能源管理师培训第03章电力基础知识



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1、第三章第三章 电力基础知识电力基础知识3.1 电力系统与电力网电力系统与电力网一、电力系统一、电力系统 电力系统是生产、变换、输送、分配、消费电能的发电电力系统是生产、变换、输送、分配、消费电能的发电机、变压器、变换器、电力线路和各种用电设备(机、变压器、变换器、电力线路和各种用电设备(一次设备一次设备)以及测量、保护、控制等智能装置(以及测量、保护、控制等智能装置(二次设备二次设备)组成的统一)组成的统一整体。整体。二、电力网二、电力网 由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分常称为电力网络,即电力系统中除发电机和电力用成的部分
2、常称为电力网络,即电力系统中除发电机和电力用户以外的部分。户以外的部分。 电力网是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电所电力网是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电所连接而成的网络。电力网按照其在电力系统中作用,分为输连接而成的网络。电力网按照其在电力系统中作用,分为输电网和配电网。电网和配电网。 输电网是以高电压甚至超高电压将发电厂、变电站或变输电网是以高电压甚至超高电压将发电厂、变电站或变电所之间连接起来的送电网络,所以又可以称为电力网络中电所之间连接起来的送电网络,所以又可以称为电力网络中的主网架。的主网架。 直接将电能送到用户的网络称为配电网。配电网的电压直接将电能送到用户的网络称
3、为配电网。配电网的电压因用户的需要而定,因此配电网又分为高压配电网、中压配因用户的需要而定,因此配电网又分为高压配电网、中压配电网和低压配电网。电网和低压配电网。(1)总装机容量:该系统中实际安装发电机额定有功功率的总和,以千瓦)总装机容量:该系统中实际安装发电机额定有功功率的总和,以千瓦(kW)、兆瓦()、兆瓦(MW)、吉瓦()、吉瓦(GW)计。)计。(2)年发电量:该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和,以兆瓦)年发电量:该系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和,以兆瓦时时(MWh),吉瓦),吉瓦时(时(GWh),太瓦),太瓦时(时(TWh)计。)计。(3)最大负荷:规定时间,如一天
4、、一月或一年内,电力系统总有功功率负荷)最大负荷:规定时间,如一天、一月或一年内,电力系统总有功功率负荷的最大值,以千瓦(的最大值,以千瓦(kW)、兆瓦()、兆瓦(MW)、吉瓦()、吉瓦(GW)计。)计。(4)额定频率:我国所有交流电力系统的额定频率是)额定频率:我国所有交流电力系统的额定频率是50Hz,国外有,国外有60Hz和和 25Hz。(5)最高电压等级:该系统中最高电压等级电力线路的额定电压,以千伏()最高电压等级:该系统中最高电压等级电力线路的额定电压,以千伏(kV)计。计。(6)地理接线图)地理接线图:主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置,电力线路的路主要显示该系统中发电厂、变
5、电所的地理位置,电力线路的路径,及它们相互间的联结。优点是可获得系统的宏观印象,缺点是难以表示径,及它们相互间的联结。优点是可获得系统的宏观印象,缺点是难以表示各主要电机、电器间的联系。各主要电机、电器间的联系。(7)电气接线图)电气接线图:主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机、电器、线路之间的电气接线。缺点是,难以反映各发电厂、变等主要电机、电器、线路之间的电气接线。缺点是,难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。电所、电力线路的相对位置。三、三、 电力系统的基本参量电力系统的基本参量和结线图和结线图四、
6、构成大型电力系统的优点四、构成大型电力系统的优点1提高供电的可靠性;提高供电的可靠性; 2减少系统的备用容量;减少系统的备用容量; 3便于发展大型机组;便于发展大型机组; 4通过合理分配负荷,可降低系统的高峰负荷;通过合理分配负荷,可降低系统的高峰负荷;5. 提高供电质量;提高供电质量; 6. 便于利用大型动力资源,特别是能充分发挥水力发电厂的便于利用大型动力资源,特别是能充分发挥水力发电厂的作用。作用。五、电力生产的特点五、电力生产的特点1. 电能的生产、输送、分配以及装换为其他形式的能量的过程,电能的生产、输送、分配以及装换为其他形式的能量的过程,是是同时进行同时进行的,电能的,电能不能大
7、量存储不能大量存储,电力系统中瞬间生产的电,电力系统中瞬间生产的电力,必须等于同一瞬间取用的电力;力,必须等于同一瞬间取用的电力;2电力生产是高度集中、统一的;电力生产是高度集中、统一的;3电能使用最方便,适用性最广泛;电能使用最方便,适用性最广泛;4过渡过程相当迅速,电力系统中各元件的投入或退出是在过渡过程相当迅速,电力系统中各元件的投入或退出是在一瞬间完成的;一瞬间完成的;5电力生产在国民经济中具有先行性;电力生产在国民经济中具有先行性;3.2 电力负荷电力负荷一、电力负荷一、电力负荷 电力系统的电力系统的总负荷总负荷就是系统中所有就是系统中所有用电设备消耗总功率的总和用电设备消耗总功率的
8、总和;将用户所消耗的功率相加,得电力系统的综合用电负荷;将用户所消耗的功率相加,得电力系统的综合用电负荷;再加网络损耗的功率就是系统中各发电厂应供应的功率,称为电再加网络损耗的功率就是系统中各发电厂应供应的功率,称为电力系统的供电负荷(供电量);力系统的供电负荷(供电量);再加各发电厂本身消耗的功率(即厂用电),就是系统中各发电再加各发电厂本身消耗的功率(即厂用电),就是系统中各发电机应发的功率,称为系统的发电负荷(发电量)。机应发的功率,称为系统的发电负荷(发电量)。电力负荷包括异步电动机、同步电动机、各类电弧炉、整流装置、电力负荷包括异步电动机、同步电动机、各类电弧炉、整流装置、电解装置、
9、制冷制热设备、电子仪器和照明设施等。电解装置、制冷制热设备、电子仪器和照明设施等。 二、基本概念二、基本概念(一)设备安装容量(一)设备安装容量连续工作的用电设备铭牌上的标称功率。用电设备往往因为连续工作的用电设备铭牌上的标称功率。用电设备往往因为工作性质不同而具有不同的运行工作制,从供电安全和经济工作性质不同而具有不同的运行工作制,从供电安全和经济性两方面来考虑,应按设备铭牌功率予以折算。性两方面来考虑,应按设备铭牌功率予以折算。(二)负荷与负荷曲线(二)负荷与负荷曲线 电力负荷是指单台用电设备或一组用电设备从电源取用电力负荷是指单台用电设备或一组用电设备从电源取用的电功率,包括有功功率、无
10、功功率和视在功率。的电功率,包括有功功率、无功功率和视在功率。 所谓所谓负荷曲线负荷曲线就是指在一段时间内用电设备有功、无功就是指在一段时间内用电设备有功、无功负荷随时间变化的图形。负荷随时间变化的图形。 负荷曲线对变电所、发电厂和电力系统的运行有重要意负荷曲线对变电所、发电厂和电力系统的运行有重要意义。它是变电所负荷控制,发电厂安排日发电计划,确定电义。它是变电所负荷控制,发电厂安排日发电计划,确定电力系统运行方式的重要依据。力系统运行方式的重要依据。(三)平均负荷、最大负荷、有效负荷与计算负荷(三)平均负荷、最大负荷、有效负荷与计算负荷1.平均负荷平均负荷 平均负荷是指电力负荷在一段时间内
11、的平均值。平均负荷是指电力负荷在一段时间内的平均值。2最大负荷最大负荷一年中典型日负荷曲线(全年至少出现一年中典型日负荷曲线(全年至少出现3次的最大负荷工作班次的最大负荷工作班内的负荷曲线)中的最大负荷,即内的负荷曲线)中的最大负荷,即30min内消耗电能最大时的内消耗电能最大时的平均负荷。平均负荷。3.有效负荷有效负荷 有效负荷是指由典型工作班负荷曲线确定的平均负荷,其持有效负荷是指由典型工作班负荷曲线确定的平均负荷,其持续运行所产生的热效应和实际变动负荷长期运行产生的热效应续运行所产生的热效应和实际变动负荷长期运行产生的热效应是相等的。是相等的。4. 计算负荷计算负荷 电力用户的实际负荷并