电力系统分析基础第1章精品PPT课件
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电力系统分析课件(于永源)第一章学习资料
额定电压的平均值，即
Uav=(UN+1.1UN) / 2 = 1.05UN
电力线路 额定电压
第一章 电力系统概述和基本概念
表1-1 额定电压及电力线路的平均额定电压（KV）
用电设备及电力 电力线路的平 同步发电机 线路的额定电压 均额定电压 的额定电压
变压器的额定电压
一次绕组
二次绕组
3
3.15
3.15
流电。 ➢同年，法国人德普列茨提高了直流输电电压，被认为是世界
上第一个电力系统。
➢1891年，第一条三相交流输电线路在德国运行，三相交流输 电使输送功率、输电电压、输电距离日益增大。
➢目前，大电力系统不断涌现，甚至出现全国性和国际性电力 系统。
➢我国已建成华东、东北、华中、华北、西北、华南六个跨省 电力系统，独立的省属电力系统还有山东、福建、海南、四 川和台湾系统。
➢ 110KV用于中、小电力系统的主干线及大电力系统的二次网络；
➢ 35KV用于大城市或大工企业内部的网络，并广泛用于农村网络；
➢ 10KV是最常用的低一级配电电压；
➢ 6KV用于负荷中高压电动机占很大比重的网络；
➢ 3KV仅限于工企业内部网络。
第一章 电力系统概述和基本概念
2.电力系统的负荷 ➢电力系统的总负荷：指系统中各个用电设备消耗功率的总和。
第一章 电力系统概述和基本概念
第一章 电力系统概述和基本概念
❖ 第一节 电力系统概述 ❖ 第二节 电力系统中性点及其接地方式
第一章 电力系统概述和基本概念
第一节 电力系统概述
一 、 电力系统的基本概念
１. 电力系统的基本概念 ➢电力系统：是指由生产、输送、分配电能的设备，使用电
能的设备以及测量、继电保护、控制装置乃至能量管理系统所 组成的统一整体。
1电力系统稳态分析(第一章)PPT(王)
3 6 10 13.8 15.75 18 20 35 (60) 110 (154) 220 330 500 注：括号内为将要淘汰的电压级
3.15 6.3 10.5 13.8 15.75 18 20 － － － － － － －
3 及 3.5 6 及 6.3 10 及 10.5 13.8 15.75 18 20 35 (60) 110 (154) 220 330 500
2、电力系统的接线方式
（1）接线方式分类
无备用接线方式—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；
无备用接线方式 （a）单回路放射式 （b）单回路干线式 （c） 单回路链式
（2）有备用接线方式
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、链式接线；环式接线和两端供 电方式。
三、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。 2、联合电力系统的优越性 电力系统为什么要互联并网运行呢？
（1）采用高效率大容量机组—减少备用容量。
（2）合理利用动力资源—水、火电互补。
1882年法国建立了世界上第一个电力系统，电压为直流 1500~2000V，输电距离57km，输电功率约1.5kW。 直流电的电压不能象交流电那样很方便的通过变压器升高或 降低，无法满足大容量远距离输电对高电压和用电对低电压的 要求。
（2）单相交流输电 1885年在制成单相变压器的基础上实现了交流输电，解 决了远距离大容量输电与低压用电之间的矛盾。 单相交流输电的主要缺陷是经济性差；单相用电设备的
电力系统三相短路分析(PPT50页)
9
二、具有变压器的多电压级网络标幺值等值电路的建立(近似法)
GⅠ
T1
Ⅱ
T2
Ⅲ
T3 Ⅳ
x1
x2
x3
x4
x5
x6
U1
U2
U3
U4
x1*j
x2*j
x3*j
x4*j
x5*j
x6*j
取U4为基本
级
采用平均电压后简化计算,无需考虑变压器变比归算
1、发电机
有名值
2
U x x''
1
d*N
1
SGN
归算到基本级
U U U U x x '
''
1
d*N
2
2
1 2 3 4
S U U U GN
1
2
3
10
2
2
S U U U U S x' U S U U U U 1* j
x1'
B 2
x '' d*N
4
1 GN
2 1
3 2
4 3
B 2
4
2、变压器
S
x '' d*N
B
S GN
%
2
2
%
U U U U S U S
k1
x S U U U S 2* j
RR
13
假定t＝0时刻发生短路 a相的微分方程式如下：
RiLd d ti Ems i nt ()
其解就是短路的全电流，它由两部分组成： 周期分量和非周期分量。
14
周期分量：
短路电流的强制分量, 并记为 i d z a
二、具有变压器的多电压级网络标幺值等值电路的建立(近似法)
GⅠ
T1
Ⅱ
T2
Ⅲ
T3 Ⅳ
x1
x2
x3
x4
x5
x6
U1
U2
U3
U4
x1*j
x2*j
x3*j
x4*j
x5*j
x6*j
取U4为基本
级
采用平均电压后简化计算,无需考虑变压器变比归算
1、发电机
有名值
2
U x x''
1
d*N
1
SGN
归算到基本级
U U U U x x '
''
1
d*N
2
2
1 2 3 4
S U U U GN
1
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10
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S U U U U S x' U S U U U U 1* j
x1'
B 2
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4
1 GN
2 1
3 2
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4
2、变压器
S
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B
S GN
%
2
2
%
U U U U S U S
k1
x S U U U S 2* j
RR
13
假定t＝0时刻发生短路 a相的微分方程式如下：
RiLd d ti Ems i nt ()
其解就是短路的全电流，它由两部分组成： 周期分量和非周期分量。
14
周期分量：
短路电流的强制分量, 并记为 i d z a
第一章 电力系统的基本概念PPT课件
★ 变电所 地区变电所
终端变电所
➢ 枢纽变电站：处于电力系统的中枢地位，连接电 力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，并具
有多条联络线路。 330KV ～500KV
7
➢ 中间变电站：将发电厂或枢纽变电站与负荷中心联 系，一般汇集2~3个电源，起系统交换功率或使长距离 输电线路分段的作用。220KV ~ 330KV
14
建立联合电力系统电力系统的优点
1．可以减少系统的总装机容量。 2．可以减少系统的备用容量。 3．可以提高供电可靠性。 4．可以安装大容量的机组。 5．可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
15
2 电力系统的结线方式及电压等级
一、电力系统的接线
1.无备用接线方式（单回路）
负荷点 电源点
放射式
（2）发电机的额定电压 ➢ 发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高 5％，用于补偿电网上的电压损失。
22
（3）变压器的额定电压 ★ 一次绕组的额定电压 ➢ 变压器一次绕组的额定电压等于电网的额定电压。 ➢ 当升压变压器与发电机直接相连时，一次绕组的 额定电压与发电机的额定电压相同。
23
★ 二次绕组的额定电压
三、对电力系统的基本要求
根据电能生产、输送、消费的特殊性，对电力系统运行有 如下三点要求。
“可靠、优质、经济”
9
1、保证供电的安全可靠性
▪ 根据用户对用电可靠性的要求，将负荷分为三个等级：
➢ 一级用户：煤矿、大型医院；大型冶炼厂，军 事基
地；国家重要机关，城市公用照明等。
➢ 二级用户：大型影剧院及商场
干线式
链式
16
2.有备用接线方式
(a)
(b)
(c)
终端变电所
➢ 枢纽变电站：处于电力系统的中枢地位，连接电 力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，并具
有多条联络线路。 330KV ～500KV
7
➢ 中间变电站：将发电厂或枢纽变电站与负荷中心联 系，一般汇集2~3个电源，起系统交换功率或使长距离 输电线路分段的作用。220KV ~ 330KV
14
建立联合电力系统电力系统的优点
1．可以减少系统的总装机容量。 2．可以减少系统的备用容量。 3．可以提高供电可靠性。 4．可以安装大容量的机组。 5．可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
15
2 电力系统的结线方式及电压等级
一、电力系统的接线
1.无备用接线方式（单回路）
负荷点 电源点
放射式
（2）发电机的额定电压 ➢ 发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高 5％，用于补偿电网上的电压损失。
22
（3）变压器的额定电压 ★ 一次绕组的额定电压 ➢ 变压器一次绕组的额定电压等于电网的额定电压。 ➢ 当升压变压器与发电机直接相连时，一次绕组的 额定电压与发电机的额定电压相同。
23
★ 二次绕组的额定电压
三、对电力系统的基本要求
根据电能生产、输送、消费的特殊性，对电力系统运行有 如下三点要求。
“可靠、优质、经济”
9
1、保证供电的安全可靠性
▪ 根据用户对用电可靠性的要求，将负荷分为三个等级：
➢ 一级用户：煤矿、大型医院；大型冶炼厂，军 事基
地；国家重要机关，城市公用照明等。
➢ 二级用户：大型影剧院及商场
干线式
链式
16
2.有备用接线方式
(a)
(b)
(c)
现代电力系统分析课件-第一章系统基本概念综述
第一章 电力系统基本概念 4
电能的电力设备组成的系统。
现代电力系统分析
电力系统的主设备
汽轮机、水轮机、柴油机、燃气轮机、风机、热力机组等
发电 发电机
输电 线路
架空线、电缆等
变、配电 变压器 普通变压器、自耦变压器
降压、升压
用电 负荷或负载
双绕组、三绕组
工业tion)
电能转化为其它形式
第一章 电力系统基本概念 3
现代电力系统分析
电力网(power system network)
由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能 设备所组成
输电 电力线路 — 架空线路、电缆 变电、配电 变压器 — 升压变压器、降压变压器 一次系统 电力系统中直接参与生产、输送、分配和使用 二次系统 电力系统包含的各种测量、保护和控制装置。
√
※ ※
√
※
※
3kV
110kV
35kV
先确定功率流动方向
一次绕组：√；二次绕组：※
注： 一、二次绕组与电压高低无固定的对应关系
第一章 电力系统基本概念
23
现代电力系统分析
变压器分接头电压
为适应电力系统运行调节的需要，通常在变压器
的绕组上设计制造分接头— 变压器匝数对应的电压。
变压器分接头在哪里？
15.75
18 20 35
15.75
18 20 35 38.5
110
220 500
110
220 500
121
242
第一章 电力系统基本概念
525及550
17
现代电力系统分析
电压降落（voltage drop ） 指线路始末两端电压的相量差，为相量。
电能的电力设备组成的系统。
现代电力系统分析
电力系统的主设备
汽轮机、水轮机、柴油机、燃气轮机、风机、热力机组等
发电 发电机
输电 线路
架空线、电缆等
变、配电 变压器 普通变压器、自耦变压器
降压、升压
用电 负荷或负载
双绕组、三绕组
工业tion)
电能转化为其它形式
第一章 电力系统基本概念 3
现代电力系统分析
电力网(power system network)
由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能 设备所组成
输电 电力线路 — 架空线路、电缆 变电、配电 变压器 — 升压变压器、降压变压器 一次系统 电力系统中直接参与生产、输送、分配和使用 二次系统 电力系统包含的各种测量、保护和控制装置。
√
※ ※
√
※
※
3kV
110kV
35kV
先确定功率流动方向
一次绕组：√；二次绕组：※
注： 一、二次绕组与电压高低无固定的对应关系
第一章 电力系统基本概念
23
现代电力系统分析
变压器分接头电压
为适应电力系统运行调节的需要，通常在变压器
的绕组上设计制造分接头— 变压器匝数对应的电压。
变压器分接头在哪里？
15.75
18 20 35
15.75
18 20 35 38.5
110
220 500
110
220 500
121
242
第一章 电力系统基本概念
525及550
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现代电力系统分析
电压降落（voltage drop ） 指线路始末两端电压的相量差，为相量。
《电力系统基础知识》PPT课件
且规定35kV及以上线路用户额定电压偏移不超过 ±5%；10kV及以下线路用户额定电压偏移不超过 ±7%。
❖ 第一章 供电系统概述 ❖ 第一章 供电系统概述 ❖ 第一章 供电系统概述 ❖ 第一章 供电系统概述 ❖ 第一章 供电系统概述 ❖ 第一章 供电系统概述 ❖ 第一章 供电系统概述
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1
第一章 供电系统概述
开始
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2
课题：电力系统概述
内容：
❖ 一、电力系统的基本概念（重点） ❖ 二、电力系统的运行特点及基本要求 ❖ 三、电力系统中性点运行方式（难点）
变电所的作用：从电网接受电能，经过变压器降压，按要求把 电能分配到各个车间。
一般大型工业企业设工厂降压变电所（35～110kV→6～10kV） 和车间降压变电所（ 6～10kV →220/380V ）。
配电所的作用：接受电能，按要求分配到各类用电设备。
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12
❖ 三、工厂供配电的电力线路
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9
工厂变配电所结构框图
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10
❖ 一、工厂供配电系统组成：5部分
（1）工厂总降压变电站：将电力系统供给的35~110kV的电源电压 降为6~10kV，供给高压配电站、车间变电站和高压用电设备。
（2）高压配电站：集中接受6~10kV电压电能，再分配到附近各车 间变电站和高压用电设备。
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16
第四节 电力系统的额定电压及电
能的质量指标
❖ 一、额定电压
额定电压：能使电力设备正常工作且能获得最佳经济 效果的电压叫额定电压。
❖ 第一章 供电系统概述 ❖ 第一章 供电系统概述 ❖ 第一章 供电系统概述 ❖ 第一章 供电系统概述 ❖ 第一章 供电系统概述 ❖ 第一章 供电系统概述 ❖ 第一章 供电系统概述
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1
第一章 供电系统概述
开始
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2
课题：电力系统概述
内容：
❖ 一、电力系统的基本概念（重点） ❖ 二、电力系统的运行特点及基本要求 ❖ 三、电力系统中性点运行方式（难点）
变电所的作用：从电网接受电能，经过变压器降压，按要求把 电能分配到各个车间。
一般大型工业企业设工厂降压变电所（35～110kV→6～10kV） 和车间降压变电所（ 6～10kV →220/380V ）。
配电所的作用：接受电能，按要求分配到各类用电设备。
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❖ 三、工厂供配电的电力线路
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工厂变配电所结构框图
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10
❖ 一、工厂供配电系统组成：5部分
（1）工厂总降压变电站：将电力系统供给的35~110kV的电源电压 降为6~10kV，供给高压配电站、车间变电站和高压用电设备。
（2）高压配电站：集中接受6~10kV电压电能，再分配到附近各车 间变电站和高压用电设备。
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第四节 电力系统的额定电压及电
能的质量指标
❖ 一、额定电压
额定电压：能使电力设备正常工作且能获得最佳经济 效果的电压叫额定电压。
第一章-电力系统基本概念PPT优秀课件
第一章 电力系统的基本概念
➢1-1 电力系统概述 ➢1-2 电力系统的特点和运行要求 ➢1-3 电力系统的接线方式和电压等级 ➢1-4 三相电力系统的中性点运行方式
第一章 电力系统的基本概念
需
1o 电力系统的组成？
掌
2o 电力系统的特点？
握 的
3o 系统电压等级？
问
4o 各设备额定电压？
题
5o 中性点运行方式？
500kV • 目前国际上实际投运的最高电压等级750kV(加、美、
俄、巴西、南非等国） • 我国晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程，
世界上第一条投入商业化运行的1000千伏输电线路
（3）直流输电、紧凑型输电和灵活交流输电
• 直流输电在远距离输电中具有优越性，我国已有 多条±800kV输电线路。
• 电压愈来愈高、容量和规模愈来愈大的区域性、地区性、 全国性甚至跨国性的电力系统
高压？
（2）特高压（1000kV以上）输电的出现与展望
• 习惯上，1～100kV为高压， 100～1000kV为超高压， 1000kV以上为特高压。
• 20世纪60年代国际上开始特高压输电的研究 • 1985年苏联1228km的1150kV,但至今运行于500kV • 20世纪90年代日本300km的1000kV，但至今运行于
对应于一定的输送功率和输送距离应有一最合理的线 路电压。但从设备制造角度和电力工业发展，国家 标准规定标准电压等级
➢ 所谓额定电压，就是发电机、变压器和电气设 备等在正常运行时具有最大经济效益时的电压。
➢ 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
➢1-1 电力系统概述 ➢1-2 电力系统的特点和运行要求 ➢1-3 电力系统的接线方式和电压等级 ➢1-4 三相电力系统的中性点运行方式
第一章 电力系统的基本概念
需
1o 电力系统的组成？
掌
2o 电力系统的特点？
握 的
3o 系统电压等级？
问
4o 各设备额定电压？
题
5o 中性点运行方式？
500kV • 目前国际上实际投运的最高电压等级750kV(加、美、
俄、巴西、南非等国） • 我国晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程，
世界上第一条投入商业化运行的1000千伏输电线路
（3）直流输电、紧凑型输电和灵活交流输电
• 直流输电在远距离输电中具有优越性，我国已有 多条±800kV输电线路。
• 电压愈来愈高、容量和规模愈来愈大的区域性、地区性、 全国性甚至跨国性的电力系统
高压？
（2）特高压（1000kV以上）输电的出现与展望
• 习惯上，1～100kV为高压， 100～1000kV为超高压， 1000kV以上为特高压。
• 20世纪60年代国际上开始特高压输电的研究 • 1985年苏联1228km的1150kV,但至今运行于500kV • 20世纪90年代日本300km的1000kV，但至今运行于
对应于一定的输送功率和输送距离应有一最合理的线 路电压。但从设备制造角度和电力工业发展，国家 标准规定标准电压等级
➢ 所谓额定电压，就是发电机、变压器和电气设 备等在正常运行时具有最大经济效益时的电压。
➢ 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
电力系统基础知识PPT课件
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
电力系统基础知识PPT
9
1.1什么是电力系统？
n 变电所：按其在电力系统中的地位分类
n 枢纽变电所： n 中间变电所： n 地区变电所： n 终端电站所：
电力系统基础知识PPT
10
1.2 电力系统的特点
▲过渡过程十分短暂：控制操作自动化程度高。必须 借助自动装置对电力系统进行控制：继电保护装置、
通常运行寿命25年。
电力系统基础知识PPT
21
2 发电厂
2.2 核电厂：均采用原子核裂变时释放出来的能量发电。
电力系统基础知识PPT
22
2 发电厂
2.3 水电厂：利用水能发电，可分为堤坝式、径流式（如葛洲坝）、抽 水畜能三类；水轮机组工作灵活，能迅速适应负荷急剧变化，一般从机 组启动、并网到带负荷只需几分钟即可完成；通常运行寿命50年。
电力系统基础知识PPT
23
2 发电厂
2.4 风力发电厂
电力系统基础知识PPT
24
3 变电站的一次接线
3.1 电力系统的电气设备
输变电设备包括
➢ 变换电压的设备：如变压器。
➢ 接通和开断电路的开关电器：如断路器，隔离开关，熔断器等。
➢ 防御过电压，限制故障电流的电器：如避雷器、避雷针、避雷线、 电抗器。