电力系统分析(完整版)111[1]
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电力系统分析
电气工程系
课程简介
• 什么是电力系统？ • 电力系统工程学科包括哪些内容？ • 学习《电力系统分析》课程要能完成什
么工作？ 三大计算：潮流 短路 稳定
课程简介
• 课程内容 • 教学进度 • 考查方式 • 联系方法
课程内容
• 电力系统的基本概念 • 电网等值 • 电力系统潮流计算 • 电力系统运行方式的调整和控制 • 电力系统故障分析 • 电力系统稳定性分析
1.1.3 电力系统的特点和运行 的基本要求
• 电力系统的特点
1 电能与国民经济各部门、国防和日常生活之间的关系都很密切 2 对电能质量的要求比较严格 3 电能不能大量储存 4 电力系统中的暂态过程十分迅速
• 运行的基本要求
1 可靠性 可以满足用户的用电需求：不断电，频率、电压、波形 质量符合要求 负荷按供电可靠性要求分为三类
1.2我国的电力系统（3）
电力系统的电压与输电容量和输电距离
线路电压(kv) 输送容量(MV) 输送距离(km)
6
0.1~0.2
4~15
10
0.2~2.0
6~20
35
2~10
20~50
110
10~50
50~150
220
100~500
100~300
330
200~800
200~600
500
1000~1500
2 安全性 保证系统本身设备的安全。 要求电源容量充足，电网结构合理
3 经济性 %%4 减小对环境的不利影响
1.1.4电力系统的基本参量、 接线图
• 衡量电力系统规模的基本参量
总装机容量——额定有功功率之和 年发电量 最大负荷 最高电压等级
• 接线图
地理接线图、电气接线图
1.1.5电力系统的接线方式和 中性点接地方式
课程内容
• 先修课程 ➢电路原理 ➢电磁场 ➢电机学
教学进度
• 总学时数：56~64
➢ 课堂教学：48~52 ➢ 实践环节：8~12
• 学时分配
➢ 电力系统的基本概念：2~3 ➢ 电网等值：8~10 ➢ 电力系统潮流计算：10~12 ➢ 电力系统运行方式的调整和控制：10 ➢ 电力系统故障分析：10~12 ➢ 电力系统稳定性分析：8~10
考查方式
• 教学部分
➢ 作业：
10%
➢ 考勤：
10%
➢ 闭卷考试： 60%
• 实践部分：20%
联系方法
• 授课教师：江宁强 • 办公室：基础实验楼338 • 电话：84315147 • Email:
目录
• 第一章电力系统的基本概念 • 第二章电网等值 • 第三章电力系统潮流计算 • 第四章电力系统运行方式的调整和控制 • 第五章电力系统故障分析 • 第六章电力系统稳定性分析
• 接线方式
➢ 无备用接线 特点：简单、经济、运行方便灵活。 供电可靠性差，电能质量差
➢ 有备用接线 特点：供电可靠，电能质量高 运行操作和继电保护复杂，经济性差
• 中性点接地方式（小接地方式和大接地方式）
➢ 不接地 供电可靠性高，绝缘成本高。 <35kv电网 ➢ 经消弧线圈接地 减小接地电流。采用过补偿方式 ➢ 直接接地 供电可靠性低，绝缘成本低。>110kv电网
1.2我国的电力系统（1）
• 4个发展阶段
195x：城市电网 196x：省网 1970~1990：区域电网 1990~：区域电网互联
• 电力系统的规模
2004 400GW 2010 535GW 2020 790GW
1.2我国的电力系统（2）
• 电压等级（KV）
➢ 发电机
3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 23.0
• 我国电力工业发展的指导思想
➢ 继续续发展煤电厂，提高能源效率，减小环 境污染
➢ 加速水力资源的开发利用和水电厂的建设 ➢ 发展核电技术并适度发展核电厂 ➢ 开发风力和潮汐等可再生能源 ➢ 加速建设输、配、变电工程，西电东送，促
例题
• 确定图中电力系统各元件的额定电压
G
T1
110kv
T2
35kv
T3 6kv
M
10kv
•G:10.5kv
T4 X
10kv
380v
•T1:10.5/121kv T2:110/38.5/11kv T3:35/6.3kv T4:10kv/400v
•M: 6kv
L:380v
1.2我国的电力系统（6）
250~850
1.2我国的电力系统（4）
• 额定电压：发电机、变压器、用电设备等正 常运行时最经济的电压
• 在同一电压等级中，电力系统的各个环节 （发电机、变压器、电力线路、用电设备） 的额定电压各不相同。某一级的额定电压是 以用电设备为中心而定的。
➢ 用电设备的额定电压是其他元件的参考电压。 用电设备端压允许在额定电压UN的5%内波动
方式
1.1.1电力系统的形成和发展
• 电磁感应定律 法拉第，1831
• 世界上第一个完整的电力系统 1882，法国
• 三相变压器和三相异步电动机 1891
• 直流电力系统和交流电力系统 爱迪生和西屋
1.1.2电力系统的组成
• 电力系统 发电厂、输电和配电网络、用户
• 电网、电力系统和动力系统 • 一次设备和二次设备
第一章 电力系统的基本概念
• 1.1电力系统概述 • 1.2我国的电力系统 • 小结
1.1 电力系统概述
• 1.1.1电力系统的形成和发展 • 1.1.2电力系统的组成 • 1.1.3 电力系统的特点和运行的基本要求 • 1.1.4电力系统的基本参量和接线图 • 1.1.5电力系统的接线方式和中性点接地
➢ 用电设备
3,6,10,35,110,220,330,500,750Leabharlann Baidu60,154已不再发展）
3 企业内部 6、10配电电压（6用于高压电机负荷）
110、220:高压。110：区域网，中小电力系统主干线
220：大电力系统主干线
330、500、750:超高压
>750:特高压
➢ 提高输电电压的利弊：减小载流截面和线路 电抗，利于提高线路功率极限和稳定性，增 加绝缘成本
➢ 输电线路的额定电压为线路的平均电压 [UN(1+5%)+UN(1-5%)]/2=UN
1.2我国的电力系统（5）
➢ 发电机的额定电压 UN(1+5%) ➢ 变压器的额定电压为变压器两侧的额定电压，
以变比表示为 k= U1N / U2N ❖ 一次侧
直接与发电机相连： U1N = UN(1+5%)<35kv 联络（相当于用电设备）： U1N = UN ❖ 二次侧相当于发电机 空 带 Us载 负%<载U7.25UN或2=N直U=接NU(1连N+(15负+%1载)0%时)U（2N内=部U压N(降1+约5%5)%）
电气工程系
课程简介
• 什么是电力系统？ • 电力系统工程学科包括哪些内容？ • 学习《电力系统分析》课程要能完成什
么工作？ 三大计算：潮流 短路 稳定
课程简介
• 课程内容 • 教学进度 • 考查方式 • 联系方法
课程内容
• 电力系统的基本概念 • 电网等值 • 电力系统潮流计算 • 电力系统运行方式的调整和控制 • 电力系统故障分析 • 电力系统稳定性分析
1.1.3 电力系统的特点和运行 的基本要求
• 电力系统的特点
1 电能与国民经济各部门、国防和日常生活之间的关系都很密切 2 对电能质量的要求比较严格 3 电能不能大量储存 4 电力系统中的暂态过程十分迅速
• 运行的基本要求
1 可靠性 可以满足用户的用电需求：不断电，频率、电压、波形 质量符合要求 负荷按供电可靠性要求分为三类
1.2我国的电力系统（3）
电力系统的电压与输电容量和输电距离
线路电压(kv) 输送容量(MV) 输送距离(km)
6
0.1~0.2
4~15
10
0.2~2.0
6~20
35
2~10
20~50
110
10~50
50~150
220
100~500
100~300
330
200~800
200~600
500
1000~1500
2 安全性 保证系统本身设备的安全。 要求电源容量充足，电网结构合理
3 经济性 %%4 减小对环境的不利影响
1.1.4电力系统的基本参量、 接线图
• 衡量电力系统规模的基本参量
总装机容量——额定有功功率之和 年发电量 最大负荷 最高电压等级
• 接线图
地理接线图、电气接线图
1.1.5电力系统的接线方式和 中性点接地方式
课程内容
• 先修课程 ➢电路原理 ➢电磁场 ➢电机学
教学进度
• 总学时数：56~64
➢ 课堂教学：48~52 ➢ 实践环节：8~12
• 学时分配
➢ 电力系统的基本概念：2~3 ➢ 电网等值：8~10 ➢ 电力系统潮流计算：10~12 ➢ 电力系统运行方式的调整和控制：10 ➢ 电力系统故障分析：10~12 ➢ 电力系统稳定性分析：8~10
考查方式
• 教学部分
➢ 作业：
10%
➢ 考勤：
10%
➢ 闭卷考试： 60%
• 实践部分：20%
联系方法
• 授课教师：江宁强 • 办公室：基础实验楼338 • 电话：84315147 • Email:
目录
• 第一章电力系统的基本概念 • 第二章电网等值 • 第三章电力系统潮流计算 • 第四章电力系统运行方式的调整和控制 • 第五章电力系统故障分析 • 第六章电力系统稳定性分析
• 接线方式
➢ 无备用接线 特点：简单、经济、运行方便灵活。 供电可靠性差，电能质量差
➢ 有备用接线 特点：供电可靠，电能质量高 运行操作和继电保护复杂，经济性差
• 中性点接地方式（小接地方式和大接地方式）
➢ 不接地 供电可靠性高，绝缘成本高。 <35kv电网 ➢ 经消弧线圈接地 减小接地电流。采用过补偿方式 ➢ 直接接地 供电可靠性低，绝缘成本低。>110kv电网
1.2我国的电力系统（1）
• 4个发展阶段
195x：城市电网 196x：省网 1970~1990：区域电网 1990~：区域电网互联
• 电力系统的规模
2004 400GW 2010 535GW 2020 790GW
1.2我国的电力系统（2）
• 电压等级（KV）
➢ 发电机
3.15, 6.3, 10.5, 15.75, 23.0
• 我国电力工业发展的指导思想
➢ 继续续发展煤电厂，提高能源效率，减小环 境污染
➢ 加速水力资源的开发利用和水电厂的建设 ➢ 发展核电技术并适度发展核电厂 ➢ 开发风力和潮汐等可再生能源 ➢ 加速建设输、配、变电工程，西电东送，促
例题
• 确定图中电力系统各元件的额定电压
G
T1
110kv
T2
35kv
T3 6kv
M
10kv
•G:10.5kv
T4 X
10kv
380v
•T1:10.5/121kv T2:110/38.5/11kv T3:35/6.3kv T4:10kv/400v
•M: 6kv
L:380v
1.2我国的电力系统（6）
250~850
1.2我国的电力系统（4）
• 额定电压：发电机、变压器、用电设备等正 常运行时最经济的电压
• 在同一电压等级中，电力系统的各个环节 （发电机、变压器、电力线路、用电设备） 的额定电压各不相同。某一级的额定电压是 以用电设备为中心而定的。
➢ 用电设备的额定电压是其他元件的参考电压。 用电设备端压允许在额定电压UN的5%内波动
方式
1.1.1电力系统的形成和发展
• 电磁感应定律 法拉第，1831
• 世界上第一个完整的电力系统 1882，法国
• 三相变压器和三相异步电动机 1891
• 直流电力系统和交流电力系统 爱迪生和西屋
1.1.2电力系统的组成
• 电力系统 发电厂、输电和配电网络、用户
• 电网、电力系统和动力系统 • 一次设备和二次设备
第一章 电力系统的基本概念
• 1.1电力系统概述 • 1.2我国的电力系统 • 小结
1.1 电力系统概述
• 1.1.1电力系统的形成和发展 • 1.1.2电力系统的组成 • 1.1.3 电力系统的特点和运行的基本要求 • 1.1.4电力系统的基本参量和接线图 • 1.1.5电力系统的接线方式和中性点接地
➢ 用电设备
3,6,10,35,110,220,330,500,750Leabharlann Baidu60,154已不再发展）
3 企业内部 6、10配电电压（6用于高压电机负荷）
110、220:高压。110：区域网，中小电力系统主干线
220：大电力系统主干线
330、500、750:超高压
>750:特高压
➢ 提高输电电压的利弊：减小载流截面和线路 电抗，利于提高线路功率极限和稳定性，增 加绝缘成本
➢ 输电线路的额定电压为线路的平均电压 [UN(1+5%)+UN(1-5%)]/2=UN
1.2我国的电力系统（5）
➢ 发电机的额定电压 UN(1+5%) ➢ 变压器的额定电压为变压器两侧的额定电压，
以变比表示为 k= U1N / U2N ❖ 一次侧
直接与发电机相连： U1N = UN(1+5%)<35kv 联络（相当于用电设备）： U1N = UN ❖ 二次侧相当于发电机 空 带 Us载 负%<载U7.25UN或2=N直U=接NU(1连N+(15负+%1载)0%时)U（2N内=部U压N(降1+约5%5)%）