第一章

電力系統(tǒng)

主要內(nèi)容

有關(guān)電力系統(tǒng)知識及發(fā)電廠和變電所的主接線教學(xué)難點(diǎn)電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)及各種主接線的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用范圍教學(xué)重點(diǎn)電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)及各種主接線的優(yōu)缺點(diǎn)及其適用范圍概述電力系統(tǒng)中電源的構(gòu)成各種形式的發(fā)電廠動力系統(tǒng)與電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)運(yùn)行的負(fù)荷電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)及要求電力系統(tǒng)的電壓等級發(fā)電廠和變電所的電氣主接線課外作業(yè)5/17/20231第一章電力系統(tǒng)5/17/20232

電是什么?

電力在生活中的廣泛運(yùn)用?電能的發(fā).輸.配.送是怎樣完成的?5/17/20233什么是電力系統(tǒng)?什么是動力系統(tǒng)？5/17/202341－熱力網(wǎng)；2－變壓器；3－負(fù)荷；4一高壓電動機(jī)；5－照明負(fù)荷；6－低壓電動機(jī)5/17/20235包括發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)、升壓及降壓變電所、電力線路及用電設(shè)備總稱就是電力系統(tǒng)。

發(fā)電廠、變電所、電能用戶之間用電力線路連接起來，發(fā)電廠與熱能用戶之間用熱力管道聯(lián)系起來，構(gòu)成電能和熱能的統(tǒng)一生產(chǎn)、輸送、分配和使用的總體稱為動力系統(tǒng)

5/17/20236重點(diǎn)動力系統(tǒng)＝電力系統(tǒng)+動力部分電力系統(tǒng)=電力網(wǎng)＋發(fā)電機(jī)＋用電設(shè)備5/17/20237一電力系統(tǒng)概述

電能是二次能源煤，石油，天然氣水利電能其他能源5/17/20238電能生產(chǎn)原理一次能源熱能勢能電能5/17/20239火力發(fā)電廠凝汽式火力發(fā)電廠

單一生產(chǎn)電能的火電廠，效率低文本文本文本文本文本文本文本文本文本熱電廠

即生產(chǎn)電能又能向用戶提供熱能，效率高5/17/202310我國常采用那種形式的火力發(fā)電廠?為什么?5/17/202311在凝汽式火力發(fā)電廠中，由于做過功的蒸汽(稱為乏汽)中仍含有熱量，被凝結(jié)成水時，這些熱量基本上被循環(huán)水帶出變成熱損失，因而這種類型電廠效率不高，先進(jìn)的電廠其效率也不過37％～40％，凝汽式火力發(fā)電廠生產(chǎn)過程見圖1—1。熱電廠效率較高，可達(dá)60％～70％，但是受熱負(fù)荷等條件的限制，建熱電廠的數(shù)量有限。提高凝汽式電廠效率的有效途徑是盡量采用高溫度、高壓力的蒸汽參數(shù)和大容量的汽輪機(jī)一發(fā)電機(jī)組。5/17/2023125/17/202313水力發(fā)電廠

按集中落差方式不同，水電廠的開發(fā)方式分為堤壩式、引水式及混合式三類，以期望得到盡可能大的落差P=9．81ηQH式中P——發(fā)電容量，kW；Q——水流量，m3／s；H——水的落差，m；η——水輪機(jī)組的效率。5/17/202314堤壩式水電廠示意圖5/17/202315引水式水電廠樞紐布置圖5/17/202316在河流上游，當(dāng)河床坡度較大時，宜于修建隧洞和渠道以獲取最大落差，利用這種方式修建的水電廠稱為引水式水電廠。引水式水電廠不建壩或只建低壩，該壩只起壅水作用，落差靠引水渠道或隧洞形成。根據(jù)河流特點(diǎn)也可建造兼有堤壩式和引水式兩種特點(diǎn)的水電廠，稱為混合式水電廠。5/17/202317水電廠生產(chǎn)電能的原理無論哪一類水電廠，均是通過壓力水管把水引人水輪機(jī)的螺旋形蝸殼，推動水輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，帶動發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動，把機(jī)械能變?yōu)殡娔?。由上可見，水電廠的生產(chǎn)過程遠(yuǎn)比火力發(fā)電廠簡單。5/17/202318其他發(fā)電廠核能電廠地?zé)犭姀S潮汐電廠風(fēng)力發(fā)電5/17/202319電力并網(wǎng)運(yùn)行的優(yōu)越性減少系統(tǒng)總備用容量的比重可采用高效率的大容量機(jī)組可充分利用水電廠的水能資源可減少負(fù)荷的峰值提高供電可靠率5/17/202320三三電力三系統(tǒng)三的負(fù)三荷用電三設(shè)備三從電三力系三統(tǒng)中三取用三的功三率(有功三與無三功)稱為三負(fù)荷用負(fù)三荷曲三線表三示和三反應(yīng)三一天三或者三一年三的用三電量三（折三線法三和階三梯法)三類三負(fù)荷5/三4/三20三2321第Ⅰ類負(fù)三荷：三這類三用戶三停電三將造三成人三身事三故、三設(shè)備三損壞三、產(chǎn)三品報三廢、三生產(chǎn)三秩序三長期三不能三恢復(fù)三、市三政生三活混三亂等三。第Ⅱ類負(fù)三荷：三該類三負(fù)荷三供電三中斷三將造三成用三戶大三量減三產(chǎn)，三使人三民生三活受三到影三響。第Ⅲ類負(fù)三荷：三不屬三于第Ⅰ、Ⅱ類的三負(fù)荷三，如三工廠三的附三屬車三間，三小城三鎮(zhèn)及三農(nóng)村三公用三負(fù)荷三等。依據(jù)三這種三分類三，供三電部三門可三以采三用不三同的三技術(shù)三措施三，滿三足各三類負(fù)三荷的三供電三可靠三性要三求5/三4/三20三2322所謂三負(fù)荷三曲線三就是三指在三某一三段時三間內(nèi)三用電三負(fù)荷三大小三隨時三間變?nèi)娜€三圖。5/三4/三20三2323負(fù)荷三曲線三的最三高點(diǎn)三和最三低點(diǎn)三分別三代表三日最三大負(fù)三荷和三日最三小負(fù)三荷，三是電三力系三統(tǒng)運(yùn)三行中三必須三掌握三的重三要數(shù)三據(jù)。5/三4/三20三2324四三電力三系統(tǒng)三運(yùn)行三特點(diǎn)三及要三求電能三的特三點(diǎn)：不能三儲存三（發(fā)三輸配三送同三時完三成）暫態(tài)三過程三非常三迅速電力三與國三家社三會關(guān)三系密三切5/三4/三20三2325對電力三系統(tǒng)三運(yùn)行三要求保證三供電三可靠三性保證三電能三質(zhì)量提高三電力三系統(tǒng)三運(yùn)行三經(jīng)濟(jì)三性5/三4/三20三2326電力三系統(tǒng)三的電三壓等三級額定三電壓三：技術(shù)三經(jīng)濟(jì)三性能三指標(biāo)三都將三發(fā)揮三得最三好時三的標(biāo)三準(zhǔn)電三壓就三稱為三額定三電壓，同三時，電力三網(wǎng)應(yīng)三有自三己的三額定三電壓三，并三且規(guī)三定電三力網(wǎng)三的額三定電三壓和三用電三設(shè)備三的額三定電三壓相三一致三。我國三有自三己制三定的三一套三適合三我國三國情三的標(biāo)三準(zhǔn)電三壓5/三4/三20三2327課外三作業(yè)發(fā)電三廠，三水電三廠生三產(chǎn)電三能的三原理三？電能三有幾三大特三點(diǎn)？對電三力系三統(tǒng)的三要求三是什三么？動力三系統(tǒng)三及電三力系三統(tǒng)的三區(qū)別三是什三么？5/三4/三20三2328五三發(fā)三電廠三和變?nèi)娝闹魅泳€對主三接線三的基三本要三求保證三供電三可靠三性主接三線應(yīng)三簡單三，明三了，三運(yùn)行三靈活三，操三作方三便保證三維護(hù)三檢修三基本三安全三，方三便滿足三擴(kuò)建三要求力求三一次三投資三及年三運(yùn)行三費(fèi)用三低5/三4/三20三2329單母三線接三線方三式優(yōu)點(diǎn)簡單三清晰三、設(shè)三備少三、投三資小三、操三作方三便、三易于三擴(kuò)建三等缺點(diǎn)可靠三性和三靈活三性較三差，三當(dāng)母三線或三母線三隔離三開關(guān)三檢修三時，三必須三斷開三它所三接的三全部三電源三，因三此所三有出三線也三須停三電；三此外三，當(dāng)三線路三斷路三器檢三修期三間，三必須三停止三該回三路的三送電適用三范圍三：6～22三0k三V系統(tǒng)三中只三有一三臺發(fā)三電機(jī)三或一三臺主三變壓三器，三且出三線回三路又三不多三的中三、小三型發(fā)三電廠三或變?nèi)娝?、三二類三它不三能滿三足一三負(fù)荷三的要三求5/三4/三20三23305/三4/三20三2331單母三分段三式接三線方三式可靠三性較三單母三接線三式要三高分段三的數(shù)三目取三決于三電源三容量三的大三小以三及電三源進(jìn)三線和三負(fù)荷三出線三的多三少，三一般三以2～3段為三宜。三此種三接線三既保三留了三單母三線的三優(yōu)點(diǎn)三，又三在一三定程三度上三提高三了供三電可三靠性三，所三以廣三泛應(yīng)三用于三中、三小容三量發(fā)三電廠三的6～10三kV接線三和6～22三0k三V變電三所中。5/三4/三20三23325/三4/三20三2333帶旁路三母線三的單三母線三接線三方式優(yōu)點(diǎn)三：提三高了三供電三可靠三性，三便于三檢修缺點(diǎn)三：投三資高三，配三電裝三置復(fù)三雜廣泛三地用三于出三線數(shù)三較多三的11三0k三V及以三上的三高壓三配電三裝置三中，三因?yàn)槿@些三線路三電壓三等級三高、三輸送三功率三較大三、送三電距三離較三遠(yuǎn)、三停電三影響三較大三，同三時高三壓斷三路器三每臺三檢修三時間三也較三長。5/三4/三20三23345/三4/三20三2335雙母三線接三線方三式運(yùn)行三方式三靈活供電三可靠三性高擴(kuò)建三方便雙母三線有三許多三優(yōu)點(diǎn)三，在三大中三型發(fā)三電廠三和變?nèi)娝袕V三為采三用，三并已三積累三了豐三富的三運(yùn)行三經(jīng)驗(yàn)三。但三這種三接線三使用三設(shè)備三較多三，投三資較三大，三配電三裝置三較復(fù)三雜。5/三4/三20三23365/三4/三20三2337圖1－17雙母三線分三段接三線三圖1－18雙母三線帶三旁路三母線三接線5/三4/三20三2338簡要三介紹三其他三接線雙母三線分三段接三線雙母三線帶三旁路三母線三接線一臺三半斷三路器三接線變壓三器母三線組三接線無匯三流母三線接三線單元三接線三和橋三形，三角形三接線三等5/三4/三20三2339第二三章三電力三系統(tǒng)三短路三故障三分析主要三內(nèi)容電力三系統(tǒng)三短路三故障三分析三和計三算以三及短三路電三流的三電動三力和三發(fā)熱三分析學(xué)習(xí)三難點(diǎn)短路三故障三分析三計算學(xué)習(xí)三重點(diǎn)短路三故障三分析三計算三和短三路電三流的三電動三力電力三系統(tǒng)三短路三的一三般概三念短路三的種三類短路三的原三因短路三對設(shè)三備和三系統(tǒng)三的危三害短路三電流三的電三動力短路三電流三的發(fā)三熱特三點(diǎn)和三發(fā)熱三分析5/三4/三20三2340一三電力三系統(tǒng)三短路三故障三分析短路三的定三義及三種類短路三是相三與相三之間三通過三電弧三或其三它較三小阻三抗的三一種三非正三常連三接。三在中三性點(diǎn)三直接三接地三系統(tǒng)三中或三三相三四線三制系三統(tǒng)中三，還三指單三相或三多相三接地(或接三中性三線)。三相三系統(tǒng)三中短三路的三基本三類型三有：三三相三短路三、兩三相短三路、三單相三接地三短路(單相三接地)和兩三相接三地短三路5/三4/三20三2341（a)三相三短路三；(b三)兩相三短路三；(c三)單相三接地三短路三；(d三)兩相三接地三短路5/三4/三20三2342三相三短路三是對三稱短三路，三因?yàn)槿藭r三三相三電流三和電三壓仍三然是三對稱三的(短路三回路三的三三相阻三抗相三等)，只三是電三流大三大增三加，三電壓三大大三降低三而已三。上述三幾種三基本三類型三的短三路，三除三三相短三路外三都是三不對三稱短三路。三因?yàn)槿@時三三相三處于三不同三情況三下，三每相三電路三中的三電流三和電三壓的三數(shù)值三不相三等，三其電三流與三電壓三夾角三也不三相等三。上三面所三說各三種短三路是三指同三時在三同一三地點(diǎn)三短路三。此三外．三在電三網(wǎng)中三還可三能在三不同三地點(diǎn)三同時三發(fā)生三短路三，如三兩相三在不三同地三點(diǎn)發(fā)三生接三地短三路。三在電三機(jī)和三變壓三器中三還可三能發(fā)三生一三相繞三組匝三間短三路等三。5/三4/三20三2343二三發(fā)三生短三路的三原因發(fā)生三短路三的主三要原三因是三電氣三設(shè)備三載流三部分三的絕三緣被三破壞三。絕三緣損三壞多三是由三于未三及時三發(fā)現(xiàn)三和消三除的三設(shè)備三缺陷三，以三及設(shè)三計、三制造三、安三裝和三運(yùn)行三維護(hù)三不良三所致三。如三過電三壓、三設(shè)備三直接三遭受三雷擊三、絕三緣材三料老三化和三機(jī)械三損傷三等原三因就三常使三設(shè)備三絕緣三損壞三而造三成短三路。5/三4/三20三2344三三短路三對設(shè)三備和三系統(tǒng)三的危三害短路三對設(shè)三備的三危害三，概三括起三來一三是電三流的三熱效三應(yīng)使三設(shè)備三燒壞三，損三壞絕三緣；三二是三電動三力使三設(shè)備三變形三、毀三壞。三對系三統(tǒng)的三危害三是使三供電三受阻三，甚三至造三成系三統(tǒng)穩(wěn)三定的三破壞三，使三之出三現(xiàn)非三故障三部分三的大三面積三停電三。短三路也三同時三引起三電網(wǎng)三的電三壓降三低，三特別三是靠三近短三路點(diǎn)三處降三低得三更多三，結(jié)三果可三能導(dǎo)三致部三分或三全部三用戶三的供三電中三斷5/三4/三20三2345短路三時電三壓下三降得三越大三，持三續(xù)時三間越三長，三對系三統(tǒng)穩(wěn)三定運(yùn)三行的三破壞三也越三嚴(yán)重三。為了三保證三電力三系統(tǒng)三中電三氣設(shè)三備安三全可三靠地三運(yùn)行三，減三輕一三旦發(fā)三生短三路時三的影三響，三除努三力設(shè)三法消三除可三能引三起短三路的三一切三原因三外，三還應(yīng)三盡快三切除三短路三故障三部分三，使三系統(tǒng)三電壓三在較三短的三時間三內(nèi)恢三復(fù)到三正常三值。三為此三，可三采用三快速三動作三的繼三電保三護(hù)裝三置和三跳閘三時間三短的三斷路三器。5/三4/三20三2346四三短路三分析三計算不對稱三短路三的分三析計三算，三都是三用對三稱分三量法三將不三對稱三量分三解為三對稱三系統(tǒng)三來計三算，三因此三三相三短路三的分三析計三算是三各種三短路三故障三分析三計算三的基三礎(chǔ)，三所以三短路三故障三的分三析計三算一三般是三從三三相短三路故三障開三始。5/三4/三20三2347五三短路三電流三的電三動力三及發(fā)三熱分三析在短三路時三，特三別是三當(dāng)沖三擊電三流通三過電三氣設(shè)三備和三載流三導(dǎo)體三時，三電動三力可三能達(dá)三到很三大的三數(shù)值三，以三致?lián)p三壞電三器。三因此三，電三氣設(shè)三備和三載流三導(dǎo)體三必須三具有三足夠三的機(jī)三械強(qiáng)三度，三能承三受短三路時三電動三力的三作用三，即三應(yīng)具三有足三夠的三電動三穩(wěn)定三性。5/三4/三20三2348當(dāng)任三意截三面的三兩根三平行三導(dǎo)體三中有三電流i1和i2流過三時，三導(dǎo)體三間的三相互三作用三力如三圖2—三3所示三，可三用下三式計三算：式中i1和i2三——導(dǎo)體三中電三流瞬三時值三，kA；L—三—平行三導(dǎo)體三長度三，cm；a—三—導(dǎo)體三軸線三間距三離，cm；K—三—導(dǎo)體三形狀三系數(shù)三；F—三—作用三力，N。5/三4/三20三2349六三短路三電流三的熱三效應(yīng)電器三和載三流導(dǎo)三體在三短路三電流三流過三時，三雖然三因繼三電保三護(hù)動三作將三短路三切除三，流三過短三路電三流的三時間三很短三，但三因短三路電三流超三過正三常工三作電三流很三多倍三，溫三度仍三會上三升很三高。三電器三和載三流導(dǎo)三體在三短路三電流三流過三時間三內(nèi)溫三度上三升的三最高三值，三應(yīng)不三超過三短時三發(fā)熱三的容三許溫三度。三滿足三此條三件，三則電三器和三載流三導(dǎo)體三是滿三足熱三穩(wěn)定三的。5/三4/三20三2350圖所三示為三電氣三設(shè)備三流過三負(fù)荷三電流三及短三路電三流時三的溫三度變?nèi)€。三設(shè)周三圍媒三質(zhì)溫三度為θ0，在零三時刻三到t1時刻三內(nèi)設(shè)三備未三投入三工作三，溫三度是θ0。在t1時刻三到t2時刻三內(nèi)設(shè)三備投三入工三作，三流過三負(fù)荷三電流I1，溫度三上升三到島θ1。時刻三發(fā)生三短路三，溫三度上三升到θk，到t3時刻三短路三被切三除。t3時刻三以后三，假三如設(shè)三備退