03 第1章-电力系统概述
1第一章 电力系统概述
当光线照射太阳能电池表 面时，一部分光子被硅材 料吸收；光子的能量传递 给了硅原子，使电子发生 了越迁，成为自由电子在 P－N结两侧集聚形成了电 位差，当外部接通电路时， 在该电压的作用下，将会 有电流流过外部电路产生 一定的输出功率。这个过 程的实质是：光子能量转 换成电能的过程
地热电厂
核反应堆的分类
– 轻水堆：包括压水堆和沸水堆 – 重水堆 – 石墨堆 – 快中子增值堆
如果不允许水在堆内沸腾，称为压水堆。 这种反应堆的内部压力较高，一般在 15Mpa以上，冷却剂水的出口温度低于相 应压力下的饱和温度，因此水不会沸腾。
由于水的慢化能力和载热能力都好，所以 压水堆结构紧凑、堆芯体积小、功率密度 大、安全性能好、造价低、建设周期短。
我国的水能资源
– 我国是一个水能资源非常丰富的国家，其中 可开发的资源为3.8亿千瓦，占世界可开发 水能总量的16.7%，居世界第一。
– 我国的水能资源在地区上分布很不均匀，西 南地区的水能资源十分丰富，占全国水能资 源的三分之二，华北地区的水能资源只占全 国的1.2%。
水电站的分类
– 堤坝式：坝后式与河床式 – 引水式：无压引水与有压引水 – 混合式
如果允许冷却剂水在堆内沸腾，直接产生 蒸汽，称为沸水堆。这种反应堆内压力为 7.0~8.0Mpa左右，省去了压水堆中易出事 故的蒸汽发生器 。
沸水堆功率密度比压水堆小，堆芯和压力 壳的体积比压水堆大，汽轮机会直接受到 放射性污染，需要一系列防护措施，检修 时需要停堆时间长，困难也较大 。
重水堆是以加压的重水作为慢化剂，其冷 却剂可用重水或轻水。所谓重水（D2O） 是指用氢的同位素氘合成的水 。
由于重水对中子的慢化能力强，因此重水 堆可以采用天然铀（0.7%的铀-235）作燃 料，这对于天然铀资源丰富但缺乏铀浓缩 能力的国家具有较大的吸引力 。
电力系统概述
电力系统概述电力系统作为现代社会不可或缺的基础设施，承担着将电能传输到用户终端的重要任务。
本文将从电力系统的定义、组成和运行方式等方面进行概述。
一、电力系统的定义电力系统是指由发电厂、输电、变电、配电设施和用户终端组成的一套供电网络。
其主要功能是将发电厂产生的电能经过输电、变电和配电过程分配到用户终端，以满足各种用电需求。
二、电力系统的组成1. 发电厂：发电厂是电力系统的起点，主要通过燃煤、水力、核能、风力等方式转换其他形式的能源为电能，并输入到电力系统中。
2. 输电系统：输电系统负责将发电厂产生的高压电能通过变电站进行升压、降压和分配，然后经由输电线路传输到各个地区的变电站。
3. 变电系统：变电系统起到升压、降压和分配电能的作用，将输电线路输入的高压电能逐级降压，然后通过配电线路分配到用户终端。
4. 配电系统：配电系统将变电站输送过来的低压电能分配到各个用户终端，通过配电线路和变压器实现对电能的进一步调整和分配。
三、电力系统的运行方式1. 并联运行：电力系统中的多个发电厂以及输电、变电和配电设备可以进行并联运行。
这种方式可以实现供电容量的增加、设备备份和网络可靠性的提高。
2. 平衡运行：电力系统需要保持供需平衡，发电厂实时调整发电量以满足用户的用电需求，通过自动化监控和调度系统实现对电力系统的平衡运行。
3. 运行调度：电力系统运行需要进行统一的调度和控制，通过对发电厂和输变电设备进行合理的调度和控制，以确保电力系统的安全、稳定和高效运行。
4. 保障措施：为了确保电力系统的可靠运行，需要设置各种保障措施，如备用电源、事故应急预案和设备检修计划等，以应对各种突发情况和保障用户的供电需求。
综上所述，电力系统是一个复杂而庞大的供电网络，由发电厂、输电、变电和配电设施以及用户终端组成。
通过并联运行、平衡运行、运行调度和保障措施来保证电能的安全、稳定和高效供应。
电力系统在现代社会中具有重要的地位和作用，为各行各业的发展提供了可靠的能源基础。
电力系统概述资料
电力系统概述资料电力系统是指由输电线路、发电厂、变电站、配电网等组成的系统，用于输送电能并向用户提供稳定可靠的电力供应。
本文将从电力系统的组成部分、运行模式、发展历程以及未来趋势等方面对电力系统进行概述。
一、电力系统组成部分1. 发电厂：发电厂是电力系统的核心组成部分，负责将各种能源转化为电能。
常见的发电方式包括燃煤发电、水电发电、核电等。
2. 输电线路：输电线路是将发电厂产生的电能输送到变电站或用户的重要通道。
根据电压等级的不同，输电线路可分为高压输电线路、中压输电线路和低压输电线路。
3. 变电站：变电站是连接输电线路和配电网的关键环节，主要负责电能的变压、变流和配电等功能。
4. 配电网：配电网包括供电网络、配电设备和用户用电设备。
它将从变电站输送过来的电能进行分类、调整和分配，最终向用户提供稳定的供电服务。
二、电力系统运行模式电力系统的运行模式可以分为三个阶段：发电、输电和配电。
1. 发电阶段：在发电阶段，各种能源被转化为电能，通过发电厂产生的发电机输出。
发电厂将电能经过变压器提升成合适的电压等级，然后通过输电线路输送到变电站。
2. 输电阶段：输电阶段是将发电厂产生的电能从变电站传输到用户所在地的阶段。
电能在高压输电线路中通过变压器进行降压，然后再通过继电器进行控制和保护，最终输送到变电站。
3. 配电阶段：配电阶段是将输送到变电站的电能进行分类、调整和分配的阶段。
变电站通过配电变压器将电能变为适合用户使用的低压电能，并将其通过配电网送达用户的用电设备。
三、电力系统的发展历程电力系统的发展经历了几个重要的阶段。
1. 直流输电时代：早期的电力系统主要采用直流输电方式，由于技术限制，输电距离较短，系统规模较小。
2. 交流输电时代：交流输电技术的发展使得电力系统可以实现较远距离的输电，同时交流输电具有输电损耗小、成本低等优势，成为主流。
3. 现代化电力系统：随着电力需求的增长和新能源的开发利用，电力系统迎来了一个新的发展阶段。
电力系统分析基础课程教案
电力系统分析基础课程教案第一章：电力系统概述教学目标：1. 了解电力系统的定义、组成和分类。
2. 掌握电力系统的基本参数和性能指标。
3. 熟悉电力系统的发展历程和未来趋势。
教学内容：1. 电力系统的定义和组成。
2. 电力系统的分类和基本参数。
3. 电力系统的性能指标。
4. 电力系统的发展历程和未来趋势。
教学方法：1. 讲授法：介绍电力系统的定义、组成、分类和性能指标。
2. 讨论法：探讨电力系统的发展历程和未来趋势。
教学资源：1. 教材：电力系统分析基础。
2. 投影仪：用于展示电力系统的图片和图表。
教学活动：1. 引入电力系统的定义和组成，引导学生了解电力系统的基本概念。
2. 通过示例和图表，讲解电力系统的分类和性能指标。
3. 组织学生讨论电力系统的发展历程和未来趋势。
4. 进行课堂小测验，检查学生对电力系统的理解程度。
作业与评估：1. 作业：要求学生编写一篇关于电力系统发展历程和未来趋势的短文。
2. 评估：通过课堂讨论和作业评分，评估学生对电力系统的掌握程度。
第二章：电力系统分析基础教学目标：1. 掌握电力系统分析的基本原理和方法。
2. 熟悉电力系统的状态变量和控制变量。
3. 了解电力系统的稳定性和平衡性分析。
教学内容：1. 电力系统分析的基本原理和方法。
2. 电力系统的状态变量和控制变量。
3. 电力系统的稳定性和平衡性分析。
教学方法：1. 讲授法：介绍电力系统分析的基本原理和方法。
2. 案例分析法：分析电力系统的稳定性和平衡性案例。
教学资源：1. 教材：电力系统分析基础。
2. 投影仪：用于展示电力系统分析的案例和图表。
教学活动：1. 引入电力系统分析的基本原理和方法，引导学生了解电力系统分析的重要性。
2. 通过案例分析，讲解电力系统的状态变量和控制变量。
3. 组织学生进行小组讨论，分析电力系统的稳定性和平衡性。
4. 进行课堂小测验，检查学生对电力系统分析的掌握程度。
作业与评估：1. 作业：要求学生分析一个电力系统的稳定性和平衡性问题，并提出解决方案。
电力系统【第1章：电力系统概述】
电⼒系统【第1章：电⼒系统概述】电⼒系统概述 1.电⼒系统、电⼒及动⼒系统 电⼒系统通常是指发电机、变压器、电⼒线路、⽤户等组成的三相交流系统。
由电源向电⼒负荷中⼼输送电能的线路，称为输电线路，包含输电线路的电⼒⽹称为输电⽹。
⽽主要担负分配电能任务的线路称为配电线路，包含配电线路的电⼒⽹称为配电⽹。
2.电⼒系统运⾏的特点和要求 特点： 2.1电能不能⼤量存储 2.2过渡过程⾮常迅速 2.3与国民经济各部门密切相关 要求： 评价电⼒系统的性能指标是安全可靠性、电能质量和经济性能。
2.4.保证可靠地持续供电 2.5保证良好的电能质量 标准包括：供电电压偏差、电⼒系统频率偏差、公⽤电⽹谐波、三相电压不平衡、电压波动和闪变、暂时过电压和瞬态过电压、公⽤电压间谐波。
电⼒系统的电压和频率正常是保证电能质量的两⼤基本指标，电压质量和频率质量⼀般以偏离额定值的⼤⼩来衡量。
⼀般规定电压偏离范围为额定电压的0.95~1.05，频率偏移范围为0.95~1.05【30000KW以下】， 0.98~1.02【30000KW及以上】。
正弦交流电的波形质量⼀般以谐波畸变率来衡量。
谐波畸变率是指周期性交流电中谐波含量【减去基波分量后的值】的⽅均根值与其基波分量的⽅均根值之⽐。
谐波畸变率的允许值随电压等级的不同⽽不同，如110KV供电时为2%，35KV供电时为3%，10KV供电时为4%。
备注：⽅均根【均⽅根】是指将所有值平⽅求和，求其平均值再开⽅。
2.6.努⼒提⾼电⼒系统运⾏的经济性 电⼒系统运⾏的经济性主要反映在降低发电⼚的能源消耗、⼚⽤电率和电⽹的电能损耗等指标上。
3.电⼒系统的接线⽅式和电压等级 3.1.电⼒系统的接线⽅式和接线图 3.1.1电⼒系统的接线图 电⽓接线图：要求突出电⼒系统各主要元件【发电机、变压器、线路等】之间的电⽓连接关系。
地理接线图：强调电⼚与变电所之间的实际位置关系。
3.1.2电⼒系统的接线⽅式 ⽆备⽤接线：指⽤户只能才能够⼀个⽅向取得电源的接线⽅式，包括放射式、⼲线式、链式。
电力系统运行与维护指南
电力系统运行与维护指南第1章电力系统概述 (4)1.1 电力系统的基本概念 (4)1.2 电力系统的组成与结构 (4)1.3 电力系统的运行特点 (4)第2章电力系统运行原理 (5)2.1 电力系统的基本运行参数 (5)2.1.1 电压 (5)2.1.2 电流 (5)2.1.3 有功功率 (5)2.1.4 无功功率 (5)2.1.5 频率 (5)2.2 电力系统的稳定性分析 (6)2.2.1 暂态稳定 (6)2.2.2 静态稳定 (6)2.2.3 暂态过程中的电压稳定性分析 (6)2.3 电力系统的经济运行 (6)2.3.1 发电成本优化 (6)2.3.2 负荷分配优化 (6)2.3.3 电网损耗降低 (6)2.3.4 跨区域电力交换优化 (6)第3章电力设备与设施 (7)3.1 发电设备 (7)3.1.1 火力发电设备 (7)3.1.2 水力发电设备 (7)3.1.3 核能发电设备 (7)3.1.4 新能源发电设备 (7)3.2 输电设备 (7)3.2.1 输电线路 (7)3.2.2 变压器 (7)3.2.3 避雷器 (7)3.2.4 绝缘子 (7)3.3 变电设备 (7)3.3.1 电压互感器 (8)3.3.2 电流互感器 (8)3.3.3 断路器 (8)3.3.4 隔离开关 (8)3.3.5GIS（气体绝缘开关设备） (8)3.4 配电设备 (8)3.4.1 配电变压器 (8)3.4.2 配电柜 (8)3.4.3 断路器 (8)3.4.5 电能表 (8)3.4.6 避雷器 (8)3.4.7 绝缘子 (8)第4章电力系统的运行与管理 (8)4.1 电力系统的调度管理 (8)4.1.1 调度管理内容 (9)4.1.2 调度管理原则 (9)4.1.3 调度管理方法 (9)4.2 电力系统的运行模式 (9)4.2.1 正常运行 (9)4.2.2 运行 (9)4.2.3 特殊运行 (9)4.3 电力系统的负荷管理 (10)4.3.1 负荷预测 (10)4.3.2 负荷控制 (10)4.3.3 负荷优化 (10)第5章电力系统维护策略 (10)5.1 维护的基本原则与分类 (10)5.2 预防性维护 (11)5.3 状态性维护 (11)第6章发电设备维护 (12)6.1 火力发电设备维护 (12)6.1.1 炉膛与燃烧器 (12)6.1.2 汽轮机 (12)6.1.3 发电机 (12)6.1.4 辅助设备 (12)6.2 水力发电设备维护 (12)6.2.1 水轮机 (12)6.2.2 发电机 (12)6.2.3 水库及引水系统 (12)6.2.4 调速器与自动化系统 (12)6.3 新能源发电设备维护 (13)6.3.1 太阳能发电设备 (13)6.3.2 风力发电设备 (13)6.3.3 生物质能发电设备 (13)6.3.4 储能设备 (13)第7章输电与变电设备维护 (13)7.1 输电线路维护 (13)7.1.1 检查与巡视 (13)7.1.2 预防性维护 (13)7.1.3 故障处理 (13)7.2 变压器维护 (13)7.2.1 定期检查 (13)7.2.3 油质监测 (14)7.3 开关设备维护 (14)7.3.1 操作与检查 (14)7.3.2 绝缘与灭弧介质 (14)7.3.3 预防性试验 (14)7.4 继电保护装置维护 (14)7.4.1 定期校验 (14)7.4.2 功能测试 (14)7.4.3 系统升级 (14)第8章配电设备维护 (14)8.1 配电线路维护 (14)8.1.1 线路巡查 (14)8.1.2 防护措施 (15)8.1.3 线路检修 (15)8.2 配电设备维护 (15)8.2.1 设备巡查 (15)8.2.2 设备检修 (15)8.2.3 预防性试验 (15)8.3 自动化设备维护 (15)8.3.1 自动化系统检查 (15)8.3.2 系统维护 (15)8.3.3 配电终端设备维护 (16)第9章电力系统故障处理 (16)9.1 故障分类与诊断方法 (16)9.1.1 故障分类 (16)9.1.2 诊断方法 (16)9.2 常见故障处理方法 (16)9.2.1 短路故障处理 (16)9.2.2 接地故障处理 (17)9.2.3 过电压故障处理 (17)9.3 紧急处理 (17)第10章电力系统安全管理 (17)10.1 安全生产法律法规 (17)10.1.1 国家安全生产法律法规 (17)10.1.2 地方安全生产规章制度 (17)10.2 电力系统安全风险识别与评估 (18)10.2.1 安全风险识别 (18)10.2.2 安全风险评估 (18)10.3 安全防范措施与应急预案 (18)10.3.1 安全防范措施 (18)10.3.2 应急预案 (18)10.4 安全培训与案例分析 (18)10.4.1 安全培训 (18)第1章电力系统概述1.1 电力系统的基本概念电力系统是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的能量转换和传递系统。
02.第一章电力系统概述(第二讲)
按时间分：
日负荷曲线(周、旬…) 月负荷曲线 年最大负荷曲线—时序负荷曲线 年持续负荷曲线—累计负荷曲线
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如何分类？
按对象分：
发电厂负荷曲线 变电所负荷曲线 线路负荷曲线 用户时内负荷随时间的变化，随季节、地区不同而变 用途： 制定日调度计划 计算日耗电量 A = 特征量： 日最大负荷(峰荷)Pmax、日最小负荷(谷荷)Pmin 平均负荷Pa 高峰负荷(峰)、基本负荷(谷)、中间负荷(腰)
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380/220V（楼内、农电）
四、为何要确定额定电压?
避免电压等级数量的无限制扩大，导致互联 困难，必须标准化。 为取得最佳的技术经济性能，电力设备需要 在额定电压下进行优化设计、制造和使用。 需要确定的额定电压：
线路（即：电网） 发电机 变压器(升压、降压)的一次/二次侧
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五、如何确定额定电压?(电压分布分析)
降压变压器额定电压：
一次侧 = 线路额定电压 二次侧额定电压 = 110%（或105%）线路额定电压
14
如何确定额定电压? （算例）
用电设备 （线路、电网)(kV) 6 10 35 110 220 330 500 750 发电机 (kV) 6.3 10.5 变压器(kV) 一次 6及6.3 10及10.5 35 110 220 330 500 750 二次 6.3及6.6 10.5及11 38.5 121 242 363 550 825
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作业
（1）习题集1-2、3、4、5 （2）
选做：关于功率的 专题研究报告： （取φ：-90、-45、 0、45、90度 观察和解释现象）
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六、平衡三相复功率
S、P、Q间仍组成功率三角形，因此引入： ∗ & & S = 3U P I P 用线电压和线电流表示，对Y和△接法，均有： ∗ & = 3U I L e − j 30 & （推导？） S
第一章 电力系统概述
图1-5 坝后式水电站断面图 1－上游水位；2－下游水位；3－坝；4－压力进水管；5 －检修闸门；6－闸门；7－吊车；8－水轮机蜗壳；9－水 轮机转子；10－尾水管；11－发电机；12－发电机间；13 －吊车；14－发电机电压配电装置；15－升压变压器；16 －架空线；17－避雷线
6）河床式厂房。如图1-6所示。其厂 房与拦河坝相连接，成为坝的一部分，厂 房承受水的压力，适用于水头小于50m的 水电站。 （2）引水式水电站。由引水系统将天 然河道的落差集中进行发电的水电站，称 为引水式水电站。引水式水电站适宜建在 河道多弯曲或河道坡降较陡的河段，用较 短的引水系统可集中较大的水头；也适宜 于高水头水电站，避免建设过高的挡水建 筑物。
图1－10 风力发电装置
1－风力机；2－升速齿轮箱；3－发电机；4－控制系统； 5－改变方向的驱动装置；6－底板和外罩；7－塔架； 8－控制和保护装置；9－土建基础；10－电缆；11－配电装置
（2）海洋能发电。海洋能是蕴藏在海水中的可再生能源，如潮汐能、波 浪能、海流能、海洋温差能、海洋盐差能等。潮汐能发电已实用化。潮汐发 电就是利用潮汐的位能发电，即在潮差大的海湾入口或河口筑堤构成水库， 在坝内或坝侧安装水轮发电机组，利用堤坝两侧的潮差驱动水轮发电机组发 电。可单向或双向发电。 1）单库单向式。单库单向式潮汐电站如图1－11所示。电站只建一个水 库，安装单向水轮发电机组，在落潮时发电。 2）单库双向式。单库双向式潮汐电站如图1－12所示。电站也只建一个 水库，安装双向水轮发电机组，在涨落潮时均发电。 3）双库（高低库）式。建两个毗连的水库，水轮发电机组安装在两水库 之间的隔坝内。
图1-1 凝汽式火电厂生产过程的示意图 1－煤场；2－碎煤机；3－原煤仓；4－磨煤机;5－煤粉仓； 6－给粉机；7－喷燃器；8－炉膛；9－锅炉；10－省煤 器；11－空气预热器；12－引风机；13－送风机；14－ 汽轮机；15－发电机； 16－凝汽器；17－抽气器； 18－ 循环水泵；19－凝结水泵； 20－除氧器；21－给水泵； 22－加热器；23－水处理设备；24－升压变压器
认知电力系统- 电力系统概述
4
包括五个功能模块：（1）发电；（2）变电；（3）输电；（4）配电；（5）用电；
电力系统的结构
1 发电机
发电
变电
2 升压变 电站
3 高压输 电线
输电
变电
4 降压变 电站
5 低压配 电电路
配电
用电
6 用户负
荷
3、电力网：用于电能输送和分配的网络，包括变电、输电、配电三个单元。其中电压等级 在110KV及以上的电力网主要用于电能的远距离输送，称为输电网；35KV及以下的电力网主要 用于向用户配送电能，称为配电网（有时110KV电压也用于配电网）。
控制功溶潮流，便于电力系统分区调度管理； （7）双极直流输电在一极故障时，另一极仍可输送50%的功率； （8）直流联网还可以避免电磁环网引起的线损增大。
8
缺点：（1）换流站造价高，抵消了一部分线路造价低的经济效果； （2）换流装置在运行中需要消耗无功功率，两侧换流站都需要补偿大量的无功功率，
约 为直流线路输送功率的40%-50%
电力系统概述
教学目的学习项目一 ຫໍສະໝຸດ 知电力系统 任务一 电力系统的初步认识
1、了解电力系统的特点、结构和发展方向 2、了解电力系统的运行特点及要求 3、了解电能质量的具体指标和含义 4、掌握变压器的结构和物理表达式 5、理解变压器中电压的变换过程和原理
1.1 电力系统概述
3
一、电力系统的特点 1、电能可以大规模生产和远距离输送； 2、电能方便转换和易于控制； 3、损耗小； 4、效率高； 5、电能在使用时没有污染，噪声小。
3、输送距离越来越远； 4、大力增加新能源的供给； 5、建立高压直流输电工程。 优点：（1）线路造价低；
（2）运行费用低； （3）不需串并联补偿； （4）不存在稳定性问题，由直流线路联系的两端交流系统，不要求同步。 （5）采用直流联络线可以限制互联系统的短路容量 （6）直流输电线路沿线电压分布平稳，无线电干扰小，线路损耗低可以快速调节
第一章-电力系统基本概念PPT优秀课件
➢1-1 电力系统概述 ➢1-2 电力系统的特点和运行要求 ➢1-3 电力系统的接线方式和电压等级 ➢1-4 三相电力系统的中性点运行方式
第一章 电力系统的基本概念
需
1o 电力系统的组成？
掌
2o 电力系统的特点？
握 的
3o 系统电压等级？
问
4o 各设备额定电压？
题
5o 中性点运行方式？
500kV • 目前国际上实际投运的最高电压等级750kV(加、美、
俄、巴西、南非等国） • 我国晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程，
世界上第一条投入商业化运行的1000千伏输电线路
（3）直流输电、紧凑型输电和灵活交流输电
• 直流输电在远距离输电中具有优越性，我国已有 多条±800kV输电线路。
• 电压愈来愈高、容量和规模愈来愈大的区域性、地区性、 全国性甚至跨国性的电力系统
高压？
（2）特高压（1000kV以上）输电的出现与展望
• 习惯上，1～100kV为高压， 100～1000kV为超高压， 1000kV以上为特高压。
• 20世纪60年代国际上开始特高压输电的研究 • 1985年苏联1228km的1150kV,但至今运行于500kV • 20世纪90年代日本300km的1000kV，但至今运行于
对应于一定的输送功率和输送距离应有一最合理的线 路电压。但从设备制造角度和电力工业发展，国家 标准规定标准电压等级
➢ 所谓额定电压，就是发电机、变压器和电气设 备等在正常运行时具有最大经济效益时的电压。
➢ 国家规定了标准电压等级系列，
– 有利于电器制造业的生产标准化和系列化 – 有利于设计的标准化和选型 – 有利于电器的互相连接和更换 – 有利于备件的生产和维修等
电力系统概述
一、电力系统知识介绍（一）电力系统基本概念1、电力系统组成：电能是一种十分重要的二次能源，它能方便、经济地从蕴藏于自然界中的一次能源（如：煤炭、石油、天然气、水力、核燃料、风能等）转换而来，并且可以转换为其它能量供人们使用。
电能是由发电厂生产的，大容量发电厂往往建在燃料，水力资源丰富的地方，而用户往往远离发电厂需要建设较长的输电线路进行输电，建设升压和降压变电所进行变电，通过配电线路向各类用户配电，电力系统——是由发电、输电、变电、配电和用电连接成的统一整体。
是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。
电力网——其中输电、变电、配电所组成的部分。
它包括升、降压变压器和各种电压的输电线路。
它的任务就是把远处发电厂生产的电能输送到负荷中心，同时还联系区域电力网行程跨省，跨地区的大电力系统，如我国的东北、华北、华中、华东、西北和南方等电力网，就属于这种类型。
动力系统——在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。
电力系统示意图2、电力系统的组成由发电厂的发电机、升压及降压变电设备、电力网及电能用户（用电设备）组成的系统统称为电力系统。
（1）发电厂：生产电能。
（2）电力网：分为输电网和配电网。
输电网：是以高压甚至超高电压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来的输电网络，所以又称为电力网中的主网架。
配电网：直接将电能送到用户的网络。
它的作用是将电能分配给各类不同的用户，变换电压、传送电能。
配电网的电压因用户的需要而定，因此，配电网中又分为：高压配电网：110KV及以上电压、中压配电网：（35KV）10KV、6KV、3KV低压配电网：220V、380V。
（3）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。
（4）用电设备：消耗电能。
3、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.第一章 电力系统概述
第一章电力系统(网络)概述复习《电力系统稳态分析》的基本内容，掌握电力网络的基本组成和特点。
第一节电力系统的基本概念1、电力系统的概念电力系统是由发电、变电、输电、配电、用电等设备和相应辅助系统按规定的技术和经济要求组成的，将一次能源转换为电能，并输送到电力用户的一个复杂的、可控的统一系统。
2、组成电力系统的设备分类电力系统中的设备分为一次设备和二次设备：一次设备：在电力系统中完成电能的生产、变换、传输、分配、使用等任务的电器设备或系统叫做一次设。
一次设备是电能的载体。
由一次设备组成的系统叫做一次系统。
二次设备：完成对一次设备进行测量、控制、保护或对一次系统进行运行调整、事故处理的设备叫做二次设备。
二次设备是信息的载体。
由二次设备组成的系统叫做二次系统或装置。
3、电力网络的概念电力网络是由变压器、输电线路、电力电抗器、电力电容器等电器设备连接而成，完成电能变换、传输、分配的网络。
4、电能的形态三相交流电、单相交流电、直流电。
5、电能作为一种商品的特点（1）与国民经济和人民的生活密切相关；（2）电能不能大量存储，产销是同时进行的；（3）任何事件的发生都会非常迅速的影响整个系统；（4）电能质量影响用电设备的效率、寿命、产品的质量。
电能质量包括：电压、频率、波形、三相对称度（5）电能生产和使用必须遵循“安全第一”的原则。
管理、操作、使用不当，将会危及人身和设备安全。
6、对电力系统的要求（1）保证安全可靠供电。
设备安全、人员安全、供电不间断。
（2）提供合格的电能。
电压（±7%~±10%）、频率（±0.2正常时~±0.5Hz 故障时）、波形（总谐波畸变率、各次谐波含量）、三相对称度（负序分量与正序分量比值的百分数，正常时2%、短时4%）。
（3）提高系统运行的经济性。
更新技术和设备、节能降耗、经济调度。
（4）符合环保要求。
达标排放废气、废渣、废水；减低电磁辐射、噪音。
电 力 系 统第1章电力系统的基本概念
离列于表1.4中，与220 kV以上电压级相适应的输送功率和输送距离则示于
图1.11。 1.3.3电力系统中性点的运行方式
电力系统的中性点是指系统中星形联结的变压器或发电机的中性点。中性点
的运行方式即指中性点的接地方式，这是与电压等级、绝缘水平、通讯干扰 、接地保护方式、系统结线等多方面相关的复杂问题。
线路、交直流输电系统、交流紧凑型输电线路等输电方式，以及提高输送能
32
力等方面的问题。
5）配电技术主要涉及电能安全技术、电能保质技术、需求预测管理技术等 方面的问题。
6）电力系统运行主要涉及稳态运行分析，暂态过程分析，安全性分析，运
行方式优化等方面的问题。 7）电力系统保护主要涉及故障分析，元件保护、线路保护、系统性故障保
柔性交流输电系统（Flexible AC Transmission System）是在1986年由美 国N.G.Hingorani创建的一种崭新的输电技术
34
图1.14 能量管理系统的功能
35
图1.15 全局能量管理系统示意图
36
FACTS技术是综合电力电子技术、微处理和微电子技术、通信技术和控制技 术而形成的用于控制交流输电的新技术。 FACTS技术包含系统应用技术及其控制器技术。 配电综合自动化（DOA）技术 配电综合自动化（Distribution Overall Automatic）技术是在传统的配电 自动化（DA）的基础上，利用计算机技术、通信技术、数字信号处理技术， 将原来单个自动化装置（量测、监视、保护、控制等）经过设备微机化、性 能软件化、信号数字化、功能集成化、通信局域网化或光缆化（甚至应用通 信卫星）等高新技术改造而成具有综合功能、性能更先进的自动监测控制技 术。
7
电力系统概述 PPT
三、电压闪变
负荷急剧的波动造成供配电系统瞬时三电压 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。
四、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。
33
34
3．用电设备
（1）作用：用电设备是指专门消耗电能 的电气设备。据统计用电设备中70%是电动机 类设备，20%左右是照明用电设备。
（2）结构：与电力系统是极其相似的， 所不同的是配电系统的电源是电力系统中的 电力网，电力系统的用户实际上就是配电系 统。
（3）分类：
高压用电设备：额定电压在1kV以上。
选用有载调压变压器。使之在电压变动 情况下自动调节电压，保证设备端电压稳定。
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（4）尽量使三相负载平衡。三相负 载分布不均将产生不平衡电压，从而 加大了电压降。故合理的调整三相负 载，将提高供电电压水平。
（5）对无功功率进行合理的补偿， 改善功率因数。
（6）电动机采用合理的起动方式。
41
二、电压波动
低压用电设备：额定电压在1kV以下。 35
36
第三节 电能质量
一、电压偏移
1．定义：电压偏移指用电设备的实 际端电压偏离其额定电压的百分数。用 公式表示为
U% U U N 100% UN
式中
U
——用电设备的额定电压，kV；
N
U
——用电设备的实际端电压，kV。 37
2．原因：是系统滞后的无功负荷所引起 的系统电压损失。
（4）其他用电设备，当无特殊要求时为
5%。
38
第一章 电力系统概述
+5% G ~
T1
+10% UN
± 0%
T2
+5% M
第一章 电力系统概述
(2) 电力变压器二次绕组的额定电压
① 如果变压器二次的供电线路较长，变压器二次绕组的额定电 压应高于二次则线路额定电压的10%。 ② 如果变压器二次的供电线路不长，变压器二次绕组的额定电 压仅高于二次则线路额定电压的5%，即可。
2．枢纽变电站
枢纽变电站是汇集分别来自若干发电厂的主干线路，并与电力网中 的若干关键点连接，同时也是升压之后的第一次降压。电压通常为 220～500kV，二次电压为220KV或110KV。
3．区域变电站
区域变电站是将枢纽变电站送来的电能，做再一次降压后分配给用户 。一次电压通常220～330KV，二次电压为110KV、66KV或35KV。
2．水力发电
水力发电是利用河川、湖泊等位于高处具有位能的水流至低处， 将其中所含之位能转换成水轮机之动能，再将水轮机作为原动机， 推动发电机产生电能。
3．核能发电
核能发电厂是利用核反应堆中核燃料裂变链式反应所产生的热 能，再按火力发厂的发电方式，将热能转变成机械能，再转换成 电能。
4．风力发电
风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的 速度提升，来促使发电机发电。
二、 供配电电压的选择
1．高压配电电压的选择
工厂供配电系统的高压配电电压的选择，主要取决于当地供电电 源的电压及工厂高压用电设备的额定电压和总容量等方面的因素。
2．低压配电电压的选择
工厂低压配电电压的选择，主要取决于低压用电设备的电压。 一般采用220/380V，660V。
第一章 电力系统概述 1.2 电力系统中性点运行方式
第1章 电力系统概论
3）波形 波形的质量是以正弦电压波形畸变率来衡量的。 2、频率:频率的质量是以频率偏差来衡量。 3、供电的可靠性:供电可靠性是以对用户停电的时间 及次数来衡量。它常用供电可靠率表示，即实际供电 时间与统计期全部时间的比值的百分数表示，
第五节 电力负荷
一、按对供电可靠性要求的负荷分类 我国将电力负荷按其对供电可靠性的要求及中断供电 在政治上、经济上造成的损失或影响的程度划分为三 级。
二、按工作制的负荷分类
电力负荷按其工作制可分为三类。 1．连续工作制负荷 连续工作制负荷是指长时间连续工作的用电设备，其特 点是负荷比较稳定，连续工作发热使其达到热平衡状态， 其温度达到稳定温度，用电设备大都属于这类设备。如 泵类、通风机、压缩机、电炉、运输设备、照明设备等。 2．短时工作制负荷 短时工作制负荷是指工作时间短、停歇时间长的用电设 备。其运行特点为工作时其温度达不到稳定温度，停歇 时其温度降到环境温度，此负荷在用电设备中所占比例 很小。如机床的横梁升降、刀架快速移动电动机、闸门 电动机等。
第二节
电力系统额定电压
1、电网（线路）额定电压 UN
低压 380V,660V 高压 （3），6，10，35，（66），110，220，（330）， 500kV
2、用电设备的额定电压，等于同级电网的额定电 压 3、发电机的额定电压：UN· GG=1.05UN
注：用电设备偏移± 5%，线路允许电压降10%
配电线路：分6-10KV厂内高压配电线路和380/220V 厂内低压配电线路。
车间变电所（建筑物变电所）：6-10KV降到 380/220V
３． 供配电的要求和课程任务 供配电的基本要求是： （1）安全 （2）可靠 （3）优质
（4）经济
本课程的任务： 讲述供配电系统电能供应和分配的基本知识和 理论，使学生掌握供配电系统的设计和计算方法， 管理和运行技能，为学生今后从事供配电技术工作 奠定基础。
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3024 万千伏安；输电线路 1094 条，
线路长度13554公里。
四川省500千伏电网基本覆盖各市州， 西部水电送出五大通道基本形成，
成都经济圈500千伏环网全面建成。
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成都电网
2010年底，拥有110千伏及以上变电站138座，变电总容量达2536.2万千伏安， 其中500千伏变电站5座，总容量800万千伏安；220千伏变电站25座，总容 量795万千伏安；110千伏变电站108座，总容量941.2万千伏安。
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3. 电网各环节及设备——发电厂
1、火力发电厂
定义——利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料发电称为火力发电。 按发电方式，它可分为汽轮机发电、燃气发电和既供电又供热的“热电联产”。汽轮机 发电又称蒸汽发电，占世界火力发电总装机的95％以上。
通常将发电厂、变电站（所）、电力线路及用户连接起来构成的整 体，称为电力系统。
发电厂
变电站 （所）
电力用户
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1. 电力系统基本结构——框图
发电厂 水轮机 发电机 变电所 升压变压器 输电线路 变电所 降压变压器 用户 用电设备
输送到另一个电网，实现电网互联，构成互联电网。
配电通常是指从降压变电站（所）将电能分配给各个用户。 输电线路通常指35kV及以上电压等级的电力线路，而35kV以下 电压等级的电力线路常称为配电线路，前者构成输电网络，后者构 成配电网络。
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配电网
配电室
配电箱
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1. 电力系统基本结构——用电
城 市 用 电 农 村 用 电
家 庭 用 电
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1. 电力系统基本结构
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2. 我国大电网互联
20世纪80年代初，500kV超 高压交流“平武工程” 80末，+-500kV直流葛沪直流 1993，天广一回 1998,天广二回 2002，天广三回 2001，华北与东北互联 华中与福建电网互联 2002,5月，川电东送，川渝 电网与华中电网互联 2003年，+-500kV三峡到常 州 2003年6月，贵广直流 2003年9月，实现华中华北互联 2004年，华中、三峡、广东 2005年，西北与华中 2010年，1000kV特高交流
35kV
配电网
110kV
电力网
用户
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电力系统
G ～
水 G 电 ～ 站 15.75kV
升压 变电站
升压 变电站
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火 电 站
2. 我国大电网互联
目前，正加紧实施7个跨省大区电网之间以及大区电网与5个独立省网之 间的互联。 近年，建成以三峡电网为中心连接华中、华东、川渝的中部电网；华北、 东北、西北三个电网互联形成的北部电网；以及云、贵、广西、广东4省区的 南部联合电网。同时，加快北、中、南三大电网之间实现局部互联：华北－华 中加强联网、华中－西北联网、川渝－西北联网、华东－华北联网、川黔联网 等跨区电网工程建设，实现西电东送、南北互供，初步形成全国统一的联合电 网的格局，实现全国范围内的资源优化配置，满足国民经济发展和全面建设小 康社会的要求 。
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0. 引言
噢！好神奇呀。
陛下，最重要的是， 有了电池，全世界就……
1801年伏特在巴黎法国国立大学向在场的拿破伦一世演示电池
“电力系统”是复杂的 “供电的可靠性、安全、质量”是重要的 “节能”是重要的
问题？ 最大的人工网络？
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09年，世界上运行电压最高、最先进的 交流输变电工程
晋东南-南阳-荆州1000kV特高压交流输 变电工程 全线单回路架设，全长654公里，跨越 黄河和汉江。变电容量600万千伏安。 系统标称电压1000千伏，最高运行电压 1100千伏，静态投资约57亿元。这条线 路于2006年8月开工建设，历经28个月 建设完工。
1. 电力系统基本结构——分类
电力网： 按电压等级分类： 低压网：电压等级在1kV以下； 中压网：1～10kV； 高压网：高于10kV、低于330kV； 超高压网：低于750kV； 特高压网：1000kV及以上。
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2020年前后，随着长江和黄河上游以及澜沧江、红水河上一系列大型水 电站的开发，西部和北部大型火电厂和沿海核电站的建设，以及一大批长距离、 大容量输电工程的实施，电网结构进一步加强，真正形成全国统一的联合电网。 在全国统一电网中充分实现西部水电东送，北部火电南送的能源优化配置。此 外，北与俄罗斯、南与泰国之间也可能实现周边电网互联和能源优势互补。
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1. 电力系统基本结构
升压站 发电厂 太阳能发电
输电线路 照明、动力 配变 配电线路
枢纽、降压站
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1. 电力系统基本结构
电网调度
应用服务器
RTU
数据采集和传输
RTU
RTU
二次系统
一次系统
发电
输电
变电
配电
用电
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20kV 0kV 220kV
500kV
输电网
区域 变电站 220kV 枢纽 变电站 35kV 110kV
500kV
用户 变电站 用 电 设 备 0.38kV 10kV 供配电系统
配电网
区域 变电站 用户 变电站 用 电 设 备 10kV 10kV 供配电系统 0.38kV
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1. 电力系统基本结构
发电
输电
变电
配电
用电
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1. 电力系统基本结构——发电
火电厂
水电厂
光伏
风电
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1. 电力系统基本结构——分类
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
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1. 电力系统基本结构——输电
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1. 电力系统基本结构——变电
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1. 电力系统基本结构——配电
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联系信息
姓名: 电话: E-mail: 办公室: 符玲 028-87602445 lingfu@ 九里校区国家轨道交通电气化与自动化工程技术中心#501
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四川输电网
截至2010年底，拥有500千伏变电站 （ 含 换 流 站 ） 27 座 ， 总 变 电 容 量 4853 万千伏安；输电线路 83 条，线 路 长 度 8281 公 里； 220 千 伏 变 电 站 133座，变电容量3449万千伏安；输
电线路 377 条，线路长度 11404 公里； 110 千 伏 变 电 站 443 座 ， 变 电 容 量
华东
2015 年 ， 全 国 将 形成 东北、 三华、 西北、 南方 四 个 主 要 的 同 步电网。
AC
福建
超大型 同步电网
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2. 我国大电网互联
问题：电网互联的原因？ 1、资源优化配置，合理利用能源，加强环境保护，有利于电力工 业可持续发展。 2、可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电机组，有利 于降低造价，节约能源，加快电力建设速度。 3、可以利用时差、温差，错开用电高峰，利用各地区用电的非同 时性进行负荷调整，减少备用容量和装机容量。 4、可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用，可减少事 故备用容量，增强抵御事故能力，提高电网安全水平和供电可靠性。 5、能承受较大的冲击负荷,有利于改善电能质量。 6、可以跨流域调节水电，并在更大范围内进行水火电经济调度， 取得更大的经济效益 。