电力系统教案1

1、天津理工大学本科教学教案第 1 周，第 1 次课 第一章 电力系统基本概念主要内容：教学内容：对电力系统的组成和生产过程、电力系统运行的特点和基本要求、负荷及其变化规律等有基本的了解。掌握电力系统接线方式和电压等级、中性点接地方式。了解我国电力工业及电力系统基本情况。教学重点：电力系统基本概念、基本要求、电能质量、接线方式、电压等级。教学难点：电能质量；电压等级。教学方法：课堂教学为主，充分利用网络课程中的多媒体素材来表示抽象概念。教学要求： 掌握电力系统基本概念，系统连接方式和电压等级1.1 电力系统的基本概述1.1.1 电力系统基本概念1、电力系统：由进行电能生产、变换、输送、分配、消费的

2、各种设备按照一定的技术和经济要求有机组成统一系统的总称。系统是由相互联系、相互作用的要素组成的，具备一定性能的某种层次的总体，它是事物存在的一种普遍形式2、电力网： 电力系统中输送和分配电能的部分称之。3、动力系统：把火电厂的汽轮机、锅炉、供热管道和热用户，水电厂的水轮机和水库等动力部分加入电力系统中，则该系统称之。1.1.2电力系统的形成与发展1、1831年法拉第发现电磁感应定律，很快出现了发电机和电动机，电能成为二次能源，就地使用。2、1885年和1890年发明了单相变压器和三相变压器。3、1891年出现了三相交流输电，远距离输电成为可能，出现了由发电机、线路和负荷构成的最简单的电力系统。

3、4、由于实际运行中发现受端系统在缺乏电源支持的情况下非常薄弱，逐渐出现了多电源点的互联运行，从而形成了早期的互联电网。有助于有功、无功的平衡；供电的可靠性 5、我国电力系统发展历史： 装机容量和发电量： 1880年7月，上海，第一台1.2万千瓦机组； 1949年，发电量43亿千瓦时，装机容量185万千瓦；2006年，发电量28344亿千瓦时，装机容量62200万千瓦。 电压水平： 1953年以前： 35110kv； 19531972年： 220kv； 19721981年： 330kv； 1981至今： 500kv（交流）。注：1989年：500kv直流（葛上线，1064km）。1.1.3电力系

4、统的基本参量1、总装机容量2、年发电量3、最大负荷4、额定频率5、最高电压等级6、地理结构图7、电气结线图1.2 电力系统运行应满足的基本要求1.2.1 电能生产、输送、消费的特点1、电能不能大量存储。2、电能生产与国民经济各部门的关系密切。3、过渡过程十分短暂。4、电能质量（有效值、谐波含量、三相平衡度、电压跌落等）的要求比较严格。1.2.2 对电力系统运行的基本要求1、保证可靠地持续供电：一级负荷、二级负荷、三级负荷。2、保证良好的电能质量：电压额定值的5；频率额定值的0.20.5赫兹 （额定值：电气设备在此值运行时，将具有最好的技术性能和经济效果）。3、保证系统运行的经济性。1.3 电力

5、系统的结线方式和电压等级1.3.1 结线方式1、 两种结线图：电气结线图和地理结线图2、 各种结线方式的分类和特点： 无备用：特 特点：简单、经济、运行方便；供电可靠性差。 有备用：特点：可靠性高；不够经济1.3.2 电压等级1、电力系统的额定电压等级：三相功率，电压与电流的矛盾关系 对应一定的S有一最合理的U 为保证生产的系列性，不能任意确定。设定为：3、6、10、35、110、220、330、500（千伏）。2、各种电压等级的适用范围： 500、330、220千伏多用于大电力系统的主干线； 110千伏既用于中小电力系统的主干线，也用于大电力系统的二次网络； 35千伏既用于大城市或大工业企业

6、内部网络，也广泛用于农村网络； 10千伏用于配电网络； 6千伏、3千伏用于高压电动机的负荷。额定电压（千伏）输送功率（千瓦）输送距离（公里）3100100013610012004151020020006203520001000020501101000050000501502201000005000001003001.3.2 中性点运行方式1、定义：电力系统的中性点指星形联接的变压器或发电机的中性点，它关系到绝缘水平、通讯干扰、接地保护方式、电压等级、系统结线等方面的问题。2、分类及特点： 直接接地：短路电流大，对绝缘水平要求高的系统，适用于电压等级较高的系统（110kv）； 不接地：短路电流较

7、小，对绝缘水平要求不高的系统，适用于电压等级较低的系统（35kv）-1中性点经消弧线圈接地：抵消容性电流的影响，消除弧光接地过电压。 （a）电流分布图（b）电势向量关系 （c）电流向量关系图1. 中性点不接地时的一相短地（a）电流分布图 （b）电势向量关系 （c）电流向量关系图2 . 中性点经消弧线圈接地时的一相接地2 一般认为，对335千伏网络，容性电流超过下列数值时，中性点应装设消弧线圈： 36千伏网络,30安; 10千伏网络,20安; 35千伏网络, 10安。 过补偿：； 欠补偿：1.4 电力系统工程学科和电力系统分析课程1.4.1 电力系统工程学科的范畴这一学科大概包括电力系统理论、输电技术、电力系统规划、电力系统运行、电力系统保护和电力系统控制1.4.2 电力系统课程内容1、电力系统的稳态：指电力系统正常的、相对静止的运行状态。2、电力系统的暂态：指电力系统从一种稳定运行状态向另一种稳定运行状态过渡的过程3、电力系统稳态分析：电力系统的基本知识和等值网络；电力系统正常运行状况的分析和计算；电力系统有功功率频率和无功功率电压的控制和调整。4、电力系统暂态过程：波过程、电磁暂态过程、机电暂态过程 波过程（微秒级）：涉及电压、电流波的传播，这类过程最短暂，一般采用分