电力系统基础知识
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1.3
1．
供电系统的高压配电电压主要取决于当地供电电源电压以及高 压用电设备的电压、容量和数量等因素。中、 小型工厂采用的高压 配电电压通常为6～10 kV，从技术经济指标来看，最好采用10 kV配 电电压。由于同样的输送功率和输送距离条件下，配电电压越高， 线路电流越小，线路所采用的导线或电缆截面越小，因而采用10 kV 配电电压可以减少线路的初投资和金属消耗量，还可以减少线路的 电能损耗和电压损耗。从设备的选型及将来的发展来说，10 kV更优 于6 kV。 对于一些厂区面积大、负荷大且集中的大型厂矿，如厂区 的环境条件允许，可采用35～220 kV架空线直接深入工厂负荷中心 配电， 这样可以分散建立总降压变电所，简化供电环节，节约有色 金属， 降低功率损耗和电压损失。
2． 低压配电电压的选择
供电系统的低压配电电压一般采用220/380 V的标准电压 等级，但在某些特殊的场合如矿井，因负荷中心远离变电所， 为保证负荷端的电压水平故采用660 V电压作为配电电压， 这 样不仅可以减少线路的电压损耗，降低线路有色金属消耗量， 而且能够增加配电半径，提高供电能力，简化供配电系统。 另外，在某些场合，由于安全的原因，可以采用特殊的安全低 电压配电。
因此，载流导体大约经30 min后可达到稳定温升值，计算负荷
也就是半小时最大负荷。分别用P30、Q30、S30和I30表示有功计
算负荷、无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流。
计算负荷是分析和设计供电系统的基础，是选择供电系统 导线、变压器、开关电器等设备的依据。如计算负荷过大， 则将使电器和导线电缆选得过大，造成投资和有色金属的浪费； 如计算负荷过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行， 增加电能损耗，产生过热，导致绝缘过早老化甚至烧毁。因此， 正确确定计算负荷意义重大。
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❖ 火力发电：
▪ 燃料在锅炉中燃烧，水变成高温高压水蒸气推 动汽轮机旋转，带动发电机发电。
• 按水蒸气温度压力分：中低压发电厂，高压发电厂 ，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力 发电厂；超超临界压力发电厂
动力系统：电力系统加上各类型发电厂中的动力部分就是动力系统。
电网调度
应用服务器
数据采集和传输
RTU
RTU
RTU
发电
输电
变电
配电
用电
❖ 电力网：
❖ 按电压等级的高低、供电范围的大小的分 类
▪ 地方电力网：电压等级在35kV及以下，供电半 径在20~50km以内
▪ 区域电力网：电压等级在35kV以上（一般为 110kV~220kV），供电半径超过50km，联系 较多发电厂的网络
▪ 水能可储蓄和调节。 ▪ 发电不污染环境。 ▪ 建设投资大、工期长，受自然条件限制。
建设中的水电站
❖ 核电：
▪ 核反应堆中发生核反应发热，水烧成高温高压 水蒸气推动汽轮机，带动发电机发电。
• 按照反应堆形式分：
– 压水堆核电站 – 沸水堆核电站（现在发生事故的日本福岛第一核电站） – 重水堆核电站（如中国秦山III期核电站） – 快堆核电站 – 石墨气冷堆电站
▪ 远距离输电网：电压等级为330kV~500kV的网 络，其主要任务是把远处发电厂生产的电能输 送到负荷中心，同时还联系若干区域电力网形 成跨省、跨地区的大型电力系统
电力网：
按电压等级分类： ➢ 低压网：电压等级在1kV以下； ➢ 中压网：1～10kV； ➢ 高压网：高于10kV、低于330kV； ➢ 超高压网：低于750kV； ➢ 特高压网：1000kV及以上。
电力系统基础知识
电力系统的基础知识一、电力系统的构成一个完整的电力系统由分布各地的各种类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电力用户组成，它们分别完成电能的生产、电压变换、电能的输配及使用。
二．电力网、电力系统和动力系统的划分电力网：由输电设备、变电设备和配电设备组成的网络。
电力系统：在电力网的基础上加上发电设备。
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。
三．电力系统运行的特点一是经济总量大。
目前，我国电力行业的资产规模已超过2万多亿，占整个国有资产总量的四分之一，电力生产直接影响着国民经济的健康发展。
二是同时性，电能不能大量存储，各环节组成的统一整体不可分割，过渡过程非常迅速，瞬间生产的电力必须等于瞬间取用的电力，所以电力生产的的发电、输电、配电到用户的每一环节都非常重要。
三是集中性，电力生产是高度集中、统一的，无论多少个发电厂、供电公司，电网必须统一调度、统一管理标准，统一管理办法;安全生产，组织纪律，职业品德等都有严格的要求。
四是适用性，电力行业的服务对象是全方位的，涉及到全社会所有人群，电能质量、电价水平与广大电力用户的利益密切相关。
五是先行性，国民经济发展电力必须先行。
四、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。
我们国家电力系统的电压等级有220/380V、3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。
随着标准化的要求越来越高，3 kV、6 kV、20 kV、66 kV也很少使用。
供电系统以10 kV、35 kV、为主。
输配电系统以110 kV以上为主。
发电机过去有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，低压用户均是220/380V。
电力系统基础知识
电力系统基础知识电力系统基础知识是指关于电力系统的基本概念、构成、工作原理、调度管理及优化等方面的知识。
电力系统是一个复杂的工程系统，由输电、变电、发电、调度和配电等多个环节组成，它是现代社会的重要组成部分。
电力系统基础知识是电力工程师必备的基础知识，它不仅涉及到电力系统的工程实践，也涵盖了电力系统的理论基础。
1、电力系统基本概念电力系统是指由发电、输电、变电、调度和配电等组成的一整套电力供应系统，它是保障电力供应的重要基础设施。
电力系统包括三级电力系统，即国家电网、区域电网和地方电网。
其中国家电网是最高级别、覆盖范围最广的电力系统，其主要任务是接受和分配区域电网全部电力负荷。
2、电力系统构成电力系统包含四大子系统：发电系统、输电系统、变电系统和配电系统。
其中发电系统是指能够将机械能转化为电能的设备，输电系统是指将电能从发电厂输送到用户用电地点的线路、变电器和开关设备。
变电系统则是将输送在高压线上的电能升压或降压为合适的电压等级，以满足不同用户的用电需求。
配电系统负责将电能分配到用户的终端用电设备上。
3、电力系统的工作原理电力系统的工作原理是将水能、燃料能、核能等能源转化为机械能，再将机械能传递到发电机上，发电机将机械能转化为电能，电能通过输电和变电进行分配和转换后，最终被配电系统送达用户的终端设备上。
4、电力系统的调度管理电力系统的调度管理是指对电力系统的运行情况进行监控、分析和控制，以实现对电力系统的优化调度，保障电力系统的安全运行。
电力系统调度管理的主要任务包括：电量调度、电压调节、负荷平衡、电网稳定控制等。
5、电力系统的优化电力系统的优化是指对电力系统进行规划、设计、运营和调度的优化，以最大程度地提高电力系统的效率和可靠性，降低系统成本、提高电力质量和优化供电结构。
电力系统的优化包括系统优化、运行优化、管理优化、市场优化等。
6、电力系统的未来发展未来电力系统发展重点将转向寻找可再生能源替代传统能源，如太阳能、风能等，同时也需要通过新能源技术等手段来提高电力系统的效率和可靠性。
电力系统基础知识
L2
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QS12
QF2
QS11
W
QS1 QF1
G2
单母线分段接线
• 特点：1）减少母线故 障或检修时的停电范 围。2）断路器检修期 间必须停止该回路的 供电。 应用范围：6~10kV配 电装置出线6回及以上 ；35kV出线数为4~8 回；110~220kV出线 数为3~4回。
L1
L2
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L4
一、电力系统基础知识
主要内容
1. 什么是电力系统 2. 电力负荷 3. 变电站介绍 4. 供电质量 5. 电力系统的接地方式
1 什么是电力系统？
• • • •
电力系统的发展史 电力系统描述 电力系统运行特点 电力系统接线方式
1.1 电力系统的发展史
电力系统发展图示：
1891年，德 1882年，法国， 国，奥斯 冯· 密勒， 德波列茨，世 卡· 界上第一个直 三相交流输 流电力系统； 电系统，近 代输电技术 的基础；
单选题
• 1、在分析用户的负荷率时，选一天24h中负荷最高的一个小 时的（ ）作为高峰负荷。 • A计算负荷，B最大负荷，C平均负荷。 • C • 2、突然中断供电时造成的损失不大或不会造成直接损失的负 荷是（ ）类负荷。 • A一类，B二类，C三类。 • C • 3、突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起对周围环境严重 污染，造成经济上的巨大损失，造成社会秩序严重混乱或在 政治上产生严重影响的负荷，称为（ ） • A一类，B二类，C三类。 • A
• 1. 2. 3. 4.
影响负荷特性的主要因素 作息时间 生产工艺的影响(工业企业班制) 气候的影响 季节的影响
3 变电站介绍
• 变电站类别/规 模 • 一次系统与二次 系统 • 主控室
电力系统基础知识培训全
变压器差动保护装置
差动速断保护 比率差动保护 二次谐波制动的差动保护 CT断线报警及闭锁差动 非电量保护（本体重瓦、有载调压重瓦、
本体轻瓦、有载调压轻瓦、压力释放、 温度过高、温度升高、油位高、油位低）
变压器后备保护装置
二段式复合电压闭锁方向过流保护（限 时速断，过流）
三段式零序电压闭锁方向零序过流保护 间隙零序保护 零序过电压保护 过负荷告警 过负荷启动通风
变压器公共测控装置
电力系统基础知识 综合自动化系统 培训讲座
第一部分 电力系统基础知识
电力系统传输 示意图
电网调度
50.0Hz
50.2
49.8
发电
通讯服务器
用电
应用服务器
数据采集和传输
RTU
RTU
RTU
发电
输电
变电
配电
用电
发电领域的几个概念
发电厂类型：火(热)电、水电、风电、核 电……
发电机容量：3000KW－80万KW 发电机机端电压：6kV，10kV 同期的概念：同相位、同幅值、同频率 发电机指挥信号：主要用来让电气主控室跟汽
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A1 A2
A3 A4
A5 A6
A7
4
接
口 CANL
电能量脉冲1
脉 电能量脉冲2 冲
口 脉冲公共端
X SNP-2313
E1 E2
X SNP-2313
E10 E11 E12
- 220V 工 作
+ 220V 电 源
事故信号 信
预告信号 号 出
信号公共端 口
控制电源
X SNP-2313
F1
1K F2
电力系统基础知识版
火力发电的优势是：早期建设成本低，发电 量稳定，一年四季均匀生产，所以在世界各国的 电力生产中都占主要地位，一般在70 %左右。 火力发电的缺点是：所用的煤、油、气等是不可 再生资源，虽然储量多，始终会枯竭，污染严重。
一方面是煤炭资源丰富，二一方面是其它资 源转换为油、气、化学能等成本高,我们国家火 电是以煤电为主，油、气、化学能等火电是限制 性的计划性发展。
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七、变电所
变电所是联接电力系统的中间环节，用以汇集电 源，升降电压和分配电力。
变电所的主接线 变电所的主接线是电气设备的主体，由其把发电 机、变压器、断路器、隔离开关等电气设备通过母 线、导线有机的连接起来，并配置各种互感器、避 雷器等保护测量电器，构成汇集和分配电能的系统。 变电所主接线的形式与变电所设备的选择、布置、 运行的可靠性和经济性以及继电保护的配置都有密 切的关系，它是变电所设计的重要环节。在拟定变 电所主接线方案时，应满足可靠、简单、安全、运 行灵活、经济合理、操作维护方 便和适应发展等基 本要求。
国家标准规定对电压波动的允许值为：
10KV及以下为2.50/0 35至110KV为20/0 220KV及以上为1.60/0
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（3）高次谐波：高次谐波的产生，是非线 性电气设备接到电网中投入运行，使电网电 压、电流波形发生不同程度畸变，偏离了正 弦波。高次谐波除电力系统自身背景谐波外， 主要是用户方面的大功率变流设备、电弧炉 等非线性用电设备所引起。高次谐波的存在 降导致供电系统能耗增大、电气设备绝缘老 化加快，并且干扰自动化装置和通信设施的
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按中断供电造成的损失程度分类
1、一级负荷：突然停电将造成人身
伤亡或引起对周围环境的严重污染，
造成经济上的巨大损失，如重要的大
(完整版)电力系统基础知识
烟囱
储煤场
输煤皮带 江河或水库
蒸汽管道 汽轮 发电机 升压站 机
锅炉 冷却水
冷凝器
第二节 发电厂的类型和变电所的类型
锅炉、汽轮机和发电机是火力发电厂的三大 核心设备。
火电厂生产系统包括：制粉系统 供气系统 给水系统 冷却系统
图1-2 火力发电厂生产过程示意图
第二节 发电厂的类型和变电所的类型
• 配电线路：分6-10KV厂内高压配电线路 和380/220V厂内低压配电线路。
• 车间变电所：6-10KV降到380/220V，给 用电设备供电。
第一节电力系统组成及特点
电力系统为什么要联网？
水 库
0.38/0.22kV
M
M
0.38/0.22kV
M
M
动力系统 电力系统
电力网
220kV
220kV
第一节 电力系统的组成及特点
见习一个电力 系统
厂水力发电
简 单 变电站 电 力 大型工厂 系 统
变电站
输电线
第一节电力系统组成及特点
小型电能用户
配电站
学校 住宅乡村
商店
小型配电站
发电厂
第一节电力系统组成及特点
电能的输送和分配
升压
主传输线 500 kV
三相
降压
电压分配 10 kV
降压 变电站
单相
第一节电力系统组成及特点
三大系统的联系与区别
电力系统：由发电厂、变电所、输配电线路及用户等所 组成的统一整体。
动力系统：电力系统+原动力部分（如水库、水轮机、 锅炉、核反应堆、汽轮机等）。
电力网：变电所、输电线路。
简 单 电 力 系 统
电力系统用户相关基础知识
整修
电力系统用户相关基础知识11.23
1958年12月，人们庆祝由株机厂和湘潭电机厂联合研制的6Y1型1号电力机车成功下线
6Y1型电力机车 6Y2型电力机车 1961年，中国第一条电气化铁路宝鸡到凤州线建成，由于中国国产第一代干线电力机车-6Y1型机车性能不过关，未能批量生产，为了应付电力机车短缺的情况，国家从法国阿尔 斯通公司进口了部分6Y2型电力机车作为过渡，其功率(指持续功率)4740kw，最高速度 101km/h，6轴。6Y2型机车采用引燃管整流、高压侧调压且带有再生制动，于1961年8月15 日正式投入宝成铁路运行 中国进口的6Y2型电力机车 SS1型电力机车
进技术，具有起动加速快、牵引力大、恒功速度范围宽、操纵方便、工作可靠等特点
2 SS6电力型机车
3 SS6B型电力机车
SS6B型电力机车是铁道部为满足陇海铁路电气化需要，是1992年为郑宝铁路电气化工程提供的国际招 标第三批电力机车。它是由株洲电力机车厂和株洲电力机车研究所共同研制开发的6轴干线用交直传动
SS4型电力机车
电力系统用户相关基础知识11.23
韶山4(SS4)型电力机车是由各自 独立且又互相联系的两节车组成， 每节车均为一个完整的系统。主 电路采用四段经济半控桥，相控 调压。它具有恒压或恒流控制的 牵引特性和恒速或恒励磁控制的 电阻制动特性。空气制动采用 DK—1型电空制动机。该机车牵 引及制动功率大、起动平稳、加 速快、工作可靠、司机室工作条 件良好、污染少、维修简便
韶山4(SS4)型电力机车
电力系统用户相关基础知识11.23
SS4B型电力机车
电力系统基础知识
U1
2 In n2
100%
I1
100%
式中 Un、In —n次谐波电压、电流的方均根值，kV、A； U1 、I1 —基波电压(50Hz)、电流的方均根值，kV、A 。
四、衡量电能质量的指标
5．正弦波形畸变率 （3）谐波电压的总平均畸变系数
式中 τ
1 t
t t
t
U max U min U % 100% UN
式中 Umax ——用电设备端电压的最大波动值，kV； Umin ——用电设备端电压的最小波动值，kV。
四、衡量电能质量的指标
3．电压闪变 负荷急剧的波动造成供配电系统瞬时电压升高，照度 随之急剧变化，使人眼对灯闪感到不适，这种现象称为电 压闪变。
电力系统基础知识
一、电力系统
1.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。它们分别完成 电能的生产、电压变换、电能的输配及使用。 发电厂：生产电能。 电力网：变换电压、传送电能。由变电所和电力线路组成。 配电系统：将系统的电能传输给电力用户。 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。 用电设备：消耗电能。
2.变配电站种类
变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽 站，区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个（三圈变 压器），550kV /220kV /110kV。区域站一般也有三个电压 等级（三圈变压器），220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。终端站一般直接接到用户，大多数为两个电压等级 （两圈变压器）110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用户本身的 变电站一般只有两个电压等级（双圈变压器）110 kV /10kV、 35kV /0.4kV、10kV /0.4kV，其中以10kV /0.4kV为最多。
电力系统基础知识培训课件
03
输电与配电系统
输电线路是电力系统的重要组成部分，负责将电能从发电厂传输到负荷中心。
输电线路
输电电压
输电损耗
输电电压等级有高压、超高压和特高压，不同电压等级适用于不同距离和容量的输电。
输电过程中会产生一定的损耗，包括线路损耗、变压器损耗等，需要采取措施降低损耗。
03
02
01Biblioteka 配电网是电力系统的重要组成部分，负责将电能从输电网分配到用户。
详细描述
电力系统的基本特性
总结词
电力系统具有以下基本特性：整体性、动态性、可控性和安全性。整体性是指电力系统是一个整体，各部分之间相互关联、相互影响；动态性是指电力系统的状态和参数会随时间和运行条件的变化而变化；可控性是指电力系统的运行状态可以通过调节和控制手段进行改变；安全性是指电力系统在运行过程中应保持稳定和可靠，避免发生事故和造成损失。
电力系统基础知识培训课件
contents
目录
电力系统概述发电系统输电与配电系统电力系统保护与控制电力系统安全与可靠性电力系统经济性分析
01
电力系统概述
电力系统的定义与组成
总结词
电力系统是由发电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产、传输、分配和消费的系统。它包括发电系统、输电系统、配电系统和用电系统等部分。发电系统负责将各种能源转化为电能，输电系统负责将电能传输到目的地，配电系统负责将电能分配给各个用户，用电系统则负责消费电能。
销售费用
包括销售人员工资、广告费用等。
税收和附加费
根据国家政策和规定需要缴纳的相关费用。
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详细描述
02
发电系统
利用化石燃料（如煤、石油、天然气）燃烧产生的热能转换为电能。
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电力系统的基础知识一、电力系统的构成一个完整的电力系统由分布各地的各种类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电力用户组成，它们分别完成电能的生产、电压变换、电能的输配及使用。
二．电力网、电力系统和动力系统的划分电力网：由输电设备、变电设备和配电设备组成的网络。
电力系统：在电力网的基础上加上发电设备。
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。
三．电力系统运行的特点一是经济总量大。
目前，我国电力行业的资产规模已超过2万多亿，占整个国有资产总量的四分之一，电力生产直接影响着国民经济的健康发展。
二是同时性，电能不能大量存储，各环节组成的统一整体不可分割，过渡过程非常迅速，瞬间生产的电力必须等于瞬间取用的电力，所以电力生产的的发电、输电、配电到用户的每一环节都非常重要。
三是集中性，电力生产是高度集中、统一的，无论多少个发电厂、供电公司，电网必须统一调度、统一管理标准，统一管理办法;安全生产，组织纪律，职业品德等都有严格的要求。
四是适用性，电力行业的服务对象是全方位的，涉及到全社会所有人群，电能质量、电价水平与广大电力用户的利益密切相关。
五是先行性，国民经济发展电力必须先行。
四、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。
我们国家电力系统的电压等级有220/380V、3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。
随着标准化的要求越来越高，3 kV、6 kV、20 kV、66 kV也很少使用。
供电系统以10 kV、35 kV、为主。
输配电系统以110 kV以上为主。
发电机过去有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，低压用户均是220/380V。
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%。
电力系统基础知识
电力系统基础知识电力系统基础知识电力系统是由发电厂、输电线路、变电站和配电网组成的一个复杂的系统，用于将发电厂产生的电能输送到家庭、工业和商业用户。
第一部分：发电厂发电厂是电力系统的起点。
它们使用各种能源，如煤炭、天然气、核能和风能，将机械能转化为电能。
发电厂的核心设备是发电机，它通过转子磁场和定子通过磁感应原理产生电能。
发电机产生的交流电经过变压器提高电压级别，然后通过输电线路输送到变电站。
第二部分：输电线路输电线路是将发电厂产生的电能从发电厂输送到变电站的关键组成部分。
输电线路有不同的类型，包括高压直流（HVDC）线路和交流（AC）线路。
HVDC线路可以实现远距离传输，而AC线路适用于中短距离传输。
输电线路通常使用电缆或电杆支撑，以及绝缘材料保护电力输送中途不丧失过多的能量。
输电线路上的输电塔用于支撑电缆，并提供必要的电气绝缘。
输电线路上的电能输送需要经过多次变压，以提高或降低电压级别，以适应不同电网的需求。
第三部分：变电站变电站是电力系统的关键组成部分，它将高压输电线路带来的电能转换为适用于配电网和终端用户的低电压。
变电站使用变压器进行电能变换，并通过开关设备进行电能控制和分配。
变电站还提供对电能质量、电压稳定性和短路保护的监测和调整。
第四部分：配电网配电网是将电能从变电站输送到家庭、工业和商业用户的最后一环。
配电网包括各种低压开关设备、断路器和配电变压器，用于控制电能的分配和保护。
配电网还涉及用于远程读取电能使用量和控制的智能电表。
总结：电力系统是一个复杂而庞大的系统，而其中的发电厂、输电线路、变电站和配电网是使电能到达最终用户的基础设施。
理解电力系统的基础知识对于我们日常生活中对电能的使用至关重要。
近年来，随着可再生能源的发展和智能电网技术的应用，电力系统正经历着重大变革。
掌握电力系统的基础知识，将帮助我们更好地理解和应对这些变化，并为未来的能源转型做好准备。
电力系统基础知识大全
调度自动化系统可以实现数据采集与监控、电力负荷预测 、发电计划制定、系统安全分析、调度决策等功能。
调度自动化系统的组成
调度自动化系统由数据采集与监控系统、电力系统模拟与 仿真系统、电力系统分析软件等组成。
06
电力系统规划与设计
电力需求预测
长期预测
01
根据经济增长、人口变化、产业发展等因素，预测未
测电气量的变化，逻辑部分根据测量结果判断是否需要动作，执行部分
则执行跳闸或报警等操作。
自动控制装置
自动控制装置的种类
电力系统中的自动控制装置包括发电机控制装置、变压器控制装置、断路器控制装置等， 用于实现电力系统的自动控制和调节。
自动控制装置的功能
自动控制装置可以根据系统的运行状态和负荷变化，自动调整设备的运行参数，保持系统 稳定并满足负荷需求。
变电站
变压器
01
变电站的核心设备是变压器，用于改变电压等级。
高压开关站
02
高压开关站是变电站的重要组成部分，用于控制电流的通断。
变电站的布局与设计
03
变电站的布局需考虑周边环境、设备运行安全等多方面因素，
设计需满足电力系统的需求。
配电系统
低压配电网络
低压配电网络是电力系统的末端，负责将电力分配给用户。
交易机制
电力市场交易机制包括双边交易、集中竞价交易和挂牌交易等。
交易影响因素
电力市场交易受到多种因素的影响，包括能源价格、需求量、系统安 全和环保政策等。
系统稳定性
1 2
系统稳定性定义
电力系统的稳定性是指系统在遭受干扰后能够保 持稳定运行的能力。
稳定性分类
电力系统稳定性可分为静态稳定性和动态稳定性 。
电力系统基础知识
电力系统基础知识在我们的日常生活中，电无处不在，为我们带来了光明、温暖和便利。
从家庭中的电灯、电视、电脑，到工厂里的大型机器设备，电力的作用不可小觑。
而这一切的稳定运行，都离不开一个复杂而又精妙的系统——电力系统。
电力系统，简单来说，就是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
它就像是一个巨大的能量供应链，将发电厂产生的电能，经过一系列的处理和传输，最终送到每一个用户手中。
发电是电力系统的源头。
目前，常见的发电方式主要有火力发电、水力发电、核能发电、风力发电和太阳能发电等。
火力发电利用煤炭、石油或天然气等燃料燃烧产生的热能，将水加热成蒸汽，推动汽轮机旋转，从而带动发电机发电。
水力发电则是利用水的势能，通过水轮机将其转化为机械能，再驱动发电机。
核能发电依靠核反应堆中的核燃料进行链式裂变反应产生热能，进而转化为电能。
而风力发电和太阳能发电则是利用自然界中的风能和太阳能，分别通过风力发电机组和太阳能电池板将其直接转化为电能。
有了电能，接下来就要考虑如何把它输送出去。
输电就是将发电厂产生的电能通过输电线路输送到距离较远的地方。
为了减少电能在传输过程中的损耗，输电电压通常都很高。
我国的输电电压等级主要有110 千伏、220 千伏、330 千伏、500 千伏、750 千伏和 1000 千伏等。
这些高压输电线路就像是电力的“高速公路”，让电能能够快速、高效地传输到各地。
当电能到达用电地区后，需要通过变电站将高电压降低到适合用户使用的电压等级，这就是变电。
变电站里有各种变压器和开关设备，它们负责对电压进行变换和控制，以确保电能的质量和安全。
配电则是将经过变电后的电能分配到各个用户终端。
这包括城市中的配电网、农村的配电线路以及小区内的配电箱等。
配电系统要根据用户的需求和分布，合理地分配电能，确保每个用户都能得到稳定可靠的电力供应。
用电环节是电力系统的最终目的。
无论是居民家庭、商业场所还是工业企业，都需要根据自身的需求合理使用电能。
电力系统基础知识
电力系统基础知识电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，其功能是将发电厂产生的电能传输到消费者处，满足社会经济发展对电力需求的不断增长。
想要深入了解电力系统，有几个基础概念需要了解。
一、电力系统的组成电力系统主要由发电厂、输电网、配电网和用户组成。
发电厂是电力系统的核心，通过各种能源转换为电能，输电网将电能从发电厂输送到各地区的变电站，然后经过配电网输送到用户处。
二、电力传输方式电力传输主要有两种方式：高压直流输电和交流输电。
高压直流输电是采用高压直流电流传输，可以有效减少输电损耗；交流输电是利用交流电传输电能，能够适应大规模的电力运输需求。
三、电力负荷与发电电力系统的电力负荷指用户对电能的需求，在负荷不断增长的情况下，发电厂也需要不断增加发电能力，以保障电力系统的正常运转。
在电力系统中，发电厂的负荷需根据用户负荷波动情况动态调整，以满足用户的需求。
四、电力损耗在电力传输过程中，由于电线本身的电阻和电磁波辐射等因素，会导致电力传输的损耗。
电力系统中的损耗主要分为线路损耗和变压器损耗，通过科学的电力设计和技术手段，可以有效降低电力损耗。
五、电力系统的稳定运行电力系统的稳定运行对于社会和经济的发展至关重要。
在电力系统中，需要通过科学的电力规划、科技适配以及现代化的管理手段来保证系统的稳定运行。
此外，在电力系统的日常运行中，还要注意对于设备的维护和检修，确保设备的正常运转，进一步保证电力系统的稳定性。
六、电力系统的调度和监控为了确保电力系统的稳定运行，需要进行电力调度和监控。
电力调度是对电力系统各个环节进行协调和控制，确保整个系统稳定运行；电力监控则是通过对电力系统实时数据的采集和分析，及时发现和预警潜在问题，进一步保证电力系统的安全运行。
结语电力系统是一个涉及到能源、信息、通讯、控制等多个领域的综合性工程，也是国民经济重要的基础设施之一。
深入了解电力系统基础知识，不仅可以提高我们的能源认知水平，还有助于我们更好地理解电力系统的运行机制，为实现清洁、安全、可靠的电力生产和使用提供坚实的基础。
电力系统基础知识
联合电力系统
联合电力系统：把两个或2各以上的小型电力系统并联运行 联合电力系统 组成地 区电力系统，把地区电力系统通过输电线连接起 来，组成更大的系统成为联合电力系统 特点：1 提高供电可靠性； 2 减少系统装机容量，提高 设备利用：3便于安装大型机组：4合理利用动力资源， 提高运行的经济性。
容量
水力发电： 水力发电：是利用水的落差能量
• 特点： 1无污染 2 发电成本低 3 来电速度快 4建坝后 可调节水量，改善通航条件 5受季节来水影响大 6投资 大建设周期长，水库淹没损失大 ，每KW水电投资相当于 火电的2—3倍 • 形式 1 坝式水电站： 2 引水式水电站 3 混合式水电站 4 梯级水电站 5 抽水蓄能水电站
电力系统基础知识
云永利
电的概念
电的定义： 在某个力的作用下，通过某个导体的电子流
电能：
• 是由一次能源转化来的二次能源
电的形式 • 直流电： • 交流电：50HZ
60HZ
• ；
电能的特点
• 电能特点：是优质二次能源，不能大量存储，说以 发电 输电 用电是在同时进行
电力系统的含义
• 电力系统是指电能的产生、传输、分配、 使用以及相关设备和附属设施的总称。 是发电厂 输电网 配电网 用电器构成的 整体。输电网 配电网络统称电网。
• 1电力系统的定义 输电网中的电压等级有几种电压分别 是多少？ • 2多功能电表中 最大需量的定义与用途 峰谷电量计费的 意义 • 3变压器的用途 ，什么是铜损和铁损 ?铜损和铁损与负荷 的关系 如何？ • 4电压互感器与电流互感器的基本原理和应用位置，变比 的含义。 • 5
变压器的系列
• 国家对10kv到0.22/0.38的变压器制定了一系列型号（或 者叫做系列号），不同的厂家都可生产。相同型号的变 压器要求其生产工艺、材料、指标参数都有一定的要求， 所以相同型号的变压器其损耗可以认为是相同的
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电力系统运行参数－负荷
• 工业用电
– 电动机、电冶炼等
• 民用
– 照明、空调、热水器……
电力系统的功率分布－潮流分析
变电站 P+jQ
P+jQ P+jQ
P+jQ 变电站 ～ P+jQ P+jQ P+jQ 变电站 P+jQ P+jQ
变电站
P+jQ P+jQ ～
变电站
变电站
电能质量
• • • • 频率 电压 谐波 三相电流、电压不对程度
• 其他电厂（电站）
– 核电站 – 风力电站 – 潮汐电站
电网
• 按照电压分级，电压越高，送得越远， 覆盖面越大。
V始
R I V末
V末＝ V始－ I R P线损＝ I越小，末端压降就越小，线损就越小。
电网
• 输电网
– 特高压输电网：1000kV – 超高压电网：750kV/500kV/330kV(西北)/220kV – 次输电网（国外叫法）：110kV
模拟屏
调度员培训仿真子系统
DTS服务器 DTS工作站
PAS服务器
SCADA/AGC
数据库镜像
历史数据服务器
II区交换机 (已有）
网关工作站
磁盘阵列
1 1
调度自动化系统
1 1
主 交 换 机
WEB服务器 物理隔离 数据采集 服务器
GPS
报表编制子系统(PC)
III区交换机 (已有） 防火墙
外网路由器 系统管理、开发工作站 数据采集装置 RMIS/电量
PMU 实时数据
PMU动态数据存储 PMU动态数据存储
关联的三态 历史数据
PMU子站
数据采集
辅助服务质量分析
怎么了 ?
低频振荡监视与分析 其它研究态应用 高 速 缓 存 区 电网动态运行监视
A
WAMAP 历史数据
低频振荡研究（原因和措施）
基于PMU的实时事故分析 基于PMU的实时事故分析
电网模型与参数校核
电力系统异常和事故
• 电流、电压、频率、参数越限 • 系统局部发生振荡：低频，次同步，串 联谐振 • 发电机、变压器、母线、线路短路故障， 线路断线故障。 • 线路绝缘子击穿 • 电压、频率和功角失稳
电力系统的二次系统
• • • • • • 仪表 继电保护 安全自动装置 稳定控制装置 变电站综合自动化系统 发电厂控制系统
能量管理级 高 级 应 用
网络分析级 培训模拟级
能量管理系统的高级应用软件
数据收集 实时模式 自动发电控制 安全约束调度 预想故障分析
状态估计
系统负荷预测 研究模式 发电计划 机组组合
母线负荷预测 潮 流
预想故障分析 最优潮流
安全约束调度 水电计划 检修计划 电 压 稳定 交换计划 燃料计划 调度员 培训模拟
平 台 层
数据总线 集成总线
操作系统层 硬件层
Tru64 UNIX
IBM AIX
SUN Solaris
HP-UX
Windows
HP-Alpha
IBM
SUN
HP-Itanium
PC
典型能量管理系统的数据流
能量管理系统中高级应用的位置
EMS应用软件包括： 应用软件包括： 应用软件包括 数据收集级
SCADA，收集数据、监控。 ，收集数据、 总体信息，分析、控制 总体信息，分析、控制— AGC、 AGC、负荷预测等。 分析、 全面信息，分析、控制— 状态估计、调度员潮流等。 状态估计、调度员潮流等。 DTS模拟、培训、研究。 模拟、培训、研究。 模拟 电能质 量 安全性 经济性 稳定性
配电管理系统的主要应用
• 从EMS系统获取电网高端的实时信息和网络状 况 • 通过配电自动化系统实现对配网实时数据的 采集和网络分析 • 快速隔离故障、恢复供电。 • 通过AM/FM/GIS系统获取配网基础信息，实现 配电生产的正常运行维护 • 为调度提供停电停役管理、操作票工作票管 理、运行模拟分析等决策性的支持 • 为用电管理提供数据服务和决策支持
水库
水轮 机 调节阀 蓝线表 示水流
电网结构－变电站
• 变电站的主要一次设备
– – – – – – – 变压器（两卷变、三卷变、自耦变） 母线 开关 刀闸 电容器：并接在母线上以提高电压。 电抗器：并接在母线上以降低电压。 避雷针
电网结构－接线图
电网结构－接线图
电网结构－接线图
• 接线图中设备 – 开关 – 刀闸 – 变压器 – 一母 – 二母 – 旁母 • 典型接线方式 – 1母＋2母＋旁母 – 2/3接线方式 • 旁路代概念和过程
能量管理系统的发展方向
智能型调度 分析型调度 经验型调度 SCADA 预防性控制 EMS 正常状态 事故分析 处理决策 恢复决策
二次系统整合?
事故状态
谢谢！
EMS系统包含的内容
• SCADA（Super Control and Data Acquisition） • 通信（前置/FES） • AGC • PAS • DTS
典型能量管理系统的配置结构
江 苏 省 调 调 度 自 动 化 系 统 ( E M S ) 结 构 示 意 图
双屏调度员工作站
打印机 大屏幕控制器
电力系统基础知识
南瑞科技股份有限公司 彭晖
电力系统基础知识介绍
• • • • • • • • 电力系统的构成 发电厂结构 电网结构 电力系统主要运行参数 电能质量 电力系统异常和事故 电力系统的二次系统 能量管理系统/WAMS/DMS简介
电力系统的构成
• • • • 电力系统：发电厂＋电网 电网： 输电网 ＋ 配电网 输电网：变电站＋线路 配电网：馈线、负荷开关—熔断器组合 电器、断路器、箱式变电站、自动重合 器、自动分段器、环网开关柜等
发电厂种类
• 火电厂
– 燃料有油、煤、天然气 – 原理：燃料烧水，水变冷，汽推动汽轮机， 汽轮机轴带动发电机轴转动发电。布置结 构上是水平布置
• 水电厂（站）
– 靠水库的落差推动水轮机，水轮机带动发 电机发电。布置结构上是垂直布置。
发电厂种类
• 抽水蓄能电站
– 河上下游有下蓄水库/蓄水池，低负荷时， 水从下库用机组存到上库，作为抽水机； 高峰用电时，上库放水，机组发电。
外网
实时数据采集子系统
管理与开发子系统
能量管理系统的典型体系结构
EMS 各应用 DMS 各应用 WAMS 各应用 …
应用层
• 满足各应用的 运行需求； • 为所有应用提 供公平服务； • 与应用相对独 立，专门的平 台开发部；
公共服务
图形 报表 权限 告警 WEB 系统 工具 工具 管理 服务 服务 管理 基于CIM/CIS的数据总线 符合IEC61970、IEC61968的集成总线
网络等值
短路电流
暂态稳定
能量管理系统和调度员培训仿真系统的关系
调度员培训模拟 调度室 电力系统 模型 电 力 系 统 模 型 教员 系统 教员 学 员 调度室模型 网络分 析 发电控 制 网络分 析 发电控 制 调 度 员 电力系统
电 力 系 统
数据收 数据收 集 集 软件平台 硬件平台
WAMS的应用功能及数据流程 的应用功能及数据流程
能量管理系统是什么
• 采集远程变电站、电厂的数据，对一、二次设备进行 监视 • 对变电站、电厂进行控制。 • 对采集的数据进行二次处理，包括统计、计算。 • 对原始数据和经过二次处理的数据展现出来。譬如通 过图形、报表等形式、告警、音响、短信等手段。 • 对原始数据进行高级分析并进行必要的控制调节，包 括状态估计、潮流计算、负荷预报、自动发电控制、 电压无功优化、安全调度、经济调度等。
能量管理系统给谁用
• 供电局的调度人员通过能量管理系统监视和 控制整个电网 • 方式通过对电网运行的历史数据，确定未来 一段时间电网的运行方式。
– 运行方式：在考虑电网安全、稳定、经济运行的 前提下确定电网接线方式，出力和负荷的安排以 及检修等。通过开关、刀闸的分合改变实际运行 方式
• 规划部门通过电网运行的历史数据，规划未 来电源、电网的建设。 • 能量管理系统是DMIS等其他系统的数据源。
• 力率S=P+jQ
电力系统运行参数－电压、电流
• 电压过低－设备无法正常运行 • 电压过高－损坏用电设备 • 电流过大－损坏发供电设备
电力系统运行参数－频率
• • • • • 全网统一50HZ 偏差允许在正负0.05HZ f=50HZ 发电、用电平衡 f 偏大 ，发电大于用电，要减少发电。 f 偏小， 发电少于用电，要增加发电或 者甩负荷
D
安全稳定在线定量分析 基于综合信息的电网事故分析 预防控制在线辅助决策 事故时三态数据 整合和管理 紧急控制在线预决策 数据汇集 状态估计 低频振荡在线抑制和预防
怎么办 ?
B
故障信息 管理系统 EMS系统
状态估计实 时数据
C
事故处理辅助决策支持 事故恢复辅助决策支持
配网系统在整个电力自动化系统中的 位置
电网结构－线路
• 架空线 • 超高压线路上的分裂导线、双四线
电力系统运行参数
• • • • • • • 电压（U） 电流（I） 有功（P） P 无功（Q） 频率（f） 负荷（L） 功角（φ）
电力系统运行参数－功率
• 直流功率 P＝ UI • 交流功率
– 有功P=UI cosφ – 无功Q=UI sin φ – 三项有功P= 3 UIcos φ
电力系统的二次系统－四遥/五遥
• 遥测
– PT电压互感器 – CT电流互感器 – 变比
• 电压互感器变比：Kn=U1n/U2n • 电流互感器变比：Kn=I1n/I2n