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第一章供电及发电机组的运行第一节供电简介电力的生产电力用户所需的电力是由发电厂生产的。发电厂又称为“发电站”,是将自然界蕴藏的各种天然能源(称为“一次能源”)转换为电能(称为“二次能源”)的工厂。发电厂按其利用的能源不同,可分为水力发电厂、火力发电厂、核能发电厂以及风力、地热、太阳能和潮汐能发电厂等类型。电力的输送发电厂大多建在能源基地附近,往往离用户很远,为了减少电力输送的线路损失,发电厂生产的电力一般要经变压器升高电压,输送到用户附近后,又经降压变压器降低电压,供给用户所需的低压,如图1-1所示。图1-1电力输送简图电力生产的特点电力是一种特殊的商品,具有以下特点:1、同时性电力的生产、输送、分配以及转换为其它形式的能量的过程几乎是同时进行的。电能不能大量储存,电能的发、供、用始终是同步的。2、集中性电力的生产必须集中统一,有统一的质量标准,统一的调度管理,统一的生产和销售。3、快速性电力系统中各元件的投入或切除,几乎在瞬间就能完成。4、先行性电力生产在国民经济发展中具有先行性。电力工业是国民经济的“先行官”。电力系统的装机容量和发电量的增长速度应大于工业总产值及国民经济总产值的增长速度。电力系统、电网的概念1、电力系统通过各级电压的电力线路,将发电厂、变电所和电力用户连接起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体,称为“电力系统”。2、电网发电厂和用户之间的输电、变电和配电的整体,包括所有变电所和各级电压线路,称为“电网”。电网往往以电压等级来区分,如35KV电网,这实际上是指某一电压等级的整个电力线路。由此可见,发电厂和用户之间是经过电网联系起来的。电力系统越大,越能更好地保证供电质量。五、供电质量供电质量包括电能的质量和供电可靠性两方面。电能质量是指电压、频率和波形的质量。电能质量的主要指标有:频率偏差、电压偏差、电压闪变、高次谐波(电压波形畸变)及三相电压不平衡度。1、供电频率及允许频率偏差我国《供电营业规则》规定:供电企业供电的额定频率为50HZ,此50HZ通称为“工频”。在电力系统正常状况下,供电频率的允许偏差为:电网装机容量在300万千瓦及以上的,为±;电网装机容量在300万千瓦以下的,为±。在电力系统非正常状态下,供电频率的允许偏差不应超过±。2、供电电压及其允许偏差我国国家标准GB156-1993规定的三相交流电网和电力设备(含用电设备、发电机、电力变压器)的额定电压,其中10kV及以下的规定见表1-1:表1-110kV及以下电网及电力设备的额定电压(GB156-1993)分类电网和用电设备额定电压(kV)发电机额定电压(kV)电力变压器额定电压(kV),,,,,,11用电设备端子处的电压偏差△U的百分数按下式定义:△U=(U-Un)/Un,%U-用电设备端电压;Un-用电设备额定电压。GB50052-1995《供配电系统设计规范》规定,正常运行情况下,用电设备端子处的电压允许值宜符合下列要求:1)电动机±5%。2)照明在一般工作场所为±5%;对于远离变电所的小面积一般工作场所难以满足上述要求时,可为+5%、-10%;应急照明、道路照明和警卫照明为为+5%、-10%。第二节发电机组的运行方式根据用户使用情况的不同,对发电机组运行方式的要求也存在差异,一般有以下几种情况:1)单台机组独立带载运行,不并机不并网。2)单台或多台机组与电网并网运行,不并机。3)多台机组并机运行不并网。4)电网无电时多台机组并车运行,电网恢复供电后机组并网运行。一、单台机组独立带载运行一般在一些偏远地区架设市电电网成本很高,或用户使用情况需要单台机组供电,如作为工厂的应急电站只需带动应急部分负荷,则可以采用单台机组供电的方式。单台机组供电,存在一些问题,主要有:1)机组检修或发生故障用户就得停电,供电连续性差。2)因单台发电机的容量有限,因此它带负载能力有限。3)负荷变化时发电机的频率及端电压都会受到影响,不能保证供电质量。4)不能充分发挥发电机组的潜能,无法实现供电的灵活性和经济性。这些问题可以通过多台机组并机运行来改善。二、单台或多台机组与电网并网运行,不并机。电网对单台发电机或某个工厂负荷来说可视为无穷大电网或无穷大汇流排,即电网容量可视为无穷大。单台发电机的投入与退出,个别负载的变化,对电网的影响甚微,衡量供电质量的电压和频率可视为恒定不变的常数。同步发电机并联到电网后,它的运行情况要受到电网的制约,也就是说它的电压、频率要和电网一致而不能单独变化。机组并网运行优点很多:1)提高了供电的可靠性,机组发生故障或定期