电网络电力系统基础知识补充（PPT131页)

自我介绍：田洪E-mail:[e-mail]：13696916814ADD：实验楼3号楼202室QQ：173558182欢迎交流探讨课程概述学习目的：大规模电网/大规模集成电路分析方法总学时：2*16=32考试方式：开卷成绩构成：期末考试成绩占60%，平时成绩（考勤、课堂提问、PPT演讲等）占20%，作业20%电力系统的组成电力系统的基本组成发电系统输电系统配电系统负荷电力系统的基本组成发电系统火力发电厂，简称火电厂或火电站，其能量转换过程是：燃料的化学能→热能→机械能→电能水力发电厂，简称水电厂或水电站，其能量转换过程是：水流位能→机械能→电能核能发电厂，通常称为核电站，其能量转换过程是：核裂变能→热能→机械能→电能风力发电、地热发电、太阳能发电厂电力系统的基本组成输电系统交流与直流爱迪生与特斯拉——低压直流输电与高压交流输电逆变技术——高压直流输电系统稳定性输电线路成本较低但换流站成本高没有过零点，灭弧困难半导体器件过载能力低较适宜用于长距离输电和区域电网互联电力系统的基本组成输电系统——主要是三相交流系统电压等级那么问题来了：中国有哪些电压等级？何为低压、中压、高压、超高压、特高压？中国：0.38、10、35、110、220、500(3、20、66、330、750、1000)低压：≤400V；中压：3kV~20kV；高压：110~220kV超高压：330kV~750kV；特高压：1000kV美国：0.208/0.48、4.16、12.47、13.8、34.5、46、69、115、138、161、230、287.5、345、500、765电力系统的基本组成配电系统——分配电能降低电压并直接向用户供电通常为380V~110kV配电变电站、开关站配电线路——存在部分低压单相线路电力系统的基本组成负荷工业负荷、农业负荷、交通运输负荷、市政生活负荷重要程度：一类、二类、三类一类：重要交通枢纽、医院等二类：重要企业、大型商场等三类：其余，如居民用电等照明负荷、动力负荷、热力负荷我国的电力工业五大发电集团华能、华电、大唐、国电、中电投两大电网公司国家电网公司东北、华北、西北、华东、华中、西藏南方电网公司云南、贵州、广西、广东、海南两大建设集团中国电力建设集团中国能源建设集团我国的电力工业新疆西藏南方电网华中电网华东电网西北电网华北电网东北电网灵宝直流葛南直流龙政直流宜华直流500千伏辛洹线500千伏高姜双回线江城直流我国的电力工业我国的电力工业特高压国外特高压：前苏联和日本建成特高压线路但降压运行前苏联：交流1150kV设计，500kV运行日本：交流1000kV设计，500kV运行建设目的输电代替输煤，能源资源优化配置西部新能源东送电网相互支援，提高稳定性——“坚强的智能电网”我国的电力工业我国的电力工业特高压——现在中国已建成多少特高压线路？世界之最——我国已建成的特高压世界上第一条商业运行的1000kV特高压交流输电线路（2009.1.6）山西晋东南——河南南阳——湖北荆门世界上第一条±800kV直流输电线路：云南楚雄——广东曾城（2010.6）输送容量最大、送电距离最远的±800kV直流输电线路：四川宜宾——上海奉贤（2010.7）我国的电力工业特高压我国已建成的特高压锦屏（四川）—苏南（苏州）±800千伏特高压直流（2012.12.12）安徽淮南—上海沪西1000千伏特高压交流（）（2013.9.25）哈密南—郑州±800千伏特高压直流（2014.1.27）溪洛渡左岸（四川宜宾双龙）—浙江金华±800千伏特高压直流（2014.7.3）云南普洱—广东江门±800千伏特高压直流（2014.9.3）浙北—福州1000千伏特高压交流（2014.11.19开始调试）我国主要煤电基地分布宝清呼盟锡盟霍林河准格尔陕北晋东南彬长宁东哈密准东伊犁鄂尔多斯晋中晋北淮南陇东规划2015年规划2020年特高压电网建设目标我国的电力工业特高压我国已建成的特高压锦屏（四川）—苏南（苏州）±800千伏特高压直流（2012.12.12）安徽淮南—上海沪西1000千伏特高压交流（）（2013.9.25）哈密南—郑州±800千伏特高压直流（2014.1.27）溪洛渡左岸（四川宜宾双龙）—浙江金华±800千伏特高压直流（2014.7.3）云南普洱—广东江门±800千伏特高压直流（2014.9.3）浙北—福州1000千伏特高压交流（2014.11.19开始调试）第二章电力一次系统一次系统：由发电机、送电线路、变压器、断路器等，发电、输电、变电、配电等设备组成的系统。它们是电力系统的主体，其功能是将发电机所发出的电能，经过输变电设备，逐级降压送到配电系统，而后再由配电线路把电能分配到用户。二次系统：是由继电保护、安全自动控制、系统通讯、调度自动化、DCS自动控制系统等组成的系统。二次系统是电力系统不可缺少的重要组成部分，它是实现人与一次系统的联系监视、控制，使一次系统能安全经济地运行。2.1电力系统常见一次设备变压器互感器成套设备开关设备避雷器电容器、电抗器等等高压设备低压设备AC50Hz1200VDC1500V发电机电力变压器（文字符号为T或TM）：三相变压器SN≥5kVA单相变压器SN≥1kVA2.1电力系统常用电气设备一、电力变压器额定容量（kVA）100、125、160、200、250、315、500、630、800、1000……分类（1）按相数：三相、单相。（2）按功能：升压变、降压变。（3）按绝缘介质：油浸式、干式。（4）按调压方式：无载调压、有载调压。油浸式变压器2.1电力系统常用电气设备一、电力变压器铁轭铁芯绕组调压开关313233三绕组升压变与降压变排列顺序的差异电力变压器3536373839调压方式变压器分接头——分接头设在高压侧和中压侧无载调压——先设分接头再加电压有载调压——可带负载调压电力变压器分接头方案分接头电压四分接头方案（1）+5%、+2.5%、-2.5%、-5%四分接头方案（2）+2.5%、-2.5%、-5%、-7.5%四分接头方案（3）-2.5%、-5%、-7.5%、-10%两分接头方案（1）-5%、-10%两分接头方案（2）+5%、-5%分接头方案分接头电压六分接头方案（1）+7.5%、+5%、+2.5%、-2.5%、-5%、-7.5%八分接头方案（2）+8%、+6%、+4%、+2%、-2%、-4%、-6%、-8%41424345462.1电力系统常用电气设备二、互感器互感器——仪用变压器根据变压器的变压、变流原理将一次电量（电压、电流）转变为同类型的二次电量，该二次电量可作为二次回路中测量仪表、保护继电器等设备的电源或信号源。功能：1）变换：大电流高电压小电流低电压2）隔离：为了防止大电流高电压电量对仪器、控制元件等设备的破坏2.1电力系统常用电气设备二、互感器电流互感器（CT/TA）一次绕组匝数少，截面积大，串联于被测量电路内二次绕组匝数多，截面积小，与测量仪表和继电器的电流线圈串联。二、互感器1、电流互感器LDZ1-10、LDZJ1-10型环氧树脂浇注绝缘单匝式电流互感器。二、互感器1、电流互感器LDZ1-10、LDZJ1-10型环氧树脂浇注绝缘单匝式电流互感器。二、互感器1、电流互感器LQZ-35型环氧树脂浇注绝缘线圈式电流互感器。二、互感器1、电流互感器LJW、LCDZ型户外油浸式瓷绝缘电流互感器二、互感器1、电流互感器L型户外油浸式电流互感器单相接线两相V形接线两相电流差接线星形接线主要用来测量单相负荷电流或三相系统中平衡负荷的某一相电流。又称不完全星形接线、两相星形接线，在6∼10kV中性点不接地系统中应用较广泛。通常应用于继电保护线路中。用来测量负荷平衡或不平衡的三相电力系统中的三相电流。二、互感器1、电流互感器电流互感器接线方式接线的注意事项二次侧不能开路运行-铁心高度饱和，铁芯损耗加剧、过热而损坏互感器绝缘-二次侧产生高电压威胁人身安全二次侧必须有一端接地防止一次侧与二次侧之间的绝缘被击穿，一次侧高电压导入二次侧极性接线的极性应正确，否则进入二次回路的电流与预期不同，可能导致设备损坏二、互感器1、电流互感器误差来源二次负载电流越小误差越大二、互感器1、电流互感器10%误差曲线一次电流倍数：短路电流是互感器额定一次电流的多少倍二、互感器1、电流互感器精确度用途0.2、0.2s、0.5、0.5s、1、3、5、10注意：互感器精确度的S级：0.2S和0.2级都是同一精度的CT。但S级在轻负载（10%)时一样可以达到精度要求，不带S级的CT要在负载达到30%时才能达到精度要求P级：继电保护专用，过载能力强（5P10、5P20、10P10、10P20）二、互感器1、电流互感器计量用——电能计量测量用——电流值指示保护用——继电保护那么问题又来了。。。测量与保护用互感器精度类似，是否可以混用？——相位精度电流互感器的饱和问题一次电流倍数：短路电流是互感器额定一次电流的多少倍二、互感器1、电流互感器二、互感器1、电流互感器二、互感器2、电压互感器一次接线端子板上节电容分压器下节电容分压器电磁单元二次输出接线板油位视察窗接地板吊装孔二、互感器2、电压互感器二、互感器2、电压互感器JDXN－35电压互感器JCC-20型串级式电压互感器一个单相接线两个单相V形接线三个单相结成Y0/Y0三个单相三绕组接成适用于电压对称的三相线路适用于三相三线制系统通常应用于继电保护线路中。剩余电压绕组——单相接地故障二、互感器2、电压互感器二、互感器2、电压互感器接线的注意事项二次侧不能短路短路时产生极大地短路电流，可能烧毁电压互感器二次侧必须有一端接地防止一次侧与二次侧之间的绝缘被击穿，一次侧高电压导入二次侧极性接线的极性应正确，否则进入二次回路的电流与预期不同，可能导致设备损坏精确度用途0.2、0.2s、0.5、0.5s、1、3、3p、6p注意：互感器精确度的S级：0.2S和0.2级都是同一精度的CT。但S级在轻负载（10%)时一样可以达到精度要求，不带S级的CT要在负载达到30%时才能达到精度要求P级：继电保护专用，过载能力强电压互感器的精度测量用——电压值指示保护用——继电保护误差来源——绕组电抗电压互感器的误差电学中的对偶关系：CT——励磁电流——铁芯电抗PT——绕组压降——绕组阻抗电场磁场电感电容二、互感器1、电压互感器电子式互感器有源型光电互感器电子式互感器马吕斯定律：I=I0cos2θ光互感器全光纤电流互感器三、开关设备1、高压断路器1）额定电压为3kV及以上2）能够关合、承载和开断电流3）正常电流和异常电流（如短路电流、过负荷电流）补充：电弧及触头的基本知识一、电弧的基本知识电弧产生的条件：切断有电流的电路时，如果触头间电压大于10~20V，电流超过80mA时，触头间会产生强烈而耀眼的光柱，即是电弧。补充：电弧及触头的基本知识一、电弧的基本知识电弧的形成机理：自由电子的产生碰撞游离形成电弧热游离维持电弧补充：电弧及触头的基本知识一、电弧的基本知识电弧：是一种能量集中、温度很高、亮度很大的气体导电现象。电弧的特点：电弧由阴极区、阳极区和弧柱区三部分组成。弧心：温度最高、电流密度最大的弧柱中心部位。弧焰：弧柱周围温度较低、亮度明显减弱的部分。补充：电弧及触头的基本知识一、电弧的基本知识电弧：是一种能量集中、温度很高、亮度很大的气体导电现象。电弧的特点：电弧温度很高，发出强烈的白光，故称弧光放电为电弧。弧柱区中心可达到10000℃以上，表面温度也有3000～4000℃。补充：电弧及触头的基本知识一、电弧的基本知识电弧：是一种能量集中、温度很高、亮度很大的气体导电现象。电弧的特点：电弧是一