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1、电 力 系 统 分 析,授课对象：电气工程及其自动化,绪 论,一. 电力系统分析课的地位-,主干课,承前启后,前导课：,后续课：,电机、电路、电磁场 高数、自动控制,发电厂电气部分、高电压技术、 继电保护、自动装置,二. 本课程的特点：理论与计算并重,电力系统稳态分析，东南大学，陈珩，高等教育出版社，2006电力系统计算，西安交大合编，水利电力出版社，1978电力系统稳态计算，华智明、岳湖山，重庆大学出版社，1991电力系统分析（第二版），Hadi Saadat 著，王葵译，中国电力出版社，2008,三. 参考书目（稳态部分）,四. 要求,掌握过程的物理本质，熟练掌握一些基本工程计算掌握处理一
2、些问题时的基本假设（可行性、必要性）对前导课程的及时复习记好笔记,第一篇 电力系统稳态分析,第二篇 电力系统电磁暂态,第三篇 电力系统机电暂态,第四篇 电力系统计算机算法,CH1 电力系统的基本概念,一. 电力系统的概念,简单例子：,电力系统主体是三相交流电系统，其余一小部分为直流输电系统。 通常用一相表示三相来绘制电力系统。,1-1 电力系统的组成和特点,如：,电力系统的基本元件： 发电机（G）、变压器（T） 输电线路（L）、用电设备,组成电力系统的所有元件：,电力元件,控制元件：,产生电能：变换电能：输送分配电能：消费电能：,GT L用电设备（负荷）,同步电机的励磁装置（调压）调速器、调频
3、器（控频）,1. 定义：,由发电机、变压器、输电线路、用电设备组成的，用来进行生产、变换、输送分配、消费的四个环节的统一整体。,（1）电能的生产 - 由发电机完成,火电厂,凝汽式火电厂热电厂,供电,供电、供热,生产过程：,一次能源,锅炉,汽轮机,发电机,电能,水电厂,堤坝式,引水式,混合式,坝后式,河床式,生产过程：,水,水轮机,发电机,电能,核电厂（原子能电厂）,生产过程：,反应堆,汽轮机,发电机,电能,风力发电 太阳能发电潮汐发电,波能发电地热发电,电能,（2）电能的变换-变压器、换流装置,整流器、逆变器,变压器种类,双绕组变压器,三绕组变压器,自耦变压器,多绕组变压器,（双卷变）,（三卷
4、变）,（分裂变）,（3）电能的输送和分配,-输电线路、电抗器,架空线电缆,（4）电能的消费,-用电设备（电能转换）,热能、光能、机械能、化学能,2. 动力系统和电力网络的概念,（1）动力系统：,电力系统 + 动力部分,动力部分,火电厂：锅炉、汽轮机、热力网、 用热设备,水电厂：水库、水轮机,核电厂：反应堆、汽轮机,（2）电力网络:,电力系统发电机用电设备,= 变压器 + 输电线路,变换、输送分配电能,a. 从研究、计算角度分类,b. 从电压高、低角度分类,a. 从研究、计算角度分类,远距离高压输电（300km, 220kV）,区域性电力网：负荷密度大、供电区域大 （110kV, 220kV),
5、地方性电力网：负荷密度小、供电范围小 （35kV, 农村电网）,b. 从电压高、低角度分类,低压：,中压：,高压：,超高压：,U1kV,1kVU10kV,10kVU330kV,U330kV,特高压：,1000kV,3. 电力系统的基本参量,（1）总装机容量：所有发电机额定有功功率总和 （MW, GW）,（2）年发电量：一年中所有发电机发出电能的总和 （MWh, GWh, TWh）,（3）最高电压等级：系统中最高电压等级输电线路 的额定电压（kV）,（4）额定频率：fN=50HZ,（5）最大负荷：一定时间内（小时，天，月，年） 系统的最大有功负荷（MW,GW）,4. 电力系统接线方式,（1）电力
6、系统的接线图,a.地理接线图（宏观）：,b.电气接线图（微观）：,各电厂、电站之间地理位置及线路走径,各电厂和电站中G、T、母线、输电线路等的电机、电气关系,a、b结合使用表现整个电力系统,（2）电力系统的接线方式,a. 开式网：,电源、负荷之间形成不了回路，负荷只能单向接收电功率。,b. 闭式网,电源、负荷之间有闭合回路，负荷可以从不同方向接收电功率。,二. 电力系统运行特点及要求,1. 运行特点,（1）优越性,电力弹性系数E = 电力工业增长国民经济增长 1.2,（2）瞬时性,（每一时刻运行状态都不同）,（3）平衡性（任意时刻）,发出的电能 = 用电设备消耗的电能 + 损耗,2. 运行要求
7、,（1）可靠（保证可靠持续供电）,三级负荷- 根据对供电可靠性要求不同,（2）优质（保证良好的电能质量）,电压质量、频率质量、波形质量,a. 电压质量和频率质量：偏移量,b. 波形质量：畸变率,（4）环保,总之，保证可靠优质的前提下，尽量经济。,（3）经济（尽量减少煤耗率和网损率）,每生产1kwh的电能所耗的标准煤量（含热量为29.31MJ/kg）（g/kwh),电网中损耗的电能与向该电网供应的电能的百分比,方法：在各类电厂之间合理分配负荷；避免“弃水”现象，大力发展水电；高压超高压输电,三. 电力系统的电压等级,1. 电力系统中的额定电压等级,（1）出现不同电压等级的原因,总之,（2）不能出
8、现过多电压等级的原因,从电力系统的长远发展来看从产品制造系列性来看,（3）我国目前的标准（额定）电压等级（线电压）,0.38kV，3kV，6kV，10kV，35kV（60kV），110kV，220kV，330kV，500kV，750kV,1000kV,2. 各电压等级的使用范围,1000kV、750kV：远距离输电，把几个大的区域电网强联成一个独立电网,500kV、330kV、220kV：远距离输电，大系统主 干线,110kV：大系统的二次线网络，中小系统主干线,35kV：农网主体，城市中压网络主体,10kV：城市中压配电网主体,6kV、3kV：高压电动机多的大中型企业,380V：居民生活用电
9、,3. 电力系统中各元件的额定电压的确定,（1）输电线路：,（2）用电设备：,（3）发电机：,（4）变压器：,一次侧（接电源侧）,一般：,特别：,二次侧（接负荷侧）,一般：,特别,变压器漏抗小,习题：试确定下图中G、T和M的额定电压,4. 平均额定电压（常用）,1-2 电力系统中性点的接地方式（补充）,一. 电力系统中性点的概念,系统中凡是“星”接的发电机、变压器的中性点统称为“电力系统中性点”。,二. 中性点的接地方式,直接接地,不（直接）接地,不接地,经消弧线圈接地,三. 各接地方式的特点,1. 直接接地,特点：单相接地短路时，故障相能形成短路回路，故障相短路电流很大。这时应立即切除故障相
10、，严重时三相全切。,单相接地短路时，故障相电压为0，非故障相电压不变，仍为相压，不会出现过电压现象。,装设自动重合闸，提高可靠性。,2. 不接地,特点：单相接地短路时，形成不了故障相短路回路，故障相电流不大，可继续运行一段时间（2h）。,单相接地短路时，故障相电压为0，非故障相电压升高（漂移）为线电压，易出现过电压。,3. 经消弧线圈接地,容性电流与感性电流的抵消作用-消弧！加装线圈的目的：避免短路点燃弧时间过长。,3. 经消弧线圈接地,过补偿方式,欠补偿方式（随着跳闸，可能出现谐振）,完全补偿方式（产生谐振过压）,说明：系统运行时一般都采用过补偿方式。,1-3 电力线路的结构（自学）,1. 电力线路从结构上如何分类？2. 架空线路的部件组成？各作用？3.导线常用的材料？标号意义？4. 何为扩径导线？分裂导线？使用目的？5. 电缆的部件组成？各作用？6. 杆塔的分类？,主要从下面几个方面了解电力线路：,六分裂,
