电力系统工程基础讲义
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电力系统基础知识培训讲义
两台主变+两回出线 四、桥形接线——两台主变 两回出线 桥形接线 两台主变 当电站只有两台主变压器和两条输电线路时,如果 采用两组变压器--线路单元接线，当线路或变压器 发生故障或检修时，变压器--线路单元将整个停止 工作，供电的可靠性就很低，这时,如在两组单元之 间增加横向联系--桥电路，即构成桥形接线。 桥形接线有两种连接形式,一种是将桥电路接在 变压器侧，称为内桥接线，另一种是将桥电路接在 线路侧，称为外桥接线。
特点及应用 对于供电可靠性要求不很高的电站， 也可以在桥电路中不装断路器，而只装隔 离开关，这称之为便桥形接线，通常在便 桥上装两组隔离开关，其目的是检修其中 的一组隔离开关时，不必全站停电。 当电站在系统中担任基荷，主变很少切 除或输电线路较长（故障多）两回线路送 同一用户时，多采用内桥接线。内桥接线 的缺点是主变故障和检修时，将影响线路 暂时停电，因为变压器故障和检修的机会 比线路少得多，所以上述缺点并不重 要。
三、一台半断路器接线
•
接线如图所示，有两组母线，每一回路经 一台断路器接至一组母线，两个回路间有一台 断路器联络，组成一个“串”电路，每回进出 线都与两台断路器相连，而同一“串”支路的 两条进出线共用三台断路器。 正常运行时，两组母线同时工作，所有断路 器均闭合。
• 接线特点： （1）运行灵活可靠。 正常运行时成环形供电，任意一组母线发生短路故障， 均不影响各回路供电。 （2）操作方便。 • 隔离开关只起隔离电压作用，避免用隔离开关进行倒闸 操作。 • 任意一台断路器或母线检修，只需拉开对应的断路器及 隔离开关，各回路仍可继续运行。 （3）二次接线和继电保护比较复杂， 投资较大。 • 注意： 为提高运行可靠性，防止同名回路（指两个变压器或 两回供电线路）同时停电，一般采用交替布置的原则。 重要的同名回路交替接入不同侧母线； 同名回路接到不同串上； 把电源与引出线接到同一串上。
电力系统基础知识培训资料
第一章电力系统基础知识继电保护、自动装置对电力系统起到保护和安全控制的作用,因此首先应明确所要保护和控制对象的相关情况,涉及的内容包括:电力系统的构成,电力系统中性点接地方式及其特点,电力系统短路电流计算及其相关概念。
这是学习继电保护、自动装置等本书内容的基础。
〉〉第一节电力系统基本概念一、电力系统构成电力系统是由发电厂、变电站(所）、送电线路、配电线路、电力用户组成的整体。
其中，联系发电厂与用户的中间环节称为电力网,主要由送电线路、变电所、配电所和配电线路组成，如图1-1中的虚框所示。
电力系统和动力设备组成了动力系统，动力设备包括锅炉、汽轮机、水轮机等.在电力系统中，各种电气设备多是三相的，且三相系统基本上呈现或设计为对称形式，所以可以将三相电力系统用单相图表述。
动力系统、电力系统及电力网之间的关系示意图如图1-l所示。
图1—1 动力系统、电力系统及电力网示意图需要指出的是，为了保证电力系统一次电力设施的正常运行,还需要配置继电保护、自动装置、计量装置、通信和电网调度自动化设施等。
电力系统主要组成部分和电气设备的作用如下.(1）发电厂。
发电厂是把各种天然能源转换成电能的工厂。
天然能源也称为一次能源,例如煤炭、石油、天然气、水力、风力、太阳能等，根据发电厂使用的一次能源不同，发电厂分为火力发电厂(一次能源为煤炭、石油或天然气）、水力发屯厂、风力发电厂等。
(2)变电站（所)。
变电站是电力系统中联系发电厂与用户的中间环节,具有汇集电能和分配电能、变换电压和交换功率等功能，是一个装有多种电气设备的场所。
根据在电力系统中所起的作用，可分为升压变电站和降压变电站；根据设备安装位置，可分为户外变电站、户内变电站、半户外变电站和地下变电站。
变电站内一次电气设备主要有变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、负荷开关等。
变电站内还配备有继电保护和自动装置、测量仪表、自动控制系统及远动通信装置等.（3)输电网.输电网是通过高压、超高压输电线将发电厂与变电站、变电站与变电站连接起来，完成电能传输的电力网络，又称为电力网中的主网架。
电力系统基础讲解
U AB U BC UCA 0
对称星形负载线电压与相电压关系：
Ia IaN Ib IbN Ic IcN
Ia Ib Ic 0
对称三相电路用一相等值电路进行分析
30
武汉中元华电科技有限公司研发部
30
功率
单相功率
UIaa
Uau Iai
高压侧和低压侧变比 KT
变压器基本参数
电阻R 电抗X 电导G 电纳B
RT
PkU
2 N
S
2 N
103 ()
XT
Uk (%) 100
UN 3I N
103 ()
BT
I0 (%) SN
100
U
2 N
GT
PFe
U
2 N103Fra bibliotekP0
U
2 N
103
33
武汉中元华电科技有限公司研发部
称为电气主接线，也称电气一次接线或一次系统
输变电网络接线
无备用接线方式 可靠性低 用于三级负荷 有备用接线方式 可靠性高 用于重要负荷 一级和二级负荷
无备用接线
有备用接线方式
15
武汉中元华电科技有限公司研发部
15
输变电系统
电气主接线基本形式
有汇流母线接线 无汇流母线接线
有汇流母线接线
单母线 单母线分段 双母线 双母线分段 一台半短路器接线
18
武汉中元华电科技有限公司研发部
W2 18
输变电系统
双母线接线— 检修一组线路，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，经母线隔离开关切换，线路供电可迅速恢复
双母线三种运行方式
对称星形负载线电压与相电压关系：
Ia IaN Ib IbN Ic IcN
Ia Ib Ic 0
对称三相电路用一相等值电路进行分析
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功率
单相功率
UIaa
Uau Iai
高压侧和低压侧变比 KT
变压器基本参数
电阻R 电抗X 电导G 电纳B
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称为电气主接线，也称电气一次接线或一次系统
输变电网络接线
无备用接线方式 可靠性低 用于三级负荷 有备用接线方式 可靠性高 用于重要负荷 一级和二级负荷
无备用接线
有备用接线方式
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输变电系统
电气主接线基本形式
有汇流母线接线 无汇流母线接线
有汇流母线接线
单母线 单母线分段 双母线 双母线分段 一台半短路器接线
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输变电系统
双母线接线— 检修一组线路，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，经母线隔离开关切换，线路供电可迅速恢复
双母线三种运行方式
电力系统基础教程
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注：受电设备的额定电压＝电力系统的额定电压。
直流系统的额定电压：
100V以下的额定电压，受电设备与供电设备相同。 对受电设备为110V、220V和440V的直流系统，供电设备的额定
如何实现工作接地 ？
电气设备（电力变压器、电压互感器或发电机）的中性点 接地 —— 又称为电力系统中性点接地。
电力系统的中性点：星形连接的变压器或发电机的中性点。
电力系统的中性点接地方式：
小电流接地：
中性点不接地（中性点绝缘） 中性点经消弧线圈接地
大接地电流：
中性点直接接地 中性点经电阻接地
保护接零：在中性点直接接地的低压电力网中，把电气设备的外
壳与接地中性线（也称零线）直接连接，以实现对人 身安全的保护 作用。
防雷接地：为消除大气过电压对电气设备的威胁，而对过电压保
护装置采取的接地措施。
防静电接地：对生产过程中有可能积蓄电荷的设备所采取的接地。
第一章 绪 论 §1-4 电力系统中性点接地
给出闪变电压限值和频度的关系曲线， 可以根据电压波动曲线查得允许值，并 给出算例；
对测量方法和测量仪器作出基本规定
各级电压要求一样；
衡量点为 PCC，取实测 95%概率值或
正常允许 2%，短时不超过 4%； 日累计超标不超过 72min，且每 30min
每个用户一般不得超过 1.3%
第一章 绪 论 §1-1 电力系统基本概念
三、电力系统的特点
电能不能大量存储：电能的生产、变换、输送、分配
电力系统基础知识培训-文库汇总说课讲解
1、电力系统基础知识● 电力系统的构成● 电力系统的额定电压● 电气主接线方式● 电气一次设备与二次设备● 电力系统变电所安装试验标准● 电气设备故障● 继电保护基础知识● 变电所综合自动化系统● 电力系统的中性点运行方式● 供电质量的主要指标●微机常规保护的判断逻辑电力系统的构成一个完整的电力系统由分布各地的各种类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电力用户组成，它们分别完成电能的生产、电压变换、电能的输配及使用。
图1－1 电力系统的组成示意图电力系统的额定电压电网电压是有等级的，电网的额定电压等级是根据国民经济发展的需要、技术经济的合理性以及电气设备的制造水平等因素，经全面分析论证，由国家统一制定和颁布的。
1．用电设备用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。
实际上，由于电网中有电压损失，致使各点实际电压偏离额定值。
为了保证用电设备的良好运行，国家对各级电网电压的偏差均有严格规定。
显然，用电设备应具有比电网电压允许偏差更宽的正常工作电压范围。
2．发电机发电机的额定电压一般比同级电网额定电压高出5%，用于补偿电网上的电压损失。
3．变压器变压器的额定电压分为一次和二次绕组。
对于一次绕组，当变压器接于电网末端时，性质上等同于电网上的一个负荷(如工厂降压变压器，故其额定电压与电网一致，当变压器接于发电机引出端时(如发电厂升压变压器，则其额定电压应与发电机额定电压相同。
对于二次绕组，额定电压是指空载电压，考虑到变压器承载时自身电压损失(按5%计，变压器二次绕组额定电压应比电网额定电压高5%，当二次侧输电距离较长时，还应考虑到线路电压损失(按5%计，此时，二次绕组额定电压应比电网额定电压高10%。
电气主接线方式主接线图（亦称原理接线图）表示电能由电源分配给用户的主要电路，图中表示出所有的电气设备及其联接关系。
1）母线制常用的母线制主要有三种：单母线制、单母线分段制和双母线制，工厂供电系统一般不采用双母线制。
电力系统基础知识课件
三、电力系统的中性点运行方式
1、概述
在电力系统中，当变压器或发电机的三相绕组为星形
联结时，其中性点可有两种运行方式：中性点接地和中性 点不接地。中性点直接接地系统称为大电流接地系统，中
性点不接地和中性点经消弧线圈（或电阻）接地的系统称为 小电流接地系统。中性点的运行方式主要取决于单相接地时 电气设备绝缘要求及供电可靠性。
三、电力系统的中性点运行方式
下图列出了常用的中性点运行 方式。图中，电容C为输电线路对 地分布电容。 a)中性点直接接地 b)中性点不接地 c)中性点经消弧线圈接地 d)中性点经电阻接地
中性点直接接地方式：当发生一相对地绝缘破坏时，即构成单相 短路，供电中断，可靠性降低。但是，该方式下非故障相对地电压 不变，电气设备绝缘水平可按相电压考虑。
三、电力系统的中性点运行方式
4. 中性点经阻抗接地系统 在系统中性点与大地之间用一阻抗相连的接地方式称
为中性点经阻抗接地。根据接地电阻器电阻值的大小，接 地系统分为高电阻接地和低电阻接地。
（1）高电阻接地：此种方式接地电流较小，通常在5～ 10A范围内，但至少应等于系统对地的总电容电流。
（2）低电阻接地：增大接地短路电流，使保护迅速动 作，切除故障线路。电阻值的大小，必须使系统具有足够 的最小接地故障电流（大约400A以上），保证接地继电器 准确动作。
2.变配电站种类
变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽 站，区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个（三圈变 压器），550kV /220kV /110kV。区域站一般也有三个电压 等级（三圈变压器），220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。终端站一般直接接到用户，大多数为两个电压等级 （两圈变压器）110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用户本身的 变电站一般只有两个电压等级（双圈变压器）110 kV /10kV、 35kV /0.4kV、10kV /0.4kV，其中以10kV /0.4kV为最多。
电力系统工程基础讲义
电力工程基础 2015.2
§1-2
我国的电力工业
一、电力工业发展概况
电力工业发展史上的第一： 火电：1882年上海杨树浦；水电：1912年云南石龙坝240kW； 核电：1991年浙江秦山300MW； 输电线路：1974年甘肃刘家峡水电站陕西关中地区330kV交 流，1981年河南姚孟火电厂到武汉500kV交流，1988年葛州 坝水电站到上海南桥变电站±500kV直流。新疆准东至四川 的±1100千伏特高压直流输电工程计划于2015年建成投运。
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。 电气设备的额定电压 ＝系统的额定电压UN 发电机的额定电压 ＝110% UN 变压器 是一种特殊的电气设备 一次绕组 相当 于电气设备＝ UN 二次绕组 相当 于发电设备＝110% UN
电力工程基础 2015.2
电力工程基础 2015.2
二、电力系统负荷曲线的基本概念及其分类
电力系统负荷曲线 分类： 按时间分类： 日负荷曲线 日负荷持续曲线 年最大负荷曲线 年持续负荷曲线 按用电特性分类： 指根据部门分类的用户负荷曲线
电力工程基础
2015.2
三、电力系统日负荷曲线
最小负荷 最大负荷 基荷 峰荷 腰荷
Pdav Pd max
核聚变能：轻核聚变所释放的能量十分巨大，如氘聚合成一公 斤氦，所释放的能量相当于一万吨标准煤完全燃烧放出的能量。
电力工程基础 2015.2
三、火力发电厂
1. 火力发电厂？ 将煤、油、天然气或其它燃料的化学能转换成电能的工厂。 2. 分类： 按容量大小： 大型电厂、中型电厂、小型电厂 按燃料种类： 燃煤、燃油、燃气 按原动机： 蒸汽轮机、燃气轮机 按输出能量： 凝汽式电厂和热电联产电厂 按机组热力参数：低压、中压、高温高压 超高压、亚临界、超临界电厂 3. 能量转换过程： 燃料的化学能 热能 机械能 电能 4. 火电厂的组成 火电厂由三大主机（锅炉，汽轮机，发电机）及其辅助 设备组成。
§1-2
我国的电力工业
一、电力工业发展概况
电力工业发展史上的第一： 火电：1882年上海杨树浦；水电：1912年云南石龙坝240kW； 核电：1991年浙江秦山300MW； 输电线路：1974年甘肃刘家峡水电站陕西关中地区330kV交 流，1981年河南姚孟火电厂到武汉500kV交流，1988年葛州 坝水电站到上海南桥变电站±500kV直流。新疆准东至四川 的±1100千伏特高压直流输电工程计划于2015年建成投运。
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。 电气设备的额定电压 ＝系统的额定电压UN 发电机的额定电压 ＝110% UN 变压器 是一种特殊的电气设备 一次绕组 相当 于电气设备＝ UN 二次绕组 相当 于发电设备＝110% UN
电力工程基础 2015.2
电力工程基础 2015.2
二、电力系统负荷曲线的基本概念及其分类
电力系统负荷曲线 分类： 按时间分类： 日负荷曲线 日负荷持续曲线 年最大负荷曲线 年持续负荷曲线 按用电特性分类： 指根据部门分类的用户负荷曲线
电力工程基础
2015.2
三、电力系统日负荷曲线
最小负荷 最大负荷 基荷 峰荷 腰荷
Pdav Pd max
核聚变能：轻核聚变所释放的能量十分巨大，如氘聚合成一公 斤氦，所释放的能量相当于一万吨标准煤完全燃烧放出的能量。
电力工程基础 2015.2
三、火力发电厂
1. 火力发电厂？ 将煤、油、天然气或其它燃料的化学能转换成电能的工厂。 2. 分类： 按容量大小： 大型电厂、中型电厂、小型电厂 按燃料种类： 燃煤、燃油、燃气 按原动机： 蒸汽轮机、燃气轮机 按输出能量： 凝汽式电厂和热电联产电厂 按机组热力参数：低压、中压、高温高压 超高压、亚临界、超临界电厂 3. 能量转换过程： 燃料的化学能 热能 机械能 电能 4. 火电厂的组成 火电厂由三大主机（锅炉，汽轮机，发电机）及其辅助 设备组成。
《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
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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。
电力系统基础ppt课件
Dsb DS d ,
Dsb 3 DS d 2 ,
Dsb 4 DS d 3
分裂导线的等值电感按下式计算：
L 0 ln Deq
2
Dsb
输电线的等值电抗可以统一表达为：
x 0.1445lg Deq / km DS (Dsb )
●讨论：
1）由于Dsb>>DS,分裂导线等值电抗 较小，所以超高压输电线常采取分裂导 线；
1、电阻的计算
r0
s
－导线的电阻率，对于铜导线：18.8 • mm2 / km ；
对于铝导线：31.5 • mm2 / km。 S－导线载流部分的标称截面积，单位：mm2 。
2、电感的计算：
根据电磁场理论的基本知识，
L
i
，
M AB
AB
iB
对于非铁磁材料制成的圆柱形导线，
单导线自感：L 0 (ln 2l 1)H / m 2 Ds
La
Lb
Lc
0 2
ln Deq Ds
其中，三相导线互几何均距
Deq 3 D D D 12 23 31
电力系统中，220KV以上的输电线长采 取分裂导线。具体说来，220KV线路不 分或双分，330KV线路双分裂，500KV 线路三分裂或四分裂，如图示：
d
d: 分裂间距
d
d
双分、三分和四分裂导线的自几何均距分别定义为：
2) 导线间距、导线截面的尺寸会影响 Deq，Ds，Dsb等的数值，从而影响输 电线的等值电抗大小，但由于它们均位 于电抗表达式的对数符号内，故影响不 显著。
3、电容和电纳的计算：
●三相输电线等值电容：
C
0.0241 lg Deq (D)
教学课件 《电力系统工程基础》韩学山
• 太阳能的利用主要有三 种形式：太阳能直接转 化为热能、光伏电池发 电、太阳能—热能—电 能
• 目前，太阳能发电的两 种形式其能量转换效率 都较低，直接转化为热 能是较有前途的应用途 径
我国的发电总装机容量(19812010)
我国与美国年发电量的比较 (1980-2005)
4,500.00 4,000.00 3,500.00 3,000.00 2,500.00 2,000.00 1,500.00 1,000.00
能量转换—水力发电
• 拦河坝(1)提高了上游的水位， 形成水库，增大了水的势能
• 打开导管(2)的阀门，水沿着 导管冲泻下来，势能变成动 能
• 水的动能带动水轮机(3)的叶 片，使水轮机转动
• 水轮机带动发电机(4)发电
能量转换—核能发电
• 利用受控核裂变产生热能， 将热能转化为机械能，再由 机械能转化为电能
• 可再生能源：风能、太阳能、 生物质能、地热、潮汐、燃 料电池等，都被尝试用来进 行发电
• 风力发电发展迅速：2005年 以来，全球风电的装机容量 每年递增25%，已经达到74 GW
• 德国、西班牙和美国是风电 装机容量最大的三个国家： 21 GW、12 GW和12 GW
能量转换—可再生能源发电
• 除了热能的产生机理不同， 核能发电与火力发电的热物 理机制类似
• 在妥善处理核废料的基础之 上，核能发电是清洁的发电 形式
能量转换—核能发电
• 在反应堆中，一次侧水 经过加压不会产生蒸汽
• 二次侧水在蒸汽发生器 中产生蒸汽
• 蒸汽吹动汽轮机的叶片， 汽轮机带动发电机的转 子旋转，产生电能
能量转换—可再生能源发电
区域电网互联
区域电网互联
高压直流输电
• 目前，太阳能发电的两 种形式其能量转换效率 都较低，直接转化为热 能是较有前途的应用途 径
我国的发电总装机容量(19812010)
我国与美国年发电量的比较 (1980-2005)
4,500.00 4,000.00 3,500.00 3,000.00 2,500.00 2,000.00 1,500.00 1,000.00
能量转换—水力发电
• 拦河坝(1)提高了上游的水位， 形成水库，增大了水的势能
• 打开导管(2)的阀门，水沿着 导管冲泻下来，势能变成动 能
• 水的动能带动水轮机(3)的叶 片，使水轮机转动
• 水轮机带动发电机(4)发电
能量转换—核能发电
• 利用受控核裂变产生热能， 将热能转化为机械能，再由 机械能转化为电能
• 可再生能源：风能、太阳能、 生物质能、地热、潮汐、燃 料电池等，都被尝试用来进 行发电
• 风力发电发展迅速：2005年 以来，全球风电的装机容量 每年递增25%，已经达到74 GW
• 德国、西班牙和美国是风电 装机容量最大的三个国家： 21 GW、12 GW和12 GW
能量转换—可再生能源发电
• 除了热能的产生机理不同， 核能发电与火力发电的热物 理机制类似
• 在妥善处理核废料的基础之 上，核能发电是清洁的发电 形式
能量转换—核能发电
• 在反应堆中，一次侧水 经过加压不会产生蒸汽
• 二次侧水在蒸汽发生器 中产生蒸汽
• 蒸汽吹动汽轮机的叶片， 汽轮机带动发电机的转 子旋转，产生电能
能量转换—可再生能源发电
区域电网互联
区域电网互联
高压直流输电
第1章电力工程基础
14
5.3 联合电力系统
负荷的不断增长和电源建设的发展， 以及负荷和能源资源分布的不均衡，使得 一个又一个电网与邻近的电网互联，是历 史发展的必然趋势。
15
5.4 电力市场
所谓电力市场既是电能生产与运营的 组织、指挥、控制和管理中心，也是电能 商品集中交易与结算的场所。也就是说， 电力市场是依法成立的，采用经济手段， 本着公平竞争、自愿互利的原则，对电力 系统中发电、输电、供电和用户等进行协 调和运行管理的机构。
25
4.电力系统的中性点接地方式
电力系统的中性点是指发电机、变压器的三相绕 组接成星形的公共接点。 1）.不接地 小接地电流系统 2）.中性点经消弧线圈接地 3）.中性点直接接地
大接地电流系统
26
中性点不接地系统
1.正常运行情况
中性点不接地系统的等值电路
27
2.单相接地故障
28
中性点经消弧线圈接地系统
a. 运行的安全可靠性 b.电能质量 c.电力工业必须优先发展 d.运行的经济性
19
第三节 电力系统的负荷
根据供电的可靠性，电力负荷分为：
1. 一级负荷 2. 二级负荷
3. 三级负荷
！规定：当电力不足时，应考虑切断三级负荷， 保证一、二级负荷。
20
第四节 电力系统的接线方式 和额定电压
1.接线方式的选择要求
12
5.1做好电力规划，加强电网建设
电力工业是能源工业、基础工业，在 国家建设和国民经济发展中占据十分重要 的地位，是实现国家现代化的战略重点。
13
5.2电力工业现代化
在21世纪中叶基本实现社会主义现代 化是我国社会主义建设的战略目标，也是 全国人民在新时期的总任务。实现社会主 义现代化，就是要逐步用当代先进的科学 技术来武装我国的农业、工业、国防和科 学技术事业，使之达到国际先进水平。工 业要现代化，作为基础和先行工业的电力 工业，更要实现现代化。
5.3 联合电力系统
负荷的不断增长和电源建设的发展， 以及负荷和能源资源分布的不均衡，使得 一个又一个电网与邻近的电网互联，是历 史发展的必然趋势。
15
5.4 电力市场
所谓电力市场既是电能生产与运营的 组织、指挥、控制和管理中心，也是电能 商品集中交易与结算的场所。也就是说， 电力市场是依法成立的，采用经济手段， 本着公平竞争、自愿互利的原则，对电力 系统中发电、输电、供电和用户等进行协 调和运行管理的机构。
25
4.电力系统的中性点接地方式
电力系统的中性点是指发电机、变压器的三相绕 组接成星形的公共接点。 1）.不接地 小接地电流系统 2）.中性点经消弧线圈接地 3）.中性点直接接地
大接地电流系统
26
中性点不接地系统
1.正常运行情况
中性点不接地系统的等值电路
27
2.单相接地故障
28
中性点经消弧线圈接地系统
a. 运行的安全可靠性 b.电能质量 c.电力工业必须优先发展 d.运行的经济性
19
第三节 电力系统的负荷
根据供电的可靠性，电力负荷分为：
1. 一级负荷 2. 二级负荷
3. 三级负荷
！规定：当电力不足时，应考虑切断三级负荷， 保证一、二级负荷。
20
第四节 电力系统的接线方式 和额定电压
1.接线方式的选择要求
12
5.1做好电力规划，加强电网建设
电力工业是能源工业、基础工业，在 国家建设和国民经济发展中占据十分重要 的地位，是实现国家现代化的战略重点。
13
5.2电力工业现代化
在21世纪中叶基本实现社会主义现代 化是我国社会主义建设的战略目标，也是 全国人民在新时期的总任务。实现社会主 义现代化，就是要逐步用当代先进的科学 技术来武装我国的农业、工业、国防和科 学技术事业，使之达到国际先进水平。工 业要现代化，作为基础和先行工业的电力 工业，更要实现现代化。
电力系统基础知识培训资料
第一章电力系统基础知识继电保护、自动装置对电力系统起到保护和安全控制的作用，因此首先应明确所要保护和控制对象的相关情况，涉及的内容包括：电力系统的构成,电力系统中性点接地方式及其特点，电力系统短路电流计算及其相关概念.这是学习继电保护、自动装置等本书内容的基础。
〉>第一节电力系统基本概念一、电力系统构成电力系统是由发电厂、变电站(所)、送电线路、配电线路、电力用户组成的整体。
其中，联系发电厂与用户的中间环节称为电力网,主要由送电线路、变电所、配电所和配电线路组成，如图1—1中的虚框所示.电力系统和动力设备组成了动力系统，动力设备包括锅炉、汽轮机、水轮机等。
在电力系统中，各种电气设备多是三相的，且三相系统基本上呈现或设计为对称形式，所以可以将三相电力系统用单相图表述.动力系统、电力系统及电力网之间的关系示意图如图1—l所示。
图1-1 动力系统、电力系统及电力网示意图需要指出的是，为了保证电力系统一次电力设施的正常运行，还需要配置继电保护、自动装置、计量装置、通信和电网调度自动化设施等。
电力系统主要组成部分和电气设备的作用如下.(1)发电厂。
发电厂是把各种天然能源转换成电能的工厂.天然能源也称为一次能源，例如煤炭、石油、天然气、水力、风力、太阳能等，根据发电厂使用的一次能源不同，发电厂分为火力发电厂(一次能源为煤炭、石油或天然气)、水力发屯厂、风力发电厂等。
(2）变电站（所)。
变电站是电力系统中联系发电厂与用户的中间环节，具有汇集电能和分配电能、变换电压和交换功率等功能，是一个装有多种电气设备的场所。
根据在电力系统中所起的作用，可分为升压变电站和降压变电站；根据设备安装位置，可分为户外变电站、户内变电站、半户外变电站和地下变电站。
变电站内一次电气设备主要有变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、负荷开关等。
变电站内还配备有继电保护和自动装置、测量仪表、自动控制系统及远动通信装置等。
电力系统基础教程
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
（图中的100%表示额定值）
图1-4 异步电动机的电压特性
（图中的100%表示额定值）
如何确定电力系统中性点接地方式 ？
应从供电可靠性、内过电压、对通信线路的干扰、继电保 护以及确保人身安全诸方面综合考虑。
第一章 绪 论 §1-4 电力系统中性点接地
二、中性点不接地的电力系统 负
荷
C
a. 电路图
IC C CC
正常运行时
UA＋UB＋UC＝0
➢ 三相之间的线电压仍然对称， 用户的三相用电设备仍能照常运 行，但允许继续运行的时间不能 超过2h。
UUUCBA
UUUCBA
(((UUUAAA)))
0 UUBCAA
UA
I’CB
0
UC
60 I’CC
-I’CA UB
-UA UC’
UB’ -UA
第一章 绪 论
§1-4 电力系统中性点接地
接地故障电容电流IPE
220kV
变电所C：地方 110kV
地方电力网
变电所D：终端 10 kV
110
kV
变电所B：
中间
~
~
水力发电厂 火力发电厂
35kV
35kV
第一章 绪 论 §1-1 电力系统基本概念
电力系统工程基础讲义37页PPT
电力系统工程基础讲义
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
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 责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
11、获得的成功越大，就越令人高兴 。野心 是使人 勤奋的 原因， 节制使 人枯萎 。 12、不问收获，只问耕耘。如同种树 ，先有 根茎， 再有枝 叶，尔 后花实 ，好好 劳动， 不要想 太多， 那样只 会使人 胆孝懒 惰，因 为不实 践，甚 至不接 触社会 ，难道 你是野 人。(名 言网) 13、不怕，不悔(虽然只有四个字，但 常看常 新。 14、我在心里默默地为每一个人祝福 。我爱 自己， 我用清 洁与节 制来珍 惜我的 身体， 我用智 慧和知 识充实 我的头 脑。 15、这世上的一切都借希望而完成。 农夫不 会播下 一粒玉 米，如 果他不 曾希望 它长成 种籽； 单身汉 不会娶 妻，如 果他不 曾希望 有小孩 ；商人 或手艺 人不会 工作， 如果他 不曾希 望因此 而有收 益。-- 马钉路 德。
55、 为 中 华 之 崛起而 读书。 ——周 恩来
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 责任 感。 ——易 卜 生 54、 唯 书 籍 不 朽。——乔 特
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电力工程基础
2015.2
美国２００８年底装机容量超过１１亿千瓦；2011年我国 电力行业装机容量为105576万千瓦，其中：水电2.3亿千 瓦，火电7.6亿千瓦，核电1191万千瓦，风电4700万千瓦。 2001年人均用电量1000千瓦时， 2011年全国全社会用电 量为4.69万亿千瓦时，人均用电量3483千瓦时，比上年增 加351千瓦时，超过世界平均水平。 2011年底江苏总装机 容量突破了7000万千瓦。 ２０１５年底或稍后，随着我国在建机组陆续建成投产， 运行的核电机组将达到４１台，总装机容量接近４２００ 万千瓦，约占全球核电装机容量十分之一。而且，届时将 有近２０个核电机组在建。
电力工程基础
2015.2
三、 电力系统的电压等级
包括电力系统的额定电压和最高电压以及电 气设备的额定电压和最高电压。
（一）电力系统的电压等级 电力系统的额定电压：由国家根据技术 经济条件规定的电压等级标准，又称电力网 的额定电压或线路的额定电压。
电力工程基础
2015.2
(二 )
电气设备的额定电压
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。 电气设备的额定电压 ＝系统的额定电压UN 发电机的额定电压 ＝110% UN 变压器 是一种特殊的电气设备 一次绕组 相当 于电气设备＝ UN 二次绕组 相当 于发电设备＝110% UN
电力工程基础 2015.2
必须借助自动装置对电力系统进行控制： 继电保护装置、远动装置、减载装置、同期装置、励 磁装置、
电力工程基础
2015.2
电能生产与国民经济各部门和人民生活有着 极为密切的关系：社会政治经济影响巨大
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
电力工程基础
2015.2
（三）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
电力工程基础
2015.2
二 、电能的质量指标 电能的质量指标主要包括：电压、频率、波形
电压： 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% 频率：额定频率： 50Hz（国外：50 或 60Hz） 频率偏差： ±0.2Hz（≥3000MW系统） ±0.5Hz（＜3000MW系统） 波形：质量标准： 正弦波电压和电流谐波的危害 与抑制
输配电线路： 输送电能
电力工程基础
2015.2
超高压远距 离输电网
变电所A：枢纽
500kVபைடு நூலகம்220kV
区域电力网
地方电力网
变电所C：地方
110kV
变电所D：终端
10 kV
110kV
变电所B： 中间
35kV
35kV
~ ~
水力发电厂
火力发电厂 电力工程基础 2015.2
电力网：按电压等级的高低、供电范围的大小的分类 地方电力网：电压等级在 35kV及以下，供电半径 在20~50km以内 区 域 电 力 网 ： 电 压 等 级 在 35kV 以 上 （ 一 般 为 110kV~220kV ），供电半径超过 50km ，联系较多 发电厂的网络 超高压远距离输电网：电压等级为 330kV~500kV 的网络，其主要任务是把远处发电厂生产的电能 输送到负荷中心，同时还联系若干区域电力网形 成跨省、跨地区的大型电力系统
（三）电压等级的选择
U1 Z
I
U2 S
一般说来，影响电压等级选择的主要因素是输送容量和输电 距离。根据电力系统功率损失与电压损失的关系式：
P2 Q2 p 2 UN U PR QX UN
可知这两种损失均与电压成反比，而与距离成正比。对于 某一选定的输电线，若所取的电压等级越高，则允许输送的 功率就越大，而损失则越小。 但另一方面，电压等级越高，会因设备绝缘问题使线路 总造价上升。
电力工程
主要研究内容：就是把交流电如何安全、高效、可 靠的产生并送到用户的手中。 变压器 发电机 电力网
线路
用户
建立系统 模型
稳态计算 故障计算
设备选择 保护选择
电力工程基础
2015.2
涉及到的知识非常多。电力工程基础就是对电 力工程学科的了解。
教材：《电力工程基础》西安交通大学出版社， 王锡凡主编
电力工程基础 2015.2
§1-2
我国的电力工业
一、电力工业发展概况
电力工业发展史上的第一： 火电：1882年上海杨树浦；水电：1912年云南石龙坝240kW； 核电：1991年浙江秦山300MW； 输电线路：1974年甘肃刘家峡水电站陕西关中地区330kV交 流，1981年河南姚孟火电厂到武汉500kV交流，1988年葛州 坝水电站到上海南桥变电站±500kV直流。新疆准东至四川 的±1100千伏特高压直流输电工程计划于2015年建成投运。
电力网
电力系统
M ~
M ~
电力工程基础
2015.2
电力网：由变电所和不同电压等级输电线路组成的网络。 电力系统：由发电机、变压器、输电线路以及用电设备 （或发电厂、变电所、输配电线路以及用户），按照一 定的规律连接而组成的统一整体。 发电厂： 生成电能
变电所：
用户：
变换和分配电能
消费电能
变电所：按其在电力系统中的地位分类 枢纽变电所： 中间变电所： 地区变电所： 终端电站所：
电力工程基础 2015.2
（二）电力系统的特点
电能不能大量存储： 电能的生产、变换、输送、
分配和使用是同时进行的。
P发 P用＋P Q发 Q用＋Q
频率f 电压V
过渡过程十分短暂：控制操作自动化程度高。
电力工程基础
2015.2
电力工程基础
第 1章 绪 论(3学时) 第2章 电力系统稳定运行分析和计算(6学时) 第3章 电力系统的短路电流计算（5学时）
第4章 发电厂和变电所的主设备及主接线（5学时） 第6章 继电保护（5学时） 第7章 电力系统过电压及接地（4学时）
电力工程基础 2015.2
第 1章 §1-1 §1-2 §1-3 §1-4 §1-5
绪 论
电力系统基本概念 我国的电力工业 电力系统负荷及负荷曲线 各类发电厂和生产过程 电力线路的结构
电力工程基础 2015.2
§1-1 电力系统基本概念
一、电力系统的形成与发展 （一）什么是电力系统？
发电厂 变电所 水轮机 发电机 升压变压器
水库 动力系统 G ~
输电线路
变电所 降压变压器
用户 用电设备