電力系統(tǒng)基礎(chǔ)-1課件

電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模擬的

基本原理與方法電力系統(tǒng)基礎(chǔ)2010年3月第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.1電力系統(tǒng)的組成

1.1.1電力系統(tǒng)定義：

由發(fā)電、變電、輸電、配電、用電等設(shè)備和相應(yīng)輔助設(shè)備、按規(guī)定的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求組成的，將一次能源轉(zhuǎn)換成電能并輸送和分配到用戶的一個(gè)統(tǒng)一系統(tǒng)。(2)組成：電力系統(tǒng)結(jié)線圖舉例第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.1電力系統(tǒng)的組成

1.1.1電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)各元件的作用：發(fā)電機(jī)：一次能源→電能變壓器：升高、降低電壓→升壓變壓器、降壓變壓器線路：輸送、分配電能→輸、配、供用電設(shè)備：電能→其它形式能量供不同用戶使用(4)電力系統(tǒng)各元件的表示：文字符號(hào)：

Generator、Transformer、PowerLine、PowerLoad

圖形符號(hào)：第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.1電力系統(tǒng)的組成

1.1.2電力網(wǎng)絡(luò)作用：輸送、變換、分配電能分類①按電壓等級(jí)分類：低壓電力網(wǎng)：0.38kV及以下中壓電力網(wǎng)：3~10kV

高壓電力網(wǎng)：35~220kV

超高壓電力網(wǎng)：330~750kV

特高壓電力網(wǎng)：1000kV及以上第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.1電力系統(tǒng)的組成

1.1.2電力網(wǎng)絡(luò)(2)分類

②按功能分類：輸電網(wǎng)：遠(yuǎn)方電廠→升壓→負(fù)荷中心（樞紐變電站）；電壓等級(jí)高、輸送容量大、輸送距離長(zhǎng)配電網(wǎng)：將電能從高壓變電所分配給用戶；電壓等級(jí)低、輸送容量小、輸送距離短③按地域覆蓋范圍分類：區(qū)域電力網(wǎng)、地方電力網(wǎng)農(nóng)村電力網(wǎng)、城市電力網(wǎng)(3)說明：①電力網(wǎng)的分類是一個(gè)相對(duì)概念。②不同電網(wǎng)的運(yùn)行特性、分析方法不盡相同。第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.2電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率

1.2.3電力系統(tǒng)的額定電壓等級(jí)

(1)意義：為進(jìn)行設(shè)備的成批、系列化生產(chǎn)及設(shè)備互換，必須規(guī)定額定電壓標(biāo)準(zhǔn)——即規(guī)定的額定電壓等級(jí)

(2)標(biāo)準(zhǔn)額定電壓的分類及適用范圍：

100V以下：蓄電池、安全照明

500V以下：一般工、民用電氣設(shè)備

1000V以上：高壓電氣設(shè)備第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.2電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率

1.2.3額定電壓等級(jí)

(3)我國(guó)電力系統(tǒng)電壓等級(jí)低壓：0.38kV

中壓：3kV6kV10kV

13.8kV15.75kV18kV20kV

（大型發(fā)電機(jī)出口電壓）高壓：35kV(60kV)110kV(154kV)220kV

超高壓：330kV500kV（±

500kV）750kV

特高壓：1000kV±

800kV注意:①任何電氣設(shè)備的額定電壓必須是規(guī)定額定電壓等級(jí)中的值②額定電壓通常表示為三相系統(tǒng)的額定線電壓例如:0.38kV為低壓配電電壓，其對(duì)應(yīng)額定相電壓為0.22kV(220V)第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.2電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率

1.2.4電氣設(shè)備額定電壓的配合(1)基本原則：①一般允許電氣設(shè)備正常運(yùn)行電壓為額定電壓的0.95~1.05

（電壓偏移±5％），并盡量運(yùn)行在額電壓②線路電壓損耗一般為10%(2)線路沿線電壓的理想分布：第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.2電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率

1.2.4電氣設(shè)備額定電壓的配合

(3)各元件額定電壓的配合③變壓器額定電壓：VTN

升壓變壓器：一次側(cè)：直接接于發(fā)電機(jī)，VTN(1)=1.05VN

二次側(cè)：考慮帶負(fù)荷運(yùn)行時(shí)繞組漏抗電壓損耗，VTN（2）≥1.05VN

小型變壓器——VTN（2）=1.05VN

大、中型變壓器——VTN（2）=1.10VN

降升壓變壓器：一次側(cè)：線路末端，相當(dāng)于用電設(shè)備VTN(1)=1.0VN

二次側(cè)：與升壓型變壓器類似大、中型變壓器——VTN（2）=1.10VN

小型變壓器——VTN（2）=1.05VN第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.2電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率

1.2.4電氣設(shè)備額定電壓的配合——各元件額定電壓的配合舉例第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.2電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率

1.2.4電氣設(shè)備額定電壓的配合

(4)變壓器分接頭①為滿足電力系統(tǒng)的調(diào)壓要求，電力變壓器的繞組設(shè)有若干個(gè)分接抽頭———分接頭，相應(yīng)繞組的中心抽頭稱之為主抽頭。②變壓器繞組額定電壓，指主軸頭對(duì)應(yīng)的繞組額定電壓。③分接頭位置用“%”示出，表示抽頭偏離主抽頭的額定電壓％④分接頭的設(shè)置：雙繞組變壓器——分接頭設(shè)在高壓側(cè)三繞組變壓器——分接頭分別設(shè)在高壓側(cè)和中壓側(cè)

⑤分接頭調(diào)節(jié)方式與個(gè)數(shù):個(gè)數(shù)為奇數(shù)（含主抽頭）

A)無載調(diào)壓變壓器：分接頭數(shù)少，調(diào)整范圍小一般6300kVA以下，3個(gè)：1.05VTNVTN0.95VTN

——

(1±5%)or8000kVA以上，5個(gè)：

1.05VTN1.025VTNVTN0.975VTN0.95VTN——(1±2×2.5%)B)有載調(diào)壓變壓器：分接頭數(shù)多，調(diào)整范圍大

——如：1±9×1.5%第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.2電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率

1.2.4電氣設(shè)備額定電壓的配合(4)變壓器分接頭⑥變壓器變比

A)額定變比：kN=高壓側(cè)額定電壓/低壓側(cè)額定電壓

B)運(yùn)行變比：k=高壓側(cè)分接頭電壓/低壓側(cè)額定電壓

C)標(biāo)么變比：k*=k/kN(or

：k*=k/kB——見2.6節(jié))例：一臺(tái)220/10kV升壓型變壓器，運(yùn)行在+5％分接頭則：kN=242kV/10.5kV；k=254kV/10.5kV；k*=1.05

一臺(tái)220/10kV降壓型變壓器，運(yùn)行在+5％分接頭則：kN=220kV/11kV；k=231kV/11kV；k*=1.05⑦

變比與繞組匝數(shù)比的關(guān)系繞組接線組別為Y/Y：k＝W1/W2

繞組接線組別為Y/Δ

：第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.2電力系統(tǒng)的額定電壓和額定頻率

1.2.4電氣設(shè)備額定電壓的配合

(5)網(wǎng)絡(luò)平均額定電壓

VN：5003302201103510630.38Vav：5253452301153710.56.33.150.4

變壓器平均變比kav：變壓器兩側(cè)網(wǎng)絡(luò)平均額定電壓之比例：SF31500/220±2×2.5%，升壓型、降壓型變壓器一律為：kav=230/10.5(6)不同電壓等級(jí)的適用范圍：電壓等級(jí)越高，輸電容量越大，輸送距離越長(zhǎng)輸電網(wǎng)：220kV及以上配電網(wǎng)：110kV及以下第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.3對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求1.3.1電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本特點(diǎn)

(1)電能不能大量存貯，產(chǎn)、送、配、用同時(shí)進(jìn)行——“同時(shí)性”(2)受擾動(dòng)后過渡過程非常短促——“瞬時(shí)性”(3)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)、人民生活、社會(huì)穩(wěn)定關(guān)系極為密切，供電的無計(jì)劃（突然）中斷帶來的后果十分嚴(yán)重——“密切性”1.3.2對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求(1)保證安全可靠供電→運(yùn)行安全性/供電可靠性

(2)保證符合要求的電能質(zhì)量(3)保證良好的經(jīng)濟(jì)性(4)合理利用一次能源、保護(hù)環(huán)境、保證電力和國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定、協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展

第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.4.2無備用結(jié)線方式第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.4電力系統(tǒng)的接線方式1.4.4應(yīng)用注意（1）科學(xué)規(guī)劃，綜合、充分論證——技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較（2）不同結(jié)線方式的應(yīng)用范圍不一樣——多電壓等級(jí)的實(shí)際電網(wǎng)結(jié)線復(fù)雜，是多種結(jié)線方式的綜合運(yùn)用第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.5電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式簡(jiǎn)介(1)概念：星形接線的G、T中性點(diǎn)的接地方式——電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式。(2)方式:①中性點(diǎn)直接接地——也稱為有效接地。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)俗稱為大接地電流系統(tǒng)②中性點(diǎn)非直接接地——也稱為非有效接地。包括中性點(diǎn)不接地、消弧線圈接地、高阻抗接地中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)俗稱為小接地電流系統(tǒng)。第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.5電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式簡(jiǎn)介(4)示例：第一章電力系統(tǒng)的基本概念1.6電力系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)(1)發(fā)電：大機(jī)組、潔凈能源、分布式發(fā)電(2)輸電：特高壓、遠(yuǎn)距離、緊湊型(3)用電與管理：電能質(zhì)量控制(4)運(yùn)行控制：高度自動(dòng)化、電力電子技術(shù)(5)運(yùn)營(yíng)：電力市場(chǎng)化1.7電力系統(tǒng)分析的內(nèi)容及研究工具(1)電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析：電力網(wǎng)絡(luò)模型電力系統(tǒng)潮流分析與計(jì)算電力系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)的優(yōu)化與調(diào)整(2)電力系統(tǒng)暫態(tài)分析：同步發(fā)電機(jī)和電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)元件模型電力系統(tǒng)故障