1电力系统的基本概念

U ( U )0 U A A A U ( U )U U B B A BA U ( U )U U C C A CA
UA I’CB 0 UC 60 I’CC -I’CA UB
中性点不接地系统单相接地故障的
环行网络
双端供电
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
1－4 电力系统的结线方式和电压等级
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 U1 Z I U2 S
S = √3U2I I ∝（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 ∝U2 l＝Const， S ∝U2
1－4 电力系统的结线方式和电压等级
1、电力系统的额定电压等级
额 定 电 压 等 级 用 电 设 备 额 定 线 电 压 3 6 10 交 流 发 电 机 线 电 压 3.15 6.3 10.5 变 压 器 线 电 压 一 次 绕 组 3 及 3.15 6 及 6.3 10 及 10.5 二 次 绕 组 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11

1－4 电力系统的结线方式和电压等级 三、电力系统中性点的运行方式

如何实现工作接地 ？

电气设备（电力变压器、电压互感器或发电机）的中性点 接地 —— 又称为电力系统中性点接地。 电力系统的中性点：星形连接的变压器或发电机的中性点。 小电流接地：


电力系统的中性点接地方式：

中性点不接地（中性点绝缘） 中性点经消弧线圈接地 中性点直接接地 中性点经电阻接地
静态 暂态
正常稳态分析 （稳定性分析）
前 言
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

第一章 电力系统的基本概念
1－1 电力系统概述 1－2 我国电力工业和电力系统简介
1－3 对电力系统运行的基本要求
1－4 结线方式和电压等级 1－ 5 课程的主要内容


适用范围：
我国110kV（国外220kV）及以 上电压等级的电力系统 。 380/220V低压系统。
1－4 电力系统的结线方式和电压等级 三、电力系统中性点的运行方式 A
2、中性点不接地的电力系统
正常运行时 UA＋UB＋UC＝0
B C IC
负 荷
IA＋IB＋IC＝0
结论： 三相电压对称，三相导线对地电容电 流也是对称的，三相电容电流相量之和 为零，这说明没有电容电流经过大地流 动。
1－4 电力系统的结线方式和电压等级
二、电压等级及其适用范围
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%。
1－1 电力系统概述
一、电力系统的组成
2、基本概念
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。
最高电压等级——是指该系统中最高的电压
等级电力线路的额定电压。
1－1 电力系统概述
二、近代电力系统
电压、输送距离、输送功率；电源的构 负荷的构成； 高度自动化； 远距离大容量直流输电
1－4 电力系统的结线方式和电压等级
二、电压等级及其适用范围
变压器的电压等级
升压变压器（例如35/121，10.5/242）
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； 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； 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%。
I’CB 0 60 I’CC -I’CA UB
C
C
U ( U )0 U A A A U B ( U A ) U BA UB U ( U )U U C C A CA
UB’
-UA
1－4 电力系统的结线方式和电压等级 三、电力系统中性点的运行方式
电力系统稳态分析
前言
1、教材：东南大学 陈珩（第二版） 2、本课程特点、前修课程、后续课程 特点： 前修课程：电路理论、电机学

后续课程：电力系统分析、继电保护、电力系 统自动化
3、 教学参考书 4、 考核方式： 笔试（闭卷， 120 分钟、卷面 100 分，占 70 ％），平时（主要是上课考勤记录、课堂练 习、作业，占20％），实验（10％）
35 110 220 330 500
35 110 220 330 500
38.5 121 242 345 及 363 525 及 550
1－4 电力系统的结线方式和电压等级
二、电压等级及其适用范围
说明：
1. 用电设备的容许电压偏移一般为±5%；
2. 沿线路的电压降落一般为10%；
3. 在额定负荷下，变压器内部的电压降落约为 5%。
元/吨。 Sol： 年发电量： 需标煤： 燃料费： 1%节约：燃料： 燃料费：
600000kW×6000h＝36亿kW.h 36亿kW.h×320g/kW.h＝115.2万吨标煤 115.2万吨×300元/吨＝34560万元 1.152万吨标煤 345.6万元
厂用电率 网损
1－3电力系统运行应满足的基本要求
前 言
主 要 内 容
电 力 系 统 分 析
电力系统 稳态分析 （一）
正常稳态分析 计算（U、I、 P、Q、f）
电力系统的基本概念 各元件的特性和模型 潮流计算
运行调整和优 化
调频 调压
经济运行 发电机的电磁暂态分析 对称故障（三相短路）
电力系统 暂态分析 （二）
电磁暂态分析 （故障分析）
不对称短路
1－3电力系统运行应满足的基本要求
负荷（一级
二级 三级）
一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成人
身事故，经济严重损失，人民生活发生混乱。 二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大 量减产，人民生活受影响。
三级负荷：所有不属于一、二级的负荷。
1－3电力系统运行应满足的基本要求
经济
煤耗率（水耗率） EX:一台600MW火电机组，年利用小时6000h，煤耗率320g/kW.h，煤价：300
特点
电能不能大量存储； 过渡过程十分短暂； 电能生产与国民经济各部门和人民生 活有着极为密切的关系；
电力系统的地区性特点较强
现代控制理论（作支撑）
微机原理应用（作硬件）
来进行计算机 控制
前 言
数据库应用（作软件） 专业课：《电力系统分析》、《继电保 护原理（微机保护）》、发电厂电气部 分、高电压技术等
1、来源


火电：锅炉－汽轮机－发电机
水电：水库－水轮机－发电机


核电：核反应堆－汽轮机－发电机
其它：如风能、地热能、太阳能、潮汐等
1－1 电力系统概述 一、电力系统的组成 2、基本概念
电力系统——是由发电厂、变电所、输电线、
配电系统及负荷组成的。是现代社会中最重要、 最庞杂的工程系统之一。 电力网络——是由变压器、电力线路等变换、 输送、分配电能设备所组成的部分。 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。
1－4 电力系统的结线方式和电压等级
二、电压等级及其适用范围 电力网络中电压分布采取的措施： 1. 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； 2. 取线路始端电压为额定电压的105%； 3. 取发电机的额定电压为线路额定电压的105%；
4. 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。

大接地电流：


如何确定电力系统中性点接地方式 ？
应从供电可靠性、内过电压、对通信线路的干扰、继电保 护以及确保人身安全诸方面综合考虑。
1－4 电力系统的结线方式和电压等级 三、电力系统中性点的运行方式
1、中性点直接接地 特点：

A
k(1)
负 荷 Ik(1)
B
C Ik(1)


供电可靠性不如电力系统中性点不接 地和经消弧线圈接地方式。故障时： 如发生接地故障，则构成 短路回 路，接地相电流很大； 为提高供电可靠性，在线路上广泛 安装三相或单相自动重合闸装置。 对地电压＝UN，电气设备的绝缘水平 只需按电力网的相电压考虑，可以降 低工程造价。 我国380/220V系统中一般都采用中性 点直接接地方式，主要是从人身安全 考虑问题。
安全：保证可靠的供电
措施
电源与电网的建设（西电东送全国 联网）
SCADA
设备检修（计划检修→状态检修）
人员素质
1－3电力系统运行应满足的基本要求
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 电力系统的结线方式和电压等级 三、电力系统中性点的运行方式

接地 ？
为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全， 人为地使电力网及其某个设备的某一特定地点通过导体与大地作良 好的连接。

接地分类：

工作接地： 为了保证电气设备在正常或发生故障情况下可靠地工
作而采取的接地。 保护接地： 将一切正常工作时不带电而在绝缘损坏时可能带电的 金属部分接地，以保证工作人员接触时的安全。 （接地保护） 保护接零： 在中性点直接接地的低压电力网中，把电气设备的外 壳与接地中性线（也称零线）直接连接，以实现对人 身安全的保 护作用。 防雷接地： 为消除大气过电压对电气设备的威胁，而对过电压保 护装置采取的接地措施。 防静电接地：对生产过程中有可能积蓄电荷的设备所采取的接地。
1－1 电力系统概述 一、电力系统的组成
2、基本概念
总装机容量——指该系统中实际安装的发电
机组额定有功功率的总和，以千瓦（KW）、 兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。 年发电量——指该系统中所有发电机组全年 实际发出电能的总和，以千瓦时（KWh）、 兆瓦时（MWh）、吉瓦时（GWh）为单位计。 最大负荷——指规定时间内，电力系统总有 功功率负荷的最大值，以千瓦（KW）、兆瓦 （MW）、吉瓦（GW）为单位计。
a. 电路图
C
C
C
UA IB0 IA0
0
适用范围
3kV~60kV的电力系统
UC
IC0
b. 矢量图
UB
1－4 电力系统的结线方式和电压等级 三、电力系统中性点的运行方式
单相金属性接地故障时(A相)
A ICA ICB ICC B C IPE UA’ UB’ UC’ UA
负 荷
ICC ICB
UC ICA C -UA UC’
第一章 电力系统的基本概念 重点及难点：
重点： 1、电力系统的基本概念 难点： 1、电能质量
2、电力系统的基本要求
3、电能质量
2、电压等级
4、结线方式
5、电压等级
1－1 电力系统概述
பைடு நூலகம்
一、电力系统的组成
工业 农业 商业
～
发电 ＋ 输电 ＋
生活
配电 ＋ 用电
电网 电力系统
1－1 电力系统概述
一、电力系统的组成
环保
火电厂装机＞70％
煤炭燃烧造成的污染 限制污染物的排放量
1－4 电力系统的结线方式和电压等级
一、结线方式
无 备 用 结 线
放射式
干线式
树状
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
1－4 电力系统的结线方式和电压等级
有 备 用 结 线
成；
1－2 我国电力工业和电力系统简介
一、我国电力工业概况及今后发展电力 工业的方针
二、我国主要电力系统概述 三、我国电力工业的发展前景
1－3电力系统运行应满足的基本要求
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 环保 优质 经济
1－3电力系统运行应满足的基本要求