电力系统概述
电力系统概述
科学出版社
电力系统概述
3.电力线路
电力线路又称输电线。电力线路的作用是输 送电能，并把发电厂、变配电所和电能用户连 接起来。
电力线路按其用途及电压等级分为输电线路 和配电线路。电压在35 kV及以上的电力线路 称为输电线路；电压在10 kV及以下的电力线 路称为配电线路。电力线路按其架设方法可分 为架空线路和电缆线路；按其传输电流的种类 又可分为交流线路和直流线路。
科学出版社
电力系统示意图：
发电机常用 电压等级 6.3Kv
地区降压站 常用电压等级：35Kv 110Kv
10.5Kv 15.75Kv
其它发电站输 电线路
升压变压器 常用电压等级 35Kv 110Kv 220Kv 500Kv
发电站
发电站站间联络线（并网）
远距离输电 常用电压等级：35Kv 110Kv 220K
（1）频率质量 电力系统的额定频率为50Hz。当电力系统的
容量在300万kW及以上时，频率偏差允许值为 ±0.2Hz；电力系统的容量在300万kW以下时， 频率偏差允许值为±0.5Hz。
科学出版社
供电系统概述
（2）电压质量 国家标准GB 50052—95《供配电系统设计规
范》规定，正常运行情况下，用电设备端子处电 压偏差的允许值应符合下列要求：① 电动机为 ±5％。② 照明，在一般场所为±5％；对于远 离变电所的小面积一般工作场所，难以满足以上 要求时，可为+5％、-10％；应急照明、道路照 明和警卫照明等为+5％、-10％。③ 其他用电设 备，当无特殊规定时为±5％。
附录一—电力系统概述,由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然
附录一：电力系统概述一、电力系统1．电力系统简介英文：power system电力系统图由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。
它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服务。
由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，故其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成，并在同一地域内有机地组成一个整体，电能生产必须时刻保持与消费平衡。
因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。
据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。
建立结构合理的大型电力系统不仅便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配，减少总装机容量，节省动力设施投资，且有利于地区能源资源的合理开发利用，更大限度地满足地区国民经济日益增长的用电需要。
电力系统建设往往是国家及地区国民经济发展规划的重要组成部分。
电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。
电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。
2．电力系统发展简况在电能应用的初期，由小容量发电机单独向灯塔、轮船、车间等的照明供电系统，可看作是简单的住户式供电系统。
白炽灯发明后，出现了中心电站式供电系统，如1882年T.A.托马斯·阿尔瓦·爱迪生在纽约主持建造的珍珠街电站。
它装有6台直流发电机（总容量约670千瓦），用110伏电压供1300盏电灯照明。
19世纪90年代，三相交流输电系统研制成功，并很快取代了直流输电，成为电力系统大发展的里程碑。
电力系统概述发电系统与发电原理
90
80
P / Pmax (100%)
70
60
50
40
30
20
10
4 8 12 16 20 24
0
钢铁工业负荷
时间（h)
4 8 12 16 20 24 食品工业负荷 时间（h)
100
90
80
P / Pmax (100%)
70
60
50
40
30
20
10
4 8 12 16 20 24
0
时间（h)
4 8 12 16 20 24
（允许短时停电） 造成大量减产、交通停顿、 生活受到影响（工厂等）。
三级负荷：其他负荷
电力负荷的特征描述——负荷曲线
• 系统负荷的特征： 时变性、随机性、规律性（可预测性）
• 定义 指某一段时间内负荷随时间变化的曲线
P=p(t); Q=q(t). • 分类
时间尺度：日负荷曲线、年负荷曲线 空间尺度：用户负荷曲线、电力线路的负荷 曲线、变电站的负荷曲线、发电机的负荷曲 线、整个电力系统的负荷曲线
时间（h)
农村加工业负荷
市政、商业和生活用电负荷
常用的负荷曲线
• 日有功负荷曲线
系统日有功负 荷曲线 ——反映一天当 中系统内所有用 电设备的有功负 荷之和随时间变 化的曲线。
作用：安排调度计划
东北电网某日日负荷曲线
常用的负荷曲线
• 年最大负荷曲线 横坐标（时间） ：月 纵坐标（负荷） ：月内最大负荷
负荷的分类
• 物理性能分类 有功负荷 无功负荷
负荷的分类
• 用户性质分类 工业负荷：量大，比较稳定 农业负荷：季节性强，负荷密度小，功率 因数低，负荷的结构变化大。 商业负荷：很强的时间性，电网峰荷的主 要组成部分。 居民用电负荷：负荷变化大，负荷同时率 高，负荷功率因数低。
电力系统简介
二次回路的作用是对电气一次系统进行控制，测 量和计量、监视和保护，对于一次系统发生故障 时，根据故障时电气量的变化而切除故障的电气 设备，对一次系统不正常运行时，发出相应的信 号，让值班人员进行检查处理。 变电站的主要电气设备有电力变压器，断路器， 隔离开关，电压互感器，电流互感器，避雷器， 母线以及各种无功补偿装置等
L1 L2 L3 N PE
低压配电线路
低压配电线路是指经配电变压器，将高压10kV降低到 低压配电线路是指经配电变压器，将高压10kV降低到 10kV 380/220V等级的线路 等级的线路。 380/220V等级的线路。从配电室到用电设备的线路就属于 低压配电线路。配电变压器高压电源一般统一为10kV 10kV。 低压配电线路。配电变压器高压电源一般统一为10kV。
调度自动化系统
远动装置（ 远动装置（RTU）是电力系统计算机监控系统的基础。目前， ）是电力系统计算机监控系统的基础。目前， 世界上多数国家使用应答式RTU，日本则采用循环式 世界上多数国家使用应答式 ，日本则采用循环式RTU。 。
营销系统
(要电费)
电力系统
2002年国务院批准电力体制改革方案，实施厂 网分开，重组发电和电网企业。原国家电力公 司管理的资产按照发电和电网两类业务划分并 分别进行资产重组。 在电网方面，成立国家电网公司和南方电网公 司。由国家电网公司负责组建华北（含山东）、 东北（含内蒙古东部）、西北、华东（含福建） 和华中（含重庆、四川）五个区域电网有限责 任公司或股份有限公司。西藏电力企业由国家 电网公司代管。
电力网
电力系统中连接发电厂和用户的中间环节称为电力网， 电力系统中连接发电厂和用户的中间环节称为电力网，它 由各种电压等级的输配电线路和变电站组成。 由各种电压等级的输配电线路和变电站组成。电力网按其功 能可分为输电网和配电网。 能可分为输电网和配电网。 输电网是电力系统的主网，它是由35kV及以上的输电线 35kV及以上的输电线和 输电网是电力系统的主网，它是由35kV及以上的输电线和 变电站组成 配电网是由10kV 10kV及其以下的配电线路和配电变压器组成 配电网是由10kV及其以下的配电线路和配电变压器组成 就我国目前绝大多数电网来说，高压电网指：110KV， 就我国目前绝大多数电网来说，高压电网指：110KV， 220KV电网 超高压电网指330KV 500KV和750KV电网 电网； 330KV， 电网。 220KV电网；超高压电网指330KV，500KV和750KV电网。特 高压电网指的是以1000KV输电网为骨干网架， 1000KV输电网为骨干网架 高压电网指的是以1000KV输电网为骨干网架，超高压输电 网和高压输电网以及特高压直流输电（正负800KV），高 网和高压输电网以及特高压直流输电（正负800KV），高 800KV）， 压直流输电和配电网构成的现代化大电网。 压直流输电和配电网构成的现代化大电网。
电力系统概念概要
35 60 110 220 330 500 -
3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11.0
38.5 66 121 242 363 550 -
电气设备 最高电压
/kV 3.6 7.2 12
24
40.5 72.5 126 252 363 550 800
⑶ 三类负荷：指不属于第一类、第二类的其它负荷。对这类负荷中断供 电，造成的损失不大。因此，对三类负荷的供电无特殊要求。
二、电力系统负荷曲线的基本概念及其分类
❖ 电力系统负荷曲线 ❖ 分类：
按时间分类： 日负荷曲线：
日平均负荷曲线 日负荷持续曲线 三、电力系统日负荷曲线 最小负荷 最大负荷 基荷、峰荷、腰荷
1. 低于3kV系统的额定电压
低于3kV交流三相/单相电力系统额定电压和电气设备 额定电压
电力系统额 定电压/kV
发电机 额定电 压/kV
变压器额定电压/kV 一次绕组 二次绕组
0.22/0.127 0.23 0.22/0.127 0.23/0.133
0.38/0.22 0.40 0.38/0.22 0.40/0.23
电力系统 额定电压
/kV 3
6
10 20 35 60 110 220 330 500 750
发电机 额定电压
/kV 3.15
6.30
10.50 13.80 15.75 18.0 20.0 22.0 24.0
电力变压器额定电压/kV
一次绕组 二次绕组
3 及 3.15 6 及 6.30 10 及 10.5
A
B
负
荷
C
a. 电路图
电力系统概述
ห้องสมุดไป่ตู้
2021/8/7
2021/8/7
6
通信电源
3.15kV～20kV 升压变压器
35kV～500kV
3.15kV～20kV G
35kV～500kV
3kV～10kV
380V/220V 动力电源
G 发电机 升压变压器
高压输电线 降压变压器 高压配电线 降压变压器
发电厂
区域变电所
配电变电所
2021/8/7
图2-1电力系统的交流输配电方式示意图
4
目前我国多数发电厂输出的额定电压在3.15～20kV。 为了在输送电能时降低线路对电能的损耗，将发电厂输出的电压经升压变电站升高到35～
500 kV进行输送，称为输电。 电能输送到城市周边后，再由降压变电站将电压降至3～10 kV，经高压配电线送到用户配
电变电所降压至380V低压，供用电设备使用，称为配电。
常用的输电电压有 35 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV
常用的配电电压有
3 kV、6 kV、10 kV。
通信电源
电力系统概述
电力系统的组成
电力系统是由发电厂、电力线路、变电站和电力用户组成。通信局属于电力系统中 的用户。
市电从电厂生产出来到引入通信局，通常要经历生产、输送、变换和分配4个环节。
几个概念
电网
在电力系统中，各级电压的电力线路以及相联系的变电站称为电力网，简称电网。
第一章 电力系统概述
图1-5 坝后式水电站断面图 1－上游水位；2－下游水位；3－坝；4－压力进水管；5 －检修闸门；6－闸门；7－吊车；8－水轮机蜗壳；9－水 轮机转子；10－尾水管；11－发电机；12－发电机间；13 －吊车；14－发电机电压配电装置；15－升压变压器；16 －架空线；17－避雷线
6）河床式厂房。如图1-6所示。其厂 房与拦河坝相连接，成为坝的一部分，厂 房承受水的压力，适用于水头小于50m的 水电站。 （2）引水式水电站。由引水系统将天 然河道的落差集中进行发电的水电站，称 为引水式水电站。引水式水电站适宜建在 河道多弯曲或河道坡降较陡的河段，用较 短的引水系统可集中较大的水头；也适宜 于高水头水电站，避免建设过高的挡水建 筑物。
图1－10 风力发电装置
1－风力机；2－升速齿轮箱；3－发电机；4－控制系统； 5－改变方向的驱动装置；6－底板和外罩；7－塔架； 8－控制和保护装置；9－土建基础；10－电缆；11－配电装置
（2）海洋能发电。海洋能是蕴藏在海水中的可再生能源，如潮汐能、波 浪能、海流能、海洋温差能、海洋盐差能等。潮汐能发电已实用化。潮汐发 电就是利用潮汐的位能发电，即在潮差大的海湾入口或河口筑堤构成水库， 在坝内或坝侧安装水轮发电机组，利用堤坝两侧的潮差驱动水轮发电机组发 电。可单向或双向发电。 1）单库单向式。单库单向式潮汐电站如图1－11所示。电站只建一个水 库，安装单向水轮发电机组，在落潮时发电。 2）单库双向式。单库双向式潮汐电站如图1－12所示。电站也只建一个 水库，安装双向水轮发电机组，在涨落潮时均发电。 3）双库（高低库）式。建两个毗连的水库，水轮发电机组安装在两水库 之间的隔坝内。
图1-1 凝汽式火电厂生产过程的示意图 1－煤场；2－碎煤机；3－原煤仓；4－磨煤机;5－煤粉仓； 6－给粉机；7－喷燃器；8－炉膛；9－锅炉；10－省煤 器；11－空气预热器；12－引风机；13－送风机；14－ 汽轮机；15－发电机； 16－凝汽器；17－抽气器； 18－ 循环水泵；19－凝结水泵； 20－除氧器；21－给水泵； 22－加热器；23－水处理设备；24－升压变压器
第二章电力系统基本知识
16
电气主接线图的基本元素
2023/3/24
17
电气主接线图的基本元素
2023/3/24
18
三、变、配电所常用的电气主接线
对主接线的基本要求：
1. 满足用电要求； 2. 接线简单； 3. 运行经济、可靠； 4. 操作方便、运行灵活； 5. 设备选择合理； 6. 便于维护检修； 7. 故障处理能保证安全；
方法：增加发电机输出有功，拉路限电，维持整个电力系统有 功平衡
2023/3/24
34
二 波形
谐波畸变率：反映电力谐波的一个量
DFU
U n 2
n2
U1
Un-----------第n次谐波电压有效值 V； U1------------基波电压有效值 V。
交流电波形是严格的正弦波，电网谐波的产生，主要在于电 力系统中存在各种非线性元件。
（1-1）
❖ 式中：U--------检测点上电压实际值(V);
❖
UN-------检测点电网电压的额定值（V）。
❖ 我国国家标准规定电压偏差的允许值为：
❖ 1）35kV及以上供电电压正负偏差之和不超过标称电压的±5%；
❖ 2）10kV及以下三相供电电压允许偏差为标称系统电压的±7%；
❖ 3）220V单相供电电压允许偏差为标称系统电压的+7%、-10%。
第二章电力系统基本知识
第一节 电力系统概述
❖ 由发电、输电、变电、配电和用电组成的整体称为电 力系统。电力系统中的输电、变电、配电三个部分称为 电力网。
❖ 电力网是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电 所连接而成的网络。
❖ 输电网是以高压甚至超高压电压将发电厂、变电所或 变电所之间连接起来的输电网络，所以又称为电力网中 的主网架。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
电力系统概述
电力系统作为现代社会不可或缺的基础设施，承担着将电能传输到
用户终端的重要任务。
本文将从电力系统的定义、组成和运行方式等
方面进行概述。
一、电力系统的定义
电力系统是指由发电厂、输电、变电、配电设施和用户终端组成的
一套供电网络。
其主要功能是将发电厂产生的电能经过输电、变电和
配电过程分配到用户终端，以满足各种用电需求。
二、电力系统的组成
1. 发电厂：发电厂是电力系统的起点，主要通过燃煤、水力、核能、风力等方式转换其他形式的能源为电能，并输入到电力系统中。
2. 输电系统：输电系统负责将发电厂产生的高压电能通过变电站进
行升压、降压和分配，然后经由输电线路传输到各个地区的变电站。
3. 变电系统：变电系统起到升压、降压和分配电能的作用，将输电
线路输入的高压电能逐级降压，然后通过配电线路分配到用户终端。
4. 配电系统：配电系统将变电站输送过来的低压电能分配到各个用
户终端，通过配电线路和变压器实现对电能的进一步调整和分配。
三、电力系统的运行方式
1. 并联运行：电力系统中的多个发电厂以及输电、变电和配电设备可以进行并联运行。
这种方式可以实现供电容量的增加、设备备份和网络可靠性的提高。
2. 平衡运行：电力系统需要保持供需平衡，发电厂实时调整发电量以满足用户的用电需求，通过自动化监控和调度系统实现对电力系统的平衡运行。
3. 运行调度：电力系统运行需要进行统一的调度和控制，通过对发电厂和输变电设备进行合理的调度和控制，以确保电力系统的安全、稳定和高效运行。
4. 保障措施：为了确保电力系统的可靠运行，需要设置各种保障措施，如备用电源、事故应急预案和设备检修计划等，以应对各种突发情况和保障用户的供电需求。
综上所述，电力系统是一个复杂而庞大的供电网络，由发电厂、输电、变电和配电设施以及用户终端组成。
通过并联运行、平衡运行、运行调度和保障措施来保证电能的安全、稳定和高效供应。
电力系统在现代社会中具有重要的地位和作用，为各行各业的发展提供了可靠的能源基础。