电力系统分析完整版111

电力系统分析南京理工大学自动化学院系电气工程系* 1南京理工大学课程简介 什么是电力系统？ 电力系统工程学科包括哪些内容？ 学习 电力系统分析 课程要能完成什么工作？三大计算：潮流短路稳定 Date 2南京理工大学课程简介 课程内容 教学进度 考查方式 联系方法Date 3南京理工大学课程内容 电力系统的基本概念 电网等值 电力系统潮流计算 电力系统运行方式的调整和控制 电力系统故障分析 电力系统稳定性分析Date 4南京理工大学课程内容 先修课程电路原理电磁场电机学 Date 5南京理工大学教学进度 总学时数： 5664 课堂教学： 4852 实践环节： 812 学时分配 电力系统的基本概念： 23 电网等值： 810 电力系统潮流计算： 1012 电力系统运行方式的调整和控制： 10 电力系统故障分析： 1012 电力系统稳定性分析： 810Date 6南京理工大学考查方式 教学部分 作业： 10% 考勤： 10% 闭卷考试： 60% 实践部分： 20%Date 7南京理工大学联系方法 授课教师：江宁强 办公室：基础实验楼 338 电话： 84315147 Email:Date 8南京理工大学目录 第一章 电力系统的基本概念 第二章 电网等值 第三章 电力系统潮流计算 第四章 电力系统运行方式的调整和控制 第五章 电力系统故障分析 第六章 电力系统稳定性分析Date 9南京理工大学第一章 电力系统的基本概念 1.1电力系统概述 1.2我国的电力系统 小结Date 10南京理工大学1.1 电力系统概述 1.1.1电力系统的形成和发展 1.1.2电力系统的组成 1.1.3 电力系统的特点和运行的基本要求 1.1.4电力系统的基本参量和接线图 1.1.5电力系统的接线方式和中性点接地方式Date 11南京理工大学1.1.1电力系统的形成和发展 电磁感应定律 法拉第， 1831 世界上第一个完整的电力系统 1882，法国 三相变压器和三相异步电动机1891 直流电力系统和交流电力系统爱迪生和西屋Date 12南京理工大学1.1.2电力系统的组成 电力系统发电厂、输电和配电网络、用户 电网、电力系统和动力系统 一次设备和二次设备Date 13南京理工大学1.1.3 电力系统的特点和运行的基本要求 电力系统的特点1 电能与国民经济各部门、国防和日常生活之间的关系都很密切2 对电能质量的要求比较严格3 电能不能大量储存4 电力系统中的暂态过程十分迅速 运行的基本要求1 可靠性 可以满足用户的用电需求：不断电，频率、电压、波形质量符合要求负荷按供电可靠性要求分为三类2 安全性 保证系统本身设备的安全。要求电源容量充足，电网结构合理3 经济性%4 减小对环境的不利影响Date 14南京理工大学1.1.4电力系统的基本参量、接线图 衡量电力系统规模的基本参量总装机容量 额定有功功率之和年发电量最大负荷最高电压等级 接线图地理接线图、电气接线图Date 15南京理工大学1.1.5电力系统的接线方式和中性点接地方式 接线方式 无备用接线 特点：简单、经济、运行方便灵活。供电可靠性差，电能质量差 有备用接线 特点：供电可靠，电能质量高运行操作和继电保护复杂，经济性差 中性点接地方式（小接地方式和大接地方式） 不接地 供电可靠性高，绝缘成本高。 110kv电网Date 16南京理工大学1.2我国的电力系统（ 1） 4个发展阶段195x： 城市电网196x： 省网19701990：区域电网1990：区域电网互联 电力系统的规模2004 400GW2010 535GW2020 790GWDate 17南京理工大学1.2我国的电力系统（ 2） 电压等级（ KV） 发电机 3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 23.0 用电设备 3,6,10,35,110,220,330,500,750(60,154已不再发展）3 企业内部 6、 10配电电压（ 6用于高压电机负荷）110、 220:高压。 110：区域网，中小电力系统主干线220：大电力系统主干线330、 500、 750:超高压 750:特高压提高输电电压的利弊：减小载流截面和线路电抗 ， 利于提高线路功率极限和稳定性，增加绝缘成本Date 18南京理工大学1.2我国的电力系统（ 3）电力系统的电压与输电容量和输电距离线 路 电压 (kv) 输 送容量 (MV) 输 送距离 (km) 6 0.10.2 41510 0.22.0 62035 210 2050110 1050 50150220 100500 100300330 200800 200600500 10001500 250850Date 19南京理工大学1.2我国的电力系统（ 4） 额定电压：发电机、变压器、用电设备等正常运行时最经济的电压 在同一电压等级中，电力系统的各个环节（发电机、变压器、电力线路、用电设备）的额定电压各不相同。 某一级的额定电压是以用电设备为中心而定的 。用电设备的额定电压是其他元件的参考电压。用电设备端压允许在额定电压 UN的 5%内波动输电线路的额定电压为线路的平均电压UN(1+5%)+UN(1-5%)/2=UNDate 20南京理工大学1.2我国的电力系统（ 5）发电机的额定电压 UN(1+5%)变压器的额定电压为变压器两侧的额定电压，以变比表示为 k= U1N / U2Nv一次侧直接与发电机相连： U1N = UN(1+5%)35kv 联络（相当于用电设备）： U1N = UNv二次侧相当于发电机空载 U2N = UN(1+5%) 带负载 U2N = UN(1+10%)（ 内部压降约 5%）Us%7.5或直接连负载时 U2N = UN(1+5%)Date 21南京理工大学例题 确定图中电力系统各元件的额定电压G MT1 T2 T3T410kv110kv 35kv10kv6kv380vXG:10.5kvT1:10.5/121kv T2:110/38.5/11kvT3:35/6.3kv T4:10kv/400vM: 6kv L:380vDate 22南京理工大学1.2我国的电力系统（ 6） 我国电力工业发展的指导思想 继续续发展煤电厂，提高能源效率，减小环境污染 加速水力资源的开发利用和水电厂的建设 发展核电技术并适度发展核电厂 开发风力和潮汐等可再生能源 加速建设输、配、变电工程，西电东送，促进区域电网互联，并最终形成全国电力系统Date 23南京理工大学第一章小结 电力系统由发电机、电网和用户组成，是动力系统的一部分。由于电能不能大量储存、暂态过程迅速，为保证可靠性、安全性和经济性要求，需要合理地对电力系统进行规划、设计、运行调度和故障恢复。 在同一电压等级中，电力系统的各个环节的额定电压各不相同。某一级的额定电压是以用电设备为中心而定的。 电力系统分析的任务是建立电力系统的等值模型，计算稳态潮流，并确定故障和扰动对系统的影响。Date 24南京理工大学第二章电网等值 2.1 概述 2.2 输电线路的等值电路 2.3 变压器和电抗器的等值电路 2.4 电力网的等值电路 2.5 标么制 小结Date 25南京理工大学2.1 概述 问题：怎样将电力系统用一个电网络来 表示？ 本章计算电力线路和变压器的等值电路 假定系统的三相结构和三相负荷都完全对称，即讨论三相电流和电压的正序分量。Date 26南京理工大学2.2 输电线路的等值电路 2.2.1 输电线路的种类架空线路由导线、避雷线、杆塔、绝缘子、金具组成电力电缆包括三部分：导体、绝缘层、保护层 2.2.2 架空线路的等值电路分布参数与集中参数单回线路分裂导线Date 27南京理工大学单回线路的等值电路（ 1）有效电阻交流电阻，一般大于直流电阻。原因：集肤效应和临近效应电力网计算中常采用较大的电阻率。原因：绞线长度比导线长度大 23%，实际截面小于额定截面，交流电阻略大于直流电阻。 电阻（ 20 ）铜 0.00382/铝 0.0036/ Date 28南京理工大学单回线路的等值电路