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1、2.1 2.1 概述概述2.22.2 发电厂的电气部分发电厂的电气部分2.3 2.3 高压交流输电高压交流输电2.4 2.4 高压直流输电高压直流输电第二章第二章 发电、变电和输电的发电、变电和输电的电气部分电气部分2.1 2.1 概述概述作者：版权所有一、一次设备一、一次设备一次设备：直接生产和输配电能的设备（高压部分）一次设备：直接生产和输配电能的设备（高压部分）一次设备：直接生产和输配电能的设备（高压部分）一次设备：直接生产和输配电能的设备（高压部分）q生产和转换电能的设备：发电机、电动机、变压器。生产和转换电能的设备：发电机、电动机、变压器。生产和转换电能的设备：发电机、电动机、变压器
2、。生产和转换电能的设备：发电机、电动机、变压器。这是发电厂中最主要的设备。这是发电厂中最主要的设备。这是发电厂中最主要的设备。这是发电厂中最主要的设备。q接通或断开电路的开关电器：断路器、隔离开关、接通或断开电路的开关电器：断路器、隔离开关、接通或断开电路的开关电器：断路器、隔离开关、接通或断开电路的开关电器：断路器、隔离开关、熔断器、接触器等。熔断器、接触器等。熔断器、接触器等。熔断器、接触器等。q限制故障电流和防御过电压的电器：限流电抗器、限制故障电流和防御过电压的电器：限流电抗器、限制故障电流和防御过电压的电器：限流电抗器、限制故障电流和防御过电压的电器：限流电抗器、避雷器等。避雷器等。
3、避雷器等。避雷器等。q接地装置：工作接地、保护接地接地装置：工作接地、保护接地接地装置：工作接地、保护接地接地装置：工作接地、保护接地。同接地装置相连。同接地装置相连。同接地装置相连。同接地装置相连。q载流导体：裸导体、电力电缆等。连接一次设备。载流导体：裸导体、电力电缆等。连接一次设备。载流导体：裸导体、电力电缆等。连接一次设备。载流导体：裸导体、电力电缆等。连接一次设备。q仪用互感器：电压互感器仪用互感器：电压互感器(TV)、电流互感器、电流互感器(TA)。这是一次设备和二次设备之间的接口。这是一次设备和二次设备之间的接口设备。设备。作者：版权所有二、二次设备二、二次设备二次设备：对一次设
4、备的工作进行监察、测量、控制二次设备：对一次设备的工作进行监察、测量、控制二次设备：对一次设备的工作进行监察、测量、控制二次设备：对一次设备的工作进行监察、测量、控制和保护的辅助设备（低压部分）和保护的辅助设备（低压部分）和保护的辅助设备（低压部分）和保护的辅助设备（低压部分）q测量表计：电压表、电流表、功率表等。测量表计：电压表、电流表、功率表等。测量表计：电压表、电流表、功率表等。测量表计：电压表、电流表、功率表等。q继电保护及自动装置：对异常状况和故障进行监视、继电保护及自动装置：对异常状况和故障进行监视、继电保护及自动装置：对异常状况和故障进行监视、继电保护及自动装置：对异常状况和故障
5、进行监视、调节和保护。调节和保护。调节和保护。调节和保护。q控制电缆：连接二次设备。控制电缆：连接二次设备。控制电缆：连接二次设备。控制电缆：连接二次设备。q直流电源设备：直流发电机、蓄电池等。直流电源设备：直流发电机、蓄电池等。直流电源设备：直流发电机、蓄电池等。直流电源设备：直流发电机、蓄电池等。作者：版权所有三、主接线三、主接线v在发电厂和变电所中，各种电气设备根据工作的要在发电厂和变电所中，各种电气设备根据工作的要在发电厂和变电所中，各种电气设备根据工作的要在发电厂和变电所中，各种电气设备根据工作的要求和各自的作用，依一定的次序用导线连接而成的电求和各自的作用，依一定的次序用导线连接而
6、成的电求和各自的作用，依一定的次序用导线连接而成的电求和各自的作用，依一定的次序用导线连接而成的电路称为电气接线。其中，一次设备连接而成的电路称路称为电气接线。其中，一次设备连接而成的电路称路称为电气接线。其中，一次设备连接而成的电路称路称为电气接线。其中，一次设备连接而成的电路称为一次接线（或电气主接线），二次设备连接而成的为一次接线（或电气主接线），二次设备连接而成的为一次接线（或电气主接线），二次设备连接而成的为一次接线（或电气主接线），二次设备连接而成的电路称为二次接线（或二次电路）。电路称为二次接线（或二次电路）。电路称为二次接线（或二次电路）。电路称为二次接线（或二次电路）。q电气
7、接线图电气接线图电气接线图电气接线图是指用规定的图形和文字符号描述上述是指用规定的图形和文字符号描述上述是指用规定的图形和文字符号描述上述是指用规定的图形和文字符号描述上述接线的图示。通常是单线图。接线的图示。通常是单线图。接线的图示。通常是单线图。接线的图示。通常是单线图。q对电气主接线图而言，它表明了电能的产生、分配对电气主接线图而言，它表明了电能的产生、分配对电气主接线图而言，它表明了电能的产生、分配对电气主接线图而言，它表明了电能的产生、分配及传输的关系和可能存在的各种运行方式。及传输的关系和可能存在的各种运行方式。及传输的关系和可能存在的各种运行方式。及传输的关系和可能存在的各种运行
8、方式。作者：版权所有三、主接线三、主接线v主接线图中，主要设备的图形和文字符号如下：主接线图中，主要设备的图形和文字符号如下：主接线图中，主要设备的图形和文字符号如下：主接线图中，主要设备的图形和文字符号如下：q母线：母线：母线：母线：用于汇集和分配电能。用于汇集和分配电能。用于汇集和分配电能。用于汇集和分配电能。q电气主接线（图）电气主接线（图）电气主接线（图）电气主接线（图）的设计是电气设计的主要部分。的设计是电气设计的主要部分。的设计是电气设计的主要部分。的设计是电气设计的主要部分。发电机发电机发电机发电机 G G G G 变压器变压器变压器变压器 T T T T 断路器断路器断路器断路
9、器 QFQFQFQF 隔离开关隔离开关隔离开关隔离开关 QSQSQSQS 母线母线母线母线 W W W W 电抗器电抗器电抗器电抗器 L L L L作者：版权所有三、主接线三、主接线v如图：如图：如图：如图：为单母线接线为单母线接线为单母线接线为单母线接线形式的主接线形式的主接线形式的主接线形式的主接线图。图。图。图。G1G1QF3QF3WBWBG2G2WL1WL1QS4QS4QS3QS3QF1QF1QS1QS1QF2QF2QS2QS2WL2WL2WL3WL3QS5QS5作者：版权所有四四、配电装置、配电装置v配电装置配电装置配电装置配电装置是以电气主接线为主要依据，由开关设备、保护设备、是以
10、电气主接线为主要依据，由开关设备、保护设备、是以电气主接线为主要依据，由开关设备、保护设备、是以电气主接线为主要依据，由开关设备、保护设备、测量设备、母线以及必要的辅助设备组成的接受和分配测量设备、母线以及必要的辅助设备组成的接受和分配测量设备、母线以及必要的辅助设备组成的接受和分配测量设备、母线以及必要的辅助设备组成的接受和分配电能的装置。电能的装置。电能的装置。电能的装置。美国某美国某230/69 kV Substation变压器变压变压器器变电所配线与单线图变电所配线与单线图母线母线 CTPT 避雷器避雷器断路器断路器 CT 变压器变压器母线母线2.2 2.2 发电厂的电气部分发电厂的电
11、气部分一、一、300MW300MW发电机组电气部分发电机组电气部分二、二、600MW600MW发电机组电气部分发电机组电气部分三、三、1000MW1000MW发电机组电气部分发电机组电气部分四、数字化发电厂四、数字化发电厂2.3 2.3 高压交流输电高压交流输电一、一、高压交流输电优点高压交流输电优点1 1、输送距离远、输送距离远2 2、输送容量大、输送容量大3 3、投资省运行费用低、投资省运行费用低4 4、有利电力系统互联、有利电力系统互联作者：版权所有二、变电所的类型二、变电所的类型变电所：接受、变换和分配电能的场所，连接电厂和变电所：接受、变换和分配电能的场所，连接电厂和变电所：接受、变
12、换和分配电能的场所，连接电厂和变电所：接受、变换和分配电能的场所，连接电厂和用户，也连接各级电压的电力网。用户，也连接各级电压的电力网。用户，也连接各级电压的电力网。用户，也连接各级电压的电力网。发电厂、变电所、输电线路和电能用户组成电力系统。发电厂、变电所、输电线路和电能用户组成电力系统。发电厂、变电所、输电线路和电能用户组成电力系统。发电厂、变电所、输电线路和电能用户组成电力系统。1.1.1.1.根据任务不同，可分为：根据任务不同，可分为：根据任务不同，可分为：根据任务不同，可分为：a.a.a.a.升压变电所升压变电所升压变电所升压变电所：发电机电压发电机电压发电机电压发电机电压 1 1
13、1 1到到到到2 2 2 2个高电压；一般在发电厂内个高电压；一般在发电厂内个高电压；一般在发电厂内个高电压；一般在发电厂内b.b.b.b.降压变电所降压变电所降压变电所降压变电所：高电压高电压高电压高电压1 1 1 1到到到到2 2 2 2个低电压；一般靠近负荷中心个低电压；一般靠近负荷中心个低电压；一般靠近负荷中心个低电压；一般靠近负荷中心作者：版权所有二、变电所的类型二、变电所的类型2 2 2 2、根据地位和作用不同，可分为：、根据地位和作用不同，可分为：、根据地位和作用不同，可分为：、根据地位和作用不同，可分为：a.a.a.a.枢纽变电所枢纽变电所枢纽变电所枢纽变电所：汇集大容量和多电
14、源，电压等级：汇集大容量和多电源，电压等级：汇集大容量和多电源，电压等级：汇集大容量和多电源，电压等级330330330330kVkVkVkV以上，进出线回路多，地位重要。一旦停电，将以上，进出线回路多，地位重要。一旦停电，将以上，进出线回路多，地位重要。一旦停电，将以上，进出线回路多，地位重要。一旦停电，将引起系统解列甚至瘫痪。引起系统解列甚至瘫痪。引起系统解列甚至瘫痪。引起系统解列甚至瘫痪。b.b.b.b.中间变电所中间变电所中间变电所中间变电所：高压侧以交换潮流为主，也称：高压侧以交换潮流为主，也称：高压侧以交换潮流为主，也称：高压侧以交换潮流为主，也称“穿穿穿穿越变电所越变电所越变电所
15、越变电所”。电压等级。电压等级。电压等级。电压等级220220220220330kV330kV330kV330kV。若停电，将引起。若停电，将引起。若停电，将引起。若停电，将引起区域电网解列。区域电网解列。区域电网解列。区域电网解列。c.c.c.c.地区变电所：向地区供电为主。若停电，该地区地区变电所：向地区供电为主。若停电，该地区地区变电所：向地区供电为主。若停电，该地区地区变电所：向地区供电为主。若停电，该地区停电。停电。停电。停电。220kV220kV220kV220kVd.d.d.d.终端变电所终端变电所终端变电所终端变电所：降压后直接供电给用户。：降压后直接供电给用户。：降压后直接供
16、电给用户。：降压后直接供电给用户。110kV110kV110kV110kV作者：版权所有二、变电所的类型二、变电所的类型 枢纽变电所枢纽变电所枢纽变电所枢纽变电所 地区变电所地区变电所地区变电所地区变电所 终端变电所终端变电所终端变电所终端变电所 中间变电所中间变电所中间变电所中间变电所 水电厂水电厂水电厂水电厂 火电厂火电厂火电厂火电厂 35kV 35kV 35kV 35kV10kV10kV10kV10kV35kV35kV35kV35kV110kV110kV110kV110kV220kV220kV220kV220kV110kV110kV110kV110kV220kV220kV220kV220
17、kV环形电网环形电网环形电网环形电网500kV500kV500kV500kV作者：版权所有三、电力系统的负荷三、电力系统的负荷1.1.1.1.负荷的分类及对供电电源的要求负荷的分类及对供电电源的要求负荷的分类及对供电电源的要求负荷的分类及对供电电源的要求类负荷：类负荷：类负荷：类负荷：必须有两个独立的电源供电，而且当任必须有两个独立的电源供电，而且当任必须有两个独立的电源供电，而且当任必须有两个独立的电源供电，而且当任何一个电源失去时，能保证对全部一类负荷的持续供何一个电源失去时，能保证对全部一类负荷的持续供何一个电源失去时，能保证对全部一类负荷的持续供何一个电源失去时，能保证对全部一类负荷的
18、持续供电。电。电。电。根据用电设备在生产中的作用，以及供电中断对人身根据用电设备在生产中的作用，以及供电中断对人身根据用电设备在生产中的作用，以及供电中断对人身根据用电设备在生产中的作用，以及供电中断对人身和设备安全的影响，电力负荷通常分为三类：和设备安全的影响，电力负荷通常分为三类：和设备安全的影响，电力负荷通常分为三类：和设备安全的影响，电力负荷通常分为三类：类负荷：类负荷：类负荷：类负荷：应有双回路电源供电，而且当任何一个应有双回路电源供电，而且当任何一个应有双回路电源供电，而且当任何一个应有双回路电源供电，而且当任何一个电源失去时，能保证对大部分二类负荷的供电。电源失去时，能保证对大部
19、分二类负荷的供电。电源失去时，能保证对大部分二类负荷的供电。电源失去时，能保证对大部分二类负荷的供电。类负荷：类负荷：类负荷：类负荷：只需一个电源供电，因为允许长时间停只需一个电源供电，因为允许长时间停只需一个电源供电，因为允许长时间停只需一个电源供电，因为允许长时间停电。电。电。电。v连接在电力系统上的一切用电设备所消耗的功率。连接在电力系统上的一切用电设备所消耗的功率。连接在电力系统上的一切用电设备所消耗的功率。连接在电力系统上的一切用电设备所消耗的功率。作者：版权所有三、电力系统的负荷三、电力系统的负荷2.2.2.2.负荷曲线负荷曲线负荷曲线负荷曲线v根据轴坐标表示的持续时间不同，负荷曲
20、线可分根据轴坐标表示的持续时间不同，负荷曲线可分根据轴坐标表示的持续时间不同，负荷曲线可分根据轴坐标表示的持续时间不同，负荷曲线可分为日负荷曲线和年负荷曲线。为日负荷曲线和年负荷曲线。为日负荷曲线和年负荷曲线。为日负荷曲线和年负荷曲线。用来描述用户、变电所、发电厂及电力系统的负荷随用来描述用户、变电所、发电厂及电力系统的负荷随用来描述用户、变电所、发电厂及电力系统的负荷随用来描述用户、变电所、发电厂及电力系统的负荷随时间变化的曲线。时间变化的曲线。时间变化的曲线。时间变化的曲线。q轴表示时间，轴表示有功或无功。轴表示时间，轴表示有功或无功。轴表示时间，轴表示有功或无功。轴表示时间，轴表示有功或
21、无功。两个常用的负荷曲线：两个常用的负荷曲线：两个常用的负荷曲线：两个常用的负荷曲线：q发电厂日负荷曲线发电厂日负荷曲线发电厂日负荷曲线发电厂日负荷曲线q电力系统日负荷曲线电力系统日负荷曲线电力系统日负荷曲线电力系统日负荷曲线作者：版权所有四、电力系统的负荷四、电力系统的负荷2.2.2.2.负荷曲线负荷曲线负荷曲线负荷曲线发电厂日负荷曲线：一昼夜内实际发电负荷的变化发电厂日负荷曲线：一昼夜内实际发电负荷的变化发电厂日负荷曲线：一昼夜内实际发电负荷的变化发电厂日负荷曲线：一昼夜内实际发电负荷的变化情况情况情况情况P(MW)P(MW)P(MW)P(MW)1001001001008080808060
22、60606040404040202020200 0 0 0t(h)t(h)t(h)t(h)2 2 2 26 6 6 610101010141414141818181822222222冬季冬季冬季冬季夏季夏季夏季夏季作者：版权所有四、电力系统的负荷四、电力系统的负荷2.2.2.2.负荷曲线负荷曲线负荷曲线负荷曲线电力系统日负荷曲线：一昼夜内实际发电负荷的变电力系统日负荷曲线：一昼夜内实际发电负荷的变电力系统日负荷曲线：一昼夜内实际发电负荷的变电力系统日负荷曲线：一昼夜内实际发电负荷的变化情况化情况化情况化情况P(MW)P(MW)P(MW)P(MW)t(h)t(h)t(h)t(h)2 2 2 26 6 6 610101010141414141818181822222222Q(MVar)Q(MVar)Q(MVar)Q(MVar)P P P PQ Q Q Q2.4 2.4 高压直流输电高压直流输电一、一、高压直流输电优点高压直流输电优点1 1、线路造价低、年运行费用省、线路造价低、年运行费用省2 2、没有运行稳定性问题、没有运行稳定性问题3 3、能限制短路电流、能限制短路电流4 4、调节速度快、调节速度快二、二、高压直流输电缺点高压直流输电缺点1 1、换流站造价高、换流站造价高2 2、消耗大量的无功功率、消耗大量的无功功率3 3、产生谐波、产生谐波4 4、缺乏直流断路器、缺乏直流断路器