电力系统基础知识培训教材
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二次侧：相当于电源，其额定电压应比线路高5%，考虑变 压器内部的电压损耗（5%），实际应定为比线路高10%。
用线电压表示的抽头额定电压
升压变压器
220kV
降压变压器
电力系统用图
❖ 电气接线图 描述电力系统各主要元件之间的电气联系
❖ 电力系统地理接线图 描述各发电厂、变电站之间的相对地理位置 和各条输电线路的路径。
110kV 35kV
水电厂
35kV 火电厂
10kV
电力调度
❖ 电力调度机构为保障电力系统安全、优质、 经济运行和电力市场规范运营，促进资源的 优化配置和环境保护，对电力系统运行进行 的组织、指挥、指导和协调。
❖ 电网的安全运行是指电网按照有关规定连续、 稳定、正常运行。
❖ 电网的优质运行是 电网运行的频率、电压和 谐波分量等指标符合国家规定的标准。
V2
I2
功率损耗
等值串联阻抗产生的功率损耗
SI2 2(RjX)(VS22)2(R jX)
线路对地分布电容产生的无功功率损耗
QB1 12BV12
变压器的励磁损耗
S0 P 0j Q 0 P 0jI10% 0SN 0
电力系统的频率特性
在额定频率附件，系百度文库负荷与频率呈线性关系。当系统频 率略有下降时，负荷成比例自动减小。
什么是电力系统
❖ 由发电、供电（输电、变电、配电）、 用电设施和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、自动化设施、电力
市场技术支持系统等构成的整体。
G
T1
L
TB
T2
电
能
热 能
电力网
用
电力系统
户
用
动力系统
户
电力系统的组成
500kV
220kV 环形电网
110kV
220kV
负荷的频率调节效应系数
KD tg
PD f
P
PDN
f
O
fN
机组的单位调节功率
机组静态调差系数 f2 f1 f
P2 P1 P
调差系数标幺值
f fN PPGN
f P
f
fN
机组的单位调节功率
KG
1
PG f
O
PG N
PG
KG
1
PG f
机组的单位调节功率表示频率发生单位变化时，发电机组输出功率的变化量。 上式中的负号表示频率下降时，发电机组的有功功率输出是增加的
❖ 低谷占比：低谷电量/全天电量
低谷占比越大表明负荷更平稳，售电均价越低。
电力系统的额定频率和额定电压
电力系统标准频率是50Hz，其偏差不 应超过±0.2Hz。在正常情况下，系统频 率按50 ±0.1Hz控制。
1000V以上的额定电压
发电机：规定比网络额定电压高5% 变压器：
一次侧：相当于用电设备，其额定电压与网络相同，与发 电机直接相连时，则与发电机相同
V i (V G k 1 V )/k2 (V G k 1P R V N Q X )/k2
从上式可知，要调整负荷点的电压V i ，可有以下措施： 调节发电机励磁电流以改变发电机端电压 改变变压器的变比k 改变功率分布P+jQ（主要是Q），减小电压损耗 V 改变网络参数R+jX（主要是X），减小电压损耗 V
❖ 热备用： 指连接设备（不包括带串补装置的线路和串补装置）的开关断开， 而开关两侧刀闸在合上位置，设备的保护按规定投入运行。
❖ 冷备用状态： 指连接设备的所有开关、刀闸均断开，且各侧均无安全措施。若 设备的保护无工作或特殊要求，则保护应按规定投入运行或信号。
电压调整
220kV电压偏移：±3.5%
110kV允许的电压偏移：-3%~7%
中枢点的三种调压方式 逆调压 在最大负荷时提高中枢点的电压，以抵偿线路上因负荷大 而增大的电压损耗；在最小负荷时则要将中枢点电压降低 一些，以防止负荷点的电压过高。 顺调压 在大负荷时，允许中枢点电压低一些，但不低于线路额定 电压的102.5%；在最小负荷时允许中枢点电压高一些，但 不高于线路额定电压的107.5%。 常调压 将中枢点电压保持在较线路额定电压高2%~5%的数值，不 必随负荷变化来调整中枢点的电压。
❖ 电网的经济运行是指电网在供电成本最低或 发电能源消耗率及网损率最小的条件下运行。
五级调度机构
❖ 国家调度机构——国调 ❖ 跨省、自治区、直辖市调度机构——网调 ❖ 省、自治区、直辖市级调度机构——省调 ❖ 省辖市级调度机构——地调 ❖ 县级调度机构——县调
负荷曲线
负荷曲线：就是用曲线描述某一时间段内负荷
其他一些基本概念
❖ 安规中的高压电气设备： 电压等级在1000V及以上者 ❖ 低压电气设备： 电压等级在1000V以下者
电气设备的四种状态
❖ 运行： 指连接设备（不包括带串补装置的线路和串补装置）的刀闸（不 包括接地刀闸）及开关在合上位置，将电源至受电端的电路接通 （包括辅助设备如PT，避雷器等），设备的保护按规定投入运行。
RT
jX T
GT
jBT
标幺值
标幺值实际 基有 准名 值值
当选定三相功率和线电压基准值为 S B和 V B 时，阻抗和电流的基 准值如下
ZB
VB VB2 3IB SB
IB
SB 3V B
网络元件的电压降落
纵分量 横分量
V2
P2 R Q 2 X V2
V2
P2 X Q 2 R V2
V1
V2
V2
电气接线图
地理接线图
电力系统的电气连接方式
无备用
有备用
架空输电线路的等值电路
ZRjX
Y G j B 晴 天 按 无 电 晕 考 虑 ， G = 0
Z
.
Y
Y
V1
2
2
.
V2
变压器的等值电路
电力系统计算中，变压器的近似等值电路一般将励磁支路前移至 电源侧，将变压器二次绕组的电阻和漏抗折算到一次绕组侧并和一 次绕组的电阻和漏抗合并。
电压调整主要措施
四川电力系统原则上电压按逆调压方式调整。 调度员可以使用的主要措施为： ❖ 调整发电机、静止无功补偿装置无功出力 ❖ 投切电容器、电抗器 ❖ 调整有载变压器分接头 ❖ 改变电力系统运行方式 ❖ 在不影响系统稳定水平的前提下，按预先安排
断开轻载线路或投入备用线路 ❖ 对运行电压低的局部地区限制用电负荷
随时间变化的规律
日负荷曲线
一天的总耗电量
日平均负荷
24
Ad Pdt
0
Pav
Ad 24
1
24
Pdt
24 0
负荷率km
km
Pav Pmax
最小负荷系数 Pmin Pmax
❖ 低谷：23：00-7：00 ❖ 高峰：7：00-11：00 ❖ 平段：11：00-19：00 ❖ 高峰：19：00-23：00
用线电压表示的抽头额定电压
升压变压器
220kV
降压变压器
电力系统用图
❖ 电气接线图 描述电力系统各主要元件之间的电气联系
❖ 电力系统地理接线图 描述各发电厂、变电站之间的相对地理位置 和各条输电线路的路径。
110kV 35kV
水电厂
35kV 火电厂
10kV
电力调度
❖ 电力调度机构为保障电力系统安全、优质、 经济运行和电力市场规范运营，促进资源的 优化配置和环境保护，对电力系统运行进行 的组织、指挥、指导和协调。
❖ 电网的安全运行是指电网按照有关规定连续、 稳定、正常运行。
❖ 电网的优质运行是 电网运行的频率、电压和 谐波分量等指标符合国家规定的标准。
V2
I2
功率损耗
等值串联阻抗产生的功率损耗
SI2 2(RjX)(VS22)2(R jX)
线路对地分布电容产生的无功功率损耗
QB1 12BV12
变压器的励磁损耗
S0 P 0j Q 0 P 0jI10% 0SN 0
电力系统的频率特性
在额定频率附件，系百度文库负荷与频率呈线性关系。当系统频 率略有下降时，负荷成比例自动减小。
什么是电力系统
❖ 由发电、供电（输电、变电、配电）、 用电设施和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、自动化设施、电力
市场技术支持系统等构成的整体。
G
T1
L
TB
T2
电
能
热 能
电力网
用
电力系统
户
用
动力系统
户
电力系统的组成
500kV
220kV 环形电网
110kV
220kV
负荷的频率调节效应系数
KD tg
PD f
P
PDN
f
O
fN
机组的单位调节功率
机组静态调差系数 f2 f1 f
P2 P1 P
调差系数标幺值
f fN PPGN
f P
f
fN
机组的单位调节功率
KG
1
PG f
O
PG N
PG
KG
1
PG f
机组的单位调节功率表示频率发生单位变化时，发电机组输出功率的变化量。 上式中的负号表示频率下降时，发电机组的有功功率输出是增加的
❖ 低谷占比：低谷电量/全天电量
低谷占比越大表明负荷更平稳，售电均价越低。
电力系统的额定频率和额定电压
电力系统标准频率是50Hz，其偏差不 应超过±0.2Hz。在正常情况下，系统频 率按50 ±0.1Hz控制。
1000V以上的额定电压
发电机：规定比网络额定电压高5% 变压器：
一次侧：相当于用电设备，其额定电压与网络相同，与发 电机直接相连时，则与发电机相同
V i (V G k 1 V )/k2 (V G k 1P R V N Q X )/k2
从上式可知，要调整负荷点的电压V i ，可有以下措施： 调节发电机励磁电流以改变发电机端电压 改变变压器的变比k 改变功率分布P+jQ（主要是Q），减小电压损耗 V 改变网络参数R+jX（主要是X），减小电压损耗 V
❖ 热备用： 指连接设备（不包括带串补装置的线路和串补装置）的开关断开， 而开关两侧刀闸在合上位置，设备的保护按规定投入运行。
❖ 冷备用状态： 指连接设备的所有开关、刀闸均断开，且各侧均无安全措施。若 设备的保护无工作或特殊要求，则保护应按规定投入运行或信号。
电压调整
220kV电压偏移：±3.5%
110kV允许的电压偏移：-3%~7%
中枢点的三种调压方式 逆调压 在最大负荷时提高中枢点的电压，以抵偿线路上因负荷大 而增大的电压损耗；在最小负荷时则要将中枢点电压降低 一些，以防止负荷点的电压过高。 顺调压 在大负荷时，允许中枢点电压低一些，但不低于线路额定 电压的102.5%；在最小负荷时允许中枢点电压高一些，但 不高于线路额定电压的107.5%。 常调压 将中枢点电压保持在较线路额定电压高2%~5%的数值，不 必随负荷变化来调整中枢点的电压。
❖ 电网的经济运行是指电网在供电成本最低或 发电能源消耗率及网损率最小的条件下运行。
五级调度机构
❖ 国家调度机构——国调 ❖ 跨省、自治区、直辖市调度机构——网调 ❖ 省、自治区、直辖市级调度机构——省调 ❖ 省辖市级调度机构——地调 ❖ 县级调度机构——县调
负荷曲线
负荷曲线：就是用曲线描述某一时间段内负荷
其他一些基本概念
❖ 安规中的高压电气设备： 电压等级在1000V及以上者 ❖ 低压电气设备： 电压等级在1000V以下者
电气设备的四种状态
❖ 运行： 指连接设备（不包括带串补装置的线路和串补装置）的刀闸（不 包括接地刀闸）及开关在合上位置，将电源至受电端的电路接通 （包括辅助设备如PT，避雷器等），设备的保护按规定投入运行。
RT
jX T
GT
jBT
标幺值
标幺值实际 基有 准名 值值
当选定三相功率和线电压基准值为 S B和 V B 时，阻抗和电流的基 准值如下
ZB
VB VB2 3IB SB
IB
SB 3V B
网络元件的电压降落
纵分量 横分量
V2
P2 R Q 2 X V2
V2
P2 X Q 2 R V2
V1
V2
V2
电气接线图
地理接线图
电力系统的电气连接方式
无备用
有备用
架空输电线路的等值电路
ZRjX
Y G j B 晴 天 按 无 电 晕 考 虑 ， G = 0
Z
.
Y
Y
V1
2
2
.
V2
变压器的等值电路
电力系统计算中，变压器的近似等值电路一般将励磁支路前移至 电源侧，将变压器二次绕组的电阻和漏抗折算到一次绕组侧并和一 次绕组的电阻和漏抗合并。
电压调整主要措施
四川电力系统原则上电压按逆调压方式调整。 调度员可以使用的主要措施为： ❖ 调整发电机、静止无功补偿装置无功出力 ❖ 投切电容器、电抗器 ❖ 调整有载变压器分接头 ❖ 改变电力系统运行方式 ❖ 在不影响系统稳定水平的前提下，按预先安排
断开轻载线路或投入备用线路 ❖ 对运行电压低的局部地区限制用电负荷
随时间变化的规律
日负荷曲线
一天的总耗电量
日平均负荷
24
Ad Pdt
0
Pav
Ad 24
1
24
Pdt
24 0
负荷率km
km
Pav Pmax
最小负荷系数 Pmin Pmax
❖ 低谷：23：00-7：00 ❖ 高峰：7：00-11：00 ❖ 平段：11：00-19：00 ❖ 高峰：19：00-23：00