电力系统概述
电力系统概述
科学出版社
电力系统概述
3.电力线路
电力线路又称输电线。电力线路的作用是输 送电能，并把发电厂、变配电所和电能用户连 接起来。
电力线路按其用途及电压等级分为输电线路 和配电线路。电压在35 kV及以上的电力线路 称为输电线路；电压在10 kV及以下的电力线 路称为配电线路。电力线路按其架设方法可分 为架空线路和电缆线路；按其传输电流的种类 又可分为交流线路和直流线路。
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电力系统示意图：
发电机常用 电压等级 6.3Kv
地区降压站 常用电压等级：35Kv 110Kv
10.5Kv 15.75Kv
其它发电站输 电线路
升压变压器 常用电压等级 35Kv 110Kv 220Kv 500Kv
发电站
发电站站间联络线（并网）
远距离输电 常用电压等级：35Kv 110Kv 220K
（1）频率质量 电力系统的额定频率为50Hz。当电力系统的
容量在300万kW及以上时，频率偏差允许值为 ±0.2Hz；电力系统的容量在300万kW以下时， 频率偏差允许值为±0.5Hz。
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供电系统概述
（2）电压质量 国家标准GB 50052—95《供配电系统设计规
范》规定，正常运行情况下，用电设备端子处电 压偏差的允许值应符合下列要求：① 电动机为 ±5％。② 照明，在一般场所为±5％；对于远 离变电所的小面积一般工作场所，难以满足以上 要求时，可为+5％、-10％；应急照明、道路照 明和警卫照明等为+5％、-10％。③ 其他用电设 备，当无特殊规定时为±5％。
附录一—电力系统概述,由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然
附录一：电力系统概述一、电力系统1．电力系统简介英文：power system电力系统图由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服务。
由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，故其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成，并在同一地域内有机地组成一个整体，电能生产必须时刻保持与消费平衡。
因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。
据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。
建立结构合理的大型电力系统不仅便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配，减少总装机容量，节省动力设施投资，且有利于地区能源资源的合理开发利用，更大限度地满足地区国民经济日益增长的用电需要。
电力系统建设往往是国家及地区国民经济发展规划的重要组成部分。
电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。
电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。
2．电力系统发展简况在电能应用的初期，由小容量发电机单独向灯塔、轮船、车间等的照明供电系统，可看作是简单的住户式供电系统。
白炽灯发明后，出现了中心电站式供电系统，如1882年T.A.托马斯·阿尔瓦·爱迪生在纽约主持建造的珍珠街电站。
它装有6台直流发电机（总容量约670千瓦），用110伏电压供1300盏电灯照明。
19世纪90年代，三相交流输电系统研制成功，并很快取代了直流输电，成为电力系统大发展的里程碑。
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。
电力系统概述发电系统与发电原理
90
80
P / Pmax (100%)
70
60
50
40
30
20
10
4 8 12 16 20 24
0
钢铁工业负荷
时间（h)
4 8 12 16 20 24 食品工业负荷 时间（h)
100
90
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P / Pmax (100%)
70
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0
时间（h)
4 8 12 16 20 24
（允许短时停电） 造成大量减产、交通停顿、 生活受到影响（工厂等）。
三级负荷：其他负荷
电力负荷的特征描述——负荷曲线
• 系统负荷的特征： 时变性、随机性、规律性（可预测性）
• 定义 指某一段时间内负荷随时间变化的曲线
P=p(t); Q=q(t). • 分类
时间尺度：日负荷曲线、年负荷曲线 空间尺度：用户负荷曲线、电力线路的负荷 曲线、变电站的负荷曲线、发电机的负荷曲 线、整个电力系统的负荷曲线
时间（h)
农村加工业负荷
市政、商业和生活用电负荷
常用的负荷曲线
• 日有功负荷曲线
系统日有功负 荷曲线 ——反映一天当 中系统内所有用 电设备的有功负 荷之和随时间变 化的曲线。
作用：安排调度计划
东北电网某日日负荷曲线
常用的负荷曲线
• 年最大负荷曲线 横坐标（时间） ：月 纵坐标（负荷） ：月内最大负荷
负荷的分类
• 物理性能分类 有功负荷 无功负荷
负荷的分类
• 用户性质分类 工业负荷：量大，比较稳定 农业负荷：季节性强，负荷密度小，功率 因数低，负荷的结构变化大。 商业负荷：很强的时间性，电网峰荷的主 要组成部分。 居民用电负荷：负荷变化大，负荷同时率 高，负荷功率因数低。
电力系统简介
二次回路的作用是对电气一次系统进行控制，测 量和计量、监视和保护，对于一次系统发生故障 时，根据故障时电气量的变化而切除故障的电气 设备，对一次系统不正常运行时，发出相应的信 号，让值班人员进行检查处理。 变电站的主要电气设备有电力变压器，断路器， 隔离开关，电压互感器，电流互感器，避雷器， 母线以及各种无功补偿装置等
L1 L2 L3 N PE
低压配电线路
低压配电线路是指经配电变压器，将高压10kV降低到 低压配电线路是指经配电变压器，将高压10kV降低到 10kV 380/220V等级的线路 等级的线路。 380/220V等级的线路。从配电室到用电设备的线路就属于 低压配电线路。配电变压器高压电源一般统一为10kV 10kV。 低压配电线路。配电变压器高压电源一般统一为10kV。
调度自动化系统
远动装置（ 远动装置（RTU）是电力系统计算机监控系统的基础。目前， ）是电力系统计算机监控系统的基础。目前， 世界上多数国家使用应答式RTU，日本则采用循环式 世界上多数国家使用应答式 ，日本则采用循环式RTU。 。
营销系统
(要电费)
电力系统
2002年国务院批准电力体制改革方案，实施厂 网分开，重组发电和电网企业。原国家电力公 司管理的资产按照发电和电网两类业务划分并 分别进行资产重组。 在电网方面，成立国家电网公司和南方电网公 司。由国家电网公司负责组建华北（含山东）、 东北（含内蒙古东部）、西北、华东（含福建） 和华中（含重庆、四川）五个区域电网有限责 任公司或股份有限公司。西藏电力企业由国家 电网公司代管。
电力网
电力系统中连接发电厂和用户的中间环节称为电力网， 电力系统中连接发电厂和用户的中间环节称为电力网，它 由各种电压等级的输配电线路和变电站组成。 由各种电压等级的输配电线路和变电站组成。电力网按其功 能可分为输电网和配电网。 能可分为输电网和配电网。 输电网是电力系统的主网，它是由35kV及以上的输电线 35kV及以上的输电线和 输电网是电力系统的主网，它是由35kV及以上的输电线和 变电站组成 配电网是由10kV 10kV及其以下的配电线路和配电变压器组成 配电网是由10kV及其以下的配电线路和配电变压器组成 就我国目前绝大多数电网来说，高压电网指：110KV， 就我国目前绝大多数电网来说，高压电网指：110KV， 220KV电网 超高压电网指330KV 500KV和750KV电网 电网； 330KV， 电网。 220KV电网；超高压电网指330KV，500KV和750KV电网。特 高压电网指的是以1000KV输电网为骨干网架， 1000KV输电网为骨干网架 高压电网指的是以1000KV输电网为骨干网架，超高压输电 网和高压输电网以及特高压直流输电（正负800KV），高 网和高压输电网以及特高压直流输电（正负800KV），高 800KV）， 压直流输电和配电网构成的现代化大电网。 压直流输电和配电网构成的现代化大电网。
电力系统概念概要
35 60 110 220 330 500 -
3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11.0
38.5 66 121 242 363 550 -
电气设备 最高电压
/kV 3.6 7.2 12
24
40.5 72.5 126 252 363 550 800
⑶ 三类负荷：指不属于第一类、第二类的其它负荷。对这类负荷中断供 电，造成的损失不大。因此，对三类负荷的供电无特殊要求。
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：
日平均负荷曲线 日负荷持续曲线 三、电力系统日负荷曲线 最小负荷 最大负荷 基荷、峰荷、腰荷
1. 低于3kV系统的额定电压
低于3kV交流三相/单相电力系统额定电压和电气设备 额定电压
电力系统额 定电压/kV
发电机 额定电 压/kV
变压器额定电压/kV 一次绕组 二次绕组
0.22/0.127 0.23 0.22/0.127 0.23/0.133
0.38/0.22 0.40 0.38/0.22 0.40/0.23
电力系统 额定电压
/kV 3
6
10 20 35 60 110 220 330 500 750
发电机 额定电压
/kV 3.15
6.30
10.50 13.80 15.75 18.0 20.0 22.0 24.0
电力变压器额定电压/kV
一次绕组 二次绕组
3 及 3.15 6 及 6.30 10 及 10.5
A
B
负
荷
C
a. 电路图
电力系统概述
ห้องสมุดไป่ตู้
2021/8/7
2021/8/7
6
通信电源
3.15kV～20kV 升压变压器
35kV～500kV
3.15kV～20kV G
35kV～500kV
3kV～10kV
380V/220V 动力电源
G 发电机 升压变压器
高压输电线 降压变压器 高压配电线 降压变压器
发电厂
区域变电所
配电变电所
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图2-1电力系统的交流输配电方式示意图
4
目前我国多数发电厂输出的额定电压在3.15～20kV。 为了在输送电能时降低线路对电能的损耗，将发电厂输出的电压经升压变电站升高到35～
500 kV进行输送，称为输电。 电能输送到城市周边后，再由降压变电站将电压降至3～10 kV，经高压配电线送到用户配
电变电所降压至380V低压，供用电设备使用，称为配电。
常用的输电电压有 35 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV
常用的配电电压有
3 kV、6 kV、10 kV。
通信电源
电力系统概述
电力系统的组成
电力系统是由发电厂、电力线路、变电站和电力用户组成。通信局属于电力系统中 的用户。
市电从电厂生产出来到引入通信局，通常要经历生产、输送、变换和分配4个环节。
几个概念
电网
在电力系统中，各级电压的电力线路以及相联系的变电站称为电力网，简称电网。
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
第二章电力系统基本知识
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电气主接线图的基本元素
2023/3/24
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电气主接线图的基本元素
2023/3/24
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三、变、配电所常用的电气主接线
对主接线的基本要求：
1. 满足用电要求； 2. 接线简单； 3. 运行经济、可靠； 4. 操作方便、运行灵活； 5. 设备选择合理； 6. 便于维护检修； 7. 故障处理能保证安全；
方法：增加发电机输出有功，拉路限电，维持整个电力系统有 功平衡
2023/3/24
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二 波形
谐波畸变率：反映电力谐波的一个量
DFU
U n 2
n2
U1
Un-----------第n次谐波电压有效值 V； U1------------基波电压有效值 V。
交流电波形是严格的正弦波，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。
（1-1）
❖ 式中：U--------检测点上电压实际值(V);
❖
UN-------检测点电网电压的额定值（V）。
❖ 我国国家标准规定电压偏差的允许值为：
❖ 1）35kV及以上供电电压正负偏差之和不超过标称电压的±5%；
❖ 2）10kV及以下三相供电电压允许偏差为标称系统电压的±7%；
❖ 3）220V单相供电电压允许偏差为标称系统电压的+7%、-10%。
第二章电力系统基本知识
第一节 电力系统概述
❖ 由发电、输电、变电、配电和用电组成的整体称为电 力系统。电力系统中的输电、变电、配电三个部分称为 电力网。
❖ 电力网是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电 所连接而成的网络。
❖ 输电网是以高压甚至超高压电压将发电厂、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。
电力系统概述PPT(共37页)
最经济的条件下运行。 ❖ 在减少备用机组的情况下，能增加对用户供电的可
靠性。
第一节 电力系统
❖ 高压送电的优点 ❖ 增大送电容量和距离。 ❖ 节约有色金属，降低线路造价。 ❖ 减少电压损耗，提高电压的稳定性。
第二节 电力系统的电压
第一节 电力系统 ❖ 配线装置
500kV硬母
110kV软母线
第一节 电力系统
❖ 变电所
110kV一般变电站
500kV枢纽变电站
220kV重要变电站
箱
式
No
变 电
Image
所
第一节 电力系统
❖ 组成电力系统的目的 ❖ 不受地方负荷限制，可以增大单位机组的容量，大
容量机组的效率较高。 ❖ 充分利用地方资源，减少运输工作量，降低电能成
第一节 电力系统
➢ 按利用程度：常规能源和新能源 常规能源：被广泛应用的能源。煤炭、石油、天然 气、水能等。 新能源：古老的能源，利用先进的方法加以广泛利 用。太阳能、风能、海洋能、地热、氢能、生物物 质能等。
➢ 按能否再生：可再生能源和非再生能源 可再生能源：自然界当中可以不断再生的能源。水 能、风能、太阳能、海洋能等。 非再生能源：经过几亿年形成、短期内无法补充的 能源。煤炭、石油、天然气、核燃料等。
第一节 电力系统
3、能源的含义和分类
❖ 能源的含义 能量的来源或源泉，即指人类取得能量的来源。
❖ 能源分类 ❖ 按获得方法：一次能源和二次能源
一次能源：直接取自自然界。原煤、原油、天然气、 太阳能、水能、风能、地热、核能等。 二次能源：由一次能源经过加工转换的能源产品。 电能、蒸汽、煤气、汽油一节 ❖ 第二节 ❖ 第三节 ❖ 第四节 ❖ 第五节
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。
电力系统概述和基本概念
－
750
825(800)
1000
1050
－
1000
1100
14
教材中表1-1有误，并且不完善。
第二节 电力系统的电压等级和负荷
总结 ➢用电设备的额定电压：与线路的额定电压相同。
➢发电机的额定电压：同步发电机往往接在线路始端，因此， 其额定电压比电力线路的额定电压高5%。
➢变压器的额定电压：一次侧相当于用电设备，其额定电压 等于线路的额定电压；二次侧相当于发电机，其额定电压 较线路额定电压高10%。
➢电力网络：电力系统中，各种电压等级的输配电力线路及 升降压变压器所成为的部分称为电力网络。
4
第一节 电力系统概述
➢动力系统：电力系统的+动力设备 ➢电力网络：电力系统 －（发电机+用电设备）
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第二节 电力系统的电压等级和负荷
说明： ①电网（线路）的额定电压：根据需要、水平、技术、经济分
析后由国家确定； ②用电设备的容许电压偏移一般为±5%； ③沿线路的电压降落一般为10%； ④在额定负荷下，变压器内部的电压降落约为5%。
☺ 注意： ①当一次侧直接和发电机相连时，其额定电压等于发电机
额定电压； ②低压电网或直接与用电设备相连的变压器，其额定电压可 以只比线路电压高5%。
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例1-1 已知下图所示系统中电网的额定电压，试确定发电机 和变压器的额定电压。
G
T1
T2 6kV
变压~器T1的二次侧
供电距离较长，其 额定电压应10比kV线路
(1)变压器不与发电机相连时，一次绕组的额定电压 等于电网的额定电压；
(2)变压器的一次绕组与发电机相连时，其一次绕组 的额定电压等于发电机的额定电压，比电网电压高5%。
电力系统概述
电力系统概述（一）电力系统的组成和基本特征电力系统是由发电厂、电力网、用电设备和相应的辅助系统（继电保护、安全自动、测量、调度自动化和通信等装置），按规定的技术和经济要求组成的整体。
火力发电厂、水力发电厂和核电厂发出的电力，按其容量的不同和所需输送距离的不同，分别接入110、220kV和500kV交流电力网以及高压电流输电线路。
在电力网的构成中，不同电压的输电线路和配电线路通过相应电压等级的变电所相互连接，在配电网的低压侧接有动力负荷和照明负荷等各种用电设备，这就形成了发电、输电和配电设备，以及用电设备在内的统一的电力系统。
电力系统的基本特征包括电力系统电压等级，电力系统频率、电力网结构和电力系统流量等。
1、电力系统频率电力系统频率是电力系统中发电厂的同步发电机所产生的交流正弦基波电压的频率。
频率质量是电能质量的一个重要指标。
在稳态运行的条件下，各发电机同步运行，整个电力系统的频率是相等的。
它是电力系统一致的运行参数。
世界上，电力系统采用的额定频率有50Hz和60Hz 两种。
我国和世界多数国家均采用50Hz电力系统；只有美国、加拿大、古巴、朝鲜等少数国家采用60Hz电力系统；日本的东部地区为50Hz电力系统，中部和西部地区为60Hz电力系统，两种不同频率的电力系统与直流变频站互联。
电力系统中的发电和用电设备，都是按照额定频率设计和制造的，只有在额定频率附近运行时，才能发挥最好的功能。
只有当电力系统中所有发电设备发出的有功功率之总和与电力网中电力负荷吸收和消耗的有功功率相等时，系统频率才能保持不变。
2、电力系统的电压等级电压等级是电力系统及电力设备的额定电压级别系列，额定电压是指电力系统及电力设备规定的正常工作电压。
电力系统各个节点的实际运行电压容许在一定程度上偏离额定电压。
在上述容许偏离的电压范围内，各种电力设备和整个电力系统仍能正常运行。
我国国家标准规定的电力系统额定电压等级为分3、6、10、35、 63、110、220、330、500、750 kV。
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
第一节 电力系统与供电系统
一、电力系统的构成 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
2
1．发电厂
（ 1 ）功能：发电厂是生产电能的 场所。把自然界中的一次能源转换为 用户可以直接使用的二次能源——电 能。 （ 2 ）种类：火力发电厂、水利发 电厂、核能发电厂、潮汐发电、地热 发电、太阳能发电、风力发电等。 （3）发电设备：发电机。
4．改善方法
（1）正确设计配电系统的运行方式， 减少电网或变压器电压降。在条件许可时， 对大型企业可采取高压线路深入负载中心 及降压变电所分散设置；在技术经济合理 的条件下，采用多回路并联供电；使用灵 活的联络系统，使系统在不同的运行方式 下，做到合理供电；必要时对户外照明及 事故照明设置专用小型变压器。 （2）按照允许电压降来选择导线截面， 是减少电压降、调节电压的有效措施之一。 例如用电缆代替导线、用低电压母线槽、 用大截面的导线代替小截面导线等方法。 58
正弦波形畸变率 （2）电压、电流总谐波畸变率
Un 2 THDu （ ） 100% n2 U 1
U
n2
2 n
U1
2 I n n2
100%
I1 式中 U n 、 I n ——n次谐波电压、电流的方均根值，kV、A； I 1 ——基波电压（50Hz）、电流的方均根值， U1 、 kV、A。
65
In 2 THDi （ ） 100% n2 I1
100%
（3）谐波电压的总平均畸变系数
式中
1 t
t t
U（t）dt
t n 2 2 n
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电力系统概述
电力系统的形成和发展
（1）1831年法拉第发现了电磁感应定律。
电机制造和电力输送技术的发展最初集中于直流 电。输电电压低，输送距离短，输送功率小。
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电力系统概述
按获得的方法能源可分为： ➢一次能源：自然界中现成存在，可直接取 得和利用而又不改变其基本形态的能源。 如：煤炭、石油、天然气、水能、风能等。 ➢二次能源：由一次能源经加工转换成的另 一种形态的能源产品。如电能、煤气、焦 炭、汽油等，它们使用方便，易于利用， 是高品质的能源。
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电力系统概述
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电力系统概述
▪ 人类为何偏爱电能？ ➢现代社会最重要能源，应用十分广泛。 ➢显著优点： 洁净（从使用的角度看）：保护环境 方便：输送、分配、使用（能量形式转 化容易） 电气化：机械化、自动化，提高产品质 量和劳动生产率 节能：能耗小，能量转换效率高
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电力系统概述
任务一 电力系统的组成
•
近代电力系统的雏形，它的
建成标志着电力系统的发展取得
了重大突破。
• ☆电力系统是由发电机、变压器、 输电线路和用电设备（负荷）组 成的网络。
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电力系统概述
▪ （5）三相交流制的优越性很快显示出来，使 运用三相交流制的发电厂迅速发展，而不久 直流制被淘汰。
➢ 汽轮发电机组取代以蒸汽机为原动力的发电机组， 发电厂之间出现并列运行，输电电压、输送距离 和输送功率不断增大，更大规模的电力系统不断 涌现。在一些国家中甚至出现了全国性和跨国性 的电力系统。
•25万上班族被困地铁
电力系统概述
▪ 2003年我国21个省拉闸限电
▪ 2004年7月12日雅典奥运开幕前一月大停 电
▪ 2005年8月18日印尼大停电，1亿多人受灾， 国会大厦,一些议员因停电被困电梯
▪ 2005年5月25日莫斯科大停电
▪ 2005年9月26日海南电网由于台风袭击全 面瓦解
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电力系统概述
课程性质、课时
本课程是电气自动化专业必修的一门 专业技术课，本课程还具有很强的实践性 和实用性，本课程68学时。
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电力系统概述
课程设计思路
通过学习本课程使学生掌握工矿企业 供配电系统相关知识及其控制与保护的基 本理论，掌握其运行维护、安装检修及设 计等方面的基本知识。了解怎样安全可靠 地获取电能和优质、经济地利用电能，并 注意培养学生科学的思维方法和综合职业 能力，以适应就业市场的需要。
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电力系统概述
课程教学目标
1、了解供配电系统的有关名词和概念 2、会进行供配电系统的负荷设计计算，高低压导
线截面计算及线材的选取。 3、熟悉供配电系统过流、过压的保护知识，掌握
相应的防护措施。 4、了解防雷和接地知识，并能设计和安装避雷针
及接地装置。 5、具有供配电系统运行、维护、检修和试验能力。 6、能读懂和能绘制供配电系统的电气原理图，对
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2020/11/27
电力系统概述
•课程简介
一、课程重要性
2003年8.14美加大停电
北美历史上最严重的停电事故：>30h，波及 美8州和加，受灾5千万人，每天直接损失近 300亿美元。
停电引起纽约、渥太华等多个大型城市完全瘫 痪，“感觉比9·11还可怕” 。
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电力系统概述
▪ （3）1885年在制成变压器的基础上，实现 了单相交流输电。
▪ （4）1891年在制成三相变压器和三相异步 电动机的基础上，实现了三相交流输电。
➢ 1891年在法兰克福举行的国际电工技术展览会 上，在德国人奥斯卡·冯·密勒主持下展出的输电 系统，奠定了近代输电技术的基础。
和西北电网。
•变电站：变换电压和接受、分配电能的场所。分
为升压变电站和降压变电站两种。其中降压变电
站又可分为地方降压变电站、企业降压变电站、
车间变电站。
•配电所：只有受电和配电开关控制设备，而没有 变压器的场所。
•电能用户：包括工业、企业在内的所有用户（用
电单位） PPT文档演模板
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子任务一 发电厂
电力系统概述
•交通瘫痪
•机场关闭
•恐慌：打手电抢购
•西装革履，有家难归
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•地铁骤停，疏散市民
•全副武装,治安问题
•垃圾成堆,环境问题
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•布 •什 •讲 •话
电力系统概述
▪ 2003年8.28伦敦大停电
➢下午6点，下班高峰，持续两个多小时
•地铁骤停
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•（2）世界上第一个高压输电的电力系统出 现于1882年。
•法国人M.德波列茨将位于弥斯巴赫煤矿的 蒸汽机发出的电能输送到57km外的慕巴 黑，用于驱动水泵。采用的电压为直流 1500～2000V，输电系统规模虽小，却是 世界上第一个电力系统，因为它包含了电
力系统的各个重要组成部分，即发电、输 电和用电设备。
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电力系统概述
G G G
大型水（核） 电站
220~500kV 超 高压输电线路
6~10Kv 电
网
地区变电所
枢纽变电所
220~330Kv 区域电网
G 热电厂 G
6.3~10.5k V
35~110 kV线路
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G G 地区变电所
水 电 站
35~110kV车 间 变 电 所 220/380V
电力系统概述
•发电 •输电 •变电 •配电 •用电
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电力系统概述
•发电厂：生产电能的工厂，即把各种形态的一次
能源通过
发电设备转换为电能。有火电、
水电、核电、风力、地热、潮汐、太阳能等。
•电力网：输送和分配电能的通道。由变压器和输 配电线路 组成。华北、东北、华中、华东、南方
▪ 发电厂是电力系统中的发电设备，是生产电 能的核心，担负着把不同种类的一次能源转 换成电能的任务。根据使用一次能源的不同 发电厂可分为：
➢ 火力发电厂：燃烧煤、石油、天然气等发电，超 过70%。
➢ 水力发电厂：利用水能发电，约20%。
➢ 核电厂：利用核能发电，不足10%。
➢ 新型发电厂：潮汐、地热、太阳能、风力、垃圾 发电。