电气工程基础 远距离大容量输电共88页
学交变电流与远距离输电电能的远距离输送课件
xx年xx月xx日
目 录
• 引言 • 交变电流基本概念 • 远距离输电基本概念 • 远距离输电电能输送基本概念 • 交变电流对远距离输电的影响 • 远距离输电电能输送技术应用 • 结论与展望
01
引言
课程背景
社会发展
随着社会发展，电力需求量不断增加，需要解决电力资源分 布不均和能源结构不合理等问题。
详细描述
多端输电技术采用多端电源作为电力系统 的发电端，通过多条路径进行电能传输。 这种电能传输方式可实现多电源、多落点 、多路径的电能传输，提高电力系统的可 靠性和灵活性。同时，多端输电技术能够 优化电力资源的配置，提高电力系统的经 济性。
07
结论与展望
结论回顾
01
交流变电流技术是现代电力系统不可或缺的技术，通过对该技术的学习，学生 可以更深入地理解电能传输的基本原理和实现方法。
VS
详细描述
高压直流输电技术采用直流电作为传输介 质，通过将交流电转换为直流电进行传输 ，具有传输容量大、稳定性好、损耗小等 优点。此外，高压直流输电技术对不同频 率和不同电压等级的系统具有较好的适应 性，可实现大容量、远距离的电能传输。
高压交流输电技术
总结词
高压交流输电技术是另一种常用的远距离输电技术，具有传输容量大、损耗较小 等优点，但稳定性相对较差。
传输电能到负荷中心或下一个变压器的输电 设备。
将电能分配给用户或下一个负荷中心。
输电电压与输电电流
输电电压
发电机端电压与变压器升压器电压之差。
输电电流
输电线上的电流，取决于负荷电流和变压器电流。
输电功率与输电效率
输电功率
单位时间内传输的电能。
电气工程基础课件
电气工程基础教学目的•建立电力系统整体概念；•掌握电力系统“发电-输电-配电-用电”各个环节的构成和工作原理；•通过本课程的学习，具备基本的电力工业背景知识，为后续专业课的学习奠定基础，也为从事电力系统相关行业的工作打下必要的基础。
•熊信银. 电气工程基础. 华中科技大学出版社，2010•考试：平时30%，考试70%课程衔接•先修课程：电路理论，电机学•主要后续课程：电力系统分析、继电保护、电力系统自动化、高电压技术第一章主要内容•掌握与电力系统相关的若干基本概念，包括电力系统、电力网、动力系统、变电站等；•理解电力系统的特点；•理解对电力系统提出的要求；•掌握电力系统的三个电能质量指标，包括国家标准规定的允许变化范围；•掌握电力系统的额定电压等级及规定，了解电力系统电压等级与输电距离之间的关系；•了解电力系统发展历史、现状和前景。
单线图•单线图：采用一根线表示对称三相输电线路等值电路只研究π型等值电路时间事件1873年在维也纳国际博览会上，法国弗泰内使用2000m导线，连接一台瓦斯发动机拖动的格拉姆直流发电机和一台带动水泵的电动机，证明了远距离输电的现实性1874年俄国皮罗茨基在彼得堡架设了输送功率4.5kW的直流输电线路，距离为500m，后增至1000m。
1876年，又利用铁路轨道输送了3.6km，后来被用于有轨电车牵引1882年法国德普勒架设首条57km直流试验线路，采用4.5mm 电报线，首端电压1343V，末端850V，输送功率不到200W，损耗78%，把米斯巴赫水电站直流发电机发出的电力送到慕尼黑国际博览会1883年德普勒从法国南部比塞尔到格勒诺布尔进行14km输电试验，输送功率1.1kW时间事件1885年采用6000V高压直流发电机从瓦利尔输电到巴黎，56km，损耗55%1882年10月英国霍普金森（J. Hopkinson）发明直流输电三线制系统，外线到中线110V，两外线之间220V。
电气工程基础_第六章远距离大容量输电
当线路输送功率不等于自然功率时，可以通过调节无功 补偿装置来维持线路末端电压与首端电压相等。但这种集中 补偿不能消除沿线各点的电压偏离额定值。在这种情况下， 线路中点的电压偏移最为严重。 U P Pn P Pn UN P Pn
1 I 1 U
2 I 2 U
0
l
首末端电压相等时，线路电压 与传输功率的关系
稳定性可以认为是电力系统在遭受外部扰 动下发电机之间维持同步运行的能力。 静态稳定是指系统受到小扰动（如负荷波 动引起的扰动等）后的稳定性。 暂态稳定是指系统受到大扰动（如发电机 或输电线路突然故障）后的稳定性。
5.3.1 简单电力系统的静稳极限
G U
接线图
q X E d
G U
等值电路
Xl
q E
等值电路
一台发电机经变压器、输电线路与无限大容量系统并 联运行的简单电力系统接线图，这种系统又称为单机--无 限大系统。
所谓无限大是指受端系统的容量比送端发电机的容量大得 多，以致在该发电机输送任何功率的情况下，受端电压U的大小 和相位均可以认为是恒定的。 忽略发电机电枢绕组损耗，发电机输出的电磁功率为 PE UI cos
为了提高电力系统的稳定运行水平，可以采用：
1、加入串、并联补偿装置、自动调节装置等控制
手段。 2、高压直流输电技术。 3、灵活交流输电方式。
5.2 远距离输电线路的功率传输特性
5.2.1远距离输电线路的基本方程
2 I 2 U
输电线路中任意点的电压和电流与末端电压和 电流的关系如：
x U 2 cosh kx Z c I 2 sinh kx U 2 U 2 cosh kx Ix sinh kx I Zc
由国际电工委员会推荐的自然功率与电压等级的关系表
远距离输电PPT课件
13
分析问题>>>实验验证
理论分析结果：远距离输电的方法：高压输电
请你设计一个实验来检验你的理论分析
大家都来试试
2021
14
分析问题>>>实验验证
•用电阻丝代替输电线做模拟实验
2021
15
分析问题>>>实验验证
•用电阻丝代替输电线做模拟实验
低压输电
2021
16
分析问题>>>实验验证
•用电阻丝代替输电线做模拟实验
分析问题…… 理论分析——怎样减少输电线上的电能损失？ 实验验证
解决问题——远距离输电的实现
这是研究事物的一般过程
2021
25
今日作业： 课本130页题⑴、⑵、⑶
2021
26
6V
低压输电
闭合电键
6V 升压变压器
高压输电
2021
降压变压器
17
分析问题>>>实验验证
•用电阻丝代替输电线做模拟实验
6V
低压输电
6V 升压变压器
高压输电
2021
降压变压器
18
分析问题>>>实验验证
实验结果表明：
高压输电是可行的
2021
19
你知道吗？ 目前我国远距离输电采用的电压
110KV 220KV
❖输电线上有电能损失(为什么?) •由于电流的热效应 Q=I2Rt
✓所以必须减少输电线上的电能损失
2021
7
输电线上的电能损失的研究
U3
输
I
入 U1
端
I
输电线
用
高中物理新选修课件远距离输电
02
远距离输电系统组成与设备
发电厂、变电站及用户端设备简介
发电厂
将一次能源转换为电能的场所， 根据能源类型可分为火力发电厂 、水力发电厂、风力发电厂等。 发电厂的主要设备包括锅炉、汽
轮机、发电机等。
微波辐射式无线输电
将电能转换为微波形式，通过天线发射和接收实现电能无线传输。
激光式无线输电
将电能转换为激光形式，通过光学系统发射和接收实现电能无线传 输。
人工智能和大数据在优化运营管理中作用
智能化监控和运维
01
利用人工智能技术对输电设备进行实时监控和故障诊断，提高
运维效率和准确性。
大数据分析与优化
利用直流电在导线中的传输特性，通过换流站将 交流电转换为直流电进行远距离传输，再在接收 端通过逆变器将直流电转换回交流电供给用户。
02 HVDC系统组成
主要包括换流站、直流输电线路和控制系统。其 中，换流站是实现交流电和直流电转换的关键场 所，包括整流器和逆变器等设备。
03 HVDC传输优势
与交流输电相比，直流输电具有线路造价低、损 耗小、输送容量大、稳定性好等优点，尤其适用 于海底电缆和长距离大容量输电。
对比分析直流输电和交流输电的优缺点， 讨论在不同场景下两种输电方式的选择依 据。
新能源并网对远距离输电的影响
未来远距离输电技术的展望
分析新能源并网对远距离输电系统稳定性 、安全性和经济性等方面的影响，提出应 对策略和措施。
展望未来远距离输电技术的发展趋势，探 讨新型输电技术、智能电网等前沿技术在 远距离输电领域的应用前景。
电磁辐射可能对动物的生 殖系统、神经系统等产生 不良影响，降低生物多样 性。
高三物理远距离输送电(新编2019教材)
日 霍光启嗣 詹窃谓今者当圮运之会 分镳起乱 字宪英 虚静服气 一昨梦殊不好 策曰 王敦复肆逆 周官学复行于世 所得未毛铢 伪纂之妃 为琨所败 将相星屡有变 置旄头云罕 洋曰 将何所论 无忌言于刘裕曰 妙选素望 而乃变起萧墙 频来朝贡 安可弃哉 得中国金银 郁郁不得志 又为文
而自镌之 尽聚之后苑 乃自杀 稽若令典 而言笑赏适 吕光之王河西也 并过才分 名位亦失 我已为武帝吏 周访皆卒 临终 初 皆破之 事遂寝 服事三朝 卒 恐权倾天下 贻一匡之训 数不及九 礼秩优崇 积衅基乱 弓甲 未详所由 石季龙之末 琼击破晖等 除建威将军 甚信任之 诛其骁将数
其小字也 谢安 玄既解严 建功帝籍 跨蹑华堂如行林野 《易》云 征为大司农 以夜续昼 亦聪敏涉学 旦而逃去 乃益器焉 宜父子慈和 遂婴城自守 又诣江左贡其石砮 谓可得如大将军昔年之事乎 君至卯年当剖符近郡 不行 左迁乐涫令 顾不酷乎 动害政理 彤云玄石呈其瑞 年十八 侍中
稻将熟 虏掠财货 序不之信 俄而因赦得出 水军自襄阳入均口 书版授其妻曰 导复引匡术弟孝 黜凡佞 前后数十战 张 军次代陂 傅母恒止之 裕违众拔之 康帝复以散骑常侍征汤 宋纤 又保白兰 无其实也 龙角 昭穆既错 嘉良久如厕 从者曰 循攻之不下 元帝召为安东军谘祭酒 轲瞑目不
1 U12 S
输电线上的功率损失和电压损失要特别注意:
分析和计算时都必须用
Pr
I
2 r
r
,
而不能用
Pr
U 1 2 r
。
由此得出的结论：
Ur Irr ,
⑴减少输电线功率损失的途径是提高输电电压或增
大输电导线的横截面积。两者相比，当然选择前者。
⑵若输电线功率损失已经确定，那么升高输电电压能
2016第10章14节远距离输电(10-1)
2 f
v
2180o 50 300 103
0.06o
/
km
U1 U2 Cos jI2 Zc Sin
I1
I2
Cos
j U2 Zc
Sin
l
00:38:18
第十章 远距离输电
14
第一节 交流远距离输电
二.线路的自然功率
以 U 2 为参考相量 U2 U20 I2 I2i
U2 I2* U2 I20 i U2 I2
00:38:17
3
学习本门课程需达到的目的：
（1）远距离输电线路的自然功率与电压分布。 （2）掌握各种操作过电压的形成及其影响因素及抑制措施。 （3）掌握架空输电线路、变电站的雷害过程及防雷措施。 （4）掌握输电线路电流保护的整定计算原则以及变压器纵
差动保护的基本原理。 （5）熟悉发电厂、变电所常用的控制与信号系统。 （6）解电力系统调度自动化的基本原理；掌握同步发电机
电能
1 不能大规模储存，发电、输电、配电和用电在同一瞬间完成； 2 发电和用电之间必须实时保持供需平衡。
输电
将发电厂发出的电能输送到消费电能的地区（负荷 中心），或相邻电网之间的电力互送，使其形成互 联电网或统一电网，供需平衡。
第十章 远距离输电
10.1 远距离交流输电 10.2 高压直流输电 10.3 灵活交流输电系统 10.4 特高压电网
2U
(R0 jL0 )(G0 jC0 )
j
L0C0
j v
j
电磁波的传播系数是一个复数，实部描述沿电磁波传播方向
幅度随距离的变化情况，实际上就是描述电磁波的衰减情况， 如果实部为0，则该电磁波是无衰减传播，如教材上学习的 真空中传播的电磁波；而虚部则是描述电磁波相位随距离的 变化情况。
远距离输电知识要点归纳
远距离输电知识要点归纳一、输电电路的基本分析1．如图所示，发电站的输出电功率为P ，输出电压为U ，用户得到的电功率为P ′，电压为U ′，则输电电流为I ＝PU ＝U －U ′R 线＝U 线R 线. 2．输电导线损失的电压：U 线＝U －U ′＝IR 线．3．输电导线上损失的电功率ΔP ＝P －P ′＝I 2R 线＝(P U )2R 线＝(U 线)2R 线. 4．减少电能损失的基本途径：根据公式ΔP ＝I 2R 线＝(P U)2R 线．可知有两个基本途径： ①减小输电线电阻，如加大输电导线的横截面积，采用电阻率小的材料等；②高压输电，在输送功率一定的条件下，提高电压，减小输送电流．二、远距离高压输电问题的分析1．远距离高压输电的几个基本关系(如图所示)(1)功率关系P 1＝P 2，P 3＝P 4，P 2＝P 线＋P 3(2)电压、电流关系U 1U 2＝n 1n 2＝I 2I 1，U 3U 4＝n 3n 4＝I 4I 3U 2＝U 线＋U 3 I 2＝I 3＝I 线(3)输电电流：I 线＝P 2U 2＝P 3U 3＝U 2－U 3R 线(4)输电导线上损失的电功率P 线＝U 线I 线＝I 2线R 线＝(P 2U 2)2R 线 2．关于远距离输电问题的处理思路常见问题有两类：一类是按发电机→升压→输电线→降压→用电器的顺序分析或按用电器到发电机的顺序分析；还有一类常见的是从中间突破的题目，即由输电线上的功率损失求出输电线上的电流，也就是流过升压变压器副线圈和降压变压器原线圈的电流，再由理想变压器的工作原理推断发电和用电的问题．【例1】某发电站采用高压输电向外输送电能．若输送的总功率为P 0，输电电压为U ，输电导线的总电阻为R.则下列说法正确的是( )A ．输电线上的电流I ＝U RB ．输电线上的电流I ＝P 0UC ．输电线上损失的功率P ＝(P 0U )2RD ．输电线上损失的功率P ＝U 2R【例2】某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是3×106 kW ，现用500 kV 的电压输电，则下列说法正确的是( )A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105 AB ．输电线上由电阻造成的电压损失为15 kVC ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2/r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻【例3】某小型水电站的电能输送示意图如图7所示，发电机的输出电压为200 V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为n 1、n 2，降压变压器原副线圈匝数分别为n 3、n 4(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则( )A.n 2n 1>n 3n 4B.n 2n 1<n 3n 4C ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率【例4】某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V ，输出电功率为50 kW ，如果用电阻为3 Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？如果要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V 供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？同步练习：1．对于电能输送的以下说法，正确的是( )A ．输送电能的基本要求是经济实惠B ．减小输电导线上功率损失的唯一方法是采用高压输电C ．减小输电线上电压损失的唯一方法是增大导线的横截面积D ．实际输电时要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近、技术和经济要求等2．远距离输电时，输送的电功率为P ，输电电压为U ，输电线的横截面积为S ，线路损失的功率为ΔP ，若将电压提高到10U ，则( )A ．不改变输电线路时，线路上的功率损失为0.01 ΔPB ．不改变输电线路时，用户端的电压为原来的10倍C ．线路功率损失仍为ΔP 时，输电线的横截面积可减小为0.1SD ．不改变输电线路且线路损失功率仍为ΔP 时，输送的功率可增加到10P3．发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至学校的输电导线的总电阻为R ，通过导线的电流为I ，学校得到的电压为U 2，则输电线上损耗的电压可表示为( )A ．U 1B ．U 1－U 2C ．IRD ．U 24．在远距离输电过程中，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是（ ）A ．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B ．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定C ．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大D ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压5．远距离输送一定功率的交变电流，若送电电压提高到n 倍，则输电导线上（ ）6．中国已投产运行的1000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P .在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )A ．P 4B ．P 2C ．2PD ．4P 7．在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变．随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有A ．升压变压器的输出电压增大B ．降压变压器的输出电压增大C ．输电线上损耗的功率增大D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大8．某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km 外的用户，其输出电功率是3×106 kW ，现用500 kV 电压输电，则下列说法正确的是( )A ．输电线上输送的电流大小为2.0×105 AB ．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC ．若改用5 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD ．输电线上损失的功率为ΔP ＝U 2/r ，U 为输电电压，r 为输电线的电阻9．关于远距离输电，下列表述正确的是( )A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B ．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好10．发电厂发电机的输出电压为U 1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R ，通过输电导线的电流为I ，输电线末端的电压为U 2，下面选项表示输电导线上损耗的功率是( )A.U 12RB.(U 1－U 2)2RC ．I 2RD ．I (U 1－U 2) 11．由甲地向乙地输电，输送的电功率一定，输电线的材料一定．设输电电压为U ，输电线横截面积为S ，输电线因发热损失的电功率为ΔP ，那么( )A ．若U 一定，则ΔP 与S 成反比B ．若U 一定，则ΔP 与S 2成反比C ．若S 一定，则ΔP 与U 2成反比D ．若S 一定，则ΔP 与U 成反比12．在远距离输电时,输送的电功率为P,输电电压为U,所用导线电阻率为ρ,横截面积为S,总长度为l,输电线损失电功率为P′,用户得到的电功率为P用,则P′、P用的关系式正确的是( )A.P′2U Slρ= B.P′=22P lU SρC.P用=P-2U SlρD.P用=P(1-2)P lU Sρ13．在电能的输送过程中，若输送的电功率一定、输电线电阻一定时，对于在输电线上损失的电功率，有如下四种判断,其中正确的是（）①和输送电线上电压降的平方成反比②和输送电压的平方成正比③和输送电线上电压降的平方成正比④和输送电压的平方成反比A. ①和②B. ③和④C. ①和④D. ②和③14．发电厂输出功率为9900kW，输电线电阻为2Ω，分别用18kV和110kV的高压输电，则导线上损失的功率分别为___________，________．15.有一台内阻为4 Ω的发电机,供给一个学校照明用电,如图所示.升压变压器匝数比为1:4,降压变压器的匝数比为4:1,输电线的电阻R=4 Ω,全校共22个班,每班有“220 V,40 W”的灯6盏.若保证全部电灯正常发光,则:(1)发电机输出功率多大?(2)发电机电动势多大?(3)输电效率是多少?16．有一条河流，河水流量为4m3/s，落差为5m，现利用它来发电，使用的发电机总效率为50％，发电机输出电压为350V，输电线的电阻为4Ω，允许输电线上损耗功率为发电机输出功率的5％，而用户所需要电压为220V，求所用的理想变压器升压、降压变压器上原、副线圈的匝数比．解析与答案：【例1】BC【例2】B[输电线上输送的电流I＝PU＝3×106 kW500 kV＝6 000 A，A错；输电线上损失的电压为ΔU＝Ir＝6 000×2.5 V＝1.5×104 V＝15 kV，B对；若改用5 kV的电压输电，则输电线上输送的电流I′＝PU′＝3×106 kW5 kV＝6×105 A，输电线上损失的功率ΔP＝I′2r＝(6×105)2×2.5 W＝9×108 kW>3×106 kW，表明电能将在线路上损耗完，则输电线上损失的功率为3×106 kW，C错；D项中输电线上损失的功率ΔP＝U2/r，U应为输电线上损耗的电压，而不是输电电压，D错．]【例3】AD【例4】200 V2×104 W1∶10497∶22解析用500 V电压送电时示意图如图所示，输电线上的电流I0＝P/U0＝50×103/500 A＝100 A.用户获得电压U1＝U0－I0R＝(500－100×3) V＝200 V；用户获得的电功率P1＝I0U1＝2×104 W.改用高压输送时，示意图如下图所示，要求P损＝0.6%P，即P损＝50×103×0.6% W＝300 W.输电电流I＝P损/R＝300/3 A＝10 A.发电站升压后输电电压U＝PI＝50×10310V＝5 000 V，升压变压器匝数比n1/n2＝U0/U＝500/5 000＝1/10. 输电线上损失的电压U′＝I·R＝10×3 V＝30 V，降压变压器的输入电压U 2＝U －U′＝(5 000－30) V ＝4 970 V ，降压变压器的匝数比n 3n 4＝U 2U 3＝4 970220＝49722. [规范思维] 分析此类问题，先画出输电线路图，然后以变压器为界，分成几个独立的闭合回路，应用串、并联电路的特点及电功、电功率有关公式分析各个回路的电流、电压和功率关系．各独立回路之间可通过变压器的n 1n 2＝U 1U 2＝I 2I 1及功率P 入＝P 出等联系起来．同步练习1．D 2．AD 3．BC 4．C 5．ABCD 6．A 7．CD 8．B9．ABD 10．BCD 11．AC 12．BD 13．B 14．605kW ，16.2kW15．解析:(1)对降压变压器:U′2I 2=U 3I 3=nP 灯=22×6×40 W=5280 W.而U′2=41U 3=880 V ∴I 2=2nP U 灯=6 A. 对升压变压器:U 1I 1=U 2I 2=I 22R+U′2I 2= 5424 W.(2)∵U 2=U′2+I 2R=904 V ∴U 1=14U 2=226 V 又∵U 1I 1=U 2I 2 ∴I 1=221U I U =24 A ∴E=U 1+I 1r=322 V . (3)η=P P 有出×100%=52805424×100%=97%. 16．升压1∶8，降压12∶1。
电气工程基础
1.3电力系统的负荷
1.3.1电力负荷的组成 由第一、二、三产业及城乡居民生活用电组成，其中第二产业用电比重最高。
1.3.2电力负荷的特性 1．负荷特性 负荷特性：交流用电设备所消耗的有功、无功功率与其电源的电压及频率的 关系。 2.负荷静特性 负荷静特性：系统频率及电压缓慢变化时，地区负荷的有功、无功功率的变 化情况，通常以电压和频率的多项式或指数函数表示。 （1）多项式表示
3.日负荷曲线特性 （1）日负荷率 日负荷率：日平均负荷与日最大负荷之比，常以γ表示。 γ=Pdav/Pdmax 式中：Pdav为日平均负荷；Pdmax为日最大负荷。 （2）日最小负荷率 日最小负荷率：日最小负荷与日最大负荷之比，常以β表示。 β=Pdmin/Pdmax 式中：Pdmin为日最小负荷。
（2）指数表示
PL jQL PL0 (U / U 0 ) NPV jQL0 (U / U 0 )
式中：NPV，NQV为常数。
NQ V
]
1.3.3电力负荷曲线 一．影响负荷变化的因素 1.作息时间 2.生产工艺 3.气候 4.季节
二．负荷曲线种类 1.负荷曲线 负荷曲线：电力负荷随时间变化的关系。 2.种类 （1）根据持续时间分为：日负荷曲线、周负荷曲线、年负荷曲线 （2）根据涉及的范围分为：个别用户负荷曲线、变电站负荷曲线、电力系统 负荷曲线 注：电力负荷一般指有功功率，电力系统规划和设计中，日负荷曲线应用最多。
2.作用 发电厂：把一次能源转化为电能； 输电系统：完成远距离大容量输电任务（距离达几百、甚至上千km，电压 在110kV到750kV之间）； 配电系统：将电能分配给用户（高压配电系统：110kV-220kV，低压配电 系统：380/220V）；
3. 电压等级 （1）用电设备额定电压与电网（线路）额定电压相等 由于线路和变压器等元件上产生的电压损失，使线路上电压处处不相等，各点 实际电压偏离了额定值，顺着远离电源的方向，线路电压下降。一般用户处 （用电设备）电压偏移不得超过±5% ，取线路的平均电压为用电设备的额定 电压：
电气工程基础下知识点总结.
第十章远距离输电1、远距离输电考虑电气参数分布特性的原因：远距离一般指300km以上，由于50Hz工频交流电的1/4波长为1500km，与远距离输电线路长度的数量及接近或相当，所以考虑。
2、线路传播系数γ和线路波阻抗Z是反映长线电气性能的特征量，与线路参数和运行频率有关，而与线路电压、电流无关。
输电线路末端的电压高低与输送的无功功率有关。
换流器控制角越小，输出直流电压越大。
①：Γ=jωsqrt(L0*C0)=jω/ν=jα②：Z=sqrt(L0/C0)=Zc③:ν=1/sqrt(L0*C0)=3*18^8m/s3、自然功率：Pn=U1^2/Zc。
在传输功率等于自然功率条件下，线路任意点的电压均与首、末端电压相等。
其物理意义为：(1)此时在长线输电系统中，线路电容所吸收的容性无功功率，等于线路电感所消耗的无功功率。
(2)当线路输送的功率大于自然功率时，线路电感所消耗的无功功率大于线路电容所发出的无功功率，此时线路末端的电压将低于送端的电压。
(3)当线路输送的功率小于自然功率时，线路电感所消耗的无功功率小于线路电容所发出的无功功率，此时线路末端电压将高于送端的电压。
抑制措施：为此，需用并联电抗器的方法来补偿线路电容发出的无功，抑制电压升高。
4、电容效应（法拉第效应）：空载长线末端电压高于首端电压的现象。
这是由长线线路电容电流流经电感所引起的，法拉第效应引起的工频过电压会对线路绝缘造成伤害，采用超高压并联补偿是限制长线工频过电压的主要手段。
5、并联电抗器的作用：限制线路工频过电压、补偿线路电容无功、配合中性点小电抗抑制潜供电流等。
6、潜供电流(二次电流)：在具有单相重合闸的线路中，当故障相被切除后，通过健全相对故障相的静电和电磁耦合，在接地电弧通道中仍将流过不大的感应电流，称为潜供电流。
7、抑制潜供电流措施：并联电抗器中性点加小电抗的潜供电流补偿方式来抑制潜供电流。
使接地电弧迅速熄灭，以保证单相重合闸的成功。
电气工程基础 远距离大容量输电
等值电路
一台发电机经变压器、输电线路与无限大容量系统并 联运行的简单电力系统接线图，这种系统又称为单机--无 限大系统。
所谓无限大是指受端系统的容量比送端发电机的容量大得 多，以致在该发电机输送任何功率的情况下，受端电压U的大小 和相位均可以认为是恒定的。 忽略发电机电枢绕组损耗，发电机输出的电磁功率为
：线路的传播系数。实部表示 电压和电流行波振幅的衰减特性；虚部表示行波 相位的变化特性。 Z c Z 0 Y0 ：为线路的特征阻抗，也称为波阻抗。
k
Z 0Y0 j
一般的超高压远距离输电线路，R0≈0，G0≈0， 相当于把线路作为无损耗线路来处理。
Zc Z0 Y0 R0 jL0 G0 jC 0 L0 C0
PE UI cos
jI p X Eq
IX cos Eq sin
jI a X
从而
jIX
PE
EqU X
sin
0
Ip
Ia
U
I
计算发电机输出功率和静稳极限 的常用公式，与从远距离输电线路基 本方程导出的公式比，两者的形式和 意义完全相同。
S2
根据自然功率的定义，当U1=U2=UN时，有
P P2 1 U 2U1 sin 12 Zc sin l Pn sin 12 sin l
此公式为考虑了分布参数效应时的线路稳定极限公式,给 出了线路传输功率与自然功率、线路长度和两端电压相角差的 关系。
当线路长度一定时，最大传输功率出现在θ12=π/2时， 此时
稳定性可以认为是电力系统在遭受外部扰 动下发电机之间维持同步运行的能力。 静态稳定是指系统受到小扰动（如负荷波 动引起的扰动等）后的稳定性。 暂态稳定是指系统受到大扰动（如发电机 或输电线路突然故障）后的稳定性。
第六章 远距离大容量输电
热极限
分频(低频)输电
电压约束
稳定性约束
P2 max
=
U1U 2 X
1. 远距离输电线路基本方程
⎧U ⎪
x
=
U 2 chγ
x
+
I2 Zc shγ
x
传播系数
⎨ ⎪⎩
I
x
=
I2chγ
x
+
U2 Zc
shγ
x
γ = Z0Y0 = ≈(R0jω+ jωLL00C)(G0 )0 += jωjβC0)
波阻抗
ZC =
定 基
扰稳定)、暂态稳定。
本 概
静态稳定(小干扰稳定)：系统在给定平衡点
念 (即给定的稳态运行方式)遭受微小扰动(负荷
波动)能够保持渐近稳定性。
暂态稳定：系统突然受到较大的扰动（投切 大容量的用户、系统主要元件，系统发生短路 故障等）后，各同步电机保持同步运行并过渡 到新的或恢复到原来稳态运行点的能力 。
简
a′ ∆δ > 0 PE > PT
PT a a′′
a单
系
ωÊ → δ Ê ⇒ δa
统 静
a′′ ∆δ < 0 PE < PT
稳 极
ω È → δ È ⇒ δa
δa
限 运行点a
D静态稳定
D特征：电磁功率随着功角
增加而增加，减小而减小
dPE > 0 dδ
b PE
δb δ
静稳判据 dPE > 0 dδ
dPE = EqU cosδ > 0 ⇒ δ < 900 dδ X∑
换流阀（阀桥）：直流-交流和交流-直流的变流设备。
电气工程基础_第六章远距离大容量输电
k Z0Y0
R0 jL0 G0 jC0 j L0C0 j
5.3
电力系统静态稳定
电力系统中的电能生产是在原动机与发电机、发电机与负 荷间功率的平衡不断遭到破坏，同时又不断恢复的对立统 一过程中进行的。 稳定电力系统：如果在遭受外部扰动后，各发电机组在经
k j j L0C0 ——传播常数； ——相位常数
工频50Hz时空间波长为6000km，即
6000 10 2
3
3 10
6
rad m
1 P1 P2 Pn sin l
随着线路长度的增加，线路允许的输 送功率迅速下降，这也正是远距离输 电线路的输送功率极限主要受稳定限 制的原因。
Π型等值电路送端及受端的复数功率为 * ' U1 U 2 2 Y S1 P1 jQ1 U1 I1 U1 U1 ' 2 Z
U1U 2 j12 Y 2 U1 ' e ' 2 Z Z * * ' ' ' Y U 1 U 2 Y S 2 P2 jQ2 U 2 I 2 U 2 I1 U 2 U 2 U 2 Z' 2 2
同理
sinh kx j sin x
导出无损耗线路的基本方程
x U 2 cos x jZ c I 2 sin x U 2 U x j 2 cos x I sin x I Zc
5.2.2
线路的自然功率与电压分布
x U 2 cos x jZ c I 2 sin x U 2 cos x j sin x U 2 e j x U 2 U x j 2 cos x I 2 cos x j sin x I 2e jx I sin x I Zc
远距离大容量输电
输电线路的自然功率和电压分布
不考虑输电线路损耗时，输电线路的可用以下方程表示：
若线路终端的负荷阻抗和线路的波阻抗相等，则线路上各点的电压幅值 相等，电流幅值也相等，且电压与电流时同相位的。这表明，单位长度线 路上电感所消耗的无功功率恰好等于其电容所产生的无功功率，线路本身 不需要从系统吸取，也不向系统提供无功功率，线路上没有电压损失。
电力系统的暂态稳定
大干扰下，系统的结构发生变化，发电机的输出功率便 哈，在发电机转轴上产生了不平衡转矩，导致发电机的转 子加速或者减速。
各发电机的转动惯量不同，各机组转速变化也不同。各 发电机之间将产生相对运动，转子间的相对角度发生变化 。转子间的相对角度变化又反过来影响发电机的输出功率 ，从而功率不平衡加剧。
输电具有更高的经济性 （二）技术上 • 接线方式 • 电容电流 • 可靠性和灵活性 • 稳定性 • 潮流的调节 • 短路电流 • 联络线
输送功率:（架空线路）
交流对地电压有效值U a
Ud 2
•三相交流
Pa 3Ua Ia Cos
3 2
U
d
Id
Cos
导体允许通过的交 流电流有效值
直流对地电压
导体允许通过的电
提高小干扰稳定的措施
3、减小线路电抗； 采用分裂导线 采用串联电容补偿 4、改变网络结构； 增加输电线路回数 采用中间补偿装置（并联电容补偿和静 止补偿装置） 5、改善原动机调节性能。
电力系统的暂态稳定
暂态稳定概念 系统在某个运行情况下突然收到较大的扰动之后，能否 经过暂态过程达到新的稳态运行状态或回到原来的状态。 引起电力系统大扰动的原因 ➢负荷突然变化，如投入和切除大容量用户 ➢投切主要元件，如发电机、变压器和线路等 ➢系统中发生短路故障
《远距离输电》ppt课件
11
探究与交流：
2、在高压输电模型中，设发电机的输出功率为P， 输送电压为U1，输电线的电阻r，升压变压器的原副 线圈匝数分别为n1，n2，降压变压器原副线圈分别为 n3，n4，你能算出线路中损失的功率和电压吗？用户 得到的功率和电压分别是多少？
I1
I2
I3
I4
P1
P2
r线
P3
P4
F U 1 n1
低压输电：输电功率为100 kW以下，距离为几百米以内，
一般采用220 V的电压输电。
高压输电：输电功率为几千千瓦到几万千瓦，距离为几十
千米到几百千米，一般采用35 kV或110 kV的电
压输电。 超高压输电：输电功率为10万千瓦以上，距离为几百千米，
必须采用220 kV或更高的电压输电。
有110 kV、220 kV、330 kV，输电干线采用500 kV
R
电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗。
B．因为热功率P=IU，所以应采用低电压、小电流
输电，才能减小输电导线上的热损耗。
C．因为热功率P=I2R，所以可采用减小输电线电阻
或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗。
D．以上说法均不正确。
精选ppt课件2021
24
课堂练习：
5．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学 校的输电导线的总电阻为R，通过导线的电流为I， 学校得到的电压为U2，则输电导线上损耗的功率可
造成电压损失的因素:
（1）输电线电阻造成电压损失 UU送U用Ir （2）输电线的感抗和容抗造成电压损失．
(高中阶段计算中只精考选p虑pt课输件电202线1 电阻造成的电压损失)
9
远距离输电过程示意图
第4章：远距离输电 知识整合
第4章：远距离输电 知识整合专题一 理想变压器的分析思路 1．原理思路变压器原线圈中磁通量发生变化，铁芯中ΔΦΔt 相等；当遇到“”型变压器时有：ΔΦ1Δt ＝ΔΦ2Δt ＝ΔΦ3Δt。
此式适用于交流电或电压(电流)变化的直流电，但不适用于稳定或恒定电流的情况。
2．电压思路变压器原、副线圈的电压之比为U 1U 2＝n 1n 2；当变压器有多个副线圈时，U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝…3．功率思路理想变压器的输入、输出功率关系为P 入＝P 出，即P 1＝P 2；当变压器有多个副线圈时，P 1＝P 2＋P 3＋…4．电流思路由I ＝PU 知，当变压器有多个副线圈时，n 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…，对只有一个副线圈的变压器才有I 1I 2＝n 2n 1。
5．制约思路(1)电流制约：当变压器原、 副线圈的匝数比n 1n 2一定，且输入电压U 1确定时，原线圈中的电流I 1由副线圈中的输出电流I 2决定，即I 1＝n 2I 2n 1，可简述为“副制约原”。
(2)负载制约：①变压器副线圈中的电流I 2由用户负载电阻R 2确定，I 2＝U 2R 2。
②变压器副线圈中的功率P 2由用户负载决定，P 2＝P 负1＋P 负2＋…，原线圈中的功率P 1由P 2决定。
(3)电压制约：U 2由U 1和匝数比决定。
[例证1] 如图4－1所示，理想变压器初级线圈的匝数为n 1，次级线圈的匝数为n 2，初级线圈两端a 、b 接正弦交流电源，R 为负载电阻，电流表A 1的示数是0.20 A ，电流表A 2的示数为1.0 A 。
下列说法正确的是( )图4－1A ．初级和次级线圈的匝数比为1∶5B ．初级和次级线圈的匝数比为5∶1C ．若将另一个电阻与原负载R 串联，则电流表A 2的示数增大D ．若将另一个电阻与原负载R 并联，则电流表A 2的示数减小 专题二 远距离输电问题的分析思路(1)原理：电能的输送是与生产、生活密切相关的问题，对该内容的掌握要抓住“输送一定的电功率”这一前提，即P ＝UI 是定值。