电力系统基础知识

表达式
iC C
+
iC
C
duC dt
uC
-
•
IC
+j
•
UC
相量形式
•
IC C
i
u
+
•
-
O 相量图 +1
UC
•
•
IC jCUC
•
(或UC
j1CI•C)
2020/10/8
电感
一种储能元件，通过电磁感应不断进行电能和
磁能的相互转化，电感电流相位滞后于其两端
电压相位90o。
表达式
i
L
L
+
uL
-
uL
L
di dt
2020/10/8
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。 4．不对称度 不对称度是衡量多相负荷平衡状态的指标， 多相系统的电压负序分量与电压正序分量之比 值称为电压的不对称度，电流负序分量与电流 正序分量之比值称为电流的不对称度，均以百 分数表示。
电力网（电网） 将电力系统中各电压等级的电力线路和各种类型的变电站 连接起来构成的网络，以及为保证这些设施正常运行所需 的继电保护和安全自动装置、计量装置、电力通信设施、 电网调度自动化设施等。通常以电压等级来区分电网或系 统，如10kV电网或10kV系统。
电路中的元件按特性分为电阻、电容和电感:
2020/10/8
5．正弦波形畸变率
当网络电压波形中出现谐波（有时为非谐波） 时网络电压波形就要发生畸变。谐波干扰是由 于非线性系统引起的。它产生出不同于网络频 率的电压波，或者具有非正弦形的电流波。
（1）n次谐波电压、电流含有率
2020/10/8
HRUn U U1n 100%
HRnI
In I1
100%
2020/10/8
电阻
一种基本电路元件，主要把吸收的电能转化成
热能，流过电阻元件的电流与其两端的电压相
位相同。
iR R
表达式
+
uR RRi
uR
+j
•
相量形式
•
IR R
•
UR
IR
+
•
•
UR RIR
•-
UR
O
i u
相量图
+1
2020/10/8
电容
一种储能元件，在交流电路中不断进行充放电，
电容电流相位超前于其两端电压相位90o。
Z
arctanX() R
|Z| X
Z
R 阻抗三角形
2020/10/8
电路的性质
Z= R + jX 当 X > 0，称Z呈感性； 当 X < 0，称Z呈容性； 当 X = 0，称Z呈阻性
2020/10/8
三相电路
1、对称三相电源 对称三相电源是由3 个等幅值、同频率、初相依次相差 120°的正弦电压源连接成星形或三角形组成的电源。
U ——用电设备的实际端电压，kV。
2020/10/8
2．电压波动 一系列的电压变动或电压包络线的周期性变动， 电压的最大值与最小值之差与系统额定电压的 比值以百分数表示，其变化速度等于或大于每 秒0.2％时称为电压波动。波动的幅值为：
U%Uma xUmin 10% 0 UN
式中U max ——用电设备端电压的最大波动值，kV； UFra Baidu bibliotekmin ——用电设备端电压的最小波动值，kV
- uA + A N - uB + B
- uC + C N
A
-
+ u-A
B
uC
+
+
- uB
C
星形接法
三角形接法
2020/10/8
三相电压 、 u A uB 、u C 的相位从越前到滞后的次序 称为相序。
正序：A-B-C（或B-C-A，或C-A-B）； 负序：A-C-B（或C-B-A，或B-A-C）； 零序：u A、uB、u C之间的相位差为360o，即同相位。
•
+j
UL
相量形式
•
IL
L
•
u IL
+
•
•
U
•
L
-
i
O 相量图
+1
UL jLIL
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阻抗
电阻、电容和电感对电流所起的作用称为电阻、
容抗和感抗。
•
I
•
+
Z
U •
I
U I
/u
i
Z
/ Z
•
U
-
L
阻抗模 | Z | = U / I
阻抗角 Z
u
i
电压超前于电流的相位差
阻抗Z的复数形式为
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电能质量
1．电压偏差（移） 电压偏差（移）指当供配电系统改变运行方式或负荷 缓慢地变化使供配电系统各点的电压也随之改变，各 点的实际电压与系统额定电压之差，通常用与系统额 定电压的百分比值数表示。用公式表示为
U%UUN 10% 0 UN
式中 U N ——用电设备的额定电压，kV；
2020/10/8
（1）发电厂：生产电能。 （2）电力网：变换电压、传送电能，由变电站
和电力线路组成。 （3）配电系统：将系统的电能传输给电力用户。 （4）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。 （5）用电设备：消耗电能。
发 电 厂 2020/10/8
输 变 电
配 用 电
Z= R + jX
实部为电阻，虚部为电抗
2020/10/8
R、L、C 对应的阻抗分别为：
ZR R
ZL jL
ZC
j 1
C
感抗和容抗
感抗 XL L
容抗
1
X C C
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RLC串联电路
如果L内部为RLC串联电路，则阻抗 Z 为
•
Z
U
•
I
RjLj 1 C
Rj(L1C)
R jX
Z /Z
Z R2 X2
电力系统基础知识
韩学志 2010年6月
一、电力系统基本概念
电力系统 由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所 和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、 配电和用电的整体。包括发电机、变压器、断 路器、母线、架空线、电缆、配电装置、受电 装置等设施，以及为保证这些设施正常运行所 需的继电保护和安全自动装置、计量装置、电 力通信设施、电网调度自动化设施等。
uAuBuC= 0
O
t
2020/10/8
二、对电力系统的要求
（1）保证供电可靠性 （2）保证电能质量 （3）提高电力系统运行的经济性 （4）环境保护问题
2020/10/8
供电可靠性 供电可靠性指标是根据用电负荷的等级要求制 定的。 一级负荷：两个电源+应急电源 二级负荷：两个电源 三级负荷 衡量供电可靠性的指标，用全年平均供电时间 占全年时间百分数表示。
2020/10/8
星形接法中，电压源的参考方向是以中点处为负； 三角形接法中，电压源的连接是顺次相接形成一个 回路，如果接错，将可能形成很大的环形电流。 3 个电源依次称为A相、B相和C相，它们的电压为：
uA 2Ucost)(
uB 2Ucost(12)0 u uC 2Ucost (12)0 u A u B u C
（2）电压、电流总谐波畸变率
THuD
（ Un） 210% 0 n2 U1