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第一讲:电力系统的概念

'第一讲:电力系统的概念'
第一讲:电力系统的概念一 电力系统的组成用户 380V 380V 380V水电厂 水轮机 500KV 串补 500KV 火电厂 汽轮机 锅炉110KV 220KV 110KV110KV 220KV 35KV 220KV 10KV 10KV 10KV水库电网电力系统动力系统网调省调地调市调配网380V 380V 380V10KV 10KV 10KV1 发电部分(Generation):发电厂,将燃料(煤炭,燃油)的化学能,核燃料的原子能,水库的水能等转化为电能。(1)一次能源转换:水库锅炉核反应堆(核锅炉)水电厂:利用水的势能发电(可再生能源),必须有很大的水库蓄水,受气象与季节影响大。火电厂:能源为煤、油、天燃气(不可再生),还需要空气和水。核电站:能源为核燃料(铀),还需要空气和水。抽水蓄能电站:同步电发电机与电动机合一,峰谷调节,快速备用。在电网负荷高峰时作为发电机运行,将上游水库的水放到下游水库。在电网负荷低谷时作为同步电动机发电机运行,将下游水库的水吸到到下游水库。(2)原动机:水轮机汽轮机(3)发电机2 输配电部分(Power Transmission Grid):输电网络,通过高压输电网络将电能由发电厂输送到负荷中心(1)输电线(2)变电站2.1 一次设备变压器断路器(开关)隔离开关(刀闸)限流电抗器(电感)载流导体(母线/输电线)CT/PT(Current Transformer/ Potential Transformer)绝缘子接地装置补偿装置(调相机/电容/静补装置)中性点设备避雷设备2.2 二次设备控制系统:直流电压,控制短路器开合信号系统:警报音响,位置信号(断路器开合)测量系统:测量表计同步系统:保证同期操作(同压,同频,同相)用的设备测量设备保护设备控制设备监视设备(包括故障录波)3 配电部分(Distribution Network system)二 电压等级与调度范围的划分1. 电网与电压等级国家规定的等级:3、6、10、35、110、220、330、500、750(KV)1、 3.5、11、22. 、33.、 50.、75 (万伏)其中:500,330,220KV 用于大电力系统主干线,330KV文革期间建成的西北电网。准备提高一个电压等级750KV,330KV首先上升为750KV,其余为新建。世界最高电压等级1100KV。电压等级为500/220/110(KV)的设备升压变压器(发电机—变压器组)降压变压器线路串联电容补偿静止无功补偿还有母线、开关和刀闸。110KV 用于中小电力系统地调市调主干线,和大电力系统的二次网络35KV 用于大城市或大工业内部网络,以及农村网络,将改造成110KV10KV(1万伏)为最常用的更低一级配电网络,即配电网使用的电压等级。中等容量(100MW)发电机额定电压,QFS-110-2 100;属于10KV电压等级范畴的还有大容量发电机额定电压; 13.8KV 125MW发电机组QFS-125-2 125 ; 15.75KV 200MW发电机组QFQS-200-2 200 ; 18.0KV 300MW发电机组QFS-300-2 300 ; 20.0KV 600MW发电机组QFN-600-2 600 。6KV (6千伏)小容量发电机额定电压,还有负荷中高压电动机比重很大时才用6KV电压3KV (3千伏) 用于工况企业内部的大功率高压异步电动机。除家用电器外不用伏(V)做电压单位。在大型企业供电系统中还有 220KV降压变压器 220/6KV变压器 由6KV电压等级供大型异步电动机。 110KV降压变电站 110KV/27.5KV变压器,供电气机车。220KV或110 KV的电炉变压器(电弧炉)三 电力系统的行业标准与电能质量首先说明:中国计数的习惯为一阶跃:万(104)、亿(108)……1电力系统的单位首先说明:中国计数的习惯为一阶跃:万(104)、亿(108)……欧美计数的习惯10为一阶跃:千(K、103)、兆或百万(、M、106)、千兆(十亿、G、109)…..列表说明如下:千(M)兆(M)千兆(G)1031061090.1×10000100×1000010×10000×10000 十分之一万百万十亿1.1 电功率与电能量单位欧美的单位: KW/MW/GW即10KW/KW,即千瓦/百万千瓦/十亿千瓦。中国的单位: 千瓦/万千瓦/亿千瓦 即KW /10MW/100000MW因此中国的单位与欧美的单位对照 :万千瓦为10MW、亿千瓦为100GW、千万千瓦为10GW。除家用电器外不用瓦(W)做功率单位。无功功率单位为:千乏/万千乏/亿千乏Kvar/10MVar/100000Mvar视在功率单位为:千伏安/万千伏安/亿千伏安KVA/10MVA/100000MVA。例如:全国装机容量 4.15亿KW、即415GW,三峡电站装机容量1820万KW即18.2GW 电能量是指一段时间内电功率的积分,电量的统计过程是由定积分的几何意义的得到的, 如图1所示。最基本的电能量的单位为Ah(t):KW.H,即千瓦时(1千瓦×1小时),向大扩展就是万千瓦时(10000 KW.H=104 KW.H)、亿千瓦时(108 KW.H)。科学单位制中取消“电度”的单位,我们的文档中不能用“度”。在状态估计与AGC当中,电能量的单位为Am(t) “兆瓦分”,即千千瓦分(MW.M)。将一小时内的分钟电量Am(t) 相加,得到每小时有功电量Ah(t), 单位为千千瓦时(MW.H),或100万千瓦时(MW.H)。将一天内的小时电量Ah(t) 相加,得到每天的有功电量Aday (t), 单位为千千瓦时(KKW.H)。最后,将一月、一年内的每天、每月电量相加,得到每月、每年的有功电量:A mon (t) 、A year (t), 单位仍为千千瓦时
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