电力系统基础知识课件.ppt

电力基础知识怀朔风电场刘立强 1 2 什么是电力系统 3 电力网 电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体 电力系统 由发电厂中的电气部分 各类变电所及输电 配电线路及各种类型的用电设备组成的统一体 称为电力系统 具体组成如下 发电厂 生产电能 电力网 变换电压 传送电能 由变电所和电力线路组成 配电系统 将系统的电能传输给电力用户 电力用户 高压用户额定电压在1kV以上 低压用户额定电压在1kV以下 用电设备 消耗电能 动力系统 在电力系统的基础上 把发电厂的动力部分 例如火力发电厂的锅炉 汽轮机和水力发电厂的水库 水轮机以及核动力发电厂的反应堆等 包含在内的系统 通常 将发电厂电能送到负荷中心的线路叫输电线路 负荷中心至各用户的线路叫配电线路 负荷中心一般设变电站 4 电气部分 声明 内部资料请匆转载 电气的本意就是电 也就是 带电的 生产和使用电能的 与电相关的 对于电气部分可以泛泛地理解为 由所有带电设备及其附属设备所组成的全部 包括风电场在内的各类发电厂站 实现电压等级变换和能量输送的电网 消耗电能的各类设备 用户或负荷 共同构成了电力系统 电力系统就是用于生产 传输 变换 分配和消耗电能的系统 各个环节的带电部分统称为其各自的电气部分 电气设备 电气设备 声明 内部资料请匆转载 电力系统的生产运行 是通过各种电气设备来实现的 电气设备的功能各不相同 分为 一次设备和二次设备 一次设备即生产 变换 输送 分配和使用电能的设备 有发电机 变压器 开关设备 输电线路 接地装置等 二次设备是指对一次系统进行测量 控制 监视和保护的设备 有互感器 测量仪表 继电保护等 一次设备 声明 内部资料请匆转载 生产和转换电能的设备发电机 机械能转换为电能 一次设备 声明 内部资料请匆转载 生产和转换电能的设备发电机 机械能转换为电能 电动机 电能转化为机械能 鼠笼型异步电动机 一次设备 声明 内部资料请匆转载 生产和转换电能的设备发电机 机械能转换为电能 电动机 电能转化为机械能 变压器 电压升高或降低 满足输配电需要 PicturesofTransformers PicturesofTransformers PicturesofTransformers 一次设备 声明 内部资料请匆转载 接通或断开电路的开关电器断路器 正常时用来接通和断开负荷电流 故障时受继电保护控制 将电路自动断开 声明 内部资料请匆转载 少油断路器 罐式及磁柱式SF6断路器 一次设备 声明 内部资料请匆转载 接通或断开电路的开关电器断路器 正常时用来接通和断开负荷电流 故障时受继电保护控制 将电路自动断开 隔离开关 将一次设备与带电部分可靠隔离 没有灭弧装置 只有在断路器断开后 才能接通和断开隔离开关 声明 内部资料请匆转载 低压真空隔离开关 一次设备 声明 内部资料请匆转载 接通或断开电路的开关电器断路器 正常时用来接通和断开负荷电流 故障时受继电保护控制 将电路自动断开 隔离开关 将一次设备与带电部分可靠隔离 没有灭弧装置 只有在断路器断开后 才能接通和断开隔离开关 熔断器 接触器 声明 内部资料请匆转载 高压跌落式熔断器 负荷开关及熔断器 一次设备 声明 内部资料请匆转载 限制故障电流和防御过电压的电器电抗器 限制短路电流 维持母线残压 避雷器 防御过电压 接地装置 与地中的接地网相连电力系统中性点的工作接地 保护人身安全的保护接地 一次设备 声明 内部资料请匆转载 载流导体 将电气设备连接起来分为硬导体和软导体 一次设备 声明 内部资料请匆转载 载流导体 将电气设备连接起来母线 汇集和分配电能 一次设备 声明 内部资料请匆转载 一次设备 声明 内部资料请匆转载 载流导体 将电气设备连接起来母线 汇集和分配电能 架空线 终端线 联络线 一次设备 声明 内部资料请匆转载 载流导体 将电气设备连接起来母线 汇集和分配电能 架空线 终端线 联络线 电缆 城市 厂站内部或附近 穿越江河或海峡时使用 二次设备 声明 内部资料请匆转载 仪用互感器 将电路中高电压或大电流转换成低电压 小电流 供给仪表和保护装置使用主要是 电压互感器PT 电流互感器CT 声明 内部资料请匆转载 电流互感器 电压互感器 二次设备 声明 内部资料请匆转载 测量表计 测量电路中的电气参数例如 电压表 电流表 功率因数表 二次设备 声明 内部资料请匆转载 继电保护及自动装置 迅速反应不正常情况并进行监控和调节 直流电源设备 供给控制 保护和厂用直流负荷 事故照明例如 直流发电机组 蓄电池组 硅整流设备 操作电器 信号设备及控制电缆 一次系统和二次系统 声明 内部资料请匆转载 一次设备相互连接构成了传输能量的一次系统 二次设备相互连接构成了监控保护的二次系统 电气接线 在发电厂和变电站中 根据电气设备的作用和具体要求 按照一定方式由导体连接形成的传输能量 一次部分 和信号 二次部分 的电路 称为电气接线 对这个电路的图形描述被称为一次接线图 又称电气主接线图 和二次回路图 电气主接线图 主接线图是一种单线图 由规定的电气设备图形符号和文字符号组成 按照工作顺序排列 详细表示系统中的全部电气设备 或成套装置 及其连接关系 电气主接线的图形符号 1 最基本的一次设备 一次设备的图形符号 看一个简化的发电厂电气系统示意图 一次设备的图形符号 2 开关设备 一次设备的图形符号 一次设备的图形符号 变电站的主接线图 3 防雷和接地设备 一次设备的图形符号 4 互感器 一次设备的图形符号 主要电气一次设备的图形符号 风电场电气部分的构成 风电场的电气部分的构成 声明 内部资料请匆转载 由于风电场自身的电气特点 风电场电气部分与常规发电厂站的电气部分也不尽相同 风电场的电气部分也是由一次部分和二次部分共同组成 这一点和常规发电厂站是一样的 二次部分将在后面介绍 这里主要介绍电气一次系统 风电场的电气部分的构成 风电场电气一次系统示意图 1风机叶轮 2传动装置 3发电机 4变流器 5机组升压变压器 6 升压站中的配电装置7升压站中的升压变压器 8升压站中的高压配电装置 9架空线路 风电场的电气部分的构成 声明 内部资料请匆转载 根据在电能生产过程中的整体功能 风电场电气一次系统可以分为四个主要部分 风电机组 集电系统 升压站 厂用电系统 风电场的电气部分的构成 声明 内部资料请匆转载 风电机组 除了风力机和发电机以外 还包括电力电子换流器 有时也称为变频器 和对应的机组升压变压器 目前 风电场的主流风力发电机本身输出电压为690V 经过机组升压变压器将电压升高到10kV或35kV 风电场的电气部分的构成 声明 内部资料请匆转载 集电系统将风电机组生产的电能按组收集起来 分组采用位置就近原则 每组风电机组的数目大体相同 同组各台机组输出 升压后 一般可由电缆线路直接并联 汇集为一条10kV或35kV架空线路输送到升压变电站 采用地下电缆还是架空线 还要看风电场的具体情况 风电场的电气部分的构成 声明 内部资料请匆转载 升压变电站的主变压器将集电系统汇集的电能再次升高 达到一定规模的风电场一般可将电压升高到110kV或220kV接入电力系统 对于规模更大的风电场 例如百万千瓦级的特大型风电场 还可能需要进一步升高到500kV或更高 风电场的电气部分的构成 声明 内部资料请匆转载 风电机组发出的电能并不是全都送入电网 有一部分在风电场内部就用掉了 风电场的厂用电 也就是风电场内用电的部分 包括 维持风电场正常运行及安排检修维护等生产用电 风电场运行维护人员在风电场内的生活用电等 电气系统的一些基本概念 电气主接线图的作用 声明 内部资料请匆转载 以单线图的方式详细地表示电气设备 或成套装置 的全部基本组成和连接关系 可表明具体厂站的电能汇集和分配关系及相关运行方式 现代电力系统是三相交流电力系统 而电气主接线图主要是以单相图的形式来表征三相电路 对于某些需要表示接线特征的设备则要表示其三相特征 比如 变压器 电压互感器和电流互感器等 电源和负荷 声明 内部资料请匆转载 电源是提供电能的电气部分 负荷是接受电能的电气部分 风电场中 风电机组是电源 升压变压器是它的负荷 通常认为相对于需要分析的具体电气设备 能为其提供电能的相关设备即为其电源 注意 电源和负荷是相对的概念 同一条线路 在作不同的分析时 可能是负荷的电源 也可能是电源的负荷 在分析主接线时 要将它们看作是带电的 发电机 变压器 线路都有可能作为电源 电源和负荷 声明 内部资料请匆转载 向负荷可靠供电是电力系统的首要要求 由于不同负荷断电后在政治 经济上所造成的损失或影响程度不同 可将电力负荷分为不同等级 不同的电力负荷 所要求的供电可靠性不同 因而对供电电源的要求也不同 设备的工作状态 声明 内部资料请匆转载 安装使用的电气设备 有四种工作状态 运行状态 电气设备的断路器 隔离开关都在合闸位置 热备用状态 设备只断开断路器而隔离开关仍在合闸位置 冷备用状态 设备的断路器 隔离开关都在分闸位置 检修状态 设备所有的断路器 隔离开关已断开 并完成了装设地线 悬挂标示牌 设置临时遮栏等安全技术措施 设备的工作状态 声明 内部资料请匆转载 送电过程中的设备工作状态变化 停电过程中的设备工作状态变化 开关和刀闸 声明 内部资料请匆转载 工作现场 很多设备的叫法与书上的说法不同 断路器常称为开关 隔离开关称为刀闸 倒闸操作 声明 内部资料请匆转载 利用开关电器 按照一定的顺序 对电气设备完成工作状态的转换过程 称为倒闸操作 倒闸操作必须严格遵守下列基本原则 绝对禁止带负荷拉 合隔离开关 刀闸 停 送电只能用断路器 开关 接通或断开负荷电流 路 利用等电位原理 可以用隔离开关拉合无阻抗的并联支路 倒闸操作 声明 内部资料请匆转载 倒闸操作的顺序 停电拉闸操作的顺序断路器 负荷侧隔离开关 电源侧隔离开关 送电合闸操作的顺序与停电过程相反 谢谢