南理工电力系统分析详解
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南京理工大学
输送距离(km) 4~15 6~20 20~50 50~150 100~300 200~600 250~850
16
1.2我国的电力系统（4）
• 额定电压：发电机、变压器、用电设备等正 常运行时最经济的电压 • 在同一电压等级中，电力系统的各个环节 （发电机、变压器、电力线路、用电设备） 的额定电压各不相同。某一级的额定电压是 以用电设备为中心而定的。 用电设备的额定电压是其他元件的参考电压。 用电设备端压允许在额定电压UN的5%内波动 输电线路的额定电压为线路的平均电压 [UN(1+5%)+UN(1-5%)]/2=UN
无备用接线 特点：简单、经济、运行方便灵活。 供电可靠性差，电能质量差 有备用接线 特点：供电可靠，电能质量高 运行操作和继电保护复杂，经济性差
• 中性点接地方式（小接地方式和大接地方式）
不接地 供电可靠性高，绝缘成本高。 <35kv电网 经消弧线圈接地 减小接地电流。采用过补偿方式 直接接地 供电可靠性低，绝缘成本低。>110kv电网
2018/12/28
南京理工大学
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1.1.3 电力系统的特点和运行 的基本要求
• 电力系统的特点
1 电能与国民经济各部门、国防和日常生活之间的关系都很密切 2 对电能质量的要求比较严格 3 电能不能大量储存 4 电力系统中的暂态过程十分迅速
• 运行的基本要求
1 可靠性 可以满足用户的用电需求：不断电，频率、电压、波形 质量符合要求 负荷按供电可靠性要求分为三类 2 安全性 保证系统本身设备的安全。 要求电源容量充足，电网结构合理 3 经济性 %%4 减小对环境的不利影响
南京理工大学 5
2018/12/28
目录
• • • • • • 第一章电力系统的基本概念 第二章电网等值 第三章电力系统潮流计算 第四章电力系统运行方式的调整和控制 第五章电力系统故障分析 第六章电力系统稳定性分析
南京理工大学 6
2018/12/28
第一章 电力系统的基本概念
• 1.1电力系统概述 • 1.2我国的电力系统 • 小结
2018/12/28 南京理工大学 13
1.2我国的电力系统（1）
• 4个发展阶段
195x：城市电网 196x：省网 1970~1990：区域电网 1990~：区域电网互联
• 电力系统的规模
2004 400GW 2010 535GW 2020 790GW
2018/12/28
南京理工大学
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1.2我国的电力系统（2）
提高输电电压的利弊：减小载流截面和线路 电抗，利于提高线路功率极限和稳定性，增 加绝缘成本 2018/12/28 南京理工大学
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1.2我国的电力系统（3）
电力系统的电压与输电容量和输电距离
线路电压(kv) 6 10 35 110 220 330 500
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输送容量(MV) 0.1~0.2 0.2~2.0 2~10 10~50 100~500 200~800 1000~1500
南京理工大学 3
2018/12/28
课程内容
• 先修课程 电路原理 电磁场 电机学
2018/12/28
南京理工大学
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教学进度
• 总学时数：56~64
课堂教学：48~52 实践环节：8~12
• 学时分配
电力系统的基本概念：2~3 电网等值：8~10 电力系统潮流计算：10~12 电力系统运行方式的调整和控制：10 电力系统故障分析：10~12 电力系统稳定性分析：8~10
2018/12/28
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1.1 电力系统概述
• • • • • 1.1.1电力系统的形成和发展 1.1.2电力系统的组成 1.1.3 电力系统的特点和运行的基本要求 1.1.4电力系统的基本参量和接线图 1.1.5电力系统的接线方式和中性点接地 方式
2018/12/28
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1.1.1电力系统的形成和发展
2018/12/28 南京理工大学 17
1.2我国的电力系统（5）
发电机的额定电压 UN(1+5%) 变压器的额定电压为变压器两侧的额定电压， 以变比表示为 k= U1N / U2N 一次侧 直接与发电机相连： U1N = UN(1+5%)<35kv 联络（相当于用电设备）： U1N = UN 二次侧相当于发电机 空载 U2N = UN(1+5%) 带负载 U2N = UN(1+10%)（内部压降约5%） Us%<7.5或直接连负载时U2N = UN(1+5%)
电力系统分析
南京理工大学自动化学院 电气工程系
课程简介
• 什么是电力系统？ • 电力系统工程学科包括哪些内容？ • 学习《电力系统分析》课程要能完成什 么工作？ 三大计算：潮流 短路 稳定
2018/12/28 南京理工大学 2
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课程内容
• • • • • • 电力系统的基本概念 电网等值 电力系统潮流计算 电力系统运行方式的调整和控制 电力系统故障分析 电力系统稳定性分析
• 电磁感应定律 法拉第，1831 • 世界上第一个完整的电力系统 1882，法国 • 三相变压器和三相异步电动机 1891 • 直流电力系统和交流电力系统 爱迪生和西屋
2018/12/28 南京理工大学 9
1.1.2电力系统的组成
• 电力系统 发电厂、输电和配电网络、用户 • 电网、电力系统和动力系统 • 一次设备和二次设备
2018/12/28 南京理工大学 11
1.1.4电力系统的基本参量、 接线图
• 衡量电力系统规模的基本参量
总装机容量——额定有功功率之和 年发电量 最大负荷 最高电压等级
• 接线图
地理接线图、电气接线图
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1.1.5电力系统的接线方式和 中性点接地方式
• 接线方式
• 电压等级（KV）
发电机 3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 23.0 用电设备 3,6,10,35,110,220,330,500,750(60,154已不再发展） 3 企业内部 6、10配电电压（6用于高压电机负荷） 110、220:高压。110：区域网，中小电力系统主干线 220：大电力系统主干线 330、500、750:超高压 >750:特高压
输送距离(km) 4~15 6~20 20~50 50~150 100~300 200~600 250~850
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1.2我国的电力系统（4）
• 额定电压：发电机、变压器、用电设备等正 常运行时最经济的电压 • 在同一电压等级中，电力系统的各个环节 （发电机、变压器、电力线路、用电设备） 的额定电压各不相同。某一级的额定电压是 以用电设备为中心而定的。 用电设备的额定电压是其他元件的参考电压。 用电设备端压允许在额定电压UN的5%内波动 输电线路的额定电压为线路的平均电压 [UN(1+5%)+UN(1-5%)]/2=UN
无备用接线 特点：简单、经济、运行方便灵活。 供电可靠性差，电能质量差 有备用接线 特点：供电可靠，电能质量高 运行操作和继电保护复杂，经济性差
• 中性点接地方式（小接地方式和大接地方式）
不接地 供电可靠性高，绝缘成本高。 <35kv电网 经消弧线圈接地 减小接地电流。采用过补偿方式 直接接地 供电可靠性低，绝缘成本低。>110kv电网
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1.1.3 电力系统的特点和运行 的基本要求
• 电力系统的特点
1 电能与国民经济各部门、国防和日常生活之间的关系都很密切 2 对电能质量的要求比较严格 3 电能不能大量储存 4 电力系统中的暂态过程十分迅速
• 运行的基本要求
1 可靠性 可以满足用户的用电需求：不断电，频率、电压、波形 质量符合要求 负荷按供电可靠性要求分为三类 2 安全性 保证系统本身设备的安全。 要求电源容量充足，电网结构合理 3 经济性 %%4 减小对环境的不利影响
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目录
• • • • • • 第一章电力系统的基本概念 第二章电网等值 第三章电力系统潮流计算 第四章电力系统运行方式的调整和控制 第五章电力系统故障分析 第六章电力系统稳定性分析
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第一章 电力系统的基本概念
• 1.1电力系统概述 • 1.2我国的电力系统 • 小结
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1.2我国的电力系统（1）
• 4个发展阶段
195x：城市电网 196x：省网 1970~1990：区域电网 1990~：区域电网互联
• 电力系统的规模
2004 400GW 2010 535GW 2020 790GW
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1.2我国的电力系统（2）
提高输电电压的利弊：减小载流截面和线路 电抗，利于提高线路功率极限和稳定性，增 加绝缘成本 2018/12/28 南京理工大学
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1.2我国的电力系统（3）
电力系统的电压与输电容量和输电距离
线路电压(kv) 6 10 35 110 220 330 500
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输送容量(MV) 0.1~0.2 0.2~2.0 2~10 10~50 100~500 200~800 1000~1500
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• 先修课程 电路原理 电磁场 电机学
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教学进度
• 总学时数：56~64
课堂教学：48~52 实践环节：8~12
• 学时分配
电力系统的基本概念：2~3 电网等值：8~10 电力系统潮流计算：10~12 电力系统运行方式的调整和控制：10 电力系统故障分析：10~12 电力系统稳定性分析：8~10
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1.1 电力系统概述
• • • • • 1.1.1电力系统的形成和发展 1.1.2电力系统的组成 1.1.3 电力系统的特点和运行的基本要求 1.1.4电力系统的基本参量和接线图 1.1.5电力系统的接线方式和中性点接地 方式
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1.1.1电力系统的形成和发展
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1.2我国的电力系统（5）
发电机的额定电压 UN(1+5%) 变压器的额定电压为变压器两侧的额定电压， 以变比表示为 k= U1N / U2N 一次侧 直接与发电机相连： U1N = UN(1+5%)<35kv 联络（相当于用电设备）： U1N = UN 二次侧相当于发电机 空载 U2N = UN(1+5%) 带负载 U2N = UN(1+10%)（内部压降约5%） Us%<7.5或直接连负载时U2N = UN(1+5%)
电力系统分析
南京理工大学自动化学院 电气工程系
课程简介
• 什么是电力系统？ • 电力系统工程学科包括哪些内容？ • 学习《电力系统分析》课程要能完成什 么工作？ 三大计算：潮流 短路 稳定
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课程内容
• • • • • • 电力系统的基本概念 电网等值 电力系统潮流计算 电力系统运行方式的调整和控制 电力系统故障分析 电力系统稳定性分析
• 电磁感应定律 法拉第，1831 • 世界上第一个完整的电力系统 1882，法国 • 三相变压器和三相异步电动机 1891 • 直流电力系统和交流电力系统 爱迪生和西屋
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1.1.2电力系统的组成
• 电力系统 发电厂、输电和配电网络、用户 • 电网、电力系统和动力系统 • 一次设备和二次设备
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1.1.4电力系统的基本参量、 接线图
• 衡量电力系统规模的基本参量
总装机容量——额定有功功率之和 年发电量 最大负荷 最高电压等级
• 接线图
地理接线图、电气接线图
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1.1.5电力系统的接线方式和 中性点接地方式
• 接线方式
• 电压等级（KV）
发电机 3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 23.0 用电设备 3,6,10,35,110,220,330,500,750(60,154已不再发展） 3 企业内部 6、10配电电压（6用于高压电机负荷） 110、220:高压。110：区域网，中小电力系统主干线 220：大电力系统主干线 330、500、750:超高压 >750:特高压