第五章 供电安基础知识第五章 供电安全基础知识.doc

第五章 供电安全基础知识 矿井供电系统概念 1.动力系统与电力网概述 电力工业发展初期，发电厂多建在用电地区(例如工厂集中区或城市)，它们多半是彼 此没有联系的孤立的发电厂，并且是用电压不高的输电线向邻近小区域供电，为了充分利用动力资源，减少燃料运输，以降低发电厂的投资和运行费用，应建设水电厂和燃烧地方性燃料或劣质燃料的火电厂。但是动力系统资源丰富的地区和电能、热能集中消费的地方往往不在一处，这就需要用高压输电线，把远方发电厂的电能送到用户所在地。 随着电力技术特别是大机组、高电压技术的发展，利用高电压输电可以增加输电容量和距离并降低损耗的特点，在发电厂和用户之间建立了升压和降压变电所，用高压远距离输电线路输送电能。此外，为了保证运行的可靠性和经济性，发电厂之间互相联接起来，个别孤立的发电厂，通过各种不同的电压等级的电力线路，首先是在一个地区内互相联系，后来发展到地区和地区之间的联系，从而组成了庞大的和统一的电力系统。 1.1动力系统 电力系统和动力部分的总和称为动力系统。它包括发电机、变压器、电力线路、用电 设备连在一起的电力系统和锅炉、汽轮机、热力网和用热设备、水库、水轮机以及原子能 电厂的反应堆等组成的动力部分。动力系统也可看成由两类元件联接而成： 1.1.1变换元件。其主要任务是将一种形态的能量变换为另—种形态的能量。属此类元件的有锅炉、汽轮机、发电机、变压器、电动机、工作机械(水泵、风机、车床等)、照明及家用电器、整流器、逆变器和变频器等。 1.1.2输送元件。其主要任务是输送能量。属于此类元件的，如架空电力线路、电缆线路、发电厂或变电所的配电装置、管道及燃料输送设备等。 在动力系统中，通过上述元件首先把不同形式的能量转换为电能，然后输送出去，分配到各用户，在转变为各用户所需的其它形式的能量。图5-1为动力系统与电力系统、电力网的关系示意图。 1.2电力系统 动力系统系指电力系统和动力部分的总和。而电力系统中除发电机和用电设备外的一 部分叫做电力网。 图5-2所示是一个较大电力系统的单线图。在这个系统内有四个发电厂，其中有两个 是火力发电厂(火力发电厂-1、火力发电厂-2)，一个热电厂，一个水力发电厂。大型水力发电厂的发电机不经过发电电压的母线而直接与升压变压器连接，升压到220kV，再用双回路220kV高电压远距离输电。一个热电厂建立在热能用户的中心，对附近用户，用发电机电压10kV供电，同时还通过一台升压变压器和一条110kV线路与大电网相联。火力发电厂-1的10kV母线电压通过升压变压器升压到110kV，与电网相联，同时用10kV线路向附近用户和配电变压器(变电所-6)供电，配电变压器将电压降低到380／220V，供电给低压电网。火力发电厂-2直接将发电机出口电压升压到1l0kV，再与电网相联。从图5-2可知，一个较大的电力系统往往包括火力发电厂、水力发电厂和热电厂等各种类型的发电厂。 图5-2中，变电所-l和变电所-2是电力系统中各发电厂相互联系的枢纽，叫做枢纽变电所，也叫区域变电所。变电所-1有两台自耦变压器将220kV电压降低到110kV，并且还有二台三线圈变压器，除联络110kV及35kV两种电压等级的电网外，低压绕组采用10kV电压供电给二台同步补偿机，以满足电网中无功功率的需要。变电所-3称为穿越变电所，有二台双线圈变压器，平时有1l0kV的功率穿越变电所。变电所-4和-5叫做地区变电所。变电所-4由1l0kV线路输入电能，降压后，供电给35kV用户和地区变电所-5。 1.3电力网 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。由图5-3中不难看出电力网比电力系统仅少发电设备一个环节。电力网的构成可见图5-3给出的示意图。 电力网按其在电力系统中的作用不同，分为输电网和配电网。输电网是以高电压甚至超高电压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来的送电网络，所以又可称为电力网中的主网架。直接将电能送到用户的网络称为配电网。配电网的电压因用户的需要而定，因此，配电网中又分为高压配电网(指35kV及以上电压)、中压配电网(指l0kV、6 kV、3kV电压)及低压配电网(220V、380V)。 专业知识与调度术语 1.电力系统基本知识 1.1现代电网有哪些特点? 答：现代电网的特点是：由坚强的超高压等级系统构成主网架；各电网之间联系较强； 电压等级简化；具有足够的调峰容量；能够实现自动发电控制；具有较高的供电可靠性；具有相应的安全稳定控制系统；具有高度自动化的监控系统；具有高度现代化的通信系统；具有适应电力市场运营的技术支持系统；电网结构多样化，有利于合理利用能源。 1.2衡量电能质量的指标是