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1、电力系统与地铁电力系统第1页，本讲稿共27页提 纲电力系统电网构成电网与变电站电网输电方式铁路与地铁供电系统供电系统图纸实例第2页，本讲稿共27页电力系统的定义电力系统的发电及动力系统、输电、变电、配电、用电设备、也包括调相调压、限制短路电流、加强稳定等的辅助设备，以及继电保护、计量、调度通讯、远动和自动调控设备等所谓二次系统的种种设备的综合统称为电力系统。是按规定的技术和经济要求组成的，并将一次能源转换成电能输送和分配到用户的统一系统。第3页，本讲稿共27页电网的定义我们把电力系统中的发电、输电、变电、配电等一次系统及其相关继电保护、计量和自动化等二次网络统称为电力网络，俗称电网。第4页，本
2、讲稿共27页电网的作用将发电厂发出的电力电能由输电线路送至变电站母线，通过母线进行同级电压的电力电能的汇集、分配、同时通过变压器向不同电压等级的配电网进行分配；其运行控制采取由控制中心（调度部门）统一控制的方式；电网一般可分为输电网和配电网。第5页，本讲稿共27页输电网输电网是电力系统中最高电压等级（220kV及以上）的电网，是电力系统中的主要网络，简称主网；其起到电力系统骨架的作用，所以又可称为网架；在现代输电网络中既有超高压交流输电，又有超高压直流输电，这样的输电系统通常称为交、直流混合输电系统。第6页，本讲稿共27页配电网配电网是将电能从枢纽变电站直接分配到用户区或用户电网，它的作用是将
3、电力系统分配到配电变电站后再向用户供电，或不经配电变电站直接将电力分配到大用户的配电装置进行配电；可分为高压配电网（一般为35110kV，220kV直配线也可列入）；中压配电网（610kV）和低压配电网（一般采用380/220V）。第7页，本讲稿共27页国家电网主网架第8页，本讲稿共27页电网的功能电网是电源和用户之间的纽带，其主要功能就是把电能安全、优质、经济地送到用户；电力工业发展的实践表明，要实现这一目标，大电网具有不可取代的优越性，而要充分发挥这种优越性，就必须建设一个现代化的电网。第9页，本讲稿共27页现代化电网的特点 主网架由由强大的超高压系统构成；主网架由由强大的超高压系统构成；
4、各电网之间联系较强；各电网之间联系较强；电压等级简化或供电电压提高；电压等级简化或供电电压提高；具有足够的调峰、调频、调压容量，能实现自动化发电控制具有足够的调峰、调频、调压容量，能实现自动化发电控制（AGCAGC）；）；具有较高的供电可靠性；具有较高的供电可靠性；具有相应的安全稳定控制系统；具有相应的安全稳定控制系统；具有高度自动化监控系统和电能自动计量系统；具有高度自动化监控系统和电能自动计量系统；具有高度现代化的通讯系统；具有高度现代化的通讯系统；具有适应市场运营的技术支持系统；具有适应市场运营的技术支持系统；有利于各种能源的合理利用；有利于各种能源的合理利用；具有高素质的职工队伍。具有
5、高素质的职工队伍。第10页，本讲稿共27页电网中的发电形式火力发电水利发电抽水储能发电核能发电其他能源发电第11页，本讲稿共27页火力发电 利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料，利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料，将其燃烧，以用其所得到的热能来发电的能量转换形式；将其燃烧，以用其所得到的热能来发电的能量转换形式；按发电方式分：汽轮机发电、燃气轮机发电、内燃机发电、按发电方式分：汽轮机发电、燃气轮机发电、内燃机发电、燃气燃气-蒸汽联合循环发电、火电机组热电联产发电；蒸汽联合循环发电、火电机组热电联产发电；汽轮机发电占主导地位，占全世界火力发电总装置容量的汽轮机发
6、电占主导地位，占全世界火力发电总装置容量的95%95%以上。以上。目前我国最大的汽轮机发电单机容量为目前我国最大的汽轮机发电单机容量为600MW600MW第12页，本讲稿共27页水利发电 利用天然水流的位能和动能进行发电。利用天然水流的位能和动能进行发电。特点是可再生，无污染特点是可再生，无污染 可分为可分为 径流式水电厂径流式水电厂 日调节式水电厂日调节式水电厂 年调节式水电厂年调节式水电厂 多年调节式水电厂多年调节式水电厂 目前我国最大的水电单机容量为三峡目前我国最大的水电单机容量为三峡700MW700MW机组。机组。第13页，本讲稿共27页抽水蓄能发电利用低谷负荷时的电网剩余发电出力，从
7、高程较低的下水库抽水到高程较高的上水库，把电能转换为水能储存起来，在电网高负荷的时候再放水发电。造价低，机组起停灵活。最到的单机容量是广州330MW第14页，本讲稿共27页核能发电又称原子能发电，利用原子反映堆中核燃料（如铀）产生的原子核裂变能，将水加热成蒸汽，冲动汽轮机，带动发电机发电。根据反映堆分为：压水堆式、沸水堆式、气冷堆式、重水堆式、快中子增殖堆式等。我国自行设计，制造的秦山核电。引进技术建造的大亚湾核电。最大单机容量900MW。第15页，本讲稿共27页其他能源发电风力发电：主要是新疆内蒙等地。地热发电：主要是西藏、滇西等地。潮汐发电：浙江江厦太阳能发电：矿井瓦斯发电：第16页，本讲
8、稿共27页我国各大电网容量第17页，本讲稿共27页变电站变电站是电网中的线路连接点，是用于变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施。变电站是联系发电厂和用户的中间环节。变电站可分为：枢纽变电站、区域变电站和地区变电站。第18页，本讲稿共27页变电站的设备 把直接用于生产、输送和分配电能的高压电器设备包括：把直接用于生产、输送和分配电能的高压电器设备包括：发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、电缆、输发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、电缆、输电线路、电力电缆、电容器、电抗器、电动机等称为一电线路、电力电缆、电容器、电抗器、电动机等称为一次设备，其连接回路称为一次回路；
9、次设备，其连接回路称为一次回路；对一次设备的工作进行监视、测控、调节、保护的设备。对一次设备的工作进行监视、测控、调节、保护的设备。如测量仪表、信号设备、继电器、控制电缆等称为二次设如测量仪表、信号设备、继电器、控制电缆等称为二次设备，其连接回路称为二次回路；备，其连接回路称为二次回路；其他如框架、建筑等成为辅助设备。其他如框架、建筑等成为辅助设备。第19页，本讲稿共27页电网中的损耗由于组成电网的各种元件如线路、变压器等都存在电阻。电能以电流的形式通过电阻时，就要产生功率损耗和电能损耗，使电阻发热。不同电压等级的电磁能量转换过程中，要使电磁感应这种转换形式持续存在，就必须给变压器的铁芯一个励
10、磁电动势，同时磁场会在铁芯设备中产生漩涡和磁滞损耗，这些都会产生功率损耗和电能损耗。第20页，本讲稿共27页电能在电网中的传送方式在现代电网中，电能的传送主要有高压交流和高压直流两种输电方式。第21页，本讲稿共27页电能在电网中的传送方式在现代电网中，电能的传送主要有高压交流和高压直流两种输电方式。高压交流输电应用于中国国家电网；高压直流输电应用于远距离大功率输电、交流系统之间的互联线、海底电缆输电等第22页，本讲稿共27页直流输电比交流输电的优点 直流输电只要两根线，而交流要三根；直流输电只要两根线，而交流要三根；无感抗、容抗、相位移和电压波动问题；无感抗、容抗、相位移和电压波动问题；相同送
11、端电压情况下，直流输电的电压降比交流的要小；相同送端电压情况下，直流输电的电压降比交流的要小；直流系统中没有集肤效应，导线的整个横截面都可以利用；直流系统中没有集肤效应，导线的整个横截面都可以利用；相同的工作电压下，直流电网中的绝缘子所承受的静电强度比交流电网相同的工作电压下，直流电网中的绝缘子所承受的静电强度比交流电网中要小，因此直流线路的绝缘要求低；中要小，因此直流线路的绝缘要求低；直流线路的电晕损失小，因此对通讯线路的干扰较小；直流线路的电晕损失小，因此对通讯线路的干扰较小；高压直流输电没有介质损耗，特别是在电缆的情况下；高压直流输电没有介质损耗，特别是在电缆的情况下；由直流相联的两电网
12、之间不存在稳定和同步困难等问题。由直流相联的两电网之间不存在稳定和同步困难等问题。第23页，本讲稿共27页特高压输电技术特高压输电是在500kV交流和500kV直流之上采用更高一级电压等级的输电技术。它包括百万伏级交流特高压和800kV直流特高压两部分。国际公认的电压等级序列：330kV-750kV1500kV和220kV-500kV1000kV目前1000kV级特高压是世界输变电工程的制高点（俄罗斯和日本）。第24页，本讲稿共27页我国的现状和目标现有最高为500kV。西北地区是330kV主网架，向750kV发展；其他地区是500kV主网架，向1000kV发展；第25页，本讲稿共27页铁路供电与地铁供电铁路机车牵引用电27.5kV交流，架空接触网供电方式。一般为50Km左右设置一个牵引变电站，变电站进线一般为220kV。地铁机车牵引用电为1500V或750V直流，架空接触网或三轨供电方式，23公里设置一个牵引变电站，变电站进线一般为10kV，33kV,35kV第26页，本讲稿共27页地铁电力系统深圳地铁1号线（独立主变+供电区段方式）北京地铁10号线（合用主变+开闭所配电方式）配合图纸进行参看解说。第27页，本讲稿共27页