第一章-电力系统的基本概念-电力系统课件.ppt

电气工程及其自动化专业电气工程及其自动化专业NJUT电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析1第一章第一章 电力系统的基本概念电力系统的基本概念电力系统的组成电力系统的组成电力系统的额定电压和额定频率电力系统的额定电压和额定频率对电力系统运行的基本要求对电力系统运行的基本要求电力系统的接线方式电力系统的接线方式电力系统分析课程的主要内容电力系统分析课程的主要内容2升压变压器升压变压器高压输电网高压输电网降压变压器降压变压器火电厂火电厂火电厂火电厂用用用用户户户户风电场风电场风电场风电场水电厂水电厂水电厂水电厂1-11-1 电力系统的组成电力系统的组成电力系统的组成电力系统的组成34（1 1）电力系统：电力系统：生产、输送、分配与消费电能的各生产、输送、分配与消费电能的各 种电气设备连接一起组成的系统。包括：种电气设备连接一起组成的系统。包括：发电机、发电机、电力网和用电设备组成电力网和用电设备组成。（2 2）电力网：电力网：电力系统中输送与分配电能的部分。电力系统中输送与分配电能的部分。包括：各种包括：各种升降压变压器升降压变压器和各个等级的和各个等级的输电线路输电线路。（3 3）动力系统：动力系统：电厂的动力部分与电力系统组成的电厂的动力部分与电力系统组成的整体。整体。1-1 1-1 电力系统的组成电力系统的组成电力系统的组成电力系统的组成6电力系统由发、输、变、配组成电力系统由发、输、变、配组成（生产、输送、分配、消费（生产、输送、分配、消费）1-1 1-1 1-1 1-1 电力系统的组成电力系统的组成电力系统的组成电力系统的组成7810111 1电力系统的发展简史电力系统的发展简史 2 2我国的电力系统我国的电力系统 电力工业发展概况电力工业发展概况132.全球交流输电电压等级的发展全球交流输电电压等级的发展 输电技术的百年发展史，实际上就是依靠不断提高输电技术的百年发展史，实际上就是依靠不断提高电压等级来增大输送容量和输电距离电压等级来增大输送容量和输电距离。152.全球交流输电电压等级的发展全球交流输电电压等级的发展164.我国的输电电压等级我国的输电电压等级220kV线路于1943年投运丰满丰满李石寨李石寨330kV线路于1974年投运刘家峡刘家峡关中关中500kV线路于1981年投运姚孟姚孟武昌武昌500kV直流线路于1989年投运葛洲坝葛洲坝上海上海750kV线路示范工程（青海官亭青海官亭-兰州东，兰州东，140km)于2005年9月投运1000kV特高压试验线路（晋东南晋东南-南阳南阳-荆州的荆州的654km线线路路）2008年投运年投运 我国输电技术的发展电压等级 220 330 500 750 1000出现年份 1943 1974 1981 2005 建设中185.交流输电线路的输送容量及输电距离交流输电线路的输送容量及输电距离w可见在西北地区发展可见在西北地区发展750kV750kV和在全国发展百万伏级输电线路和在全国发展百万伏级输电线路是十分必要的是十分必要的w例：输送750万千伏安容量的电力345kV电压等级，需要七条双回线，走廊宽度为 221.5 m1200kV电压等级，仅需一条单回线，走廊宽度为 91.5 m196.我国高压输电建设情况我国高压输电建设情况除西北地区以外：除西北地区以外：交流：交流：500kV,220kV,110kV,35kV,10kV直流：直流：500kV西北地区：西北地区：750kV,330kV,220kV,10kV,35kV,10kV2005年年2月国家发改委就开展特高压输电技术前期研究工作发出通知国网公司的1000kV交流特高压示范工程（晋东南晋东南-南阳南阳-荆州荆州的的654km线路和两个变电站及一个开关站）于于2008年投运年投运 南网公司南网公司的特高压建设目标是“五交二直”，计划在“十一十一五五”末期建成云南至广东的第一回800kV特高压特高压直流线路 2021东北电网东北电网东北电网东北电网华北电网华北电网华北电网华北电网西北电网西北电网西北电网西北电网川渝电网川渝电网川渝电网川渝电网华中电网华中电网华中电网华中电网华东电网华东电网华东电网华东电网南方电网南方电网南方电网南方电网500kV500kV220kV220kV330kV330kV热电厂热电厂水电站水电站核电站核电站22242526二、中国电力工业的现状与展望二、中国电力工业的现状与展望发电量：发电量：1980年以来，平均年增长率年以来，平均年增长率9，现为世界第二位。现为世界第二位。28二、中国电力工业的现状与展望二、中国电力工业的现状与展望装机容量：居世界装机容量：居世界第二位第二位。29 华东电网华东电网20042004年底统调装机容量（兆瓦）年底统调装机容量（兆瓦）电网名电网名称称总计总计火电火电水电水电核电核电上海上海118481184811848118480 0江苏江苏23979239792387923879100100浙江浙江12305123051100011000995995310310安徽安徽9510951089948994516516福建福建15374153748291829170837083直代管直代管656665669169162892289227582758全网全网7958179581649276492711586115863068306831二、中国电力工业的现状与展望二、中国电力工业的现状与展望2015年，发电量年，发电量30000亿亿kW.h2020年，发电量年，发电量36000亿亿kW.h高压远距离输电高压远距离输电是我国面临的主要问题（水电、火是我国面临的主要问题（水电、火电），必须出现新的电压等级。电），必须出现新的电压等级。电能质量电能质量问题是我国电力发展必须面临的又一个问问题是我国电力发展必须面临的又一个问题。题。321-2电力系统的额定电压和额定频率电力系统的额定电压和额定频率3334353637典型例题典型例题:(1)1)确定各设备额定电压确定各设备额定电压;(2);(2)若若T1T1工作于工作于+2.5%+2.5%抽抽头头,T2,T2工作于主抽头工作于主抽头,T3,T3工作于工作于-5%-5%抽头抽头,求个变压器变比求个变压器变比.10.5kV10.5kV121kV38.5kV110kV11kV35kV38用线电压表示的抽头额定电压用线电压表示的抽头额定电压220kV升压变压器降压变压器391.1.电力系统的运行特点电力系统的运行特点电能不能大量的存贮电能不能大量的存贮电力系统的暂态过程非常短促电力系统的暂态过程非常短促与国民经济各部门和人民日常生活密切相关与国民经济各部门和人民日常生活密切相关2.2.对电力系统运行的基本要求对电力系统运行的基本要求保证安全可靠的供电（采取措施防止和减小事故保证安全可靠的供电（采取措施防止和减小事故发生、负荷分类）发生、负荷分类）有合乎要求的电能质量（电压、频率、波形）有合乎要求的电能质量（电压、频率、波形）有良好的经济性（降低煤耗率、厂用电率和损耗）有良好的经济性（降低煤耗率、厂用电率和损耗）减小对环境的影响（限制污染物排放量）减小对环境的影响（限制污染物排放量）1-3 对电力系统运行的基本要求对电力系统运行的基本要求401-4 电力系统的接线方式电力系统的接线方式无备用接线无备用接线 特点：简单、经济、运行方便灵活。供电可靠性差，电能质量差图图1-4 无备用接线方式无备用接线方式（a）放射式）放射式 （b）树状）树状 （c）干线式样干线式样 41有备用接线有备用接线特点：供电可靠，电能质量高 运行操作和继电保护复杂，经济性差图图1-5 有备用接线方式有备用接线方式（a）放射式样放射式样 （b）树状树状（c）干线式干线式（d）环式环式 （e）两端供电网络两端供电网络1-4 1-4 电力系统的接线方式电力系统的接线方式421-5 电力系统分析课程的主要内容 课程的性质和目的课程的性质和目的：l本课程是电气工程及其自动化专业的主要专业课程之一，本课程是电气工程及其自动化专业的主要专业课程之一，是一门理论性和实践性都很强的课程。是一门理论性和实践性都很强的课程。对电力系统的对电力系统的组成、运行特点、分析方法组成、运行特点、分析方法有全面的了解有全面的了解熟悉电力系统各熟悉电力系统各元件的特点、数学模型和相互间的关系元件的特点、数学模型和相互间的关系，理解并掌握电力系统理解并掌握电力系统稳态稳态和和暂态暂态分析分析分析的物理概念、原理分析的物理概念、原理和方法；和方法；并在工程分析计算和解决实际问题的能力上得到训练和培并在工程分析计算和解决实际问题的能力上得到训练和培养养为今后进一步的学习和在实践中的应用打下一定的基础为今后进一步的学习和在实践中的应用打下一定的基础。431-5 电力系统分析课程的主要内容 电力系统稳态分析电力系统稳态分析正常的、相对静止的 运行状态电力系统暂态分析电力系统暂态分析从一种运行状态向另一种运行状态的过渡过程44 教教 材：何仰赞.电力系统分析（上、下）.华中科技大学出版社 参考书：参考书：陈 珩.电力系统稳态分析.中国电力出版社夏道止.电力系统分析.中国电力出版社华智明.电力系统.重庆大学出版社李光琦.电力系统暂态分析.中国水利电力出版社1-5 电力系统分析课程的主要内容 电路模型电路模型数学模型数学模型运行变量运行变量元件参数元件参数电力系统电力系统45电电力力系系统统元元件件模模型型及及参参数数计计算算电电力力网网的的电电压压和和功功率率分分布布电电力力系系统统的的电电压压和和频频率率调调整整稳态分析稳态分析故障分析故障分析稳定性分析稳定性分析 电力系统分析电力系统分析电电力力系系统统的的三三相相短短路路电电力力系系统统的的不不对对称称故故障障电电力力系系统统的的机机电电特特性性电电力力系系统统的的暂暂态态稳稳定定电电力力系系统统的的静静态态稳稳定定46电力系统的组成电力系统的组成发、输、变、配发、输、变、配短路电流分析与计算短路电流分析与计算故障分析，短路计算故障分析，短路计算电气参数及等值电路电气参数及等值电路物理元件的数学模型物理元件的数学模型稳态分析与计算稳态分析与计算功率流动、功率流动、潮流计算、有功潮流计算、有功调整、无功调整调整、无功调整发电厂和变电所一次系统发电厂和变电所一次系统接线方式，电气设备接线方式，电气设备发电厂和变电所二次系统发电厂和变电所二次系统继电保护，电网监护继电保护，电网监护电力系统运行稳定性电力系统运行稳定性静稳、暂态稳定静稳、暂态稳定波过程波过程操作或雷击产生的过电压操作或雷击产生的过电压(过程最短过程最短)高压课程高压课程 主讲主讲47发发电电厂厂电电气气部部分分电气主接线电气主接线电器的原理与选择电器的原理与选择控制与信号控制与信号二次系统二次系统配电装置配电装置电器的组合及布置电器的组合及布置高压断路器运行高压断路器运行同步发电机的运行同步发电机的运行变压器的运行变压器的运行48电电力力系系统统继继电电保保护护原原理理电流保护电流保护距离保护距离保护高频保护高频保护自动重合闸自动重合闸变压器保护变压器保护发电机保护发电机保护母线保护母线保护49