单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,电力工程,电力工程,第四节 电力系统接线方式和电压等级,一、电力系统接线方式,电力系统是最大的人工系统，它敷设在非常广大的地域上，因而任何人想在不长的时间内看到整个系统的全部连接的实际情况那是不可能的，然而只能通过看元件连接情况的单线图，从而了解到整个系统的连接情况。,第四节 电力系统接线方式和电压等级一、电力系统接线方式,1,、电力系统接线图,电力系统的接线图有两种：电气接线图和地理接线图。,电气接线图较详细地表示出电力系统各主要元件之间的电气联系，但不能反映各发电厂，变电所的相对地理位置。,在地理接线图上，各发电厂，变电所的相对地理位置以及各条电力线路的路径都按一定比例表示出来，但各主要元件之间的电气联系却不能在图中表示清楚。因此，这两种接线图常配合使用。,1、电力系统接线图,电力工程第2次课电力系统接线方式和电压等级ppt课件,电力工程第2次课电力系统接线方式和电压等级ppt课件,2,、电力系统接线,电力系统的接线方式应能满足电力系统运行的基本要求：,（,1,）必须保证用户供电的可靠性,（,2,）必须能灵活地适应各种可能地运行方式,（,3,）应力求节约设备和材料，减少设备费用和运行费用，使电网地建设和运行比较经济；,（,4,）应保证各种运行方式下运行人员能安全操作。,2、电力系统接线,电力系统的接线方式大致可分无备用和有备用两类。,（,1,）无备用接线。用户只能从一个方向取得电源的接线方式，包括单回路放射式，干线式和链式网络，如图所示。这类接线适用于向二类负荷供电。,电力系统的接线方式大致可分无备用和有备用,无备用接线方式,放射式,(b),干线式,(c),链式,（,2,）有备用接线。它是用户可以从两个或两个以上方向取得电源的接线方式，如图所示的双回路放射式，干线式，链式以及环式和两端供电网络。,无备用接线方式,有备用接线方式,（,a,）放射式,(b),干线式,(c),链式,(d),环式,(e),两端供电网,这类接线适用于对一，二类负荷尤其是一类负荷供电，应当优先考虑采用有备用接线,电力工程第2次课电力系统接线方式和电压等级ppt课件,二、电力系统电压等级,近代电力系统中，各部分电压等级之所以不同,，,是因为三相功率,S,和线电压,U,、线电流,I,之间的关系为,S,UI,。当输送功率一定时，输送电压越高，电流越小，导线等载流部分的截面积越小，投资就越小；但是电压越高，杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也就越大。综合考虑以上因素，对应于一定的输送功率和输送距离应有一个最合理的线路电压。但从设备角度考虑，为保证生产的系列性，又不能任意确定线路电压。另外，规定的标准电压等级越多也不利于电力工业的发展。考虑到现有的实际情况和进一步的发展，我国国家规定的标准电压（又称额定电压）如表所示。选择线路电压，只能选择国家规定的电压等级,。,二、电力系统电压等级,电力工程第2次课电力系统接线方式和电压等级ppt课件,电力工程第2次课电力系统接线方式和电压等级ppt课件,电气设备的额定电压通常是由制造厂根据其工作条件确定的电压。电力系统正常运行时，发电机、变压器、用电设备等，各种电气设备只有在额定电压运行时，技术经济性能才能最好，安全可靠运行以及使用寿命都能得到保证。但是，从设备制造及运行管理的角度考虑，额定电压等级不宜过多，且电压级差不宜过小。为了使得电力工业和电工制造业的生产标准化、系列化和统一化，世界上的许多国家和有关国际组织都制定有关于标准电压等级的条例。,电气设备的额定电压通常是由制造厂根据其工作条件确定的电压。电,我国规定的各种电气设备额定电压，按电压的高低分为三类：,第一类是,100V,以下的额定电压，见表，它们主要用于安全照明、蓄电池及开关设备的直流操作电源。表中的三相,36V,电压等级，只作为特殊情况下安全照明负荷用。,我国规定的各种电气设备额定电压，按电压的高低分为,第二类是,100V,以上、,1000V,以下的额定电压，见表，它们主要用于一般电力负荷及照明设备。表中括号的电压，只用于矿井下或其他安全条件要求较高之处。,第二类是100V以上、1000V以下的额定电压，见表，它们主,第三类是,1000V,以上的额定电压，见表，它们主要用于发电机、变压器及用电设备。,第三类是1000V以上的额定电压，见表，它们主要用于发电机、,从上表可以看出，即使在同一个电压等级中，各种电气设备（发电机、变压器、电力线路、用电设备等）的额定电压并不完全相等。某一级的额定电压是以用电设备的额定电压为中心而定的，为了使相互连接的电气设备都能运行在比较有利的电压下，各电气设备的额定电压之间有一个相互配合的问题。,从上表可以看出，即使在同一个电压等级中，各种电气设备（发电机,（）用电设备的额定电压,（）发电机的额定电压,（）电力线路的额定电压,（）变压器的额定电压,、电力系统中发电机、变压器、电力线路、,用电设备等额定电压的确定,（）用电设备的额定电压、电力系统中发电机、变压器、电力线,（）用电设备的额定电压,用电设备的额定电压为,U,N,（最理想、最经济的工作电压），也是其他元件的参考电压。,发电机的额定电压比电网的额定电压高,5,。因为发电机可以直接带负荷。,（）发电机的额定电压,（）用电设备的额定电压用电设备的额定电压为UN（最理想、最,（）电力线路的额定电压,（）电力线路的额定电压,电力工程第2次课电力系统接线方式和电压等级ppt课件,升压变压器（例如,35/121,，,10.5/242,）,一次侧（低压侧）接电源，相当于用电设备，一次侧额定电压等于,用电设备的额定电压；,直接和发电机相联的变压器,一次侧额定电压等于,发电机的额定电压；,二次侧（高压侧）接线路始端，向负荷供电，相当于发电机，应比线路的额定电压高,5%,，加上变压器内耗,5%,，所以二次侧额定电压等于,用电设备的额定电压,110%,。,升压变压器（例如35/121，10.5/242）,降压变压器（,110/38.5,，,220/38.5,）,一次侧（高压侧）接线路末端，相当于用电设备，一次侧额定电压等于,用电设备的额定电压；,二次侧（低压侧）向负荷供电，相当于发电机，应比线路的额定电压高,5%,，加上变压器内耗,5%,，所以二次侧额定电压等于,用电设备的额定电压,110%,。,降压变压器（110/38.5，220/38.5）,2,、电力网电压等级的选择,2、电力网电压等级的选择,第五节 电力系统负荷,一、电力系统负荷的定义以及构成,1,、电力负荷,电力系统中发电厂所发出的电能除了一部分在传输和分配过程中损失以外，大多数供给用户使用。所谓的用户包括：工业、农业、交通、国防以及人民生活。所谓电力负荷是指发电厂或电力系统中，在某一时刻所承担的各类用电设备消费电功率的总和，叫电力负荷。各种用户的用电规律往往是千差万别的，而且它们在一年四季中、一天,24,小时内的用电情况随时都在变化。由于电能产品是不能存储的，生产和消费间的依赖关系非常密切，所以在电力系统的运行管理中，都必须研究各种负荷的特性，否则无法保证电力系统的正常可靠供电和经济运行。,第五节 电力系统负荷一、电力系统负荷的定义以及构成,2,、电力系统负荷按类型分为以下几类：,（,1,）、用电负荷：用户的用电设备在某一时刻实际取用的功率的总和。通俗来讲就是用户在某一时刻对电力系统所要求的功率。从电力系统来讲，则是指该时刻为了满足用户用电所须具备的发电出力。,（,2,）、线路损失负荷：电能在输送过程中发生的功率和能量损失叫线路损失负荷。,（,3,）、供电负荷：用电负荷加上同一时刻的线路损失负荷称为供电负荷。,（,4,）、厂用负荷：发电厂厂用设备所消耗的功率称厂用负荷。,（,5,）、发电负荷：供电负荷加上同一时刻各发电厂的厂用负荷，构成电网的全部生产负荷，称为电网发电负荷。,2、电力系统负荷按类型分为以下几类：,3,、按电力系统中负荷发生的时间对负荷分类,（,1,）高峰负荷：是指电网或用户在一天时间内所发生的最大负荷值。通常选一天,24,小时中最高的一个小时的平均负荷为最高负荷。,（,2,）最低负荷：是指电网或用户在一天,24,小时内发生的用电量最小的一点的小时平均电量。,（,3,）平均负荷：是指电网或用户在某一段确定时间阶段内的平均小时用电量。,3、按电力系统中负荷发生的时间对负荷分类,4,、根据突然中断供电所造成的损失程度分类 一级负荷：是指突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起周围环境严重污染的；将会造成经济上的巨大损失的；将会造成社会秩序严重混乱或在政治上产生严重影响的。,二级负荷：是指突然中断供电会造成经济上较大损失的；将会造成社会秩序混乱或政治上产生较大影响的。,三级负荷：是指不属于上述一类和二类负荷的其他负荷。,用电负荷的这种分类方法，其主要目的是为确定供电工程设计和建设标准，保证使建成投入运行的供电工程的供电可靠性能满足生产或安全、社会安定的需要。,4、根据突然中断供电所造成的损失程度分类 一级负荷：是指突,二、负荷曲线,通常把负荷随时间变化的情况画成的目，称为负荷曲线。负荷曲线是指某一时间段内负荷随时间变化的规律。绘制负荷曲线时，一般以横坐标表示时间，纵坐标表示负荷。负荷曲线的种类很多。,二、负荷曲线,（,1,）按负荷种类分为有功负荷曲线和无功负荷曲线,;,（,2,）按时间的长短分为日负荷、月负荷和年负荷曲线；,（,3,）按计量地点分为个别用户、电力线路、变电所、发电厂和电力系统的负荷曲线。,以下介绍几种典型的负荷曲线：,（1）按负荷种类分为有功负荷曲线和无功负荷曲线;,1,有功功率日负荷曲线,用户的有功功率日负荷曲线是反映一天,24h,内有功负荷的变化。可以根据运行中的记录绘出。有功功率日负荷曲线是制定各发电厂发电负荷计划及系统调度运行的依据,.,虽然系统中不同用户的有功功率日负荷曲线变化较大,但系统总的有功功率日负荷曲线却相当平坦。为了简化计算和便于绘制，常把连续变化的负荷看成在测量的那一小段时间内不变，因此负荷曲线可以绘制成阶梯形。如图是电力系统典型综合有功负荷曲线的一个例子。,1有功功率日负荷曲线,有功功率日负荷曲线,典型有功功率日负荷曲线,有功功率日负荷曲线典型有功功率日负荷曲线,2,无功功率日负荷曲线,无功功率日负荷曲线是与有功功率日负荷曲线不完全相似,因为一日之内功率因数是变化的,在低负荷时功率因数相对较低,而在高峰负荷时功率因数较高。一般白天出现无功最大负荷,晚上出现有功最大负荷。无功功率日负荷曲线如图所示,。,无功功率日负荷曲线,2无功功率日负荷曲线无功功率日负荷曲线,由于一日之内功率因数是变化的，在低负载时功率因数相对较低，而在高峰负载时，功率因数较高，因此无功负载曲线同有功负载曲线不完全相似。两种曲线中相应的极值不一定同时出现。通常，无功功率的日负载曲线比较平缓，有功功率日负载曲线在,24h,内变化较大，一般在深夜呈现低谷，在上午和傍晚用电高峰时呈现峰值,。,日负载曲线有三个具有代表性特征的数值，它们是：,最大负载 ，又称峰荷；,最小负载,，又称谷荷；,平均负载,由于一日之内功率因数是变化的，在低负载时功率因数相对较,为了说明负载曲线的起伏程度，常引用负载率和最小负载系数两个系数：,值得注意的是：电力系统中各用户的日最大负载、最小负载一般都不会出现在同一时刻。,因此，全系统的最大负载总是小于各用户最大负载之和，而全系统的最小负载总是大于各用户最小负载之和。,为了说明负载曲线的起伏程度，常引用负载率和最小负载系数,3,有功功率年负荷曲线,表示一年内每月最大有功负荷变化的曲线,称年最大有功功率负荷曲线,如图所示,实际中常据此制定发电设备的检修计划。,有功功率年负荷曲线,3有功功率年负荷曲线有功功率年负荷曲线,4,年持续负荷曲线,年持续负荷曲线是将一年中系统负荷按其大小及持续时间顺序排列而成的,如图所示。,年持续负荷