第一章电力系统的基本概念10.3.1
1、电力系统的基本概念
用线电压表示的抽头额定电压
220kV
升压变压器
降压变压器
– 变压器变比：
– A）额定变比：kN=高压侧额定电压/低压侧额定电压 – B）实际变比：k =高压侧分接头电压/低压侧额定电压。
– C）标幺变比：k*= k / kN (or ：k*= k / kB) – 例题：一台220/10kV升压型变压器和一台220/10kV降压型
1.05UN，1.025UN，UN，0.975UN， 0.95UN 即(1±2×2.5% )
– B）有载调压变压器：分接头数多，调整范围大。
– 我国暂定110kV级有载调压变压器为1±3×2.5%，其7个分 接头； 220kV级有载调压变压器为1±4×2.5%，其9个分接 头；特殊情况下还可以有15、27个分接头等。
37
20
35
38.5
110
115
110
121
220
230
220
242
330
345
500
525
330
345 及 363
500
525 及 550
750
800
750
825
• 1、电网的额定电压等级UN
–低压电网：0.22kV、0.38kV、0.66kV
–中压电网：3kV、6kV、10kV
–高压电网：35kV、110kV、220kV –超高压电网：330kV、500kV(±500kV)、750kV –特高压电网：±800kV 、1000kV
– 中部通道：将金沙江干支流(雅砻江、大渡河)水 电站开发出来送往华东地区。
第一章电力系统的基本概念夏道止版
电力工业发展概况及前景
3. 电力市场
电力市场是以电价作为控制电力交易的杠杆，进行负荷管理、 电力系统运行，在电力生产者、电力消费者和输供电网络管 理者之间实行平等、公正的等价交换的系统的总称。
这一改革最早起源于美国（ 50年代）， 80年代末英国企业民营 化，英国电力改革的成功经验吸引了世界各国的纷纷仿效。 改革最成功的要属澳大利亚。
?一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成人 身事故，经济严重损失，人民生活发生混乱。 ?二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大 量减产，人民生活受影响。
?1－3电力系统运行应满足的基本要求
优质
指标
电压： ≥35kV ±5% ≤10kV ±7% 6 ~ 10kV ≤4% 380V ≤5% （无功功率）
2. 取线路始端电压为额定电压的 105%；
3. 取发电机的额定电压为线路额定电压的 105%； 4. 变压器分升压变和降压变考虑一次侧接电源，
取一次侧额定电压等于用电设备额定电压；二 次侧接负荷，取二次侧额定电压等于线路额定 电压 。
二 电力系统的结线方式和电压等级
2、电压等级及其适用范围
变压器的电压等级
?升压变压器（例如 35/121，10.5/242 ） ?一次侧（低压侧）不直接接电源，相当于用电 设备，一次侧额定电压等于 用电设备的额定电压 ?U直N；接和发电机相联的变压器 一次侧额定电压 等于发电机的额定电压即 105％UN； ?二次侧（高压侧）接线路始端，向负荷供电， 相当于发电机，应比线路的额定电压高 5%，加 上变压器内耗 5%，所以二次侧额定电压等于 用 电设备的额定电压 110%。
暂态过程非常短促 与国民经济及日常生活关系密切
要求
安全 优质 经济 环保
第1章_电力系统的基本概念
第1章电力系统的基本概念今天，我们将进入电力系统基本概念的学习。
也就是教材上册的第1章。
实际上，我们每天都在与电打交道，例如各种家电产品，电车、电梯、自动扶梯等运输设备，计算机等信息设备，商务、教育器材、照明灯、空调。
在这种与电的交往中，最重要的就是与电友好相处。
要友好相处，就必须了解电在各种地方的功能和特性。
本章是一个概述的章节，我们主要对图1-1所示的内容图1-1第1章结构图首先是什么是电力系统？它由哪些部分构成？常常听到的电力网、输电系统等是什么？和电力系统是一个概念吗？之后我们将对系统中最基本的两个额定值，也就是电压和频率额定值，进行定义和说明，了解为什么要规定额定值。
电力系统的运行有其特殊的特点和规律，不能违背这点需要我们了解。
比如有人会问，为什么我们不在春天和秋天用电不紧张的时候多发一点电，存起来到夏天和冬天用呢？那学完后，你们就应该能够向身边的朋友解释了。
最后是电力系统的接线方式，简单了解一下而已，接线方式的详细介绍要到“发电厂电气”课程中介绍。
这个呢，就是我们这一章的基本内容。
下面我们进入基本概念的学习！1-1 电力系统的组成一电力系统由生产、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称为电力系统。
P1 由发电厂（生产）、输电线路（输送）、配电系统（分配）及负荷（消耗电能的各种电气设备）组成。
发电厂将水力能源、火力能源以及地热、潮汐、风力和太阳能等原始能源转换成电能，电能经过变压器和不同电压的输电线路输送至配电系统，再由配电线路把电能分配给负荷（用户）。
二电力网输送和分配电能的部分称为电力网，或电力网络，包括升、降压变压器和各种电压等级的输电线路。
所以，电力网是电力系统的一个组成部分。
三动力系统电力系统中，将火电厂的汽轮机、锅炉、供热管道和热用户；水电厂的水轮机和水库等动力部分包括进来，称为动力系统。
所以，电力系统是动力系统的一个组成部分。
见图1-2。
注意：图1-2 是单相图。
第一章 电力系统的基本概念
二级负荷（尽可能不停电）：指电能供应的中断或减少将造成产品产 量和质量的下降，人民生活正常秩序受到影响的用电设备。 三级负荷（允许停电）：除一、二级负荷外的用电设备。
1-3电力系统运行应满足的基本要求 1.可靠：保证供电的可靠性
Ø相应措施 电源与电网的建设（西电东送全国联网） 备用调度 设备检修（计划检修→状态检修）
±0.2Hz ±0.5Hz
1-3电力系统运行应满足的基本要求 2.优质：保证良好的电能质量
——电压质量、频率质量、波形质量 （3）波形：以畸变率来衡量
THD =
∑I
n=2
∞
2 n
/ I1
0.38kV: ≤ 5% 10kV: ≤ 4% 35kV: ≤ 3% 110kV: ≤ 2%
U N = ( U a + U b )/2 = (1.05U e + 0.95U e ) /2
等于系统的额定电压（线路平均电压） 2.发电机：规定比系统的额定电压高5%
3.变压器： 一次侧：相当于用电设备，其额定电压与系统相同；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%，实际应比线路高10%。
福建电网网架及负荷特点
2009年以后，福建电网500 千伏大环网形成，沿海2-3 回，西部1回。220kV双环网的 结构。
2001年福建与华东实现 联网运行,最大外送电能力 180万千瓦，累计实现外送 电量384.7亿千瓦时。
由于电源主要分布在北 部，负荷中心在沿海南部 地区，主网潮流北电南 送，断面最大输送潮流达 380万千瓦。
电力系统稳态分析
正常稳态分析 计算（U、I、P、Q、f） 电力系统稳态 分析 电 力 系 统 分 析 电力系统暂态分 析 稳定性分析 运行调整和优化
现代电力系统分析课件-第一章系统基本概念综述
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。
电力系统的基本概念教学课件
2023-11-03CATALOGUE 目录•电力系统概述•电力系统的基本元件•电力系统的工作原理•电力系统的安全与保护•电力系统的发展趋势与挑战01电力系统概述定义电力系统是指通过发电、输电、配电和用电等环节，将电能从电源输送到用户的系统。
组成电力系统由发电设备、输电线路、变压器、配电设施以及用电设备等组成。
电力系统的定义与组成利用各种能源（如煤炭、水力、风能、太阳能等）进行发电，产生电能。
发电环节通过输电线路将电能从发电环节传输到配电环节。
输电环节在配电所对电能进行分配，通过配电线路输送到最终用户。
配电环节用户使用各种用电设备消耗电能。
用电环节电力系统的基本环节电力系统是现代社会经济运行的基础，保障了工业、农业、服务业等各行业的正常运转，对经济发展具有重要影响。
电力系统的重要性经济重要性电力系统为人们提供了照明、电力设备等生活必需品，保障了社会的基本运转。
社会重要性随着能源结构的转变，电力系统的环保性日益受到关注，通过发展清洁能源和高效电力技术，可以减少对环境的影响。
环境重要性02电力系统的基本元件发电机包括水轮发电机、汽轮发电机、风力发电机等。
种类工作原理额定容量发电机利用磁场和导线的相对运动产生电流。
发电机的额定容量是指其输出的最大有功功率。
030201变压器主要用于升高或降低电压。
作用基于电磁感应原理，通过改变线圈匝数来改变电压。
工作原理变压器有并联、串联等连接方式。
连接方式工作原理利用磁场和导线的相对运动产生电流，通过热效应切断电流。
作用断路器用于在电路中切断电流，防止过载和短路。
类型断路器包括空气断路器、真空断路器、SF6断路器等。
断路器输电线路包括架空输电线路和地下输电线路。
类型输电线路用于将电能从发电机输送到负荷中心。
作用输电线路的额定输电容量是指其能够传输的最大功率。
额定输电容量输电线路03电力系统的工作原理电力系统的运行方式通过发电机将其他形式的能源转化为电能。
发电输电配电电力消费通过输电线路将电能从发电厂输送至负荷中心。
第一章-电力系统基本概念PPT优秀课件
➢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
电力系统的基本概念
非再生能源
随人类的利用而越来越少，总有枯竭之时的能源 例如煤、石油、天然气、核燃料等
-7-
能源及其分类
4. 按能源本身的性质分： 含能体能源
可以直接储存的能源 例如煤、石油、天然气、核燃料、地热、氢能等
过程性能源
800MW及以上。 超超临界压力发电厂，压力26.25MPa，温度600℃ ，PN=1000MW及以
上。目前世界最大机组容量已达1300MW。
(3) 按原动机分
凝汽式汽轮机发电厂 燃气轮机发电厂 内燃机发电厂 蒸汽—燃气轮机发电厂
-16-
一、火力发电厂
(4) 按输出能源分
凝汽式电厂（200MW及以上的机组） 容量大，靠近燃料产区（坑口、矿口），燃烧劣质煤。 电能经高压或超高压线路送往负荷中心，单纯供电。
能源及其分类
2. 按被利用的程度分： 常规能源
在一定的历史时期和科学技术水平下，已经被人们广泛利用的能源 例如煤、石油、天然气、水能等
新能源
古老的能源采用先进的方法加以广泛利用，以及用新发展的技术开发的 能源
例如太阳能、风能、海洋能、地热能、生物质能、氢能、核能等
-6-
能源及其分类
3. 按能否再生分： 可再生能源
我国目前已探明的最大水电站在雅鲁藏布江的墨脱，可装机4380万KW
-36-
二、水力发电厂
优点：发电成本低； 对环境没有污染； 运行灵活方便； 可防洪、灌溉、航运等。
缺点：一次投资大； 建设周期长； 受水文气象影响； 淹没土地、移民搬迁等。
火电和水电的简单比较 火电厂投资相对少，建设工期相对短，但原料储量不如水电丰富，而
第一章电力系统基本知识
综合负荷
电力网的 功率损耗
供电负荷
厂用电
发电负荷
24
负荷的表示方法
电力系统的负荷
有功负荷（有功功率） 无功负荷（无功功率）
25
➢有功功率: 把电能转换为其他能量（机械能、
光能、热能等）并在用电设备中真实消耗掉 的功率。
➢无功功率: 无功功率并不做功，只是用来完
成电磁能量的相互交换所需的功率。
36
三班制连续生 产的重工业， 例如钢铁工业 的日负荷曲线 如图9-2(a)所 示，曲线比较 平坦，最小负 荷系数达到 0.85。
37
一班制生产的 轻工业，如食 品工业的日负 荷曲线示于图 9-2(b)，负荷 变化幅度大， 最小负荷系数 只有0.13。
38
非排灌季节的 农业日负荷曲 线示于图9-2(c)， 农村加工用电 每天仅12小时。
9
一 电力线路的额定电压
电力线路的额定电压和系统的额定电压 相等，有时把它们称为网络的额定电压， 如220kV、 500kV网络等等。
电力线路的额定电压为线电压。
10
电力线路额定电压确定原则 输送功率 输送距离 同系统中电压等级不宜过多或过少，
级差不宜过大
11
线路的额定电压与输送功率和输送距离的关系
导线
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1、导线和避雷线
导线型号：LJ、LGJ、LGJQ和LGJJ 避雷线型号：一般采用LGJ，通过杆塔与地相连。
例如：LGJ－185表示钢芯铝绞线，载流截面积 185mm2
为了防止电晕220kV及以上线路常采用分裂导线。 分裂数：二分裂、三分裂、四分裂和六分裂
55
56
四分裂导线
二分裂导线
57
电网调度
第 1 章 电力系统的基本概念(夏世威)
} 国家电网公司
中国南方电网有限公司
2家电网公司
中国华能集团公司 中国大唐集团公司 中国华电集团公司 中国国电集团公司
}
5家发电公司
中国电力投资集团公司
} 中国电力工程顾问集团公司
中国水电工程顾问集团公司 中国水利水电建设集团公司
4家辅业公司
中国葛洲坝集团公司
国家电力监管委员会
核聚变产生如2果至研产3究个生之新的中中新。子中，子并至放少出有射一线个。再能引起其
例如：它谓氦核链也式的发 反聚生应合裂。变，裂变就能持续进行，形成所
裂变过程中放出的裂变能就是可利用的核能。
2021/7/9
33
核电站的生产过程
反应堆是核电厂的核心，它是一个可以被控制 的裂变装置。
水在反应堆内被加热后，沸腾并蒸发成压力是 6.68×106～7.85×106Pa，温度是280℃～ 290℃的蒸汽，经过管道直接送入汽轮机做功。
东通道-------除利用现有的葛洲坝至上海直流线路输电 120万千瓦外，2002年前建成第二回东送500千伏直流 输电线路和湖北宜昌、江苏常州换流站，额定容量300 万千瓦；2008年再建成第三回送上海的直流线路，增加 容量300万千瓦。同时，在华东地区配套建设500千伏 交流输电线路850公里，变电容量850千伏安。
由排粉机抽出，随同空
结水泵加压 把原煤磨成很细的粉 助燃空气送入入口锅炉的燃烧室
14
火力发电厂
汽轮机转子转动带动发电机转子转动，在发电 机中把机械能转换成电能，发电机发出的电能 经过升压变压器送入高压电力网
蒸汽式火力发电厂中，由于做过功的蒸汽（排 气）中仍含有热量，被凝结成水时有热损失， 这种电厂效率不高，汽损失占燃煤总发热量的 42%以上。