高电压技术课程介绍(2)

Thermal Base

3000MW 2500MW 1800MW 7200MW 10000MW 9000MW

Hydro Power Base

2000MW

3000MW

Possible International connection

AC DC

Regional Grids Interconnection in 2010

§1.1 电力系统的基本概念
2020年前后，随着长江和黄河上游以及澜沧江、红水河 上一系列大型水电站的开发，西部和北部大型火电厂和沿海 核电站的建设，以及一大批长距离、大容量输电工程的实施， 电网结构进一步加强，真正形成全国统一的联合电网。在全 国统一电网中充分实现西部水电东送，北部火电南送的能源 优化配臵。此外，北与俄罗斯、南与泰国之间也可能实现周 边电网互联和能源优势互补。

Thermal Base

3000MW 2500MW 1800MW 7200MW 10000MW 9000MW

Hydro Power Base

2000MW

3000MW

Possible International connection

AC DC

Regional Grids Interconnection in 2015-2020

§1.1 电力系统的基本概念
西电东送三大通道： ? 南部通道：将贵州乌江、云南澜沧江和桂、滇、黔
三省区交界的南盘江、北盘江、红水河水电站，以及 云南和贵州坑口火火电厂开发出来送往广东。

? 中部通道：将金沙江干支流(雅砻江、大渡河)水电
站开发出来送往华东地区。

? 北部通道：将黄河上游水电站和山西、蒙西地区坑
口火电厂开发出来送往京津唐地区 。

2020年西电东送方案
传输功率 1.2亿千瓦
京津唐

500kv 330kv 220kv 火电厂 水电厂 核电厂 变电站

长江三 角洲

珠江三 角洲

§1.1 电力系统的基本概念
电力系统为什么要互联并网运行呢？
1.采用高效率大容量机组—

减少备用容量
最大单机容量 最大发电厂

2.合理利用动力资源—水、火电互补
3.提高供电可靠性—系统越大，抗干扰能力越强 4.提高运行的经济性—装高效率大容量机组、
合理利用动力资源、合理分配负荷、削峰填谷。

§1.1 电力系统的基本概念 我国最大单机容量
? 最大火电机组：1000 MW（浙江华能玉环电厂，上
海外高桥第二发电厂900MW）

? 最大水电机组：700 MW（三峡电厂）（葛洲坝水电
厂320 MW）

? 最大核电机组：1060MW（江苏田湾核电厂)

§1.1 电力系统的基本概念
? ? ?

我国最大发电厂 最大火电厂：北仑港电厂，5×600 MW 最大水电厂：三峡电厂26×700 MW（二滩水电厂
6×550 MW，溪洛渡水电站8×700MW ）

最大核电厂：秦山（300+2×600+2×700MW）,
(大亚湾2×90万KW,江苏田湾2×1060 MW,浙江三门、 广东阳江2×1000MW)

?

最大抽水蓄能电厂：广东抽水蓄能电厂8×300
MW

§1.1 电力系统的基本概念
?机构改革初显成效：2002年12月，中国电力工业新机构 为适应市场发展应运而生，成立了两家电网公司、5家发 电集团公司和4家辅业集团公司；2003年2月，国家电力监 管委员会宣告成立。 两家电网公司是国家电网公司、中国南方电网有 限责任公司； ５家发电集团公司是中国华能集团公司、中国大 唐集团公司、中国华电集团公司、中国国电集团公司和 中国电力投资集团公司； ４家辅业集团公司是中国电力工程顾问集团公司、 中国水电工程顾问集团公司、中国水利水电建设集团公 司和中国葛洲坝集团公司。

§1.1 电力系统的基本概念
? 缺电问题： 1970年以来出现缺电问题 1998年低用电水平下基本实现了电力的供需平衡 2001电力再度短缺 原因：（1）电力工业跟不上国民经济的发展速度是造成 缺电的重要原因

§1.1 电力系统的基本概念
（2）电网的瓶颈制约，网络输送能力不足，输配电“卡脖子” 问题严重，制约了电力供应。 发电、输电、配电比例：美国 1:0.43:0.7，日本 1:0.47:0.68 ，英国1:0.45:0.78 ，我国 1:0.21:0.12 （3）发电机组出力不足（水电来水不足，火电电煤紧张） （4）经济快速增长带动用电需求高涨 （5）居民用电被激活 （6）高耗能行业发展迅速

§1.1 电力系统的基本概念
?展望：我国电力工业进入了新一轮的快速发展期 ? 形成以大型清洁高效燃煤发电、大型水电、大型核电、 多种形式的可再生能源发电和分布式电源构成的多元化发 电结构。 ? 形成以特/超高压交直流输电为骨干，区域电网互联， 各级电压电网协调发展的坚强智能电网。

§1.1 电力系统的基本概念
目前电网和智能电网的比较
目前电网 通讯 与用户交互 仪表型式 运行与管理

潮流控制 可靠性 供电恢复 网络拓扑 没有或单向 很少 机电的 人工的设备校核 有限的 人工的 辐射状的 智能电网 双向 很多 数字的 远方监控

功率的提供与支持 集中发电

集中和分布式发电并存
普遍的 自愈的 网状的

倾向于故障和电力中断 自适应保护和孤岛化

§1.2 电力系统运行特点及基本要求

特点
电能不能大量储存 暂态过程非常短促（30万KM/S） 与国民经济及日常生活关系密切

要求
安全 环保 优质 经济

§1.2 电力系统运行特点及基本要求

安全：保证可靠的供电

措施

?电源与电网的建设（西电东送全国 联网） ? SCADA－数据采集与监视控制系统 （Supervisory Control And Data Acquisition ） ? 设备检修（计划检修→状态检修） ? 人员素质

§1.2 电力系统运行特点及基本要求

?负荷（一级

二级 三级）

?一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成人

身事故，经济严重损失，人民生活发生混乱。 ?二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大 量减产，人民生活受影响。
?三级负荷：所有不属于http:///
一、二级的负荷。

§1.2 电力系统运行特点及基本要求

优质
指标

电压： ≥35kV ±5% ≤10kV ±7% (无功功率）
频率： ±0.2（≥3000mw) ~ 0.5Hz(≤3000MW） （有功功率） 谐波：电力电子装臵，非线性负荷

§1.2 电力系统运行特点及基本要求

经济
?煤耗率（水耗率） EX:一台600MW火电机组，年利用小时6000h，煤耗率320g/kW.h，煤价：300
元/吨。 Sol： 年发电量： 需标煤： 燃料费： 1%节约：燃料： 燃料费：

600000kW×6000h＝36亿kW.h 36亿kW.h×320g/kW.h＝115.2万吨标煤 115.2万吨×300元/吨＝34560万元 1.152万吨标煤 345.6万元

?厂用电率 ? 网损

§1.2 电力系统运行特点及基本要求

环保
?火电厂装机＞70％ ? 煤炭燃烧造成的污染 ? 限制污染物的排放量

§ 1.3 电力系统的接线方式和电压等级 一.电力系统的接线方式 1、无备用

（a）放射式

图1-5 无备用接线方式 （b）干线式样

（c） 链式

优点：简单、经济、运行方便 缺点：供电可靠性差 适用范围：二级负荷

§ 1.3 电力系统的接线方式和电压等级

2、有备用

图1-6 有备用接线方式 （a） 放射式样 （b） 干线式 （c） 链式 （d） 环式 （e） 两端供电网络

优点：供电可靠性和电压质量高 缺点：不经济 适用范围：电压等级较高或重要的负荷

§ 1.3 电力系统的接线方式和电压等级 二.电力系统的标准电压 1.电力系统的额定电压等级 标称电压

经济电压： P ? 3UI cos ?

电压高，损耗小
绝缘水平高，投资大

制定标准电压，以便实现互联 最高电压：正常运行时，系统中出现的电压最高值

表 1-3

1000V 以上的额定电压 变压器

额定线电压/kV

用电设备额定线电压/kV

交流发电机额定线电压/kV 一次绕组 3.15 6.3 10.5 13.8 15.75 18 20 － － － － － － － 3 及 3.5 6 及 6.3 10 及 10.5 13.8 15.75 18 20 35 (60) 110 (154) 220 330 500 二次绕组 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11 － － － － 38.5 (66) 121 (169) 242 363

系统的额定电压
3 6 10 13.8 15.75 18 20 35 (60) 110 (154) 220 330 500 注：括号内为将要淘汰的电压级

§ 1.3 电力系统的接线方式和电压等级
2. 电气设备的额定电压(发电机,变压器,线路，用电设备) 额定电压：电气设备在此电压下长期工作，效率和寿命最好 最高电压：考虑设备的绝缘性能确定的最高运行电压值 同一标称电压下，不同电气设备的额定电压是不同的

电气设备的额定电压
? 用电设备:等于系统的额定电压 ? 线路:等于系统的额定电压 ? 发电机：规定比系统的额定电压高5%
? 变压器
– 一次侧：相当于用电设备，其额定电压与系统相同；与 发电机直接相连时，则与发电机相同

– 二次侧：相当于电源，其额定电压应比系统高5%，考虑
变压器内部的电压损耗（5%），实际应定为比线路高10 ％;漏抗很小、与电动机直接相连时或电压特别高时，比 线路高5％。

用线电压表示的抽头额定电压

220kV

升压变压器

降压变压器

§ 1.3 电力系统的接线方式和电压等级
3. 电力输送中电压与输送容量的关系
各级电压架空线路的输送能力 额定电 输送容 输送距 额定电 输送容 输送距 压 kV 量 MVA 离 km 压 kV 量 MVA 离 km
3 6 10 35 60 0.1-1.0 1-3 110 220 330 500 750 10-50 50-150 0.1-1.2 4-15 0.2-2.0 6-20 2-10 20-50 100-500 100-300 200-800 200-600
1000-1500 150-850 2000-2500 500 以上

3.5-30 30-100

典型例题 : ( 1)确定各设备额定电压;(2)若T1工作于+2.5% 抽头, T2工作于主抽头,T3工作于-5%抽头,求个变压器变比.

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