电力系统基础概念之表计类型
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电力系统概念汇总CHAPTER11、什么是电力系统?什么是电力网?他们都由那些设备组成?电力系统:由发电、变电、输电、配电、用电等设备和相应辅助设备、按规定的技术和经济要求组成的,将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的一个统一系统。
组成:电力系统是由发电机、变压器、线路、负荷等4类设备组成的有机整体。
其组成按照功能分3个层次:电力网络:升压变压器+输电线路+降压变压器+配电线路电力系统:发电机+电力网络+用电设备(用电负荷)动力系统:电力系统+发电厂动力部分(一次能源转换设备)2、电力网的额定电压是怎样规定的?电力系统各类元件的额定电压与电力网的额定电压有什么关系?I)电力线路的额定电压和系统的额定电压相等;II)发电机的额定电压与系统的额定电压为同一级别时,其额定电压规定比系统的额定电压高5%;III)变压器接受功率一侧的绕组为一次绕组(相当于受电设备),输出功率一侧的绕组为二次绕组(相当于供电设备);IV)变压器一次绕组的额定电压与系统的额定电压相等,但直接与发电机联接时,其额定电压则与发电机的额定电压相等。
V)变压器二次绕组的额定电压规定比系统的额定电压高10%,如果变压器的短路电压小于7%、或直接(包括通过短距离线路)与用户联接时,则规定比系统的额定电压高5%。
3、升压变压器和降压变压器的分接头是怎样规定的?变压器的额定变比和实际变比有什么区别?变压器分接头:①为满足电力系统的调压要求,电力变压器的绕组设有若干个分接抽头———分接头,相应绕组的中心抽头称之为主抽头。
②变压器绕组额定电压,指主轴头对应的绕组额定电压。
③分接头位置用“%”示出,表示抽头偏离主抽头的额定电压%④分接头的设置:双绕组变压器——分接头设在高压侧三绕组变压器——分接头分别设在高压侧和中压侧⑤分接头调节方式与个数:个数为奇数(含主抽头)变压器变比A)额定变比:kN=高压侧额定电压/低压侧额定电压B)运行变比:k=高压侧分接头电压/低压侧额定电压C)标么变比:k*=k/kN(or:k*=k/kB——见2.6节)4、电能生产的主要特点是什么?对电力系统运行有哪些基本要求?特点:同时性,瞬时性,与日常生活联系的密切性基本要求:1、供电安全可靠;2、电能质量良好;3、系统运行经济;4、环境友好。
第一章电力系统的基本概念1-1 电力系统的组成1.1 电力系统的组成电力系统:生产、输送、分配、消费电能的各种电气设备连接而成的整体。
电力网络:电力系统中输送和分配电能的部分。
含变压器和输电线。
电力系统和电力网示意图1-2 电力系统的额定电压和额定频率1.2.1 电力系统的额定电压和额定频率的定义电气设备都是按照指定的电压和频率来进行设计制造的,这个指定的电压和频率,称为电气设备的额定电压和额定频率。
•当电气设备在额定电压和频率下运行时,具有最好的技术性能和经济效果。
1.2.2电力系统的额定电压由上表可以看出:•同一电压等级下,各种设备的额定电压不完全相等;•各电气设备的额定电压之间有一个相互配合的问题。
1.2.2 电力系统的额定电压•电力线路的额定电压:等于系统的额定电压;•发电机的额定电压:比系统的额定电压高5%;•变压器的额定电压:–一次绕组:•直接与发电机相连:等于发电机的额定电压;•不直接与发电机相连:等于系统的额定电压;–二次绕组:比系统的额定电压高10%或5%。
1.2.3 电力系统的额定频率我国规定,电力系统的额定频率:50Hz;简称——工频。
1-3 对电力系统运行的基本要求1.3.1 电力系统运行的特点•不能大量储存;•暂态过程非常短促;•与国计民生密切相关。
1.3.2 电力系统运行的基本要求•供电安全可靠;•优质;•经济;•环保。
1-4 电力系统的接线方式1.4.1 电力系统接线方式的分类•无备用;•有备用。
1.4.2 电力系统主要的无备用接线类型•单回路放射式网络1.4.2 电力系统主要的无备用接线类型•干线式网络1.4.2 电力系统主要的无备用接线类型•树状网络1.4.2 电力系统无备用接线的特点•接线简单;•设备费用少;•运行方便;1.4.2 电力系统无备用接线的缺点•供电可靠性低;•长线路时,线路末端电压偏低。
1.4. 3 电力系统的有备用接线•双回路网络–优点:•简单,运行方便;•供电可靠性高;•电压质量较高。
一、电力系统知识介绍(一)电力系统基本概念1、电力系统组成:电能是一种十分重要的二次能源,它能方便、经济地从蕴藏于自然界中的一次能源(如:煤炭、石油、天然气、水力、核燃料、风能等)转换而来,并且可以转换为其它能量供人们使用。
电能是由发电厂生产的,大容量发电厂往往建在燃料,水力资源丰富的地方,而用户往往远离发电厂需要建设较长的输电线路进行输电,建设升压和降压变电所进行变电,通过配电线路向各类用户配电,电力系统——是由发电、输电、变电、配电和用电连接成的统一整体。
是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。
电力网——其中输电、变电、配电所组成的部分。
它包括升、降压变压器和各种电压的输电线路。
它的任务就是把远处发电厂生产的电能输送到负荷中心,同时还联系区域电力网行程跨省,跨地区的大电力系统,如我国的东北、华北、华中、华东、西北和南方等电力网,就属于这种类型。
动力系统——在电力系统的基础上,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)包含在内的系统。
电力系统示意图2、电力系统的组成由发电厂的发电机、升压及降压变电设备、电力网及电能用户(用电设备)组成的系统统称为电力系统。
(1)发电厂:生产电能。
(2)电力网:分为输电网和配电网。
输电网:是以高压甚至超高电压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来的输电网络,所以又称为电力网中的主网架。
配电网:直接将电能送到用户的网络。
它的作用是将电能分配给各类不同的用户,变换电压、传送电能。
配电网的电压因用户的需要而定,因此,配电网中又分为:高压配电网:110KV及以上电压、中压配电网:(35KV)10KV、6KV、3KV低压配电网:220V、380V。
(3)电力用户:高压用户额定电压在1kV以上,低压用户额定电压在1kV以下。
(4)用电设备:消耗电能。
3、电力系统的额定电压电网电压是有等级的,电网的额定电压等级是根据国民经济发展的需要、技术经济的合理性以及电气设备的制造水平等因素,经全面分析论证,由国家统一制定和颁布的。
电力系统分析基础目录稳态部分一.电力系统的基本概念填空题简答题二.电力系统各元件的特征和数学模型填空题简答题三.简单电力网络的计算和分析填空题简答题四.复杂电力系统潮流的计算机算法简答题五.电力系统的有功功率和频率调整1.电力系统中有功功率的平衡2.电力系统中有功功率的最优分配3.电力系统的频率调整六.电力系统的无功功率和频率调整1.电力系统的无功功率平衡2.电力系统无功功率的最优分布3.电力系统的电压调整暂态部分一.短路的基本知识1.什么叫短路2.短路的类型3.短路产生的原因4.短路的危害5.电力系统故障的分类二.标幺制1.数学表达式2.基准值的选取3.基准值改变时标幺值的换算4.不同电压等级电网中各元件参数标幺值的计算三.无限大电源1.特点2.产生最大短路全电流的条件3.短路冲击电流im4.短路电流有效值Ich四.运算曲线法计算短路电流1.基本原理2.计算步骤3.转移阻抗4.计算电抗五.对称分量法1.正负零序分量2.对称量和不对称量之间的线性变换关系3. 电力系统主要元件的各序参数六.不对称故障的分析计算1.单相接地短路2.两相短路3.两相接地短路4.正序增广网络七.非故障处电流电压的计算1.电压分布规律2.对称分量经变压器后的相位变化稳态部分一一、填空题1、我国国家标准规定的额定电压有 3kv 、6kv、 10kv、 35kv 、110kv 、220kv 、330kv、 500kv 。
2、电能质量包含电压质量、频率质量、波形质量三方面。
3、无备用结线包括单回路放射式、干线式、链式网络。
4、有备用界结线包括双回路放射式、干线式、链式、环式、两端供电网络。
5、我国的六大电网:东北、华北、华中、华东、西南、西北。
6、电网中性点对地运行方式有:直接接地、不接地、经消弧线圈接地三种,其中直接接地为大接地电流系统。
7、我国110kv及以上的系统中性点直接接地,35kv及以下的系统中性点不接地。
二、简答题1、电力网络是指在电力系统中由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。
第二篇电力系统基础知识第一章电力系统和发电厂概述第一节电力系统的概念为了提高供电的可靠性和经济性,目前,都尽量将许多发电厂用电网联接起来并列运行。
1、电力系统由发电厂(热力、水动部分除外)、电力网、变电所及电力用户组成的统一整体,称为电力系统。
一、电力系统的基本概念通常,电能由发电厂供给,为了经济起见,发电厂多建立在动力资源丰富的地方。
这样离工业企业就可能相距很远,这样就产生了电能的输送问题;电能输送到工矿企业后,由于生产厂房和车间分布很广,因而产生了电能分配问题。
电力主要来自火力和水利发电厂。
为了是工业布局更加合理,常需要将发电厂建造在动力资源如水、煤、石油丰富的地区。
但由于用电的分散性,或者受地理及历史条件的限值,可能会使负荷中心与动力资源相隔很远,这样就必须将电能经变压器升高电压后,由输电线路输送到遥远的用户处,因此便有必要在发电厂与用户之间建立升压和降压变电所。
此外,为了供电的可靠性性和经济性,还须将各发电厂用电力网联起来并列运行。
电力网是电力系统的一部分,它是有各类变电所和各种不同电压等级的线路联接起来组成的统一网络。
它是联系发电厂和用户的中间环节。
电力网的作用是将电能从发电厂输送并分配到用户处。
通常,把发电厂生产的电能直接分配电能给用户,或由降压变电所分配给用户的10KV及以下电力线路,称为配电线路;而把电压在35KV及以上的高压电力线路称为送电线路。
电力用户在电力系统中,一切消费电能的用电设备均称为电力用户。
用电设备按其用途可分为:动力用电设备(如电动机等)、工艺用电设备(如电解、冶炼、电焊、热处理等设备)、电热用电设备(电炉、干燥箱、空调等)、照明用电设备和试验用电设备等,它们分别将电能转换为机械能、热能和光能等不同形式的适于生产需要的能量。
电力系统是动力系统的一部分,它是由发电厂的发电机及配电装置、升压及降压变电所、输配电线路及用户的用电设备所组成。
电力系统的作用是使个发电厂、变电所并列运行,从而提高整个系统运行的可靠性和经济性。
第一章电力系统基础知识继电保护、自动装置对电力系统起到保护和安全控制的作用,因此首先应明确所要保护和控制对象的相关情况,涉及的内容包括:电力系统的构成,电力系统中性点接地方式及其特点,电力系统短路电流计算及其相关概念。
这是学习继电保护、自动装置等本书内容的基础。
〉〉第一节电力系统基本概念一、电力系统构成电力系统是由发电厂、变电站(所)、送电线路、配电线路、电力用户组成的整体.其中,联系发电厂与用户的中间环节称为电力网,主要由送电线路、变电所、配电所和配电线路组成,如图1—1中的虚框所示。
电力系统和动力设备组成了动力系统,动力设备包括锅炉、汽轮机、水轮机等。
在电力系统中,各种电气设备多是三相的,且三相系统基本上呈现或设计为对称形式,所以可以将三相电力系统用单相图表述。
动力系统、电力系统及电力网之间的关系示意图如图1-l所示。
图1—1 动力系统、电力系统及电力网示意图需要指出的是,为了保证电力系统一次电力设施的正常运行,还需要配置继电保护、自动装置、计量装置、通信和电网调度自动化设施等。
电力系统主要组成部分和电气设备的作用如下。
(1)发电厂。
发电厂是把各种天然能源转换成电能的工厂.天然能源也称为一次能源,例如煤炭、石油、天然气、水力、风力、太阳能等,根据发电厂使用的一次能源不同,发电厂分为火力发电厂(一次能源为煤炭、石油或天然气)、水力发屯厂、风力发电厂等。
(2)变电站(所)。
变电站是电力系统中联系发电厂与用户的中间环节,具有汇集电能和分配电能、变换电压和交换功率等功能,是一个装有多种电气设备的场所.根据在电力系统中所起的作用,可分为升压变电站和降压变电站;根据设备安装位置,可分为户外变电站、户内变电站、半户外变电站和地下变电站。
变电站内一次电气设备主要有变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、负荷开关等。
变电站内还配备有继电保护和自动装置、测量仪表、自动控制系统及远动通信装置等。
电表是电能表的简称,是用来测量电能的仪表,又称为电度表,火表,电能表,千瓦小时表,指测量各种电学量的仪表。
按用途分为:工业与民用表、电子标准表、最大需量表、复费率表
按结构和工作原理分为:感应式(机械式)、静止式(电子式)、机电一体式(混合式)
按接入电源性质:交流表、直流表
机械式电能表和电子式电能表区别
机械式电能表是根据电磁感应的原理制造而成,当电压线圈接入电源电压,电流线路通过负载电流,两线圈产生的磁通可使铝转盘上出现涡流,涡流与磁通相互作用形成转动力矩而使转盘转动;
电子式电能表是将电压电流施加在固态的电子器件上,通过电子器件或专用集成电路输出与瓦时成比例的脉冲的仪表,故电子式电能表又称静止式电能表,其是相对于机械表而言的;
机电一体式电能表是一个由机械表向电子表过度的一个产品,是在机械表的转盘上增加传感器,通过传感器送来的脉冲对电能进行累加计算或作其他处理的电表。
电子式电能表相对机械表有以下几个优点:1)精度高,误差线性好;2)体积小,重量轻;3)长期工作不需要调校,4)功能上可以方便扩展其他功能,如多费率、预付费、防窃电、多功能、集中抄表等。
5)性价比高,受原材料影响小。
电能表的种类
1.有(无)功电能表
通过将有(无)功功率对时间进行积分的方式来测量有(无)功电能的仪表。
2.双向作用电能表
按两个(功率)方向测量电能的仪表。
3.感应式电能表
通过以感应测量元件的圆盘旋转为工作方式的仪表。
4.静止式电能表
通过电流和电压作用于固态(电子)元件,产生输出脉冲频率与所测量功率成正比的仪表。
5.静止式有(无)功电能表
由电流和电压作用于固态(电子)器件而产生与瓦时(乏时)成比例输出量的仪表。
6.多用户静止式有功电能表
包封在一个表壳内,通过电子器件的固定组合,同时测量多个电能用户有功电能的仪表。
7.混合式多费率电能表
以感应式系列电能表产生和所测量功率成正比的输出脉冲频率,其费率功能由电子电路实现的仪表。
8.静止式多费率电能表
测量单元由电流和电压作用于固态(电子)器件而产生与电能成比例的输出量,其费率功能由电子电路实现的仪表。
(在电力系统中,把某一时刻各类用电设备消耗的电功率总和称为电力负荷,其单位为千瓦(kw)。
电力负荷随时间是不断变化的,可用日(或年)负荷曲线来描述。
当电力负荷大量增加时,就会形成电网的负荷高峰;当电力负荷大量喊少时,又会形成电网的负荷低谷。
当负荷曲线上的峰值和谷值之差太大时,发、供电设备的容量不能被充分利用,造成运行不经济。
严重时,还会危及电网的安全运行。
为了加强电力生产的调度管理,平抑负荷曲线,现在已开蛤采取经济手段调整负荷的措施。
例加,实行多种电价的制度,用以鼓励用电的用户在某段时间内多用电,某段时问内
少用电或不用电,以调整电力负荷;提高电力负荷率,这样做对供、用电双方都是有利的。
为满足上述要求,制成了各种型式的复费率(或多费率)电能表。
复费率(或多费率)电能表又称分时计量电能表、这种表可为按多种电价的费率收取电费提供电量依据,也为加强经济管理提供可靠数据。
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9.IC卡预付费电能表
一种具有IC卡通讯接口的电能计量仪表,可以按照协议好的特定付费方式完成电能计量、数据处理及用户用电控制。
它包括计量单元、指示器、负荷开关和其它辅助装置。
(预付费电度表又叫做定量电能表、IC卡电度表,除了具有普通电能表的计量功能外,特别的是用户先买电,买电后才能用电,若用完电后用户不继续卖电,则自动切断电源停止供电。
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10.机电式预付费电能表
由感应式电能表实现电能计量、电子线路实现数据处理和预付费功能的仪表。
11.电子式预付费电能表
全部由固态(电子)器件实现电能计量、数据处理和预付费功能的仪表。
12.多功能电子式电能表
由测量单元和数据处理单元等组成,除计量有功(无功)电能量外,还具有分时、测量需量等两种以上功能,可完成多种计量方式、负载管理和远距离传输数据,并能显示、储存和输出数据的仪表。