《电力工程基础》第1章.ppt

河北科技大学电气信息学院 C程序设计 第1章 概论 1.1 电力系统的基本概念 1.2 发电厂和变电所的类型 1.3 电力系统的电压与电能质量 1.4 电力系统中性点的运行方式 1.1 电力系统的基本概念 一、电力系统的形成 二、建立大型电力系统的优点 四、电力系统的特点 例1-1 已知下图所示系统中电网的额定电压，试确定发电机和变压器的额定电压。 我国电力系统中性点有三种运行方式： 达坂城风力发电厂装机容量7.23万千瓦，占全国的30%。 羊八井电厂是我国最大的地热电厂，总装机容量为25.18MW，水温约150℃，担负拉萨地区50%的供电任务。电站由5眼地热井供水，单井产量为75～160立方米／小时。 羊八井地热电厂 羊八井地热温泉 使变压器和电动机的铁芯损耗增加，引起局部过热，同时振动和噪声增大，缩短使用寿命； 使线路的功率损耗和电能损耗增加，并有可能使电力线路出现电压谐振，产生过电压，击穿电气设备的绝缘； 使电容器产生过负荷而影响其使用寿命； 使继电保护及自动装置产生误动作； 使变压器使计算电费用的感应式电能表的计量不准； 对附近的通信线路产生信号干扰，使数据传输失真等。 谐波的危害 三相不平衡 指三相系统中三相电压（或电流）的不平衡程度，用电压（或电流）负序分量有效值与正序分量有效值的百分比来表示，即 使电动机产生一个反向转矩，降低输出转矩，同时的总电流增大，绕组温升增高，加速绝缘老化，缩短使用寿命。 使变压器的容量得不到充分利用。 使整流设备产生更多的高次谐波，进一步影响电能质量。 使作用于负序电流的继电保护装置产生误动和拒动 。 产生三相电压不平衡的原因：三相负荷不对称 。 三相电压不平衡的危害 暂时过电压和瞬态过电压 暂时过电压：包括工频过电压和谐振过电压，其特征为在其持续时间范围内无衰减或弱衰减； 瞬态过电压：包括操作过电压和雷击过电压，其特征为振荡或非振荡衰减，且衰减很快，持续时间只有几毫秒或几十微秒。 过电压的危害：使电力设备故障、影响电力安全运行 。 过电压是指峰值电压超过系统正常运行的最高峰值电压时的工况。 2．电能质量控制技术 电能质量的传统控制技术：控制频率偏差、电压偏差、三相电压不平衡以及保证供电的可靠性。 频率偏差：依靠电力系统的一、二次调频。 电压偏差：配置充足的无功功率电源；改变发电机端电压、变压器变比、线路参数等。 三相电压不平衡：合理分配不对称负荷；将不对称负荷分散接于不同的供电点；采用高一级电压供电；加装三相平衡装置等。 供电可靠性：加强对设备质量缺陷的检测；强化安全生产教育；提前做好电气设备的检修维护工作；加强二次设备的管理、维护；提高系统的运行管理水平等。 实施电网调度自动化、无功优化、负荷控制及许多新型调频、调压装置的开发和应用，减少频率和电压的偏差。 加强城乡电网的建设和改造，提高电压质量。 利用无源滤波器、静止无功补偿装置等，抑制谐波干扰、降低电压波动和闪变等。 利用柔性交流输电技术，提高系统输电容量和提高暂态稳定性，对线路电压、阻抗、相位进行控制，实现控制潮流、阻尼振荡、提高系统稳定性。 利用柔性配电技术，实现补偿谐波、抑制电压下跌等。 电能质量的现代控制技术 柔性交流输电技术：又称为基于电力电子技术的灵活交流输电系统，通过控制电力系统的基本参数来灵活控制系统潮流，使电力传输容量更接近线路的热稳定极限。 FACTS设备 综合补偿装置：统一潮流控制器（UPFC） 串联补偿装置 晶闸管控制串联电容器（TCSC） 静止同步串联补偿器（SSSC） 晶闸管控制串联电抗器（TCSR） 并联补偿装置 静止无功补偿器（SVC） 静止同步补偿器（STATCOM） 晶闸管控制制动电阻器（TCBR） 柔性配电技术：将柔性交流输电系统中的现代电力电子技术及相关的检测和控制设备延伸应用于配电领域。 DFACTS装置 有源电力滤波器（APF）:有源电力滤波器通过电流互感器检测负载电流，并通过内部DSP计算，提取出负载电流中的 谐波成分，然后通过PWM信号发送给内部IGBT,控制逆变器产生一个和负载谐波电流大小相等，方向相反的谐波电流注入到电网中，达到滤波的目的 动态电压恢复器（DVR）在电源和负载之间串联一只补偿变压器，通过补偿变压器的初级线圈的逆变器向负载侧提供同频、锁相、幅值可变的补偿电压保持输出电压的稳定。 固态断路器（SSCB）基于电力电子器件GTO设计的代替机械式断路器的设备。 二、中性点不接地的电力系统 　　正常运行时，系统的三相电压对称，三相导线对地电容电流也对称，其电路图和相量图如图1-8所示。 　　当系统发生A相接地故障时 ，A相对地电压降为零，相当于在中性点叠加上一个电