华中科技大学电力系统课件
华中科技大学电力系统分析课件 第二章等值电路
V
x
( g 0 jC0 )dx
l
I1
Z
V1 Y 2 V2
I2
Y 2 ch l 1 ZC sh l
Z ZC sh l
Y 2
2-2 架空输电线路的等值电路
8.输电线路∏型等值电路的参数
Z K Z Z Y KY Y
精确参数
Z (r0 j L0 )l Y ( g0 jC0 )l
V V2
x=0
I I2
V2 A1 A2 A1 A2 I2 Z Z C C
1 A1 (V2 ZC I 2 ) 2
1 A2 (V2 ZC I 2 ) 2
2-2 架空输电线路的等值电路
重写方程式通解
1 A1 (V2 Z C I 2 ) 2 1 A2 (V2 Z C I 2 ) 2
qa qb qc 0
-q a -q c +q a +q b D12 D13 H13 H12 H1 H2 H23 H3 D23 +q c
1 va vAI vAII vAIII ; 3
-qb
2-1 架空输电线路的参数
4.电容—三相线路一相等值电容
经过整循环换位的三相线路，一相等 值电容：
运行变量：线电 压，线电流，三 相功率；
jX G E
jX 2
jX1
RL
jX L
jX1
jX m
jX 2
I P jQ jX m
2-1 架空输电线路的参数
电阻：载流导线有功损耗 电感：载流导线磁场效应 电导：带电线路绝缘泄漏 及电晕损耗 电容：带电线路电场效应
电力电子课件 - 华中科技大学 - 第10章 电力电子开关型电力补偿、控制器
输出滞后无功功率
Q VS IQ
V S (V i c o s V S ) X
从电网输入有功功率P用于补充变流器功耗使VD恒定。
10.3 PWM开关型并联无功功率发生器STATCOM （续2）
图10.5 (a) (e)
1.电压VD闭环控制。 2.无功功率Q闭环控制。
先进的（或高级的）静止型无功功率发生器ASVG（Advanced Static Var Generator ） 。 也 被 称 为 静 止 同 步 补 偿 器 STATCOM （ Static Synchronous Compensator ） ， 又 称 为 静 止 调 相 器 STATCON(Static Condenser)。
L
X
s in
q1
, Q E E I c o s ( )
E 2 ( E 2 V2 cos )
L
X
q1
将图中的一个1/2Lc改为R，即构成同步振荡阻尼器SSRD
10.2.1 晶闸管控制的串联电容补偿器TCSC（续1）
E
Id (X
2
L
X
q1
)
V
10.2.1 晶闸管控制的串联电容补偿器TCSC（续2）
相控电感l的等效感抗： 串联等效电容C容抗： α=180°时 α=90°时
X
A B / 2
X
LC
Vc I l1
s in 2 2
l
X C 1/C
X l
，AB两点等效容抗
VC 1
VC 1 I
t
电力系统分析第一章ppt课件
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
二、负荷曲线：
定义：用曲线描述某一时间段内负荷随时间变化的规律。 分类：日负荷曲线、月负荷曲线、年负荷曲线。 ☆ 日负荷曲线：描述负荷一天24小时内所需功率的变化情况； 是供调度部门制定各个发电厂发电计划的依据。
24
一天的总耗电量： W 日平均负荷：
=
Pdt
0
W 1 Pav = = 24 24
新建或扩建 机组的容量
机组维修
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
☆ 年持续负荷曲线：按一年中系统负荷的数值大小及其持续小 时数顺序排列绘制而成；可供编制电力系统发电计划和进行 可靠性计算用。 P P1
全年耗电量：
Pmax
P2
P3
W =
8760
0
Pdt
最大负荷利用小时数：
t1
t2
t3
8760
Tmax
输电网和配电网组成。
动力系统（广义电力系统）：动力部分与电力系统组
成的整体。
1.1 电力系统概述
2、电力系统的运行特点与基本要求：
电力系统的运行特点
系统运行基本要求
提供充足的电能
电能不能大量的存贮 保证安全可靠的供电 电力系统的暂态过程非常短促 与各行业和人民生活密切相关 保证良好的电能质量 良好的经济性 环保问题
1.1 电力系统概述
3、本课程主要学习内容：
稳态分析 电力系统元件模型及参数计算 电力网的电压和功率分布 电力系统的电压和频率调整 电力系统的三相短路故障 故障分析 电力系统的不对称故障 电力系统的机电特性
稳定性分析
电力系统的暂态稳定、静态稳定
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
一、电力系统的负荷：
华中科技大学-电气工程基础课件熊银信-第1章-绪论稻香书屋
（图中的100%表示额定值）
（图中的100%表示额定值）
电压质量标准：
HUST_CEEE
名称
允许限值
说明
供电电 压允许
偏差
35kV 及以上为正负偏差绝对值 之和不超过 10%；
10kV 及以下三相供电为7%； 220V 单相供电为+7%，－10%
衡量点为供用电产权分界处或电能计量点
我国电力系统的发展：
年份
1949 1978 1987 1995 2000 2004 2005 2006 2007 2009
装机容量 /(万 kW)
184.86 5712 10290 21720 31900 44070 51200 62200 71329 87407
年发电量 /(亿 kW·h)
43.1 2566 4973 10069 13685 21870 24747 28344 32559 36506
切的关系：社会政治经济影响巨大。 负荷分类：一类负荷、二类负荷、三类负荷
❖电力系统的地区性特点较强：发展各具特色。 电力系统的规划设计、运行等不能盲目搬用其它
系统的经验。
四、对电力系统的要求
❖ 保证供电可靠 ❖ 保证良好的电能质量 ❖ 提高电力系统运行经济性
Exa：一台1000MW火电机组，年利用小时5000h，煤耗 率290g/kW.h，煤价：600元/吨。
48.75
18327
24
卢森堡
4
8333
6
阿联酋
76.11
17416
25 沙特阿拉伯
189.08
7813
7
瑞典
148.85
16268
26
德国
637.1
电力系统工程基础 华中科技大学 熊信银 PPT课件2发电系统46页PPT
电力系统工程基础 华中科技大学 熊信 银 PPT课件2发电系统
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
华中科技大学-电气工程基础课件(熊银信)-第7章-电力系统的短路计算剖析
➢ 为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装 置并正确整定其参数提供可靠的依据。
❖ 简化假设
I. 负荷用恒定电抗表示或略去不计；
II. 认为系统中各元件参数恒定，在高压网络 中不计元件的电阻和导纳，即各元件均用 纯电抗表示，并认为系统中各发电机的电 势同相位，从而避免了复数的运算；
0.87
X
T1( N
)*
U
2 T 1(
N
)
ST1( N )
Sd
U
2 dI
10.5 10.52 100 31.5
100 10.52
0.33
X G( N )*
Sd SN
0.26 100 30
0.87
X T1(N )*
Sd ST1(N )
10.5 100 100 31.5
0.33
X
项目 UdⅡ UdⅢ
1. 准确计算法
U dI
/
K1
10.5 1 10.5 /121
121kV
U dI
/(K1K2 )
U dII
/
K2
121 1 110/ 6.6
7.26 kV
2. 近似计算法 UavⅡ＝115 kV UavⅢ＝6.3 kV
E=1.05
各元件电抗的标幺值分别为： 1
2
3
4
5
6
HUST_CEEE
HUST_CEEE
第一节 电力系统的短路故障
短路：电力系统中一切不正常的相与相之 间或相与地之间发生通路的情况。
一、短路的原因及其后果 二、短路的类型 三、短路计算的目的和简化假设
HUST_CEEE
第五章 电力系统三相短路的暂态过程(华中科技大学课件)
2
k
2
im
k
im
1
1
0
0
-1 0 0.05 T =INF
a
-1 0.1 0 0.05 T =0.1s
a
0.1
1.5 1 0.5 0 -0.5
k
im
发电机端母线： 其他地点：
kim 1.9 kim 1.8
1
发电厂高压母线：kim 1.85
0
-1 0 0.05 T =0.02s
a
-1 0.1 0 0.05 T =0.01s
1.5 iap0
ip0
iap 0
I m I pm
1
Em
0.5 iap 0
I pm
-0.5 ip -1 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.1
i I pm cos t I pm exp t Ta
i I pm 1 exp 0.01 Ta kim I pm
id
b
c
0 q xq iq 0
i abc ( ) I(id ) Fa
Fa
ψ 0
f [0] xad id x f i f [0] i fa
a0 a ψ0 cos t 0 , b0 b ψ0 cos t 0 120 , c0 c ψ0 cos t 0 120
1. 短路的暂态过程—短路状态
三相对称，以a相为例
di Ri L Em sin(t ) dt
i p I pm sin(t ) iap Cet C exp t Ta
电力系统工程基础 华中科技大学 熊信银 PPT课件1绪论--概述共55页文档
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
电力系统工程基础 华中科技大学 熊
•
信银
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
PPT课件1绪论--概述
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力则殆。——孔子
华科版电力系统分析的无功功率平衡和电压调整27页PPT
6、法律的基础有两个，而且只有两个……公平和实用。——伯克 7、有两种和平的暴力，那就是法律和礼节。——歌德
8、法律就是秩序，有好的法律才有好的秩序。——亚里士多德 9、上帝把法律和公平凑合在一起，可是人类却把它拆开。——查·科尔顿 10、一切法律都是无用的，因为好人用不着它们，而坏人又不会因为它们而变得规矩起来。——德谟耶克斯
谢谢！
51、 天 下 之 事 常成 于困约 ，而败 于奢靡 。——陆 游 52、 生 命 不 等 于是呼 吸，生 命是活 动。——卢 梭
53、 伟 大 的 事 业，需 要决心 ，能力 ，组织 和责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
华中科技大学-电气工程基础课件(熊银信)-第10章-电力系统继电保护
1)1QF处无时限电流速
断保护的动作电流I IIOP1
Iop1：
0
I
I
op1
＝
KIrel I
K.Bmax
Lmin Lmax
3 1
IkBmax 2
l
I
第八页，共42页。
2)动作时间： 3)灵敏度：
t Iop1= 0s
用保护范围即它所保护的线路的长度的百分数 来表示。
无时限电流保护不能保护线路全长，应采用最
互感器、变换器、序滤过器、滤波回路、整流电路、
模数变换等部件。
测量元件。包括：
电磁型：电流、电压、时间、中间等继电器；
晶体管型：电流、电压、方向元件等；
微机型：通过软件实现。
逻辑元件：由各种门电路、时间电路、相位或幅
值比较电路、加法器、减法器、积分器及移相电路
等中一个或几个部份第组三页，成共42页。。
~
正常运行并伴有电动机自启动而流过保护的最
大负荷电流为KssILmax时该电流保护不动作，即：
> K I IIIIop1
ss Lmax
外部故障切除后，非故障线的定时限过流保护
在时可应下靠能一系可母数靠线KII返有IIroIeIp1lI回电一 K，般动rKIeIIlrK取即e机ss1I：启L.m1a5动x ~1且.2流5 过最大负荷电流 故取电0流动.85测I作。re=量电K元II流IrelK件IsⅢsI的oLpm1返ax：回第十且三系页，共数42页I。IIKIopr1e>一Ire 般
灵敏度，即整定值为：
I ＝K I /K II
II II
op1 op2 rel 第十二页，共42页。 bmin
3. 定时限过电流保护（电流保护III段）
电力系统工程基础华中科技大学熊信银课件1绪论
寿命 光通量
140
发光效率120
电流/% 100
寿 光通量 命
发光效率
电 流
80
60
电压/% 80 90 100 110 120
效率
cos? 140
电流/%120
效
率
100
cos?
80
60
电 流
电压/%
80 90 100 110 120
图1-3 照明负荷（白炽灯）的电压特性 图1-4 异步电动机的电压特性
（图中的 100%表示额定值）
（图中的 100%表示额定值）
? 电压质量标准：
名称
允许限值
说明
供电电 压允许
偏差
??35kV 及以上为正负偏差绝对值 之和不超过 10% ；
??10kV 及以下三相供电为 ? 7%； ??220V 单相供电为+7%，-10%
衡量点为供用电产权分界处或电能计量点
电压允 许波动 和闪变
110
2.0
1.6
0.8
注：220kV系统的电压等级及其选择
?一、电力系统额定电压和最高电压 ?二、电气设备额定电压和最高电压 ?三、电力系统电压等级 ?四、电压等级选择
二、电气设备额定电压和最高电压
?电气设备的额定电压 ：电气设备制造厂
根据所规定的电气设备工作条件而确定的电 压。
最大的核能发电厂 200万kW（岭澳核电厂， 2×100万kW），
最大抽水蓄能电厂 240万kW（广东抽水蓄能 电厂， 8 ×30万kW ），这也是目前世界上最大 的抽水蓄能电厂。
? 我国电力系统的发展：
年份 1949 1987 1995 2000 2004
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第三章输变电系统§3-1概述þ输变电设备包括：Ø变换电压的设备：如变压器。
Ø接通或转换和开断或隔离电路的开关电器：如断路器，隔离开关，熔断器等。
Ø防御过电压，限制故障电流的电器：如避雷器、避雷针、避雷线、电抗器。
Ø无功补偿设备：如电力电容器，同步调相机，静止补偿器。
Ø载流导体：如母线，引线，电缆，架空线。
Ø接地装置；如变压器中性点接地、设备外壳接地、防雷接地等。
§3-1 概述þ一次设备发电厂或变电所中直接通过大电流或接于高电压上的电气设备称为电气主设备或一次设备。
þ二次设备发电厂或变电所中用于对一次设备或系统进行监视、测量、保护和控制的电气设备称为二次设备，由二次设备构成的系统称为二次系统。
þ电气主接线发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路，称为电气主接线，也称为电气一次接线或一次系统。
þ电气主接线图用规定的图形符号表示各种电气主设备，用单线图绘出一次系统的接线关系的图形称为电气主接线图或一次系统图。
þ输电线路：有架空线路和电缆线路þ开关电器Ø高压断路器的基本参数额定开断电流I Nbr 、全开断时间t ab 、合闸时间t on额定动稳定电流（峰值）i es 、热稳定电流I t 、自动重合闸性能þ电流互感器Ø运行特点：二次绕组绝对不允许开路，二次侧必须接地Ø二次接线：单相接线；星形接线；不完全星形接线§3-2 输变电设备A B L A B CAAAþ电压互感器Ø运行特点：二次绕组不许短路，二次侧必须接地。
Ø接线方式：§3-2 输变电设备2l第三章输变电系统§3-3 电气一次接线一、电力系统接线和输变电网络接线þ电力系统接线Ø地理接线图：表明各发电厂、变电所的相对地理位置和它们之间的联接关系Ø电气接线图：表明电力系统中各主要元部件之间和厂所之间的电气联接关系þ输变电网络接线Ø无备用：单回路放射式、干线式和链式网络等，每一负荷只能靠一条线路获得电能，又称开式网络。
Ø有备用：双回路式、单环式、双环式和两端供电式等，每一个负荷点至少可以通过两条线路从不同方向取得电能，又称闭式网络。
二、电气主接线的基本接线形式þ有汇流母线：单母线、单母线分段，双母线，双母线分段；增设旁路母线或旁路隔离开关，一倍半断路器接线，变压器母线组接线等。
þ无汇流母线：单元接线、桥形接线、角形接线等。
þ几个基本概念：Ø汇流母线：起汇集和分配电能的作用，也称汇流排。
Ø进、出线：进线指电源，出线指线路。
Ø断路器、隔离开关（母线、线路）、接地刀闸：第三章输变电系统§3-3 电气一次接线þ断路器与隔离开关的操作顺序：Ø送电操作顺序：先合上断路器两侧的隔离开关，再投入断路器。
Ø停电检修操作顺序：先断开断路器，再断开断路器两侧的隔离开关。
待线路对方仃电后，再合上接地刀闸。
QSQF1. 单母线接线Ø接线图第三章输变电系统§3-3 电气一次接线（A.有汇流母线接线）Ø特点à简单、清晰、设备少。
à当母线故障或检修或母线隔离开关检修时，整个系数全部停电。
à断路器检修期间也必须停止该回路的供电。
Ø适用范围à单电源的发电厂和变电所，且出线回路数少，用户对供电可靠性要求不高的场合。
2. 单母线分段接线Ø接线图第三章输变电系统§3-3 电气一次接线（A.有汇流母线接线）Ø特点à减少母线故障或检修时的停电范围。
à断路器检修期间必须停止该回路的供电。
à母线分段的数目，通常以2～3分段为宜，分段太多增加了分段断路器。
Ø适用范围à6~10kV 配电装置出线6回及以上；à35kV 出线数为4~8回；à110~220kV 出线数为3~4回。
4G3. 单母线分段加装旁路母线接线Ø接线图第三章输变电系统§3-3 电气一次接线（ A.有汇流母线接线）Ø旁路母线的作用à不停电检修进出线断路器。
Ø操作方式（检修QF 4，且WL 4不停电）à如A 、B 段经QF 1和QS 1、QS 2并列运行，则闭合QS 5→断开QF 1→断开QS 1→闭合QS 3→闭合QF 1使W 3带电（不要首先闭合QS 8）。
此时若W 3隐含故障，则由继电保护装置动作断开QF 1。
à若W 3充电正常，操作可以继续进行：→合上QS 8→断开QF 4。
这时WL 4由母线B →QS 2→QF 1→QS 3 →W 3→QS 8→WL 4供电。
并由QF 1替代断路器QF 4。
àQF 4检修前，应把QS 6、QS 7断开。
Ø适用范围à中小型发电厂和35~110kV 的变电所。
48（分段断路器QF 1兼旁母断路器）4. 双母线接线Ø接线图具有两组母线W 1，W 2。
每一回路经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过母线联络断路器QF （简称母联）连接。
第三章输变电系统§3-3 电气一次接线（ A.有汇流母线接线）Ø运行方式à母联QF 断开，一组母线工作，另一组母线备用，全部进出线接于运行母线上。
à母联QF 断开，进出线分别接于两组母线，两组母线分裂运行。
à母联QF 闭合，电源和馈线平均分配在两组母线上。
Ø优点à检修一组母线，可使回路供电不中断；一组母线故障，部分进出线会暂时停电。
à供电可靠，调度灵活，又便于扩建。
第三章输变电系统§3-3 电气一次接线（ A.有汇流母线接线）Ø双母线接线的倒母线操作à闭合母联两侧的隔离开关QS1，QS2，合QF向备用母线充电；à若备用母线带电后一切正常，下一步则先接通（一条或全部）回路接于备用母线侧的隔离开关，然后断开（该条或全部）回路接于工作母线上的隔离开关，这就是所谓的“先通后断”的原则；à待全部回路操作完成后，断开母联断路器及其两侧的隔离开关。
Ø适用范围à大中型发电厂和变电所。
5. 双母线分段接线Ø接线图第三章输变电系统§3-3 电气一次接线（ A.有汇流母线接线）Ø特点à工作母线分成2段，即母线II ，III 段，备用母线I 不分段，QF 1，QF 2为母联，QF 3为分段断路器。
à正常工作时，II ，III 段工作，I 段备用，在分段回路中可接入分段电抗器L ，当任一分段故障时，L 限制相邻段供给的短路电流。
Ø适用范围à6~10kV 配电装置中；à220kV 电压进出线回路数甚多时，也采用双母线四分段的接线。
6. 双母线带旁路母线接线Ø接线图第三章输变电系统§3-3 电气一次接线（ A.有汇流母线接线）Ø母联兼作旁路断路器à一组母线带旁路à两组母线带旁路à增设旁路跨条QFW3W2W17. 一台半断路器接线Ø接线图在母线W 1，W 2之间，每串接有三台断路器，两条回路，每二台断路器之间引出一回线，故称为一台半断路器接线，又称二分之三接线。
第三章输变电系统§3-3 电气一次接线（ A.有汇流母线接线）Ø特点à具有更高的供电可靠性及运行灵活性。
à母线故障，只跳开与此母线相连的断路器，任何回路不停电。
à隔离开关不作操作电器，减少了误操作的几率。
à使用设备较多，投资较大，二次控制接线和继电保护配置也比较复杂。
Ø适用范围大型电厂和变电所的超高压配电装置。
1. 单元接线及扩大单元接线Ø接线图a. 单元接线第三章输变电系统§3-3 电气一次接线（ B.无汇流母线接线）B. 扩大单元接线TGT～G～GTT～G～GT～G～G2. 桥形接线Ø接线图第三章输变电系统§3-3 电气一次接线（ B.无汇流母线接线）Ø内桥与外桥接线的比较T 222T 2穿越Ø适用范围3. 角形接线Ø接线图第三章输变电系统§3-3 电气一次接线（ B.无汇流母线接线）第三章输变电系统§3-3 电气一次接线三、发电厂及变电所的电气主接线举例þ发电厂主接线Ø区域性电厂（p75 Fig3-24）：指坑口电厂和远离城市的大型水火电厂。
这类电厂一般规模较大，设备年利用小时数高，生产的电能主要以升高电压送入电力系统，通常不设发电机电压母线。
Ø地方性电厂：主要是热电厂和中小型电厂。
大量电能以发电机电压馈送给地方用户，剩余功率以升高电压送入系统，设发电机电压母线。
第三章输变电系统§3-3 电气一次接线第三章输变电系统§3-3 电气一次接线þ变电所主接线第三章输变电系统§3-5 保护接地及接零一、保护接地的作用þ保护接地：Ø将电气设备金属外壳、金属构件或互感器的二次侧等接地，防备由于绝缘损坏后而使外壳带危险电压，以保护工作人员在接触时的安全。
þ触电方式Ø与带电部分直接接触；Ø接地故障时，人处于接触电压和跨步电压的危险区；Ø与带电部分间隔在安全距离之内。
EEt man EEman R R R R I I ++=第三章输变电系统§3-5 保护接地及接零二、保护接地装置电阻的þ接触电压和跨步电压：Ø接地电压。
电位之间的电位差UEØ接触电压：当人触及带电的外壳，加于人手和脚之间的电压。
Ø跨步电压：当人在分布电位区域内跨开一步，两脚间（相距0.8米）所受到的电压。
第三章输变电系统§3-5 保护接地及接零þ保护接地装置电阻的允许值Ø大电流接地系统：≤2000/I。
单相接地时接地网电压不能超过2000V，故RE≤0.5Ω。
当I＞4000A时，可取REØ小接地电流系统：à接地装置仅用于高压设备时，接地电压不得超过250V，≤250/I。