电力系统很基础的知识.pptx
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电力系统基础知识培训教材(PPT 61页)
2．水力发电厂 水电厂是将水的位能和动能转换成电能的场所，也 称水电站。水电站的类型可以分为： (1) 堤坝式:一般河流水位的落差沿河流是分散的， 为提高落差就需要在河流的上游修建拦河坝，将水积蓄、 提高水头，进行发电。
通常这类水电站又细分为坝后式和河床式两种。
19
坝后式水电站:发电机厂房建在坝后，全部水头的压力 由坝体承受，水库的水由压力水管引入厂房，推动水轮发 电机发电。
8
500kV交流变电站、500kV直流变电站 750kV交流变电站 1000kV交流特高压和800kV直流特高压目前刚开始建设 1000kV交流特高压有部分开始投入使用
9
3、电力系统的行政划分。 全国分2大电网：国家电网公司和南方
电网公司。
10
2002年以前电力系统划分
跨省电力系统5个，独立省电力系统若干个
37Байду номын сангаас
5、变电站
38
变电所的基本类型
变电所起着变换和分配电能的作用。从发电厂送出的 电能一般经过升压远距离输送，再经过多次降压后才供给 用户使用，所以电力系统中的变电所的数量多于发电厂， 变压器的容量约是发电机容量的7~10倍。变电所分为发电 厂的变电所（升压变电所）和电力网的变电所（降压变电 所），根据变电所在电力系统的地位与供电范围，可以将 其分为以下几类。
24
目前，中国有4座核电站11台机组运行 浙江秦山核电站 广东大亚湾核电站
江苏田湾核电站 中国在建中核电站
广东阳江核电站
辽宁红沿河核电厂
岭澳核电站
浙江南部的三门核电站 江西彭泽核电厂
•核电站特点：
a.消耗燃烧少 c.容量越大越经济
b.燃烧时不需要空气助燃 d.有放射性污染
通常这类水电站又细分为坝后式和河床式两种。
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坝后式水电站:发电机厂房建在坝后，全部水头的压力 由坝体承受，水库的水由压力水管引入厂房，推动水轮发 电机发电。
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500kV交流变电站、500kV直流变电站 750kV交流变电站 1000kV交流特高压和800kV直流特高压目前刚开始建设 1000kV交流特高压有部分开始投入使用
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3、电力系统的行政划分。 全国分2大电网：国家电网公司和南方
电网公司。
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2002年以前电力系统划分
跨省电力系统5个，独立省电力系统若干个
37Байду номын сангаас
5、变电站
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变电所的基本类型
变电所起着变换和分配电能的作用。从发电厂送出的 电能一般经过升压远距离输送，再经过多次降压后才供给 用户使用，所以电力系统中的变电所的数量多于发电厂， 变压器的容量约是发电机容量的7~10倍。变电所分为发电 厂的变电所（升压变电所）和电力网的变电所（降压变电 所），根据变电所在电力系统的地位与供电范围，可以将 其分为以下几类。
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目前，中国有4座核电站11台机组运行 浙江秦山核电站 广东大亚湾核电站
江苏田湾核电站 中国在建中核电站
广东阳江核电站
辽宁红沿河核电厂
岭澳核电站
浙江南部的三门核电站 江西彭泽核电厂
•核电站特点：
a.消耗燃烧少 c.容量越大越经济
b.燃烧时不需要空气助燃 d.有放射性污染
电力系统基础知识_电力线路.pptx
电力线路的结构
电力线路按结构可分为架空线路和 电缆线路两大类。 架空线路：将导线架设在室外的杆塔上。 经济，便于架设和维护，但可靠性差。 电缆线路：一般埋于地下的电缆沟或管 道中。可靠性高，造价高。
电力线路的结构
1．架空线路
架空线路主要由导 线、避雷线（即架空地 线）、杆塔、绝缘子和 金具等部件组成，如图 所示。
横担的长度取决于线路电压等级的高低、档距的大小、安 装方式和使用地点等。
➢绝缘子和金具：绝缘子用来使导线与杆塔之间保持足够的绝 缘距离；金具是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称。
常用的绝缘子主要有针式、悬式和棒式三种。
✓针式绝缘子：用于35kV及以下线路上，用在直线杆塔或小 转角杆塔上。 ✓悬式绝缘子：用于35kV以上的高压线路上，通常组装成绝 缘子串使用（35kV为3片串接；60kV为5片串接；110kV为7 片串接）。 ✓棒式绝缘子：棒式绝缘子多兼作瓷横担使用，在110kV及以 下线路应用比较广泛。
图1-6 架空线路的结构
➢导线和避雷线：导线的作用是传导电流、输送电能；避雷线 的作用是将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击。
✓导线材料：要求电阻率小、机械强度大、质量轻、不易腐蚀、 价格便宜、运行费用低等，常用材料有铜、铝和钢。 ✓导线的结构型式：导线分为裸导线和绝缘导线两大类，高压 线路一般用裸导线，低压线路一般用绝缘导线。
直线杆塔
用来悬挂导线，仅承受导线自
重使、用覆 最转冰 多重 的角及 一杆风 种压 杆塔， 塔是 。线路上
装设于线路的转角处，必须承
受不平耐衡的张拉杆力。塔
又称分段杆塔或承力杆塔，用
来线承）担 情终线 况路 下端正 导杆常 线及 的塔故 拉障 力（ ，如 对断 强
电力线路按结构可分为架空线路和 电缆线路两大类。 架空线路：将导线架设在室外的杆塔上。 经济，便于架设和维护，但可靠性差。 电缆线路：一般埋于地下的电缆沟或管 道中。可靠性高，造价高。
电力线路的结构
1．架空线路
架空线路主要由导 线、避雷线（即架空地 线）、杆塔、绝缘子和 金具等部件组成，如图 所示。
横担的长度取决于线路电压等级的高低、档距的大小、安 装方式和使用地点等。
➢绝缘子和金具：绝缘子用来使导线与杆塔之间保持足够的绝 缘距离；金具是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称。
常用的绝缘子主要有针式、悬式和棒式三种。
✓针式绝缘子：用于35kV及以下线路上，用在直线杆塔或小 转角杆塔上。 ✓悬式绝缘子：用于35kV以上的高压线路上，通常组装成绝 缘子串使用（35kV为3片串接；60kV为5片串接；110kV为7 片串接）。 ✓棒式绝缘子：棒式绝缘子多兼作瓷横担使用，在110kV及以 下线路应用比较广泛。
图1-6 架空线路的结构
➢导线和避雷线：导线的作用是传导电流、输送电能；避雷线 的作用是将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击。
✓导线材料：要求电阻率小、机械强度大、质量轻、不易腐蚀、 价格便宜、运行费用低等，常用材料有铜、铝和钢。 ✓导线的结构型式：导线分为裸导线和绝缘导线两大类，高压 线路一般用裸导线，低压线路一般用绝缘导线。
直线杆塔
用来悬挂导线，仅承受导线自
重使、用覆 最转冰 多重 的角及 一杆风 种压 杆塔， 塔是 。线路上
装设于线路的转角处，必须承
受不平耐衡的张拉杆力。塔
又称分段杆塔或承力杆塔，用
来线承）担 情终线 况路 下端正 导杆常 线及 的塔故 拉障 力（ ，如 对断 强
电力系统基础知识培训PPT课件
20
武汉中元华电科技有限公司研发部
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输变电系统
一台半断路器接线
广泛用于大型电厂和变电所的超高压配电装 置具有较高可靠性及运行灵活性 母线故障，只跳开与此母线相连的断路器， 任何回路不停电
21
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21
扩大单元接线
输变电系统
使用断路器数目少，结构简单
电能的质量指标
频率
50Hz变化范围±0.1～0.2Hz
波形
标准正弦波形，不应产生畸变
7
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7
电力系统基本概念
电力系统电压等级
电力系统额定电压 电力设备ຫໍສະໝຸດ 定电压 高出或低于系统额定5％－10％
受电设备与电力系统额 定线电压/kV
3 6 10 — — — — 35 110 220 330 500
开关电器：断开或接通电路的电气设备总称
负荷开关—仅用于断开或闭合正常工作电流的开关电器 熔断器—仅用于断开过负荷电流或短路电流的开关电器 断路器—用于断开或闭合正常工作电流、短路电流的开关电器
隔离开关—不要求断开或闭合电流，只用于检修时隔离电压的开关电器
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输变电系统
双母线三种运行方式
母联QF断开，一组母线工作
一组备用
母联QF断开，进出线分别接
入两组母线，两组母线分裂 运行
母联QF闭合，电源以及溃线
平均分配在两组母线
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双母线分段接线
输变电系统
正常工作：Ⅱ、Ⅲ段工作， Ⅰ段备用 L限制故障时相邻段供给短路电流
QF1 QF2－母联断路器 QF3－分段断路器 L－电抗器 WL－线路 G1 G2 －发电机
电力系统基础知识.pptx
二次设备及二次系统 二次设备包括监察测量仪表、控制及信号器具、继电保护 装置、自动装置、远动装置等。这些设备通常是由电流互 感器、电压互感器、蓄电池组或厂（所）用低压电源供电。 表明二次设备互相连接关系的电路称为二次接线或二次系 统。
21
第二节 电力负荷组成与分类
• 一、电力网负荷组成 • 电力负荷是指电路中的电功率。在直流电路中，负荷就是
• 2.电力网
• 在电力系统中，连接各种电压等级的输电线路、各种 类型的变（配）电所及用户的电缆和架空线路构成的输 （配）电力的网络称为电力网。
• 电力网按其在电力系统中的作用不同，分为输电网(供电 网）和配电网。输电网又叫供电网，是由输送大型发电厂 巨大电力的输电线路和与其线路连接的变电站35kV组成， 是电力系统中的主要网络，简称主网，也是电力系统中的 最高级电网，又称网架。电压在35kV以上。配电网由配电 线路、配电所及用户组成，它的作用是把电力分配给配电 所或用户。其电压在10kV及以下。
• 配电网按其额定电压又分为一次配网和二次配图网，如图3-1所示。
•
二次配网担负某地区的电力分配任务，主要向该地
区的用户供电，供电半径20V的配电网就是二次配网。
• 二、大型电力系统的优点 • 大型电力系统在技术经济上的主要优点是： • (1)提高了供电可靠性。由于大型电力系统的构成，使得
• (3)形成电力系统，便于发展大型机组。 • (4)通过合理地分配负荷降低了系统的高峰负荷，提高了
运行经济性。
• (5)提高了供电质量。 • (6)形成大电力系统，便于利用大型动力资源，特别是能
充分发挥水力发电厂的作用。
• 三、电力生产的特点 • (1)电力系统是用来担负生产、分配电能量的，电能的生产、
21
第二节 电力负荷组成与分类
• 一、电力网负荷组成 • 电力负荷是指电路中的电功率。在直流电路中，负荷就是
• 2.电力网
• 在电力系统中，连接各种电压等级的输电线路、各种 类型的变（配）电所及用户的电缆和架空线路构成的输 （配）电力的网络称为电力网。
• 电力网按其在电力系统中的作用不同，分为输电网(供电 网）和配电网。输电网又叫供电网，是由输送大型发电厂 巨大电力的输电线路和与其线路连接的变电站35kV组成， 是电力系统中的主要网络，简称主网，也是电力系统中的 最高级电网，又称网架。电压在35kV以上。配电网由配电 线路、配电所及用户组成，它的作用是把电力分配给配电 所或用户。其电压在10kV及以下。
• 配电网按其额定电压又分为一次配网和二次配图网，如图3-1所示。
•
二次配网担负某地区的电力分配任务，主要向该地
区的用户供电，供电半径20V的配电网就是二次配网。
• 二、大型电力系统的优点 • 大型电力系统在技术经济上的主要优点是： • (1)提高了供电可靠性。由于大型电力系统的构成，使得
• (3)形成电力系统，便于发展大型机组。 • (4)通过合理地分配负荷降低了系统的高峰负荷，提高了
运行经济性。
• (5)提高了供电质量。 • (6)形成大电力系统，便于利用大型动力资源，特别是能
充分发挥水力发电厂的作用。
• 三、电力生产的特点 • (1)电力系统是用来担负生产、分配电能量的，电能的生产、
电力系统基本知识ppt课件
电压偏差的影响: ①电压下降时 白炽灯的发光效率和光通量都会急剧下降。 电动机的定子、转子电流都增大导致其烧毁,或停转 或不能启动。 电热设备不能达到所需要的温度等。 ②电压上升时 白炽灯的寿命将大为缩短。 各类电气设备绝缘老化加快,使用寿命缩短等。 【例】白炽灯 电压上升10﹪,寿命减少50﹪。 电压下降10﹪,光通量减少30﹪。
3.公用电网谐波
电网谐波的产生主要在于电力系统中存在各种非线 性元件。 大型的晶闸管变流设备和大型电弧炉,产生的谐波电 流最为突出,是造成电网谐波的主要因素。 谐波对电气设备的危害: ①使变压器及电动机的铁损增大,出现过热、绝缘老 化、寿命缩短等。
②电容器对谐波的阻抗很小,使电容器很容易发生过 电流发热而导致击穿及烧毁等。
(3)平均负荷---指电网中或某用户在某一段确定的时 间阶段内平均小时用电量。 为了分析负荷率,常采用日平均负荷。 为了安排用电量,常采用月平均负荷和年平均负荷。 2.按负荷的重要性 (1)一类负荷(一级负荷)---指突然中断供电将会造成 人身伤亡或会引起对周围环境严重污染，造成经济 上的巨大损失以及将会造成社会秩序严重混乱或产 生政治上的严重影响等用电负荷。 对一级负荷的用电设备,应有两个以上的独立电源供 电,并辅之其他必要的非电力电源的保安措施。
2.配电网---直接将电能送到用户的网络。 (1)高压配电网---指110kV及以上电压的配电网。 (2)中压配电网---指35kV、10kV、6kV、3kV电压的配 电网。 (3)低压配电网---指220V、380V电压的配电网。
▲电力生产的特点 1.同时性:电能的生产、输送、分配以及转换为其他 形态能量的过程是同时进行的。 电能是不能大量储存。 2.集中性:电力生产是高度集中的、统一的。 3.适用性:电能使用最方便、最广泛。 4.先行性:在国民经济及生活中起主导作用。
电力系统分析基础培训课件.pptx
(2)电压大幅度下降，对用户影响很大。 (3)当短路发生地点离电源不远而持续时间又较长时，并
列运行的发电机可能失去同步，破坏系统运行的稳定 性，造成大面积停电，这是短路最严重的后果。 (4)发生不对称短路时,三相不平衡电流会在相邻的通讯 线路感应出电动势,影响通讯.
南京理工大学
6
四、减少短路危害的措施
于中性点接地的系统）发生通路的情况。
南京理工大学
3
一、短路的类型
表1-1
短路种类
各种短路的示意图和代表符号
示意图
代表符号
三相短路 两相短路接地 两相短路 单相短路
f(3) 5％ f(1,1) 20％ f(2) 10％ f(1) 65％
南京理工大学
4
二、短路的主要原因
①绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所带 来的设备缺陷发展成短路。
4 3
B 2
x5
B 2
4
3
南京理工大学
11
第三节 无限大功率电源供电的三相短路过渡过程分析
• 无限大功率电源：是指端电压幅值和频率都保持恒定的 电源，其内阻抗为零。
一、三相短路的暂态过程
图1-2 简单三相电路短路
南京理工大学
12
•短路前电路处于稳态：
e Em sin(t ) i Im 0 sin(t )
一般电力系统中，短路回路的感抗比电阻大得多，
即 L R ，故可近似认为 90。因此，非周期电 流有最大值的条件为：短路前电路空载（Im0=0),并 且短路发生时，电源电势过零（α＝0）。
②恶劣天气：雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架 空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。
③人为误操作，如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设 备检修后未拆除地线就加上电压引起短路。
列运行的发电机可能失去同步，破坏系统运行的稳定 性，造成大面积停电，这是短路最严重的后果。 (4)发生不对称短路时,三相不平衡电流会在相邻的通讯 线路感应出电动势,影响通讯.
南京理工大学
6
四、减少短路危害的措施
于中性点接地的系统）发生通路的情况。
南京理工大学
3
一、短路的类型
表1-1
短路种类
各种短路的示意图和代表符号
示意图
代表符号
三相短路 两相短路接地 两相短路 单相短路
f(3) 5％ f(1,1) 20％ f(2) 10％ f(1) 65％
南京理工大学
4
二、短路的主要原因
①绝缘材料的自然老化，设计、安装及维护不良所带 来的设备缺陷发展成短路。
4 3
B 2
x5
B 2
4
3
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11
第三节 无限大功率电源供电的三相短路过渡过程分析
• 无限大功率电源：是指端电压幅值和频率都保持恒定的 电源，其内阻抗为零。
一、三相短路的暂态过程
图1-2 简单三相电路短路
南京理工大学
12
•短路前电路处于稳态：
e Em sin(t ) i Im 0 sin(t )
一般电力系统中，短路回路的感抗比电阻大得多，
即 L R ，故可近似认为 90。因此，非周期电 流有最大值的条件为：短路前电路空载（Im0=0),并 且短路发生时，电源电势过零（α＝0）。
②恶劣天气：雷击造成的闪络放电或避雷器动作，架 空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌等。
③人为误操作，如运行人员带负荷拉刀闸，线路或设 备检修后未拆除地线就加上电压引起短路。
《电力系统基础》PPT课件
（2）中性点接地方式 110kV及以上电压等 级，中性点接地；
ZX Y
A 中性点
B
110kV以下电压等级， 中性点不接地或经消 弧线圈接地。
ZX Y
C A
中性点
2021/7/10
B
34
C
四川省电力公司
中性点接地或不接地？
主要考虑因素： ➢110kV以上电网，绝缘投资与运行维
护费用考虑要接地。 ➢10kV、35kV电网，供电可靠性考虑
（1）电压等级分类 低压：单相220V，三相380V。 高压：6，10，35，110，220； 超高压：330，500，750kV交流： ±500kV直流 特高压：1000kV交流； ±800kV直流。
2021/7/10 21
四川省电力公司
1、电力系统的电压等级
（2）电压等级选择配合规律 110kV以上，相邻电压比为2： 110kV以下，相邻电压比为3；
库尔勒变
吐鲁番变 350 360
100
344
哈密350 敦煌 350
安西 452
酒泉
张掖
阜新
华北
480
480
300
本溪
蒙西煤电4
唐山
蒙西煤电2
蒙西
450 北京东
150
蒙西煤电3
蒙西煤电6
100
420
陕北 蒙西煤电1
280 石家庄
120 天津 300
沿海电源
西北 西藏
× 460
羊曲 40
230
班多
拉西瓦
（5）电力生产的实时性。 电网事故发展迅速，涉及面大，需要实时安 全监视。
（6）电力生产的随机性。 负荷变化、异常情况及事故发生的随机性； 电能质量的变化随机；控制措施和方法适应 随机性。
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正序：A-B-C（或B-C-A，或C-A-B）； 负序：A-C-B（或C-B-A，或B-A-C）； 零序：uA、uB、uC之间的相位差为360o，即同相位。
2020/9/25
星形接法中，电压源的参考方向是以中点处为负； 三角形接法中，电压源的连接是顺次相接形成一个 回路，如果接错，将可能形成很大的环形电流。 3 个电源依次称为A相、B相和C相，它们的电压为：
电力系统基础知识
韩学志 20010年6月
一、电力系统基本概念
电力系统 由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所 和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、 配电和用电的整体。包括发电机、变压器、断 路器、母线、架空线、电缆、配电装置、受电 装置等设施，以及为保证这些设施正常运行所 需的继电保护和安全自动装置、计量装置、电 力通信设施、电网调度自动化设施等。
三相电路
1、对称三相电源 对称三相电源是由3 个等幅值、同频率、初相依次相差 120°的正弦电压源连接成星形或三角形组成的电源。
- uA + A N - uB + B
- uC + C N
A
-
+ u-A
B
uC
+
+
- uB
C
星形接法
三角形接法
2020/9/25
三相电压 、 uA uB 、uC 的相位从越前到滞后的次序 称为相序。
电容电流相位超前于其两端电压相位90o。
表达式
iC C
+
iC
C
duC dt
uC -
•
IC
+j
•
UC
相量形式
•
IC C
i
u
+
•-
O 相量图 +1
UC
•
IC
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
jC UC
•
(或U C
j1
C
•
IC )
2020/9/25
电感
一种储能元件，通过电磁感应不断进行电能和
磁能的相互转化，电感电流相位滞后于其两端
uA 2U cos(t)
uB 2U cos(t 120) uC 2U cos(t 120)
u
uA uB uC
uA uB uC = 0
O
t
2020/9/25
二、对电力系统的要求
（1）保证供电可靠性 （2）保证电能质量 （3）提高电力系统运行的经济性 （4）环境保护问题
2020/9/25
供电可靠性 供电可靠性指标是根据用电负荷的等级要求制 定的。 一级负荷：两个电源+应急电源 二级负荷：两个电源 三级负荷 衡量供电可靠性的指标，用全年平均供电时间 占全年时间百分数表示。
阻抗角 Z u i
电压超前于电流的相位差
阻抗Z的复数形式为
Z= R + jX
实部为电阻，虚部为电抗
2020/9/25
R、L、C 对应的阻抗分别为：
ZR R
ZL jL
1
ZC
j
C
感抗和容抗
感抗 X L L
容抗
1
X C C
2020/9/25
RLC串联电路
如果L内部为RLC串联电路，则阻抗 Z 为
2020/9/25
5．正弦波形畸变率
当网络电压波形中出现谐波（有时为非谐波） 时网络电压波形就要发生畸变。谐波干扰是由 于非线性系统引起的。它产生出不同于网络频 率的电压波，或者具有非正弦形的电流波。
（1）n次谐波电压、电流含有率
2020/9/25
HRU n
Un U1
100%
HRI n
In I1
电路中的元件按特性分为电阻、电容和电感:
2020/9/25
电阻
一种基本电路元件，主要把吸收的电能转化成
热能，流过电阻元件的电流与其两端的电压相
位相同。
iR R
表达式
uR RiR
+
uR
+j
•
相量形式
•
IR R
•
UR
IR
+
•
•
UR RIR
•-
UR
O
i u 相量图
+1
2020/9/25
电容
一种储能元件，在交流电路中不断进行充放电，
2020/9/25
3．电压闪变 负荷急剧的波动造成供配电系统瞬时电压升 高，照度随之急剧变化，使人眼对灯闪感到不 适，这种现象称为电压闪变。 4．不对称度 不对称度是衡量多相负荷平衡状态的指标， 多相系统的电压负序分量与电压正序分量之比 值称为电压的不对称度，电流负序分量与电流 正序分量之比值称为电流的不对称度，均以百 分数表示。
U ——用电设备的实际端电压，kV。
2020/9/25
2．电压波动 一系列的电压变动或电压包络线的周期性变动， 电压的最大值与最小值之差与系统额定电压的 比值以百分数表示，其变化速度等于或大于每 秒0.2％时称为电压波动。波动的幅值为：
U % U max U min 100% UN
式中U max——用电设备端电压的最大波动值，kV； Umin ——用电设备端电压的最小波动值，kV
•
Z
U
•
I
R jL j 1 C
R j(L 1 )
C
R jX
Z /Z
Z R2 X 2
Z
arctan( X ) R
|Z| X
Z
R 阻抗三角形
2020/9/25
电路的性质
Z= R + jX 当 X > 0，称Z呈感性； 当 X < 0，称Z呈容性； 当 X = 0，称Z呈阻性
2020/9/25
电压相位90o。
表达式
iL
L
+
uL
-
uL
L
di dt
•
+j
UL
相量形式
•
IL
L
•
u I L
+
•
•
U
•
L
-
i
O 相量图
+1
U L jL IL
2020/9/25
阻抗
电阻、电容和电感对电流所起的作用称为电阻、
容抗和感抗。
•
I
•
+
Z
U
•
I
U I
/ u i
Z
/Z
•
U
-
L
阻抗模 | Z | = U / I
2020/9/25
电能质量
1．电压偏差（移） 电压偏差（移）指当供配电系统改变运行方式或负荷 缓慢地变化使供配电系统各点的电压也随之改变，各 点的实际电压与系统额定电压之差，通常用与系统额 定电压的百分比值数表示。用公式表示为
U % U U N 100% UN
式中 U N ——用电设备的额定电压，kV；
2020/9/25
（1）发电厂：生产电能。 （2）电力网：变换电压、传送电能，由变电站
和电力线路组成。 （3）配电系统：将系统的电能传输给电力用户。 （4）电力用户：高压用户额定电压在1kV以上，
低压用户额定电压在1kV以下。 （5）用电设备：消耗电能。
发电厂 2020/9/25
输变电
配用电
电力网（电网） 将电力系统中各电压等级的电力线路和各种类型的变电站 连接起来构成的网络，以及为保证这些设施正常运行所需 的继电保护和安全自动装置、计量装置、电力通信设施、 电网调度自动化设施等。通常以电压等级来区分电网或系 统，如10kV电网或10kV系统。
2020/9/25
星形接法中，电压源的参考方向是以中点处为负； 三角形接法中，电压源的连接是顺次相接形成一个 回路，如果接错，将可能形成很大的环形电流。 3 个电源依次称为A相、B相和C相，它们的电压为：
电力系统基础知识
韩学志 20010年6月
一、电力系统基本概念
电力系统 由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所 和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、 配电和用电的整体。包括发电机、变压器、断 路器、母线、架空线、电缆、配电装置、受电 装置等设施，以及为保证这些设施正常运行所 需的继电保护和安全自动装置、计量装置、电 力通信设施、电网调度自动化设施等。
三相电路
1、对称三相电源 对称三相电源是由3 个等幅值、同频率、初相依次相差 120°的正弦电压源连接成星形或三角形组成的电源。
- uA + A N - uB + B
- uC + C N
A
-
+ u-A
B
uC
+
+
- uB
C
星形接法
三角形接法
2020/9/25
三相电压 、 uA uB 、uC 的相位从越前到滞后的次序 称为相序。
电容电流相位超前于其两端电压相位90o。
表达式
iC C
+
iC
C
duC dt
uC -
•
IC
+j
•
UC
相量形式
•
IC C
i
u
+
•-
O 相量图 +1
UC
•
IC
•ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
jC UC
•
(或U C
j1
C
•
IC )
2020/9/25
电感
一种储能元件，通过电磁感应不断进行电能和
磁能的相互转化，电感电流相位滞后于其两端
uA 2U cos(t)
uB 2U cos(t 120) uC 2U cos(t 120)
u
uA uB uC
uA uB uC = 0
O
t
2020/9/25
二、对电力系统的要求
（1）保证供电可靠性 （2）保证电能质量 （3）提高电力系统运行的经济性 （4）环境保护问题
2020/9/25
供电可靠性 供电可靠性指标是根据用电负荷的等级要求制 定的。 一级负荷：两个电源+应急电源 二级负荷：两个电源 三级负荷 衡量供电可靠性的指标，用全年平均供电时间 占全年时间百分数表示。
阻抗角 Z u i
电压超前于电流的相位差
阻抗Z的复数形式为
Z= R + jX
实部为电阻，虚部为电抗
2020/9/25
R、L、C 对应的阻抗分别为：
ZR R
ZL jL
1
ZC
j
C
感抗和容抗
感抗 X L L
容抗
1
X C C
2020/9/25
RLC串联电路
如果L内部为RLC串联电路，则阻抗 Z 为
2020/9/25
5．正弦波形畸变率
当网络电压波形中出现谐波（有时为非谐波） 时网络电压波形就要发生畸变。谐波干扰是由 于非线性系统引起的。它产生出不同于网络频 率的电压波，或者具有非正弦形的电流波。
（1）n次谐波电压、电流含有率
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HRU n
Un U1
100%
HRI n
In I1
电路中的元件按特性分为电阻、电容和电感:
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电阻
一种基本电路元件，主要把吸收的电能转化成
热能，流过电阻元件的电流与其两端的电压相
位相同。
iR R
表达式
uR RiR
+
uR
+j
•
相量形式
•
IR R
•
UR
IR
+
•
•
UR RIR
•-
UR
O
i u 相量图
+1
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电容
一种储能元件，在交流电路中不断进行充放电，
2020/9/25
3．电压闪变 负荷急剧的波动造成供配电系统瞬时电压升 高，照度随之急剧变化，使人眼对灯闪感到不 适，这种现象称为电压闪变。 4．不对称度 不对称度是衡量多相负荷平衡状态的指标， 多相系统的电压负序分量与电压正序分量之比 值称为电压的不对称度，电流负序分量与电流 正序分量之比值称为电流的不对称度，均以百 分数表示。
U ——用电设备的实际端电压，kV。
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2．电压波动 一系列的电压变动或电压包络线的周期性变动， 电压的最大值与最小值之差与系统额定电压的 比值以百分数表示，其变化速度等于或大于每 秒0.2％时称为电压波动。波动的幅值为：
U % U max U min 100% UN
式中U max——用电设备端电压的最大波动值，kV； Umin ——用电设备端电压的最小波动值，kV
•
Z
U
•
I
R jL j 1 C
R j(L 1 )
C
R jX
Z /Z
Z R2 X 2
Z
arctan( X ) R
|Z| X
Z
R 阻抗三角形
2020/9/25
电路的性质
Z= R + jX 当 X > 0，称Z呈感性； 当 X < 0，称Z呈容性； 当 X = 0，称Z呈阻性
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电压相位90o。
表达式
iL
L
+
uL
-
uL
L
di dt
•
+j
UL
相量形式
•
IL
L
•
u I L
+
•
•
U
•
L
-
i
O 相量图
+1
U L jL IL
2020/9/25
阻抗
电阻、电容和电感对电流所起的作用称为电阻、
容抗和感抗。
•
I
•
+
Z
U
•
I
U I
/ u i
Z
/Z
•
U
-
L
阻抗模 | Z | = U / I
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电能质量
1．电压偏差（移） 电压偏差（移）指当供配电系统改变运行方式或负荷 缓慢地变化使供配电系统各点的电压也随之改变，各 点的实际电压与系统额定电压之差，通常用与系统额 定电压的百分比值数表示。用公式表示为
U % U U N 100% UN
式中 U N ——用电设备的额定电压，kV；
2020/9/25
（1）发电厂：生产电能。 （2）电力网：变换电压、传送电能，由变电站
和电力线路组成。 （3）配电系统：将系统的电能传输给电力用户。 （4）电力用户：高压用户额定电压在1kV以上，
低压用户额定电压在1kV以下。 （5）用电设备：消耗电能。
发电厂 2020/9/25
输变电
配用电
电力网（电网） 将电力系统中各电压等级的电力线路和各种类型的变电站 连接起来构成的网络，以及为保证这些设施正常运行所需 的继电保护和安全自动装置、计量装置、电力通信设施、 电网调度自动化设施等。通常以电压等级来区分电网或系 统，如10kV电网或10kV系统。