电力系统基础-1课件

电力系统动态模拟的

基本原理与方法电力系统基础2010年3月第一章电力系统的基本概念1.1电力系统的组成

1.1.1电力系统定义：

由发电、变电、输电、配电、用电等设备和相应辅助设备、按规定的技术和经济要求组成的，将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的一个统一系统。(2)组成：电力系统结线图举例第一章电力系统的基本概念1.1电力系统的组成

1.1.1电力系统电力系统各元件的作用：发电机：一次能源→电能变压器：升高、降低电压→升压变压器、降压变压器线路：输送、分配电能→输、配、供用电设备：电能→其它形式能量供不同用户使用(4)电力系统各元件的表示：文字符号：

Generator、Transformer、PowerLine、PowerLoad

图形符号：第一章电力系统的基本概念1.1电力系统的组成

1.1.2电力网络作用：输送、变换、分配电能分类①按电压等级分类：低压电力网：0.38kV及以下中压电力网：3~10kV

高压电力网：35~220kV

超高压电力网：330~750kV

特高压电力网：1000kV及以上第一章电力系统的基本概念1.1电力系统的组成

1.1.2电力网络(2)分类

②按功能分类：输电网：远方电厂→升压→负荷中心（枢纽变电站）；电压等级高、输送容量大、输送距离长配电网：将电能从高压变电所分配给用户；电压等级低、输送容量小、输送距离短③按地域覆盖范围分类：区域电力网、地方电力网农村电力网、城市电力网(3)说明：①电力网的分类是一个相对概念。②不同电网的运行特性、分析方法不尽相同。第一章电力系统的基本概念1.2电力系统的额定电压和额定频率

1.2.3电力系统的额定电压等级

(1)意义：为进行设备的成批、系列化生产及设备互换，必须规定额定电压标准——即规定的额定电压等级

(2)标准额定电压的分类及适用范围：

100V以下：蓄电池、安全照明

500V以下：一般工、民用电气设备

1000V以上：高压电气设备第一章电力系统的基本概念1.2电力系统的额定电压和额定频率

1.2.3额定电压等级

(3)我国电力系统电压等级低压：0.38kV

中压：3kV6kV10kV

13.8kV15.75kV18kV20kV

（大型发电机出口电压）高压：35kV(60kV)110kV(154kV)220kV

超高压：330kV500kV（±

500kV）750kV

特高压：1000kV±

800kV注意:①任何电气设备的额定电压必须是规定额定电压等级中的值②额定电压通常表示为三相系统的额定线电压例如:0.38kV为低压配电电压，其对应额定相电压为0.22kV(220V)第一章电力系统的基本概念1.2电力系统的额定电压和额定频率

1.2.4电气设备额定电压的配合(1)基本原则：①一般允许电气设备正常运行电压为额定电压的0.95~1.05

（电压偏移±5％），并尽量运行在额电压②线路电压损耗一般为10%(2)线路沿线电压的理想分布：第一章电力系统的基本概念1.2电力系统的额定电压和额定频率

1.2.4电气设备额定电压的配合

(3)各元件额定电压的配合③变压器额定电压：VTN

升压变压器：一次侧：直接接于发电机，VTN(1)=1.05VN

二次侧：考虑带负荷运行时绕组漏抗电压损耗，VTN（2）≥1.05VN

小型变压器——VTN（2）=1.05VN

大、中型变压器——VTN（2）=1.10VN

降升压变压器：一次侧：线路末端，相当于用电设备VTN(1)=1.0VN

二次侧：与升压型变压器类似大、中型变压器——VTN（2）=1.10VN

小型变压器——VTN（2）=1.05VN第一章电力系统的基本概念1.2电力系统的额定电压和额定频率

1.2.4电气设备额定电压的配合——各元件额定电压的配合举例第一章电力系统的基本概念1.2电力系统的额定电压和额定频率

1.2.4电气设备额定电压的配合

(4)变压器分接头①为满足电力系统的调压要求，电力变压器的绕组设有若干个分接抽头———分接头，相应绕组的中心抽头称之为主抽头。②变压器绕组额定电压，指主轴头对应的绕组额定电压。③分接头位置用“%”示出，表示抽头偏离主抽头的额定电压％④分接头的设置：双绕组变压器——分接头设在高压侧三绕组变压器——分接头分别设在高压侧和中压侧

⑤分接头调节方式与个数:个数为奇数（含主抽头）

A)无载调压变压器：分接头数少，调整范围小一般6300kVA以下，3个：1.05VTNVTN0.95VTN

——

(1±5%)or8000kVA以上，5个：

1.05VTN1.025VTNVTN0.975VTN0.95VTN——(1±2×2.5%)B)有载调压变压器：分接头数多，调整范围大

——如：1±9×1.5%第一章电力系统的基本概念1.2电力系统的额定电压和额定频率

1.2.4电气设备额定电压的配合(4)变压器分接头⑥变压器变比

A)额定变比：kN=高压侧额定电压/低压侧额定电压

B)运行变比：k=高压侧分接头电压/低压侧额定电压

C)标么变比：k*=k/kN(or

：k*=k/kB——见2.6节)例：一台220/10kV升压型变压器，运行在+5％分接头则：kN=242kV/10.5kV；k=254kV/10.5kV；k*=1.05

一台220/10kV降压型变压器，运行在+5％分接头则：kN=220kV/11kV；k=231kV/11kV；k*=1.05⑦

变比与绕组匝数比的关系绕组接线组别为Y/Y：k＝W1/W2

绕组接线组别为Y/Δ

：第一章电力系统的基本概念1.2电力系统的额定电压和额定频率

1.2.4电气设备额定电压的配合

(5)网络平均额定电压

VN：5003302201103510630.38Vav：5253452301153710.56.33.150.4

变压器平均变比kav：变压器两侧网络平均额定电压之比例：SF31500/220±2×2.5%，升压型、降压型变压器一律为：kav=230/10.5(6)不同电压等级的适用范围：电压等级越高，输电容量越大，输送距离越长输电网：220kV及以上配电网：110kV及以下第一章电力系统的基本概念1.3对电力系统运行的基本要求1.3.1电力系统运行的基本特点

(1)电能不能大量存贮，产、送、配、用同时进行——“同时性”(2)受扰动后过渡过程非常短促——“瞬时性”(3)与国民经济、人民生活、社会稳定关系极为密切，供电的无计划（突然）中断带来的后果十分严重——“密切性”1.3.2对电力系统运行的基本要求(1)保证安全可靠供电→运行安全性/供电可靠性

(2)保证符合要求的电能质量(3)保证良好的经济性(4)合理利用一次能源、保护环境、保证电力和国民经济稳定、协调和可持续发展

第一章电力系统的基本概念1.4.2无备用结线方式第一章电力系统的基本概念1.4电力系统的接线方式1.4.4应用注意（1）科学规划，综合、充分论证——技术经济比较（2）不同结线方式的应用范围不一样——多电压等级的实际电网结线复杂，是多种结线方式的综合运用第一章电力系统的基本概念1.5电力系统中性点运行方式简介(1)概念：星形接线的G、T中性点的接地方式——电力系统中性点运行方式。(2)方式:①中性点直接接地——也称为有效接地。中性点直接接地系统俗称为大接地电流系统②中性点非直接接地——也称为非有效接地。包括中性点不接地、消弧线圈接地、高阻抗接地中性点非直接接地系统俗称为小接地电流系统。第一章电力系统的基本概念1.5电力系统中性点运行方式简介(4)示例：第一章电力系统的基本概念1.6电力系统的发展趋势(1)发电：大机组、洁净能源、分布式发电(2)输电：特高压、远距离、紧凑型(3)用电与管理：电能质量控制(4)运行控制：高度自动化、电力电子技术(5)运营：电力市场化1.7电力系统分析的内容及研究工具(1)电力系统稳态分析：电力网络模型电力系统潮流分析与计算电力系统正常运行状态的优化与调整(2)电力系统暂态分析：同步发电机和电力系统动态元件模型电力系统故障