第一章_电力系统基本概念

二、电力工业发展概况
1．电力系统的发展历程 2．中国电力系统的发展现状
1.电力系统的发展历程 （1）电力系统的出现与发展
直流？交流？
• 1831年法拉第发现了电磁感应定律 低压直流 • 1882年在法国首先实现了电压在1kv以上的直流输电，输 送功率只有1.5kW，但传输距离达到57km，形成了世界上 第一个完整的电力系统，它包含发电、输电和用电。 • 在1891年制成三相变压器和三相异步电动机的基础上， 首次在德国实现了三相交流输电，它由95V、230kVA的水 轮发电机，经变压器升压至15 200V，将功率传送到 178km以外的法兰克福，然后用两台变压器降压至112V， 分别供给照明负荷和一台异步电动机驱动75kW的水泵， 从而形成了现代电力系统的雏形。三相交流制取代了以 前的直流系统 • 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
一.电力系统的电气连接方式
图1 无备用接线方式
（a）放射式 （b）干线式样 （c） 链式
图2 有备用接线方式
（a） 放射式样 （b） 干线式 （c） 链式 （d） 环式 （e） 两端供电网络
二、电力系统的额定电压和额定电压等级
1.电力输送中电压与输送容量的关系
S 3UI
S一定时，U越高，I越小，导线等载流部分的截面积
发电集团
华能、国电、大唐、华电、中电投五大国有发电集团
三、电力系统的运行状态
表征运行状态的参数：电压U、电流I、功率P&Q、频率f
1．稳态：正常的、变化相对比较缓慢以至可 以忽略的运行状态
运行变量与时间t无关，描述其特征可用代数方程
2．暂态：非正常的、变化较大以至引起系统 从一个稳定运行状态到向另一个稳定运行 状态过渡的运行状态
越小 ，投资越小，电能损耗越小；U越高，对绝缘
要求高，杆塔、变压器、断路器等绝缘投资大。 对应于一定的输送功率和输送距离应有一最合理的线 路电压。但从设备制造角度和电力工业发展，国家 标准规定标准电压等级
所谓额定电压，就是发电机、变压器和电气设 备等在正常运行时具有最大经济效益时的电压。
国家规定了标准电压等级系列，
需 掌 握 的 问 题
电力系统的组成
火电厂 用 户 风电场
升压变压器 高压输电网 降压变压器
水电厂
1-1 电力系统概述
一、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、 电力网和用电设备组成。 （2）电力网：电力系统中输送与 分配电能的部分。 （3）动力系统：动力部分与电力 系统组成的整体。
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高压？
（2）特高压（1000kV以上）输电的出现与展望
• 习惯上，1～100kV为高压， 100～1000kV为超高压， 1000kV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300km的1000kV，但至今运行于 500kV • 目前国际上实际投运的最高电压等级750kV(加、美、 俄、巴西、南非等国） • 我国晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程， 世界上第一条投入商业化运行的1000千伏输电线路
第一章 电力系统的基本概念
1-1 电力系统概述
1-2 电力系统的特点和运行要求
1-3 电力系统的接线方式和电压等级
1-4 三相电力系统的中性点运行方式
第一章 电力系统的基本概念
1o 电力系统的组成？
2o 电力系统的特点？ 3o 系统电压等级？ 4o 各设备额定电压？ 5o 中性点运行方式？
运行变量与时间t有关，描述其特性要用微分方程
1-2 电力系统的特点和运行要求
一、电力系统的运行特点
与国民经济各个部门、国防和日常生 活之间的关系都很密切 电能不能大量储存

电能的生产、输送、分配和使用同时进行
电力系统的暂态过程十分迅速
过电压暂态过程只有微秒到毫秒数量级 发生故障到系统失去稳定性 几秒 事故引起系统全面瓦解 以分钟计
2.中国电力工业的发展现状
（1）根据国家电力公司正式公布的数据，解放后50年来全 国总装机容量和年发电量的增长情况分别如图1和图2所示。
图1. 1949–1998年全国 总装机容量变化情况
图2. 1949–1998年全国 年发电量变化情况
（2）中国电力系统格局 电网公司
1）国家电网公司 成立于2002年12月29日. 2006年中国电力生产情 况全国发电量达到28344亿千瓦时。 华北电网（山东，北京，河北，山西，天津） 华东电网（上海，江苏，浙江，安徽，福建） 华中电网（河南、湖北、湖南、江西、四川、重庆） 东北电网（辽宁，吉林，黑龙江，内蒙古的赤峰和通辽） 西北电网（陕西，甘肃，宁夏，新疆，青海） 2）南方电网公司 于2002年12月29日成立。下设两个分公司和五个全 资子公司，分别是超高压输变电公司、电力财务公司，广东、云南、 广西、贵州和海南电网公司。
（3）直流输电、紧凑型输电和灵活交流输电
• 直流输电在远距离输电中具有优越性，我国已有 多条±800kV输电线路。 • 高自然功率的紧凑型输电线路（俄罗斯、巴西）， 我国500kV紧凑型输电线路北京昌平到房山。 • 灵活输电又称柔性输电可以跟灵活的调节电网功 率，国外已有较广泛应用。 • 其他：超导输电、低温输电、多相输电。
对电能质量的要求比较严格
频率、电压偏移、电压波形
二、对电力系统运行的基本要求
保证系统运行的安全可靠性
系统必须有足够的电源容量和合理布局 电网结构合理
必要时采取提高稳定性的措施
第一级负荷、第二级负荷、第三级负荷
保证良好的电能质量 保证系统运行的经济性 环保问题
1-3 电力系统的接线方式和电压等级
– 有利于电器制造业的生产标准化和系列化 – 有利于设计的标准化和选型 – 有利于电器的互相连接和更换 – 有利于备件的生产和维修等
应选择最合适的额定电压等级。
2. 额定电压等级：
除西北地区外：500kV,220kV,110kV,35kV,10kV 西北地区：750kV,330kV,220kV,10kV,35kV,10kV. 220kV及以上：大电力系统的主干线；