第一章电力系统概述(yiwancheng).ppt

《第一章电力系统概述(yiwancheng).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第一章电力系统概述(yiwancheng).ppt（97页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、授课教材：电力系统基础（第二版）杨以涵主编，中国电力出版社，2007主要参考书目：1、电力系统概论，杨淑英，中国电力出版社.2003 2、电力系统分析，夏道止，中国电力出版社，2004年9月。3、电力系统基础，吴俊勇，北京交通大学出版社 4、电力系统稳态分析第三版，陈珩,中国电力出版社,2007.61电力系统稳态分析（一）电力系统基础正常稳态分析计算（U、I、P、Q、f）运行调整和优化电力系统的基本概念各元件的特性和模型潮流计算调频调压经济运行电力系统暂态分析（二）电磁暂态分析（故障分析）正常稳态分析（稳定性分析）对称故障（三相短路）不对称短路静态暂态 主要内容2重点：三大计算1、标幺值计算2

2、、稳态计算：潮流；调频、调压3、暂态计算：故障；稳定性 3第一章第一章 电力系统电力系统概述概述第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成第二节第二节 电力系统的形成电力系统的形成 第三节第三节 电力系统的负荷电力系统的负荷 第四节第四节 电力系统运行的特点及要求电力系统运行的特点及要求第五节第五节 电力系统的电压等级和规定电力系统的电压等级和规定第六节第六节 我国电力工业的发展我国电力工业的发展4第一章第一章 电力系统电力系统概述概述重点重点及及难点难点：重点：1、电力系统的基本概念 2、电力系统的基本要求 3、电压等级 难点：电压等级5第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统

3、中能源的构成能源开发与利用能源开发与利用(一一)能源资源能源资源 能源资源是指为人类提供能量的天然物质。它包括煤、石油、天然气、水能等，也包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、核能等新能源。能源资源是一种综合的自然资源。纵观社会发展史，人类经历了柴草能源时期、煤炭能源时期和石油天然气能源时期，目前正向新能源时期过渡，并且无数学者仍在不懈地为社会进步寻找开发更新更安全的能源。但是，目前人们能利用的能源仍以煤炭、石油、天然气为主，在世界一次能源消费结构中，这三者的总和约占93%左右。6能源按其来源可以分为四类：第一类是来自太阳能第一类是来自太阳能。除了直接的太阳辐射能之外，煤、石油、天然气等

4、石化燃料以及生物质能、水能、风能、海洋能等资源都是间接来自太阳能。第二类是以热能形式储藏于地球内部的地第二类是以热能形式储藏于地球内部的地热能热能，如地下热水、地下蒸汽、干热岩体等。第三类是地球上的铀、钍等核裂变资源和第三类是地球上的铀、钍等核裂变资源和氘、氚、锂等核聚变资源。氘、氚、锂等核聚变资源。第四类是月球、太阳等星体对地球的引力，第四类是月球、太阳等星体对地球的引力，而以月球引力为主所产生的能量而以月球引力为主所产生的能量，如潮汐能。第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成7能源按使用情况使用情况进行分类，如表1-1所示

5、。凡从自然界可直接取得而不改变其基本形态的能源称为一次能源。由一次能源经过加工或转换成另一种形态的能源称为二次能源。在一定历史时期和科学技术水平下，已被人们广泛应用的能源，称为常规能源。那些虽古老但采用了新的先进的科学技术而加以广泛应用的能源称为新能源。凡在自然界中可以不断再生并有规律地得到补充的能源，称为可再生能源。经过亿万年形成的，在短期内无法恢复的能源称为非可再生能源。第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成8能能源源一次一次能源能源常规常规能源能源可再生能源：水力可再生能源：水力非可再生能源：煤、石油、天然气、核裂变非可

6、再生能源：煤、石油、天然气、核裂变新能源新能源可再生能源：太阳能、风能、生物质能、海洋能、可再生能源：太阳能、风能、生物质能、海洋能、地热能地热能非可再生能源：核聚变材料非可再生能源：核聚变材料二次二次能源能源电力、焦炭、煤气、汽油、煤油、柴油、重油、沼气、蒸汽、电力、焦炭、煤气、汽油、煤油、柴油、重油、沼气、蒸汽、热水热水表1-1 能源分类第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成9(二二)、资源的有效利用、资源的有效利用 人类生产和生活始终面临着一个无法避免的问题：资源稀缺。注重：能源开发与节约并重第一节第一节第一节第一节 电

7、力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成10一、一、水力发电 水电站是将水能转变成电能的工厂，能量转换过程：水能机械能电能。水流量(m3/s)和水头（落差m）w我国水力资源 理论蕴藏量：6.98亿千瓦 技术可开发：4.93亿千瓦 经济可开发：3.95亿千瓦 目前已开发：1.08亿千瓦第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成11水电站的型式图11 水电站示意图1水库；2压力水管；3水电站厂房；4水轮机5发电机；6尾水渠道（1）坝后式第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的

8、构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成12示例：水口水电厂三峡电站第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成13三峡电站水轮机第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成14（2 2）河床式水电站）河床式水电站图12 河床式水电站示意图 第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成15葛洲坝水电站（河床式）第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能

9、源的构成16图13 引水式水电站示意图（3）引水式水电站第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成17引水式电站示例第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成18（4）梯级电站图14 梯级水电站布置示意图古田溪梯级电站、富泉溪梯级电站第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成19（5）抽水蓄能电站图15 抽水蓄能式水电站w既是电源又是负荷，起到削峰填谷作用；w具有调频、调相、负荷备用、事故备用的功能。第一

10、节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成20浙江天荒坪抽水蓄能电站水库第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成21水电站的主要动力设备 水轮机 能将水能转换成旋转的机械能。仅利用水流的动能转换为机械能的水轮机称为冲击式水轮机。同时利用水流的压能、动能转换成机械能的水轮机称为反击式水轮机（最广泛）。第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成221、冲击式水轮机 根据水流冲击转轮的部位和方向的不同，冲击式水轮

11、机可分为水斗式、斜击式和双击式。水斗式水轮机应用最广泛，它的主要部件有转轮、喷嘴、喷针、折向器、主轴和机壳。图16 水斗式水轮机1转轮；2喷嘴；3转轮室；4机壳；5调节手轮；6针阀第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成232、反击式水轮机 反击式水轮机种类很多，有混流式、斜流式、轴流式（定浆式、转浆式）、贯流式（全贯流式、半贯流式）。主要由水轮机室、导水机构、转轮和泄水机构四大部分组成。第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成24（1）水轮机室 是引水机构，常称

12、蜗壳，其作用是将引水管来的水流沿圆周方向均匀导向转轮。图17 蜗壳外形图第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成25（2）导水机构 导水机构的作用是使水流沿着有利的方向进入水轮机的转轮。调整导叶的开度，调节进入转轮的流量，从而改变水轮机的输出功率。导水机构关闭导叶，可使水轮机停止运行。（3）转轮第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成26（4）尾水管图18 尾水管示意图 第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统

13、中能源的构成27第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成28（1）水能是可再生能源，没有损耗，没有污染。（2）不排放有害气体、烟尘和灰渣，没有核废料。（3）水力发电的效率高，常规水电厂的发电效率在80%以上。（4）机组起停灵活，输出功率增减快、可变幅度大，便于调峰、调频和承担事故备用电源。（5）水库可以综合利用，承担防洪、灌溉、航运、生活和生产用水、养殖、旅游等任务。（6）受丰枯变化的影响较大。（7）对生物资源生态环境有破坏。水力发电的特点：第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电

14、力系统中能源的构成29二、火力发电 火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气或其他燃料的化学能生产电能的工厂。我国电源构成是以火电为主，至2004年底，全国总装机容量为44070万kW，火电装机容量为 32490万kW,占我国发电装机总容量的 73.7%。火电厂按使用燃料的不同可分为燃煤、燃油和燃气等几类电厂。我国的煤炭资源比较丰富，燃煤火电厂是我国目前电能生产的主要方式。第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成30 锅炉将燃料的化学能转化为蒸汽热能，蒸汽机将蒸汽热能转化为机械能，发电机将机械能转化为电能。（如图15所示）。

15、火电厂的实际生产过程要复杂得多，还需要很多辅助系统以维持其正常生产，如输煤系统、除灰系统，供水系统、水处理系统等。火电厂生产过程 火电厂按照原动机不同可分为汽轮机电厂、燃气轮机电厂、蒸汽燃气轮机联合循环电厂。但从能量转换观点分析，其基本过程都是：燃料的化学能热能机械能电能。第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成31图15 凝汽式火力发电厂生产系统组合示意图第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成32浙江华能火电厂第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力

16、系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成33火电厂锅炉外观第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成34三、风力发电 风能就是指流动的空气所具有的能量，是由太阳能转化而来的。风能是一种干净的自然能源、可再生能源，同时风能的储量十分丰富。据估算，全球大气中总的风能量约为1017kW，其中可被开发利用的风能约为21010kW，比世界上可利用的水能大10倍。因此，风能的开发利用具有非常广阔的前景。(一)、风力发电机 从能量转换观点来看，风力发电的能量转换过程为：空气动能旋转机械能电能，因此发电设备的关键在于将截获的流动空

17、气所具有的动能转化为机械能的装置即风力机。第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成35三、风力发电风能资源 风能就是指流动的空气所具有的能量，是由太阳能转化而来的。全球大气中总的风能量约为:1017kW，可被开发利用的风能约为:21010kW，比世界上可利用的水能:大10倍。因此，风能的开发利用具有非常广阔的前景。第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成36古代对风能的利用:几千年(埃及最早)的历史:风车用于碾谷和抽水、借风航行等现代对风能的利用：风力发电 如：新

18、疆达板城风电场、福建平潭、东山等地风电场第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成37一、风力发电机（1）风力发电的能量转换过程：空气动能 旋转机械能 电能 风力机发电机第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成38第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成39第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成40第一节第一节第一节第一节 电力系统中

19、能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成41第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成42(二)、风力发电的运行方式 风力发电机组由风力机和发电机及其控制系统所组成，其中风力机完成风能到机械能的转换，发电机及其控制系统完成机械能到电能的转换。风力发电的运行方式通常可分为独立运行和并网运行。1、独立运行 发电机组的独立运行是指机组生产的电能直接供给相对固定的用户的一种运行方式。独立运行的风力发电机输出的电能经蓄电池蓄能，再供应用户使用。为了实现不间断的供电，风力发电系统可与其他动力源联合使用，互为补充，

20、如风力柴油发电系统联合运行，风力太阳能电池发电联合运行。第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成432、并网运行 风力发电机与电网连接，向电网输送电能的运行方式，是克服风的随机性而带来的蓄能问题的最稳妥易行的运行方式，并可达到节约矿物燃料的目的。10kW以上直至兆瓦级的风力发电机皆可采用这种运行方式。在风能资源良好的地区，将几十、几百台或几千台单机容量从数十千瓦、数百千瓦直至兆瓦级以上的风力发电机组按一定的阵列布局方式成群安装而组成的风力发电机群体，称为风力发电场，简称风电场。风力发电场属于大规模利用风能的方式，其发出的电能全部

21、经变电设备送往大电网。第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成44(三)、风力发电的特点 （1）风能是可再生能源，不存在资源枯竭的问题。（2）风力发电是清洁的电能生产方式，不会造成空气污染。（3）风力发电机组建设工期短，单台机组安装仅需几周，从土建、安装到投产，只需半年至一年时间。投资规模灵活，可根据资金多少来确定，而且安装一台可投产一台。（4）运行简单，可完全做到无人值守。（5）实际占地少，机组与监控、变电等建筑仅占风电场约1%的土地，其余场地仍可供农、牧、渔使用，而且对土地要求低，在山丘、海边、河堤、荒漠等地形条件下均可建设

22、，还可建设大型海上风力发电场。第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成45（6）偏远地区地广、人稀、风力资源丰富，风力发电独立运行方式便于解决其供电问题。（7）风能具有间歇性，风力发电必须和一定的其他形式供能或储能方式结合。（8）风能的能量密度低，空气的密度仅约为水的密度的1/800，因此，同样单机容量下，风力发电设备的体积大、造价高，单机最大容量也受到限制。（9）风力发电机组运转时发出噪声及金属叶片对电视机与收音机的信号接收会造成干扰，对环境有一定影响。第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统

23、中能源的构成电力系统中能源的构成46w1、太阳能资源 太阳能是地球的能源之母、万物生长之源。可再生能源，用之不竭，免费使用。而且是清洁、无污染。但是，太阳能的能流密度较低，还具有间歇性和不稳定性。四、太阳能发电第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成47五、核能发电 核电厂是利用核裂变能转化为热能，再按火电厂的发电方式，将热能转换为电能，它的原子核反应堆相当于锅炉。核反应堆中，除装有核燃料外，还以重水或高压水作为慢化剂和冷却剂，所以，反应堆又可分为重水堆、压水堆等。图16为压水堆核电厂发电方式示意图。核反应堆内，铀-235在中子

24、撞击下，使原子核发生裂变，产生的巨大能量主要以热能形式被高压水带至蒸汽发生器，在此产生蒸汽，送至汽轮发电机组。1kg铀-235所发出的电力约等于2700t标准煤所发出的电力。第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成48图16 压水堆核电厂发电方式示意图第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成49 福建省在福鼎、福清筹福建省在福鼎、福清筹建核电站，作为能源的建核电站，作为能源的过渡过渡方案。方案。w问题 （1）辐射环境影响 排放的汽体、液体、固体废物 （2）非辐射环

25、境影响 排放的废热、废水等第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成50垃圾焚烧发电厂 生物质 燃烧 热能 电能 （在深圳、广东、浙江较多）沼气发电厂木煤气发电厂薪柴发电厂蔗渣发电厂六、生物质能发电第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成51来源来源 火电：锅炉汽轮机发电机火电：锅炉汽轮机发电机 水电：水库水轮机发电机水电：水库水轮机发电机 核电：核反应堆汽轮机发电机核电：核反应堆汽轮机发电机 其它：如风能、地热能、太阳能、潮汐等其它：如风能、地热能、太阳能、潮汐等

26、第一节第一节第一节第一节 电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成电力系统中能源的构成52第二节 电力系统的形成 一一、电力系统的基本概念电力系统的基本概念图1-7 动力系统、电力系统、和电力网络示意图53电力系统由发+输+配电系统+负荷组成；（是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一）电力网络由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能的设备组成；总装机容量系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和，以KW、MW、GW为单位计；年发电量系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和，以KWh、MWh、GWh为单位计；最大负荷指规定时间内，系统总有功功率负荷的最大值，以KW、MW、G

27、W为单位计；第二节第二节第二节第二节 电力系统的形成电力系统的形成电力系统的形成电力系统的形成54额定频率按国家标准规定，我国所有交流电力系统的额定功率为50Hz。最高电压等级指系统中最高的电压等级电力线路的额定电压。第二节第二节第二节第二节 电力系统的形成电力系统的形成电力系统的形成电力系统的形成55第三第三节节 电电力系力系统统的的负负荷荷负负荷分荷分类类负负荷曲荷曲线线负荷定义负荷定义：电力系统的负荷是指电力系统所有用电电力系统的负荷是指电力系统所有用电设备消耗功率的总和，并称为设备消耗功率的总和，并称为电力系统的综电力系统的综合用电负荷合用电负荷。56有功负荷有功负荷：是指电能转换为其

28、它能量，并在用电设备是指电能转换为其它能量，并在用电设备中真实消耗掉的能量。中真实消耗掉的能量。负荷按物理性能可分为：负荷按物理性能可分为：第三节第三节第三节第三节 电力系统的负荷电力系统的负荷电力系统的负荷电力系统的负荷负荷分类负荷分类负荷分类负荷分类无功负荷无功负荷：在电能输送和转换过程中，需要建立磁场：在电能输送和转换过程中，需要建立磁场而消耗的动能，它仅完成电磁能量的相互转换，并不而消耗的动能，它仅完成电磁能量的相互转换，并不做功，因而称为做功，因而称为“无功无功”。57综综合用合用电负电负荷荷：指工指工业业、农业农业交通运交通运输输、市政生、市政生活等各方面消耗的功率之和。活等各方面

29、消耗的功率之和。负荷按电能可分为负荷按电能可分为:第三节第三节第三节第三节 电力系统的负荷电力系统的负荷电力系统的负荷电力系统的负荷负荷分类负荷分类负荷分类负荷分类供供电负电负荷荷：电电力系力系统统的的综综合用合用电负电负荷加上网荷加上网损损，即，即发电发电厂供出的厂供出的负负荷，称荷，称为电为电力系力系统统的供的供电负电负荷。荷。发电负发电负荷荷：供：供电负电负荷再加上荷再加上发电发电厂厂用厂厂用电电就是就是发电发电机机应发应发出的功率，称出的功率，称为发电负为发电负荷。荷。58负荷曲线负荷曲线：表示电力系统的负荷随时间变化的规律的曲线。表示电力系统的负荷随时间变化的规律的曲线。按描述的按描

30、述的负负荷范荷范围围可分可分为为用用户户的的负负荷荷、地区的地区的负负荷以荷以 及及电电力系力系统统的的负负荷曲荷曲线线。第三第三节节 电电力系力系统统的的负负荷荷负负荷曲荷曲线线 按按时间长时间长短可分短可分为为日日负负荷荷和和年年负负荷曲荷曲线线；负荷曲线的分类负荷曲线的分类：按负荷种类分为按负荷种类分为有功功率负荷有功功率负荷和和无功功率负荷曲线无功功率负荷曲线；59有功日有功日负负荷曲荷曲线线 表明电力负荷在一天表明电力负荷在一天24小时内随时间的变化情况小时内随时间的变化情况 第三第三第三第三节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的负负负负荷荷荷荷负负负负荷曲荷曲荷曲荷曲线

31、线线线图图1-17有功日负荷曲线有功日负荷曲线 图图1-18阶梯形有功日负荷曲线阶梯形有功日负荷曲线 它是安排日它是安排日发电计发电计划，确定各划，确定各发电发电厂厂任任务务以及确定系以及确定系统统运行方式等的重要运行方式等的重要依据。依据。60有功日有功日负负荷曲荷曲线线 日日负负荷曲荷曲线线的最大的最大值值称称为为日最大日最大负负荷荷（峰荷峰荷）最小最小值值称称为为日最小日最小负负荷荷（谷荷谷荷）日平均日平均负负荷荷为为：负负荷率荷率反映反映负负荷曲荷曲线线的起伏情况的起伏情况：负负荷率小表明荷率小表明负负荷曲荷曲线线起伏起伏大，大，发电发电机的利用率机的利用率较较差差 第三第三第三第三节

32、节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的负负负负荷荷荷荷负负负负荷曲荷曲荷曲荷曲线线线线日日负负荷曲荷曲线线下的面下的面积积就是就是负负荷一天所消耗的荷一天所消耗的电电能能：61 把一年内每月（或每日）的最大把一年内每月（或每日）的最大负负荷抽取出来荷抽取出来绘绘成曲成曲线线，称，称为为年最大年最大负负荷曲荷曲线线，如，如图图1-19所示。所示。有功年最大有功年最大负负荷曲荷曲线线第三第三第三第三节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的负负负负荷荷荷荷负负负负荷曲荷曲荷曲荷曲线线线线图图1-19有功年最大负荷曲线有功年最大负荷曲线 图图中斜中斜线线的面的面积积代表代表检检修修

33、机机组组容量和容量和检检修修时间时间的乘的乘积积。这这条曲条曲线线主要用来安主要用来安排排发电设备发电设备的的检检修修计计划，同划，同时时也也为为制制订发订发电电机机组组或或发电发电厂的厂的扩扩建建计计划提供依据。划提供依据。62年持年持续负续负荷曲荷曲线线 按一年中系按一年中系统负统负荷的数荷的数值值大小及其持大小及其持续续小小时时数数顺顺序而序而绘绘制的。制的。年持年持续负续负荷曲荷曲线线包包围围的面的面积积，即，即为负为负荷全年的耗荷全年的耗电电量，量，为为：第三第三第三第三节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的负负负负荷荷荷荷负负负负荷曲荷曲荷曲荷曲线线线线 图图1-20年

34、持续负荷曲线年持续负荷曲线 可靠性估算和可靠性估算和电电网网规规划与运行的划与运行的能量能量损损耗耗计计算。算。63 如果如果负负荷始荷始终终等于最大等于最大值值，经过经过 Tmax小小时时后所消耗的后所消耗的电电能恰能恰好等于全年的好等于全年的实际实际耗耗电电量，量，则则称称 Tmax 为为最大最大负负荷使用荷使用时间时间，也叫，也叫最大最大负负荷利用小荷利用小时时数数。年持年持续负续负荷曲荷曲线线 第三第三第三第三节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的负负负负荷荷荷荷负负负负荷曲荷曲荷曲荷曲线线线线不同性不同性质质的用的用户户、不同的生、不同的生产产班次班次Tmax值值不同，根

35、据不同，根据电电力系力系统统的的运行运行经验经验，各，各类负类负荷的荷的Tmax数数值值有一个大致的范有一个大致的范围围，如表，如表1-1所示：所示：64负负荷荷类类型型照明及生活用照明及生活用电电20003000一班制企一班制企业业15002200二班制企二班制企业业30004500三班制企三班制企业业60007000农业农业用用电电10001500表表1-1各类用户年最大负荷利用小时数各类用户年最大负荷利用小时数 第三第三第三第三节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的负负负负荷荷荷荷负负负负荷曲荷曲荷曲荷曲线线线线65一、电力系统运行的特点一、电力系统运行的特点1.电能不能大量

36、储存（生产、输送、分配和使用同一时刻完成）2.暂态过程非常迅速（电磁波形式传播-300km/ms；设备投切瞬间完成；故障发生发展时间短促）3.与国民经济各部门间的关系密切（电能是各部门广泛的生产动力，人民生活用电日益增加，电能不足或停电影响生产和生活）第四节 电力系统运行的特点及基本要求第四第四第四第四节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求66 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。1.保证供电可靠性 根据用户对用电可靠性的要求，将负荷分为三个等级：电力系统供电的可靠性，就是要保证一级

37、负荷在任何情况下都不停电，二级负荷尽量不停电，三级负荷可以停电。二、电力系统运行基本要求二、电力系统运行基本要求一级负荷：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。三级负荷：所有不属于一、二级的负荷。第四第四第四第四节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求672.保证良好的电能质量 良好的电能质量有三个指标：电压质量、频率质量和波形质量。电压偏移：一般不超过用电设备额定电压的5%。频率偏移：一般不超过0.20.5Hz。波形

38、畸变率：指各次谐波有效值平方和的方根与基波有效值的百分比。第四第四第四第四节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求68 电压质量对各类用电设备的安全经济运行都有直接的影响。图1-12表示照明负荷的电压特性。从图上可以看出，对照明负荷来说，白炽灯对电压的变化是敏感的。当电压降低时，白炽灯的发光效率和光通量都急剧下降；当电压上升时，白炽灯的寿命将大为缩短。例如，电压较额定值降低10%，则光通量减少30%；电压额定值上升10%，则寿命缩减一半。图图1-121-12照明照明负负荷（白荷（白炽炽灯）的灯）的电压电压特性特性

39、（一）、电压（一）、电压第四第四第四第四节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求69图图1-131-13输输出功率一定出功率一定时时异步异步电动电动机的机的定子定子电电流、流、功率因数和效率随功率因数和效率随电压电压而而变变化的特性化的特性 对电力系统的负荷中大量使用的异步电动机而言，它的运行特性对电压的变化也是较敏感的。当输出额定功率并保持不变时，异步电动机的定子电流、效率因数和功率随电压而变化的特性如图1-13所示。第四第四第四第四节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统运行的特点及基本要求运行的特点及基本

40、要求运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求70（二）、频率（二）、频率 频率的偏差同样将严重影响电力用户的正常工作。电动机:频率降低转速下降生产率降低(并影响电动机寿命)；反之，频率增高转速上升增加功率消耗(并使经济性降低)。纺织、造纸等部门：频率的偏差影响产品质量（甚至产生废品）。我国的技术标准规定电力系统的额定频率为50 Hz（世界上大多数国家），频率变化的容许偏差为（0.20.5）Hz（各国要求有不同）。第四第四第四第四节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求71 通常，要求电力系统给用户供电的电压及电流

41、的波形应为标准的正弦波。供电电压（电流）的波形不是标准的正弦波时，必然包含着各种高次谐波成分，这些谐波成分的出现将大大影响电动机的效率和正常运行，还可使系统因容抗、感抗等参数的改变而产生高次谐波共振以及增大元件的谐波损耗而危及设备的安全运行。（三）、波形（三）、波形第四第四第四第四节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求723.提高系统运行的经济性 电力系统的经济指标一般是指火电厂的煤耗以及电厂的厂用电率和电力网的网损率等。环境保护问题也将成为对电力系统运行的基本要求。为了达到运行经济的目的通常采取的措施：提高发

42、电运行经济性，降低发电过程能耗利用高效节能发电设备；降低电能在输送和分配中的能耗合理发展电力网；合理分配电厂之间的负荷充分利用水电资源等。第四第四第四第四节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求运行的特点及基本要求73电力系统的电压等级电力系统的电压等级：电力系统电压等级的确定主要从电力系统输送电能的经济性，生产产品的系列性和经济性两个方面考虑。说明：用电设备的容许电压偏移一般为5%沿线路电压降落一般为10%,取线路始端电压为额定取线路始端电压为额定 电压的电压的105%105%；在额定负荷下，变压器内部的电压降落约为5%第五节 电

43、力系统的电压等级和规定74用电设备额定电压：UN用电设备=UN线路；发电机的额定电压：UN发电机=1.05*UN线路；（同步发电机往往接在线路始端，因此其额定电压比电力线路的额定电压高5%）变压器的额定电压：一次侧相当于用电设备，UN变压器一次侧=UN线路；二次侧相当于发电机，UN变压器二次侧=1.1*UN线路；J注意：当一次侧直接和发电机相连时，其额定电压等于 发电机额定电压；当变压器漏抗较小，或二次侧直接与用电设备相 连的厂用变压器，其额定电压可以只比线路电压高5%。10KV及以上及以上 比线路额定电压高比线路额定电压高10%；10KV以下以下 比线路额定电压高比线路额定电压高5%第五第五

44、第五第五节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的电压电压电压电压等等等等级级级级和和和和规规规规定定定定75 表1-2 额定电压及电力线路的平均额定电压（KV）用电设备及电力线路的额定电压电力线路的平均额定电压同步发电机的额定电压 变压器的额定电压 一次绕组 二次绕组3610（15）（20）35（60）110（154）2203305003.156.310.515.752137631151622303455253.156.310.515.75 3 3.15 6 6.3 10 10.5 15.75 203560110154220330500 3.15 3.3 6.3 6.6 10.5 1

45、12238.566121169242345525第五第五第五第五节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的电压电压电压电压等等等等级级级级和和和和规规规规定定定定76表1-3 电力线路的额定电压与输送功率和输送距离的关系额定电压(kV)输送功率(kW)输送距离(km)额定电压(kV)输送功率(kW)输送距离(km)310010001360350030000301006100120041511010000500005015010200200062022010000050000100300352000100002050500、330、220KV一般用于大电力系统的主干线；110KV用于中、

46、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。第五第五第五第五节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的电压电压电压电压等等等等级级级级和和和和规规规规定定定定77例例1：图中已标出各级电网的电压等级，试标出所示电力系：图中已标出各级电网的电压等级，试标出所示电力系统中各元件的额定电压。统中各元件的额定电压。第五第五第五第五节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的电压电压电压电压等等等等级级级级和和和和规规规规定定定

47、定78解：解：第五第五第五第五节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的电压电压电压电压等等等等级级级级和和和和规规规规定定定定79例2（1）标出图中所示电力系统中各元件的额定电压。G：10.5KVT1：10.5/121KVT2：110/38.5/11KVT3：35/6.3KVT4：10KV/400VM：6KV L：220V第五第五第五第五节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的电压电压电压电压等等等等级级级级和和和和规规规规定定定定80某一变压器的变比不是唯一的，根据电力系统的运行需要，通常在变压器的高压高压绕组上都设有若干个分接抽头，供调压选择使用。分接头用百分数表示，即

48、表示分接头电压与主抽头的差值为主抽头电压的百分之几。当变压器运行于主抽头时，高压侧额定电压与低压侧额定电压之比为变压器的额定变比。对同一电压等级的升压变压器和降压变压器，即使分接头百分值相同，分接头的额定电压也不同。例：有用线电压表示的联接10KV和220KV网络的具有抽头（122.5%）UN的升压变压器和降压变压器，分别有5个抽头第五第五第五第五节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的电压电压电压电压等等等等级级级级和和和和规规规规定定定定81第五第五第五第五节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的电压电压电压电压等等等等级级级级和和和和规规规规定定定定82例2（2）当变

49、压器T1在+2.5%抽头处工作，T2在主抽头处工作，T3在-2.5%抽头处工作，求这些变压器的实际变比。解：T1：10.5/121(1+2.5%)10.5/124T2：110/38.5T3：35(1-2.5%)/6.3 34.1/6.3第五第五第五第五节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的电压电压电压电压等等等等级级级级和和和和规规规规定定定定83课堂练习：电力系统接线如图所示，电网各级电压示于图中。试求：（1）发电机G和变压器T1、T2、T3高低压侧的额定电压。（2）设变压器T1工作于+2.5%抽头，T2工作于主抽头，T3工作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。第五第五第五第五

50、节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的电压电压电压电压等等等等级级级级和和和和规规规规定定定定84（1）G：10.5 T1：10.5/121KV T2：110/38.5KV T3：35/11KV(2)T1：121(1+0.025)/10.5 T2：110/38.5 T3：35(1-0.05)/11第五第五第五第五节节节节 电电电电力系力系力系力系统统统统的的的的电压电压电压电压等等等等级级级级和和和和规规规规定定定定85第六节第六节 我国电力工业的发展我国电力工业的发展第六第六第六第六节节节节 我国我国我国我国电电电电力工力工力工力工业业业业的的的的发发发发展展展展86华东电网结构