第一章电力系统基本知识解析
811电力系统分析基础重点难点
专业课复习重难点1. 重点第一章电力系统的基本概念1. 掌握和理解电力系统、电力网及动力系统的概念，注意它们之间的联系和区别。
着重理解电力系统是发电、送电和用电的整体。
2. 了解我过电力系统的发展史。
3. 掌握电力系统运行的特点及对电力系统运行的要求。
4. 掌握电力系统电气接线图和地理接线图的概念和它们的应用。
5. 掌握电力系统各种接线方式的主要特点。
6. 牢固掌握电力系统额定电压等级的概念和各种电压等级的适用范围。
能熟练正确地选择用电设备、发电机、变压器的额定电压。
7. 了解电力系统中性点运行方式对电力系统运行的影响，掌握中性点运行方式和分类以及消弧线圈的作用。
第二章电力系统各元件的特性参数和等值电路1. 掌握发电机电抗的计算公式和等值电路。
2. 掌握电力线路的参数和等值电路。
（1）掌握电力线路每相导线单位长度电阻、电抗和电纳的计算公式。
（2）了解电力线路电阻、电抗、电导和电纳等参数的物理含义及影响这些参数的主要因素。
（3）了解架空电力线路电晕临界电压的计算方法。
熟练掌握如何校验架空电力线路是否发生电晕。
（4）理解架空电力线路采用分裂导线的作用意义，并掌握其参数的计算方法。
5）掌握电力线路的等值电路（单相等值图）及其参数的计算方法。
6)了解电力线路长度对其等值电路参数的影响，并能在实际问题中正确处理。
3. 掌握变压器的参数和等值电路(1)熟练掌握双绕组变压器的电阻、电抗、电导、电纳的计算公式。
(2)熟练利用变压器的短路试验数据和空载试验数据计算各种类型变压器r形等值电路参数的方法。
4. 掌握电力网的等值电路(1)充分理解多电压等级网络进行参数和变量归算的意义。
熟练掌握多电压等级网络参数和变量归算的方法。
(2)充分理解表么制在电力系统分析和计算中的意义。
熟练掌握表么值的定义和数学表达式，各量表么值求法以及在多电压等级网络中表么值归算的两种方法。
熟练掌握表么值和有名值相互转换的方法。
第三章简单电力系统潮流计算1. 熟练掌握电力线路和变压器中功率损耗和电压降落的公式，正确计算等值电路图中的功率分布。
(完整版)电力系统的基础知识
❖ 火力发电：
▪ 燃料在锅炉中燃烧，水变成高温高压水蒸气推 动汽轮机旋转，带动发电机发电。
• 按水蒸气温度压力分：中低压发电厂，高压发电厂 ，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力 发电厂；超超临界压力发电厂
动力系统：电力系统加上各类型发电厂中的动力部分就是动力系统。
电网调度
应用服务器
数据采集和传输
RTU
RTU
RTU
发电
输电
变电
配电
用电
❖ 电力网：
❖ 按电压等级的高低、供电范围的大小的分 类
▪ 地方电力网：电压等级在35kV及以下，供电半 径在20~50km以内
▪ 区域电力网：电压等级在35kV以上（一般为 110kV~220kV），供电半径超过50km，联系 较多发电厂的网络
▪ 水能可储蓄和调节。 ▪ 发电不污染环境。 ▪ 建设投资大、工期长，受自然条件限制。
建设中的水电站
❖ 核电：
▪ 核反应堆中发生核反应发热，水烧成高温高压 水蒸气推动汽轮机，带动发电机发电。
• 按照反应堆形式分：
– 压水堆核电站 – 沸水堆核电站（现在发生事故的日本福岛第一核电站） – 重水堆核电站（如中国秦山III期核电站） – 快堆核电站 – 石墨气冷堆电站
▪ 远距离输电网：电压等级为330kV~500kV的网 络，其主要任务是把远处发电厂生产的电能输 送到负荷中心，同时还联系若干区域电力网形 成跨省、跨地区的大型电力系统
电力网：
按电压等级分类： ➢ 低压网：电压等级在1kV以下； ➢ 中压网：1～10kV； ➢ 高压网：高于10kV、低于330kV； ➢ 超高压网：低于750kV； ➢ 特高压网：1000kV及以上。
第一章 电力系统的基本概念
第一章电力系统的基本概念1-1 电力系统的组成1.1 电力系统的组成电力系统：生产、输送、分配、消费电能的各种电气设备连接而成的整体。
电力网络：电力系统中输送和分配电能的部分。
含变压器和输电线。
电力系统和电力网示意图1-2 电力系统的额定电压和额定频率1.2.1 电力系统的额定电压和额定频率的定义电气设备都是按照指定的电压和频率来进行设计制造的，这个指定的电压和频率，称为电气设备的额定电压和额定频率。
•当电气设备在额定电压和频率下运行时，具有最好的技术性能和经济效果。
1.2.2电力系统的额定电压由上表可以看出：•同一电压等级下，各种设备的额定电压不完全相等；•各电气设备的额定电压之间有一个相互配合的问题。
1.2.2 电力系统的额定电压•电力线路的额定电压：等于系统的额定电压；•发电机的额定电压：比系统的额定电压高5%；•变压器的额定电压：–一次绕组：•直接与发电机相连：等于发电机的额定电压；•不直接与发电机相连：等于系统的额定电压；–二次绕组：比系统的额定电压高10%或5%。
1.2.3 电力系统的额定频率我国规定，电力系统的额定频率：50Hz；简称——工频。
1-3 对电力系统运行的基本要求1.3.1 电力系统运行的特点•不能大量储存；•暂态过程非常短促；•与国计民生密切相关。
1.3.2 电力系统运行的基本要求•供电安全可靠；•优质；•经济；•环保。
1-4 电力系统的接线方式1.4.1 电力系统接线方式的分类•无备用；•有备用。
1.4.2 电力系统主要的无备用接线类型•单回路放射式网络1.4.2 电力系统主要的无备用接线类型•干线式网络1.4.2 电力系统主要的无备用接线类型•树状网络1.4.2 电力系统无备用接线的特点•接线简单；•设备费用少；•运行方便；1.4.2 电力系统无备用接线的缺点•供电可靠性低；•长线路时，线路末端电压偏低。
1.4. 3 电力系统的有备用接线•双回路网络–优点：•简单，运行方便；•供电可靠性高；•电压质量较高。
电力系统分析基础
第一章 电力系统的基本概念一、电力系统简介电力系统的主要元件有发电机、变压器、电力线路和用户的用电设备等。
发电机生产电能，输电线路输送、分配电能，用户使用电能，升压变压器把低电压变为高电压，便于网络传输。
降压变压器将高电压变为低电压，便于用户使用。
这样一个生产电能、输送电能和分配电能、使用电能连接起来的整体称为为电力系统。
二、电力系统运行特点和对电力系统的基本要求1.电力系统的运行特点（1）电能生产、运输、分配及使用的同时性。
（2）电能生产与国民经济和人民生活的密切相关性。
（3）电力系统过渡过程的短暂性。
2.对电力系统的基本要求电力系统根本任务是保证安全、可靠、优质的供电，并最大限度的满足用户电能需求。
因而对电力系统的可靠性有如下要求： （1）尽量满足用户需求。
（2）保证安全可靠的供电。
（3）保证良好的电能质量。
（4）提高系统运行的经济性。
三、电力系统的额定电压1.输电线路的额定电压一般要求线路首端电压比线路额定电压高5%，用电设备的端电压允许偏差为±5%。
线路的平均额定电压等于电力线路首端和末端所连接电气设备额定电压的平均值。
2.发电机的额定电压发电机在线路首端，故其额定电压比线路额定电压高5%。
即：n Gn U U 05.1= 式中： Gn U ——发电机额定电压；n U ——线路额定电压； 3.变压器额定电压变压器一次侧接受电能相当于线路末端，故其额定电压等于线路额定电压；二次侧输出电能相当于线路首端，线路首端电压比线路额定电压高5%，又因变压器带负荷运行时，变压器内部绕组产生电压降，大阻抗变压器这部分电压损耗约为额定电压的5%，因而将大中容量的变压器的二次侧电压再提高5%,即比线路额定电压高10%。
四、电力系统负荷1.负荷按物理性质分为有功负荷和无功负荷。
2.根据对供电可靠性要求分为：一级负荷，二级负荷，三级负荷。
3.负荷曲线是在一段时间内表示负荷随时间变化的规律的曲线。
第一章电力系统的基础知识(输配电技术课件13级)
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第一章 电力系统的基础知识
内容二：电网认识
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（四）、分析上图的电力网络的组成
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第一章 电力系统的基础知识
内容三：电压等级
一、知识目标 1、了解额定电压国家标准 2、三相交流电网电力设备额定电压
3、供电质量 二、能力目标
会运用交流电网及其电力设备额定电压
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任务一：电力网络认识
内容一：电力系统认识
（三）、供配电系统的基本知识
1、具有高压配电 所的供配电系统
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第一章 电力系统的基础知识
内容一：电力系统认识
2、具有总降压变电 所的供配电系统
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第一章 电力系统的基础知识
根据用电负 荷的性质和 突然停电在 政治或经济 上造成损失 或影响程度 对用电设备 提出的不允 许中断供电 的要求。
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二级负荷：中断供电将在政治上、经济上造成较大损失者， 如主要设备损坏、大量产品报废，连续性生产过程被打乱需较 长时间才能恢复，重点企业大量减产等；中断供电系统将影响 重要用电单位正常工作的负荷者；中断供电将造成大型影剧院、 大型商场等较多人员集中的重要公共场所秩序混乱者。
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第一章 电力系统的基础知识
内容二：电网认识
国家电网公司
主要负责各区域电 网之间的电力交易、调 度，参与跨区域电网的 投资与建设，协助国家 能源主管部门制订全国 电力发展规划，如三峡 输、配、电网络工程的 建设任务，即由国家电 网公司负责。
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电力系统分析
九、隐极机和凸极机的电压相量图（出现过，但很少）
十、隐极机的运行极限图（P-Q图）及其限制条件（出现过，但很少）
第三章 电力系统的潮流计算(手算）
一、阻抗支路和导纳支路的功率损耗计算公式 典型题目 • 1）阻抗支路流过各种功率（感性功率、容性功率、纯有功、纯无功
第二章 电力系统元件的数学模型与电力系统的数学模型
• 一、输电线路的参数及其物理意义、单位、耗能参数和蓄能参数；
典型题目：
• 1）电力线路中，电纳参数B主要反映电流流过线路产生的（
）
• A．热效应 B．电场效应
• C．磁场效应 D．电晕损耗
• 2）线路参数中那些参数单位相同；
• 3）线路参数中那些是耗能参数（消耗有功功率）？那些是储能参数
• 1、接线方式 1）无备用接线——用户只能从一个方向获得电能的接线方式，包括单
回路放射式、单回路干线式、单回路链式接线； 2）有备用接线——用户可以从两个或两个以上方向获得电能的接线方
式。包括双回路放射式、干线式、链式极限；环式接线和两端供电方式。 2、特点 1）无备用接线方式： 优点—接线简单、投资少、运行维护方便； 缺点—供电可靠性差 2）有备用接线方式： 双回路放射式： 优点：供电可靠性高、电压质量好； 缺点：投资 大、经济性差 环形接线： 优点；供电可靠性较高、较为经济； 缺点：运行调度 复杂、故障或检修切除一侧线路时，电压质量差，供电可靠性下降。
第一章 电力系统基本概念
一、基本概念（电力系统、电力网、发电厂主要类型、电 力系统分析中所说电压、功率及其表达式）
1、电力系统 由发电机、变压器、输配电线路和用电设备连接而成的用于电能 生产、变换、输送分配以及消费的系统。
《电力系统分析》第一章 电力系统的基本概念
例1.1的附图
解：发电机G的额定电压为10.5KV。
变压器T1:低压侧额定电压为10.5KV,高压侧额定电压为242KV；
变压器T2:高压侧额定电压为220KV，中压侧额定电压为121KV ，
低压侧额定电压为38.5KV；
变压器T3:高压侧额定电压为110KV,低压侧额定电压为11KV；
变压器T4:高压侧额定电压为35KV，低压侧额定电压为6.6KV；
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二、电力工业发展概况
1．电力系统的发展简史 2．我国的电力系统发展现状 3．我国的电力工业展望与改革
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电力系统分析
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2.中国电力工业的现状
（1）发电量：1980年以来，平均年增长率9％，现为世 界第二位。
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电力系统分析
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2.中国电力工业的现状
（2）装机容量：居世界第二位。
• 系统与用电设备的额定电压（表1－3） • 电力网中的电压分布。
• 额定频率：50Hz。
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表 1-3 1000V 以上的额定电压
用电设备额定线电压/kV
系统的额定电压
交流发电机额定线电压/kV
变压器额定线电压/kV
一次绕组
二次绕组
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3. 变压器 –一次侧：相当于用电设备，其额定电压与 系统（或线路）相同；与发电机直接相连时， 则与发电机相同 –二次侧：相当于电源，其额定电压应比系 统高5%，考虑变压器内部的电压损耗（5%）， 实际应定为比线路高10%。
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例题1.1 电力系统接线图如图1.2所示，图中标明了各级电 力线路的额定电压。试求发电机和变压器绕组的额定电压。
继保删选—重点考试之真题解析
第一章电力系统基础知识一、单项选择题（每题的备选项中，只有一项最符合题意，每题1分，错选或不选为0分。
）1、无限大容量系统的特征为（C ）。
A．当被供电系统中负荷变动甚至发生故障，电力系统母线电压应维持不变，频率不作要求B．当被供电系统中负荷变动甚至发生故障，电力系统母线频率应维持不变，电压不作要求C．当被供电系统中负荷变动甚至发生故障，电力系统母线电压及频率基本维持不变D．当被供电系统中负荷变动甚至发生故障，电力系统母线电压及频率不作要求2、电力系统中至少有一个中性点直接与接地设施相连接的接地方式称为（A ）。
A．中性点直接接地B．中性点经电阻接地C．中性点经电抗接地D．中性点经消弧线圈接地3、发电厂、变电站的电气系统，按其作用分为一次系统和（ C ）。
A．模拟系统B．数字系统C．二次系统D．变换系统4、电力系统发生相间短路时的主要特征是（A ）。
A．电流增大B．电流减小C．电压升高D．功率因数增大5、电力系统中相与相之间或相与地之间，通过电弧或其他较小阻抗形成的一种非正常连接称为（ B ）。
A．开路B．短路C．断路D．虚接6、电力系统正常运行时仅有（A ）。
A．正序分量B．负序分量C．零序分量7、规程规定：6-10kV电网中接地电容电流大于30A时，中性点接地方式采用（B ）。
A．直接接地B．经消弧线圈接地C．经电阻接地8、低压配电网中保护中性线代号为（ C ）。
A．N B．PEC．PEN D．ABC9、电力网根据在电力系统中的作用，又分为输电网和（ C ）A．高压网 B.低压网 C.配电网10、高压配电网是指电压在（ B ）及以上的配电网。
A．1kV B．35kV C．110kV11、以下设备中，属于一次设备的是（A ）。
A．隔离开关B．继电器C．操作电源12、低压配电网是指（ C ）网络A.10 kVB.35 kVC.220/380V13、当发生不对称短路时，对于接地短路除了有正序分量、负序分量外，还有（B）分量。
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火力发电厂生产过程示意图
火力发电厂(以燃煤发电厂为例)主要生产过程是: 1、储存在储煤场(或储煤罐)中的原煤由输煤设备从储煤场送到锅炉的原煤斗中,再由给煤机送到磨煤机中磨成煤粉。
2、煤粉送至分离器进行分离,合格的煤粉送到煤粉仓储存(仓储式锅炉)。
3、煤粉仓的煤粉由给粉机送到锅炉本体的喷燃器,由喷燃器喷到炉膛内燃烧(直吹式锅炉将煤粉分离后直接送入炉膛)。
形态能量的过程，是同时进行的。 (2)电力生产是高度集中的、统一的。 (3)电能使用最方便，适用性最广泛。 (4)过渡过程相当迅速。 (5)电力生产在国民经济发展中具有先行性。
§1 — 1 电力系统 、电力网构成
电力生产的特点 : (1)电力生产的同时性。发电、输电、供电和用电是同时完成的，既不能中断， 又不能储存，必须是用多少，发多少，是典型的连续生产、连续消费的过程。 电能的传输速度与光速相同，达到30万千米/秒(万km/s)。即使发电端与用电 端相距千万里，发、供、用电都是在同一瞬间进行和完成的。 (2)电力生产的整体性(集中性）。电力系统是由发电、供电和用电三者紧密连 接起来的一个系统，任何一个环节配合不好，都会影响电力系统的安全、稳 定、可靠和经济运行。电网中，发电机、变压器、高压输电线路、配电线路 和用电设备形成一个不可分割的整体，缺少那一环节，电力生产都不可能完 成。同样，任何设备脱离电网都将失去意义。
地方
送电过程
动力系统与电力系统、电力网的关系示意图 图1－1
动力系统及电力网示意图
图1－2
§1 — 1 电力系统 、电力网构成
一、大型电力系统优点： 1、 提高了供电可靠性; 2、减少了系统备用容量； 3、合理分配负荷； 4、提高了供电质量； 5、便于利用大型动力资源。
§1 — 1 电力系统 、电力网构成
可减少事故备用容量，增强抵御事故能力，提高电网安全 水平和供电可靠性。
5、能承受较大的冲击负荷，有利于改善电能质量。 6、可以跨流域调节水电，并在更大范围内进行水、火 电经济调度，取得更大的经济效益。
§1 — 1 电力系统 、电力网构成
二、电力生产的特点： (1)电能的生产、输送、分配以及转换为其他
2、现代电网的特点 ： （1）由较强的超高压系统构成主网架。 （2）各电网之间联系较强,电压等级相对简化。 （3）具有足够的调峰、调频、调压容量,能够 实现自动发电控制,有较高的供电可靠性。 （4）具有相应的安全稳定控制系统,高度自动 化的监控系统和高度现代化的通信系统。 （5）具有适应电力市场运营的技术支持系统, 有利于合理利用能源。
用户(负荷) ：使用电能的单位。 负荷中心：大量用户集中的区域 发电：把其它形式的能量转换成电能的过
程
§1 — 1 电力系统 、电力网构成
输电：把电能从发电厂送到负荷中心，功 率大，电压高，距离远。
配电：把电能从负荷中心送到用户 变电：变换电压等级 变电所：安装变压器及其保护控制设备的
电力网——把由输电、变电、配电设备及相应的辅 助系统组成的联系发电与用电的统一整体称为电 力网。
§1 — 1 电力系统 、电力网构成
通常把发电企业的动力设施、设备和发 电、输电、变电、配电、用电设备及 相应的辅助系统组成的电能热能生产、 输送、分配、使用的统一整体称为动 力系统；
动力系统 — 发电机的原动机和原动机 的力能部分称为动力系统。
§1 — 1 电力系统 、电力网构成
输电网——是以高压甚至超高压 将发电厂、 变电所或变电所之间连接起来的送电网络。
配电网——直接将电能送到用电用户的网 络。
高压配电网——110KV及以上电压 中压配电网——35KV、10KV、6KV、3KV
电压。 低压配电网——380V、220V电压
§1 — 1 电力系统 、电力网构成
其他电网
降压变电所 (35～110)kV
厂用变 (6～10)kV
0.4kV
(6～10)kV
及成 输 各 使电 电 种 用能 线 类 。的 路 型
一 个
电 力 系
生及的 产电发 、力电
完 整 的统 的来自电用厂 压户、 变组升
电 力 系
构 成
换成压 统
、，和 由
电它降 分
能们压 布
的分变 各
输别电 地
配完所 的
7、发电机发出的三相交流电通过发电机端部的引线经变压器升压后引出送到电网。
8、在汽轮机内作完功的过热蒸汽被凝汽器冷却成凝结水,凝结水经凝结泵送到低压加热器加热,然后送到除氧器除氧,再经给水泵送到高压加 热器加热后,送到锅炉继续进行热力循环。再热式机组采用中间再热过程,即把在汽轮机高压缸做功之后的蒸汽,送到锅炉的再热器重新加热, 使汽温提高到一定(或初蒸汽)温度后,送到汽轮机中压缸继续做功。
§1 — 1 电力系统 、电力网构成
区域电网互联的意义与作用 ： 1、可以合理利用能源，加强环境保护，有利于电力工
业的可持续发展。 2、可安装大容量、高效能火电机组、水电机组和核电
机组，有利于降低造价，节约能源，加快电力建设速度。 3、可以利用时差、温差，错开用电高峰，利用各地区
用电的非同时性进行负荷调整，减少备用容量和装机容量。 4、可以在各地区之间互供电力、互通有无、互为备用，
4、燃烧的煤粉放出大量的热能将炉膛四周水冷壁管内的水加热成汽水混合物。
5、混合物被锅炉汽包内的汽水分离器进行分离： 分离出的水经下降管送到水冷壁管继续加热； 分离出的蒸汽送到过热器,加热成符合规定 温度和压力的过热蒸汽,经管道送到汽轮机作功。
6、过热蒸汽在汽轮机内作功推动汽轮机旋转,汽轮机带动发电机发电。
第一章 电力系统基本知识
主要内容
一、电力系统及电力生产 二、电力网负荷组成及负荷的分类 三、变电所主接线及一次设备 四、供电质量 五、电力系统接地型式
第一章 电力系统基本知识
1.1 电力系统、电力网的构成 1.2 电力负荷 1.3 变电所 1.4 供电质量 1.5 供电系统的接地
发电及升压 (110～500)kV
、
§1 — 1 电力系统 、电力网构成
通常把在地理上分散的各种能源发电厂中的发电机 和用户的用电设备，用升压和降压变压器、输电 线路、配电线路等联系起来的统一整体称为电力 系统。
电力系统 ——由生产、输送、 分配和消费电能的 各种电气设备连接在一起而组成的整体 。
电力网 ： 电力系统中除去发电机及用电设备部分 后的整体，称之为电力网。电力网是组成电力系 统的主要部分。