华电《电力系统分析基础》2016

四、电力系统的联网运行
1. 提高供电可靠性，减少系统备用容量 2. 有利于削峰填谷，提高发电设备利用率 3. 合理利用动力资源，（水、火电互补）， 提高经 济性 4. 采用高效率大容量机组，减小负荷波动对系统的 影响—系统越大，抗干扰能力越强
1.3 电力系统的接线方式和电压等级
一、电力系统的接线方式
电力网 工业 农业 商业 生活
动力 部分
～
发电机
发电 变电
输电
电力系统 动力系统
变电
用电
二、电力系统的基本概念 • 电力系统的组成
（1）电力系统：生产、输送、分配与消费电能的系 统。包括：发电机、变压器、输电电路和用电 设备。 （2）电力网：电力系统中输送与分配电能的部分， 包括变压器和输电电路。 （3）动力系统：动力部分与电力系统组成的整体。

最大负荷：指规定时间内，电力系统总有功功率负荷的
最大值。

额定频率：按国家标准规定，我国所有交流电力系统的
额定频率为50Hz。

最高电压等级：指该系统中最高的电压等级电力线路的
额定电压。
三、电力系统的基本参量和接线图
2．电力系统的接线图

地理接线图：主要显示系统中发电厂、变电所的地
理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的联结。
1.5 电力系统分析的含义与内容
1.6 我国电力系统的发展
1.1 电力系统概述
一、电力系统的形成与发展 二、电力系统的基本概念 三、电力系统的基本参量和接线图
一、电力系统的形成与发展
电的产生
交流发电机
1831年 法拉第发现 电磁感应定律 直流发电机
直流电动机
直流发电机
=
100~400V
电弧灯
M 直流电动机
变压器额定电压的规定
若变压器漏抗很小、二次测与用电 设备直接相连或电压特别高时，其 二次侧额定电压比线路仅高5％。
变压器二次侧：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%)， 实际应比线路高10%。
二、电力系统的电压等级
变压器的抽头（分接头）
220kV
升压变压器
降压变压器
特点：输电电压低，输送距离短，输送功率小。
一、电力系统的形成与发展
高压输电
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，并用以驱动水泵。 输电电压：直流1500~2000V，输送功率：约1.5kW。
=
直流发电机
57km, 1500~2000V
M
直流电动机

电压损耗、电压降落、各点电压电压不相同
二、电力系统的电压等级
电力网络中的电压分布
规定：发电机的额定电压 比系统额定电压高5%。
规定：线路的额定电压 等于线路的平均电压，
等于系统的额定电压。
规定：用电设备的额定电压 等于系统的额定电压。
二、电力系统的电压等级
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。
世界上第一个电力系统！
一、电力系统的形成与发展
交流输电
1885年制成变压器 实现单相交流输电 实现三相交流输电
1891年制成三相变压器 和三相异步电动机
1891年德国建成第一条三相交流输电系统 Lauffen镇 法兰克福 178km, 25kV 白炽灯
水轮发电 机组
～
95V/25kV
95V, 230kVA 150r/min
双回路 放射式
双回路 干线式
双回路 链式
环式
两端供电
优点：供电可靠性和电压质量高 缺点：不经济
适用范围：电压等级较高或重要的负荷
二、电力系统的电压等级
1. 电力系统的额定电压等级 2. 电力系统各元件的额定电压 3. 电力网电压等级的选择
二、电力系统的电压等级
1.电力系统的额定电压等级
为什么规定电压等级？ 根据 S = UI ，当输送功率一定时， 电压高，电流小，材料投资少，绝缘投资大； 电压低，电流大，绝缘投资少，材料投资大。 所以，输送一定的功率有一个经济电压。
稳态 分析
暂态 分析
参考教材

电力系统稳态分析（第三版）

东南大学陈珩，水利电力出版社
西安交通大学李光琦，水利电力出版社 李庚银、杨淑英、栗然，机械工业出版社 杨国旺

电力系统暂态分析（第三版）


电力系统分析基础


电力系统分析习题集


电力系统分析复习指导与习题精解

杨淑英，中国电力出版社如何学习 Nhomakorabea门课程
电网监视与控制


电气设备在线监测与故障诊断（计划检修→状态检修）
负荷分级（一级、二级、三级），故障时，按负荷等级 限电。
三、对电力系统运行的基本要求
负荷（一级
二级 三级）
一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成人
身事故，经济严重损失，人民生活发生混乱。 二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大 量减产，人民生活受影响。
三、电力系统的基本参量和接线图
1．电力系统的基本参量

总装机容量：指系统中实际安装的发电机组额定有功功
率的总和，以千瓦(kW)、兆瓦(MW)、吉瓦(GW)计。

年发电量：指系统中所有发电机组全年实际发出电能的
总和，以千瓦· 时(kW· h)、兆瓦· 时(MW· h)、吉瓦· 时(GW· h) 计。

原因：

三、对电力系统运行的基本要求
3.提高电力系统运行的经济性

考核电力系统运行经济性的指标：

煤耗率

生产一度电消耗的标准煤重，
与锅炉、汽轮机的特性及厂用电率有关。

网损率

电网中损耗电能与供应电能的百分比
三、对电力系统运行的基本要求
环保
火电厂装机接近70％
煤炭燃烧造成的污染
限制污染物的排放量
三、电力系统的基本参量和接线图
2．电力系统的接线图

地理接线图：主要显示系统中发电厂、变电所的地
理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的联结。

电气接线图：主要显示系统中某发电厂（变电所）
内的发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主 要电机、电器、线路之间的电气接线。
三、电力系统的基本参量和接线图
电力系统分析基础
主讲人：杨用春
课程内容
第一章 电力系统的基本概念 第二章 电力系统各元件的特性和数学模型 第三章 简单电力系统的潮流计算与分析 第四章 复杂电力系统潮流的计算机算法 第五章 电力系统的有功功率和频率调整 第六章 电力系统的无功功率和电压调整 第七章 电力系统三相短路分析与计算 第八章 电力系统不对称故障分析与计算
某发电厂的电气主接线
220kV
110kV
T1
T2
~
G3
~
G4 10kV
~
G1
~
G2
三、电力系统的基本参量和接线图
2．电力系统的接线图

地理接线图：主要显示系统中发电厂、变电所的地 电气接线图：主要显示系统中某发电厂（变电所）
理位置，电力线路的路径，以及它们相互间的联结。 宏观
内的发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主 微观 要电机、电器、线路之间的电气接线。
二、电力系统的电压等级
3.电力网电压等级的选择
各级电压架空线路的输送能力
额定电压 输送容量 输送距离 额定电压 输送容量 输送距离 kV MVA km kV MVA km 3 6 10 35 60 0.1-1.0 0.1-1.2 0.2-2.0 2-10 3.5-30 1-3 4-15 6-20 20-50 30-100 110 220 330 500 750 10-50 100-500 200-800 50-150 100-300 200-600
1.中性点不接地

正常运行
分析：（1）线电压与相电压关系； （2）中性点电位； （3）对地电容电流与相电压关系。
1.中性点不接地

单相（C相）接地
分析：（1）中性点对地电位； （2）非接地相对地电位； （3）对地电容电流。
（3）对地电容电流分析
VA 3V A IC. A 3 I CO XC XC I C .B 3 I CO ( I I I
三级负荷：所有不属于一、二级的负荷。
三、对电力系统运行的基本要求
2.保证良好的电能质量

衡量电能质量的基本指标：

电压质量
频率质量
35kV及以上：±5% 10kV及以上：±7% ±0.2 ~ 0.5Hz

主要指标：

电压偏差、频率偏差、谐波畸变率、三相不平衡度、 电压波动和闪变。 整流设备、电力机车、电弧炉、压钢机等非线性负荷 和冲击负荷造起系统谐波、不对称、电压波动等。

含义：

发电厂、变电所（站）之间的接线方式。

类型：

无备用接线方式 有备用接线方式
一、电力系统的接线方式
1.无备用接线方式
用户只能从一个方向取得电源
放射式
干线式
链式
优点：简单、经济、运行方便 缺点：供电可靠性差
适用范围：二级负荷
一、电力系统的接线方式
2.有备用接线方式
用户可以从多个方向取得电源

1.2 电力系统运行的特点和要求
一、电能的优点
1. 可以很方便地转换成其他形式的能，如光能、 热能、机械能、化学能等。
2. 便于生产、输送、分配、使用，易于控制。