电力系统分析课件 第一章

课程说明授课老师：顾丹珍答疑时间：周二12：30~2：00答疑地点：电自大楼708电管教研室成绩评定：平时(20%)+期中（10%)+期末（70%）参考书：陈珩：电力系统稳态分析李光琦：电力系统暂态分析第一章电力系统的基本概念主要内容1-1电力系统的组成1-2电力系统的额定电压和额定频率1-3对电力系统运行的基本要求1-4电力系统的接线方式1-5电力系统分析课程的主要内容1－1电力系统的组成～工业农业商业生活发电＋输电＋配电＋用电电力网电力系统基本概念电力系统——由生产、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。发电厂、变电所、输电线、配电系统及负荷电力网——电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网。变压器、电力线路动力系统——在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。1－2电力系统的额定电压和额定频率为何要确定额定电压？避免电压等级数量的无限制扩大，导致互联困难，必须标准化。为取得最佳的技术经济性能，电力设备需要在额定电压下进行优化设计、制造和使用。需要确定的额定电压：线路（即：电网）发电机变压器（升压、降压）的一次/二次侧用电设备如何确定额定电压（电压分布分析）线路（电网）额定电压=用电设备额定电压发电机额定电压=105%线路额定电压升压变压器额定电压一次侧=线路额定电压=发电机额定电压（与发电机相连105%）二次侧额定电压=110%线路额定电压降压变压器额定电压一次侧=线路额定电压二次侧额定电压=110（10%）线路额定电压如何确定额定电压（电压分布分析）电压等级及其适用范围说明：用电设备的容许电压偏移一般为±5%；沿线路的电压降落一般为10%；在额定负荷下，变压器内部的电压降落约为5%。电力网络中电压分布采取的措施：取用电设备的额定电压为线路额定电压，使所有设备能在接近它们的额定电压下运行；取线路始端电压为额定电压的105%；取发电机的额定电压为线路额定电压的105%；变压器分升压变和降压变考虑一次侧接电源，取一次侧额定电压等于用电设备额定电压；二次侧接负荷，取二次侧额定电压等于线路额定电压。

变压器的电压等级升压变压器（例如35/121，10.5/242）二次侧（高压侧）接线路始端，向负荷供电，相当于发电机，应比线路的额定电压高5%，加上变压器内耗5%，所以二次侧额定电压等于用电设备的额定电压110%。直接和发电机相联的变压器一次侧额定电压等于发电机的额定电压即105％UN；一次侧（低压侧）接电源，相当于用电设备，一次侧额定电压等于用电设备的额定电压UN；变压器的电压等级降压变压器（110/38.5，220/38.5）一次侧（高压侧）接线路末端，相当于用电设备，一次侧额定电压等于用电设备的额定电压；二次侧（低压侧）向负荷供电，相当于发电机，应比线路的额定电压高5%，加上变压器内耗5%，所以二次侧额定电压等于用电设备的额定电压110%。额定频率——按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定功率为50Hz。1－3对电力系统运行的基本要求特点

电能不能大量储存暂态过程非常短促与国民经济及日常生活关系密切要求

安全优质经济

环保优质指标电压：≥35kV±5%

≤10kV±7%

6~10kV≤4%

380V≤5%（无功功率）频率：±0.2（≥3000MW)~0.5Hz(≤3000MW）

（有功功率）谐波：负荷谐波1－4电力系统的接线方式放射式干线式树状无备用结线包括单回路放射式、干线式和链式网络优点：简单、经济、运行方便缺点：供电可靠性差

适用范围：二级负荷一、结线方式1－4电力系统的结线方式和电压等级环行网络双端供电有备用结线包括双回路放射式、干线式和链式网络

优点：供电可靠性和电压质量高缺点：不经济适用范围：电压等级较高或重要的负荷二、电压等级及其适用范围1、电力系统的额定电压等级电压等级的选择

S=√3U2II∝（U1－U2）/Z传输功率S、电压等级U、输电距离l之间的关系S＝Const，l∝U2l＝Const，S∝U2U1IU2SZ电力网络的电压等级要与系统规模（容量和供电范围）相适应线路电压与输送容量、距离的关系电压等级（kV）输送容量（MVA）输送距离（km)输电7502000-2500500以上（跨大区）5001000-1500150-859（跨省）220100-500100-300（跨地区）高中压配电110（部分输电）10-5050-100（跨县市）352-1020-50（县市内）100.2-26-20（市内）低压配电380、220V（楼内，农电）电力系统稳态分析（一）电力系统分析正常稳态分析计算（U、I、P、Q、f）运行调整和优化电力系统的基本概念各元件的特性和模型潮流计算调频调压经济运行电力系统暂态分析（二）电磁暂态分析（故障分析）正常稳态分析（稳定性分析）发电机的电磁暂态分析对称故障（三相短路）不对称短路静态暂态主要内容分析方法物理模型元件，连接及现象数学模型算法模型计算及结果分析重点：三大计算1、标幺值计算2、稳态计算：潮流；调频、调压3、暂态计算：故障；稳定性例题1试确定下图所示的电力系统中发电机和各变压器的额定电压（图中示出的是电力系统的额定电压）。答：T1：10.5/242kVT2：220/121/10.5kV