電力系統(tǒng)的基本概念課件

1、電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析第1章 電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)的組成1.1電力系統(tǒng)的額定頻率與電壓1.2電力系統(tǒng)的基本要求1.3電力系統(tǒng)的接線方式1.4電力系統(tǒng)分析課程的內容1.5第1章 電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)的組成1.1電力系統(tǒng)的額定1.1 電力系統(tǒng)的組成能 源發(fā) 電 輸 配 電 電力系統(tǒng)1.1 電力系統(tǒng)的組成能 源發(fā) 電 輸 配 1 能源 : 1.1 電力系統(tǒng)的組成能提供能量的自然資源。包括化石燃料(煤、石油、天然氣) 、光能、風能、水能、海洋能。一次能源 從自然界直接取得的能源。如 煤、石油、天然氣、水等。 二次能源 一次能源經過加工轉換后獲得 的能源。電能是二次能源。按照能源來源按照能

2、源循環(huán)方式可再生能源：可持續(xù)利用的能源。 如風能、太陽能、水能、 潮汐等非可再生能源：經過億萬年形成的短期內無法 恢復的能源，如煤、石油、天然 氣等。1 能源 : 1.1 電力系統(tǒng)的組成能提供(1) 將自然能轉換為電能的過程便于輸送控制：便于實現生產過程自動化電能是一種優(yōu)良的能量形式轉換水 能化學能核 能電能機械能光 能熱 能1.1 電力系統(tǒng)的組成 2 發(fā)電(1) 將自然能轉換為電能的過程便于輸送控制：便于實現生產過1.1 電力系統(tǒng)的組成(2)用于發(fā)電的一次能源常規(guī)能源：煤炭、石油、天然氣、 水力、 核電新能源：風力、太陽能、潮汐、地熱(3)發(fā)電廠類型火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、核電廠、風電場、光

3、伏電站、潮汐發(fā)電廠1.1 電力系統(tǒng)的組成(2)用于發(fā)電的一次能源常規(guī)能源：煤炭1.1 電力系統(tǒng)的組成 3 輸變電(1) 輸配電電力傳輸線路:如桿塔、架空線、電纜(2) 變電變電所樞紐變電所:500kV/220kV一次變電所:220kV/60kV二次變電所:60kV/10kV終端 變電所:10kV/0.38kV在電能傳輸過程中,起到改變電壓等級的作用1.1 電力系統(tǒng)的組成 3 輸變電(1) 輸配電電力傳輸線路1.1 電力系統(tǒng)的組成 4 電力系統(tǒng)的組成水庫鍋爐鍋爐鍋爐鍋爐MM110kV220kV110kV110kV11kV35kV380/220V6kV380/220V熱力網動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)與電力

4、網示意圖 電力系統(tǒng)動力系統(tǒng)電力網1.1 電力系統(tǒng)的組成 4 電力系統(tǒng)的組成水庫鍋爐鍋爐鍋爐鍋1.1 電力系統(tǒng)的組成U動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)與電力網示意圖發(fā)電機降壓變升壓變輸電線負荷D水庫水輪機水電廠變電所變電所發(fā)電機升壓變鍋爐汽輪機火電廠變電所輸電線電力系統(tǒng)動力系統(tǒng)電力網1.1 電力系統(tǒng)的組成U動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)與電力網示意圖發(fā)電1.1 電力系統(tǒng)的組成(1)電力系統(tǒng) 由發(fā)電廠、輸電線、配電系統(tǒng)及負荷組成。(2)動力系統(tǒng) 電力系統(tǒng)再包括火電廠的鍋爐、汽輪機、供熱管道和熱用戶，水電 廠的水輪機和水庫等動力部分。(3)電力網 由變壓器、電力線路等變換、輸送、 分配電能設備所組成。電力系統(tǒng)去掉發(fā)電廠和負荷

5、,就是電力網.1.1 電力系統(tǒng)的組成(1)電力系統(tǒng)(2)動力系統(tǒng)(3)電力1.2 電力系統(tǒng)的額定頻率與電壓電力系統(tǒng) 的額定頻率電力系統(tǒng) 的額定電壓1.2 電力系統(tǒng)的額定頻率與電壓電力系統(tǒng) 的電力系統(tǒng) 1 電力系統(tǒng)的額定頻率: 額定頻率工業(yè)頻率（工頻），我國 交流 電力系統(tǒng)的額定功率為50Hz。 中國、歐洲 50Hz 美國、加拿大 60Hz 日本東部 50Hz、西部 60Hz 1.2 電力系統(tǒng)的額定頻率與電壓1 電力系統(tǒng)的額定頻率: 額定頻率工業(yè)1.2 電力系統(tǒng)的額定頻率與電壓2 電力系統(tǒng)的額定電壓: (1)電壓等級的確定 輸送功率和輸送距離決定一個合理的 電壓等級. 用電設備制造的規(guī)范性和系列

6、性決定 電壓等級不易過多.傳輸距離 傳輸功率與等級電壓1.2 電力系統(tǒng)的額定頻率與電壓2 電力系統(tǒng)的額定電壓: 傳輸距離 傳輸功率與等級電壓傳輸距離 傳輸功率與等級電壓1.2 電力系統(tǒng)的額定頻率與電壓(2).額定電壓用電設備額定電壓=系統(tǒng)額定電壓UN電力線路額定電壓=系統(tǒng)額定電壓UN 同步發(fā)電機額定電壓=1.05 UN變壓器額定電壓一次繞組等于發(fā)電機額定電壓（升壓變壓器）電力系統(tǒng)額定電壓（降壓變壓器）二次繞組高于系統(tǒng)額定電壓5%（Uk%7%或 廠用變壓器）系統(tǒng)額定電壓10%1.2 電力系統(tǒng)的額定頻率與電壓(2).額定電壓用電設備額定1.2 電力系統(tǒng)的額定頻率與電壓+5%，254kV+2.5%，

7、248kV主抽頭，242kV2.5%，236kV5%，230kV10.5kV231kV，+5%225.5kV，+2.5%220kV，主抽頭214.5kV，2.5%209kV，5%11kV升壓變壓器分接頭降壓變壓器分接頭以變壓器為例1.2 電力系統(tǒng)的額定頻率與電壓+5%，254kV+2.5%(3)電力線路的平均額定電壓1.2 電力系統(tǒng)的額定頻率與電壓(4)變壓器的變比變壓器額定變比:變壓器一、二次額定電壓之比;變壓器實際變比:變壓器高壓側分接頭的額定電 壓與二次繞組額定電壓之比;變壓器平均額定電壓之比:變壓器所連接的系統(tǒng) 平均額定電壓之比.(3)電力線路的平均額定電壓1.2 電力系統(tǒng)的額定頻率與

8、電壓1.3 電力系統(tǒng)運行的基本要求電力系統(tǒng) 的運行特點電力系統(tǒng) 的運行要求電力系統(tǒng) 的發(fā)展狀況1.3 電力系統(tǒng)運行的基本要求電力系統(tǒng) 的電力系統(tǒng) 1.3 電力系統(tǒng)運行的基本要求(1)電能不能大量存儲, 發(fā)、輸、配、用同 時進行；(2)過渡過程十分短暫； 故障傳播速度快、影響面大；(3)電能與生產、生活關系密切；1.電力系統(tǒng)運行的特點1.3 電力系統(tǒng)運行的基本要求(1)電能不能大量存儲,(2)1.3 電力系統(tǒng)運行的基本要求2.電力系統(tǒng)運行的基本要求(1)保證供電可靠；一級負荷：對這一級負荷中斷供電，將造成人身事故， 經 濟嚴重損失，人民生活發(fā)生混亂。 兩個獨立的電源供電，并且采用備用電源 自動投

9、入方式二級負荷: 對這一級負荷中斷供電，將造成大量減產， 人民生活受影響。 兩個獨立的電源供電，備用電源手動投入方式三級負荷:所有不屬于一、二級的負荷。 可由一個電源供電1.3 電力系統(tǒng)運行的基本要求2.電力系統(tǒng)運行的基本要求(11.3 電力系統(tǒng)運行的基本要求(2)保證良好的電能質量；電壓;頻率;波形電壓偏移量5%UN 35Kv7%UN 10Kv-10%UN +5%UN 偏遠地區(qū) 頻率 50Hz 允許偏移量(0.20.5)Hz 波形 畸變率5%(3)提高電力系統(tǒng)運行經濟性；(4)盡可能減少對生態(tài)環(huán)境的有害影響.潔凈能源和高效能源的使用減少排放量1.3 電力系統(tǒng)運行的基本要求(2)保證良好的電能

10、質量；電壓1.3 電力系統(tǒng)運行的基本要求3.電力系統(tǒng)的發(fā)展狀況現代社會中最重要、最龐雜的系統(tǒng)工程之一。以 交流為主干，直流輸電為輔的交直流混合系統(tǒng)。兩大電網公司 國家電網公司（華東、華北、東北、華中、西北） 南方電網公司（廣東、廣西、海南、云南、貴州）五大發(fā)電公司 中國國電、中國電力投資集團、華能、大唐、 中國華電22050100150200250300美俄日中加德中國發(fā)電量和裝機容量現居世界第二位建國初期：發(fā)電量第25位 裝機容量第21位2002年 均已躍居第 2位GW3501.3 電力系統(tǒng)運行的基本要求3.電力系統(tǒng)的發(fā)展狀況現代社會21世紀前20 年，平均每年需要新增裝機3000萬kW左右

11、。這樣到2020年，全國裝機容量達到8億kW左右，人均0.6 kW2050年我國人均產值（GDP）將達到當時的中等發(fā)達國家水平，估計人均用電量將達6000kWh，全國發(fā)電裝機將達18億kW 1.3 電力系統(tǒng)運行的基本要求4.電力系統(tǒng)的發(fā)展狀況目標21世紀前20 年，平均每年需要新增裝機3000萬kW左右。1.4 電力系統(tǒng)的接線方式無備用方式無備用方式1.4 電力系統(tǒng)的接線方式無備用方式無備用方式1.4 電力系統(tǒng)的接線方式1.無備用方式(a) 放射式網絡(b) 干線式網絡(c) 樹狀網絡優(yōu)點：簡單、經濟、運行方便缺點：供電可靠性差適用范圍：二級負荷1.4 電力系統(tǒng)的接線方式1.無備用方式(a)

12、放射式網絡(1.4 電力系統(tǒng)的接線方式1.有備用方式(雙電源)(a) 單電源環(huán)網a123(b) 多電源環(huán)網(c) 雙端電源供電優(yōu)點：供電可靠性和電壓質量高缺點：不經濟適用范圍：電壓等級較高或重要的負荷1.4 電力系統(tǒng)的接線方式1.有備用方式(雙電源)(a) 單1.5 電力系統(tǒng)分析的主要內容暫態(tài)分析基礎知識穩(wěn)態(tài)分析穩(wěn)態(tài)性分析1.5 電力系統(tǒng)分析的主要內容暫態(tài)分析基礎知識穩(wěn)態(tài)分析穩(wěn)態(tài)性1.5 電力系統(tǒng)分析的主要內容1.基礎知識各元件的等值電路和參數計算；電力系統(tǒng)基本概念；各元件的等值電路和參數計算；1.5 電力系統(tǒng)分析的主要內容1.基礎知識各元件的等值電路和1.5 電力系統(tǒng)分析的主要內容2.暫態(tài)分析三相短路的過渡過程及計算（恒定電源，實際系統(tǒng)）；不對稱故障計算對稱分量法、序阻抗、序網絡；1.5 電力系統(tǒng)分析的主要內容2.暫態(tài)分析三相短路的過渡過程1.5 電力系統(tǒng)分析的主要內容3.穩(wěn)態(tài)分析潮流計算； 無功平衡與電壓調整；有功平衡與頻率調整經濟運行1.5 電力系統(tǒng)分析的主要內容3.穩(wěn)態(tài)分析潮流計算； 無功平1.5 電力系統(tǒng)分析的主要內容4.穩(wěn)態(tài)性分析穩(wěn)定的基本概