有用文档 电力体系的基础知识 一、电力体系的构成 一个完好的电力体系由散布各地的各种类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线 路及电力用户组成，它们别离完结电能的出产、电压改换、电能的输配及运用。 二．电力网、电力体系和动力体系的区分 电力网：由输电设备、变电设备和配电设备组成的网络。 电力体系：在电力网的基础上加上发电设备。 动力体系：在电力体系的基础上，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）包含在内的体系。 三．电力体系运转的特色 一是经济总量大。现在，我国电力行业的财物规划已超越 2 万多亿，占整个国有资 产总量的四分之一，电力出产直接影响着国民经济的健康开展。 二是同时性，电能不能很多存储，各环节组成的共同全体不行分割，过渡进程十分 敏捷，瞬间出产的电力有必要等于瞬间取用的电力，所以电力出产的的发电、输电、配电到用 户的每一环节都十分重要。 三是会集性，电力出产是高度会集、共同的，不管多少个发电厂、供电公司，电网 有必要共同调度、共同管理规范，共同管理办法;安全出产，组织纪律，作业道德等都有严厉 的要求。 四是适用性，电力行业的服务对象是全方位的，涉及到全社会一切人群，电能质量、 电价水平与宽广电力用户的利益亲近相关。 五是先行性，国民经济开展电力有必要先行。 四、电力体系的额外电压 电网电压是有等级的，电网的额外电压等级是依据国民经济开展的需求、技能经济的合 理性以及电气设备的制作水相等要素，经全面剖析证明，由国家共同拟定和公布的。 咱们国家电力体系的电压等级有 220/380V、3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、 66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。跟着规范化的要求越来越高，3 kV、6 kV、20 kV、 66 kV 也很少运用。供电体系以 10 kV、35 kV、为主。输配电体系以 110 kV 以上为主。发 电机曩昔有 6 kV 与 10 kV 两种，现在以 10 kV 为主，低压用户均是 220/380V。 用电设备的额外电压和电网的额外电压共同。实践上，因为电网中有电压丢失，致使各 点实践电压违背额外值，为了保证用电设备的杰出运转，明显，用电设备应具有比电网电压 答应误差更宽的正常作业电压规模。发电机的额外电压一般比同级电网额外电压要高出 5%， 用于补偿电网上的电压丢失。 变压器的额外电压分为一次和二次绕组。关于一次绕组，当变压器接于电网结尾时，性 质上等同于电网上的一个负荷(如工厂降压变压器)，故其额外电压与电网共同，当变压器接 于发电机引出端时(如发电厂升压变压器)，则其额外电压应与发电机额外电压相同。关于二 次绕组，考虑到变压器承载时本身电压丢失(按 5%计)，变压器二次绕组额外电压应比电网 额外电压高 5%，当二次侧输电间隔较长时，还应考虑到线%计)，此刻，二 次绕组额外电压应比电网额外电压高 10%。 五、电力体系的中性点运转办法 规范案牍 有用文档 在电力体系中，中性点直接接地或中性点经小阻抗（小电阻）接地的体系称为大电流接 地体系，中性点不接地或中性点经消弧线圈接地的体系称为小电流接地体系。中性点的运转 办法首要取决于单相接地时电气设备绝缘要求及供电牢靠性。 各种运转办法优缺陷比较 中性点直接接地办法：当产生一相对地绝缘损坏时，即构成单相短路，供电中止，牢靠 性下降。可是，该办法下非毛病相对地电压不变，电气设备绝缘水平可按相电压考虑。咱们 国家的 220V/380V 和 110KV 以上级体系，都选用中性点直接接地，以大电流接地办法运转。 中性点不接地或经消弧线圈接地办法：当产生单相接地毛病时，线电压不变，而非 毛病相对地电压升高到本来相电压的√3 倍，供电不中止，牢靠性高。咱们国家的 10KV 和 35KV 体系，都选用中性点不接地或经消弧线圈接地，以小电流接地办法运转。 六、供电质量 决议用户供电质量的目标为电压、频率和牢靠性。 1．电压 抱负的供电电压应该是幅值恒为额外值的三相对称正弦电压。因为供电体系存在阻 抗、用电负荷的改变和用电负荷的性质等要素，实践供电电压不管是在幅值上、波形上仍是 三相对称性上都与抱负电压之间存在着误差。 （1）电压误差：电压误差是指电网实践电压与额外电压之差，实践电压偏高或偏低对 用电设备的杰出运转都有影响。 国家规范规则电压误差答应值为： a、35 千伏及以上电压供电的，电压正负误差的绝对值之和不超越额外电压的±10%； b、10 千伏及以下三相供电的，电压答应误差为额外电压的±7% c、220 伏单相供电的，电压答应误差为额外电压的+7%、-10%。 核算公式 电压误差(％)＝(实践电压一额外电压)／额外电压，最终乘以 100％ （2）电压动摇和闪变：在某一时段内，电压急剧改变违背额外值的现象称为电压动摇。 当电弧炉等大容量冲击性负荷运转时，剧烈改变的负荷电流将引起线路压降的改变，然后导 致电网产生电压动摇。由电压动摇引起的灯火闪耀，光通量急剧动摇，对人眼脑的影响现象 称为电压闪变。 国家规范规则对电压动摇的答应值为： 10KV 及以下为 2.5% 35 至 110KV 为 2% 220KV 及以上为 1.6% （3）高次谐波：高次谐波的产生，对错线性电气设备接到电网中投入运转，使电网电 压、电流波形产生不同程度畸变，违背了正弦波。 高次谐波除电力体系本身布景谐波外，首要是用户方面的大功率变流设备、电弧炉 等非线性用电设备所引起。高次谐波的存在降导致供电体系能耗增大、电气设备绝缘老化加 快，而且搅扰自动化设备和通讯设备的正常作业。 （4）三相不对称：三相电压不对称指三个相电压的幅值和相位联络上存在误差。三相 不对称首要由体系运转参数不对称、三相用电负荷不对称等要素引起。供电体系的不对称运 行，对用电设备及供配电体系都有损害，低压体系的不对称运转还会导致中性点偏移，然后 危及人身和设备安全。 电力体系公共连接点正常运转办法下不平衡度国家规则的答应值为 2％，短时不得 超越 4％，单个用户不得超越 1．3％ 规范案牍 有用文档 2．供电频率答应误差 电网中发电机宣布的正弦沟通电每秒中交变的次数称为频率，我国规则的规范频率 50HZ. 我国国标规则，电力体系正常频率误差答应值为±0.1Hz，实践履行中，当体系容量 小于 300Mv 时，误差值能够放宽到±0.5Hz。 3．供电牢靠率 供电牢靠率是指供电企业某一核算期内对用户停电的时刻和次数，直接反映供电企 业的继续供电才干。 供电牢靠率反映了电力工业对国民经济电能需求的满意程度，现已成为衡量一个国 家经济兴旺程度的规范之一；供电牢靠性能够用如下一系列年目标加以衡量：供电牢靠率、 用户均匀停电时刻、用户均匀停电次数、用户均匀毛病停电次数等。 国家规则的城市供电牢靠率是 99．96/100。即用户年均匀停电时刻不超越 3.5 小时； 我国供电牢靠率现在一般城市区域到达了 3 个 9（即 99.9%）以上，用户年均匀停电 时刻不超越 9 小时；重要城市中心区域到达了 4 个 9 （即 99.99%）以上，用户年均匀停电时刻不超越 53 分钟。 核算公式 供电牢靠率（%）=8760（年供电小时）-年停电小时/8760 最终乘以 100% 用电负荷分类 用电负荷：用户的用电设备在某一时刻实践取用的功率的总和。 电力负荷分类的办法比较多，最有含义的是按电力体系中负荷产生的时刻对负荷分类 和依据忽然中止供电所形成的丢失程度分类。 按时刻对负荷分类 1、顶峰负荷：是指电网或用户在一天时刻内所产生的最大负荷值。一般选一天 24 小 时中最高的一个小时的均匀负荷为最高负荷，一般还有 1 个月的日顶峰负荷、一年的月顶峰 负荷等。 2、最低负荷：是指电网或用户在一天 24 小时内产生的用电量最低的负荷。 一般还有 1 个月的日最低负荷、一年的月最低负荷等。 3、均匀负荷：是指电网或用户在某一段确定时刻阶段内的均匀小时用电量。 按中止供电形成的丢失程度分类 1、一级负荷：忽然停电将形成人身伤亡或引起对周围环境的严峻污染，形成经济上的 巨大丢失，如重要的大型设备损坏，重要产品或重要质料出产的产品很多作废，接连出产过 程被打乱，需求很长时刻才干康复出产；以及忽然停电会形成社会次序严峻紊乱或在政治上 形成严峻不良影响，如重要交通和通讯纽带、世界交际场所等的用电负荷。 2、二级负荷：忽然停电将在经济上形成较大丢失，如出产的首要设备损坏，产品很多 作废或减产，接连出产进程需较长时刻才干康复；以及忽然停电会形成社会次序紊乱或在政 治上形成较大影响，如交通和通讯纽带、城市首要水源，广播电视、商贸中心等的用电负荷。 3、三级负荷：不归于一级和二级负荷者。 七、变电所 变电所是联接电力体系的中间环节，用以聚集电源，升降电压和分配电力。 变电所的主接线 变电所的主接线是电气设备的主体，由其把发电机、变压器、断路器、阻隔开关等电 气设备经过母线、导线有机的连接起来，并装备各种互感器、避雷器等保护丈量电器，构成 聚集和分配电能的体系。 变电所主接线的方法与变电所设备的挑选、安置、运转的牢靠性和经济性以及继电保 规范案牍 有用文档 护的装备都有亲近的联络，它是变电所规划的重要环节。在拟定变电所主接线方案时，应满 足牢靠、简略、安全、运转灵敏、经济合理、操作保护便利和习惯开展等基本要求。 八、电源 电源首要由发电机产生，现在世界上的发电办法首要有火力发电、水力发电和核电。 其它小容量的有风能、地热能、太阳能、潮汐等。 1、火电：运用煤、石油和天然气等化石燃料所含能量发电的办法统称为火力发电。 按发电办法，火力发电分为燃煤汽轮机发电、燃油汽轮机发电、燃气——蒸汽联合循 环发电和内燃机发电等。 火力发电厂简称火电厂，是运用煤、石油、天然气或其他燃料的化学能出产电能的工 厂。火电厂首要组成为: (1)、锅炉及隶属设备，保证燃料的化学能转化为热能。 (2)、汽轮机及隶属设备，保证热能变为机械能。 (3)、发电机及励磁机，保证机械能变为电能。 (4)、主变压器，把电能提升为高压电输送给输电线路。 火力发电的优势是：前期制作本钱低，发电量安稳，一年四季均匀出产，所以在世界 各国的电力出产中都占首要位置，一般在 70%左右。 火力发电的缺陷是：所用的煤、油、气等是不行再生资源，尽管储量多，一向会干涸， 污染严峻。 一方面是煤炭资源丰厚，二一方面是其它资源转换为油、气、化学能等本钱高,咱们 国家火电是以煤电为主，油、气、化学能等火电是限制性的方案性开展。 2、水电：水力发电是运用循环的水资源进行,首要运用阶梯交代、河流落差大的优 势,以产生强壮的水能动力,用于发电,归于生态环保发电类型。 水电最大的优势是：环保、发电本钱低、调峰才干强（能够依据负荷随时调整发电 量）。 水力发电的缺陷是前期制作本钱高、时刻长，年发电量不均匀，所以一般水电发电 量只能占总量的 30%左右及以下。 水力发电厂依据水力纽带安置不同,首要可分为堤堰式、引水式、混合式等。首要由 挡水建筑物(大坝)、泄洪建筑物(溢洪道或闸)、引水建筑物(引水渠或隧洞，包含调压井) 及电站厂房(包含尾水渠、升压站)四大部分组成。 3、核电：核电站只需耗费很少的核燃料，就能够产生很多的电能，每千瓦时电能的 本钱比火电站要低 20%以上。核电站还能够大大削减燃料的运输量。例如，一座 100 万千瓦 的火电站每年耗煤三四百万吨，而相同功率的核电站每年仅需铀燃料三四十吨，运输量相差 1 万倍。 核电的另一个优势是洁净、无污染，几乎是零排放。用核电替代火电，是世界开展 的大趋势。核电的缺陷是前期制作本钱高，技能要求高，平常毛病少，一旦产生大毛病（如 核泄漏），将是毁灭性的大灾难。 从 1954 年前苏联建成世界上榜首座实验核电站、1957 年美国建成世界上榜首座商 用核电站开端，核电工业现已过了几十年的开展，装机容量和发电量稳步进步。截止到 2004 年底，全世界有 31 个国家现已建成或正在制作核电机组，其间正在运转的核电机组 440 台， 在建机组 26 台。2004 年世界核发电量 26186 亿千瓦时，占世界总发电量的 16%。各国因为状况不同，核 发电量占各自总发电量的比重相差较大：其间法国最大为 78.1%，韩国 38%，美国 19.9%， 日本 29.3%，英国 19.4%，日本 29.3%，印度 2.8%。 规范案牍 有用文档 一是核心技能方面方面的问题（简单受外国操控），二是核泄漏的方面的问题，中 国对核发电一向是走保存的限制性开展路途，依照规划，即便到 2020 年，我国的核发电最 多也只占总量的 40/0。 4、风电的优势是环保，缺陷是占地面积大，发电不安稳，不能建大中型发电厂， 所以风力发电开展十分缓慢，到现在全国装机容量不到 50 万千瓦，最大发电机组仅 750 千 瓦。 核电的相关报导 1985 年我国开端兴修榜首座核电站——浙江秦山核电站，容量 30 万千瓦，压水堆 型，自行规划、制作、施工，部分设备进口。1991 年 12 月 15 日并网发电，1994 年 4 月 1 日商业运转，1995 年 7 月 1 日经过国家验收。现在正扩建二期工程二台国产 60 万千瓦核电 机组，和三期工程二台自加拿大引入的重水堆型 70 万千瓦核电机组。 广东深圳大亚湾核电站，是我国兴修的第二座大型核电站，引入英、法两国设备， 装置二台 90 万千瓦压水堆型核电机组。1988 年 8 月 8 日浇注榜首罐混凝土，1993 年 8 月 31 日一号机组平网发电，1994 年 2 月 1 日商业运转；二号机组于 1994 年 5 月 6 日商业运转。 现在在建的项目有：大亚湾第二核电站—岭澳核电站，装置四台压水堆型 100 万千瓦核电机 组；江苏连云港核电站，由俄罗斯引入二台 100 万千瓦核电机组；广东省规划制作第三座核 电站，即阳江核电站，装置 6 台 100 万千瓦核电机组。 现在我国核电装机容量仅占全国发电装机容量的 0.76%，发电量仅占总发电量的 1.2%。 风电的相关报导 我国风力资源约为 2.53 亿千瓦，可开发量达 1.6 亿千瓦。1998 年底，全国近 20 个 风电场，装机总容量为 22.36 万千瓦。现在全国最大，也是亚洲最大的风电场是新疆达坂城 风力发电场，装有 300、500、600 千瓦风电机组共 111 台，总容量 5.75 万千瓦。内蒙古辉 腾锡勒风电场，装有 42 台 600 千瓦及 10 台 550 千瓦风电机组，总容量 3.07 万千瓦。浙江 临海括苍山风电场，装有 33 台 600 千瓦风电机组，总容量 1.98 万千瓦。现在我国风电装机 容量仅占可开发量的千分之一点四，有宽广的开展前景。 地热发电的相关报导 我国地热资源也很丰厚，且散布面甚广。榜首座地热电站建于广东丰顺县邓屋村于 1970 年建成，机组容量 100 千瓦。1971 年至 1975 年在湖南省宁乡县灰场镇建成 300 千瓦地 热电站。现在我国最大的地热电站是西藏羊八井地热电站，装机总容量达 2.518 万千瓦，1975 年开端兴修，1977 年一号机 1000 千瓦机组发电，今后续建 7 台 3000 千瓦和 1 台 3180 千瓦 地热机组，至 1992 年悉数建成。西藏那曲地热电厂系联合国开发署援建项目，装置 3 台 1000 千瓦地热机组，于 1992 年悉数建成。 潮汐能发电的相关报导 我国具有 500 千瓦以上的潮汐能电源点有 191 处，可开发的潮汐电站装机总容量可 达 2158 万千瓦，年发电量可达 619 亿千瓦时，首要散布在杭州湾、长江北口、浙江乐清湾 三大区域。我国榜首座潮汐电站是 1959 年 9 月建成的浙江临海潮汐电站，装置 2 台 60 千瓦 机组。我国最大的潮汐电站是浙江温岭县江厦潮汐实验电站，总容量 3900 千瓦，一号机 500 千瓦于 1980 年 5 月 4 日发电。现在我国已建成 7 座潮汐电站，最大的装机 5000 千瓦和 3 座波力实验电站 40 千瓦。正在兴修 2 座波力实验电站，装机容量 200 千瓦和潮汐电站一座 70 千瓦。 太阳能发电的相关报导 我国榜首座大功率的太阳能发电站建于内蒙古巴林右旗古力古台村，功率 560 瓦， 规范案牍 有用文档 于 1982 年 10 月 11 日投运。在西藏已建成二座 10 千瓦、一座 20 千瓦和一座 25 千瓦的光伏 电池电站。我国最大的太阳能光能发电站，建于海拔 4300 米的西藏革吉县，总功率 10088 瓦。正方案在拉萨兴修一座 3.5 万千瓦的太阳能发电站。 九、我国的电力起步 1879 年，美国的闻名发明家爱迪生发明晰电灯，很快把奥秘的电和人类的日子联络 了起来。 19 世纪 90 时代，三相沟通输电体系研制成功，并很快替代了直流输电，成为电力 体系大开展的里程碑，吹响了工业革命的号角。 清光绪五年四月初八（1879 年 5 月 28 日），上海公共租界工部局电气工程师毕晓浦， 在虹口乍浦路的一座仓库里，用 7.46 千瓦的蒸汽机带动自激式直流发电机，将宣布的电能 点着碳极弧光灯。这是中华大地上点亮的榜首盏电灯。 1882 年，英国人在上海南京路创办了上海榜首家发电厂，容量 12 千瓦，这便是我国的 榜首座发电厂。这座电厂的呈现，比全球首先运用弧光灯的巴黎北火车站电厂晚 7 年，比伦 敦霍尔蓬高架路电厂晚 6 个月，却比纽约珠街电厂早 2 个月，比俄国彼得堡电厂早 1 年，就 用电来说，我国也归于最早运用电的国家之一。 我国人自办电气作业，约始于 1888 年。当年 7 月 23 日，两广总督张之洞从国外购入 1 台发电机和 100 盏电灯，装置在衙门旁发电，供衙门照明。 1890 年，上海一些官僚、巨贾家庭开端运用白炽灯照明。 20 世纪初，我国的电力开展呈现了榜首波热潮。1903 年江苏镇江大照电灯公司建立。 1905 年北平京师华商电灯有限公司建立。天津、上海南市、济南、汉口、重庆等地的华人 也先后开办电力作业。 1904 年，处于日本殖民统治下的台湾建成我国最早的水电站龟山水电站，装机容 量 600 千瓦。云南石龙坝水电站也在 1912 年建成发电，随之呈现了我国榜首条 22 千伏输电 线路。因为历经战乱，旧我国的电力一向缓慢开展。 十、新我国的电力开展 电力工业素有国民经济“先行官”之称。新我国建立 50 多年来，电力工业敏捷开展。 从 1996 年起，我国电力装机容量、发电量和用电量一向坚持世界第二位，仅次于美国。 据核算，1949 年，全国电力装机容量只要 185 万千瓦，年发电量 43 亿千瓦时，分 别位居世界第２１位和２５位。 新我国建立后，我国电力工业敏捷开展。到 1978 年，全国电力装机容量已达 5712 万千瓦，比 1949 年增加近３０倍；年发电 2566 亿千瓦时，增加近 59 倍。 改革开放后，我国电力工业接连跃上两个台阶：1987 年，电力装机容量达１亿千瓦， 1995 年打破２亿千瓦，2000 年打破 3 亿千瓦，2003 年挨近 4 亿千瓦，2005 年打破 5 亿千瓦 （其间水电装机容量到达 1 亿千瓦），2006 年打破 6 亿千瓦，2007 年打破 7 亿千瓦，2008 年挨近 8 亿千瓦。 1988 年，全社会用电量 5358 亿千瓦时，1996 年打破 1 万亿千瓦时，2004 年打破 2 万亿千瓦时，2008 年到达 34268 亿千瓦时。 装机容量的高速增加期是 2004——2008，全社会用电量的高速增加期是 2003—— 2007，装机容量最多的是 2006 年，超越 1 亿，超越总装机容量的百分之二十。全社会用电 量增加最快的是 2007 年，比 2006 年增加了 4198 亿千瓦时，增加了百分之十五。 规范案牍 有用文档 2.2 电力体系负荷等级与核算 电力负荷： 电力负荷应依据对供电牢靠性的要求及中止供电在政治、经济上所形成丢失或影响的程度进 行分级，并应契合下列规则： 一、契合下列状况之一时，应为一级负荷： 1．中止供电将形成人身伤亡时。 2．中止供电将在政治、经济上形成严峻丢失时。例如：严峻设备损坏、严峻产品作废、用 重要质料出产的产品很多作废、国民经济中重点企业的接连出产进程被打乱需求长时刻才干 康复等。 3．中止供电将影响有严峻政治、经济含义的用电单位的正常作业。例如：重要交通纽带、 重要通讯纽带、重要宾馆、大型体育场馆、常常用于世界活动的很多人员会集的公共场所等 用电单位中的重要电力负荷。在一级负荷中，当中止供电将产生中毒、爆破和火灾等状况的 负荷，以及特别重要场所的不答应中止供电的负荷，应视为特别重要的负荷。 二、契合下列状况之一时，应为二级负荷： 1．中止供电将在政治、经济上形成较大丢失时。例如：首要设备损坏、很多产品作废、连 续出产进程被打乱需较长时刻才干康复、重点企业很多减产等。 2．中止供电将影响重要用电单位的正常作业。例如：交通纽带、通讯纽带等用电单位中的 重要电力负荷，以及中止供电将形成大型影剧院、大型商场等较多人员会集的重要的公共场 所次序紊乱。 三、不归于一级和二级负荷者应为三级负荷。 两回路是两台变压器并联运转，其目地是当有一台呈现问题时，另一台还能维持下去。 我国民用供电运用三相电作为楼层或小区进线，多用星形接法，其相电压为 220V，而线V(近似值)，需求中性线，一般也都有地线，即为三相五线制。而进户线为单 相线，即三相中的一相，对地或对中性线V。一些大功率空调等家用电器也 运用三相四线制接法，此刻进户线有必要是三相线kV 以上高压三相电进入厂区，经总降压变电所、总配电所或车间变电 所变压成为较低电压后以三相或单相的方法深化各个车间供电。 各国规则的三相电导线色彩 美国 （大部分） 美国 A相 B相 黑色 赤色 棕色 橙色 C相 中性 线 地线 蓝色 白色 或灰 色 绿色、黄绿色条纹， 或暴露的铜线 黄色 灰色 绿色 规范案牍 有用文档 （其它状况） 加拿大（强制性）[1] 赤色 加拿大（孤立的三相电设 施）[2] 橙色 欧洲和其它许多国家，包含 英国（IEC 60446）及香港[3] 棕色 欧洲曩昔（IEC 60446，各 个国家不同） 棕色 或黑 色 南非、马来西亚 赤色 印度 赤色 澳大利亚、新西兰[4]和香港 曩昔 赤色 我国 黄色 黑色 棕色 蓝色 黄色 黑色 灰色 黑色或棕 色 黑色 或棕 色 黄色 蓝色 黄色 蓝色 白色（过 去黄色） 蓝色 绿色 赤色 或白 色 白色 白色 蓝色 蓝色 黑色 黑色 黑色 蓝色 绿色（或暴露的铜线） 绿色 黄绿色条纹 黄绿色条纹 黄绿色条纹（1970 年 前的设备上为绿色） 绿色 黄绿色条纹（很旧的 设备上为绿色） 黄绿色条纹 规范案牍