電力系統(tǒng)的基本概念

電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第1頁!特點電能不能大量存儲；過渡過程十分短暫；電能生產(chǎn)與國民經(jīng)濟各部門和人民生活有著極為密切的關(guān)系；電力系統(tǒng)的地區(qū)性特點較強電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第2頁!電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析（一）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)濟運行電力系統(tǒng)暫態(tài)分析（二）電磁暫態(tài)分析（故障分析）正常穩(wěn)態(tài)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)暫態(tài)前言主要內(nèi)容電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第3頁!章電力系統(tǒng)的基本概念1－1電力系統(tǒng)概述1－2我國電力工業(yè)和電力系統(tǒng)簡介1－3對電力系統(tǒng)運行的基本要求1－4結(jié)線方式和電壓等級1－5課程的主要內(nèi)容電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第4頁!1－1電力系統(tǒng)概述一、電力系統(tǒng)的組成～工業(yè)農(nóng)業(yè)商業(yè)生活發(fā)電＋輸電＋配電＋用電電網(wǎng)電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第5頁!1－1電力系統(tǒng)概述一、電力系統(tǒng)的組成2、基本概念電力系統(tǒng)——是由發(fā)電廠、變電所、輸電線、配電系統(tǒng)及負(fù)荷組成的。是現(xiàn)代社會中最重要、最龐雜的工程系統(tǒng)之一。電力網(wǎng)絡(luò)——是由變壓器、電力線路等變換、輸送、分配電能設(shè)備所組成的部分。動力系統(tǒng)——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)。電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第6頁!1－1電力系統(tǒng)概述一、電力系統(tǒng)的組成2、基本概念額定頻率——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50Hz。最高電壓等級——是指該系統(tǒng)中最高的電壓等級電力線路的額定電壓。電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第7頁!1－2我國電力工業(yè)和電力系統(tǒng)簡介一、我國電力工業(yè)概況及今后發(fā)展電力工業(yè)的方針二、我國主要電力系統(tǒng)概述三、我國電力工業(yè)的發(fā)展前景電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第8頁!1－3電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求安全：保證可靠的供電措施電源與電網(wǎng)的建設(shè)（西電東送全國聯(lián)網(wǎng)）

SCADA設(shè)備檢修（計劃檢修→狀態(tài)檢修）人員素質(zhì)電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第9頁!1－3電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求負(fù)荷（一級

二級

三級）一級負(fù)荷：對這一級負(fù)荷中斷供電，將造成人身事故，經(jīng)濟嚴(yán)重?fù)p失，人民生活發(fā)生混亂。二級負(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。三級負(fù)荷：所有不屬于一、二級的負(fù)荷。電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第10頁!1－3電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求環(huán)?；痣姀S裝機＞70％

煤炭燃燒造成的污染限制污染物的排放量電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第11頁!1－4電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級環(huán)行網(wǎng)絡(luò)雙端供電有備用結(jié)線包括雙回路放射式、干線式和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)

優(yōu)點：供電可靠性和電壓質(zhì)量高缺點：不經(jīng)濟適用范圍：電壓等級較高或重要的負(fù)荷電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第12頁!1－4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)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第13頁!1－4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電力網(wǎng)絡(luò)中電壓分布采取的措施：取用電設(shè)備的額定電壓為線路額定電壓，使所有設(shè)備能在接近它們的額定電壓下運行；取線路始端電壓為額定電壓的105%；取發(fā)電機的額定電壓為線路額定電壓的105%；變壓器分升壓變和降壓變考慮一次側(cè)接電源，取一次側(cè)額定電壓等于用電設(shè)備額定電壓；二次側(cè)接負(fù)荷，取二次側(cè)額定電壓等于線路額定電壓。

電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第14頁!1－4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變壓器的電壓等級降壓變壓器（110/38.5，220/38.5）一次側(cè)（高壓側(cè)）接線路末端，相當(dāng)于用電設(shè)備，一次側(cè)額定電壓等于用電設(shè)備的額定電壓；二次側(cè)（低壓側(cè)）向負(fù)荷供電，相當(dāng)于發(fā)電機，應(yīng)比線路的額定電壓高5%，加上變壓器內(nèi)耗5%，所以二次側(cè)額定電壓等于用電設(shè)備的額定電壓110%。電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第15頁!1－4電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級三、電力系統(tǒng)中性點的運行方式

如何實現(xiàn)工作接地？電氣設(shè)備（電力變壓器、電壓互感器或發(fā)電機）的中性點接地——又稱為電力系統(tǒng)中性點接地。電力系統(tǒng)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)的中性點接地方式：小電流接地：中性點不接地（中性點絕緣）中性點經(jīng)消弧線圈接地大接地電流：中性點直接接地中性點經(jīng)電阻接地

如何確定電力系統(tǒng)中性點接地方式？應(yīng)從供電可靠性、內(nèi)過電壓、對通信線路的干擾、繼電保護(hù)以及確保人身安全諸方面綜合考慮。電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第16頁!1－4電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級三、電力系統(tǒng)中性點的運行方式

2、中性點不接地的電力系統(tǒng)負(fù)荷ABCCCCICa.電路圖0UAUBUCIB0IC0IA0b.矢量圖正常運行時UA＋UB＋UC＝0IA＋I(xiàn)B＋I(xiàn)C＝0結(jié)論：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，這說明沒有電容電流經(jīng)過大地流動。適用范圍3kV~60kV的電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第17頁!1－4電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級三、電力系統(tǒng)中性點的運行方式0UBUAUC60-UAUC’UB’

-UAI’CBI’CC-I’CA中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障的結(jié)論1

：

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600。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，電壓等級越高絕緣投資越大。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2h。電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第18頁!1－4電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級三、電力系統(tǒng)中性點的運行方式中性點不接地系統(tǒng)單相接地故障的結(jié)論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。如果接地電流大于30A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。如果接地電流大于5A~10A，而小于30A，則有可能形成間歇性電??；間歇性電弧容易引起弧光接地過電壓，其幅值可達(dá)（2.5~3）U，將危害整個電網(wǎng)的絕緣安全。如果接地電流在5A以下，當(dāng)電流經(jīng)過零值時，電弧就會自然熄滅。電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第19頁!1－4電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級三、電力系統(tǒng)中性點的運行方式

C相發(fā)生接地時，中性點電壓變?yōu)?UC，在消弧線圈作用下，產(chǎn)生電感電流（滯后90°），其數(shù)值為

IL＝UC

/XL＝U/XL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)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好相反，相互補償，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害，提高了供電可靠性。負(fù)荷ABCCCCILICICCICBICAICCICBICAIPEL0UAUBUC-UCU’AU’BILICICAICB電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第20頁!1－4電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級三、電力系統(tǒng)中性點的運行方式消弧線圈容量的選擇有關(guān)安裝消弧線圈規(guī)程電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第21頁!電力工業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r及前景我國電力系統(tǒng)的發(fā)展：年人均電量：我國： 1000kW.h中等發(fā)達(dá)國家： 7000kW.h北歐、美國： 18000kW.h電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第22頁!電力工業(yè)發(fā)展概況及前景3.電力市場電力市場是以電價作為控制電力交易的杠桿，進(jìn)行負(fù)荷管理、電力系統(tǒng)運行，在電力生產(chǎn)者、電力消費者和輸供電網(wǎng)絡(luò)管理者之間實行平等、公正的等價交換的系統(tǒng)的總稱。這一改革最早起源于美國（50年代），80年代末英國企業(yè)民營化，英國電力改革的成功經(jīng)驗吸引了世界各國的紛紛仿效。改革最成功的要屬澳大利亞。基本特征：開放性競爭性計劃性

協(xié)調(diào)性基本原則：公平公開公正電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第23頁!前言重點：三大計算1、標(biāo)幺值計算2、穩(wěn)態(tài)計算：潮流；調(diào)頻、調(diào)壓3、暫態(tài)計算：故障；穩(wěn)定性電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第24頁!章電力系統(tǒng)的基本概念

重點及難點：重點：1、電力系統(tǒng)的基本概念2、電力系統(tǒng)的基本要求3、電能質(zhì)量4、結(jié)線方式5、電壓等級難點：1、電能質(zhì)量2、電壓等級電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第25頁!1－1電力系統(tǒng)概述一、電力系統(tǒng)的組成

1、來源火電：鍋爐－汽輪機－發(fā)電機水電：水庫－水輪機－發(fā)電機核電：核反應(yīng)堆－汽輪機－發(fā)電機其它：如風(fēng)能、地?zé)崮堋⑻柲?、潮汐等電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第26頁!1－1電力系統(tǒng)概述一、電力系統(tǒng)的組成2、基本概念總裝機容量——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（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）為單位計。年發(fā)電量——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（KWh）、兆瓦時（MWh）、吉瓦時（GWh）為單位計。

最大負(fù)荷——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（KW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）為單位計。電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第27頁!1－1電力系統(tǒng)概述二、近代電力系統(tǒng)電壓、輸送距離、輸送功率；電源的構(gòu)成；負(fù)荷的構(gòu)成；高度自動化；遠(yuǎn)距離大容量直流輸電電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第28頁!1－3電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求特點

電能不能大量儲存暫態(tài)過程非常短促與國民經(jīng)濟及日常生活關(guān)系密切要求

安全優(yōu)質(zhì)經(jīng)濟

環(huán)保電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第29頁!1－3電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求優(yōu)質(zhì)指標(biāo)電壓：≥35kV±5%

≤10kV±7%

6~10kV≤4%

380V≤5%（無功功率）頻率：±0.2（≥3000mw)~0.5Hz(≤3000MW）（有功功率）諧波：負(fù)荷諧波電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第30頁!1－3電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求經(jīng)濟EX:一臺600MW火電機組，年利用小時6000h，煤耗率320g/kW.h，煤價：300元/噸。Sol： 年發(fā)電量： 600000kW×6000h＝36億kW.h

需標(biāo)煤： 36億kW.h×320g/kW.h＝115.2萬噸標(biāo)煤 燃料費： 115.2萬噸×300元/噸＝34560萬元1%節(jié)約：燃料： 1.152萬噸標(biāo)煤 燃料費： 345.6萬元廠用電率網(wǎng)損煤耗率（水耗率）電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第31頁!1－4電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級放射式干線式樹狀無備用結(jié)線包括單回路放射式、干線式和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)優(yōu)點：簡單、經(jīng)濟、運行方便缺點：供電可靠性差

適用范圍：二級負(fù)荷一、結(jié)線方式電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第32頁!1－4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1、電力系統(tǒng)的額定電壓等級電壓等級的選擇S=√3U2II∝（U1－U2）/Z傳輸功率S、電壓等級U、輸電距離l之間的關(guān)系S＝Const，l∝U2l＝Const，S∝U2U1IU2SZ電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第33頁!1－4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說明：用電設(shè)備的容許電壓偏移一般為±5%；沿線路的電壓降落一般為10%；在額定負(fù)荷下，變壓器內(nèi)部的電壓降落約為5%。電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第34頁!1－4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變壓器的電壓等級升壓變壓器（例如35/121，10.5/242）二次側(cè)（高壓側(cè)）接線路始端，向負(fù)荷供電，相當(dāng)于發(fā)電機，應(yīng)比線路的額定電壓高5%，加上變壓器內(nèi)耗5%，所以二次側(cè)額定電壓等于用電設(shè)備的額定電壓110%。直接和發(fā)電機相聯(lián)的變壓器一次側(cè)額定電壓等于發(fā)電機的額定電壓即105％UN；一次側(cè)（低壓側(cè)）接電源，相當(dāng)于用電設(shè)備，一次側(cè)額定電壓等于用電設(shè)備的額定電壓UN；電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第35頁!1－4電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級三、電力系統(tǒng)中性點的運行方式

接地？為了保證電力網(wǎng)或電氣設(shè)備的正常運行和工作人員的人身安全，人為地使電力網(wǎng)及其某個設(shè)備的某一特定地點通過導(dǎo)體與大地作良好的連接。接地分類：工作接地：為了保證電氣設(shè)備在正?；虬l(fā)生故障情況下可靠地工作而采取的接地。保護(hù)接地：將一切正常工作時不帶電而在絕緣損壞時可能帶電的金屬部分接地，以保證工作人員接觸時的安全。（接地保護(hù)）保護(hù)接零：在中性點直接接地的低壓電力網(wǎng)中，把電氣設(shè)備的外殼與接地中性線（也稱零線）直接連接，以實現(xiàn)對人身安全的保護(hù)作用。防雷接地：為消除大氣過電壓對電氣設(shè)備的威脅，而對過電壓保護(hù)裝置采取的接地措施。防靜電接地：對生產(chǎn)過程中有可能積蓄電荷的設(shè)備所采取的接地。電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第36頁!1－4電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級三、電力系統(tǒng)中性點的運行方式

1、中性點直接接地負(fù)荷ABCk(1)Ik(1)Ik(1)

特點：供電可靠性不如電力系統(tǒng)中性點不接地和經(jīng)消弧線圈接地方式。故障時：如發(fā)生接地故障，則構(gòu)成短路回路，接地相電流很大；為提高供電可靠性，在線路上廣泛安裝三相或單相自動重合閘裝置。對地電壓＝UN，電氣設(shè)備的絕緣水平只需按電力網(wǎng)的相電壓考慮，可以降低工程造價。我國380/220V系統(tǒng)中一般都采用中性點直接接地方式，主要是從人身安全考慮問題。適用范圍：我國110kV（國外220kV）及以上電壓等級的電力系統(tǒng)。380/220V低壓系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第37頁!1－4電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級三、電力系統(tǒng)中性點的運行方式單相金屬性接地故障時(A相)0UBUAUC60-UAUC’UB’

-UA

I’CBI’CC-I’CAICAICAICBICBICCICCIPE負(fù)荷ABCCCCUA’UB’UC’電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第38頁!1－4電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級三、電力系統(tǒng)中性點的運行方式

接地故障電容電流IPE0UBUAUC60-UAUC’UB’

-UA

I’CBI’CC-I’CA電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第39頁!1－4電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級三、電力系統(tǒng)中性點的運行方式3、中性點經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)

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器。單相(C相)金屬性接地故障負(fù)荷ABCCCCILICICCICBICAICCICBICAIPEL0UAUBUC-UCU’AU’BILICICAICB電力系統(tǒng)的基本概念共44頁，您現(xiàn)在瀏覽的是第40頁!

消弧線圈的補償方式欠補償方式：按IL<IC選擇消弧線圈的電感，此時接地故障點有未被補償?shù)碾娙蓦娏髁鬟^。

采用欠補償方式時，當(dāng)電力網(wǎng)運行方式改變而切除部分線路時，整個電力網(wǎng)對地電容將減少，有可能發(fā)展成為全補償方式，導(dǎo)致電力網(wǎng)發(fā)生諧振，危及系統(tǒng)安全運行；另外，欠補償方式容易引起鐵磁諧振過電壓等其它問題，所以很少被采用。過補償方式：按IL>IC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。

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。1－4電力系統(tǒng)的結(jié)線方式和電壓等級三、電力系統(tǒng)中性點的運行方式0UAUBUC-UCU’AU’BILICICAICB