1、电力系统稳态分析教师：吕志盛电力系统稳态分析教材第1页课程及考试时间安排课程及考试时间安排共共40课时，课时，5课时课时/周周8周周上课时间：上课时间：1-8周周课堂测试：课堂测试：2次，（或开放式题目）次，（或开放式题目）考试时间：预计第考试时间：预计第10周周考试成绩评定：平时考试成绩评定：平时40%（含出勤情况与课堂（含出勤情况与课堂测试成绩），期末测试成绩），期末60%上课标准：出勤、讲课内容、课堂纪律、勉励上课标准：出勤、讲课内容、课堂纪律、勉励主动思索主动思索电力系统稳态分析教材第2页你印象中电力系统你印象中电力系统是什么样？是什么样？电力系统稳态分析教材第3页第第1 1章章 电力
2、系统基本概念电力系统基本概念电力系统组成：电力系统组成：电力系统及其基本参量；电力系统及其基本参量；电能生产特点：电能生产特点：生产、输送和消费特殊性；生产、输送和消费特殊性；电力系统运行基本要求：电力系统运行基本要求：可靠、优质、经济；可靠、优质、经济；接线方式及特点：接线方式及特点：无备用、有备用；无备用、有备用；电压等级：电压等级：发电机、变压器、线路、用电设备；发电机、变压器、线路、用电设备；中性点运行方式及特点：中性点运行方式及特点：我国主要使用三种。我国主要使用三种。电力系统稳态分析教材第4页第第1 1章章 电力系统基本概念电力系统基本概念电力系统电力系统是由发电、输电、配电、用电
3、等是由发电、输电、配电、用电等设备和对应辅助系统，按要求技术和经济要设备和对应辅助系统，按要求技术和经济要求组成，将一次能源转换为电能，并输送到求组成，将一次能源转换为电能，并输送到用户一个用户一个统一系统统一系统。电力系统稳态分析教材第5页以下是电力系统吗？以下是电力系统吗？电力系统稳态分析教材第6页1.1 1.1 电力系统概述电力系统概述电力系统稳态分析教材第7页用于描述和衡量一个电力系统规模和大小。用于描述和衡量一个电力系统规模和大小。1 1、总装机容量、总装机容量 kW MW GWkW MW GW 系统中实际安装发电机组额定有功功率总和。系统中实际安装发电机组额定有功功率总和。2 2、
4、年发电量、年发电量 kWh MWh GWh TWhkWh MWh GWh TWh 系统中全部发电机组整年实际发出电能总和。系统中全部发电机组整年实际发出电能总和。3 3、最大负荷、最大负荷 kW MW GWkW MW GW 电力系统总有功负荷在一年内最大值。电力系统总有功负荷在一年内最大值。4 4、最高电压等级、最高电压等级 kVkV 系统中所采取最高额定电压系统中所采取最高额定电压5 5、额定频率、额定频率 f fN N=50kz=50kz一、电力系统基本参量一、电力系统基本参量电力系统稳态分析教材第8页二、电力系统接线图（结线图）二、电力系统接线图（结线图）1、地理接线图、地理接线图电力系
5、统稳态分析教材第9页2、电气接线图、电气接线图电力系统稳态分析教材第10页电力系统稳态分析教材第11页无备用电源结线方式无备用电源结线方式三、电网结线方式三、电网结线方式无备用电源结线方式：无备用电源结线方式：单回路放射式、干线式、链式单回路放射式、干线式、链式 经济，运行方便，但可靠性差经济，运行方便，但可靠性差无备用接线方式无备用接线方式（a）放射式）放射式 （b）干线式样）干线式样 （c）链式链式电力系统稳态分析教材第12页有备用电源结线方式有备用电源结线方式有备用电源结线方式：有备用电源结线方式：p双回路放射式、干线式、链式双回路放射式、干线式、链式 运行方便，可靠性高，但经济性较差运
6、行方便，可靠性高，但经济性较差p环式、双端电源供电式环式、双端电源供电式 较为惯用方式，但运行较复杂较为惯用方式，但运行较复杂有备用接线方式有备用接线方式（a）放射式样放射式样 （b）干线式干线式 （c）链式链式 （d）环式环式 （e）两端供电网络两端供电网络电力系统稳态分析教材第13页未来智能电网展望未来智能电网展望电力系统稳态分析教材第14页1.2 1.2 我国电力系统我国电力系统电力系统稳态分析教材第15页电力系统额定电压电力系统额定电压提出问题：什么是额定电压？为何要要求一定数量额定电压等级？提出问题：什么是额定电压？为何要要求一定数量额定电压等级？对输送一定功率到一定距离线路来说，一
7、方面，电压较高，线损较小；其次，电压升高，对电气设备绝缘等技术要求也提高。所以，有一最经济线路电压。由此考虑，对输送不一样功率不一样长度线路来说，电压等级多一点较好。但若电压等级太多，则不利于系统化、标准化生产。同理，对于发电机、变压器等电气设备来说，也有一个在正常运行时具有最大经济效益电压。所以，国家要求了标准电压等级系列，有利于电器所以，国家要求了标准电压等级系列，有利于电器制造业生产标准化和系列化，有利于设计标准化和制造业生产标准化和系列化，有利于设计标准化和选型，有利于电器相互连接和更换，有利于备件生选型，有利于电器相互连接和更换，有利于备件生产和维修等。产和维修等。电力系统稳态分析教
8、材第16页国家电网额定电压等级国家电网额定电压等级 3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、500kV、750kV F以下所讲电压均指线电压以下所讲电压均指线电压 各级电压输电能力各级电压输电能力 电力系统稳态分析教材第17页1 1、电网（线路）额定电压、电网（线路）额定电压 U UN N 2 2、用电设备额定电压，等于同级电网额定电压、用电设备额定电压，等于同级电网额定电压3 3、发电机额定电压：、发电机额定电压：U UN NG GG=1.05UG=1.05UN N 注：用电设备偏移注：用电设备偏移 5%，线路允许电压降，线路允许电压降10%电力系统稳态分析教材第18页4
9、 4、变压器额定电压（一次侧）、变压器额定电压（一次侧）（1 1）接到电力网始端变压器，因为发电机电压普通比）接到电力网始端变压器，因为发电机电压普通比电力网额定电压高电力网额定电压高5 5，而且发电机至该变压器间连线，而且发电机至该变压器间连线压降较小，为使变压器一次绕组电压与发电机额定电压降较小，为使变压器一次绕组电压与发电机额定电压相配合，能够采取高出电力网额定电压压相配合，能够采取高出电力网额定电压5 5电压作为电压作为该变压器一次绕组额定电压，即该变压器一次绕组额定电压，即1.05U1.05UN N。电力系统稳态分析教材第19页4 4、变压器额定电压（一次侧）、变压器额定电压（一次侧
10、）（2 2）接到电力网受端变压器，其一次绕组能够当做受）接到电力网受端变压器，其一次绕组能够当做受电器对待电器对待,因而其额定电压取与受电器额定电压即电力因而其额定电压取与受电器额定电压即电力网额定电压相等网额定电压相等 ，即，即U UN N。电力系统稳态分析教材第20页4 4、变压器额定电压（二次侧）、变压器额定电压（二次侧）当变压器带负载运行时，其一、二次绕组都有电压降，当变压器带负载运行时，其一、二次绕组都有电压降，二次绕组端电压将低于其额定电压，如按变压器满载二次绕组端电压将低于其额定电压，如按变压器满载时一、二次绕组压降为时一、二次绕组压降为5 5考虑，为使满载时二次绕组考虑，为使满
11、载时二次绕组端电压仍高出电力网额定电压端电压仍高出电力网额定电压5 5,则必须选变压器二则必须选变压器二次绕组额定电压比电力网额定电压高出次绕组额定电压比电力网额定电压高出1010，即，即1.1U1.1UN N。电力系统稳态分析教材第21页4 4、变压器额定电压（二次侧）、变压器额定电压（二次侧）一些情况下，变压器二次绕组额定电压能够比电力网一些情况下，变压器二次绕组额定电压能够比电力网额定电压高出额定电压高出5%5%，即，即1.05U1.05UN N。电力系统稳态分析教材第22页例例1-1已知图示系统中线路额定电压，求发电机和变压器额定电压。已知图示系统中线路额定电压，求发电机和变压器额定电
12、压。解：解：G:UNG=1.05UN3L=1.056=6.3kV 1T:U1N1T=UNG=6.3kV U2N1T=1.1UN1L=1.1X110=121kV 6.3/121kV2T:U1N2T=UN1L=110kV U2N2T=1.1UN2L=1.1X35=38.5kV 110/38.5kV电力系统稳态分析教材第23页电力系统稳态分析教材第24页小小 结结1 1、用电设备额定电压、用电设备额定电压 UN（允许偏差（允许偏差5%）2 2、输电线路（电力网）额定电压、输电线路（电力网）额定电压 UN 3 3、发电机额定电压、发电机额定电压 1.051.05UN4 4、变压器额定电压、变压器额定电
13、压一次侧额定电压一次侧额定电压U U1N1N=U=UN NU U1N1N=1.051.05U UN N二次侧额定电压二次侧额定电压U U2N2N=1.11.1U UN NU U2N2N=1.051.05U UN N非直接和发电机相连变压器非直接和发电机相连变压器直接和发电机相连变压器直接和发电机相连变压器负载负载空载空载电力系统稳态分析教材第25页1.3 1.3 中性点运行方式中性点运行方式电力系统稳态分析教材第27页一、电网接地故障介绍电网接地故障介绍接地故障：导线与大地之间不正常连接。接地故障：导线与大地之间不正常连接。单相接地：占高压线路故障单相接地：占高压线路故障70%以上，配网以上，
14、配网80%以上。以上。两相接地：两相相间短路并接地。两相接地：两相相间短路并接地。三相接地：三相相间短路并接地。三相接地：三相相间短路并接地。电力系统稳态分析教材第28页按单相接地短路电流分类二、中性点接地方式及接地故障特征介绍中性点接地方式及接地故障特征介绍大电流接地方式大电流接地方式（有效接地）（有效接地）小电流接地方式小电流接地方式（非有效接地）（非有效接地）中性点直接接地中性点直接接地中性点经小电阻接地中性点经小电阻接地中性点不接地中性点不接地中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地A相相B相相C相相N电力系统稳态分析教材第29页A相相B相相C相相N二、中性点接地方式及接地故障特征介绍
15、中性点接地方式及接地故障特征介绍A相相B相相C相相N1、中性点不接地、中性点不接地2、中性点直接接地、中性点直接接地 与大地未形成短路电流通路，与大地未形成短路电流通路，三相均流过正常负荷电流，接地相三相均流过正常负荷电流，接地相电压降低，非接地相电压升高，线电压降低，非接地相电压升高，线电压保持对称，可短时不予切除。电压保持对称，可短时不予切除。实际上，因为线路分布电容存在，实际上，因为线路分布电容存在，与大地之间形成电流通道，有小电与大地之间形成电流通道，有小电流流通。主要用于流流通。主要用于35kV以下电力以下电力系统。系统。与大地形成短路电流通与大地形成短路电流通路，故障相有大电流经过
16、，路，故障相有大电流经过，非故障相正常负荷电流，接非故障相正常负荷电流，接地相电压降低，非接地相电地相电压降低，非接地相电压升高，故障必须切除。主压升高，故障必须切除。主要用于要用于110kV以上电力系统。以上电力系统。电力系统稳态分析教材第30页A相相B相相C相相N二、中性点接地方式及接地故障特征介绍中性点接地方式及接地故障特征介绍A相相B相相C相相N3、中性点经小电阻接地、中性点经小电阻接地4、中性点经消弧线圈接地、中性点经消弧线圈接地 与大地形成短路电流通与大地形成短路电流通路，故障相有较大电流经过，路，故障相有较大电流经过，非故障相正常负荷电流，接非故障相正常负荷电流，接地相电压降低，非接地相电地相电压降低，非接地相电压升高，故障必须切除。国压升高，故障必须切除。国外应用较多，国内逐步使用。外应用较多，国内逐步使用。（普通小电阻（普通小电阻600A）与大地形成短路电流通与大地形成短路电流通路，感性电流流过线圈，抵路，感性电流流过线圈，抵消容性电流，消除或减轻电消容性电流，消除或减轻电弧危害，接地相电压降低，弧危害，接地相电压降低，非接地相电压升高，可短时非接地相电压升高，可短时不予切除。主要用于不予切除。主要用于35kV以以下电力系统。下电力系统。电力系统稳态分析教材第31页
