电力系统分析第1章
电力系统分析第1章
9
装机容量迅速增长
GW
900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 20 1970 69 1980 319 338 357 391 441 622 508 713 793 874
138
1990
183
214
299
1993
1995
抽水储能电站剖面图
水轮发电机
风电场效果图
风电场远眺
11年45050兆瓦
1.1.4 电网的结构和接线方式
电网的分层结构、按照电压等级可分为输电网和配电网
输电网:
将大容量发电厂的电能可靠而经济地输送到负荷集中地区
配电网
分配电能，电压等级较输电网低。
电力系统接线图
地理接线图 电气接线图（地理上远的节点，电气上未必远）
6
1.1.2 电力系统发展简史和我国电力系统
1）电力系统发展简史
1831年法拉第发现电磁感应定律，1875年巴黎北火车站发电厂 建立，电进入实用阶段；1882年T.A.爱迪生在纽约主持建造珍 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，组成了首个直流电力系统 19世纪90年代 ，三相交流输电系统研制成功，它克服了直流输 电系统的局限性，并很快取代了直流输电，成为电力系统大发 展的里程碑 从 20 世纪初到 60 年代末，最高交流输电电压从 12.44kV提 高到765kV；1985年前苏联建成1150kV特高压线路 20 世纪 50 年代末，现代高压直流输电技术的出现奠定了当今 高压交/直流电力系统的基础，目前直流最高电压已达±800kV
电力系统分析教材习题参考答案
电力系统分析第一章习题1-1 动力系统、电力系统和电力网的基本构成形式如何？答：由生产、变换、传送、分配和消耗电能的电气设备（发电机、变压器、电力线路以及各种用电设备等）联系在一起组成的统一整体就是电力系统。
动力系统是电力系统和发电厂动力部分的总和。
电力网是电力系统的中出去发电机和用电设备外的部分。
1-2 根据发电厂使用一次能源的不同，发电厂主要有哪几种形式？答：发电厂主要有火力发电厂、水力发电厂、核动力发电厂和其他能源（太阳能、风能、潮汐等）发电厂。
1-3 电力变压器的主要作用是什么？主要类别有哪些？答：电力变压器的主要作用是升高或者降低电压，还能起到将不同电压等级的电网相联系的作用。
按相数可分为单相式和三相式两类；按每相绕组数可分为双绕组和三绕组变压器；按耦合方式可分为普通变压器和自耦变压器；按分接开关是否可以带负荷操作可分为有载调压式和无载调压式变压器。
1-4 架空线路与电缆线路有什么特点？答：架空线路是将裸导线架设在杆塔上，由导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等主要元件组成。
它的导线和避雷线受各种因数影响，运行条件恶劣，因而其材料都具有相当高的机械强度和抗化学腐蚀能力还具有良好的导电性能。
当电路电压超过220v时还采用扩径导线或者分裂导线。
电缆线路一般是将电缆敷设在地下，由导线、绝缘层保护皮组成，电缆线路价格较架空线路高，维修费时，但不需要在地面上架设杆塔、占地面积较小、供电可靠、不易受外力破坏，对人身较安全，不影响环境美观。
1-5 直流输电与交流输电比较有什么特点？答：直流输电主要优点：（1）造价低；（2）运行费用低；（3）不需要串并联补偿；（4）不存在稳定性问题；（5）采用直流联络线可以限制互联系统的短路容量。
直流输电主要缺点：（1）换流站造价高；（2）换流装置在运行中需要消耗功率并且产生谐波；（3）只留高压断路器造价比较高。
1-6 电力系统的结构有何特点？比较有备用和无备用接线形式的主要区别。
国网考试之电力系统分析：第一章复习题---3页
第一章复习题一、选择题1、消弧线圈采用全补偿，发生单相接地，可能会使系统( )。
A．接地电流增加B．失去稳定C．保护误动D．产生谐振2、220/110/10kV变压器采用的接线型式为（）。
A．Y0/ Y /ΔB．Y0/ Y0 /ΔC．Y0/ Y /Y D．Y/Y0/Δ3、中性点不接地系统中发生单相接地时，流过故障点的电流为( )。
A．感性电流B．电阻性电流C．容性电流D．直流电流4、中性点经消弧线圈接地的电力系统一般采用的补偿方式是（）。
A．过补偿B．欠补偿C．全补偿D．无补偿5、电力系统有功日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6、中性点不接地系统中发生单相接地时，接地点的三相线电压（）。
A．增大3倍B．保持不变C．不再对称D．07、一台将500kV电压降为220kV的降压变压器连接两个网络，两侧均与线路相连，这台变压器的额定变比为（）A．500/220 B．500/242 C．550/220 D．550/2428、消弧线圈采用全补偿，发生单相接地，可能会使系统( )。
A．接地电流增加B．失去稳定C．保护误动D．产生谐振9、构成电力网的主要设备有（）A．变压器，用户B．变压器，电力线路C．电缆，架空线D．电阻，电容10、系统全年的电能损耗与最大负荷时的功率损耗之比是（）A．最大负荷利用小时数B．年负荷率C．年负荷损耗率D．最大负荷损耗时间11、供电负荷与厂用电之和，称为（）A．发电负荷B．综合供电负荷C．用电负荷D．工业负荷12、电力系统的最小负荷，总是______各用户最小负荷的总和( )A.等于B.大于C.小于D.等于0.5倍的13、中性点不接地系统中发生单相金属性接地故障，中性点的电压升高为（）。
A．3相电压B．相电压C．线电压D．014、我国高压电气设备允许的电压偏移为( )。
A. ±5%B. 50HzC. ±0.5D. ±7%15、.我国规定的额定电压等级为( )A. 10，35，110，220，330，500KVB. 11，38，121，242，363，550KVC. 10.5，37，115，230，345，525KVD. 10，38.5，121，220，330，500KV二、判断题1、消弧线圈是用来补偿无功的设备。
电力系统分析(第三版)于永源 杨绮雯 1章 概述
第一章 电力系统概述和基本概念 表1-1 我国三相交流电力网和用电设备的额定电压∕kV
分类
电力网和用电设备的 额定电压
0.22/0.127
发电机额定电压
0.23 0.40 0.69
电力变压器额定电压
一次绕组 0.22/0.127 0.38/0.22 0.66/0.38 二次绕组 0.23/0.133 0.40/0.23 0.69/0.40
二.电力系统的发展概况
1.电力工业发展历程
1882年，法国人首先实现了较高电压的直流输电，被认为是 世界上第一个电力系统(57km，送端电压1300V，受端电压 850V，输送功率1.5KW)
第一章 电力系统概述和基本概念
1889年，俄国工程师先后发明了三相异步电动机、三相变压 器和三相交流制。 1891年，德国工程师密勒主持建立了第一条三相交流输电线 路，三相交流输电使输送功率、输电电压、输电距离日益 增大。(输送距离175km，输送功率130KW)
图 供电线路上的电压变化示意图
注意：当变压器一次绕组直接与发电机相连时，其额定电压应与发电 机的额定电压相同。
其中5%用于补偿变压器满 第一章 电力系统概述和基本概念 载供电时一、二次绕组上的 可以不考虑线路上的电 电压损失； 另外5%用于补 压损失，只需要补偿满 偿线路上的电压损失，用于 载时变压器绕组上的电 变压器的二次绕组：对于用电设备而言，相当于电源。 35kV及以上线路。 压损失即可，用于10kV 及以下线路。 当变压器二次侧供电线路较长时：应比同级电网额定电
为中心的全国统一联合电网。 21世纪：在北、中、南三大电网的基本格局下，逐步形
成全国联合大电网。与此同时，在21世纪将形成与周边国
家互联的亚洲东部联合电网。
电力系统分析(大学电力专业期末复习资料)
3．为用户提供充足的电能。
1.2 电力系统的电压等级和负荷
一、电力系统的额定电压 电力网的额定电压：我国高压电网的额定电压等级有3kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV等。 1.用电设备的额定电压：与同级电网的额定电压相同。 2.发电机的额定电压：比同级电网的额定电压高出5%， 用于补偿线路上的电压损失。
例1-1 已知下图所示系统中电网的额定电压，试确定发电机和变压 器的额定电压。
G
T1
变压~器T1的二次侧
供电距离较长，其
额定电压应10比kV线路
额定电压高10%
110kV
变T2压器T6k1V的一次绕组与 发电机直接相连，其一 次侧的额定电压应与发 电机的额定电压相同
发电机G的额定电压：UN·G=1.05×10=10.5（kV）
Wa Pmax
pdt
0
Pmax
图 年最大负荷与年最大负荷利用小时数
1.3 电力系统中性点运行方式
我国电力系统中性点有三种运行方式：
中性点不接地 中性点经消弧线圈接地 中性点直接接地
小电流接地系统 大电流接地系统
1、中性点不接地的电力系统
1.正常运行时，系统的三相电压对称，地中无电流流过， 2.当系统发生A相接地故障时 ，A相对地电压降为零，中性
点电压 U 0 U A 0 U 0 U A
UA
U A
U0
IPE
U C
U 0
U B
U C
U B
图1-8 中性点不接地系统发生A相接地故障时的电路图和相量图
电力系统分析重点复习资料
第一章1）电力系统的综合用电负荷加上网络中的功率损耗称为（D）D、供电负荷2）电力网某条线路的额定电压为Un=110kV，则这个电压表示的是（C、线电压3)以下（A）不是常用的中性点接地方式。
A、中性点通过电容接地4）我国电力系统的额定频率为（C）C、50Hz5）目前,我国电力系统中占最大比例的发电厂为（B）B、火力发电厂6）以下（D）不是电力系统运行的基本要求。
D、电力网各节点电压相等7）一下说法不正确的是（B）B、水力发电成本比较大8）当传输的功率（单位时间传输的能量）一定时，（A）A、输电的压越高，则传输的电流越小9）对（A）负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故A、一级负荷10）一般用电设备满足（C）C、当端电压增加时，吸收的有功功率增加第二章1）电力系统采用有名制计算时，三相对称系统中电压、电流、功率的关系表达式为（A）A．S=3UI2）下列参数中与电抗单位相同的是（B）B、电阻3）三绕组变压器的分接头，一般装在（B）B、高压绕组和中压绕组4)双绕组变压器，Γ型等效电路中的导纳为（A） A．GT -jBT5）电力系统分析常用的五个量的基准值可以先任意选取两个，其余三个量可以由其求出，一般选取的这两个基准值是（D） D.线电压、三相功率6）额定电压等级为500KV的电力线路的平均额定电压为（C） C. 525kV7)已知某段10kV的电压等级电力线路的电抗X=50Ω，若取SB=100MVA，UB=10kV，则这段电力线路的电抗标幺值为（B）A、X*=50Ω B、X*=50 C、X*=0.5 D、X*=58）若已知变压器的容量为SN，两端的电压比为110/11kV。
则归算到高端压，变压器的电抗为（C）C.XT =UK%/100 X 1102/SN9）下列说法不正确的是（D） D.电阻标幺值的单位是Ω10）对于架空电力线路的电抗，一下说法不正确的是(B) B.与电力网的频率有关第三章1）电力系统潮流计算主要求取的物流量是 (A)A.U* ,S~ B.U* ;I* C.I*;S~ D Z ,I*2）电力线路等效参数中消耗有功功率的是（C)A.电纳 B.电感 C.电阻 D .电容3）电力线路首末端点电压的向量差称为（C）C.电压降落4）电力线路主要是用来传输（C）C.有功功率5)电力系统某点传输的复功率定义为（D）A.UI B.U。
电力系统分析简答题
电力系统分析自测题第1章绪论二、简答题1、电力系统的额定电压是如何定义的？电力系统中各元件的额定电压是如何规定的?答:电力系统的额定电压:能保证电气设备的正常运行，且具有最佳技术指标和经济指标的电压。
电力系统各元件的额定电压:a。
用电设备的额定电压应与电网的额定电压相同。
ｂ。
发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5％,用于补偿线路上的电压损失。
c.变压器的一次绕组额定电压等于电网额定电压,二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高1０%.2、什么是最大负荷利用小时数？答:是一个假想的时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能,恰好等于该电力负荷全年消耗的电能。
三、计算题Ｐ18 例题 1—1Ｐ2５习题 1—4第2章电力系统元件模型及参数计算二、简答题1、多电压等级网络参数归算时,基准值选取的一般原则?答：电力系统基准值的原则是:a.全系统只能有一套基准值b．一般取额定值为基准值c．电压、电流、阻抗和功率的基准值必须满足电磁基本关系。
2、分裂导线的作用是什么？分裂数为多少合适?答：在输电线路中,分裂导线输电线路的等值电感和等值电抗都比单导线线路小，分裂的根数越多，电抗下降也越多,但是分裂数超过4时，电抗的下降逐渐趋缓.所以最好为4分裂。
３、什么叫电力线路的平均额定电压?我国电力线路的平均额定电压有哪些？答：线路额定平均电压是指输电线路首末段电压的平均值。
我国的电力线路平均额定电压有3.１5ｋｖ、6.3kv、1０.５kv、15。
75kv、37kv、11５ｋv、２3０kv、3４５ｋv、52５kv。
三、计算题1、例题 2－1 ２-2 2-５２—72、习题 2－６2—８3、以下章节的计算公式掌握会用。
2。
2输电线路的等值电路和参数计算 2.４变压器的等值电路和参数的计算 2．5 发电机和负荷模型（第45页的公式）2。
6 电力系统的稳态等值电路第３章简单电力网的潮流计算二、简答题１、降低网络损耗的技术措施?答：减少无功功率的传输,在闭式网络中实行功率的经济分布，合理确定电力网的运行电压，组织变压器的经济运行等。
《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；
6
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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电力系统分析
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电力系统分析
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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
34
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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电力系统分析
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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。
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第一章电力系统的基本概念
而对于一台220kV 10kV的降压变，其额定变比为： 220/11 kV，设有5级高压侧抽头，则每一抽头的实际额定 电压分别为: +5%抽头: 220×1.05kV=231kV
+2.5％抽头： 220×1.025kV＝225.5kV
主抽头： 220KV -2.5％抽头： 220×0.975kV＝214. 5kV -5%抽头: 220×0.95kV=209 kV
第一章电力系统的基本概念
第一章 电力系统的基本概念
第一章电力系统的基本概念
一、电力系统的组成 电能是最重要、最方便的能源。 电力系统：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。 发电厂：生产电能 电力网：输送、分配电能。包括升、降压变压器和各种电压 等级的输电线路。 用户：消费电能 参看P2系统接线图。
第一章电力系统的基本概念
三、系统运行要求
1、电力系统的特点：
1）电能不能大量储藏； 2) 暂态过程迅速；
2、供电要求：
1）电力生产的计划性； 2）自动装置的采用； 3）安全、可靠、优质 、 经 济供电； 4）保护生态环境。
3）与国民经济关系密切。
第一章电力系统的基本概念
四、电网的接线方式
无备用接线：每个负荷只能从一个供电回路取得电能的开
第一章电力系统的基本概念
二、系统的额定电压和频率 1、额定频率 fN＝50HZ
2、额定电压
为使互联的各电气设备都能运行在较有利的电压下， 各设备的额定电压应相互配合。
一般把电力线路和用电设备的额定电压称为系统 （网络）的额定电压UN（线电压），常包括3，6，10，35， 110，220，330，500kV。
第一章电力系统的基本概念
例：对于一台10kV 220kV的升压变，其额定变比为： 10.5/242 kV，设有5级高压侧抽头，则每一抽头的实际额 定电压分别为: +5%抽头：242×1.05kV=254.1kV
+2.5％抽头： 242×1.025kV＝248.05kV
主抽头： 242kV -2.5％ 抽头：242×0.975kV＝235.95kV -5%抽头：242×0.95kV=229.9kV
式网。 包括：放射式接线，干线式接线和树状式接线。 优点：简单、经济。 缺点：可靠性低。
第一章电力系统的基本概念
有备用接线：每个负荷至少能从两个不同供电回路取得电 能的网络。 包括：双回路供电网络、双端供电网络和环网。
特点：可靠性显著提高；但设备费用增加较多且运
行调度复杂。 电力系统的高压和超高压输电网采取有备用接线方式， 配电网根据负荷性质决定接线方式。
第一章电力系统的基本概念
1）不同电气设备额定电压的规定
发电机：1.05UN
变压器： 一次绕组：一般UN，与发电机直接相连时1.05UN。 二次绕组：一般1.1UN，与短路电压较小的变Байду номын сангаас器或 直接与用户相连时可为1.05UN。
2）分接头额定电压的规定
变压器的高压绕组常设计有分接头，如：抽头变比为 5％，2.5%, 0％，－2.5％， -5%, 指相对于该侧绕组额定 电压UN的偏移百分数。 1）