电力系统分析第1章(1).ppt

,第一章电力系统的基本概念,地位：电力系统主干课，呈前其后。前导课：高数，电路，电机，电磁场后续课：发电厂电气部分，电力系统继电保护，电力系统自动装置，高电压技术,特点：1.理论性比较强2.与实际工程、实践结合紧密3.计算与理论并重,考试：1.平时：20%2.期末考试：70%3.课设：10%,电力系统分析内容：1.电力系统稳态分析：正常的，相对静止的运行状态。（节点电压，功率，支路电流，频率）2.电力系统暂态分析：从一种运行状态向另一种运行状态的过渡过程。,稳态内容：1.电力系统物理模型转化为数学模型2.对电力系统数学模型进行分析计算（手算、机算）3.有功功率、频率调整无功功率、电压调整,暂态内容：1.波过程（高电压技术）2.电磁暂态过程：短路（对称、不对称）（继电保护、自动装置）3.机电暂态过程：与动力部分有关（电力系统暂态分析）,1-1电力系统的组成,图1-1简单电力系统（单线图）,1.电力系统：定义：由发电机、变压器、输电线路以及各种用电设备组成的电能的生产、输送、分配及使用电能四个环节的统一整体。2.电力网：定义：有各种电压等级的输、配电线路以及由它们所联系起来的各类变电所所组成的电力网络。电力网=电力系统发电机用电设备=变压器+输电线路用于电能的输送和分配的,区域电网七个：东北、华北、华东、华中、西南、华南、西北。发电公司五个：国电、华能、大唐、华电、电力投资,3.动力系统：动力系统=电力系统+动力部分（锅炉汽机）4.关系：动力系统电力系统电力网,交流输电和直流输电哪种好？,交流输电由来已久,交流输电线路中,除了有导线的电阻损耗外还有交流感抗的损耗.为了解决交流输电电阻的损耗,采用高压和超高压输电来减小电流来减小损耗.但是交流电感损耗不能减小.因此交流输电不能做太远距离输电.如果线路过长输送的电能就会全部消耗在输电线路上.交流输电并网还要考虑相位的一致.如果相位不一致两组发电机并网会互相抵消.直流输电是电力系统中近年来迅速发展的一项新技术。直流输电克服了上述电感的损耗.只有导线电阻的损耗.主要应用于远距离大容量输电、电力系统联网、远距离海底电缆或大城市地下电缆送电、配电网络的轻型直流输电等方面。直流输电与交流输电相互配合，构成现代电力传输系统。随着电力系统技术经济需求的不断增长和提高，直流输电受到广泛的注意并得到不断的发展。与直流输电相关的技术，如电力电子、微电子、计算机控制、绝缘新材料、光纤、超导、仿真以及电力系统运行、控制和规划等的发展为直流输电开辟了广阔的应用前景。,1.装机容量：系统中实际安装发电机组额定有功功率的总和。2.年发电量：电力系统的所有发电机组全年实际发出的电能总和。3.额定频率：按照国家标准，我国为50HZ。,1-2电力系统的额定电压和额定频率,1.电力网电压等级的选择2.电力系统各元件的额定电压,1.电力网电压等级的选择,1.出现不同电压等级的原因：a.假定S一定电压高电流低导线截面积小导线投资小（有利）电压高有利：线损小不利：对绝缘要求高，设备投资大b.电压低电流高导线投资大（有利）电压低不利：线损大有利：绝缘投资小,结论：对一定的输送功率（容量）和一定长度的输电线路总能找到一个最合适的电压等级。我国的额定电压等级？,根据电压等级的高低，目前电力网大体分为低压、中压、高压、超高压、特高压5种。低压电网：电压等级在1KV以下的电力网。中压电网：1KV35KV之间的电力网高压电网：35KV330KV之间的电力网超高压电网：3301000KV之间的电力网特高压电网：1000KV以上的电力网（09年晋东南（长治）-南阳-荆门特高压交流试验示范工程）标志性意义！直流最高电压？,(1)用电设备的额定电压(2)电力线路的额定电压(3)发电机的额定电压(4)变压器的额定电压,2.电力系统各元件的额定电压,(1)用电设备的额定电压,用电设备的额定电压为（最理想，最经济的工作电压），也是其他元件的参考电压。,(2)电力线路的额定电压,电压沿线路长度的分布如图所示。线路的始端和末端均可接有用电设备，而用电设备的端电压一般允许在额定电压的5%以内波动。因而在没有调压设备的情况下，可容许在线路始末两端之间的电压损耗不大于10%。（平均值）,(3)发电机的额定电压,发电机作为直接配电的电源，总是接在线路的始端，为了补偿线路运行时产生的电压降，所以发电机的额定电压应该比线路的额定电压高5%(与线路始端电压相当)，即为UGN=UN(1+5%)。,(4)变压器的额定电压（双绕组）,a.一次侧：相当于负荷（用电设备）所以此时UTN1=UN特殊：若变压器一次侧与发电机相联，则此时UTN1=1.05UGNb.二次侧：相当于电源此时：UT2=变压器内部自身压降电压5%UN+作为电源的电压105%UN=1.1UN特殊：1.如果变压器二次侧直接接用电设备（电动机）2.如果变压器的漏抗（US%（短路电压百分数）1。,3.变压器的高压绕组常设计有分接头，如：抽头变比为5，2.5%,0，2.5,-5%,指相对于该侧绕组额定电压UN的偏移百分数。4.对同一电压级的变压器，升压变压器和降压变压器，即使分接头百分值相同，分接头的额定电压也不同。,例：对于一台10KV220KV的升压变，其额定变比为：10.5/242KV，设有5级高压侧抽头，则每一抽头的实际额定电压分别为:+5%:2421.05KV=254.1KV+2.52421.025KV248.05KV主：242KV-2.52420.975KV235.95KV-5%:2420.95KV=229.9KV,而对于一台220KV10KV的降压变，其额定变比为：220/11KV，设有5级高压侧抽头，则每一抽头的实际额定电压分别为:+5%:2201.05KV=231KV+2.52201.025KV225.5KV主：220KV-2.52200.975KV214.5KV-5%:2200.95KV=209KV,1-3对电力系统运行的基本要求,1.电力系统运行的特点2.对电力系统运行的基本要求,一.电力系统运行的特点,1.电能不能大量储存2.过渡过程非常迅速3.与国民经济各部门密切相关,1.电能不能大量储存,电能的产生、输送、分配和使用实际上是同时进行的，每时每刻系统中发电机发出的电能必须等于该时刻用户使用的电能，再加上传输这些电能时在电网中损耗的电能。这个产销平衡关系是电能生产的最大特点。发出的电=用掉的电+电能损耗,2.过渡过程非常迅速,电能的传输近似于光的速度，以电磁波的形式传播，传播速度为30万kms，“快”是它的一个极大特点。如电能从一处输送至另一处所需要的时间仅千分之几秒；电力系统从一种运行状态过渡到另一种运行状态的过渡过程非常快。,3.与国民经济各部门密切相关,现代工业、农业、国防、交通运输业等都广泛使用着电能，此外在人民日常生活中也广泛使用着各种电器，而且各部门的电气化程度愈来愈高。因此，电能供应的中断或不足，不仅直接影响各行业的生产，造成人民生活紊乱，而且在某些情况下甚至会造成政治上的损失或极其严重的社会性灾难。,二.对电力系统运行的基本要求,1.保证可靠地持续供电2.保证良好的电能质量（优质）3.努力提高电力系统运行的经济性（经济）,1.保证可靠地持续供电,第一类负荷-不能停电；第二类负荷-可短时停电；第三类负荷-可长时停电；,2.保证良好的电能质量,电压质量（1）35KV及以上电压偏差是5%；（2）10KV及以下电压偏差是7%。频率质量：允许偏移为0.2HZ-0.5HZ。波形质量：畸变率,3.努力提高电力系统运行的经济性,电力系统运行的经济性主要反映在降低发电厂的能源消耗、厂用电率和电力网的电能损耗等指标上。电能所消耗的能源在国民经济能源的总消耗中占的比重很大，使电能在生产、输送和分配的过程中耗能小、效率高，最大限度地降低电能成本有着十分重要的意义。,1-4电力系统的接线方式,1.无备用接线：每个负荷只能从一个供电回路取得电能的开式网。包括：放射式接线，干线式接线和树状式接线。优点：简单、经济。缺点：可靠性低。,(1)无备用接线,图1-6无备用接线方式a)放射式b)树状式c)干线式,