1-1电力系统的概念、组成及特点
电力系统组成和特点.知识讲解
少传输损耗ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ能节约大量能源、产生极大的经济效益。
核电机组和大型火电机组启动代价很高，适合带基本负荷。 水电机组启动很快，适合调频、调峰。 丰水期适合让水电机组尽量满发，少开火电机组。 (3)可靠性 大规模电网一旦发生故障，若处理不及时或误处理，会造成
（二）大规模联合电网运行的重大问题 (1)电能质量 三个评价指标：电压、频率、波形。
波形靠发电机的设计保证。遏制高次谐波的影响。典型的非 线性大功率电器会产生高次谐波，如轧钢机、电弧炉、电气 铁路等。与运行有关的就是电压、频率。按国家规定，正常 运行频率应在49.8~50.2hz间。电压波动不超过10%。
二、电力系统的特点
（一）电能生产的技术特点 1、与工农业生产及人民生活的密切相关性 2、发、输、配电和用电的连续性 3、瞬态过程的非常短暂性
（二）对电力系统生产的基本要求 1、保证供电可靠性 2、保证良好的电能质量 3、提高系统运行的经济性
根据用户本身的重要程度可将负荷分为三类：
第一类负荷：中断供电会造成人身事故、设备损 坏、产品报废，生产秩序长期不能恢复，人民生活 混乱，严重政治影响等的用户划属为第一类负荷， 这是重要负荷。
业用电的标准频率，简称工频。正常运行时频率偏移不超过 士0.2～0.5Hz。 （2）电压 为各类用电设备的额定电压，各类用电设备的额 定电压允许偏移一般为额定电压的士5%，具体要求在以后调 压中介绍。
电压和频率偏移过大，会引起大量减产、产品报废，严重时 会造成人身事故、设备损坏。
甚至会危及整个系统的安全运行。 （3）波形 交流电压的波形为正弦波。正弦波畸变主要有换
流设备和非线性设备造成。波形畸变产生高次谐波，使电气 设备过热，保护误动、通讯干扰。为保证电压质量，对电压 正弦波形畸变率也有限制，波形畸变率是指各次谐波有效值 平方和的方根值对基波的有效值的百分比，对于110kV不超 过2%，对于35kV不超过3%，对于6~10kV供电电压不超过4％， 对于0.38kv供电电压不超过5％。
电力系统基本知识
电力系统基本知识一、电力系统的基本知识1.1电力系统的基本概念1.1.1电力系统及电力网1.1.1.1电力系统的定义把发电、变电、电网、配电和用电等各种电器设备相连接在一起的整体，称作电力系统。
它包含发电厂的电气部分、降压变压器、升压变压器、输配电线路及各类用电设备等。
1.1.1.2电力网的定义、作用、分类1.定义：由相同电压等级的变电所和输配电线路形成的网络结构称作电力网。
2.作用:汇聚、传输、变换、分配电能。
3.分类：为了分析排序电力网可以分成地方电网、区域电网和远距离输电网。
地方电网电压较低（110kv以下)，运送功率较小，线路较短（100km以下），排序时可以搞较多精简；区域电网电压较低（110kv-330kv），运送功率很大，线路较长（100km-300km），排序时就可以搞一定精简；远距离输电网（电压在330kv及以上），运送线路少于300km，排序时无法精简。
按电压多寡，电力网可以分成扰动电网，（1kv及以下）、中压电网（3、6、10kv）、高压电网（35、60、110、220kv）、超高压电网（330kv、差值500、差值600、差值750）、特高压电网（差值800、1000kv）。
按接线方式，电力网分成一端电源可供电网、两端电源可供电网、多端电源可供电网。
1.1.2对电力系统的基本要求电能做为一种特定的商品，它的生厂、运送、分配和采用同时展开；生产与国民经济及人名生活关系密切；电力系统运行的过度过程非常短暂。
要求具有较高的自动化程度，需要继电保护、自动装置的投入，实施实时监控。
1．最大限度的满足用户的建议；2．安全、平衡、可信的供电；3．为电力用户提供更多优质的电能；4．满足系统运行的经济性。
电力系统运行的经济性应考虑合理分配各个发电厂的负荷、降低发电厂燃料消耗率、厂用电率、降低电力网的电能损耗和管理成本。
1.2电能质量的标准良好的电能质量可以使电气设备正常工作，并取得最佳的经济效果。
电力系统分析期末重点复习newer
例：
变电所运 算负荷SB
发电厂运算 功率SC
S B S LD
1 1 ST 1 S0T 1 ( j QCAB j QCBC ) 2 2
1 S C S G S P S T 2 S 0T 2 ( j QCBC ) 2
变压器T2的二次侧供 电距离较短，可不考 U2N=1.1×110=121（kV ） 虑线路上的电压损失
变压器T1的变比为：10.5/121kV
变压器T2的额定电压：U1N=110（kV） U2N=1.05×6=6.3（kV）
变压器T2的变比为：110/6.3kV
二.电力系统的负荷
1、电力负荷的分级及其对供电的要求
和三类负荷。电力系统供电的可靠性，就是要保证一级负荷在 任何情况下都不停电，二级负荷尽量不停电，三级负荷可以停 电。 2．保证良好的电能质量。
保证系统的电压、频率、波形在允许的范围内变动。
电压偏移：一般不超过用电设备额定电压的±5%。 频率偏移：一般不超过±0.2Hz。 3．为用户提供充足的电能。
SB IB 3U B
2 UB UB ZB 3I B S B
近似计算法
在实际计算中，总是希望基准电压等于（或接近于）该电压级 的额定电压。考虑到电力系统中同一电压等级的各元件额定电 压也不同，取该电压级的平均额定电压Uav。将变压器的变比 用其两侧网络的平均额定电压之比来代替，称近似计算法。 采用近似计算法后，各段的基准电压即为该段网络的Uav， 不需再计算。 必需注意：采用近似法时，各元件的额定电压一律采用该元件所 在段网络的平均额定电压代替，只有电抗器除外。
2 变压器的功率损耗
阻抗支路中的功率损耗（变动损耗）
S
(完整版)电力系统分析答案(吴俊勇)(已修订)
第一章 电力系统的基础概念1-1 解:(1) 电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力负荷组成的，包括了发电、输电、配电和用电的全过程。
(2) 发电厂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，是电力系统的能量来源。
110kV 及以上的电力网称输电网，主要功能是将大量的电能从发电厂远距离传输到负荷中心，并保证系统安全、稳定和经济地运行。
35kV 及以下的电力网称为配电网，主要功能是向终端用户配送满足一定电能质量要求和供电可靠性要求的电能。
电力负荷是电力系统中的能量流向和被消费的环节，电力负荷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。
1-2解：(1) 电力系统的运行有以下特点： 电能不能大量储存；过渡过程非常迅速；电能生产与国民经济各部门和人民生活关系密切。
(2) 对电力系统的基本要求有：保证供电的可靠性 保证供电的电能质量保证电力系统运行的经济性 满足节能与环保的要求1-3 解: （核心内容：P4 表1-1 P5 图1-2） (1) 发电机及各变压器高、低压绕组的额定电压： 发电机：G ： ()kV kV 5.10%5110=+⨯ 变压器：T1:()()kV kV V N T 5.10%511011=+⨯=kV kV V N T 242%)101(220)2(1=+⨯=变压器：T2:kV V N T 220)1(2=kV kV V N T 121%)101(110)2(2=+⨯=kV kV V N T 5.38%)101(35)3(2=+⨯=变压器：T3:kV V N T 35)1(3=kV kV V N T 6.6%)101(6)2(3=+⨯=若考虑到3-10Kv 电压等级线路不会太长，T3也可以写为：kV V N T 35)1(3=()()kV kV V N T 3.6%51623=+⨯=标号注意：1、单位 2、下脚标写法 (2) 低压侧的额定电压高压侧的额定电压变压器的额定变比=：T1：5.10242)1(1)2(11==N T N T N V V K T2：121220)2(2)1(2)21(2==-N T N T N T V V K 5.38220)3(2)1(2)31(2==-N T N T N T V V K 2(2)2(23)2(3)12138.5T N T N T N V K V -==变压器的额定变比可记为：5.38/121/220T3：6.635)2(3)1(33==N T N T N V V K 或 3(1)33(2)356.3T N N T N V K V ==变比注意：1、顺序为 高/中/低 2、不必计算结果 (3) 1T 变压器运行于%5+抽头时：T1(2))1T1(1)V 242(15%)254V 10.510.5T K ⨯+=== 2T 变压器运行于主抽头，变压器的实际变比等于额定变比，即5.381212203T 变压器运行于%5.2-抽头：T3(1)3T3(2)V 35(1 2.5%)34.125V 6.6 6.6T K ⨯-===或：T3(1)3T3(2)V 35(1 2.5%)34.125V 6.3 6.3T K ⨯-===1-4 解：（核心内容：P4 表1-1 P5 图1-2）(1) 发电机、电动机及变压器高、中、低压绕组的额定电压：发电机G ：13.8kv注意：特殊发电机电压：13.8、15.75、18Kv 不用提高5%，直接为13.8、15.75、18Kv 。
《电力系统分析》第一章 电力系统的基本概念
例1.1的附图
解：发电机G的额定电压为10.5KV。
变压器T1:低压侧额定电压为10.5KV,高压侧额定电压为242KV；
变压器T2:高压侧额定电压为220KV，中压侧额定电压为121KV ，
低压侧额定电压为38.5KV；
变压器T3:高压侧额定电压为110KV,低压侧额定电压为11KV；
变压器T4:高压侧额定电压为35KV，低压侧额定电压为6.6KV；
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二、电力工业发展概况
1．电力系统的发展简史 2．我国的电力系统发展现状 3．我国的电力工业展望与改革
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电力系统分析
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2.中国电力工业的现状
（1）发电量：1980年以来，平均年增长率9％，现为世 界第二位。
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2.中国电力工业的现状
（2）装机容量：居世界第二位。
• 系统与用电设备的额定电压（表1－3） • 电力网中的电压分布。
• 额定频率：50Hz。
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表 1-3 1000V 以上的额定电压
用电设备额定线电压/kV
系统的额定电压
交流发电机额定线电压/kV
变压器额定线电压/kV
一次绕组
二次绕组
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3. 变压器 –一次侧：相当于用电设备，其额定电压与 系统（或线路）相同；与发电机直接相连时， 则与发电机相同 –二次侧：相当于电源，其额定电压应比系 统高5%，考虑变压器内部的电压损耗（5%）， 实际应定为比线路高10%。
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例题1.1 电力系统接线图如图1.2所示，图中标明了各级电 力线路的额定电压。试求发电机和变压器绕组的额定电压。
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
电力系统的概念组成及特点
电力系统的概念组成及特点1. 电力系统的概念和组成电力系统是一个由发电、传输、变压、配电和使用等部分组成的能量转换身系。
它是将各种形式的能量（如水能、核能、火力、光能等）转化为电能并传送到需要使用的地方的一套设备。
1.1 发电部分发电部分是电力系统的起点，它是将各种形式的能源转化为电能的过程。
目前主要的发电方式有火力发电、核能发电、水力发电、风力发电、太阳能电池发电、生物质发电等。
发电部分的主要设备有：锅炉、燃气轮机、蒸汽轮机、水轮机、发电机等。
1.2 传输部分传输部分是将发电部分产生的电能输送到用户中心的过程。
在传输中，为了减小电能损失，需要使用高压输电技术（如500千伏、750千伏、1000千伏等），这样可以减小输电线路中的电阻损耗。
1.3 变压部分变压部分主要是对输送来的高压电进行变压和分配，使其符合用户需求的电压等级。
变压部分主要设备有变压器、配电变等。
1.4 配电部分配电部分负责将变压部分产生的电能供应给用户使用。
它的主要任务是将高压电网中的电能分配到各个用电单位，并满足不同用电设备的供电需求。
配电部分主要设备有配电变、配电盘等。
1.5 使用部分使用部分是指将电能利用于不同领域的设备或用途中，如家庭用电、工业用电、交通运输等。
使用部分的设备有家庭用电器、工业设备、交通运输设备等。
2. 电力系统的特点2.1 大规模性电力系统包括大量的设备和工程，规模较大，从发电到配电到使用部分都需要大规模的设备和技术支持。
2.2 高技术性电力系统是高科技产业之一，涉及能源转化、输送、变压、控制等领域的高科技要素和技术。
其中如超高压输电、光纤通信等技术在电力系统中都得到了广泛应用。
2.3 高稳定性电力系统是一个高可靠性的系统，为了保障电力系统的安全稳定运行，需要采用多种技术手段，如系统保护、自动化控制、故障监测等。
2.4 低能量损耗为了提高电力系统的能源效率，减少能量损失，电力系统采用了多种技术和手段，如高压输电、变压器、电容器、补偿电容器等。
1-1电力系统的概念、组成及特点
电力系统分析
二、电力系统的组成
1、发电厂：发电厂是电力系统的中心环节，它的基本任 务是把一次能源转变成电能。用于发电的一次能源主要 有石油、天然气、煤炭、水力和核能。发电机组的单机 容量随着负荷的不断增长、电力系统的不断扩大及科学 技术的发展，还在不断地增大。 发电厂一般建设在动力资源比较丰富的地区，如水电站 建设在江河流域水位落差较大的地方，火电厂多建设在 燃料和其他能源的产地或交通方便的地方，而大的电力 负荷中心，则多集中在工业原料产地、工农业生产基地 及大城市等地，因此，发电厂和电力负荷之间，往往相 距甚远，发电厂的电力需要经升压变压器、输电线路、 降压变压器、配电线路、配电变压器，然后供给用户。
电力系统分析
二单位称为电力用户。电力用户 所有用电设备所需功率的总和称为电力负荷。电力用户 按对供电可靠性的要求可分为三类： （1）I类用户：对这类负荷停止供电，会带来人身危险， 设备损坏，产生大量废品，长期破坏生产秩序，给国民 经济带来巨大的损失或造成重大的政治影响。（医院、 科研、军事基地、政府部门、通信等） I类用户对供电可靠性要求： 对I类用户应有两路以上相互独立的电源，其中每一路 电源的容量均应保证在此电源单独供电的情况下就能满 足用户的用电要求，确保当任何一路电源发生故障或检 修时，都不会中断对用户的供电。
电力系统分析
二、电力系统的组成
(2)Ⅱ类用户：对这类负荷停止供电，会造成大量减产， 城市公用事业和人民生活受到影响等（交通照明、大工 厂等）。 Ⅱ类用户对供电可靠性要求： 对Ⅱ类用户应设置专用供电线路，条件许可时也可采 用双回路供电，并在电力供应出现不足时优先保证其电 力供应。 (3)Ⅲ类用户：一般是指短时停电不会造成严重后果的用 户，如工厂附属车间、小城镇、小加工厂等。 Ⅲ类用户供电可靠性要求： 对Ⅲ类用户可以只设一路电源供电，当系统发生事故， 出现供电不足的情况时，应首先切除Ⅲ类用户的用电负 荷，以保证I类、Ⅱ类用户的用电。
二、电力系统分析基础知识
电力系统分析基础知识一、电力系统的基本概念No.1 电力系统的组成和接线方式1、电力系统的四大主要元件：发电机、变压器、电力线路、负荷。
2、动力系统包括动力部分（火电厂的锅炉和汽轮机、水电厂的水库和水轮机、核电厂的核反应堆和汽轮机）和电力系统。
3、电力网包括变压器和电力线路。
4、用户只能从一回线路获得电能的接线方式称为无备用接线方式。
No.2 电力系统的运行特点1、电能的生产、传输、分配和消费具有：①重要性、②快速性、③同时性。
2、电力系统运行的基本要求：①安全可靠持续供电（首要要求）、②优质、③经济3、根据负荷的重要程度（供电可靠性）将负荷分为三级。
4、电压质量分为：①电压允许偏差、②三相电压允许不平衡度、③公网谐波、④电压允许波动与闪变5、衡量电能质量的指标：①电压、②频率、③波形（电压畸变率）6、10kV公用电网电压畸变率不超过4%。
7、抑制谐波的主要措施：①变压器星三角接线、②加装调谐波器、③并联电容/串联电抗、④增加整流器的脉冲次数8、衡量电力系统运行经济性的指标：①燃料损耗率、②厂用电率、③网损率9、线损包括：①管理线损、②理论线损、③不明线损10、线损计算方法：①最大负荷损耗时间法②最大负荷损失因数法③均方根电流法No.3 电力系统的额定频率和额定电压1、电力线路的额定电压（也称电力网的额定电压）与用电设备的额定电压相同。
2、正常运行时电力线路首端的运行电压常为用电设备额定电压的105%，末端电压为额定电压。
3、发电机的额定电压比电力网的额定电压高5%。
4、变压器的一次绕组相当于用电设备，其额定电压与电力线路的额定电压相同；但变压器直接与发电机相连时，其额定电压与发电机额定电压相同，即为该电压级额定电压的105%。
5、变压器的二次绕组相当于电源，其输出电压应较额定电压高5%，但因变压器本身漏抗的电压损耗在额定负荷时约为5%，所以变压器二次侧的额定电压规定比额定电压高10%。
6、降压变压器二次侧连接10kV线路，当短路电压百分比小于7.5%（变压器本身漏抗的电压损耗较小）时，比线路额定电压高5%。
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电力系统的基本概念
1.2.2 额定电压等级
(1) 意义： 意义： 为进行设备的成批、系列化生产及设备互换， 为进行设备的成批、系列化生产及设备互换，必须规定额 定电压标准——即规定的额定电压等级 定电压标准 即规定的额定电压等级 (2) 标准额定电压的分类及适用范围： 标准额定电压的分类及适用范围： 100V以下：蓄电池、安全照明 以下： 以下 蓄电池、 500V以下：一般工、民用电气设备 以下： 以下 一般工、 1000V以上：高压电气设备 以上： 以上
第一章 电力系统的基本概念
1.2 电力系统的额定电压和额定频率
1.2.2 电气设备额定电压的配合 (4) 变压器分接头 举例——SF31500/220 ±2× 2.5% ⑧ 举例 ×
第一章 电力系统的基本概念
1.2 电力系统的额定电压和额定频率
1.2.2 电气设备额定电压的配合 (5) 网络平均额定电压 VN：500 330 220 110 35 10 6 3 0.38 Vav：525 345 230 115 37 10.5 6.3 3.15 0.4 变压器平均变比k 变压器平均变比 av：变压器两侧网络平均额定电压之比 2× 2.5%，升压型、 例： SF31500/220 ±2× 2.5%，升压型、降压型变压器一律 为： kav =230/10.5 不同电压等级的适用范围： (6) 不同电压等级的适用范围：
第一章 电力系统的基本概念
1.2 电力系统的额定电压和额定频率
1.2.2 电气设备额定电压的配合
(1)基本原则： 基本原则： 基本原则 一般允许电气设备正常运行电压为额定电压的0.95~1.05 ① 一般允许电气设备正常运行电压为额定电压的 电压偏移± ％ （电压偏移±5％），并尽量运行在额电压 线路电压损耗一般为10% ② 线路电压损耗一般为 (2)线路沿线电压的理想分布： 线路沿线电压的理想分布： 线路沿线电压的理想分布
工厂供电第一章概论
工厂供电第一章
三、三相交流电网和电力设备的额定电压
电气设备：电力系统(除用电环节)所用的设备。 电器设备：包含用电设备。 电力设备：同电器设备。
电器设备的额定电压：电器设备铭牌上标出的线 电压。 电器设备的额定电压是电器设备正常工作且具有 最佳技术经济指标的电压。
工厂供电第一章
1、电网的额定电压
.A . B C
N PE
工厂供电第一章
c、TN-C-S 系统
TN-C-S 系统靠近电源端的部分全为 TN-C 系统， 然后有一部分为 TN-S 系统。
.A .
注意： TN-C-S 系统的N线和 PE 线 一 旦 分 开，不允许再 合并。
B C
PEN
工厂供电第一章
2、TT 系统 TT 系统电源中性点直接接地，所有设备的外露可 导电部分均各自经 PE 线单独接地。
工厂供电第一章
在 220/380V 低压配电系统中，广泛采用中性点直 接接地的运行方式。其目的是： 1、满足 220V 单相用电设备工作电压的要求； 2、有利于低压用电设备的外壳及外露可导电部分 实行接地。 这种接地称为保护接地。 保护接地：为防止设备漏电或意外带电造成触电 事故，将电气设备的金属外壳及金属支撑物用良导体 与大地(接地装置)之间作良好连接。
要求而进行的一种接地。
工厂供电第一章
工厂供电系统的高压系统电压在 110kV 以下，一 般采用中性点不接地的运行方式。 如果单相接地电流大于一定数值时 ( 3 ~ 10kV 系 统中，接地电流大于 30A； 20kV 及以上系统中，接 地电流大于 10A )，则应采用中性点经消弧线圈接地 的运行方式。 采用这种接地方式的特点是，当系统发生单相接 地故障时，三相设备仍能继续工作，即供电系统在短 时间内可照常运行。
供电技术第一章
35kV～110kV进线
图1-17 扩大桥式接线
1.3
1.3.1
电网中性点运行方式
中性点运行方式分析
1. 中性点运行方式分类 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，其中性点可有以下几种运行方式： （1)中性点直接接地方式 （2)中性点不接地方式 （3)中性点经消弧线圈（电抗器）接地方式 （4)中性点经电阻接地方式
QS5
图1–3 双回路放射式接线(a)
QS1 QF1
QS2
QS3 QF2
QS4
QS6 QF4 QS8
QS5 QF3
QS10
QF5
QS9
QS7
图1–3 双回路放射式接线(b)
QF1
QF2
QF3
QF4
QF5
QF6
QF7
图1-5环式接线
有备用系统优点是：供电可靠性高。缺点是：接 线复杂，不易于发现故障。所以这种接线主要用于 对一级、二级负荷负荷供电。
表1-1
我国交流电力网和电气设备的额定电压
3、 供电系统电压等级的确定
电压等级的确定在供电设计中是十分重要的，电 压等级的确定是否合理将直接影响供电系统设计的技 术、经济上的合理性。确定电压等级时需要考虑以下 主要技术、经济指标： （1）技术指标 主要包括电能质量，供电的可靠性，配电的合理性 及适应将来发展的情况等。 （2）经济指标 主要包括基建投资（线路、变压器和开关设备）， 有色金属消耗量，年电能损失费（包括线路及变压器 的年电能损耗费）及年维修费等。
1.1.2
电力系统的基本概念
1. 电力用户 在各行各业中所应用的各类用电设备统称为电力用户。 在电力系统中，通常将某一个企业或由同一线路供电的 多个企业用电设备的总和看作一个电力用户。 2、发电厂 发电厂是生产电能的工矿企业，其作用就是把非电形式 的能转换成电能。 发电厂的种类很多，根据所利用能源 的不同可分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、 地热发电厂、潮汐发电厂及风力发电厂等。
电力系统基本概念
（4） 不对称短路时系统中将流过不平衡电流，会在邻近平行的通讯线路中感应出很高
的电势和很大的电流，对通讯产生干扰，也可能对设备和人身造成危险。
在以上后果中，最严重的是电力系统并列运行稳定性的破坏，被喻为国民经济的灾难，其次是电流的急剧增大。
除此之外，电力系统中还可能出现一些不正常工作状态，如电气设备超过额定值运行（称为过负荷），它也将使电气设备绝缘加速老化，造成故障隐患甚至发展成故障；如发电机尤其是水轮发电机突然甩负荷引起定子绕组的过电压、电力系统的振荡、电力变压器和发电机的冷却系统故障以及电力系统的频率下降等。系统中的故障和不正常运行状态都可能引起电力系统事故，不仅使系统的正常工作遭到破坏，甚至可能造成电气设备损坏和人身伤亡。
（3） 可能使电力系统运行的稳定性遭到破坏。电力系统发生短路后，发电机输出的电
磁功率减少，而原动机输入的机械功率来不及相应减少，从而出现不平衡功率，这将导致发电机转子加速。有的发电机加速快，有的发电机加速慢，从而使得发电机相互间的角度差越来越大，这就可能引起并列运行的发电机失去同步，破坏系统的稳定性，引起大片地区停电。
十几倍。大型发电机出线端三相短路电流可达几万甚至十几万安培。这样大的电流将产生巨大的冲击力，使电气设备变形或损坏，同时会大量发热使设备过热而损坏。有时短路点产生的电弧可能直接烧坏设备。
（2） 电压大幅度下降。三相短路时，短路点的电压为零，短路点附近的电压也明显下
降，这将导致用电设备无法正常工作，例如异步电动机转速下降，甚至停转。
2、电力系统故障及其危害
凡造成电力系统运行不正常的任何连接或情况均称为电力系统的故障。电力系统的故障有多种类型，如短路、断线或它们的组合。短路又称横向故障，断线又称为纵向故障。
(完整版)电力系统分析(郝亮亮)
1.1 电力系统的基本概念
电力系统由哪些部分组成？
发电机
G
升压变压器
T
架空 输电线路
降压变压器
T
发电厂
输电系统 电力网 电力系统
配电系统
M 动力
照明 负荷
1.1 电力系统的基本概念 1.2 电力系统的运行特点及基本要求 1.3 电力系统的额定参数 1.4 例题：电力系统额定电压确定 1.5 电力系统的接线 1.6 电力系统中的重要变量——功率 1.7 电力系统分析课程简介
1.1 电力系统的基本概念 1.2 电力系统的运行特点及基本要求 1.3 电力系统的额定参数 1.4 例题：电力系统额定电压确定 1.5 电力系统的接线 1.6 电力系统中的重要变量——功率 1.7 电力系统分析课程简介
1.1 电力系统的基本概念
直流输电系统
T
T
G
交流系统
换流站
直流输电线
换流站
1.1 电力系统的基本概念
S=UI 损耗与电流的平方成正比 电压损耗与电流成正比
1.1 电力系统的基本概念 1.2 电力系统的运行特点及基本要求 1.3 电力系统的额定参数 1.4 例题：电力系统额定电压确定 1.5 电力系统的接线 1.6 电力系统中的重要变量——功率 1.7 电力系统分析课程简介
1.1 电力系统的基本概念
成部分结合而成的，具有特定功能的有机整体，而且这个
有机整体又是它从属的更大系统的组成部分。
1.1 电力系统的基本概念
电力系统的定义
发电厂中的发电机、升压和降压变电所、输电线路及 电力用户组成的电气上相互连接的整体，称为电力系统。 它包括了生产、输送、分配和消费的全过程。（狭义，实 际为一次系统）
电力系统基础知识
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。
电力系统稳态分析 作业答案
第一章电力系统的基本概念1．思考题、习题1-1．电力网、电力系统和动力系统的定义是什么答：由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的网络称为电力网。
把生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起组成的整体称为电力系统。
发电厂的动力部分和电力系统合在一起称为动力系统。
1-2．对电力系统运行的基本要求是什么答：（1）保证可靠地的持续供电（2）保证良好的电能质量（3）保证系统运行的经济性。
（4）环保性。
1-3．何为电力系统的中性点其运行方式如何它们有什么特点我国电力系统中性点运行情况如何答：星型连接的变压器或发电机的中性点就是电力系统的中性点。
中性点的运行方式有直接接地和不接地以及中性点经消弧线圈接地。
直接接地供电可靠性低。
系统中一相接地，接地相电流很大，必须迅速切除接地相甚至三相。
不接地供电可靠性高，对绝缘水平的要求也高。
系统中一相接地时，接地相电流不大，但非接地相对地电压升高为线电压。
我国110kV及以上的系统中性点直接接地，60kV及以下系统中性点不接地。
1-4．中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，各相对地电压有什么变化单相接地电流的性质如何怎样计算中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时，接地相电压为0倍，即升高为线电压。
单项接地电流为容性。
接地相的对地电容电流应为其它两非接地相电容电流之和，倍非接地相对地电容电流，也就等于正常运行时一相对地电容电流的3倍。
（可画向量图来解释）1-5．消弧线圈的工作原理是什么补偿方式有哪些电力系统一般采用哪种补偿方式为什么消弧线圈就是电抗线圈。
中性点不接地系统中一相接地时，接地点的接地相电流属容性电流，通过装消弧线圈，接地点的接地相电流中增加了一个感性分量，它和容性电流分量相抵消，减小接地点的电流。
使电弧易于熄灭，提高了供电可靠性。
补偿方式有欠补偿和过补偿，欠补偿就是感性电流小于容性电流的补偿方式，过补偿就是感性电流大于容性电流的补偿方式。
电力系统
三、联合电力系统
☺ 优点 � 缺点
11
§1-3 电力系统的结线方式和电压等级
一、电力系统的结线方式
1. 电力系统的结线方式
� 有备用结线 � 无备用结线
Байду номын сангаас
2. 电力网的结构
分分层层结结构构
输电网 二级输电网 配电网
12
§1-3 电力系统的结线方式和电压等级
二、电力系统的电压等级
额定 电压等级 电力系统的额定 额定电压等级 1. 电力系统的
运行情况
正常运行 事故运行 中、小容量系统 大容量系统 ≤30min ≤15min 绝不允许低于
允许偏差/Hz 允许标准时钟误差 /s
±0. 5 0.5 ±0.2 ±1 ±1.5 −4 40 30
10
§1-2 电力系统运行的基本要求
经济性 保证电力系统运行的经济性 3. 保证电力系统运行的
� 燃料耗量 ——发电厂生产单位电能所消耗的一次能源 ） （比耗量 比耗量） � 线损率 � 厂用电 ——电力网络中消耗的电能与向电力网络供 应电能的比值，通常用百分值表示 ——发电厂本身消耗的功率
� 过渡过程非常短暂
基本要求 二、 对电力系统运行的 对电力系统运行的基本要求
供电可靠性 保证供电可靠性 1. 保证
� 电力系统的事故原因 � 措施 三级 � 根据对供电可靠性的要求将负荷分为 根据对供电可靠性的要求将负荷分为三级
8
§1-2 电力系统运行的基本要求
电能质量 2. 保证 保证电能质量
� 电压 ——一般规定 电压偏移 不超过额定电压的 ±5% 一般规定电压偏移 电压偏移不超过额定电压的
电压与其 线路运行 线路运行电压与其 数值差 额定电压的 额定电压的数值差
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电力系统分析
二、电力系统的组成
电力系统可分为一次系统和二次系统。 电力系统中，发电机、变压器、线路和受电器等直 接参与生产、输送、分配和使用电能的电力设备常 称为主设备或一次设备，由它们组成的系统称为一 次系统。 对电气一次设备及系统的工作状况进行监察、测量、 控制、保护和调节的辅助性电气设备，习惯上将它 们称为二次设备，组成的系统称为二次系统。
电力系统分析
一、电力生产
电力生产的主要环节： 发电、输电、配电、变电、用电
输电
发电
用电 配电
变电
起变换电压，控 制电力流向，分 配电力和保证电 压质量的作用。
利用电能生产设 用户的用电设备 将由输电网输送 将电能由各发电 备将各种一次能 将电能转化成其 来的电能再通过 厂送往电力用户 他形式的能。 源或其他形式的 配电网直接或再 或用电负荷中心 能转换成电能。 降低电压后送到 的过程称为输电。 用户使用。 (交流、直流)
电力系统分析
§1-1电力系统的组成及特点
一、电力生产 二、电力系统的组成 三、电力系统的发展历史与现状 四、电力系统的特点 五、对电力系统的基本要求
电力系统分析
三、电力系统的发展历史与现状
1831年法拉第发现了电磁感应定律，促进了发电机 和电动机的发明，从而开始了电能的生产和使用
1882年在法国形成了世界上第一个完整的电力系统， 首先实现了电压在1000伏以上的直流输电 1891年制成三相变压器和三相异步电动机的基础上， 德国首次实现了三相交流输电
电力系统分析
二、电力系统的组成
【电力网】 = 各类变压所 + 输、配电线路 电力网简称电网，是电力系统的重要组成 部分，是发电厂和电力用户之间必不可少 的中间环节。它由各种电压等级的输配电 线路及其两端的变电站组成，其分类如下： 1）按结构分为开式网和闭式电网； 2）按作用分； 3）按电压等级分。
在我国，1882年上海有了第一座发电厂。
改革开放以来，我国电力系统建设步伐不断 加快。截至2011年底，全国发电装机容量累 计105576万kW。 目前，我国最高输电电压等级：交流1000kV, 直流±800kV。
电力系统分析
三、电力系统的发展历史与现状
截至2014年底，我国累计建成“三交四直”特 高压工程。其中，三交：晋东南—南阳—荆门、 淮南—浙北—上海、浙北—福州；四直：向家 坝—上海、锦屏—苏南、哈密南—郑州、溪洛 渡—浙西。
电力系统分析
二、电力系统的组成
1、发电厂：发电厂是电力系统的中心环节，它的基本任 务是把一次能源转变成电能。用于发电的一次能源主要 有石油、天然气、煤炭、水力和核能。发电机组的单机 容量随着负荷的不断增长、电力系统的不断扩大及科学 技术的发展，还在不断地增大。 发电厂一般建设在动力资源比较丰富的地区，如水电站 建设在江河流域水位落差较大的地方，火电厂多建设在 燃料和其他能源的产地或交通方便的地方，而大的电力 负荷中心，则多集中在工业原料产地、工农业生产基地 及大城市等地，因此，发电厂和电力负荷之间，往往相 距甚远，发电厂的电力需要经升压变压器、输电线路、 降压变压器、配电线路、配电变压器，然后供给用户。
一、电力生产 二、电力系统的组成 三、电力系统的发展历史与现状 四、电力系统的特点 五、对电力系统的基本要求
电力系统分析
五、对电力系统的基本要求
1．最大限度地满足用户的需求
保障供电是电力部门的首要任务。
2．保证连续可靠的供电
供电的中断将使生产停顿、生活紊乱，甚至 危害到设备和人身的安全，造成十分严重的后果。 供电中断给国民经济造成的损失远远超过对电力 系统本身造成的停电损失。因此，电力系统运行 要满足连续可靠的要求。
电力系统分析
五、对电力系统的基本要求
3．保证良好的电能质量
电能质量指标是指电压、频率和波形三者的变化不 能超过允许的波动范围
电压的允许波动范围：一般为用电设备额定电压的 ±5％；
频率的允许偏移为50Hz±(O.2～0.3)Hz； 波形应为标准正弦波且谐波不应超过标准。
电力系统分析
五、对电力系统的基本要求
电力系统分析
三、电力系统的发展历史与现状
目前，世界上最高线路电压为1150kV（前苏联）。
随着输电距离及容量的不断增大，电力系统运行的 稳定性问题日益突出。20世纪50年代开始直流输电 又重新被人们所认识和利用。现在，世界上出现了 许多超高压直流输电系统。
电力系统分析
三、电力系统的发展历史与现状
电力系统分析
二、电力系统的组成
(2)Ⅱ类用户：对这类负荷停止供电，会造成大量减产， 城市公用事业和人民生活受到影响等（交通照明、大工 厂等）。 Ⅱ类用户对供电可靠性要求： 对Ⅱ类用户应设置专用供电线路，条件许可时也可采 用双回路供电，并在电力供应出现不足时优先保证其电 力供应。 (3)Ⅲ类用户：一般是指短时停电不会造成严重后果的用 户，如工厂附属车间、小城镇、小加工厂等。 Ⅲ类用户供电可靠性要求： 对Ⅲ类用户可以只设一路电源供电，当系统发生事故， 出现供电不足的情况时，应首先切除Ⅲ类用户的用电负 荷，以保证I类、Ⅱ类用户的用电。
4．保证电力系统运行的经济性
电力系统运行时，要尽可能地降低发电、变电 和输配电过程中的损耗，最大限度地降低电能成本。
5.节能和环保
节能降耗和降污减排是一项全社会任务，是构 建和谐社会的重要因素。国家大力推动新能源开发。
电力系统分析
本节总结
掌握电力系统组成及系统运行特点，运 行基本要求；
电力系统分析
发电
电力系统分析
输电
电力系统分析
变电
电力系统分析
§1-1电力系统的组成及特点
一、电力生产 二、电力系统的组成 三、电力系统的发展历史与现状 四、电力系统的特点 五、对电力系统的基本要求
电力系统分析
二、电力系统的组成
电力系统分析
二、电力系统的组成
【电力系统】 = 发电厂（电气部分） +各类 变电所 + 输、配电线路 + 用电设备（电力 用户,负荷） 【动力系统】 = 动力装置 + 电力系统 + 热 力用户
电力系统分析
第一章 电力系统基本知识
§1-1 电力系统的概念、组成及特点
§1-2
§1-3 §1-4
发电厂和变电所的类型及设备
电力系统的额定电压和接线方式 电力系统中性点接地方式
电力系统分析
§1-1电力系统的概念、组成及特点
一、电力生产 二、电力系统的组成 三、电力系统的发展历史与现状 四、电力系统的特点 五、对电力系统的基本要求
§1-1电力系统的组成及特点
一、电力生产 二、电力系统的组成 三、电力系统的发展历史与现状 四、电力系统的特点 五、对电力系统的基本要求
电力系统分析
四、电力系统的特点
1．发供用电的同时性（电能不能够大量储存） 2．与国民经济各部门关系密切
3．过渡过程的短暂性
电力系统分析
§1-1电力系统的组成及特点
电力系统分析
二、电力系统的组成
4、电力用户：使用电能的单位称为电力用户。电力用户 所有用电设备所需功率的总和称为电力负荷。电力用户 按对供电可靠性的要求可分为三类： （1）I类用户：对这类负荷停止供电，会带来人身危险， 设备损坏，产生大量废品，长期破坏生产秩序，给国民 经济带来巨大的损失或造成重大的政治影响。（医院、 科研、军事基地、政府部门、通信等） I类用户对供电可靠性要求： 对I类用户应有两路以上相互独立的电源，其中每一路 电源的容量均应保证在此电源单独供电的情况下就能满 足用户的用电要求，确保当任何一路电源发生故障或检 修时，都不会中断对用户的供电。
电力系统分析
二、电力系ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的组成
2、变电站：发电厂和电力负荷中心之间往往相距数十公 里、数百公里乃至数千公里，电能在输送过程中，会产 生电压降落、功率损耗和电能损耗。在远距离的电能输 送中，为提高电能质量，提高供电的经济性，必须在电 源端提高电压，升压变压器即用于此目的。电能经过高 电压远距离输送到负荷中心后，又必须由降压变压器把 电压降到安全经济的电压等级。变电站是由变压器及相 应的开关等电气设备构成的变换电能的系统。根据变电 站在电力系统中所处的位置及作用，变电站分为枢纽变 电站、中间变电站和终端变电站。枢纽变电站在电力输 送和分配中起着重要的作用。
电力系统分析
二、电力系统的组成
3、输电线路：大多数发电厂远离负荷中心，例如我国的煤炭 资源主要集中在山西、陕西北部、内蒙古、河南西部等，水力 资源主要分布在我国的西南、西北。而负荷中心在东部、南部， 沿海的用电负荷占全国的75%。这就需要用电力线路作为传输 电能的通道，将发电厂的电能送往负荷中心的电力线路则称为 输电线路。目前有两种输电方式，三相交流输电和超高压直 流输电，而三相交流输电为我国主要的输电方式。我国三相 交流输电线路的最高电压等级为1000kV，直流输电线路为 ±800kV。 电力线路分为架空线和电缆线路两种。架空线是将导体架设 在线路杆塔上，电缆线一般敷设在地下。由于架空线的建设费 用比电缆线路要低的多，而且架空线便于施工、维护和检修， 因此在电力网中绝大多数线路采用架空线，当受环境限制不能 采用架空线时才考虑电缆线路，如大城市的配电网。
经过一百多年的发展，形成电压愈来愈高、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。