电力系统稳态分析教材(PPT 31张)
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电力系统稳态分析
2倍频的分量一个周波内积分为0
—
电压 u(t ) 2U cos(t u )
电流 i(t ) 2I cos(t i )
输入网络端口的瞬时功率 p(t ) 2UI cos(t u ) cos(t i ) UI cos(u i ) cos(2t u i ) 一个周波内的积分： 1 T P p (t )dt UI cos , 其中 u i T 0 P称为有功功率。有功功率可以做功，使得能量在不同的形式之 间进行转换。
电气工程基础课件 page 16
3.1.2 电气元件的电压降落和功率损耗
电力网首末端电压、功率平衡关系
已知同一端的电压和功率
， P jQ S 和电压 U 假设已知线路末端的功率 S 2 R R R LD
求首端电压和功率 1.按照等值电路计算线路末端功率：
U 1 Ss I
P 1 R Q1 X U1
U 2
P 1 X Q1 R U1
2
tg
1
U1
U1 U1
page 14
3.1.2 电气元件的电压降落和功率损耗
线路的功率损耗
U 1 Ss I
1
S 1
R+jX
S 2 I
2
S R
U 2
S LD
j
B 2
j
B 2
2 2 P22 Q2 P22 Q2 PL R QL X 2 2 UN UN
QB 2
1 2 BU N 2
page 19
电气工程基础课件
3.1.2 电气元件的电压降落和功率损耗
电力网首末端电压、功率平衡关系
—
电压 u(t ) 2U cos(t u )
电流 i(t ) 2I cos(t i )
输入网络端口的瞬时功率 p(t ) 2UI cos(t u ) cos(t i ) UI cos(u i ) cos(2t u i ) 一个周波内的积分： 1 T P p (t )dt UI cos , 其中 u i T 0 P称为有功功率。有功功率可以做功，使得能量在不同的形式之 间进行转换。
电气工程基础课件 page 16
3.1.2 电气元件的电压降落和功率损耗
电力网首末端电压、功率平衡关系
已知同一端的电压和功率
， P jQ S 和电压 U 假设已知线路末端的功率 S 2 R R R LD
求首端电压和功率 1.按照等值电路计算线路末端功率：
U 1 Ss I
P 1 R Q1 X U1
U 2
P 1 X Q1 R U1
2
tg
1
U1
U1 U1
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3.1.2 电气元件的电压降落和功率损耗
线路的功率损耗
U 1 Ss I
1
S 1
R+jX
S 2 I
2
S R
U 2
S LD
j
B 2
j
B 2
2 2 P22 Q2 P22 Q2 PL R QL X 2 2 UN UN
QB 2
1 2 BU N 2
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电气工程基础课件
3.1.2 电气元件的电压降落和功率损耗
电力网首末端电压、功率平衡关系
电力系统稳态分析ppt课件
a (3 ) 2 ria2 ialn 1 r ibln D 1 b cialn D 1 a b 1 7 0
三者平均,得a相导线的平均总磁链:
a
13(a(1)
(2) a
) (3)
a
323ialn1r(ibic)(lD nabD 1bcDac)34r ia107
三相正序电流之和为零,将 ib ic ia 代入,得:
第三节 电力线路的参数和数学模型
一.电力线路结构简述
电力线路按结构可分为
架空线：导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等 电 缆：导线、绝缘层、保护层等
1. 架空线路的导线和避雷线
导 线：主要由铝、钢、铜等材料制成 避雷线：一般用钢线
架空线的标号
×× × × — ×/×
钢线部分额定截面积 主要载流部分额定截面积 J 表示加强型，Q表示轻型 J 表示多股线 表示材料，其中：L表示铝、 G表示钢、T表示铜、HL表示 铝合金 例如：LGJ—400/50表示载流额定截面积为400、钢线额 定截面积为50的普通钢芯铝线。
将距导离 线为内D的部 圆a 的周磁a 以链x 内(加2 的(上l2 外从ln 部D 导n r磁D a线链x表 ,得面2 出开rr)相始)iia 应到 的与1 1总导 磁线7 0 0 7链中:心
r2
b相导线的电流 ib 所产生的磁通匝链a相导线的磁链
由公式:
D221 07idx21 07ilnD2
线路的电纳是由导线之间、导线与大地之间的 电容决定的。
(1).单相架空线路的电纳 单相线路的电场分布如下图所示:
由高斯定理 Dds q 知，单根导线单位长度(m)电
荷为q时,距导s线中心x处的电通密度 D x (c/m)为:
Dx
三者平均,得a相导线的平均总磁链:
a
13(a(1)
(2) a
) (3)
a
323ialn1r(ibic)(lD nabD 1bcDac)34r ia107
三相正序电流之和为零,将 ib ic ia 代入,得:
第三节 电力线路的参数和数学模型
一.电力线路结构简述
电力线路按结构可分为
架空线：导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等 电 缆：导线、绝缘层、保护层等
1. 架空线路的导线和避雷线
导 线：主要由铝、钢、铜等材料制成 避雷线：一般用钢线
架空线的标号
×× × × — ×/×
钢线部分额定截面积 主要载流部分额定截面积 J 表示加强型，Q表示轻型 J 表示多股线 表示材料，其中：L表示铝、 G表示钢、T表示铜、HL表示 铝合金 例如：LGJ—400/50表示载流额定截面积为400、钢线额 定截面积为50的普通钢芯铝线。
将距导离 线为内D的部 圆a 的周磁a 以链x 内(加2 的(上l2 外从ln 部D 导n r磁D a线链x表 ,得面2 出开rr)相始)iia 应到 的与1 1总导 磁线7 0 0 7链中:心
r2
b相导线的电流 ib 所产生的磁通匝链a相导线的磁链
由公式:
D221 07idx21 07ilnD2
线路的电纳是由导线之间、导线与大地之间的 电容决定的。
(1).单相架空线路的电纳 单相线路的电场分布如下图所示:
由高斯定理 Dds q 知，单根导线单位长度(m)电
荷为q时,距导s线中心x处的电通密度 D x (c/m)为:
Dx
《电力系统稳态分析》课件
电力系统是线性的 电力系统是平衡的 电力系统是稳定的 电力系统是连续的
确保电力系统的稳定运行 提高电力系统的可靠性和效率 预测和预防电力系统的故障和异常 为电力系统的优化和改进提供依据
潮流分析法的定义：通过分析电力系 统中各节点的电压、电流和功率等参 数，来研究电力系统的稳态运行状态。
潮流分析法的步骤：首先建立电力 系统的数学模型，然后求解该模型， 最后分析求解结果。
与注入电流的 与支路阻抗的 与节点电压的
关系
关系
关系
网络方程：描 述网络中各节 点电压和支路
电流的关系
潮流方程：描 述网络中各节 点电压和支路 电流的相位关
系
阻抗矩阵：描 述网络中各节 点电压和支路 电流的阻抗关
系
电力系统稳态分析 的模型主要包括： 直流模型、交流模 型、混合模型等。
直流模型：主要用 于分析电力系统的 稳态特性，如电压、 电流、功率等。
国际标准：IEC 61850标准 国内标准：GB/T 13730标准 标准化发展：提高电力系统稳态分析的准确性和可靠性 发展： 描述变压器的 电压变换和功
率传输特性
线路模型：描 述线路的阻抗 和功率损耗特
性
负荷模型：描 述负荷的功率 需求和运行状
态
控制设备模型： 保护设备模型：
描述控制设备 描述保护设备
的控制策略和 的保护策略和
运行状态
运行状态
节点电压方程： 支路电流方程： 节点功率方程：
描述节点电压 描述支路电流 描述节点功率
交流模型：主要用 于分析电力系统的 动态特性，如频率 、相位、阻抗等。
混合模型：结合直流 模型和交流模型，可 以更全面地分析电力 系统的稳态和动态特 性。
目标函数：最小化 系统运行成本或最 大化系统运行效益
电力系统稳态分析教学资料01例课件
。
假设四
电力系统的电压是恒定 的，不考虑电压的波动
。
稳态分析的重要意义
意义一
意义二
意义三
意义四
为电力系统规划和设计提供依 据，确保系统能够满足负荷需 求，并具备足够的稳定性和安 全性。
为电力系统运行和控制提供依 据，帮助调度员制定合理的运 行方案和控制策略，确保系统 运行的经济性和稳定性。
为电力系统故障诊断和预防提 供依据，通过对稳态数据的分 析，发现系统可能存在的隐患 和问题，采取相应的措施进行 预防和解决。
分析。
CHAPTER 05
电力系统稳态分析软件介绍
PSS/E软件介绍
PSS/E是一款功能强大的电力系统稳态分析软件，广泛应用于电力系统的规划、设 计和运行等领域。
该软件提供了丰富的模型库和工具箱，支持多种电力系统和设备的建模，包括发电 机、变压器、线路、负荷等。
PSS/E软件具有友好的用户界面和强大的计算能力，能够进行精确的稳态分析，为 电力系统工程师提供可靠的决策支持。
电网
由输电线路和变电所组成，负 责将电能传输到用户。
负荷
指电力系统的用户，包括工业 、商业和居民等。
调节系统
用于调节和控制电力系统的运 行状态。
电力系统的元件模型
发电机
用数学模型描述发电机的运行 特性。
变压器
用数学模型描述变压器的运行 特性。
输电线路
用数学模型描述输电线路的电 气特性。
负荷
用数学模型描述负荷的运行特 性。
的需求。
Pkund软件介绍
Pkund是一款基于Windows平台的电力系统稳态分析软件，具有简单易 用和高效的特点。
该软件支持多种稳态分析方法，如潮流计算、短路计算、负荷建模等， 能够处理各种类型的电力系统和设备。
假设四
电力系统的电压是恒定 的，不考虑电压的波动
。
稳态分析的重要意义
意义一
意义二
意义三
意义四
为电力系统规划和设计提供依 据，确保系统能够满足负荷需 求，并具备足够的稳定性和安 全性。
为电力系统运行和控制提供依 据，帮助调度员制定合理的运 行方案和控制策略，确保系统 运行的经济性和稳定性。
为电力系统故障诊断和预防提 供依据，通过对稳态数据的分 析，发现系统可能存在的隐患 和问题，采取相应的措施进行 预防和解决。
分析。
CHAPTER 05
电力系统稳态分析软件介绍
PSS/E软件介绍
PSS/E是一款功能强大的电力系统稳态分析软件，广泛应用于电力系统的规划、设 计和运行等领域。
该软件提供了丰富的模型库和工具箱，支持多种电力系统和设备的建模，包括发电 机、变压器、线路、负荷等。
PSS/E软件具有友好的用户界面和强大的计算能力，能够进行精确的稳态分析，为 电力系统工程师提供可靠的决策支持。
电网
由输电线路和变电所组成，负 责将电能传输到用户。
负荷
指电力系统的用户，包括工业 、商业和居民等。
调节系统
用于调节和控制电力系统的运 行状态。
电力系统的元件模型
发电机
用数学模型描述发电机的运行 特性。
变压器
用数学模型描述变压器的运行 特性。
输电线路
用数学模型描述输电线路的电 气特性。
负荷
用数学模型描述负荷的运行特 性。
的需求。
Pkund软件介绍
Pkund是一款基于Windows平台的电力系统稳态分析软件，具有简单易 用和高效的特点。
该软件支持多种稳态分析方法，如潮流计算、短路计算、负荷建模等， 能够处理各种类型的电力系统和设备。
电力系统稳态分析PPT
（2）输电线路允许的电压损耗
用电设备允许的电压偏移为 5% ，所以线路允许的电压 损耗为10%。
（3）输电线路的额定电压
输电线路的额定电压取线路各点电压的平均值，即用电 设备的额定电压。 （4）发电机的额定电压 在有直配线的情况下，发电机接于线路首端，运行时电 压比用电设备的额定电压高5%，为使发电机在额定电压下 运行，所以发电机额定电压就取线路首端的电压，即用电设 备额定电压的1.05倍。
凝汽式火力发电厂的厂用电率在（6~8）%。
（3）网损率 指一定时间内，电网在传输电能过程中所损耗的电能 和发电厂送入电网的电能的比值的百分数。
W W1 W2 网损率（%） W1 W1
六、联合电力系统
满足电力系统基本要求的措施很多，但根本的措施是采 用联合电力系统。
1、联合电力系统
将几个区域电力系统通过联络线路联系在一起所形成的 统一电力系统称为联合电力系统。
（3）各类负荷对供电可靠性要求 一类负荷（重要负荷）：任何情况下不允许停电； 二类负荷（较重要负荷）：尽可能不停电； 三类负荷（一般负荷）：允许停电；
2、良好的电能质量
电能质量用电压偏移、频率偏移和电压波形来衡量。
（1）电压偏移 电气设备的实际电压偏离额定电压的程度，百分值表示。 （2）频率偏移 U (%)
副边绕组接于线路首端，运行时其电压比用电设备的额定
电压高5%，但变压器副边绕组的额定电压是指原边绕组加额定 电压，副边绕组开路时的端电压，注意到变压器正常运行时变
压器的内部电压损耗约为5%，所以变压器副边绕组的额定电压
应取用电设备额定电压的1.1倍。
只有当与变压器副边绕组相连接的线路路很短（或直接
1500~2000V，输电距离57km，输电功率约2KW。
电力系统稳态分析(课堂PPT)
➢ 发电机端电压的调节受发电机无功极限的限制，达到极限时 则不能进行调压
➢ 发电机端电压允许调节范围：0.95~1.05UN，若端电压低于 0.95UN，输出的最大视在功率要相应减小
适用范围：发电机直供的小系统；对于大系统，尤其是线 路很长且有多级电压的电网，需和其它调压方法相配合
.
5
5.2.4 改变变压器变比调压
.
2
5.2.2 中枢点电压管理
➢ 电压监视中枢点 选择有代表性的节点，监视和控制其电压，若中枢点电压满足要求， 其邻近节点电压基本也能满足要求 中枢点一般选择区域性电厂的高压母线，有大量地方性负荷的电厂 母线及枢纽变的二次母线
➢ 中枢点电压控制 根据中枢点周围节点对电压偏移的要求，确定中枢点电压允许
价格高、运行维护复杂。选择时，可按调压要求和负荷变化情
况，确定所需分接头调节范围和每档分接头的调节量
.
9
5.2.5 应用无功功率补偿装置调节电压
➢并联补偿－同步调相机、静止补偿器、并联电容器
能减小线路和变压器输送的无功及电压损耗，提高电网电压水
平，能减小电网功率损耗。 等值电源S
变压器T U2
未 加 并 联 补 偿 时
➢普通升压变压器
T3
U2U1U
KU1U Ut1 Ut2
Ut1max
U1maxUmax U2
Ut2
Ut1min
U1minUmin U2
Ut2
.
G
U2
U1
U
Ut1
Ut1max
Ut1min 2
8
5.2.4 改变变压器变比调压（续3）
➢三绕组变压器分接头电压的计算 一般三绕组变压器的高、中压绕组侧有分接头可供选择使用，低压
➢ 发电机端电压允许调节范围：0.95~1.05UN，若端电压低于 0.95UN，输出的最大视在功率要相应减小
适用范围：发电机直供的小系统；对于大系统，尤其是线 路很长且有多级电压的电网，需和其它调压方法相配合
.
5
5.2.4 改变变压器变比调压
.
2
5.2.2 中枢点电压管理
➢ 电压监视中枢点 选择有代表性的节点，监视和控制其电压，若中枢点电压满足要求， 其邻近节点电压基本也能满足要求 中枢点一般选择区域性电厂的高压母线，有大量地方性负荷的电厂 母线及枢纽变的二次母线
➢ 中枢点电压控制 根据中枢点周围节点对电压偏移的要求，确定中枢点电压允许
价格高、运行维护复杂。选择时，可按调压要求和负荷变化情
况，确定所需分接头调节范围和每档分接头的调节量
.
9
5.2.5 应用无功功率补偿装置调节电压
➢并联补偿－同步调相机、静止补偿器、并联电容器
能减小线路和变压器输送的无功及电压损耗，提高电网电压水
平，能减小电网功率损耗。 等值电源S
变压器T U2
未 加 并 联 补 偿 时
➢普通升压变压器
T3
U2U1U
KU1U Ut1 Ut2
Ut1max
U1maxUmax U2
Ut2
Ut1min
U1minUmin U2
Ut2
.
G
U2
U1
U
Ut1
Ut1max
Ut1min 2
8
5.2.4 改变变压器变比调压（续3）
➢三绕组变压器分接头电压的计算 一般三绕组变压器的高、中压绕组侧有分接头可供选择使用，低压
电力系统分析(完整版)PPT课件
输电线路优化运行
总结词
输电线路是电力系统的重要组成部分，其优化运行对于提高电力系统的可靠性和经济性具有重要意义 。
详细描述
输电线路优化运行主要涉及对线路的路径选择、载荷分配、无功补偿等方面的优化，通过合理的规划 和管理，降低线路损耗，提高线路的输送效率和稳定性，确保电力系统的安全可靠运行。
分布式电源接入与控制
分布参数线路模型考虑线路的电感和 电容在空间上的分布，用于精确分析 长距离输电线路。
行波线路模型
行波线路模型用于描述行波在输电线 路中的传播特性，常用于雷电波分析 和继电保护。
负荷模型
负荷模型概述
静态负荷模型
负荷是电力系统中的重要组成部分，其模 型用于描述负荷的电气特性和运行特性。
静态负荷模型不考虑负荷随时间变化的情 况，只考虑负荷的恒定阻抗和电流。
电力系统分析(完整版)ppt 课件
• 电力系统概述 • 电力系统元件模型 • 电力系统稳态分析 • 电力系统暂态分析 • 电力系统优化与控制 • 电力系统保护与安全自动装置
01
电力系统概述
电力系统的定义与组成
总结词
电力系统的定义、组成和功能
详细描述
电力系统是由发电、输电、配电和用电等环节组成的，其功能是将一次能源转 换为电能，并通过输配电网络向用户提供安全、可靠、经济、优质的电能。
无功功率平衡的分析通常需要考虑系统的无功损耗、无功补偿装置的容 量和响应速度等因素。
有功功率平衡
有功功率平衡是电力系统稳态分析的 核心内容，用于确保系统中的有功电 源和有功负荷之间的平衡。
有功功率平衡的分析通常需要考虑系 统的有功损耗、有功电源的出力和负 荷的特性等因素。
有功功率不平衡会导致系统频率波动， 影响电力系统的稳定运行。因此，需 要合理配置有功电源和调节装置，以 维持系统的有功平衡。
电力系统静态稳定性ppt课件
电动机静态运行的转矩-转差率判据是
dM e ds
0。
第十章 电力系统的静态稳定性
第五节 保证和提高电力系统静态稳定性的措施
根本措施—缩短“电气距离”，也就是减小各电气元件的阻抗， 主要是电抗。
一、采用自动调节励磁装置
如果按运行状态变量的导数调节，则可以维持发电机端电压为 常数。这相当于发电机的电抗减小为零。
0.6 0.7
0.8
P
0.9 1.0
1.1 U
图10-10 同步发电机的静态电压特性
曲线A: E、q(U0) GA；曲线B:Eq(0)、UGB ；
Q1、Q2、Q3 对应不同电抗；X d1 X d 2 X d3
曲线C: Eq(0)、U ； GC UGA UGB UGC
隐极式同步发电机端输出的无功功率
二、减小线路电抗
采用分裂导线，可以减小架空电力线路的电抗。
三、提高电力线路的额定电压
在电力线路始末端电压间相位角保持不变的前提下，沿电力线 路传输的有功功率将近似地与电力线路额定电压的平方成正比。换 言之，提高电力线路的额定电压相当于减小电力线路的电抗。
四、采用串联电容器补偿
第十章 电力系统的静态稳定性
正负实根，此时 随 t增大而增大，关系曲线如图10-3(a)所示。
(2) 周期性等幅振荡。在TJ 0, SEq 0时，特证方程式只有共轭 是一种静态稳定的临界状态，如图10-3(b)所示。
第十章 电力系统的静态稳定性
(3)负阻尼的增幅振荡。当发电机具有阻尼时，特征方程式的根 是实部为正值的共轭复根，周期性地失去静态稳定 性，如图10-3(c)
（5）励磁按变量导数调节。如图108中e点。
（6）励磁按变量导数调节，但不限 发电机端电压。如图10-8中f点。
电力系统的稳定性ppt课件
加速转矩
如后图曲 线3所示
第八章 电力系统的稳定性 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
同理：
如后图曲线4 所示
第八章 电力系统的稳定性 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人 3 4
4、
而
即提高系统输电能力。
第八章 电力系统的稳定性 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
提高静态稳定的措施
具体措施：
A 、采用强有力的励磁控制－自动励磁调节器，即 提高发电机内电势；
B、减小元件电抗
超高压输电目前多用自耦变－电抗小，减小线路电抗，如 采用分裂导线、串联电容补偿等。
第八章 电力系统的稳定性 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
（正常，不小于15%）
第八章 电力系统的稳定性 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
简单电力系统的静态稳定性
2、小干扰的类型
小负荷的投入、切除 气温、气压等因素引起的系统参数的变
化 发电机出力的轻微变化
第八章 电力系统的稳定性 烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的健康皮肤进行自体移植，但对于大面积烧伤病人来讲，健康皮肤很有限，请同学们想一想如何来治疗该病人
简单电力系统的静态稳定性
(Transient Stability) 暂态稳定的定义 大干扰的类型 单机无穷大系统暂态稳定的分析 提高暂态稳定的措施
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某些情况下，变压器二次绕组的额定电压可以比电力
网额定电压高出5%，即1.05UN。
例1-1已知图示系统中线路的额定电压，求发电机和变压器的额定电压。
解：G: UN· G=1.05UN· 3L=1.05×6=6.3kV 1T: U1N· 1T=UN· G=6.3kV U2N· 1T=1.1UN· 1L=1.1X110=121kV ∴6.3/121kV 2T: U1N· 2T=UN· 1L=110kV U2N· 2T=1.1UN· 2L=1.1X35=38.5kV
3.15 6.3 10.5 15.75 23 － － － － － － －
3 及 3.15 6 及 6.3 10 及 10.5 15.75 23 35 (60) 110 (154) 220 330 500
小 结
1、用电设备的额定电压
UN（允许偏差±5%）
2、输电线路（电力网）额定电压
UN
3、发电机的额定电压
∴110/38.5kV
表 1-3
1000V 以上的额定电压 变压器额定线电压 /kV
用电设备额定线电压 /kV
交流发电机额定线电压 /kV 一次绕组 二次绕组 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11 － － 38.5 (66) 121 (169) 242 363
3 6 10 － － 35 (60) 110 (154) 220 330 500 注：括号内为将要淘汰的电压级
第1章 电力系统的基本概念
电力系统是由发电、输电、配电、用电等 设备和相应的辅助系统，按规定的技术和经 济要求组成的，将一次能源转换为电能，并 输送到用户的一个统一的系统。
以下是电力系统吗？
1.1 电力系统概述
一、电力系统的基本参量
用于描述和衡量一个电力系统的规模和大小。 1、总装机容量 kW MW GW
连线压降较小，为使变压器一次绕组电压与发电机额 定电压相配合，可以采用高出电力网额定电压5％的电 压作为该变压器一次绕组的额定电压，即1.05UN。
4、变压器额定电压（一次侧）
（2）接到电力网受端的变压器，其一次绕组可以当做
受电器看待,因而其额定电压取与受电器的额定电压即
电力网额定电压相等 ，即UN。
系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和。
2、年发电量 3、最大负荷
kWh MWh GWh TWh kW MW GW kV
系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和。
电力系统总有功负荷在一年内的最大值。
4、最高电压等级 5、额定频率
系统中所采用的最高额定电压
fN=50kz
二、电力系统的接线图（结线图）
《电力系统稳态分析》 教师：吕志盛
课程及考试时间安排
• • • • • 共40学时，5学时/周×8周 上课时间：1-8周 课堂测试：2次，（或开放式题目） 考试时间：预计第10周 考试成绩评定：平时40%（含出勤情况与课 堂测试成绩），期末60% • 上课原则：出勤、授课内容、课堂纪律、鼓 励主动思考
未来智能电网展望
1.2 我国的电力系统
电力系统的额定电压
对输送一定功率到一定距离的线路来说，一方面，电压 较高，线损较小；另一方面，电压升高，对电气设备的绝缘 等技术要求也提高。因此，有一最经济的线路电压。 由此考虑，对输送不同功率不同长度的线路来说，电压 等级多一点较好。 但若电压等级太多，则不利于系统化、标准化生产。 同理，对于发电机、变压器等电气设备来说，也有一个 在正常运行时具有最大经济效益的电压。
1.05UN
4、变压器的额定电压
U1N=UN
一次侧额定电压 非直接和发电机相连的变压器 直接和发电机相连的变压器 负载 空载
U1N=1.=1.05UN
1.3 中性点运行方式
一、电网接地故障介绍
接地故障：导线与大地之间的不正常连接。
单相接地：占高压线路故障70%以上，配网80%以上。
你印象中的电力系 统是什么样的？
第1章 电力系统的基本概念
电力系统的构成：电力系统及其基本参量；
电能生产的特点：生产、输送和消费的特殊性；
电力系统运行基本要求：可靠、优质、经济；
接线方式及特点：无备用、有备用； 电压等级：发电机、变压器、线路、用电设备； 中性点运行方式及特点：我国主要使用的三种。
4、变压器额定电压（二次侧）
当变压器带负载运行时，其一、二次绕组均有电压降，
二次绕组的端电压将低于其额定电压，如按变压器满
载时一、二次绕组压降为5％考虑，为使满载时二次绕 组端电压仍高出电力网额定电压5％,则必须选变压器 二次绕组的额定电压比电力网额定电压高出10％，即 1.1UN。
4、变压器额定电压（二次侧）
1、地理接线图
2、电气接线图
三、电网的结线方式
无备用电源结线方式
无备用接线方式 （a）放射式 （b）干线式样 （c） 链式
无备用电源结线方式：单回路放射式、干线式、链式 经济，运行方便，但可靠性差
有备用电源结线方式
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 有备用电源结线方式： 双回路的放射式、干线式、链式 运行方便，可靠性高，但经济性较差 环式、双端电源供电式 较为常用的方式，但运行较复杂
两相接地：两相相间短路并接地。
三相接地：三相相间短路并接地。
二、中性点接地方式及接地故障特征介绍
以下所讲的电压均指线电压
各级电压输电能力
1、电网（线路）额定电压 UN
2、用电设备的额定电压，等于同级电网的额定电压
3、发电机的额定电压：UN· GG=1.05UN
注：用电设备偏移± 5%，线路允许电压降10%
4、变压器额定电压（一次侧）
（1）接到电力网始端的变压器，由于发电机电压一般
比电力网额定电压高5％，而且发电机至该变压器间的
因此，国家规定了标准电压等级系列，有利于电器 制造业的生产标准化和系列化，有利于设计的标准化和 选型，有利于电器的互相连接和更换，有利于备件的生 产和维修等。
提出问题：什么是额定电压？为什么要规定一定数量的额定电压等级？
• 国家电网额定电压等级
3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、500kV 、750kV
网额定电压高出5%，即1.05UN。
例1-1已知图示系统中线路的额定电压，求发电机和变压器的额定电压。
解：G: UN· G=1.05UN· 3L=1.05×6=6.3kV 1T: U1N· 1T=UN· G=6.3kV U2N· 1T=1.1UN· 1L=1.1X110=121kV ∴6.3/121kV 2T: U1N· 2T=UN· 1L=110kV U2N· 2T=1.1UN· 2L=1.1X35=38.5kV
3.15 6.3 10.5 15.75 23 － － － － － － －
3 及 3.15 6 及 6.3 10 及 10.5 15.75 23 35 (60) 110 (154) 220 330 500
小 结
1、用电设备的额定电压
UN（允许偏差±5%）
2、输电线路（电力网）额定电压
UN
3、发电机的额定电压
∴110/38.5kV
表 1-3
1000V 以上的额定电压 变压器额定线电压 /kV
用电设备额定线电压 /kV
交流发电机额定线电压 /kV 一次绕组 二次绕组 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11 － － 38.5 (66) 121 (169) 242 363
3 6 10 － － 35 (60) 110 (154) 220 330 500 注：括号内为将要淘汰的电压级
第1章 电力系统的基本概念
电力系统是由发电、输电、配电、用电等 设备和相应的辅助系统，按规定的技术和经 济要求组成的，将一次能源转换为电能，并 输送到用户的一个统一的系统。
以下是电力系统吗？
1.1 电力系统概述
一、电力系统的基本参量
用于描述和衡量一个电力系统的规模和大小。 1、总装机容量 kW MW GW
连线压降较小，为使变压器一次绕组电压与发电机额 定电压相配合，可以采用高出电力网额定电压5％的电 压作为该变压器一次绕组的额定电压，即1.05UN。
4、变压器额定电压（一次侧）
（2）接到电力网受端的变压器，其一次绕组可以当做
受电器看待,因而其额定电压取与受电器的额定电压即
电力网额定电压相等 ，即UN。
系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和。
2、年发电量 3、最大负荷
kWh MWh GWh TWh kW MW GW kV
系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和。
电力系统总有功负荷在一年内的最大值。
4、最高电压等级 5、额定频率
系统中所采用的最高额定电压
fN=50kz
二、电力系统的接线图（结线图）
《电力系统稳态分析》 教师：吕志盛
课程及考试时间安排
• • • • • 共40学时，5学时/周×8周 上课时间：1-8周 课堂测试：2次，（或开放式题目） 考试时间：预计第10周 考试成绩评定：平时40%（含出勤情况与课 堂测试成绩），期末60% • 上课原则：出勤、授课内容、课堂纪律、鼓 励主动思考
未来智能电网展望
1.2 我国的电力系统
电力系统的额定电压
对输送一定功率到一定距离的线路来说，一方面，电压 较高，线损较小；另一方面，电压升高，对电气设备的绝缘 等技术要求也提高。因此，有一最经济的线路电压。 由此考虑，对输送不同功率不同长度的线路来说，电压 等级多一点较好。 但若电压等级太多，则不利于系统化、标准化生产。 同理，对于发电机、变压器等电气设备来说，也有一个 在正常运行时具有最大经济效益的电压。
1.05UN
4、变压器的额定电压
U1N=UN
一次侧额定电压 非直接和发电机相连的变压器 直接和发电机相连的变压器 负载 空载
U1N=1.=1.05UN
1.3 中性点运行方式
一、电网接地故障介绍
接地故障：导线与大地之间的不正常连接。
单相接地：占高压线路故障70%以上，配网80%以上。
你印象中的电力系 统是什么样的？
第1章 电力系统的基本概念
电力系统的构成：电力系统及其基本参量；
电能生产的特点：生产、输送和消费的特殊性；
电力系统运行基本要求：可靠、优质、经济；
接线方式及特点：无备用、有备用； 电压等级：发电机、变压器、线路、用电设备； 中性点运行方式及特点：我国主要使用的三种。
4、变压器额定电压（二次侧）
当变压器带负载运行时，其一、二次绕组均有电压降，
二次绕组的端电压将低于其额定电压，如按变压器满
载时一、二次绕组压降为5％考虑，为使满载时二次绕 组端电压仍高出电力网额定电压5％,则必须选变压器 二次绕组的额定电压比电力网额定电压高出10％，即 1.1UN。
4、变压器额定电压（二次侧）
1、地理接线图
2、电气接线图
三、电网的结线方式
无备用电源结线方式
无备用接线方式 （a）放射式 （b）干线式样 （c） 链式
无备用电源结线方式：单回路放射式、干线式、链式 经济，运行方便，但可靠性差
有备用电源结线方式
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 有备用电源结线方式： 双回路的放射式、干线式、链式 运行方便，可靠性高，但经济性较差 环式、双端电源供电式 较为常用的方式，但运行较复杂
两相接地：两相相间短路并接地。
三相接地：三相相间短路并接地。
二、中性点接地方式及接地故障特征介绍
以下所讲的电压均指线电压
各级电压输电能力
1、电网（线路）额定电压 UN
2、用电设备的额定电压，等于同级电网的额定电压
3、发电机的额定电压：UN· GG=1.05UN
注：用电设备偏移± 5%，线路允许电压降10%
4、变压器额定电压（一次侧）
（1）接到电力网始端的变压器，由于发电机电压一般
比电力网额定电压高5％，而且发电机至该变压器间的
因此，国家规定了标准电压等级系列，有利于电器 制造业的生产标准化和系列化，有利于设计的标准化和 选型，有利于电器的互相连接和更换，有利于备件的生 产和维修等。
提出问题：什么是额定电压？为什么要规定一定数量的额定电压等级？
• 国家电网额定电压等级
3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、500kV 、750kV