电力系统课件1

1、112u 3特点：特点：56781-1 电力系统概述电力系统概述 电电 力力 系系 统统 发电机发电机 变压器变压器-输电线路输电线路 用电设备用电设备发电发电输送输送- 分配分配用户用户电网电网9电力系统电力系统1011电力系统的组成电力系统的组成（1 1）电力系统：生产、输送、分配与消费电能）电力系统：生产、输送、分配与消费电能 的系统。的系统。 包括：发电机、电力网和用电设备组成。包括：发电机、电力网和用电设备组成。 （2 2）电力网：电力系统中输送与分配电能的）电力网：电力系统中输送与分配电能的 部分。部分。 包括：变压器、电力线路、变换器等包括：变压器、电力线路、变换器等 （3 3）

2、动力系统：动力部分与电力系统组成的）动力系统：动力部分与电力系统组成的 整体。整体。电力系统稳态分析研究对象12定子定子转子转子131415161718v 按结构可分为按结构可分为架空线路和和电缆两类两类v 直流输电线路和交流输电线路直流输电线路和交流输电线路 电能的输送是在输电线路上进行的。电能的输送是在输电线路上进行的。19避雷线导线绝缘子杆塔20导体绝缘层保护包皮21v 变电站主要承担接受电能、电压等级变换以变电站主要承担接受电能、电压等级变换以及分配电能的任务。及分配电能的任务。v 变电站主要分为发电厂内升压变电站、一次变电站主要分为发电厂内升压变电站、一次变电站（输电变电站）、二次变

3、电站（配电变电站（输电变电站）、二次变电站（配电变电站）、用户变电所等。变电站）、用户变电所等。v 室内、室外室内、室外2223241-2 251830年法拉第发明电磁感应定律，为未来电力工业发展奠定基础。1875年第一台火力发电机组（直流发电机）在法国巴黎火车站，照明。1879年美国旧金山实验电厂开始发电，这是世界上最早出售电力的电厂。1882年美国爱迪生纽约珍珠街电力系统，6台直流发电机，110V，照明。1884年变压器发明。为三相交流及大容量、远距离输电奠定基础。1889年美国Oregon和Portland 建立长21公里的交流输电系统。1891年德国世界上第一个三相交流输电系统，距离1

4、79英里、电压12000伏。1897年电压为44000V的输电线路在美国Utah 州建成。电压等级不断升高，电网规模逐步增大电压等级不断升高，电网规模逐步增大261882年英国商人在上海创办了上海电气公司，装机容量12KW，5盏电灯。1913年上海杨树浦发电厂发电，1924年该厂装机12台，总容量121MW，成为当时远东第一大发电厂。1949年以前，仅东北有220KV和154KV的电网（日本人建造）。80年代，形成了17个以220KV为骨干输电网的跨省地区电网和省际电网。 1972年由甘肃天水陕西关中的534KM的我国第一条330KV输电线路工程。 1981年由河南平顶山湖北武汉的全长595K

5、M的我国第一条500KV输电线路。1989年建成了我国第一条远距离500KV葛洲坝上海的直流输电线路1997年三峡工程建设，26台700MW ，15回500KV交流及三回500KV直流，连接华东、华中、河南、四川、广东等电网，中国电网联网的核心。 2006年甘肃官厅第一条750KV交流输电线路 目前，形成7个跨省区电网和山东500KV的主干网络 271980200219802002年全国发电量如图示（亿千瓦时）年全国发电量如图示（亿千瓦时）28 不到不到8年年5年年4年年1.5年年每每增加增加1亿装机亿装机2000年容量3亿千瓦1995年容量2亿千瓦1987年容量1亿千瓦1978年容量5712

6、万千瓦1949年容量185万千瓦2930311-3 电力系统运行应满足的基本要求电力系统运行应满足的基本要求v一、 电力系统运行的特点电力系统运行的特点（1） 电能不能大量储存，要求电能的生产、输电能不能大量储存，要求电能的生产、输 送、分配和使用几乎是在同一瞬间内完成。送、分配和使用几乎是在同一瞬间内完成。（2） 电能和社会的生产、人民的生活、国家的国电能和社会的生产、人民的生活、国家的国 民经济紧密相关。民经济紧密相关。 （3） 电力系统的暂态过程短促，因此电力系统的电力系统的暂态过程短促，因此电力系统的 安全监测与控制非常困难。安全监测与控制非常困难。32二、电力系统运行的基本要求二、电

7、力系统运行的基本要求1. 供电安全可靠性供电安全可靠性 根据可靠性要求不同，分为根据可靠性要求不同，分为、负荷。负荷。2.电能的优质性电能的优质性 频率、电压、波形频率、电压、波形3. 运行的经济性运行的经济性 一次能源的消耗、网损和线损一次能源的消耗、网损和线损4. 环保问题环保问题火力发电排放：灰渣、废水、氧化硫火力发电排放：灰渣、废水、氧化硫核电：放射性核电：放射性33美加美加2003年年“8.14”大停电事故大停电事故纽约一篇漆黑，布什一脸无奈，与纽约一篇漆黑，布什一脸无奈，与911并提并提341-4 电力系统的电压等级v额定电压：当设备在该电压下运行具有最好额定电压：当设备在该电压下

8、运行具有最好的技术性能和经济效果。的技术性能和经济效果。v 电源设备电源设备 （供电）（供电）v电气设备电气设备 受电设备受电设备 （用电）（用电）v 输电线输电线351-1系统的额定电压系统的额定电压36图图1-337电气设备的额定电压电气设备的额定电压1. 1. 线路线路: :等于等于系统的额定电压系统的额定电压2. 2. 发电机：规定比系统的额定电压发电机：规定比系统的额定电压高高5%5%VaVb)/2V(VVbaN383. 3. 变压器变压器一次侧：一次侧：二次侧：二次侧：相当于相当于用电设备用电设备，其额定电压与系统，其额定电压与系统电压相同；与发电机直接相连时，则电压相同；与发电机

9、直接相连时，则与发电机相同。与发电机相同。相当于相当于电源电源，其额定电压应比系统高，其额定电压应比系统高5%， 考虑变压器内部的电压损耗（考虑变压器内部的电压损耗（5%），实），实际际 应定为比线路高应定为比线路高10%。39用线电压表示的抽头额定电压用线电压表示的抽头额定电压升压变压器降压变压器40例题例题 : : ( ( 1)1)确定各设备额定电压确定各设备额定电压;(2);(2)若若T1T1工作于工作于+2.5%+2.5%抽头抽头, , T2T2工作于主抽头工作于主抽头,T3,T3工作于工作于-5%-5%抽头抽头, ,求各变压器变比求各变压器变比. .10.5kV10.5kV121kV

10、38.5kV110kV11kV35kV5 .10)025. 01 (1211Tk5 .381102Tk11)05. 01 (353Tk41电压等级的合理配置电压等级的合理配置v根据电力系统长期运行经验：根据电力系统长期运行经验：v 110KV以下电压差应超过以下电压差应超过3倍倍v 110KV以上电压差应超过以上电压差应超过2倍倍v 表表1-1 60，330KV 历史遗留历史遗留42电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式1、中性点中性点直接接地直接接地特点：特点： 可靠性稍低，但有利于绝缘。可靠性稍低，但有利于绝缘。适用范围适用范围： 110kV及以上电压系统和380220V三相四 线低

11、压系统负负荷荷ABCk(1)Ik(1)Ik(1)43v2、中性点中性点不接地的电力系统不接地的电力系统特点：特点： 可靠性较高，但有不利于绝缘。可靠性较高，但有不利于绝缘。适用范围适用范围： 360kV系统负负荷荷ABCCCCICa. 电路图电路图440UBUAUCU30UBUAUCU中性点中性点不接地不接地中性点中性点直接接地直接接地45v3、中性点经消弧线圈接地、中性点经消弧线圈接地：360kV系统v 减小接地点电流，使电弧易于自行熄灭，提高减小接地点电流，使电弧易于自行熄灭，提高供电可靠性供电可靠性。v 装设条件：装设条件： 36kV 电力网电力网 (接地电流接地电流 30A) 10kV

12、 电力网电力网 (接地电流接地电流 20A) 3560kV 电力网电力网 (接地电流接地电流 10A) 过补偿：流过故障点的是感性电流（过补偿：流过故障点的是感性电流（常用常用） 欠补偿：流过故障点的是容性电流欠补偿：流过故障点的是容性电流 全补偿：谐振，不允许。全补偿：谐振，不允许。461-5电力系统工程学科和电力系统课程v一、电力系统工程学科范畴及电力系统新技术一、电力系统工程学科范畴及电力系统新技术v 电力系统工程学科包含领域：电力系统理论、电力系统规划、发电技术、输电技术、配电技术、电力系统运行、电力系统保护、电力系统控制等。47几项新技术几项新技术v（1）能量管理系统）能量管理系统(

13、EMS)技术技术v 优化电能管理，见图1.13v（2）柔性交流输电技术）柔性交流输电技术v 综合电力电子、微处理和微电子技术、v 通信技术和控制技术形成的用于控制交流输v 电的新技术。 见图1.1548有源电力滤波器iSiLihiL=if+ihiS=if49v 对传统配电系统实现性能软件化、信号数字化、功能集成化的监控技术。v（3）配电综合自动化）配电综合自动化(DOA)技术技术v（4）人工智能控制）人工智能控制 (AIC)技术技术v 如专家系统、模糊控制、人工神经网络等。 具有处理非线性的能力具有处理非线性的能力50电力工业发展前景电力工业发展前景 1. 电力系统互联的效益与支出电力系统互联

14、的效益与支出各系统间电负荷的错峰效益各系统间电负荷的错峰效益提高供电可靠性、减少系统备用容量提高供电可靠性、减少系统备用容量有利于安装单机容量较大的机组有利于安装单机容量较大的机组进行电网的经济调度进行电网的经济调度进行水电跨流域调度进行水电跨流域调度调峰能力互相支援调峰能力互相支援增加联络线和电网内部加强所需投资以及联络线的运行费用增加联络线和电网内部加强所需投资以及联络线的运行费用当系统间联系较弱时，有可能引起调频的复杂性和出现低频振荡当系统间联系较弱时，有可能引起调频的复杂性和出现低频振荡增加了系统短路容量，并可能导致增加或调换已有设备增加了系统短路容量，并可能导致增加或调换已有设备增加联合电网的通讯和高度自动化的复杂性增加联合电网的通讯和高度自动化的复杂性513. IT技术在电力系统中的应用技术在电力系统中的应用4. GPS系统在电力系统中的应用系统在电力系统中的应用5. 谐波治理谐波治理2. 电力工业现代化电力