电力系统分析第1章讲稿.doc

课次一：基本要求：了解各种接线方式的特点，理解对电力系统运行的基本要求，掌握电力系统的基本概念。教学的重点：架空线路的导线和换位，电力系统的额定电压等级。第1章 电力系统的基本概念1.1 电力系统的组成和特点1.1.1 电力系统的组成一次能源随自然界演化生产的动力资源二次能源电能，由一次能源转换而，电力系统：把这些生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电力系统，它包括从发电、变电、输电、配电直到用电这样一个全过程。动力系统：电力系统加上发电厂的动力部分。电力网：电力系统中输送和分配电能的部分，它包括升、降压变压器和各种电压的输电线路。1.1.2 电力系统运行应满足的基本要求1电力系统的特点（1）电能的生产与消费具有同时性 (2) 电能与国民经济各部门和人民日常生活关系密切（3）电力系统的过渡过程非常短暂2对电力系统运行的要求（1）保证安全可靠地供电（2）保证良好的电能质量（3）保证电力系统运行的经济性1.2 电力系统的电压等级和规定1.2.1 电力系统的额定电压表1.1电力系统的额定电压（单位：KV）用电设备 额定线电压 交流发电机额定线电压变压器额定线电压一次绕组二次绕组33.153及3.153.15及3.366.36及6.36.3及6.61010.510及10.510.5及11 13.813.815.7515.75 1818353538.51101101212202202423303303635005005501电力线路：额定电压和用电设备的额定电压相等，这一电压称为网络的额定电压， 2发电机：额定电压比网络的额定电压高5。3变压器一次侧：与网络额定电压相等，但直接与发电机联接时，其额定电压应等于发电机额定电压。二次侧：应比网络额定电压高10，只有内阻抗小于7.5的小型变压器和供电距离很短的变压器，才比网络额定电压高5%。例题1.1 电力系统接线图如图1.2所示，图中标明了各级电力线路的额定电压。试求发电机和变压器绕组的额定电压。解：发电机G的额定电压为10.5KV。变压器低压侧额定电压为10.5KV， 高压侧额定电压为242KV；变压器高压侧额定电压为220KV， 中压侧额定电压为121KV ， 低压侧额定电压为38.5KV；变压器高压侧额定电压为110KV， 低压侧额定电压为11KV；变压器高压侧额定电压为35KV， 低压侧额定电压为6.6KV；变压器高压侧额定电压为10.5KV， 低压侧额定电压为3.15KV。1.2.2 电力网电压等级的选择 输送的功率和距离一定时，线路的电压越高，线路中的电流就越小，所有导线的截面可以减小，用于导线的投资也较小，同时线路中的功率损耗、电能损耗也都相应减少。电压等级越高，线路绝缘就要加强，杆塔几何尺寸要增大，线路变压器和断路器等有关电气设备的投资也要增大。 表1.2 各级电压架空线路与输送容量、输送距离的关系额定电压（KV）输送容量（MW）输送距离（Km）适用地区0.380.1以下0.6以下低压动力与三相照明30.11.013高压电动机60.11.2415发电机电压、高压电动机100.22.0620配电线路、高压电机352.0102050县级输电网、用户配电网110105050150地区级输电网、用户配电网220100500100300省、区级输电网3302001000200600省、区级输电网、联合系统输电网50010001500150850省、区级输电网、联合系统输电网75020002500500以上联合系统输电网1.3 电力系统的接线方式1.3.1 电力系统接线图1电力系统电气接线图电气接线图可反映电力系统各主要元件之间的电气连结关系，但不能反映各发电厂、变电所的相对地现位置。2电力系统地理接线图地理接线图可反映各发电厂、变电所相对地理位置，制作时按一定比例画出，但不能反映各主要元件之间的电气联结关系。通常这两种接线图配合使用。1.3.2 电力系统的接线方式1.无备用接线和有备用接线无备用接线：每一个负荷只能靠一条线路取得电能，包括：放射式、干线式和链式，特点：接线简单、投资少、运行维护方便等优点；供电可靠性低，对于干线式、链式线路较长时，末端电压偏低等缺点。 有备用接线：每一个负荷可以从两条及两条以上的线路取得电能，包括：放射式，干线式、链式、两端供电网和环形网。 前三种接线方式：接线简单，运行方便，供电可靠性高，但缺点是设备投资大。两端供电网与环形网：供电可靠性高，投资少，但运行调度复杂，对于环形网当某条线路发生故障时，会造成某些线路过负荷，某些负荷节点的电压降低，不能满足电压质量的要求。2开式网和闭式网开式网：负荷只能从一个方向取用电能的网络。放射式、干线式、链式网属于这一类。闭式网：负荷可从两个或两个以上的方向取用电能的网络。两端供电网和环形网属于这一类，它们也叫简单闭式网。对电力系统网络接线方式的选择，要考虑以下几方面：（1） 必须保证用户供电的可靠性;（2） 必须能灵活地适应各种可能的运行方式;（3）应力求节约设备材料，减少投资与运行费用;（4）应保证在各种运行方式下运行人员能安全地操作。14 电力线路的结构1.4.1 架空线路的结构（1） 导线用来传导电流，输送电能；（2） 避雷线用来保护导线不受直接雷击；（3） 杆塔用来支持导线和避雷线，并使之保持一定的安全距离；（4） 绝缘子用来使导线与杆塔间保持绝缘；（5） 金具是起悬挂、耐强、固定、防振、连接等作用的金属无件。1导线LJ35 铝绞线 截面积为35；LGJ185 钢芯铝绞线 截面积为185；LGJQ300 轻型钢芯铝绞线 截面积为300；LGJJ400 加强钢芯铰线 截面积为400。2避雷线3.杆塔（1）按所用材料对杆塔的分类 木杆、铁塔、钢筋混凝土杆。（2）按用途对杆塔的分类 直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔、终端杆塔、换位杆塔、跨越杆塔等。经过换位，使三相导线在空间的位置对称，称为完全换位。 4.绝缘子针式绝缘子：使用在电压不超过35KV的线路上。悬式绝缘子：用于电压为35KV及以上的线路上瓷横担：目前大量使用于35KV及以下电压的线路上。5.金具架空线路广泛使用的铁制或铝制金属附件，统称金具。常用的金