电厂
电力系统简介(1)
▉ 火力发电厂— 凝汽式火电厂生产过程示意图
电力系统简介(1)
电力系统简介(1)
2020/11/27
电力系统简介(1)
第一节 我国电力工业的发展概况
电能具有便于输送、分配、使用、控制等优点，被广泛 应用于现代工农业、交通运输、科学技术、国防建设及人民 生活中，已成为不可缺少的二次能源。电力工业的发展水平 已成为衡量一个国家综合国力和现代化水平的重要标志。
我国具有丰富的能源资源。可开发利用的水能蕴藏量约 为3.78亿kW，居世界首位。
▉ 核电厂
核电厂是利用核能发电的电厂，这是一种大有发展前途 的新能源，一般建在自然资源匮乏的缺电地区。核电机组与 普通火力发电机组不同的是以核反应堆和蒸汽发生器替代了 锅炉设备，而汽轮机和发电机部分则基本相同。
图1-3是核电厂发电方式示意图。原子核反应堆是核电厂 的核心部分，它是一个可以被控制的核裂变装置，以铀— 235或铀—238（或铀—239）为燃料。