《电气工及其自动化专业课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气工及其自动化专业课件.ppt（63页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、,电气工程及其自动化专业,Xinjiang University,电气工程学院,电力系统分析,课题组,教 材：陈 珩.电力系统稳态分析.中国电力出版社 李光琦.电力系统暂态分析.中国水利电力出版社 参考书：何仰赞.电力系统分析（上、下）.华中科技大学出版社夏道止.电力系统分析.中国电力出版社华智明.电力系统.重庆大学出版社,1、课程的性质和目的：本课程是电气工程及其自动化专业的主要专业课程之一，是一门理论性和实践性都很强的课程。通过本课程的学习，使学生对电力系统的组成、运行特点、分析方法有全面的了解；熟悉电力系统各元件的特点、数学模型和相互间的关系，理解并掌握电力系统稳态和暂态分析分析的物理概
2、念、原理和方法；并在工程分析计算和解决实际问题的能力上得到训练和培养，为今后进一步的学习和在实践中的应用打下一定的基础。2、课程主要内容,第一章 电力系统的基本概念,电力系统的组成对电力系统运行的基本要求电力系统的负荷和负荷曲线电力系统的额定电压、电力输送中电压与输送容量的关系电力传输的接线方式,升压变压器,高压输电网,降压变压器,火电厂,用户,风电场,水电厂,1-1 电力系统及其发展,（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。（3）动力系统：动力部分与电力系统组成的整体。,电力系统的组成,1电力系统的
3、发展简史 2我国的电力系统,电力工业发展概况,1.高压输电的发展历程（1）,（1）高压输电的出现与电压等级的提高1890年，英国从Deptford到伦敦45km的10kV线路1891年，德国从Lauffen到法兰克福170km的15kV线路远距离大容量输电是提高输电电压的动力。,1.高压输电的发展历程（2）,（2）特高压（1000kV以上）输电的出现与展望习惯上，1100kV为高压，1001000kV为超高压，1000kV以上为特高压。20世纪60年代国际上开始特高压输电的研究1985年苏联1228km的1150kV,但至今运行于500kV20世纪90年代日本300km的1000kV，但至今运
4、行于500kV目前国际上实际投运的最高电压等级750kV(加、美、俄、巴西、南非等国）我国西北建设750kV,1.高压输电的发展历程（3）,（3）直流输电、紧凑型输电和灵活交流输电直流输电在远距离输电中具有优越性，我国已有多条500kV输电线路。,1.高压输电的发展历程（4）,高自然功率的紧凑型输电线路（俄罗斯、巴西），我国500kV紧凑型输电线路北京昌平到房山。灵活输电又称柔性输电可以跟灵活的调节电网功率，国外已有较广泛应用。其他：超导输电、低温输电、多相输电。,2.中国电力工业的现状与展望,（1）发电量：1980年以来，平均年增长率9，现为世 界第二位。,2.中国电力工业的现状与展望,（2
5、）装机容量：居世界第二位。,2.中国电力工业的现状与展望,（3）电压等级、输电线路长度与变电设备容量除西北地区以外：交流：500kV,220kV,110kV,35kV,10kV直流：500kV西北地区：750kV,330kV,220kV,10kV,35kV,10kV,2.中国电力工业的现状与展望,(4)缺电问题与城乡电网改造（第二次课开始）1970年以来出现缺电问题 2019年低用电水平下的电力平衡。电力工业跟不上国民经济的发展速度是造成缺电的重要原因,2.中国电力工业的现状与展望,我国在发电、输电、配电各方面投资比例失调是缺电的另一个方面原因。发电、输电、配电比例美国 1:0.43:0.7日
6、本 1:0.47:0.68 英国 1:0.45:0.78 我国 1:0.21:0.12我国居民用电比例较低,2.中国电力工业的现状与展望,我国人均电力消费极低，中国电力工业有很大的发展空间（5）中国电力工业展望“十五”期间，GDP年增长率78，电力增长率将达6以上。2019年，25000亿kW.h,2.中国电力工业的现状与展望,2019年，30000亿kW.h2020年，36000亿kW.h高压远距离输电是我国面临的主要问题（水电、火电），必须出现新的电压等级。电能质量问题是我国电力发展必须面临的又一个问题。,华东电网发电量（万千瓦时）,发电量（万千瓦时）,1.电力系统的运行特点电能不能大量的
7、存贮电力系统的暂态过程非常短促与各行业和人民生活密切相关2.对电力系统运行的基本要求提供充足的电能保证安全可靠的供电保证良好的电能质量良好的经济性环保问题,对电力系统运行的基本要求,1-2 电力系统的负荷和负荷曲线,一电力系统的负荷 1、负荷：系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和。也称电力系统的综合用电负荷。是所有用户的负荷总加。2、负荷分类（按负荷性质分类）：工业、农业、交通运输业、商业、生活等。3、电力系统的供电负荷：综合用电负荷加上电力网的功率损耗。4、电力系统的发电负荷：供电负荷加上发电厂厂用电消耗的功率。,1-2 电力系统的负荷和负荷曲线,二负荷曲线：用曲线描述某一时间段内
8、负荷随时间变化的规律 1.日负荷曲线 一天的总耗电量 日平均负荷,负荷率km 最小负荷系数,(a）钢铁工业负荷；(b)食品工业负荷；(c)农村加工负荷；(d)市政生活负荷,2.年最大负荷曲线：描述一年内每月（或每日）最大有功功率负荷变化的情况 3.年持续负荷曲线：按一年中系统负荷的数值大小及其持续小时数顺序排列绘制而成,全年耗电量,最大负荷利用小时数 Tmax,年最大负荷曲线,A=PmaxTmax,表1-2 各类用户的年最大负荷利用小时数,1-3 电力系统的额定电压和额定频率,1.额定电压和额定频率(50HZ)2.标准额定电压3.电气设备的额定电压(发电机,变压器,线路)4.电力输送中电压与输
9、送容量的关系,额定电压和额定频率：当设备在该电压和频率下运行具有最好的技术性能和经济效果。系统与用电设备的额定电压（表13）电力网中的电压分布。额定频率：50Hz。,系统的额定电压,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%,3.变压器一次侧：相当于用电设备，其额定电压与系统相同；与发电机直接相连时，则与发电机相同二次侧：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%。,用线电压表示的抽头额定电压,220kV,升压变压器,降压变压器,？,各级电压架空线路的输送能力,典型例题:(1)确定各设备额定电压;
10、(2)若T1工作于+2.5%抽头,T2工作于主抽头,T3工作于-5%抽头,求个变压器变比.,10.5kV,10.5kV,121kV,38.5kV,110kV,11kV,35kV,1-4 电力系统的接线方式,一.电力系统的电气连接方式,图1-9 无备用接线方式（a）放射式（b）干线式样（c）链式,有备用,图1-10 有备用接线方式（a）放射式样（b）干线式（c）链式（d）环式（e）两端供电网络,二三相电力系统中性点运行方式,发电机定子绕组Y联结的中性点：一种是不接地另一种是为了防护定子绕组过电压而采用经过避雷器接地。避雷器内部有气隙，所以正常运行和不接地一样。变压器Y接法线圈的中性点：不接地，1
11、035kV系统多属这类情况。经过一个线性电抗线圈，即消弧线圈接地，1063kV系统有这种方式。直接接地，110kV及以上电压系统和380220V三相四线低压系统都属这类情况。,1.中性点不接地系统,正常运行,分析：（1）线电压与相电压关系；（2）中性点 电位；（3）对地电容电流与相电压关系,1.中性点不接地系统,单相（C相）接地,分析：（1）中性点对地电位；（2）非接地相对地电 位；（3）对地电容电流,对地电容电流分析,2.中性点经消弧线圈接地,中性点经消弧线圈接地的应用,36kV 电力网(接地电流 30A)10kV 电力网(接地电流 20A)3560kV 电力网(接地电流 10A),3.中性点直接接地系统,优点:非故障相电 压不变.缺点:单相短路电 流大.,4.三相四线制系统,系统中一相接地的特点比较,中性点不接地 中性点直接接地电流中性点电压非故障相电压线电压,接地点的电容电流是正常运行时一相对地电容电流的3倍,故障相电流和流入故障点的电流很大,中性点电压升高为相电压,故障相和中性点电压为零,非故障相对地电压仍为相电压,非故障相对地电压升高为线电压,与故障相相关的线电压降低为相电压,三相之间的线电压保持与正常时相同,经消弧线圈接地:适当选择线圈感抗,接地点电流可减小到很小,且熄灭接地电流产生的电弧。其他特点与不接地系统基本相同。,xiexie!,谢谢！,
