电力工程第一章文字版

电力工程-第一章文字版2023/12/26电力工程第一章文字版教材与参考书目陈志业，电力工程，中国电力出版社，1997杨以涵，电力系统基础，水利电力出版社，1986王锡凡，电力工程基础，西安交通大学出版社，1998熊信银，电力工程基础，华中科技大学出版社，2003李庚银，电力系统分析基础，机械工业出版社，2005陈珩，电力系统稳态分析，水利电力出版社，1995李光琦，电力系统暂态分析，中国电力出版社，2007ParabhaKundur,PowerSystemStabilityandControl,McGrill-Hill,1994电力工程第一章文字版网站资源校园网（图书文献）各高校网站数字化期刊电力企业网互联网其它电力工程第一章文字版本课程的主要内容电力系统的基本知识和概念电力网的参数和等值电路电力系统的稳态分析与计算电力系统的短路电流分析与计算发电厂、变电所电气部分电力系统稳定性变电站自动化与配网自动化高压直流输电（HVDC）技术简介柔性交流输电系统（FACTS）技术简介广域测量与保护（WAMS）简介电力工程第一章文字版课程学习要求明确基本知识、基本概念掌握基本方法和理论积极思考，理论联系实际建立对电力系统整体的认识了解一些前沿的技术在电力系统的应用电力工程第一章文字版考核方式与内容课堂出勤（约20%）平时作业（约15%）阶段测试（约15%）期末考试（约50%）电力工程第一章文字版电力系统及其自动化

国家级重点学科7所华北电力大学华中科技大学清华大学天津大学西安交通大学西南交通大学浙江大学电力工程第一章文字版

北京交通大学

东南大学

广西大学

国家电力公司

哈尔滨工业大学

哈尔滨理工大学

海军工程大学

合肥工业大学

河北工业大学

河海大学

湖南大学

华北电力大学

华南理工大学

华中科技大学

南京航空航天大学

清华大学

山东大学

上海交通大学

沈阳工业大学

四川大学

天津大学

武汉大学

西安交通大学

西南交通大学

新疆大学

浙江大学

中国科学院研究生院

重庆大学

博士点（28所）电力工程第一章文字版电力系统及其自动化

国家级重点实验室电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室清华大学电力设备电气绝缘国家重点实验室西安交通大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室

重庆大学电力工程第一章文字版电力系统及其自动化

教育部重点实验室电力系统保护与动态安全监控教育部重点实验室华北电力大学电力仿真控制教育部重点实验室天津大学电力工程新技术教育部重点实验室

上海交通大学电力工程第一章文字版第一章绪论第一节背景知识第二节电力系统基本概念第三节火电厂的生产过程第四节电力系统负荷第五节电力系统高次谐波电力工程第一章文字版第一节背景知识电力工程第一章文字版电力系统的组成原动机发电机变压器输电线路变压器负荷生产电能传输和分配电能消耗电能电力工程第一章文字版电源（电厂）常规能源火电水电核能地热新能源风能太阳能生物能电力工程第一章文字版发电机组原动机（提供能量）汽轮机水轮机其它发电机（发出电能）定子（感应电势）转子（直流励磁）电力工程第一章文字版变压器电压变换升压变压器降压变压器其它变电站主变压器一次设备二次设备电力工程第一章文字版电力工程第一章文字版电力法电网调度管理条例6303101500网调省调地调县调国调统一调度分级管理电力工程第一章文字版我国电网的控制模式

电力系统的分层控制国调网调省调地调县调枢纽变电站变电站变电站变电站直属电厂省属电厂市属电厂县属电厂电力工程第一章文字版2002年厂网分开打破垄断

国家电力公司拆分重组成11家国家电网公司中国南方电网有限公司2家电网公司中国华能集团公司中国大唐集团公司7家校董会中国华电集团公司5家发电公司中国国电集团公司中国电力投资集团公司中国电力工程顾问集团公司中国水电工程顾问集团公司4家辅业公司中国水利水电建设集团公司中国葛洲坝集团公司国家电力监管委员会（各区电监局）电力工程第一章文字版第二节

电力系统的基本概念电力工程第一章文字版电力系统的基本概念电压等级接线方式运行特点基本要求电力工程第一章文字版电力系统的电压等级系统的标准电压（单位：kV）0.4，6，10，35，66，110，220，330，500，750，1000发电机的额定电压变压器的额定电压用电设备额定电压选取的原则：兼顾截面积与损耗、绝缘与投资不同电压等级合理的传输距离电力工程第一章文字版特高压、超高压、高压、配电网特高压（UHV，1000kV及直流800kV）超高压（EHV，750、500或330kV）高压（HV，220、110kV）

配电网（35kV及以下）

电力工程第一章文字版特高压电网简介特高压电网，是指1000千伏交流和正负800千伏直流输电网络，具有远距离、大容量、低损耗输送电力和节约土地资源等特点。电力工程第一章文字版电力系统的接线方式无备用接线：放射式干线式链式有备用接线方式环式两端供电网络双回路变压器、发电机的中性点接线方式直接接地不接地经消弧线圈接地电力工程第一章文字版中性点接地方式中性点不接地单相接地时接地电流不大非故障相对地电压升高电压等级（66kV及以下）较低，绝缘要求不高，中性点不接地可以提高供电可靠性中性点直接接地短路电流大电压等级较高（110kV及以上）绝缘要求高，直接接地继电保护装置动作迅速切除故障加装自动重合闸提高供电可靠性经消弧线圈接地容性电流超过一定值电弧不能自行熄灭引起弧光接地过电压中性点经消弧线圈接地补偿补偿方式：欠补偿、完全补偿、过补偿电力工程第一章文字版电力系统接线图电气接线图表示元件之间电气连接方式的接线图地理接线图按照地理区域的分布表示的接线图电力工程第一章文字版电力系统的运行特点电能不能大量存储过渡过程非常迅速与经济发展、人民生活密切相关电力工程第一章文字版现代电力系统的特点大电网、大机组、高电压打破垄断，引入竞争，施行商业化运营交流和直流互联系统新技术应用（信息化、数字化）电力工程第一章文字版新技术应用计算机、网络、通信数字化测控技术GPS相角测量数字电力系统电力电子设备需求测管理（DSM）新能源等等电力工程第一章文字版对电力系统运行的基本要求可靠、连续供电良好的电能质量电压偏差频率偏差谐波（波形正弦）波动与闪变三相不平衡系统运行要有良好的经济性煤耗、经济调度、网损、DSM满足经济发展和人民生活的需要电力工程第一章文字版第三节

火电厂的生产过程电力工程第一章文字版火电厂

火电厂是利用煤、石油、天然气作为燃料燃烧用来生产电能的工厂。

电力工程第一章文字版火电厂的分类按燃料分燃煤，燃油，燃气，余热，以垃圾及工业废料为燃料；按蒸汽压力和温度分中低压（3.92MPa，450度），高压（9.9MPa，540度），超高压（13.83MPa，540度），亚临界压力（16.77MPa，540度），超临界压力（22.11MPa，550度）；按原动机分凝气式汽轮机，燃气轮机，内燃机，蒸汽—燃汽轮机；按输出能源分凝汽式（只发电），热电厂（发电兼供热）；按发电厂装机容量分小容量（100MW以下），中容量（100—250MW），大中容量（250—1000MW），大容量（1000MW以上）；

电力工程第一章文字版火电厂的基本组成

锅炉系统燃料转化为过热蒸汽汽轮机系统过热蒸汽推动汽轮机作功发电机系统汽轮机带动发电机发电附机系统输煤、磨煤、给煤、给水、冷却、蒸汽管道等电力工程第一章文字版火电厂的基本生产过程

火电厂的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能。电力工程第一章文字版第四节

电力系统负荷电力工程第一章文字版电力系统负荷分类按照负荷在国民经济中的部门分为工业负荷农业负荷商业负荷城镇居民负荷交通通信负荷建筑业负荷其它负荷电力工程第一章文字版电力系统负荷分类按照供电可靠性分为一类负荷二类负荷三类负荷按照负荷消耗的功率性质分为有功负荷无功负荷视在负荷按照负荷的相数分为三相负荷单相负荷按照负荷的电压、电流特性分为线性负荷非线性负荷电力工程第一章文字版电力系统的典型负荷交流电动机照明负荷电加热、制冷负荷电弧炉电气化铁道电力工程第一章文字版年负荷曲线的作用年最大负荷曲线可用它来安排全年的机组检修计划。如果一年四季中每季取一个典型的日负荷曲线，由年最大负荷曲线也可以计算出全年需要的电量。由预测的逐年的年最大负荷曲线可以有计划地安排扩建或新建发电厂来满足负荷增长的需要。年持续负荷曲线是以电力系统全年负荷的大小及其持续运行小时数的顺序排列作出的曲线，可用它来编制电力系统的发电计划并进行可靠性计算。根据年持续负荷曲线也可以计算出全年负荷消耗的电量。电力工程第一章文字版负荷曲线小结负荷曲线：表示电力系统负荷随时间变化情况的曲线横坐标、纵坐标含义消耗电能的计算负荷的分类日负荷曲线年负荷曲线历年负荷曲线负荷曲线的作用规划设计调度运行电力市场电力工程第一章文字版电力系统的负荷模型电力系统综合负荷模型是反映实际电力系统负荷的频率、电压、时间特性的负荷模型，一般可用下式表达：P=fp(v,f,t)，Q=fq(v,f,t)上式中,若含有时间t则反映综合负荷的动态特性,这种模型称为动态负荷模型(动态负荷模型主要有感应电动机模型和差分方程模型两种)；反之,若不含有时间t，则称为静态负荷模型(静态负荷模型主要有多项式模型和幂函数模型两种，其中多项式模型可以看作是恒功率(常数项)、恒电流(电压一次方项)、恒阻抗(电压平方项)三者的线性组合。

电力工程第一章文字版负荷模型的主要特点区域性：每个实际电力系统有自己特有的综合负荷模型，与本系统的负荷构成有关；时间性：既是同一个电力系统,在不同的季节,具体不同的综合负荷模型；不唯一性:研究的问题不同，采用的综合负荷模型也不同。在稳定计算中综合负荷模型的选择原则是:在没有精确综合负荷模型的情况下。一般按40%恒功率，60%恒阻抗计算。电力工程第一章文字版第五节

电力系统高次谐波电力工程第一章文字版周期性波形的展开

根据傅立叶级数的原理，周期函数都可以展开为常数与一组具有共同周期的正弦函数和余弦函数之和。其展开式中，常数表达的部分称之为直流分量，最小正周期等于原函数的周期的部分称之为基波或一次谐波，最小正周期的若干倍等于原函数的周期的部分称之为高次谐波。因此高次谐波的频率必然也等于基波的频率的若干倍，基波频率3倍的波称之为三次谐波，基波频率5倍的波称之为五次谐波，以此类推。电力工程第一章文字版电力工程第一章文字版电力工程第一章文字版电力工程第一章文字版电力工程第一章文字版定量描述正弦波形畸变程度的指标各次谐波电压含有率、谐波电流含有率谐波电压含量

、谐波电流含量电压总谐波畸变率、电流总谐波畸变率电力工程第一章文字版电力工程第一章文字版电力工程第一章文字版谐波国家标准《电能质量-公用电网谐波》

（GB/T14549－93）电力工程第一章文字版电力系统的谐波源电网谐波主要来自两大方面：一是输配电系统产生谐波；二是用电设备产生谐波。（1）电网的主变压器和配电变压器配电变压器中励磁电流的谐波含量与硅钢片的材料有关。（2）电气化铁路

电力机车是大谐波源，又是单相大负荷，造成三相负荷不平衡。（3）炼钢电弧炉炼钢炉电弧电流不规则地急剧变化，使电流波形产生严重畸变，引起电网电压波形严重畸变。（4）

家用电器

家用电器如收音机、电视机、电风扇、空调等都会产生谐波，彩色电