电力系统课件

电力系统课件电力系统分析2024/5/1122本课程的主要内容及特点《电力系统分析》是主要研究电力系统在正常以及故障下的运行状态。

该课程该课程既是专业课，也是专业基础课。是学习和研究该领域的重要课程。3电力系统分析电路电机学自控其它保护控制调度设备其它电磁场特点：理论性强实践性强工程性强本课程的主要内容及特点工程理论工程4第一章电力系统基本概念

（BasicconceptionofPowerSystem)5人类为什么选择使用电能？十八世纪，蒸汽机发明：热能－机械能，划时代的工业革命十九世纪，人类开始使用电能，进入电气化时代。6显著优点洁净：环保方便:

输送、分配、使用节能:

能耗小，转换效率高

人类为什么选择使用电能？电气化7人类为什么选择使用电能？2002年，中国电力消费在终端能源消费中的比例为42％，2020年达到70％左右。

2002年，中国人均电力消费1280千瓦时，仅相当于20世纪70年代的世界平均水平，约为目前世界平均水平2500千瓦时的一半。

试想：没有电能你的生活会如何？

81-1电力系统概述

电力系统

发电机变压器--输电线路用电设备发电输送--分配用户电网9电力系统1011电力系统的组成（1）电力系统：生产、输送、分配与消费电能的系统。包括：发电机、电力网和用电设备组成。（2）电力网：电力系统中输送与分配电能的部分。包括：变压器、电力线路、变换器等（3）动力系统：动力部分与电力系统组成的整体。电力系统稳态分析研究对象12电能是如何产生的？大规模电能是由同步发电机产生同步发电机发电原理？

机械能电能13电能是如何产生的？推动转子旋转的能源形势的形式多种多样，，大家说说…..水力蒸汽火力、核、地热水力发电风力风力、潮汐发电1415福建安砂水电厂宽缝重力坝16三峡大坝远眺1718电能是如何输送的？

按结构可分为架空线路和电缆两类

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。19架空输电线路20电缆21变电站

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。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）、二次变电站（配电变电站）、用户变电所等。室内、室外22500kV交流变电站全景23220kV交流变电站24电力系统是如何描述的地理结线图电气结线图电压(KV）1000（计划建设中）、750（建设中）、500、330、220、110、60、35、10、0.60.38/0.22频率（HZ）50，60装机容量发电量最大负荷1-2我国电力工业的发展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179英里、电压12000伏。1897年电压为44000V的输电线路在美国Utah州建成。电力工业发展的历程电压等级不断升高，电网规模逐步增大截至2002年：全球发电装机容量约为35亿千瓦总发电量超过15亿千瓦时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595KM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

我国电力工业的发展27

1980~2002年全国发电量如图示（亿千瓦时）28

电力需求旺盛、增长快1882年我国开始使用电能1987年全国发电装机容量突破1亿千瓦1995年3月，装机容量突破2亿千瓦到1996年，发电装机容量居世界第2位。2000年4月，全国装机突破3亿千瓦2004年5月底，全国装机容量突破4亿千瓦2005年底我国装机总容量将突破5亿千瓦。105年不到8年5年4年1.5年每增加1亿装机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5712万千瓦1949年容量185万千瓦29中国电网电网覆盖率96.4%30311-3电力系统运行应满足的基本要求

一、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，因此电力系统的安全监测与控制非常困难。32二、电力系统运行的基本要求1.供电安全可靠性根据可靠性要求不同，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ负荷。2.电能的优质性频率、电压、波形3.运行的经济性一次能源的消耗、网损和线损4.环保问题火力发电排放：灰渣、废水、氧化硫核电：放射性33美加2003年“8.14”大停电事故纽约一篇漆黑，布什一脸无奈，与911并提341-4

电力系统的电压等级额定电压：当设备在该电压下运行具有最好的技术性能和经济效果。电源设备（供电）电气设备受电设备（用电）输电线351-1系统的额定电压36图1-337电气设备的额定电压1.线路:等于系统的额定电压2.发电机：规定比系统的额定电压高5%VaVb383.变压器一次侧：二次侧：相当于用电设备，其额定电压与系统电压相同；与发电机直接相连时，则与发电机相同。相当于电源，其额定电压应比系统高5%，考虑变压器内部的电压损耗（5%），实际应定为比线路高10%。39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:(1)确定各设备额定电压;(2)若T1工作于+2.5%抽头,T2工作于主抽头,T3工作于-5%抽头,求各变压器变比.10.5kV10.5kV121kV38.5kV110kV11kV35kV41电压等级的合理配置根据电力系统长期运行经验：

110KV以下电压差应超过3倍110KV以上电压差应超过2倍表1-160，330KV历史遗留42电力系统中性点运行方式1、中性点直接接地特点：可靠性稍低，但有利于绝缘。适用范围：

110kV及以上电压系统和380／220V三相四线低压系统负荷ABCk(1)Ik(1)Ik(1)432、中性点不接地的电力系统特点：可靠性较高，但有不利于绝缘。适用范围：

3~60kV系统负荷ABCCCCICa.电路图440UBUAUC0UBUAUC中性点不接地中性点直接接地453、中性点经消弧线圈接地：3~60kV系统减小接地点电流，使电弧易于自行熄灭，提高供电可靠性。

装设条件：3~6kV电力网(接地电流>30A)10kV电力网(接地电流>20A)35~60kV电力网(接地电流>10A)

过补偿：流过故障点的是感性电流（常用）欠补偿：流过故障点的是容性电流全补偿：谐振，不允许。461-5电力系统工程学科和电力系统课程一、电力系统工程学科范畴及电力系统新技术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（1）能量管理系统(EMS)技术优化电能管理，见图1.13（2）柔性交流输电技术综合电力电子、微处理和微电子技术、通信技术和控制技术形成的用于控制交流输电的新技术。见图1.1548有源电力滤波器iSiLihiL=if+ihiS=if49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。（3）配电综合自动化(DOA)技术（4）人工智能控制(AIC)技术如专家系统、模糊控制、人工神经网络等。具有处理非线性的能力50电力工业发展前景

1.电力系统互联的效益与支出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水电跨流域调度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4.GPS系统在电力系统中的应用5.谐波治理

2.电力工业现代化超高压、大系统、大机组、大电厂、高度自动化以及核电技术和直流输电技术52二、本课程的主要内容主要框架电力系统稳态分析电力系统暂态分析电力系统电磁暂态电力系统机电暂态53主要内容电力系统稳态分析电力系统元件的稳态数学模型电力网络的数学模