电力生产常识输配电.ppt

电力生产常识输配电.ppt

《电力生产常识输配电.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力生产常识输配电.ppt（24页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

电力生产基本常识输电与配电,普华科技-技术服务部许浩13917266790,第一部分电力生产概述,电力生产的任务及特点电力生产的主要环节电力系统的构成,电力生产的任务及特点,电力生产是指把各种一次性能源，包括化石燃料（煤炭、石油和天然气等）、可再生能源（水能、风能、太阳能、潮汐能、地热能和生物质能等）以及核能转换成电能，并输送和分配到电力用户的过程；从事电能生产、传输和销售的行业称之为电力行业；电力生产有一个十分重要的特点，即电能的生产、输送、分配直到用户的使用都是在同一瞬间完成的；由于目前电能还没有办法进行大规模的储存，因此电力生产的各个环节必须随时保持平衡，形成一个完整的、高度协同动作的电力系统；,电力生产的主要环节,电力生产过程包括电能的生产、输送和分配，因此严格地讲，电力生产应包括发电、输电和配电三个主要环节；由于从发电到输电以及配电，电力需要经过多次的电压变化，因此变电存在于这三个主要环节之中；发电：

目前世界各国电力工业普遍采用的发电方式是：

火力发电、水力发电和核能发电，其中火力发电包括燃煤发电、燃油发电和天然气发电；在各种发电方式中，火力发电存在污染物排放问题，其中粉尘、灰渣、碳氧化物和硫化物可以采取技术措施加以防治，但无法解决二氧化碳的排放问题；输电：

随着电力生产规模的扩大、输电容量的增大以及输电距离的不断增长，陆续出现了高压输电（220kv），超高压输电（330、380、500、750kv）以及特高压输电（1000kv及以上）；配电：

电力生产的配电环节是从输电环节接受电能，并根据,电力生产的主要环节,各类用户的不同需求，以最少的消耗将电能分配到各行各业的用户；配电环节应根据用户的重要性和对电力的依赖程度（电力可靠性以及电能质量）分门别类加以对待；变电：

变电存在于上述电力生产的三个主要环节之中；

（1）在发电环节需要配备升压变电站以将电力送入输电环节；

（2）在输电环节，为了满足不同电压输电网之间的连接、输电线路的正常交汇以及将电力输送至配电环节，变电所起到变换电压、控制电力流向和电压调节的作用；（3）在配电环节中，电压需要经过多次变换才能满足电力用户的需求，这里变电不仅起到变换电压的作用，而且还起控制电力流向、分配电力和保证电压质量的作用；,电力系统的构成,第二部分输电与配电,概述变电所架空电力线路电力电缆线路直流输电灵活交流输电,概述,

（一）输配电的基本概念输电是将电力从发电厂向供电区输送，或进行不同电网之间的电力交换或互送；配电则是在一个供电区将电力分配到用户；输电设施包括输电线路、变电所、开关站和换流站等；配电设施包括配电线路和配电变电所等；

（二）输电方式输电方式主要有交流输电与直流输电两种；绝大多数交流输电是三相交流输电；目前采用的直流输电系统，绝大多数是两端直流输电，又称端对端直流输电，主要用于长距离、大容量输电和两个电网之间的互联；（三）配电方式配电几乎无例外的都是交流配电；直流配电技术正在研究中；,概述,（四）输配电电压等级电压等级是指输电网和配电网用于升高电压和降低电压的各级电压层次；输配电电压等级必须符合国家电压强制标准；输电电压可分为高压输电电压（HV）-220KV，超高压输电电压（EHV）-330KV、500KV等，特高压输电电压（UHV）-1000KV及以上；配电电压分为高压配电电压（输电电压）-35KV、55KV、110KV，中压配电电压（一次配电电压）-10KV、20KV，低压配电电压（二次配电电压）380/220V；为进一步满足电力增长需求、降低电能损耗和促进电力设备标准化的需要，配电电压有逐步采用较高一级电压的发展趋势；我国大多数电网的电压序列是：

500/220/110/35/10/0.38KV西北地区电网的电压序列则为：

750/330/110/35/10/0.38KV,变电所,

（一）变电所的作用变电所是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力流向、调整电压的电力设施，它是连接发电厂、电力网和电力用户的中间环节，同时通过变压器将各种不同电压级别的电网联系起来；,变电所,

（二）变电所的种类变电所按其用途可分为：

（1）升压变电所：

这种变电所通常都建在发电厂，通过升压变压器把发电机输出电能的电压升高，从而把电力送到较远的用电地区；

（2）区域变电所和枢纽变电所：

区域变电所是向数个地区或大型城市供电的变电所，它的高压侧电压为电网的最高电压（220KV-500KV），低压侧为35KV-220KV；枢纽变电所是汇集多个电源和输电主干线的重要变电所，高低侧电压的情况与区域变电所相同；几个枢纽变电所和若干输电主干线组成了电力主网的骨架，并作为下一级电网的主要电源；（3）地区变电所和用户变电所：

地区变电所是向一个地区或大、中城市供电的变电所，它通常从110KV-220KV的电网受,变电所,电，低压侧电压为6-35KV；地区变电所以受电为主，降压后向电力用户供电；用户变电所高压侧电压为10-35KV，低压侧电压即为用电设备电压，在我国为380/220V；变电所按其结构形式可分为：

（1）屋外变电所：

除仪表、继电器、直流电源等设备放在室内外，变压器、开关等主要设备都放在屋外的变电所；具有建筑面积小、建设费用低、占地面积大等特点；我国大多数电压较高的变电所均为屋外变电所；

（2）屋内变电所：

主要设备均放在屋内的变电所；这种变电所只适用于市内居民密集的地区，或海岸、盐湖、化工厂等空气污秽的地区；屋内变电所的电压一般不超过110KV；（3）地下变电所：

城市电网的高压地下变电所；向地铁牵引供电的地下牵引变电所；向宾馆、体育场、写字楼等大型建筑物供电的专用地下用户变电所；（4）移动式变电所：

移动式变电所的设备安装在车辆上，供临时或短期用电场所的需要；,变电所,变电所的电压通常以变压器的高压侧电压来表示，例如：

110KV变电所、220KV变电所等；（三）变电所的设备变电所内同电力系统连接的变压器称为主变压器，专供所内自用电源的变压器称为所用变压器；主变压器的总容量就是变电所的容量；变电所的设备还有：

开闭电路的开关设备，汇集电流的母线，计量、控制用的互感器，仪表、继电保护装置，防雷设备，通信、调度设备和所用电源装置等，此外还有屋外构架、控制室等建筑；为了保证电压质量，有的变电所还需要电力电容器、调相机等无功补偿装置；变压器的种类按相数可以分为：

（1）单相变压器：

重量轻，便于运输，三台连接组成三相；需要备用时，只设一台即可；在容量相同时，用三台单相变压器比一台三相变压器投资大、材料消耗多；

（2）三相变压器：

一台有三相，材料省、造价低、损耗小；,变电所,目前普遍采用三相变压器，只有在大容量变压器运输困难时，才采用由三台单相变压器连接成的变压器组；变压器按其改变电压值的作用，还可分为升压变压器和降压变压器；互感器：

为了监视和控制设备的运行情况，分析和统计生产指标、计量电能量，保证变电所的安全经济运行和电能质量，变电所需要装设测量仪表（如：

电流表、电压表和功率表）及继电保护装置等；这些仪表和继电保护装置不可能直接接到大电流和高电压的母线和电器设备上，为此需要装设电压互感器和电流互感器，把高电压、大电流按规定比例变成可与仪表、继电器相连接的低电压、小电流；开关设备：

开关设备包括断路器、隔离开关等，都是用于合上或断开电路的设备；,变电所,母线、屋外构架及防雷设施

（1）变电所的母线起集中电力和分配电力的作用，变压器和变电所的多回进、出线的开关设备均与母线连接；

（2）屋外构架除用于安装母线外，往往还用于安装隔离开关、高压熔断器等电气设备；（3）变电所的防雷设施主要有避雷器和避雷针；（4）根据变电所的规模和供电要求来确定采用哪一种主接线方式；变电所常用的电器主接线有：

单母线（母线、断路器任一检修/断开时变电所都不能继续供电）、单母线加旁路母线（断路器检修/断开时变电所能够继续供电）、双母线加旁路母线（母线、断路器检修/断开时变电所能够继续供电）；组合电器：

组合电器是将断路器、高压熔断器、电流互感器、电压互感器、隔离开关、母线接地开关、避雷器等电气设备和母线，按照变电所电气主接线的要求组合在一起，承担电能传输和切换任务的整体成套设备；目前组合电器中气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）在中高压电网和城市配电网中,变电所,应用的十分广泛；组合电器能简化变电所的接线，缩小变电所的占地面积，减少现场安装工作，事故率也相应减少；配电电气设备：

配电电气设备是指那些在配电网上使用的电气设备，包括配电变压器、负荷开关、高压熔断器、柱上断路器、柱上隔离开关、分段器、环网开关柜和自动重合器等；无功补偿装置：

连接在电网上，向电网注入或从电网吸收无功功率的装置，称之为无功补偿装置；由于电网上有很多电气设备，包括变压器、电动机等都需要感性无功功率，这些无功功率均需要发动机发出的无功功率通过输电线路输送来满足其需求，但输电线路在输送无功功率的过程中要引起电力损耗，因此装设无功补偿设备的目的就是要减少线路损耗和提高功率因数，功率因数提高了就可以相应的提高输电线路输送有功功率的能力和电力的利用率；,架空电力线路,

（一）架空电力线路概述？

架空电力线路的作用是输送电力，它把发电厂、变电所和用户连接起来，构成输电网和配电网；由于它用以传导电流的导线是用绝缘子和金具架设在杆塔上的，故称架空线路或架空电力线路；目前高压输电和乡村配电线路大多采用架空线路；

（二）架空线路的构成？

架空线路一般由导线、绝缘子、金具、杆塔及其基础、避雷线和接地装置等构成；导线的主要作用是传导电流，它是线路的基本组成部分；一般来说架空输电线路选用强度较高的导线，如：

钢芯铝绞线；而配电,架空电力线路,线路则可选用铝绞线；重冰区或大跨越线路可选用钢芯铝合金绞线；避雷线的主要作用是保护导线，防御雷直接击落在导线上；接地装置是为了连接避雷线和土壤，以便把雷电流引入地下；导线在传导电流时，应保持三相之间互相绝缘，并对地绝缘，因此需要绝缘子；金具是用来连接导线和绝缘子，并把它们安装于杆塔上的金属附件；杆塔是为了架设导线，以使导线对地及其三相之间均有一定距离；,电力电缆线路,

（一）电力电缆线路概述采用电缆输送电力的输电和配电线路，称为电力电缆线路；电力电缆线路多建在城市中；

（二）电力电缆线路的构成电力电缆线路主要由电缆本体、电缆接头、电缆终端等组成；（三）电力电缆的分类电力电缆是由外包绝缘层的导线所构成的，可分为：

油浸纸绝缘电缆（主要应用于20世纪50年代前）、挤包绝缘电缆（已经取代了油浸纸绝缘电缆）、压力电缆（主要应用于63KV及以上电压等级的电缆线路）、光纤复合电缆（将光纤与电力电缆复合在一起进行铺设和运行，取代分别铺设光缆与电缆，具有经济实用等特点，尤其适合海底铺设）,电力电缆线路,（四）配电架空电缆线路配电线路中悬挂在户外电线杆或建筑物墙上的电力电缆线路，称为配电架空电缆线路；配电架空电缆线路的特点是安全可靠，在户外架设不受风、雨、雪等自然条件的影响，能确保安全可靠供电；,直流输电,

（一）直流输电概述直流输电的基本原理如图5-39所示，它包括两个换流站和直流输电线路，以及两端交流系统I和；当交流系统I向交流系统供电时，换流站1（整流站）运行于整流状态，把交流系统I送来的三相交流电变换成直流，经直流输电线路送到换流站2，此时换流站2（逆变站）运行于逆变状态，把直流电变换成三相交流电送入交流系统；,直流输电,

（二）直流输电的特点直流输电的主要特点有：

（1）直流架空线路结构简单、造价低、损耗小；

（2）用电缆输送直流电时，其耐受直流电压的能力比交流电压越高3倍左右，同时在直流电压作用下，电缆无电容电流，因此可实现远距离电缆送电，并且直流电缆输送容量大，造价低，不容易老化，寿命长；（3）采用直流输电可实现电网间的非同步互联，增强了各电网的独立性和可靠性；（4）直流输电本身无交流输电的稳定问题；（5）直流输电换流站比交流变电所增加了换流装置及相关的配套设备；,直流输电,（三）直流输电的应用直流输电的应用可分为两大类型：

（1）采用交流输电在技术上有困难或不可能时；这种应用包括：

不同频率电网之间的联网、长距离电缆送电采用交流因电容电流太大而无法实现时等情况；

（2）在技术上采用交流输电和直流输电均能实现，但采用直流输电技术经济性能比交流输电好；这种应用包括：

大城市地下电缆输电；远距离海底电缆输电；由于直流输电线路只有两根导线，因此其线路造价要比交流输电线路低很多，但直流输电系统的换流站造价要比交流变电所高很多；,灵活交流输电系统,

（一）灵活交流输电概述灵活交流输电系统（FlexibleACTransmissionSystems）又称柔性交流输电系统，英文简称FACTS，它将电力电子技术应用于交流输电系统中，从而实现输电系统电压、电流、功率的灵活控制，增强故障隔离能力，将原来基本不可控的电网变得可以全面控制，从而大大提高了电力系统的灵活性和安全稳定性，使现有输电线路的输送能力得到显著提高；灵活交流输电设备可分为串联型（对输电系统电压进行控制）、并联型（对输电系统电流进行控制）和串并联混合型目前灵活交流输电技术已经在美国、日本、瑞典、巴西等国的超高压输电工程中得到了应用，并证明了其多方面的优越性；随着电力电子技术的飞速发展，灵活交流输电系统造价高的问题将得到明显的改善，发展前景不可估量，必将改变电力系统的传统面貌，并促使电力系统发生重大变革；,