电力系统分析课件(于永源)第一章学习资料
电力系统分析基础第一章 共98页PPT资料
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短路电流分析与计算—三相短路及不对称故
障计算
20学时
讲课方式
1、侧重基础 2、物理概念与数学模型相结合 3、补充新概念及专业领域研究成果和方向 4、辅助教学手段,录像、模型、图片 5、以讲为主,自学为辅 6、听课自由,前提是有自学能力 7、欢迎讨论、提意见 8、板书乱、发音不准希望谅解 9、考试不会难为同学们,不要求死记硬背
2019.7.2 系统解列成五个孤岛,事故影响14个州200万 用户
2019.8.10 系统解列成四个孤岛,事故影响9个州750万用 户
美国电网为什么频发大停电事故
美国电网自2019年起已发生130多起重大停电事故,和其 电网的特点有关。
由初期的自由竞争发展之后,国家60年代才介入,导致电 压等级混乱,、电网结构强弱不一; 电力公司对联邦能源管理委员会FERC和NERC的规定和导则 基本上处于自愿执行、而不是强制执行的状态;
三. 讲课方式 四.参考书
课程介绍
1.电力专业类专业课程介绍
----传统上的课程划分,为选课提供参考
电力系统稳态分析—正常的、相对静止的
运行状态
电力系统暂态分析—从一种运行状态向另
一种运行状态的过渡过程
课程介绍
电 力
电力系统的基本知识和等值网络
系
统 电力系统正常运行状况的分析和计算
稳
态
分 电力系统有功功率—频率、无功功率
连续10年平均每年新增发电容量2400万kW,近几年每年新增7500 万KW
1990年我国第一条从葛洲坝水电站至上海南桥换流站的±500KV 直流输电线路实现双极运行,使华中和华东两大区电网实现非同期联 网,三峡工程使我国一跃成为世界第一的直流输电国家。
电力系统分析第1章
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三级负荷:所有不属于一、二级的负荷。
第一章电力系统的基本概念
4、基本技术参数
衡量电能质量的两个基本参数电压和频率。
线路额定电压正常运行电压允许变化范围 35kv及以上±5%VN 10kv及以下±7% VN 低压照明及农业用电(+5%~ -10%) VN 我国规定的电力系统的额定频率为50HZ 大容量系统允许频率偏差±0.2 HZ 中小容量系统允许频率偏差±0.5 HZ。
降压变压器 用户
生产
输送
分配
消费
第一章电力系统的基本概念
概念:
电力系统:生产、输送、分配和消费电能的各种电 气设备连接在一起而组成的整体。
发电厂:生产电能
电力网:输送、分配电能。包括升、降压变压器和 各种电压等级的输电线路。 用户:消费电能
参看P2系统接线图。
第一章电力系统的基本概念
1-热力网;2-变压器;3-负荷;4一高压电动机;5-照明负荷;6-低压电动机
式网。 包括:放射式接线,干线式接线和树状式接线。 优点:简单、经济。 缺点:可靠性低。
第一章电力系统的基本概念
有备用接线:每个负荷至少能从两个不同供电回路取得电 能的网络。 包括:双回路供电网络、双端供电网络和环网。
特点:可靠性显著提高;但设备费用增加较多且运
行调度复杂。 开式网:负荷只能从一个方向取得电能网络; 闭式网:负荷可从两个或两个以上方向取得电能的网络.
第一章电力系统的基本概念
考察点:
(1)电气设备额定电压的标定;
(2)变压器分接头; (3)变压器实际变比和额定变比。
10kv T1 110kv
G
T2 T3 35kv 10kv
第一章电力系统的基本概念
电力系统分析(第三版)于永源 杨绮雯 1章 概述
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第一章 电力系统概述和基本概念 表1-1 我国三相交流电力网和用电设备的额定电压∕kV
分类
电力网和用电设备的 额定电压
0.22/0.127
发电机额定电压
0.23 0.40 0.69
电力变压器额定电压
一次绕组 0.22/0.127 0.38/0.22 0.66/0.38 二次绕组 0.23/0.133 0.40/0.23 0.69/0.40
二.电力系统的发展概况
1.电力工业发展历程
1882年,法国人首先实现了较高电压的直流输电,被认为是 世界上第一个电力系统(57km,送端电压1300V,受端电压 850V,输送功率1.5KW)
第一章 电力系统概述和基本概念
1889年,俄国工程师先后发明了三相异步电动机、三相变压 器和三相交流制。 1891年,德国工程师密勒主持建立了第一条三相交流输电线 路,三相交流输电使输送功率、输电电压、输电距离日益 增大。(输送距离175km,输送功率130KW)
图 供电线路上的电压变化示意图
注意:当变压器一次绕组直接与发电机相连时,其额定电压应与发电 机的额定电压相同。
其中5%用于补偿变压器满 第一章 电力系统概述和基本概念 载供电时一、二次绕组上的 可以不考虑线路上的电 电压损失; 另外5%用于补 压损失,只需要补偿满 偿线路上的电压损失,用于 载时变压器绕组上的电 变压器的二次绕组:对于用电设备而言,相当于电源。 35kV及以上线路。 压损失即可,用于10kV 及以下线路。 当变压器二次侧供电线路较长时:应比同级电网额定电
为中心的全国统一联合电网。 21世纪:在北、中、南三大电网的基本格局下,逐步形
成全国联合大电网。与此同时,在21世纪将形成与周边国
家互联的亚洲东部联合电网。
电力系统分析第1章讲稿教学内容
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电力系统分析第1章讲稿课次一:基本要求:了解各种接线方式的特点,理解对电力系统运行的基本要求,掌握电力系统的基本概念。
教学的重点:架空线路的导线和换位,电力系统的额定电压等级。
第1章电力系统的基本概念1.1 电力系统的组成和特点1.1.1 电力系统的组成一次能源——随自然界演化生产的动力资源二次能源——电能,由一次能源转换而,电力系统:把这些生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电力系统,它包括从发电、变电、输电、配电直到用电这样一个全过程。
动力系统:电力系统加上发电厂的动力部分。
电力网:电力系统中输送和分配电能的部分,它包括升、降压变压器和各种电压的输电线路。
1.1.2 电力系统运行应满足的基本要求1.电力系统的特点(1)电能的生产与消费具有同时性(2) 电能与国民经济各部门和人民日常生活关系密切(3)电力系统的过渡过程非常短暂2.对电力系统运行的要求(1)保证安全可靠地供电(2)保证良好的电能质量(3)保证电力系统运行的经济性1.2 电力系统的电压等级和规定1.2.1 电力系统的额定电压表1.1电力系统的额定电压(单位:KV)1.电力线路:额定电压和用电设备的额定电压相等,这一电压称为网络的额定电压,2.发电机:额定电压比网络的额定电压高5%。
3.变压器一次侧:与网络额定电压相等,但直接与发电机联接时,其额定电压应等于发电机额定电压。
二次侧:应比网络额定电压高10%,只有内阻抗小于7.5%的小型变压器和供电距离很短的变压器,才比网络额定电压高5%。
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。
解:发电机G的额定电压为10.5KV。
T低压侧额定电压为10.5KV,高压侧额定电压为242KV;变压器:1T高压侧额定电压为220KV,中压侧额定电压为121KV ,变压器:2低压侧额定电压为38.5KV;T高压侧额定电压为110KV,低压侧额定电压为11KV;变压器:3T高压侧额定电压为35KV,低压侧额定电压为6.6KV;变压器:4T高压侧额定电压为10.5KV,低压侧额定电压为3.15KV。
《电力系统分析》课件
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频率调整的方法与策略
频率调整的方法
电力系统频率的调整可以通过改变发电机的出力、投切负荷、投切发电机组等方法实现。
频率调整的策略
频率调整的策略包括基于频率偏差的调整、基于负荷预测的调整、基于经济性的调整等。 这些策略各有优缺点,应根据电力系统的实际情况选择合适的策略。
频率调整的自动化
为了实现快速、准确的频率调整,需要建立自动化的频率调整系统。该系统可以根据实时 监测到的频率值,自动调整发电机的出力或投切负荷,以维持频率稳定。
电力系统的组成
电源
包括发电厂、小型发电装置等,负责将各种 一次能源转换为电能。
负荷
各种用电设备,消耗电能并转换为其他形式 的能量。
电网由各种电压等级的输电线路和电线路组成 的网络,负责传输和分配电能。
电力系统的运行和管理
通过调度中心等机构对电力系统的运行进行 管理和控制。
电力系统的基本参数
电压
事故状态
发生重大事故导致电力系 统严重受损,无法满足正 常需求。
电力系统的运行状态
01
02
03
正常运行状态
电力系统在正常条件下运 行,满足负荷需求,各项 参数在规定范围内。
异常运行状态
由于某些原因导致电力系 统部分设备异常运行,但 仍能满足基本需求。
事故状态
发生重大事故导致电力系 统严重受损,无法满足正 常需求。
04
电力系统无功功率平衡与 电压调整
04
电力系统无功功率平衡与 电压调整
电力系统无功功率平衡
无功功率平衡的概念
无功功率平衡是电力系统稳定运行的重要条件,它确保了系统中 的无功电源和无功负荷之间的平衡。
无功功率不平衡的影响
无功功率不平衡会导致电压波动、系统稳定性降低、设备过热等问 题,影响电力系统的正常运行。
电力系统分析第一章课件
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目的:掌握电力系统分析计算的原理和方法。 本课程涉及的主要学科知识:
高等数学、电路理论,电机学理论,基础物理,控制理论等。
参考书:
1、何仰赞等.电力系统分析(上/下),华中科技大学出版社 2、夏道止.电力系统分析,中国电力出版社 3、韩祯祥主编. 电力系统分析,浙江大学出版社 4、陈珩.电力系统稳态分析,水利电力出版社 5、李光琦.电力系统暂态分析,水利电力出版 6、单渊达主编.电能系统基础,机械工业出版社
电力系统元件模型及参数计算 电力网的电压和功率分布 电力系统的电压和频率调整
故障分析
电力系统的三相短路故障 电力系统的不对称故障
稳定性分析
电力系统的机电特性 电力系统的暂态稳定、静态稳定
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
一、电力系统的负荷:
负荷:系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和。 也称电力系统的综合用电负荷,是所有用户的负荷总加。 电力系统的供电负荷:综合用电负荷加上电力网的功率损耗。
8
亿
千
瓦,在十几年的时间就增长到10亿千瓦,增长了4.6倍。
1.1 电力系统概述
沂水站
日照 莒州站
N
W
E
S
云蒙站
阳都站
500kV 枣庄站
温水站
费县电厂
钟罗站 临沂站
沂蒙站
柳青站 临沂电厂
相公站
九莲站
宝泉站
梅埠站
苍山站
沈泉站 江泉热电 常林站
500kV 日照站
日照电厂
十里泉电厂
郯城站
临沂电网地理接线图
电力系统分析
第一章 电力系统的基本概念
第一章 电力系统的基本概念
1.1 电力系统概述 1.2 电力系统的负荷和负荷曲线 1.3 电力系统的接线和额定电压等级 1.4 电力线路的结构 1.5 电力系统元件的参数和等值电路 1.6 标幺值
电力系统分析基础课程PPT(25张)
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第三章:电力系统的潮流计算
17
6(3-2-17):图示110kV网络,线路1和2的阻抗为Z1 =10+j40Ω,Z2=24+j12Ω,欲使潮流按最小有功功 率损耗的经济分配,线路中接入附加串连加压器,
试计算此附加串联变压器的容量及所需要的附加电 势的大小。
掌握:自然功率分布;
经济功率分布;
1
循环功率;
循环功率与电势的关系。
2 P=10000kW cosφ=1.0
第三章:电力系统的潮流计算
18
7(3-2-18):由发电厂A供电的220kV环形网络,线
路参数负荷的兆伏安数和自然功率分布如图所示,试
计算(1)该环网的经济功率分布 (2)实现经济功率分布后,每年节约的电能(计算 电能损耗时取其平均的小时,cosφ=0.9,可查得
L1
K1
L2
补充习题
第三章简单电力系统的潮流计算
8
1:UN=110kV,Ud=118kV,求潮流分布。
d
c
b
a
R1=6.8Ω
R2=6.3Ω
R3=13.8Ω
X1=16.36 Ω
X2=12.48 Ω
X3=13.2 Ω
B1=1.13*10-4S B2=0.82*10-4S
B3=0.77*10-4S
Sc=20.3+j15.8MVA Sb=8.6+j7.5MVA Sa=12.2+j8.8MVA
电气工程学院
School of Electrical Engineering
2005年9月29日
电力系统分析基础习题课
North China Electric Power University
余勇进电力系统分析基础1第一章 电力系统分析
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直流输电通过晶闸管换流器能够方便、快速地调节有功功率和 实现潮流翻转。
根(双极)导线。因此,直流输电可节省大量输电材料,同时也可减少 大量的运输、安装费。 (2) 线路有功损耗小:
由于直流架空线路仅使用1根或2根导线,所以有功损耗较小, 并且具有"空间电荷"效应,其电晕损耗和无线电干扰均比交流架空 线路要小。 (3) 适宜于海下输电:
在有色金属和绝缘材料相同的条件下,直流时的允许工作电压 比在交流下约高3倍。2根心线的直流电缆线路输送的功率Pd比3根心 线的交流电缆线路输送的功率Pa大得多。
§1.1 电力系统的基本概念
• 远距离大容量输电是提高输电电压的动力。
§1.1 电力系统的基本概念
2、特高压(1000kV及以上)输电的出现与展望 • 习惯上,110~220kV为高压, 330~750kV为超高压,
1000kV及以上为特高压。 • 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426km的1000kV,但至今运行于
• (4)调节速度快,运行可靠;(5)限制短路电流;(6)可方便 地进行分期建设和增容扩建,有利于发挥投资效益
• HVDC的缺点:(1)换流站造价高;(2)换流器消耗的无功 多;(3)产生大量的谐波;(4)换流装置几乎没有过载能力; (5)缺乏高压直流开关;(6)直流输电利用大地(或海水) 为回路而带来的一些技术问题;(7)直流输电线路难于引 出分支线路,绝大部分只用于端对端送电。
电力系统分析课件第一章电力系统的基本概念-精选文档
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电力系统分析
第一章 电力系统的基本概念
17
1884年发明变压器 1886年美国的乔治·威斯汀豪斯建成了第一个单相交流输 电系统。 1891年德国建成第一条三相交流送电线路(179英里、 12000V)。 目前,世界上输电线路电压最高达到1150kV、输送距离最 长达到1900km,一个电力系统的总装机容量达到22340万 kW,最大的火电机组容量达到130万kW。
10
T1
T2
G
G
交流系统
换流站
直流输电线
换流站
交流系统
图1-2 直流输电系统示意图
2019/3/16
电力系统分析
第一章 电力系统的基本概念
11
二、电力系统的能源构成(了解)
一次能源 自然界以自然形态存在的、可以利用的能源,主要有风 能、水力能、太阳能、地热能、化学能和核能等,其中 有些可以直接利用,但通常需要经过适当加工转换后才 能利用。 二次能源 由一次能源加工转换后的能源(热能,机械能和电能)
电力机车
请思考:电能怎样产生的?电能怎样输送的?
2019/3/16
电力系统分析
第一章 电力系统的基本概念
5
发电厂
高压输电
变电所
2019/3/16
城市的光明。。。
第一章 电力系统的基本概念
6
电力系统分析
◆电力系统中的图例
(掌握)
发发发
发发发
CS
发发发 发发发
发发发发发发
发发发发发
M
发发发
发发发发发发
建设中的秦山核电站外景
2019/3/16
电力系统分析
第一章 电力系统的基本概念
电力系统分析
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三相功率
S 3UI
相电流
3.
同一电压级别下各电气设备的额定电压并不完全相等。
电气设备的额定电压
1.
线路额定电压:等于系统的额定电压,与 用电设备额定电压相等,称为网络电压。 例如:3,6,10,35,110,220(kV) 电力线路的平均额定电压(不考虑电压 偏移)
Uav (UN 1.1UN ) / 2 1.05 N U
4. 变压器
一次侧:相当于用电设备,其额定电压与系统相同;
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%, 考虑大容量变压器内部的电压损耗(5%),实际 应定为比线路高10%。
额 定 电 压 等 级 用 电 设 备 额 定 线 电 压 3 6 10 交 流 发 电 机 线 电 压 3.15 6.3 10.5 变 压 器 线 电 压 一 次 绕 组 3 及 3.15 6 及 6.3 10 及 10.5 二 次 绕 组 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11
我国人均电力消费极低,中国电力工业有很大的发 展空间
(5)中国电力工业展望 “十五”期间,GDP年增长率7%~8%,电力增长 率将达6%以上。 2010年,25000亿kW.h
2015年,30000亿kW.h 2020年, 36000亿kW.h 高压远距离输电是我国面临的主要问题(水电、火 电),必须出现新的电压等级。 电能质量问题是我国电力发展必须面临的又一个问 题。
P
全年耗电量
A
8760
Pmax
P1
P2 P3
0
Pdt
最大负荷利用小时数 Tmax
Tmax A 1 Pmax Pmax
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额定电压的平均值,即
Uav=(UN+1.1UN) / 2 = 1.05UN
电力线路 额定电压
第一章 电力系统概述和基本概念
表1-1 额定电压及电力线路的平均额定电压(KV)
用电设备及电力 电力线路的平 同步发电机 线路的额定电压 均额定电压 的额定电压
变压器的额定电压
一次绕组
二次绕组
3
3.15
3.15
流电。 ➢同年,法国人德普列茨提高了直流输电电压,被认为是世界
上第一个电力系统。
➢1891年,第一条三相交流输电线路在德国运行,三相交流输 电使输送功率、输电电压、输电距离日益增大。
➢目前,大电力系统不断涌现,甚至出现全国性和国际性电力 系统。
➢我国已建成华东、东北、华中、华北、西北、华南六个跨省 电力系统,独立的省属电力系统还有山东、福建、海南、四 川和台湾系统。
➢ 110KV用于中、小电力系统的主干线及大电力系统的二次网络;
➢ 35KV用于大城市或大工企业内部的网络,并广泛用于农村网络;
➢ 10KV是最常用的低一级配电电压;
➢ 6KV用于负荷中高压电动机占很大比重的网络;
➢ 3KV仅限于工企业内部网络。
第一章 电力系统概述和基本概念
2.电力系统的负荷 ➢电力系统的总负荷:指系统中各个用电设备消耗功率的总和。
第一章 电力系统概述和基本概念
第一章 电力系统概述和基本概念
❖ 第一节 电力系统概述 ❖ 第二节 电力系统中性点及其接地方式
第一章 电力系统概述和基本概念
第一节 电力系统概述
一 、 电力系统的基本概念
1. 电力系统的基本概念 ➢电力系统:是指由生产、输送、分配电能的设备,使用电
能的设备以及测量、继电保护、控制装置乃至能量管理系统所 组成的统一整体。
三、电力系统的电压等级和负荷
1. 电力系统的电压等级 电力系统电压等级的确定主要从电力系统输送电能的经济
性,生产产品的系列性和经济性两个方面考虑。
说明:
①用电设备的容许电压偏移一般为±5%
②沿线路的电压降落一般为10%
③在额定负荷下,变压器内部的电压降落约为5%
④电力线路平均额定电压,是指电力线路首末端所接电气设
第一章 电力系统概述和基本概念
3. 电力线路接线图
➢地理接线图:按比例显示电力系统中各发电厂和变电所 相对地理位置,它反映电力线路。
➢电气接线图:显示系统中各电力元件之间的电气联系, 但不能反映发电厂和变电所的相对地理位置。
第一章 电力系统概述和基本概念
第一章 电力系统概述和基本概念
2. 保证良好的电能质量 良好的电能质量有三个指标:电压质量、频率质量和波形
质量。
➢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±0.2~ 0.5Hz。
➢波形畸变率:指各次谐波有效值平方和的方根与基波有 效值的百分比。
第一章 电力系统概述和基本概念
线。
第一章 电力系统概述和基本概念
➢有功功率(无功功率)日负荷曲线:表明系统有功功率或无功 功率负荷在一天24小时的变化规律。 ☺用途:制定各发电厂发电负荷计划及系统调度运行的依据。 ☺注意:无功功率与有功功率最大负荷不一定同时出现。 ➢有功功率年最大负荷曲线:表示一年内每月最大有功功率负
3. 提高系统运行的经济性 电力系统的经济指标一般是指火电厂的煤耗以及电厂的厂
用电率和电力网的网损率等。
环境保护问题也将成为对电力系统运行的基本要求。
联合电力系统是由若干单一系统互联组成,它容易满足对 电力系统运行的基本要求,但同时又必须在技术上采取措施, 以满足电力系统稳定性的要求。
第一章 电力系统概述和基本概念
它们可分为动力负荷和照明负荷。
➢综合用电负荷:指工业、农业、交通运输、市政生活等各方 面消耗的功率之和。
➢供电负荷:指电力系统的综合用电负荷加上电力网的功率损 耗,即发电厂供出的负荷。
➢发电负荷:指发电负荷再加上发电厂厂用电,即发电机发出 的功率。
➢电力负荷曲线:指某一段时间内负荷随时间变化的规律的曲
525
500
525
第一章 电力系统概述和基本概念
➢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%。
☺ 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当变压器漏抗较小,或二次侧直接与用电设备相 连的厂用变压器,其额定电压可以只比线路电压高5%。
第一章 电力系统概述和基本概念
表1-2
电力线路的额定电压与输送功率和输送距离的关系
额定电压(kV) 输送功率(kW) 输送距离(km) 额定电压(kV) 输送功率(kW)
➢动力系统:在电力系统的基础上又加上动力设备,统称为 动力系统。
➢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。
第一章 电力系统概述和基本概念
图1-1 动力系统、电力系统、和电力网络示意图
第一章 电力系统概述和基本概念
2. 电力系统的发展概况 ➢1882年,英国建成第一座发电厂,原始线路输送的是低压直
输送距离(km)
3
100~1000
1~3
60
3500~30000
6
100~1200
4~15
110
10000~50000
10
200~2000
6~20
220
100000~50000
35
2000~10000
20~50
➢ 500、330、220KV一般用于大电力系统的主干线;
30~100 50~150 100~300
3 3.15
3.15 3.3
6
6.3
6.3
6 6.3
6.3 6.6
10
10.5
10.5
10 10.5
10.5 11
15
15.75
15.75
15.75
20
21
20
22
35
37
35
38.5
60
63
60
66
110
115
110
121
154
162
154
169
220
230
220
242
330
345
330
345
500
二、对电力系统运行的基本要求
根据电能生产、输送、消费的特殊性,对电力系统运行有 如下三点要求。
1. 保证可靠地持续供电 根据用户对用电可靠性的要求,将负荷分为三个等级:
➢第一级负荷
➢第二级负荷 ➢第三级负荷 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。