电力系统概述课件

授课教材：《电力系统基础（第二版）》杨以涵主编，中国电力出版社，2007主要参考书目：1、《电力系统概论》，杨淑英，中国电力出版社.20032、《电力系统分析》，夏道止，中国电力出版社，2004年9月。3、《电力系统基础》，吴俊勇，北京交通大学出版社4、《电力系统稳态分析》第三版，陈珩,中国电力出版社,2007.61授课教材：1电力系统稳态分析（一）电力系统基础正常稳态分析计算（U、I、P、Q、f）运行调整和优化电力系统的基本概念各元件的特性和模型潮流计算调频调压经济运行电力系统暂态分析（二）电磁暂态分析（故障分析）正常稳态分析（稳定性分析）对称故障（三相短路）不对称短路静态暂态

主要内容2电力系统稳态分析（一）电力系统基础正常稳态分析计算（U、I、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3重点：3第一章电力系统概述第一节电力系统中能源的构成第二节电力系统的形成第三节电力系统的负荷第四节电力系统运行的特点及要求第五节电力系统的电压等级和规定第六节我国电力工业的发展4第一章电力系统概述第一节电力系统中能源的构成4第一章电力系统概述

重点及难点：重点：1、电力系统的基本概念2、电力系统的基本要求3、电压等级

难点：电压等级5第一章电力系统概述

重点及难点：重点：难点：5第一节电力系统中能源的构成能源开发与利用(一)能源资源

能源资源是指为人类提供能量的天然物质。它包括煤、石油、天然气、水能等，也包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、核能等新能源。能源资源是一种综合的自然资源。纵观社会发展史，人类经历了柴草能源时期、煤炭能源时期和石油天然气能源时期，目前正向新能源时期过渡，并且无数学者仍在不懈地为社会进步寻找开发更新更安全的能源。但是，目前人们能利用的能源仍以煤炭、石油、天然气为主，在世界一次能源消费结构中，这三者的总和约占93%左右。6第一节电力系统中能源的构成能源开发与利用6能源按其来源可以分为四类：

第一类是来自太阳能。除了直接的太阳辐射能之外，煤、石油、天然气等石化燃料以及生物质能、水能、风能、海洋能等资源都是间接来自太阳能。第二类是以热能形式储藏于地球内部的地热能，如地下热水、地下蒸汽、干热岩体等。

第三类是地球上的铀、钍等核裂变资源和氘、氚、锂等核聚变资源。

第四类是月球、太阳等星体对地球的引力，而以月球引力为主所产生的能量，如潮汐能。7能源按其来源可以分为四类：7能源按使用情况进行分类，如表1-1所示。凡从自然界可直接取得而不改变其基本形态的能源称为一次能源。由一次能源经过加工或转换成另一种形态的能源称为二次能源。在一定历史时期和科学技术水平下，已被人们广泛应用的能源，称为常规能源。那些虽古老但采用了新的先进的科学技术而加以广泛应用的能源称为新能源。凡在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充的能源，称为可再生能源。经过亿万年形成的，在短期内无法恢复的能源称为非可再生能源。8能源按使用情况进行分类，如表1-1所示。8能源一次能源常规能源可再生能源：水力非可再生能源：煤、石油、天然气、核裂变新能源可再生能源：太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能非可再生能源：核聚变材料二次能源电力、焦炭、煤气、汽油、煤油、柴油、重油、沼气、蒸汽、热水表1-1能源分类9能一次常规可再生能源：水力非可再生能源：煤、石油、天然气、核(二)、资源的有效利用

人类生产和生活始终面临着一个无法避免的问题：资源稀缺。

注重：能源开发与节约并重10(二)、资源的有效利用10一、水力发电水电站是将水能转变成电能的工厂，

能量转换过程：水能→机械能→电能。

水流量(m3/s)和水头（落差m）我国水力资源理论蕴藏量：6.98亿千瓦技术可开发：4.93亿千瓦经济可开发：3.95亿千瓦目前已开发：1.08亿千瓦11一、水力发电水电站是将水能转变成电能的工厂，我国水力资源1水电站的型式图1－1水电站示意图1－水库；2－压力水管；3－水电站厂房；4－水轮机5－发电机；6－尾水渠道（1）坝后式12水电站的型式图1－1水电站示意图（1）坝后式12示例：水口水电厂三峡电站13示例：水口水电厂三峡电站13三峡电站水轮机14三峡电站14（2）河床式水电站图1－2河床式水电站示意图15（2）河床式水电站图1－2河床式水电站示意图15葛洲坝水电站（河床式）16葛洲坝水电站16图1－3引水式水电站示意图（3）引水式水电站17图1－3引水式水电站示意图（3）引水式水电站17引水式电站示例18引水式18（4）梯级电站图1－4梯级水电站布置示意图古田溪梯级电站、富泉溪梯级电站19（4）梯级电站图1－4梯级水电站布置示意图古田溪梯级电站、（5）抽水蓄能电站图1－5抽水蓄能式水电站既是电源又是负荷，起到削峰填谷作用；具有调频、调相、负荷备用、事故备用的功能。20（5）抽水蓄能电站图1－5抽水蓄能式水电站既是电源又是负荷浙江天荒坪抽水蓄能电站水库21浙江天荒坪抽水蓄能电站水库21水电站的主要动力设备——水轮机能将水能转换成旋转的机械能。仅利用水流的动能转换为机械能的水轮机称为冲击式水轮机。同时利用水流的压能、动能转换成机械能的水轮机称为反击式水轮机（最广泛）。22水电站的主要动力设备221、冲击式水轮机根据水流冲击转轮的部位和方向的不同，冲击式水轮机可分为水斗式、斜击式和双击式。水斗式水轮机应用最广泛，它的主要部件有转轮、喷嘴、喷针、折向器、主轴和机壳。图1－6水斗式水轮机1－转轮；2－喷嘴；3－转轮室；4－机壳；5－调节手轮；6－针阀231、冲击式水轮机图1－6水斗式水轮机232、反击式水轮机

反击式水轮机种类很多，有混流式、斜流式、轴流式（定浆式、转浆式）、贯流式（全贯流式、半贯流式）。

主要由水轮机室、导水机构、转轮和泄水机构四大部分组成。242、反击式水轮机24（1）水轮机室是引水机构，常称蜗壳，其作用是将引水管来的水流沿圆周方向均匀导向转轮。图1－7蜗壳外形图25（1）水轮机室图1－7蜗壳外形图25（2）导水机构

导水机构的作用是使水流沿着有利的方向进入水轮机的转轮。调整导叶的开度，调节进入转轮的流量，从而改变水轮机的输出功率。导水机构关闭导叶，可使水轮机停止运行。（3）转轮26（2）导水机构26（4）尾水管图1－8尾水管示意图27（4）尾水管图1－8尾水管示意图272828（1）水能是可再生能源，没有损耗，没有污染。（2）不排放有害气体、烟尘和灰渣，没有核废料。（3）水力发电的效率高，常规水电厂的发电效率在80%以上。（4）机组起停灵活，输出功率增减快、可变幅度大，便于调峰、调频和承担事故备用电源。（5）水库可以综合利用，承担防洪、灌溉、航运、生活和生产用水、养殖、旅游等任务。（6）受丰枯变化的影响较大。（7）对生物资源生态环境有破坏。水力发电的特点：29（1）水能是可再生能源，没有损耗，没有污染。水力发电的特点：二、火力发电火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气或其他燃料的化学能生产电能的工厂。我国电源构成是以火电为主，至2004年底，全国总装机容量为44070万kW，火电装机容量为32490万kW,占我国发电装机总容量的73.7%。火电厂按使用燃料的不同可分为燃煤、燃油和燃气等几类电厂。我国的煤炭资源比较丰富，燃煤火电厂是我国目前电能生产的主要方式。30二、火力发电火力发电厂简称火电厂，是利用煤锅炉将燃料的化学能转化为蒸汽热能，蒸汽机将蒸汽热能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能。（如图1—5所示）。火电厂的实际生产过程要复杂得多，还需要很多辅助系统以维持其正常生产，如输煤系统、除灰系统，供水系统、水处理系统等。火电厂生产过程火电厂按照原动机不同可分为汽轮机电厂、燃气轮机电厂、蒸汽—燃气轮机联合循环电厂。但从能量转换观点分析，其基本过程都是：燃料的化学能→热能→机械能→电能。31锅炉将燃料的化学能转化为蒸汽热能，蒸汽机将蒸图1－5凝汽式火力发电厂生产系统组合示意图32图1－5凝汽式火力发电厂生产系统组合示意图32浙江华能火电厂33浙江华能火电厂33火电厂锅炉外观34火电厂锅炉外观34三、风力发电风能就是指流动的空气所具有的能量，是由太阳能转化而来的。风能是一种干净的自然能源、可再生能源，同时风能的储量十分丰富。据估算，全球大气中总的风能量约为1017kW，其中可被开发利用的风能约为2×1010kW，比世界上可利用的水能大10倍。因此，风能的开发利用具有非常广阔的前景。(一)、风力发电机从能量转换观点来看，风力发电的能量转换过程为：空气动能→旋转机械能→电能，因此发电设备的关键在于将截获的流动空气所具有的动能转化为机械能的装置即风力机。35三、风力发电风能就是指流动的空气所具有的能三、风力发电风能资源风能就是指流动的空气所具有的能量，是由太阳能转化而来的。全球大气中总的风能量约为:1017kW，可被开发利用的风能约为:2×1010kW，比世界上可利用的水能:大10倍。因此，风能的开发利用具有非常广阔的前景。36三、风力发电风能资源36古代对风能的利用:几千年(埃及最早)的历史:风车用于碾谷和抽水、借风航行等现代对风能的利用：

风力发电

如：新疆达板城风电场、福建平潭、东山等地风电场37古代对风能的利用:37一、风力发电机

（1）风力发电的能量转换过程：

空气动能→旋转机械能→电能

风力机发电机与电风扇对照！！！38一、风力发电机

（1）风力发电的能量转换过程：风力机发电机与3939404041414242(二)、风力发电的运行方式风力发电机组由风力机和发电机及其控制系统所组成，其中风力机完成风能到机械能的转换，发电机及其控制系统完成机械能到电能的转换。风力发电的运行方式通常可分为独立运行和并网运行。1、独立运行发电机组的独立运行是指机组生产的电能直接供给相对固定的用户的一种运行方式。独立运行的风力发电机输出的电能经蓄电池蓄能，再供应用户使用。为了实现不间断的供电，风力发电系统可与其他动力源联合使用，互为补充，如风力—柴油发电系统联合运行，风力—太阳能电池发电联合运行。43(二)、风力发电的运行方式432、并网运行风力发电机与电网连接，向电网输送电能的运行方式，是克服风的随机性而带来的蓄能问题的最稳妥易行的运行方式，并可达到节约矿物燃料的目的。10kW以上直至兆瓦级的风力发电机皆可采用这种运行方式。在风能资源良好的地区，将几十、几百台或几千台单机容量从数十千瓦、数百千瓦直至兆瓦级以上的风力发电机组按一定的阵列布局方式成群安装而组成的风力发电机群体，称为风力发电场，简称风电场。风力发电场属于大规模利用风能的方式，其发出的电能全部经变电设备送往大电网。442、并网运行44(三)、风力发电的特点（1）风能是可再生能源，不存在资源枯竭的问题。（2）风力发电是清洁的电能生产方式，不会造成空气污染。（3）风力发电机组建设工期短，单台机组安装仅需几周，从土建、安装到投产，只需半年至一年时间。投资规模灵活，可根据资金多少来确定，而且安装一台可投产一台。（4）运行简单，可完全做到无人值守。（5）实际占地少，机组与监控、变电等建筑仅占风电场约1%的土地，其余场地仍可供农、牧、渔使用，而且对土地要求低，在山丘、海边、河堤、荒漠等地形条件下均可建设，还可建设大型海上风力发电场。45(三)、风力发电的特点45（6）偏远地区地广、人稀、风力资源丰富，风力发电独立运行方式便于解决其供电问题。（7）风能具有间歇性，风力发电必须和一定的其他形式供能或储能方式结合。（8）风能的能量密度低，空气的密度仅约为水的密度的1/800，因此，同样单机容量下，风力发电设备的体积大、造价高，单机最大容量也受到限制。（9）风力发电机组运转时发出噪声及金属叶片对电视机与收音机的信号接收会造成干扰，对环境有一定影响。46（6）偏远地区地广、人稀、风力资源丰富，风力发电独立运行方式1、太阳能资源太阳能是地球的能源之母、万物生长之源。

可再生能源，用之不竭，免费使用。而且是清洁、无污染。

但是，太阳能的能流密度较低，还具有间歇性和不稳定性。四、太阳能发电471、太阳能资源四、太阳能发电47五、核能发电核电厂是利用核裂变能转化为热能，再按火电厂的发电方式，将热能转换为电能，它的原子核反应堆相当于锅炉。核反应堆中，除装有核燃料外，还以重水或高压水作为慢化剂和冷却剂，所以，反应堆又可分为重水堆、压水堆等。图1—6为压水堆核电厂发电方式示意图。核反应堆内，铀-235在中子撞击下，使原子核发生裂变，产生的巨大能量主要以热能形式被高压水带至蒸汽发生器，在此产生蒸汽，送至汽轮发电机组。1kg铀-235所发出的电力约等于2700t标准煤所发出的电力。48五、核能发电48图1－6压水堆核电厂发电方式示意图49图1－6压水堆核电厂发电方式示意图49

福建省在福鼎、福清筹建核电站，作为能源的过渡方案。问题（1）辐射环境影响排放的汽体、液体、固体废物（2）非辐射环境影响排放的废热、废水等50福建省在福鼎、福清筹建核电站，作为能源的过渡垃圾焚烧发电厂生物质燃烧热能电能

（在深圳、广东、浙江较多）沼气发电厂木煤气发电厂薪柴发电厂蔗渣发电厂六、生物质能发电

51垃圾焚烧发电厂六、生物质能发电

51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52来源52第二节电力系统的形成

一、电力系统的基本概念图1-7动力系统、电力系统、和电力网络示意图53第二节电力系统的形成一、电力系统的基本概念图电力系统——是由发电厂、输电系统、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。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。54电力系统——是由发电厂、输电系统、配电系统及负荷组成的。是现额定频率——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。

55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第三节电力系统的负荷电力系统的总负荷：指系统中各个用电设备消耗功率的总和。它们可分为动力负荷和照明负荷。综合用电负荷：指工业、农业、交通运输、市政生活等各方面消耗的功率之和。供电负荷：指电力系统的综合用电负荷加上电力网的功率损耗，即发电厂供出的负荷。发电负荷：指发电负荷再加上发电厂厂用电，即发电机发出的功率。电力负荷曲线：指某一段时间内负荷随时间变化的规律的曲线。56第三节电力系统的负荷电力系统的总负荷：指系统中各个用电有功功率(无功功率)日负荷曲线：表明系统有功功率或无功功率负荷在一天24小时的变化规律。用途：制定各发电厂发电负荷计划及系统调度运行的依据。注意：无功功率与有功功率最大负荷不一定同时出现。有功功率年最大负荷曲线：表示一年内每月最大有功功率负荷变化的曲线。用途：作为扩建发电机组，新建电厂以及安排全年发电设备检修计划的依据。年持续负荷曲线：由一年中系统负荷按其数值大小及持续时间顺序由大到小排列面成的曲线。用途：可靠性估算和电网规划与运行的能量损耗计算。57有功功率(无功功率)日负荷曲线：表明系统有功功率或无功有功

图1-8电力系统的日负荷曲线（a）有功功率负荷；（b）无功功率负荷10203040506070809010004812162024t(h)P%（a)24t(h)102030405060708090100048121620Q%（b）负荷曲线除了用来表示负荷功率随时间变化的规律外，还可用来计算用户所消费的电能的大小。在某一时间Δt内用户所消耗的电能ΔA为该时间内用户的有功功率P和时间Δt的乘积。58图1-8电力系统的日负荷曲线1020304050根据年持续负荷曲线，计算系统负荷全年消耗电量W最大负荷小时数Tmax其中Pmax为最大负荷12t(月)246810年初（冬季）年中（夏季）年末（冬季）P0图1-9有功功率年最大曲线Pt(h)8760Tmaxt1t2t3P1P2P3abcdefgi图1-10年持续负荷曲线59根据年持续负荷曲线，计算系统负荷全年消耗电量W最大负荷小时数一、电力系统运行的特点1.电能不能大量储存2.暂态过程非常迅速3.和国民经济各部门间的关系密切第四节电力系统运行的特点及基本要求60一、电力系统运行的特点1.电能不能大量储存第四节电力系统根据电能生产、输送、消费的特殊性，对电力系统运行有如下三点要求。1.保证供电可靠性根据用户对用电可靠性的要求，将负荷分为三个等级：电力系统供电的可靠性，就是要保证一级负荷在任何情况下都不停电，二级负荷尽量不停电，三级负荷可以停电。二、电力系统运行基本要求一级负荷：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。61根据电能生产、输送、消费的特殊性，对电力系统运行有如2.保证良好的电能质量良好的电能质量有三个指标：电压质量、频率质量和波形质量。

电压偏移：一般不超过用电设备额定电压的±5%。频率偏移：一般不超过±0.2~0.5Hz。波形畸变率：指各次谐波有效值平方和的方根与基波有效值的百分比。622.保证良好的电能质量良好的电能质量有三个指标：电压电压质量对各类用电设备的安全经济运行都有直接的影响。图1-12表示照明负荷的电压特性。从图上可以看出，对照明负荷来说，白炽灯对电压的变化是敏感的。当电压降低时，白炽灯的发光效率和光通量都急剧下降；当电压上升时，白炽灯的寿命将大为缩短。例如，电压较额定值降低10%，则光通量减少30%；电压额定值上升10%，则寿命缩减一半。图1-12照明负荷（白炽灯）的电压特性

（一）、电压63电压质量对各类用电设备的安全经济运行都有直接的影响。图图1-13输出功率一定时异步电动机的定子电流、功率因数和效率随电压而变化的特性

对电力系统的负荷中大量使用的异步电动机而言，它的运行特性对电压的变化也是较敏感的。当输出额定功率并保持不变时，异步电动机的定子电流、效率因数和功率随电压而变化的特性如图1-13所示。64图1-13对电力系统的负荷中大量使用的异步电动机而言频率的偏差同样将严重影响电力用户的正常工作。对电动机来说，频率降低将使其转速下降，从而使生产率降低，并影响电动机的寿命；反之，频率增高将使电动机的转速上升，增加功率消耗，并使经济性降低。特别是某些对转速要求较严格的工业部门（如纺织、造纸等），频率的偏差将大大影响产品质量，甚至产生废品。另外，频率偏差对发电厂（尤其是火力发电厂）本身将造成更为严重的影响。此外，频率的变化还将影响到电子信息设备以及计算机、自控装置等电子设备的准确工作等。目前世界上除美国外的绝大多数国家规定的额定频率为50Hz（美国为60Hz），而各国对频率变化的容许偏差的规定不一，有的国家规定为不超过±0.5Hz，也有一些国家规定为不超过±（0.2~0.1）Hz的。我国的技术标准规定电力系统的额定频率为50Hz，而频率变化的容许偏差为±（0.5~0.2）Hz。（二）、频率65频率的偏差同样将严重影响电力用户的正常工作。对电动机通常，要求电力系统给用户供电的电压及电流的波形应为标准的正弦波。供电电压（电流）的波形不是标准的正弦波时，必然包含着各种高次谐波成分，这些谐波成分的出现将大大影响电动机的效率和正常运行，还可使系统因容抗、感抗等参数的改变而产生高次谐波共振以及增大元件的谐波损耗而危及设备的安全运行。（三）、波形66通常，要求电力系统给用户供电的电压及电流的波形应为标准3.提高系统运行的经济性电力系统的经济指标一般是指火电厂的煤耗以及电厂的厂用电率和电力网的网损率等。

环境保护问题也将成为对电力系统运行的基本要求。673.提高系统运行的经济性电力系统的经济指1.电力系统的电压等级电力系统电压等级的确定主要从电力系统输送电能的经济性，生产产品的系列性和经济性两个方面考虑。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%,取线路始端电压为额定电压的105%；③在额定负荷下，变压器内部的电压降落约为5%④电力线路平均额定电压，是指电力线路首末端所接电气设

额定电压的平均值，即

Uav=(UN+1.1UN)/2=1.05UN

电力线路额定电压第五节电力系统的电压等级和规定681.电力系统的电压等级电力系统电压等级的确定主用电设备的额定电压：与线路的额定电压相同。发电机的额定电压：同步发电机往往接在线路始端，因此，其额定电压比电力线路的额定电压高5%,即取发电机的额定电压为线路额定电压的105%；变压器的额定电压：一次侧相当于用电设备，其额定电压等于线路的额定电压；二次侧相当于发电机，其额定电压较线路额定电压高10%。注意：①当一次侧直接和发电机相连时，其额定电压等于

发电机额定电压；

②当变压器漏抗较小，或二次侧直接与用电设备相连的厂用变压器，其额定电压可以只比线路电压高5%。10KV及以上比线路额定电压高10%；10KV以下比线路额定电压高5%69用电设备的额定电压：与线路的额定电压相同。发电机的额定

表1-2额定电压及电力线路的平均额定电压（KV）用电设备及电力线路的额定电压电力线路的平均额定电压同步发电机的额定电压变压器的额定电压一次绕组二次绕组3610（15）（20）35（60）110（154）2203305003.156.310.515.752137631151622303455253.156.310.515.75

33.1566.31010.515.75203560110154220330500

3.153.36.36.610.5112238.56612116924234552570表1-2额定电压及电力线路的平均额表1-3电力线路的额定电压与输送功率和输送距离的关系额定电压(kV)输送功率(kW)输送距离(km)额定电压(kV)输送功率(kW)输送距离(km)3100~10001~3603500~3000030~1006100~12004~1511010000~5000050~15010200~20006~20220100000~50000100~300352000~1000020~50500、330、220KV一般用于大电力系统的主干线；110KV用于中、小电力系统的主干线及大电力系统的二次网络；35KV用于大城市或大工企业内部的网络，并广泛用于农村网络；10KV是最常用的低一级配电电压；6KV用于负荷中高压电动机占很大比重的网络；3KV仅限于工企业内部网络。71表1-3电力线路的额定电压与输送功率和输例1：图中已标出各级电网的电压等级，试标出所示电力系统中各元件的额定电压。72例1：图中已标出各级电网的电压等级，试标出所示电力系统中各元解：73解：73例2（1）标出图中所示电力系统中各元件的额定电压。G：10.5KVT1：10.5/121KVT2：110/38.5/11KVT3：35/6.3KVT4：10KV/400VM：6KVL：220V74例2（1）标出图中所示电力系统中各元件的额定电压。G：10.某一变压器的变比不是唯一的，根据电力系统的运行需要，通常在变压器的高压绕组上都设有若干个分接抽头，供调压选择使用。

分接头用百分数表示，即表示分接头电压与主抽头的差值为主抽头电压的百分之几。当变压器运行于主抽头时，高压侧额定电压与低压侧额定电压之比为变压器的额定变比。对同一电压等级的升压变压器和降压变压器，即使分接头百分值相同，分接头的额定电压也不同。例：有用线电压表示的联接10KV和220KV网络的具有抽头（1±2×2.5%）UN的升压变压器和降压变压器，分别有5个抽头75某一变压器的变比不是唯一的，根据电力系统的运行需要，通常在变7676例2（2）当变压器T1在+2.5%抽头处工作，T2在主抽头处工作，T3在-2.5%抽头处工作，求这些变压器的实际变比。解：T1：10.5/121(1+2.5%)10.5/124T2：110/38.5T3：35(1-2.5%)/6.334.1/6.377例2（2）当变压器T1在+2.5%抽头处工作，T2在主抽头处课堂练习：电力系统接线如图所示，电网各级电压示于图中。试求：（1）发电机G和变压器T1、T2、T3高低压侧的额定电压。（2）设变压器T1工作于+2.5%抽头，T2工作于主抽头，T3工作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。78课堂练习：电力系统接线如图所示，电网各级电压示于图中。试求：（1）G：10.5T1：10.5/121KVT2：110/38.5KVT3：35/11KV(2)T1：121(1+0.025)/10.5T2：110/38.5T3：35(1-0.05)/1179（1）G：10.5T1：1第六节我国电力工业的发展80第六节我国电力工业的发展80华东电网结构图

81华东电网结构图

81福建电网结构图

82福建电网结构图82上海电网结构图

83上海电网结构图838484浙江电网结构图

85浙江电网结构图

85福建电网发展介绍电网历史“98.3”工程。福建电网500千伏网架建成投入运行。“2002.5”工程。福建电网通过500千伏网架与华东联网运行。电网现状福建电网最高电压等级为500千伏，目前已形成环网运行。从南到北（沿海片）为2回路主干通道，通过宁德变至浙江双龙变的2回500千伏线路并入华东电网。全省220千伏主网结构为双回环网，覆盖了全省全部九个地（市）。2009年12月23日13时52分，福建电网500千伏大环网成功合环，提前一年实现全省500千伏电网大环网，实现了主干电网由220千伏升级到500千伏的历史性大跨越。大环网的合环现场设在500千伏龙岩卓然变电站。至此，福建全省14座500千伏变电所构成了环绕全省的“日”字形坚强超高压电网，福建电网实现了主网架从220千伏向500千伏超高压等级的历史性跨越。86福建电网发展介绍86水口87水口87到2009年11月底，全省发电装机为3003万千瓦，同比新增13%。新能源新增漳浦风电三期、厦门、石狮垃圾电厂。火电装机容量（万千瓦）1853.28水电装机容量（万千瓦）1095.65新能源装机容量（万千瓦）54.34总容量（万千瓦）3003.2788到2009年11月底，全省发电装机为3003万千瓦，同比新增8989小结二、电力系统的形成一、能源的构成：一次能源、二次能源三、电力系统负荷负荷曲线：在某一时间段内用电负荷随时间变化的曲线。日负荷曲线是安排日发电计划，确定各发电厂的发电任务以及确定系统的运行方式等的重要依据。年最大负荷曲线：每天的最大负荷抽取出来按年绘成曲线。主要用来指导制订发电设备检修计划和制订新建、扩展电厂的计划等。电力系统有功是负荷曲线下所包含的面积代表了负荷的（）A功率大小B电能损耗C电压水平D功率因数90小结二、电力系统的形成一、能源的构成：一次能源、二次能源三、四、电力系统运行的特点及要求特点：1.电能不能储存2.暂态过程非常迅速3.和国民经济各部门间的关系密切要求：1保证供电可靠性2保证良好的电能质量：电压、频率和波形质量。3提高系统运行的经济性五、电力系统的电压等级和规定用电设备的额定电压：与线路的额定电压相同；发电机的额定电压：比电力线路的额定电压高5%；变压器的额定电压：一次侧等于线路的额定电压；直接和发电机相连时，其额定电压等于发电机额定电压；

二次侧10KV及以上比线路额定电压高10%；

10KV以下比线路额定电压高5%91四、电力系统运行的特点及要求特点：1.电能不能储存要求：1保授课教材：《电力系统基础（第二版）》杨以涵主编，中国电力出版社，2007主要参考书目：1、《电力系统概论》，杨淑英，中国电力出版社.20032、《电力系统分析》，夏道止，中国电力出版社，2004年9月。3、《电力系统基础》，吴俊勇，北京交通大学出版社4、《电力系统稳态分析》第三版，陈珩,中国电力出版社,2007.692授课教材：1电力系统稳态分析（一）电力系统基础正常稳态分析计算（U、I、P、Q、f）运行调整和优化电力系统的基本概念各元件的特性和模型潮流计算调频调压经济运行电力系统暂态分析（二）电磁暂态分析（故障分析）正常稳态分析（稳定性分析）对称故障（三相短路）不对称短路静态暂态

主要内容93电力系统稳态分析（一）电力系统基础正常稳态分析计算（U、I、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94重点：3第一章电力系统概述第一节电力系统中能源的构成第二节电力系统的形成第三节电力系统的负荷第四节电力系统运行的特点及要求第五节电力系统的电压等级和规定第六节我国电力工业的发展95第一章电力系统概述第一节电力系统中能源的构成4第一章电力系统概述

重点及难点：重点：1、电力系统的基本概念2、电力系统的基本要求3、电压等级

难点：电压等级96第一章电力系统概述

重点及难点：重点：难点：5第一节电力系统中能源的构成能源开发与利用(一)能源资源

能源资源是指为人类提供能量的天然物质。它包括煤、石油、天然气、水能等，也包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、核能等新能源。能源资源是一种综合的自然资源。纵观社会发展史，人类经历了柴草能源时期、煤炭能源时期和石油天然气能源时期，目前正向新能源时期过渡，并且无数学者仍在不懈地为社会进步寻找开发更新更安全的能源。但是，目前人们能利用的能源仍以煤炭、石油、天然气为主，在世界一次能源消费结构中，这三者的总和约占93%左右。97第一节电力系统中能源的构成能源开发与利用6能源按其来源可以分为四类：

第一类是来自太阳能。除了直接的太阳辐射能之外，煤、石油、天然气等石化燃料以及生物质能、水能、风能、海洋能等资源都是间接来自太阳能。第二类是以热能形式储藏于地球内部的地热能，如地下热水、地下蒸汽、干热岩体等。

第三类是地球上的铀、钍等核裂变资源和氘、氚、锂等核聚变资源。

第四类是月球、太阳等星体对地球的引力，而以月球引力为主所产生的能量，如潮汐能。98能源按其来源可以分为四类：7能源按使用情况进行分类，如表1-1所示。凡从自然界可直接取得而不改变其基本形态的能源称为一次能源。由一次能源经过加工或转换成另一种形态的能源称为二次能源。在一定历史时期和科学技术水平下，已被人们广泛应用的能源，称为常规能源。那些虽古老但采用了新的先进的科学技术而加以广泛应用的能源称为新能源。凡在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充的能源，称为可再生能源。经过亿万年形成的，在短期内无法恢复的能源称为非可再生能源。99能源按使用情况进行分类，如表1-1所示。8能源一次能源常规能源可再生能源：水力非可再生能源：煤、石油、天然气、核裂变新能源可再生能源：太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能非可再生能源：核聚变材料二次能源电力、焦炭、煤气、汽油、煤油、柴油、重油、沼气、蒸汽、热水表1-1能源分类100能一次常规可再生能源：水力非可再生能源：煤、石油、天然气、核(二)、资源的有效利用

人类生产和生活始终面临着一个无法避免的问题：资源稀缺。

注重：能源开发与节约并重101(二)、资源的有效利用10一、水力发电水电站是将水能转变成电能的工厂，

能量转换过程：水能→机械能→电能。

水流量(m3/s)和水头（落差m）我国水力资源理论蕴藏量：6.98亿千瓦技术可开发：4.93亿千瓦经济可开发：3.95亿千瓦目前已开发：1.08亿千瓦102一、水力发电水电站是将水能转变成电能的工厂，我国水力资源1水电站的型式图1－1水电站示意图1－水库；2－压力水管；3－水电站厂房；4－水轮机5－发电机；6－尾水渠道（1）坝后式103水电站的型式图1－1水电站示意图（1）坝后式12示例：水口水电厂三峡电站104示例：水口水电厂三峡电站13三峡电站水轮机105三峡电站14（2）河床式水电站图1－2河床式水电站示意图106（2）河床式水电站图1－2河床式水电站示意图15葛洲坝水电站（河床式）107葛洲坝水电站16图1－3引水式水电站示意图（3）引水式水电站108图1－3引水式水电站示意图（3）引水式水电站17引水式电站示例109引水式18（4）梯级电站图1－4梯级水电站布置示意图古田溪梯级电站、富泉溪梯级电站110（4）梯级电站图1－4梯级水电站布置示意图古田溪梯级电站、（5）抽水蓄能电站图1－5抽水蓄能式水电站既是电源又是负荷，起到削峰填谷作用；具有调频、调相、负荷备用、事故备用的功能。111（5）抽水蓄能电站图1－5抽水蓄能式水电站既是电源又是负荷浙江天荒坪抽水蓄能电站水库112浙江天荒坪抽水蓄能电站水库21水电站的主要动力设备——水轮机能将水能转换成旋转的机械能。仅利用水流的动能转换为机械能的水轮机称为冲击式水轮机。同时利用水流的压能、动能转换成机械能的水轮机称为反击式水轮机（最广泛）。113水电站的主要动力设备221、冲击式水轮机根据水流冲击转轮的部位和方向的不同，冲击式水轮机可分为水斗式、斜击式和双击式。水斗式水轮机应用最广泛，它的主要部件有转轮、喷嘴、喷针、折向器、主轴和机壳。图1－6水斗式水轮机1－转轮；2－喷嘴；3－转轮室；4－机壳；5－调节手轮；6－针阀1141、冲击式水轮机图1－6水斗式水轮机232、反击式水轮机

反击式水轮机种类很多，有混流式、斜流式、轴流式（定浆式、转浆式）、贯流式（全贯流式、半贯流式）。

主要由水轮机室、导水机构、转轮和泄水机构四大部分组成。1152、反击式水轮机24（1）水轮机室是引水机构，常称蜗壳，其作用是将引水管来的水流沿圆周方向均匀导向转轮。图1－7蜗壳外形图116（1）水轮机室图1－7蜗壳外形图25（2）导水机构

导水机构的作用是使水流沿着有利的方向进入水轮机的转轮。调整导叶的开度，调节进入转轮的流量，从而改变水轮机的输出功率。导水机构关闭导叶，可使水轮机停止运行。（3）转轮117（2）导水机构26（4）尾水管图1－8尾水管示意图118（4）尾水管图1－8尾水管示意图2711928（1）水能是可再生能源，没有损耗，没有污染。（2）不排放有害气体、烟尘和灰渣，没有核废料。（3）水力发电的效率高，常规水电厂的发电效率在80%以上。（4）机组起停灵活，输出功率增减快、可变幅度大，便于调峰、调频和承担事故备用电源。（5）水库可以综合利用，承担防洪、灌溉、航运、生活和生产用水、养殖、旅游等任务。（6）受丰枯变化的影响较大。（7）对生物资源生态环境有破坏。水力发电的特点：120（1）水能是可再生能源，没有损耗，没有污染。水力发电的特点：二、火力发电火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气或其他燃料的化学能生产电能的工厂。我国电源构成是以火电为主，至2004年底，全国总装机容量为44070万kW，火电装机容量为32490万kW,占我国发电装机总容量的73.7%。火电厂按使用燃料的不同可分为燃煤、燃油和燃气等几类电厂。我国的煤炭资源比较丰富，燃煤火电厂是我国目前电能生产的主要方式。121二、火力发电火力发电厂简称火电厂，是利用煤锅炉将燃料的化学能转化为蒸汽热能，蒸汽机将蒸汽热能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能。（如图1—5所示）。火电厂的实际生产过程要复杂得多，还需要很多辅助系统以维持其正常生产，如输煤系统、除灰系统，供水系统、水处理系统等。火电厂生产过程火电厂按照原动机不同可分为汽轮机电厂、燃气轮机电厂、蒸汽—燃气轮机联合循环电厂。但从能量转换观点分析，其基本过程都是：燃料的化学能→热能→机械能→电能。122锅炉将燃料的化学能转化为蒸汽热能，蒸汽机将蒸图1－5凝汽式火力发电厂生产系统组合示意图123图1－5凝汽式火力发电厂生产系统组合示意图32浙江华能火电厂124浙江华能火电厂33火电厂锅炉外观125火电厂锅炉外观34三、风力发电风能就是指流动的空气所具有的能量，是由太阳能转化而来的。风能是一种干净的自然能源、可再生能源，同时风能的储量十分丰富。据估算，全球大气中总的风能量约为1017kW，其中可被开发利用的风能约为2×1010kW，比世界上可利用的水能大10倍。因此，风能的开发利用具有非常广阔的前景。(一)、风力发电机从能量转换观点来看，风力发电的能量转换过程为：空气动能→旋转机械能→电能，因此发电设备的关键在于将截获的流动空气所具有的动能转化为机械能的装置即风力机。126三、风力发电风能就是指流动的空气所具有的能三、风力发电风能资源风能就是指流动的空气所具有的能量，是由太阳能转化而来的。全球大气中总的风能量约为:1017kW，可被开发利用的风能约为:2×1010kW，比世界上可利用的水能:大10倍。因此，风能的开发利用具有非常广阔的前景。127三、风力发电风能资源36古代对风能的利用:几千年(埃及最早)的历史:风车用于碾谷和抽水、借风航行等现代对风能的利用：

风力发电

如：新疆达板城风电场、福建平潭、东山等地风电场128古代对风能的利用:37一、风力发电机

（1）风力发电的能量转换过程：

空气动能→旋转机械能→电能

风力机发电机与电风扇对照！！！129一、风力发电机

（1）风力发电的能量转换过程：风力机发电机与13039131401324113342(二)、风力发电的运行方式风力发电机组由风力机和发电机及其控制系统所组成，其中风力机完成风能到机械能的转换，发电机及其控制系统完成机械能到电能的转换。风力发电的运行方式通常可分为独立运行和并网运行。1、独立运行发电机组的独立运行是指机组生产的电能直接供给相对固定的用户的一种运行方式。独立运行的风力发电机输出的电能经蓄电池蓄能，再供应用户使用。为了实现不间断的供电，风力发电系统可与其他动力源联合使用，互为补充，如风力—柴油发电系统联合运行，风力—太阳能电池发电联合运行。134(二)、风力发电的运行方式432、并网运行风力发电机与电网连接，向电网输送电能的运行方式，是克服风的随机性而带来的蓄能问题的最稳妥易行的运行方式，并可达到节约矿物燃料的目的。10kW以上直至兆瓦级的风力发电机皆可采用这种运行方式。在风能资源良好的地区，将几十、几百台或几千台单机容量从数十千瓦、数百千瓦直至兆瓦级以上的风力发电机组按一定的阵列布局方式成群安装而组成的风力发电机群体，称为风力发电场，简称风电场。风力发电场属于大规模利用风能的方式，其发出的电能全部经变电设备送往大电网。1352、并网运行44(三)、风力发电的特点（1）风能是可再生能源，不存在资源枯竭的问题。（2）风力发电是清洁的电能生产方式，不会造成空气污染。（3）风力发电机组建设工期短，单台机组安装仅需几周，从土建、安装到投产，只需半年至一年时间。投资规模灵活，可根据资金多少来确定，而且安装一台可投产一台。（4）运行简单，可完全做到无人值守。（5）实际占地少，机组与监控、变电等建筑仅占风电场约1%的土地，其余场地仍可供农、牧、渔使用，而且对土地要求低，在山丘、海边、河堤、荒漠等地形条件下均可建设，还可建设大型海上风力发电场。136(三)、风力发电的特点45（6）偏远地区地广、人稀、风力资源丰富，风力发电独立运行方式便于解决其供电问题。（7）风能具有间歇性，风力发电必须和一定的其他形式供能或储能方式结合。（8）风能的能量密度低，空气的密度仅约为水的密度的1/800，因此，同样单机容量下，风力发电设备的体积大、造价高，单机最大容量也受到限制。（9）风力发电机组运转时发出噪声及金属叶片对电视机与收音机的信号接收会造成干扰，对环境有一定影响。137（6）偏远地区地广、人稀、风力资源丰富，风力发电独立运行方式1、太阳能资源太阳能是地球的能源之母、万物生长之源。

可再生能源，用之不竭，免费使用。而且是清洁、无污染。

但是，太阳能的能流密度较低，还具有间歇性和不稳定性。四、太阳能发电1381、太阳能资源四、太阳能发电47五、核能发电核电厂是利用核裂变能转化为热能，再按火电厂的发电方式，将热能转换为电能，它的原子核反应堆相当于锅炉。核反应堆中，除装有核燃料外，还以重水或高压水作为慢化剂和冷却剂，所以，反应堆又可分为重水堆、压水堆等。图1—6为压水堆核电厂发电方式示意图。核反应堆内，铀-235在中子撞击下，使原子核发生裂变，产生的巨大能量主要以热能形式被高压水带至蒸汽发生器，在此产生蒸汽，送至汽轮发电机组。1kg铀-235所发出的电力约等于2700t标准煤所发出的电力。139五、核能发电48图1－6压水堆核电厂发电方式示意图140图1－6压水堆核电厂发电方式示意图49

福建省在福鼎、福清筹建核电站，作为能源的过渡方案。问题（1）辐射环境影响排放的汽体、液体、固体废物（2）非辐射环境影响排放的废热、废水等141福建省在福鼎、福清筹建核电站，作为能源的过渡垃圾焚烧发电厂生物质燃烧热能电能

（在深圳、广东、浙江较多）沼气发电厂木煤气发电厂薪柴发电厂蔗渣发电厂六、生物质能发电

142垃圾焚烧发电厂六、生物质能发电

51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143来源52第二节电力系统的形成

一、电力系统的基本概念图1-7动力系统、电力系统、和电力网络示意图144第二节电力系统的形成一、电力系统的基本概念图电力系统——是由发电厂、输电系统、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。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。145电力系统——是由发电厂、输电系统、配电系统及负荷组成的。是现额定频率——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。

146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第三节电力系统的负荷电力系统的总负荷：指系统中各个用电设备消耗功率的总和。它们可分为动力负荷和照明负荷。综合用电负荷：指工业、农业、交通运输、市政生活等各方面消耗的功率之和。供电负荷：指电力系统的综合用电负荷加上电力网的功率损耗，即发电厂供出的负荷。发电负荷：指发电负荷再加上发电厂厂用电，即发电机发出的功率。电力负荷曲线：指某一段时间内负荷随时间变化的规律的曲线。147第三节电力系统的负荷电力系统的总负荷：指系统中各个用电有功功率(无功功率)日负荷曲线：表明系统有功功率或无功功率负荷在一天24小时的变化规律。用途：制定各发电厂发电负荷计划及系统调度运行的依据。注意：无功功率与有功功率最大负荷不一定同时出现。有功功率年最大负荷曲线：表示一年内每月最大有功功率负荷变化的曲线。用途：作为扩建发电机组，新建电厂以及安排全年发电设备检修计划的依据。年持续负荷曲线：由一年中系统负荷按其数值大小及持续时间顺序由大到小排列面成的曲线。用途：可靠性估算和电网规划与运行的能量损耗计算。148有功功率(无功功率)日负荷曲线：表明系统有功功率或无功有功

图1-8电力系统的日负荷曲线（a）有功功率负荷；（b）无功功率负荷10203040506070809010004812162024t(h)P%（a)24t(h)102030405060708090100048121620Q%（b）负荷曲线除了用来表示负荷功率随时间变化的规律外，还可用来计算用户所消费的电能的大小。在某一时间Δt内用户所消耗的电能ΔA为该时间内用户的有功功率P和时间Δt的乘积。149图1-8电力系统的日负荷曲线1020304050根据年持续负荷曲线，计算系统负荷全年消耗电量W最大负荷小时数Tmax其中Pmax为最大负荷12t(月)246810年初（冬季）年中（夏季）年末（冬季）P0图1-9有功功率年最大曲线Pt(h)8760Tmaxt1t2t3P1P2P3abcdefgi图1-10年持续负荷曲线150根据年持续负荷曲线，计算系统负荷全年消耗电量W最大负荷小时数一、电力系统运行的特点1.电能不能大量储存2.暂态过程非常迅速3.和国民经济各部门间的关系密切第四节电力系统运行的特点及基本要求151一、电力系统运行的特点1.电能不能大量储存第四节电力系统根据电能生产、输送、消费的特殊性，对电力系统运行有如下三点要求。1.保证供电可靠性根据用户对用电可靠性的要求，将负荷分为三个等级：电力系统供电的可靠性，就是要保证一级负荷在任何情况下都不停电，二级负荷尽量不停电，三级负荷可以停电。二、电力系统运行基本要求一级负荷：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。152根据电能生产、输送、消费的特殊性，对电力系统运行有如2.保证良好的电能质量良好的电能质量有三个指标：电压质量、频率质量和波形质量。

电压偏移：一般不超过用电设备额定电压的±5%。频率偏移：一般不超过±0.2~0.5Hz。波形畸变率：指各次谐波有效值平方和的方根与基波有效值的百分比。1532.保证良好的电能质量良好的电能质量有三个指标：电压电压质量对各类用电设备的安全经济运行都有直接的影响。图1-12表示照明负荷的电压特性。从图上可以看出，对照明负荷来说，白炽灯对电压的变化是敏感的。当电压降低时，白炽灯的发光效率和光通量都急剧下降；当电压上升时，白炽灯的寿命将大为缩短。例如，电压较额定值降低10%，则光通量减少30%；电压额定值上升10%，则寿命缩减一半。图1-12照明负荷（白炽灯）的电压特性

（一）、电压154电压质量对各类用电设备的安全经济运行都有直接的影响。图图1-13输出功率一定时异步电动机的定子电流、功率因数和效率随电压而变化的特性

对电力系统的负荷中大量使用的异步电动机而言，它的运行特性对电压的变化也是较敏感的。当输出额定功率并保持不变时，异步电动机的定子电流、效率因数和功率随电压而变化的特性如图1-13所示。155图1-13对电力系统的负荷中大量使用的异步电动机而言频率的偏差同样将严重影响电力用户的正常工作。对电动机来说，频率降低将使其转速下降，从而使生产率降低，并影响电动机的寿命；反之，频率增高将使电动机的转速上升，增加功率消耗，并使经济性降低。特别是某些对转速要求较严格的工业部门（如纺织、造纸等），频率的偏差将大大影响产品质量，甚至产生废品。另外，频率偏差对发电厂（尤其是火力发电厂）本身将造成更为严重的影响。此外，频率的变化还将影响到电子信息设备以及计算机、自控装置等电子设备的准确工作等。目前世界上除美国外的绝大多数国家规定的额定频率为50Hz（美国为60Hz），而各国对频率变化的容许偏差的规定不一，有的国家规定为不超过±0.5Hz，也有一些国家规定为不超过±（0.2~0.1）Hz的。我国的技术标准规定电力系统的额定频率为50Hz，而频率变化的容许偏差为±（0.5~0.2）Hz。（二）、频率156频率的偏差同样将严重影响电力用户的正常工作。对电动机通常，要求电力系统给用户供电的电压及电流的波形应为标准的正弦波。供电电压（电流）的波形不是标准的正弦波时，必然包含着各种高次谐波成分，这些谐波成分的出现将大大影响电动机的效率和正常运行，还可使系统因容抗、感抗等参数的改变而产生高次谐波共振以及增大元件的谐波损耗而危及设备的安全运行。（三）、波形157通常，要求电力系统给用户供电的电压及电流的波形应为标准3.提高系统运行的经济性电力系统的经济指标一般是指火电厂的煤耗以及电厂的厂用电率和电力网的网损率等。

环境保护问题也将成为对电力系统运行的基本要求。1583.提高系统运行的经济性电力系统的经济指1.电力系统的电压等级电力系统电压等级的确定主要从电力系统输送电能的经济性，生产产品的系列性和经济性两个方面考虑。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%,取线路始端电压为额定电压的105%；③在额定负荷下，变压器内部的电压降落约为5%④电力线路平均额定电压，是指电力线路首末端所接电气设

额定电压的平均值，即

Uav=(UN+1.1UN)/2=1.05UN

电力线路额定电压第五节电力系统的电压等级和规定1591.电力系统的电压等级电力系统电压等级的确定主用电设备的额定电压：与线路的额定电压相同。发电机的额定电压：同步发电机往往接在线路始端，因此，其额定电压比电力线路的额定电压高5%,即取发电机的额定电压为线路额定电压的105%；变压器的额定电压：一次侧相当于用电设备，其额定电压等于线路的额定电压；二次侧相当于发电机，其额定电压较线路额定电压高10%。注意：①当一次侧直接和发电机相连时，其额定电压等于

发电机额定电压；

②当变压器漏抗较小，或二次侧直接与用电设备相连的厂用变压器，其额定电压可以只比线路电压高5%。10KV及以上比线路额定电压高10%；10KV以下比线路额定电压高5%160用电设备的额定电压：与线路的额定电压相同。发电机的额定

表1-2额定电压及电力线路的平均额定电压（KV）用电设备及电力线路的额定电压电力线路的平均额定电压同步发电机的额定电压变压器的额定电压一次绕组二次绕组3610（15）（20）35（60）110（154）2203305003.156.310.515.752137631151622303455253.156.310.515.75

33.1566.31010.515.75203560110154220330500

3.153.36.36.610.5112238.566121169242345525161表1-2额定电压及电力线路的平均额表1-3电力线路的额定电压与输