第一章 電力系統(tǒng)的基本概念

1、電電 力力 工工 程程電力系發(fā)電教研室電力系發(fā)電教研室 郝育黔郝育黔課程性質(zhì)、目的和任務(wù)課程性質(zhì)、目的和任務(wù)主要內(nèi)容主要內(nèi)容：l電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析穩(wěn)態(tài)分析和暫態(tài)分析l發(fā)電廠電氣部分發(fā)電廠電氣部分l繼電保護(hù)原理繼電保護(hù)原理課程介紹課程介紹電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析電力系統(tǒng)分析正常穩(wěn)態(tài)分析計算（U、I、P、Q、f）運行調(diào)整和優(yōu)化電力系統(tǒng)的基本概念各元件的特性和模型潮流計算調(diào)頻調(diào)壓經(jīng)濟(jì)運行電力系統(tǒng)暫態(tài)分析電磁暫態(tài)分析（故障分析）穩(wěn)定性分析發(fā)電機的電磁暫態(tài)分析對稱故障（三相短路）不對稱短路靜態(tài)穩(wěn)定暫態(tài)穩(wěn)定 參考資料參考資料1、電力系統(tǒng)分析復(fù)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題精解電力系統(tǒng)分析復(fù)習(xí)指導(dǎo)與習(xí)題精解楊

2、淑英楊淑英 中國電力出版社中國電力出版社2、電力系統(tǒng)習(xí)題集電力系統(tǒng)習(xí)題集陸敏政陸敏政 上海電力學(xué)院上海電力學(xué)院 課程要求課程要求1、側(cè)重基礎(chǔ)、概念、側(cè)重基礎(chǔ)、概念2、掌握一些簡單計算、掌握一些簡單計算3、歡迎討論、提意見、歡迎討論、提意見4、考試內(nèi)容：不超出課堂講授的內(nèi)容，作業(yè)、考試內(nèi)容：不超出課堂講授的內(nèi)容，作業(yè)第一章第一章 電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)的基本概念1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述1 12 2 電力系統(tǒng)運行的特點和基本要求電力系統(tǒng)運行的特點和基本要求1 13 3 電力系統(tǒng)負(fù)荷電力系統(tǒng)負(fù)荷1 14 4 電力系統(tǒng)結(jié)線方式和電壓等級電力系統(tǒng)結(jié)線方式和電壓等級升壓變壓器升壓變壓器高

3、壓輸電高壓輸電網(wǎng)網(wǎng)降壓變壓器降壓變壓器一、一、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)、動力系統(tǒng)電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)、動力系統(tǒng)1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述n電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)是由是由發(fā)電機發(fā)電機（發(fā)電廠發(fā)電廠）、）、變壓器變壓器（變電站變電站）、）、電力線路電力線路及及用戶用戶組成的。組成的。n電力網(wǎng)絡(luò)電力網(wǎng)絡(luò)是由是由變壓器、電力線路變壓器、電力線路等變換、等變換、輸送、分配電能設(shè)備所組成的部分。輸送、分配電能設(shè)備所組成的部分。n動力系統(tǒng)動力系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，把發(fā)電廠在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，把發(fā)電廠的動力部分（例如火力發(fā)電廠的鍋爐、汽輪機和的動力部分（例如火力發(fā)電廠的鍋爐、汽輪機和水力發(fā)電廠的水庫、水輪機以及核

4、動力發(fā)電廠的水力發(fā)電廠的水庫、水輪機以及核動力發(fā)電廠的反應(yīng)堆等）包含在內(nèi)的系統(tǒng)。反應(yīng)堆等）包含在內(nèi)的系統(tǒng)。1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述( (一一) ) 發(fā)電廠分類發(fā)電廠分類（1 1） 火電：鍋爐汽輪機發(fā)電機火電：鍋爐汽輪機發(fā)電機 （2 2） 水電：水庫水輪機發(fā)電機水電：水庫水輪機發(fā)電機（3 3） 核電：核反應(yīng)堆汽輪機發(fā)電機核電：核反應(yīng)堆汽輪機發(fā)電機（4 4） 其它：如風(fēng)能、地?zé)崮堋⑻柲?、潮汐等其它：如風(fēng)能、地?zé)崮?、太陽能、潮汐? 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述（1 1）火力發(fā)電）火力發(fā)電 火電發(fā)電火電發(fā)電 燃料燃燒燃料燃燒 水水 蒸汽蒸汽

5、 機械能機械能 發(fā)電發(fā)電 火火 電電 廠廠凝汽式凝汽式效率低（效率低（3740%）、容量大，坑口電廠）、容量大，坑口電廠熱電廠熱電廠效率高（效率高（6770%）、容量小，城市區(qū)）、容量小，城市區(qū)1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述（2 2）水力發(fā)電）水力發(fā)電水水 沖擊水輪機旋轉(zhuǎn)沖擊水輪機旋轉(zhuǎn) 帶動發(fā)電機發(fā)電帶動發(fā)電機發(fā)電 水水 電電 廠廠堤壩式堤壩式引水式：河床坡度較大時引水式：河床坡度較大時壩后式：單獨筑壩，廠房在壩后

6、（三門峽）壩后式：單獨筑壩，廠房在壩后（三門峽）河床式：廠房與壩一起（葛州壩）河床式：廠房與壩一起（葛州壩）混合式：兼有堤壩式與引水式混合式：兼有堤壩式與引水式抽水蓄能水電廠抽水蓄能水電廠（2 2）水力發(fā)電）水力發(fā)電1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述三三 峽峽 電電 站站1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述（3 3）核電廠）核電廠核 能用核蒸汽發(fā)生系統(tǒng)代替火電廠鍋爐生產(chǎn)蒸汽系統(tǒng)用核蒸汽發(fā)生系統(tǒng)代替火電廠鍋爐生產(chǎn)蒸汽系統(tǒng)裂變能裂變能：一定能量的中子撞擊重金屬元素的核（鈾、钚）一定能量的中子撞擊重金屬元素的核（鈾、钚）聚變能聚變能：不同輕元素的原子核進(jìn)行聚合（氘、氚）不同輕元素的原子核進(jìn)行聚

7、合（氘、氚）1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述19511951年第一座年第一座100KW100KW核電站在美國核電站在美國現(xiàn)在全世界有現(xiàn)在全世界有441441座，總裝機座，總裝機3.53.5億億kwkw我國秦山（我國秦山（30+230+2* *60+260+2* *7070），大亞灣），大亞灣（2 2* *9090萬萬KWKW）20042004年年7 7月前月前701701萬萬kwkw（9 9座），即將在浙江三門、座），即將在浙江三門、廣東陽江，江蘇田灣各建廣東陽江，江蘇田灣各建200200萬萬kwkw，投資，投資500500億人億人民幣民幣20202020年我國裝機達(dá)年我國裝機達(dá)8-8.

8、58-8.5億億kw,kw,其中核電其中核電32003200萬萬kwkw未來未來1717年計劃修建年計劃修建3030座座100100萬萬kwkw核電站核電站核電投資大：核電投資大：1.11.1 1.651.65萬元萬元/kw/kw；火電：；火電：40004000元元/kw/kw建設(shè)周期：核電建設(shè)周期：核電7070個月；火電：個月；火電：3030個月個月核電比火電壽命長核電比火電壽命長3030年年（3 3）核電廠）核電廠1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述（3 3）核電廠）核電廠（4 4）新能源發(fā)電）新能源發(fā)電1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述( (二

9、二) ) 變電站分類（按電壓等級和地位）變電站分類（按電壓等級和地位） 樞紐變電站樞紐變電站 終端變電站終端變電站( (三三) )電網(wǎng)分類（按供電范圍和電壓等級）電網(wǎng)分類（按供電范圍和電壓等級） 地方電力網(wǎng)地方電力網(wǎng) 330kv1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述（四）電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的意義（四）電力系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的意義 可以安裝容量大機組，減少備用容量可以安裝容量大機組，減少備用容量 可以合理利用動力資源可以合理利用動力資源 水電、火電聯(lián)網(wǎng)水電、火電聯(lián)網(wǎng) 可以提高供電可靠性可以提高供電可靠性 單機故障對用戶供電影響不大單機故障對用戶供電影響不大 可以提高運行的經(jīng)濟(jì)性可以提高運行的經(jīng)濟(jì)性 機組間合理分

10、配負(fù)荷，減少能源消耗機組間合理分配負(fù)荷，減少能源消耗 1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述1 11 1 電力系統(tǒng)概述電力系統(tǒng)概述二、電力系統(tǒng)常用術(shù)語二、電力系統(tǒng)常用術(shù)語n總裝機容量總裝機容量指該系統(tǒng)中實際安裝的發(fā)指該系統(tǒng)中實際安裝的發(fā)電機組額定有功功率的總和，以千瓦（電機組額定有功功率的總和，以千瓦（KWKW）、）、兆瓦（兆瓦（MWMW）、）、吉瓦（吉瓦（GWGW）為單位計為單位計。n年發(fā)電量年發(fā)電量指該系統(tǒng)中所有發(fā)電機組全指該系統(tǒng)中所有發(fā)電機組全年實際發(fā)出電能的總和，以千瓦時（年實際發(fā)出電能的總和，以千瓦時（KWhKWh）、）、兆瓦時（兆瓦時（MWhMWh）、）、吉瓦時（吉瓦時（GWhGW

11、h）為單位計。為單位計。 n最大負(fù)荷最大負(fù)荷指規(guī)定時間內(nèi)，電力系統(tǒng)總指規(guī)定時間內(nèi)，電力系統(tǒng)總有功功率負(fù)荷的最大值，以千瓦（有功功率負(fù)荷的最大值，以千瓦（KWKW）、）、兆兆瓦（瓦（MWMW）、）、吉瓦（吉瓦（GWGW）為單位計。為單位計。 11 電力系統(tǒng)概述n額定頻率額定頻率按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我國所有交按國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我國所有交流電力系統(tǒng)的額定功率為流電力系統(tǒng)的額定功率為5050HzHz。 n最高電壓等級最高電壓等級是指該系統(tǒng)中最高的電壓是指該系統(tǒng)中最高的電壓等級電力線路的額定電壓。等級電力線路的額定電壓。三、我國電力工業(yè)和電力系統(tǒng)簡介三、我國電力工業(yè)和電力系統(tǒng)簡介1）發(fā)電量發(fā)電量：1980年以

12、來，平均年增長率9，現(xiàn)為世 界第二位。2）裝機容量裝機容量：居世界第二位。3）年人均電量年人均電量：我國：1000kW.h/人年中等發(fā)達(dá)國家：7000kW.h /人年北歐、美國：18000kW.h /人年4）缺電問題與城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造缺電問題與城鄉(xiāng)電網(wǎng)改造 電力工業(yè)跟不上國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度是造成 缺電 的重要原因 我國在發(fā)電、輸電、配電各方面投資比例失調(diào)是缺電的另一個方面原因。 發(fā)電、輸電、配電比例 美國 1:0.43:0.7 日本 1:0.47:0.68 英國 1:0.45:0.78 我國 1:0.21:0.12兩家電網(wǎng)公司是國家電網(wǎng)公司、中國南方電網(wǎng)有限兩家電網(wǎng)公司是國家電網(wǎng)公司、中國南方電網(wǎng)

13、有限責(zé)任公司；責(zé)任公司；家發(fā)電集團(tuán)公司是中國華能集團(tuán)公司、中國大唐家發(fā)電集團(tuán)公司是中國華能集團(tuán)公司、中國大唐集團(tuán)公司、中國華電集團(tuán)公司、中國國電集團(tuán)公司和中國集團(tuán)公司、中國華電集團(tuán)公司、中國國電集團(tuán)公司和中國電力投資集團(tuán)公司；電力投資集團(tuán)公司；家輔業(yè)集團(tuán)公司是中國電力工程顧問集團(tuán)公司、家輔業(yè)集團(tuán)公司是中國電力工程顧問集團(tuán)公司、中國水電工程顧問集團(tuán)公司、中國水利水電建設(shè)集團(tuán)公司中國水電工程顧問集團(tuán)公司、中國水利水電建設(shè)集團(tuán)公司和中國葛洲壩集團(tuán)公司。和中國葛洲壩集團(tuán)公司。5)5)電力體制改革方案：電力體制改革方案： 1(電監(jiān)會電監(jiān)會)+2(電網(wǎng)公司電網(wǎng)公司)+5(發(fā)電集團(tuán)發(fā)電集團(tuán))+4(輔業(yè)集團(tuán)輔

14、業(yè)集團(tuán))6）我國主要電力系統(tǒng)簡介）我國主要電力系統(tǒng)簡介全國聯(lián)網(wǎng)勢在必行全國聯(lián)網(wǎng)勢在必行現(xiàn)在現(xiàn)在： 7個跨省電網(wǎng)，個跨省電網(wǎng)，5個獨立省網(wǎng)個獨立省網(wǎng)2015年全國聯(lián)網(wǎng)：年全國聯(lián)網(wǎng)：以三峽電站為中心，東西南北四方向聯(lián)網(wǎng)以三峽電站為中心，東西南北四方向聯(lián)網(wǎng)東西以送電和聯(lián)網(wǎng)效益并重東西以送電和聯(lián)網(wǎng)效益并重南北以獲得聯(lián)網(wǎng)效益為主，兼顧送電南北以獲得聯(lián)網(wǎng)效益為主，兼顧送電聯(lián)網(wǎng)方案：聯(lián)網(wǎng)方案：首先建成三峽電網(wǎng)（華東、華中、四川、重慶）首先建成三峽電網(wǎng)（華東、華中、四川、重慶）中部電網(wǎng)：以三峽電站為中心沿長江展開中部電網(wǎng)：以三峽電站為中心沿長江展開北部電網(wǎng)：以華北為中心，與東北、山東聯(lián)網(wǎng)，開發(fā)北部電網(wǎng)：以華北

15、為中心，與東北、山東聯(lián)網(wǎng)，開發(fā) 黃河上游拉西瓦等水電站，實現(xiàn)與西北聯(lián)網(wǎng)黃河上游拉西瓦等水電站，實現(xiàn)與西北聯(lián)網(wǎng)南部電網(wǎng)：紅水河、瀾滄江、烏江流域、貴州煤炭基地南部電網(wǎng)：紅水河、瀾滄江、烏江流域、貴州煤炭基地12電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求一、電力系統(tǒng)運行特點一、電力系統(tǒng)運行特點 電能不能大量儲存電能不能大量儲存 暫態(tài)過程非常短促暫態(tài)過程非常短促 與國民經(jīng)濟(jì)及日常生活關(guān)系密切與國民經(jīng)濟(jì)及日常生活關(guān)系密切12電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求二、對電力系統(tǒng)的要求二、對電力系統(tǒng)的要求保證安全可靠的供電保證安全可靠的供電（安全安全）保證良好的電能質(zhì)量保證

16、良好的電能質(zhì)量（優(yōu)質(zhì)優(yōu)質(zhì)）良好的經(jīng)濟(jì)性良好的經(jīng)濟(jì)性（經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)）提供充足的電能提供充足的電能（充足充足）環(huán)保問題環(huán)保問題（環(huán)保環(huán)保）12電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求1、安全：、安全：（保證可靠的供電保證可靠的供電 ）事故原因：人為、設(shè)備本身、自然災(zāi)害事故原因：人為、設(shè)備本身、自然災(zāi)害減少事故措施減少事故措施 嚴(yán)密監(jiān)視：嚴(yán)密監(jiān)視：SCADA 設(shè)備檢修設(shè)備檢修 提高人員素質(zhì)提高人員素質(zhì)1 12 2電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求負(fù)荷分類負(fù)荷分類（按負(fù)荷對供電可靠性要求分按負(fù)荷對供電可靠性要求分）n一類負(fù)荷一類負(fù)荷：對這一級負(fù)荷中斷供電，將造成人：對這一級負(fù)荷中斷供電，將造成人

17、 身事故，經(jīng)濟(jì)嚴(yán)重?fù)p失，人民生活發(fā)生混亂。身事故，經(jīng)濟(jì)嚴(yán)重?fù)p失，人民生活發(fā)生混亂。n二類負(fù)荷：對這一級負(fù)荷中斷供電，將造成大量二類負(fù)荷：對這一級負(fù)荷中斷供電，將造成大量減產(chǎn)，人民生活受影響。減產(chǎn)，人民生活受影響。n三類負(fù)荷：所有不屬于一、二級的負(fù)荷三類負(fù)荷：所有不屬于一、二級的負(fù)荷。1 12 2電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求2、優(yōu)質(zhì)、優(yōu)質(zhì)衡量電能質(zhì)量指標(biāo)衡量電能質(zhì)量指標(biāo) ：電壓偏移：電壓偏移： 35kV 5% 10kV 7% 380V 5%頻率頻率偏移偏移： 0.2 0.5Hz諧波畸變率：諧波畸變率： 負(fù)荷負(fù)荷 諧波諧波12電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求3、經(jīng)濟(jì)、經(jīng)濟(jì)E

18、X:EX:一臺一臺600MW火電機組，年利用小時火電機組，年利用小時6000h，煤耗率煤耗率320g/kW.h，煤價：煤價：300元元/噸。噸。Sol：年發(fā)電量：年發(fā)電量：600000kW6000h36億億kW.h需標(biāo)煤：需標(biāo)煤：36億億kW.h320g/kW.h115.2萬噸標(biāo)煤萬噸標(biāo)煤燃料費：燃料費：115.2萬噸萬噸300元元/噸噸34560萬元萬元1%節(jié)約：燃料：節(jié)約：燃料：1.152萬噸標(biāo)煤萬噸標(biāo)煤燃料費：燃料費：345.6萬元萬元廠用電率廠用電率 網(wǎng)損網(wǎng)損煤耗率（水耗率）煤耗率（水耗率）12電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求4、充足、充足5、環(huán)保、環(huán)?；痣姀S裝機火電廠裝機70 煤炭燃燒造

19、成的污染煤炭燃燒造成的污染 限制污染物的排放量限制污染物的排放量1-3 1-3 電力系統(tǒng)的負(fù)荷和負(fù)荷曲線一電力系統(tǒng)的負(fù)荷 1 1、負(fù)荷負(fù)荷：系統(tǒng)中所有電力用戶的用電設(shè)備所消耗的電系統(tǒng)中所有電力用戶的用電設(shè)備所消耗的電功率總和。也稱功率總和。也稱電力系統(tǒng)的綜合用電負(fù)荷。電力系統(tǒng)的綜合用電負(fù)荷。是所有用是所有用戶的負(fù)荷總加。戶的負(fù)荷總加。2 2、負(fù)荷分類（按負(fù)荷性質(zhì)分類）負(fù)荷分類（按負(fù)荷性質(zhì)分類）：工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運：工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運輸業(yè)、商業(yè)、生活等。輸業(yè)、商業(yè)、生活等。3 3、電力系統(tǒng)的供電負(fù)荷：電力系統(tǒng)的供電負(fù)荷：綜合用電負(fù)荷加上電力網(wǎng)的功率損耗。4 4、電力系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷、電力系統(tǒng)的發(fā)電

20、負(fù)荷：供電負(fù)荷加上發(fā)電廠廠用電消供電負(fù)荷加上發(fā)電廠廠用電消耗的功率。耗的功率。1-3 1-3 電力系統(tǒng)的負(fù)荷和負(fù)荷曲線二負(fù)荷曲線：用曲線描述某一時間段內(nèi)負(fù)用曲線描述某一時間段內(nèi)負(fù)荷隨時間變化的規(guī)律荷隨時間變化的規(guī)律 1. 日負(fù)荷曲線日負(fù)荷曲線 一天的總耗電量一天的總耗電量 日平均負(fù)荷日平均負(fù)荷 240PdtAd24024124PdtAPdav負(fù)荷率km 最小負(fù)荷系數(shù) maxPPkavmmaxminPP(a）鋼鐵工業(yè)負(fù)荷；鋼鐵工業(yè)負(fù)荷；(b) 食品工業(yè)負(fù)荷；食品工業(yè)負(fù)荷；(c) 農(nóng)村加工負(fù)荷；農(nóng)村加工負(fù)荷；(d) 市政生活負(fù)荷市政生活負(fù)荷 2. 年最大負(fù)荷曲線年最大負(fù)荷曲線：描述一年內(nèi)每月（或每

21、日）最大有功功率負(fù)荷變化的情況 3. 年持續(xù)負(fù)荷曲線年持續(xù)負(fù)荷曲線：按一年中系統(tǒng)負(fù)荷的數(shù)值大小及其持續(xù)小時數(shù)順序排列繪制而成 t1PPmaxP1P2P3tt3t28760Tmax全年耗電量 PdtA87600最大負(fù)荷利用小時數(shù) Tmax PdtPPAT87600maxmaxmax1 年最大負(fù)荷曲線年最大負(fù)荷曲線A=PmaxTmax 表 各類用戶的年最大負(fù)荷利用小時數(shù)負(fù) 荷 類 型Tmax/h戶內(nèi)照明及生活用電戶內(nèi)照明及生活用電20003000一班制企業(yè)用電一班制企業(yè)用電15002200二班制企業(yè)用電二班制企業(yè)用電30004500三班制企業(yè)用電三班制企業(yè)用電60007000農(nóng)農(nóng) 灌灌 用用 電電

22、1000150014 電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級放射式放射式干線式干線式樹狀樹狀無無備備用用結(jié)結(jié)線線包括單回路放射式、干線式和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)包括單回路放射式、干線式和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)優(yōu)點：簡單、經(jīng)濟(jì)、運行方便優(yōu)點：簡單、經(jīng)濟(jì)、運行方便缺點：供電可靠性差缺點：供電可靠性差 適用范圍：二級負(fù)荷適用范圍：二級負(fù)荷一、結(jié)線方式一、結(jié)線方式14 電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級環(huán)行網(wǎng)絡(luò)環(huán)行網(wǎng)絡(luò)雙端供電雙端供電有有備備用用結(jié)結(jié)線線包括雙回路放射式、干線式和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)包括雙回路放射式、干線式和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò) 優(yōu)點：供電可靠性和電壓質(zhì)量高優(yōu)點：供電可靠性和電壓質(zhì)量高缺點：不經(jīng)濟(jì)缺點：不經(jīng)濟(jì) 適用范圍：電壓等級較高或重要的負(fù)荷適用范圍

23、：電壓等級較高或重要的負(fù)荷14 電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級二、電壓等級及其適用范圍二、電壓等級及其適用范圍1、電力系統(tǒng)的額定電壓等級、電力系統(tǒng)的額定電壓等級制定電壓等級的原因：三相功率正比于線電壓及線電流（三相功率正比于線電壓及線電流（S= UI）。）。經(jīng)濟(jì)性經(jīng)濟(jì)性 ： 當(dāng)輸送功率一定時，輸電電壓愈高，則輸送當(dāng)輸送功率一定時，輸電電壓愈高，則輸送電流愈小，因而所用導(dǎo)線截面積愈小電流愈小，因而所用導(dǎo)線截面積愈小 ；但電壓愈高對；但電壓愈高對絕緣的要求愈高，桿塔、變壓器、斷路器的絕緣投資也絕緣的要求愈高，桿塔、變壓器、斷路器的絕緣投資也愈大。因而對應(yīng)于一定的輸送功率與輸送距離應(yīng)有一最愈大。因而對

24、應(yīng)于一定的輸送功率與輸送距離應(yīng)有一最佳的輸電電壓。佳的輸電電壓。標(biāo)準(zhǔn)化：標(biāo)準(zhǔn)化：從設(shè)備制造的經(jīng)濟(jì)性以及運用時便于代換，必從設(shè)備制造的經(jīng)濟(jì)性以及運用時便于代換，必須規(guī)格化、系列化，且等級不宜過多須規(guī)格化、系列化，且等級不宜過多 14 電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級1、電力系統(tǒng)的額定電壓等級、電力系統(tǒng)的額定電壓等級我國規(guī)定的電力我國規(guī)定的電力系統(tǒng)額定電壓系統(tǒng)額定電壓等級（等級（KV）：）：3、6、10、35、（、（60）、）、110、（、（154）、）、220、330、500KV 額 定 電 壓 等 級 變 壓 器 線 電 壓 用 電 設(shè) 備 額 定 線 電 壓 交 流 發(fā) 電 機 線 電 壓 一

25、次 繞 組 二 次 繞 組 3 6 10 35 110 220 330 500 3.15 6.3 10.5 3 及 3.15 6 及 6.3 10 及 10.5 35 110 220 330 500 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11 38.5 121 242 345 及 363 525 及 550 2、電氣設(shè)備額定電壓、電氣設(shè)備額定電壓14 電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級14 電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級由上表看出在同一系統(tǒng)額定電壓下電氣設(shè)備的由上表看出在同一系統(tǒng)額定電壓下電氣設(shè)備的額定電壓是不同的額定電壓是不同的，如何確定？，如何確定？用電設(shè)備用電設(shè)備的額定電壓的額

26、定電壓 與系統(tǒng)的額定電壓相與系統(tǒng)的額定電壓相同同VaVb線路線路的額定電壓的額定電壓14 電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級線路兩端都可以接用電設(shè)備線路兩端都可以接用電設(shè)備, ,而用電設(shè)備的容許電壓而用電設(shè)備的容許電壓偏移一般為偏移一般為5%5%；沿線路的電壓降落一般為；沿線路的電壓降落一般為10%10%； 線路首端電壓：線路首端電壓：Ua=UUa=UN N(1+5%)(1+5%) 線路末端電壓線路末端電壓：UbUN (15%) ULN（UaUb）2=UN線路額定電壓即線路的平均電壓線路額定電壓即線路的平均電壓(UaUb)/2 。14 電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級發(fā)電機發(fā)電機的額定電壓的額定電壓發(fā)電

27、機通常接于線路始端，因此發(fā)電機的額發(fā)電機通常接于線路始端，因此發(fā)電機的額定電壓為線路額定電壓的定電壓為線路額定電壓的1.05倍倍 UGN UN（15）變壓器變壓器的額定電壓的額定電壓變壓器一次側(cè)：變壓器一次側(cè)：額定電壓取等同于用電設(shè)備額額定電壓取等同于用電設(shè)備額定電壓，對于直接和發(fā)電機相聯(lián)的變壓器，其定電壓，對于直接和發(fā)電機相聯(lián)的變壓器，其一次側(cè)額定電壓等于發(fā)電機的額定電壓即：一次側(cè)額定電壓等于發(fā)電機的額定電壓即： U1NUGN UN（15）14 電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級n 二次側(cè)：二次側(cè)：相當(dāng)于電源，額定電壓取比線路額定相當(dāng)于電源，額定電壓取比線路額定電壓高電壓高5% 。 因變壓器二次側(cè)

28、額定電壓規(guī)定為空載時的電因變壓器二次側(cè)額定電壓規(guī)定為空載時的電壓，而額定負(fù)荷下變壓器內(nèi)部電壓降落約為壓，而額定負(fù)荷下變壓器內(nèi)部電壓降落約為5%。 為使正常時變壓器二次側(cè)電壓較線路額定電為使正常時變壓器二次側(cè)電壓較線路額定電壓高壓高5%，變壓器二次側(cè)額定電壓取比線，變壓器二次側(cè)額定電壓取比線 路額定路額定電壓高電壓高10%。 3、各級電壓等級架空線路的輸送能力、各級電壓等級架空線路的輸送能力額額定定電電壓壓k kV V 輸輸送送容容量量M MV VA A 輸輸送送距距離離k km m 額額定定電電壓壓k kV V 輸輸送送容容量量M MV VA A 輸輸送送距距離離k km m 3 0.1-1.

29、0 1-3 110 10-50 50-150 6 0.1-1.2 4-15 220 100-500 100-300 10 0.2-2.0 6-20 330 200-800 200-600 35 2-10 20-50 500 1000-1500 150-850 60 3.5-30 30-100 750 2000-2500 500 以上 典型例題 : ( 1)確定各設(shè)備額定電壓10.5kV10.5kV121kV38.5kV110kV11kV35kV14 電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級三、三、電力系統(tǒng)中性點的運行方式（接地方式）電力系統(tǒng)中性點的運行方式（接地方式） 電力系統(tǒng)的中性點電力系統(tǒng)的中性點：

30、星形連接的變壓器或發(fā)電機的中性點星形連接的變壓器或發(fā)電機的中性點。 電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)的中性點接地方式中性點接地方式：不接地（小電流接地）不接地（小電流接地） 中性點不接地（中性點絕緣）中性點不接地（中性點絕緣） 中性點經(jīng)消弧線圈接地中性點經(jīng)消弧線圈接地直接接地（大接地電流）：直接接地（大接地電流）： 中性點直接接地中性點直接接地 如何確定如何確定電力系統(tǒng)中性點接地方式電力系統(tǒng)中性點接地方式 ？ 應(yīng)從應(yīng)從供電可靠性供電可靠性、絕緣投資絕緣投資、對通信線路的干擾對通信線路的干擾、繼電保護(hù)繼電保護(hù)以及以及確保人身安全確保人身安全諸方面綜合考慮。諸方面綜合考慮。1.中性點不接地系統(tǒng)u 正常運行正常運

31、行分析分析： （1）線電壓與相電壓關(guān)系；（線電壓與相電壓關(guān)系；（2）中性點）中性點 電位；（電位；（3）對地電容電流與相電壓關(guān)系）對地電容電流與相電壓關(guān)系中性點不接地系統(tǒng)正常運行時的結(jié)論中性點不接地系統(tǒng)正常運行時的結(jié)論 ：三相電壓對稱，三相導(dǎo)線對地電容電流也是對稱三相電壓對稱，三相導(dǎo)線對地電容電流也是對稱的，三相電容電流相量之和為零，這說明沒有電的，三相電容電流相量之和為零，這說明沒有電容電流經(jīng)過大地流動。容電流經(jīng)過大地流動。 。1.中性點不接地系統(tǒng)1.中性點不接地系統(tǒng)u單相（C相）接地分析：分析：（1）中性點對地電位；（）中性點對地電位；（2）非接地相對地電）非接地相對地電 位；（位；（3）

32、對地電容電流）對地電容電流對地電容電流分析對地電容電流分析COACCBCACCCOBCCOCACAACIIIIIIIIIXVXVI33)(333.1.中性點不接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障的結(jié)論中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障的結(jié)論1 1 ： 故障相對地電壓降為零；非故障相對地電壓升高為線故障相對地電壓降為零；非故障相對地電壓升高為線電壓，且相位相差電壓，且相位相差60600 0。因此，線路及各種電氣設(shè)備的絕。因此，線路及各種電氣設(shè)備的絕緣要按線電壓設(shè)計，絕緣投資所占比重加大，顯而易見，緣要按線電壓設(shè)計，絕緣投資所占比重加大，顯而易見，電壓等級越高絕緣投資越大。電壓等級越高絕緣投資越大。 三

33、相之間的線電壓仍然對稱，用戶的三相用電設(shè)備仍三相之間的線電壓仍然對稱，用戶的三相用電設(shè)備仍能照常運行，但允許繼續(xù)運行的時間不能超過能照常運行，但允許繼續(xù)運行的時間不能超過2 2h h。1.中性點不接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障的中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障的結(jié)論結(jié)論2 2 ： 接地電流在故障處可能產(chǎn)生穩(wěn)定的或間歇性的電弧。接地電流在故障處可能產(chǎn)生穩(wěn)定的或間歇性的電弧。如果接地電流大于如果接地電流大于3030A A時，將形成穩(wěn)定電弧，成為持續(xù)性時，將形成穩(wěn)定電弧，成為持續(xù)性電弧接地，這將燒毀電氣設(shè)備和可能引起多相相間短路。電弧接地，這將燒毀電氣設(shè)備和可能引起多相相間短路。如果接地電流大于如

34、果接地電流大于5 5A10AA10A，而小于而小于3030A A，則有可能形成間則有可能形成間歇性電弧；間歇性電弧容易引起弧光接地過電壓，其幅值歇性電?。婚g歇性電弧容易引起弧光接地過電壓，其幅值可達(dá)（可達(dá)（2.532.53）U U ，將危害整個電網(wǎng)的絕緣安全。將危害整個電網(wǎng)的絕緣安全。如果接地電流在如果接地電流在5 5A A以下，當(dāng)電流經(jīng)過零值時，電弧就會以下，當(dāng)電流經(jīng)過零值時，電弧就會自然熄滅。自然熄滅。1.中性點不接地系統(tǒng)中性點不接地系統(tǒng)消弧線圈消弧線圈？ 安裝在變壓器或發(fā)電機中性點與大地之間的具有氣隙鐵芯的電抗安裝在變壓器或發(fā)電機中性點與大地之間的具有氣隙鐵芯的電抗器。器。2、中性點經(jīng)消

35、弧線圈接地2、中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng) 消弧線圈？消弧線圈？ 安裝在變壓器或發(fā)電機中性點與大地之間的具有氣隙鐵芯的電安裝在變壓器或發(fā)電機中性點與大地之間的具有氣隙鐵芯的電抗器?？蛊?。單相單相(C相相)金屬性接地故障金屬性接地故障 消弧線圈的作用消弧線圈的作用 當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，接地故障相與消弧線圈構(gòu)當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，接地故障相與消弧線圈構(gòu)成了另一個回路，接地故障相接地電流中增加了一個成了另一個回路，接地故障相接地電流中增加了一個感性電流，它和裝設(shè)消弧線圈前的容性電流的方向剛感性電流，它和裝設(shè)消弧線圈前的容性電流的方向剛好相反，相互補償，減少了接地故障點的故障電流，好相反，相互補償

36、，減少了接地故障點的故障電流，使電弧易于自行熄滅，從而避免了由此引起的各種危使電弧易于自行熄滅，從而避免了由此引起的各種危害，提高了供電可靠性。害，提高了供電可靠性。 消弧線圈的補償方式消弧線圈的補償方式欠補償方式欠補償方式：按按ILIC選擇消弧線圈的電感，此時接地故障點有剩余的選擇消弧線圈的電感，此時接地故障點有剩余的電感電流流過。電感電流流過。 在過補償方式下，即使電力網(wǎng)運行方式改變而切除部分線路時，也不會發(fā)展成為全補在過補償方式下，即使電力網(wǎng)運行方式改變而切除部分線路時，也不會發(fā)展成為全補償方式，致使電力網(wǎng)發(fā)生諧振。同時，由于消弧線圈有一定的裕度，今后電力網(wǎng)發(fā)展，線路償方式，致使電力網(wǎng)發(fā)生諧振。同時，由于消弧線圈有一定的裕度，今后電力網(wǎng)發(fā)展，線路增多、對地電容增加后，原有消弧線圈還可繼續(xù)使用。因此，實際上大多采用過補償方式。增多、對地電容增加后，原有消弧線圈還可繼續(xù)使用。因此，實際上大多采用過補償方式。0UAUBUC-UCUAUBILICICAICB全補償方式全補償方式：按按IL=IC選擇消弧線圈的電感，選擇消弧線圈的電感，使接地故障點電流為零，此即全補償方式。使接地故障點電流為零，此即全補償方式。 這種補償方式并不好，因為當(dāng)感抗等于容抗時，電力這種補償方式并不好，因為當(dāng)感抗等于容抗時