电力系统分析-课件1-9章-第一章.ppt

1、第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念电子与电气工程学院 电力系统分析电力系统分析第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念u 第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念 第一节 电力系统概述 第三节 电力系统中性点的接地方式 第二节 电力系统的电压等级和负荷 第四节 电力系统的接线方式第一章第一章 电力系统概述和

2、基本概念电力系统概述和基本概念数据采集和传输数据采集和传输 1.11.1 电力系统概述电力系统的组成电力系统的组成第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念电网调度机构我国电网调度机构分为五级，即国家调度中心，网局调度中心，省级调度中心，地区调度中心和县级调度中心。国家调度中心国家调度中心，简称国调，是我国电网调度的最高级（现在的国家电网公司，南方电网不属于国家电网管辖），在该中心，通过计算机数据通信与各大区调度中心相连接，协调确定各大区之间的联络线潮流和运行方式，监视、统计和分析全国电网的运行情况。网局调度中心网局调度中心，简称网调（国家电网公司下属东北、华北、华中、华东、西

3、北5大电网公司），按统一调度、分级管理原则，负责超高压网的安全运行并按规定的发电计划及监控原则进行管理，提高电能质量和经济运行水平。省级调度中心省级调度中心，简称省调（各省、自治区、直辖市电网公司），按统一调度、分级管理原则，负责省内电网的安全运行并按规定的发电计划及监控原则进行管理，提高电能质量和经济运行水平。地区调度中心地区调度中心，简称地调（各省地级市电力局、电业局、供电局），采集当地网的各种信息，进行安全检测，进行有关站点开关的远方操作，变压器分接头的调节，电力电容器的投切等。县级调度中心县级调度中心，简称县调（各县级市供电局），为我国电网调度的最低级，主要监控10KV及以下农村电网的

4、运行。第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念 一、一、电力系统的基本概念电力系统的基本概念大容量、远距离输电的方法：高压输电大容量、远距离输电的方法：高压输电SUlPslUPRIpNNL22222cos)cos3( 33 绝缘技术所限，发电机的最高电压不高于绝缘技术所限，发电机的最高电压不高于20KV，故，故需要建立升压变电所以提高电压，经高压输电线路需要建立升压变电所以提高电压，经高压输电线路负荷负荷后通过降压变电所，再通过配电线路向用户供电。后通过降压变电所，再通过配电线路向用户供电。 第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念电力系统示意图如电力系统示

5、意图如图图1-1所示。所示。电力网：电力网：由变电所和不同电压等级的输配电线路组成的网络。由变电所和不同电压等级的输配电线路组成的网络。电力系统电力系统：由各类发电厂、电力网和用户组成的一个系统，：由各类发电厂、电力网和用户组成的一个系统，能够完成发电、输电、变电、配电直到用电的全过程。能够完成发电、输电、变电、配电直到用电的全过程。第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念图1-1 动力系统、电力系统和电力网络示意图动力系统：在电力系统的基础上又加上动力设备，称为动力系统。返回1.4第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念 通常将通常将220kV及以上的电力

6、线路称为及以上的电力线路称为输电线路输电线路，110kV及以下的电力线路称为及以下的电力线路称为配电线路配电线路。配电线路又分为高压配。配电线路又分为高压配电线路（电线路（110kV）、中压配电线路（）、中压配电线路（635kV）和低压配电）和低压配电线路（线路（380/220V）。）。n地方电力网：电压等级在地方电力网：电压等级在35kV及以下、供电半径在及以下、供电半径在2050km以内的以内的 中压电力网，又称配电网中压电力网，又称配电网;n区域电力网：电压等级在区域电力网：电压等级在35kV以上、供电半径在以上、供电半径在50300km的电力网：的电力网：各省区的高压电力网各省区的高压

7、电力网;n超高压远距离输电网：电压等级为超高压远距离输电网：电压等级为330750kV、供电半径在供电半径在3001000km的电力网。的电力网。电力网的类型：电力网的类型：根据电压的高低和供电范围的大小，分为根据电压的高低和供电范围的大小，分为地方电力网、区域电力网及超高压远距离输电网三种。地方电力网、区域电力网及超高压远距离输电网三种。第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念变电所：变电所：是变换电能电压和接受分配电能的场所。类型：是变换电能电压和接受分配电能的场所。类型：配电所：配电所：只接受和分配电能，不变换电压。只接受和分配电能，不变换电压。电力用户：电力用户：消耗

8、电能，将电能转换成其他形式能量。消耗电能，将电能转换成其他形式能量。n区域（枢纽）变电所：区域（枢纽）变电所：连接电力系统中高压和中压的几个电压等级，汇集连接电力系统中高压和中压的几个电压等级，汇集多个电源，变压器容量大，进出线回路数多，高压侧电压多个电源，变压器容量大，进出线回路数多，高压侧电压330500kV，全，全所停电后，将引起整个系统解列甚至瓦解；所停电后，将引起整个系统解列甚至瓦解；n地区（中间）变电所：地区（中间）变电所：将发电厂、枢纽变电所和负荷中心联系起来，可以将发电厂、枢纽变电所和负荷中心联系起来，可以向附近用户供电，也可以中转一部分电能到别的负荷中心，高压侧电压为向附近用

9、户供电，也可以中转一部分电能到别的负荷中心，高压侧电压为110220kV，全所停电后，将使该地区中断供电；，全所停电后，将使该地区中断供电；n终端变电所终端变电所：是电网的末端变电所，其高压侧为是电网的末端变电所，其高压侧为10110kV，全所停电后，全所停电后，将使用户中断供电。将使用户中断供电。 二二. .电力系统的发展概况电力系统的发展概况1882年，法国人首先实现了较高电压的直流输电，被认为是世界上第一个电力系统(57km，送端电压1300V，受端电压850V，输送功率1.5KW)1.1.电力工业发展历程电力工业发展历程第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念1891

10、年，德国工程师密勒主持建立了第一条三相交流输电线路，三相交流输电使输送功率、输电电压、输电距离日益增大。(输送距离175km，输送功率130KW)目前，大电力系统不断涌现，甚至出现全国性和相邻国家的跨国联合电力系统。1889年，俄国工程师先后发明了三相异步电动机、三相变压器和三相交流制。第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念2.2.我国电力工业发展概况我国电力工业发展概况年份年份总装机容量总装机容量/KW年发电量年发电量/TWh人均用电量人均用电量/ kWh世界排序世界排序1882上海第一台上海第一台12kW机组发电机组发电1949185万万4.3小于小于102519795

11、200万万280719858000万万400519982.7亿亿1150220003.2亿亿13001000220044.4亿亿21002第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念中国电力工业的发展可分为三个以下阶段中国电力工业的发展可分为三个以下阶段18821937年。年。全国共有全国共有461个发电厂，总装机容量个发电厂，总装机容量630MW，年发电量为年发电量为17亿亿 kWh，初步形成北京、天津、上海、南京、，初步形成北京、天津、上海、南京、武汉、广州、南通等大、中城市的配电系统。武汉、广州、南通等大、中城市的配电系统。19371949年。年。1937年抗日战争开始后，

12、日本帝国主义以东年抗日战争开始后，日本帝国主义以东北为基地，为战争生产和提拱军需物资，从而使东北电力系北为基地，为战争生产和提拱军需物资，从而使东北电力系统也有一定的发展。统也有一定的发展。1949年新中国成立时，全国发电装机容年新中国成立时，全国发电装机容量为量为1848.6MW，年发电量约，年发电量约43 亿亿kWh，居世界第居世界第25位。位。当当时中国已形成的电力系统有：东北中部电力系统；东北南部时中国已形成的电力系统有：东北中部电力系统；东北南部电力系统；东北东部电力系统；电力系统；东北东部电力系统； 冀北电力系统。冀北电力系统。第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本

13、概念输电线路建设输电线路建设1949年以来，年以来，中国的电力工业有很大的发展。平均每年以中国的电力工业有很大的发展。平均每年以10%以上的速度在增长，到以上的速度在增长，到1998年全国装机容量年全国装机容量/年发电量均年发电量均跃居世界第跃居世界第2位。但人均装机量为位。但人均装机量为0.5kW,仅为发达国家的仅为发达国家的1/101954年，第一条年，第一条220kV线路投入运行，全长线路投入运行，全长369.25km；1972年，第一条年，第一条330kV线路投入运行，全长线路投入运行，全长534km；1981年，第一条年，第一条500kV线路投入运行，全长线路投入运行，全长595km

14、 ；1989年，第一条年，第一条500kV直流输电线路投入运行，全长直流输电线路投入运行，全长1080km ，实现了华中电网与华东电网的互联。，实现了华中电网与华东电网的互联。2006年，第一条年，第一条800kV直流输电线路破土动工，全长直流输电线路破土动工，全长1430km 第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念 基本形成基本形成500kV和和 330kV的骨干网架；目前，我国已形成的骨干网架；目前，我国已形成东北、华北、华东、华中、西北、川渝、南方共东北、华北、华东、华中、西北、川渝、南方共7个跨省电网个跨省电网以及山东、福建、新疆、海南和西藏以及山东、福建、新疆、海

15、南和西藏5个独立省网。个独立省网。我国电力系统现状我国电力系统现状 1998年，成立了国家电力公司，提出年，成立了国家电力公司，提出“厂网分开厂网分开”，建立，建立电力市场，实行电力市场，实行“竞价上网竞价上网”的改革方案。上海、浙江、山东的改革方案。上海、浙江、山东作为首批改革试点，东北三省紧随其后，到作为首批改革试点，东北三省紧随其后，到2010年，全面实行年，全面实行“厂网分开、竟价上网厂网分开、竟价上网”。2010年后，实现发、输、配三个环年后，实现发、输、配三个环节分开，建立规范有序的电力市场，在更大范围内引入竞争机节分开，建立规范有序的电力市场，在更大范围内引入竞争机制。制。商业化

16、运行（电力市场）商业化运行（电力市场）第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念2010年全国装机容量达到年全国装机容量达到650GW，2020年达到年达到950 GW。2010年：年：形成以形成以三峡电站三峡电站为中心，连接华中、华东、川为中心，连接华中、华东、川渝三个地区电网的中部电网。届时，全国将形成北、中、渝三个地区电网的中部电网。届时，全国将形成北、中、南三大互联电网的格局。南三大互联电网的格局。2020年：年：形成除新疆、西藏、台湾之外的，以三峡电网形成除新疆、西藏、台湾之外的，以三峡电网为中心的全国统一联合电网。为中心的全国统一联合电网。21世纪：世纪：在北、中、

17、南三大电网的基本格局下，逐步形在北、中、南三大电网的基本格局下，逐步形成全国联合大电网。与此同时，在成全国联合大电网。与此同时，在21世纪将形成与周边国世纪将形成与周边国家互联的亚洲东部联合电网。家互联的亚洲东部联合电网。 我国电力系统发展前景我国电力系统发展前景第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念三、电力系统的基本参量三、电力系统的基本参量1. 总装机容量：指系统中所有机组额定有功功率的总和，以总装机容量：指系统中所有机组额定有功功率的总和，以MW、GW计。计。 2. 年发电量：指系统中所有发电机组全年实际发出电能的总年发电量：指系统中所有发电机组全年实际发出电能的总和

18、，以和，以MWh、GWh、TWh计。计。3. 最大负荷：指规定时间内电力系统总有功功率负荷的最大最大负荷：指规定时间内电力系统总有功功率负荷的最大值，以值，以MW、GW计。计。 4. 额定频率：额定频率：50Hz5. 最高电压等级：指系统中最高电压等级线路的额定电压，最高电压等级：指系统中最高电压等级线路的额定电压，以以kV计计 。1GW=103MW（100万千瓦）万千瓦）1MW=103kW （1000千瓦）千瓦）1MWh =103kWh （千度），（千度）， 1GWh =103MWh（100万度）万度） 1TWh =103GWh（10亿度），亿度），1kWh=1度度第一章第一章 电力系统概述

19、和基本概念电力系统概述和基本概念 四、电力系统的特点四、电力系统的特点1电能的生产和使用是同时完成的，不能大量储存。电能的生产和使用是同时完成的，不能大量储存。 2电力系统的过渡过程十分短暂。因此电力系统的安全监电力系统的过渡过程十分短暂。因此电力系统的安全监测与控制非常困难。测与控制非常困难。3与国民经济各部门的关系密切。与国民经济各部门的关系密切。P发 P用P 频率fQ发 Q用Q 电压V第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念美加美加2003年年“8.14”大停电事故大停电事故纽约一篇漆黑，布什一脸无奈，与纽约一篇漆黑，布什一脸无奈，与911并提并提第一章第一章 电力系统

20、概述和基本概念电力系统概述和基本概念1保证供电的可靠性。保证供电的可靠性。2保证良好的电能质量。保证良好的电能质量。 五、对电力系统的基本要求五、对电力系统的基本要求 根据电力负荷对供电可靠性的要求，负荷分为一类、二类根据电力负荷对供电可靠性的要求，负荷分为一类、二类和三类负荷和三类负荷。电力系统供电的可靠性，就是要保证一级负荷在电力系统供电的可靠性，就是要保证一级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。电。 保证系统的电压、频率、波形在允许的范围内变动。保证系统的电压、频率、波形在允许的范围内变动。 电压偏移：一般

21、不超过用电设备额定电压的5%。 频率偏移：一般不超过0.2Hz。第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念3为用户提供充足的电能。为用户提供充足的电能。4提高电力系统运行的经济性。提高电力系统运行的经济性。 波形畸变率：指各次谐波有效值平方和的方根与基波有效值的百分比。 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。第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念 1.2 电力系统的电压等级和负荷 一、电力系统的电压等级一、电力系统的电压等级电力线路输送的功率一定时，输电电压越高，线路电流越小，电力线路输送的功率一定时，输电电压越高，线路

22、电流越小，导线截面积越小；但电压越高，对设备绝缘水平的要求越高，导线截面积越小；但电压越高，对设备绝缘水平的要求越高，设备的投资越大。综合上述考虑，对应一定的输送功率和输送设备的投资越大。综合上述考虑，对应一定的输送功率和输送距离有一最合理的线路电压。距离有一最合理的线路电压。我国电力网标准电压等级为我国电力网标准电压等级为线路的额定电压线路的额定电压，有，有我国公布的三相交流系统的额定电压见我国公布的三相交流系统的额定电压见表表1-1。 1 1 电力系统的额定电压电力系统的额定电压第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念表表1-1 我国三相交流电力网和用电设备的额定电压我国

23、三相交流电力网和用电设备的额定电压kV分类分类电力网和用电设备的电力网和用电设备的额定电压额定电压发电机额定电压发电机额定电压电力变压器额定电压电力变压器额定电压一次绕组一次绕组二次绕组二次绕组低压低压0.22/0.1270.230.22/0.1270.23/0.1330.38/0.220.400.38/0.220.40/0.230.66/0.380.690.66/0.380.69/0.40高压高压33.153及及3.153.15及及3.366.36及及6.36.3及及6.61010.510及及10.510.5及及1113.8，15.75，18，2013.8，15.75，18，20353538

24、.5606066110110121220220242330330363500500550750750第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念1)用电设备的额定电压：用电设备的额定电压：与同级电网的额定电压相同与同级电网的额定电压相同。2)发电机的额定电压：发电机的额定电压：比同级电网的额定电压高出比同级电网的额定电压高出5%，用，用于补偿线路上的电压损失。于补偿线路上的电压损失。图图 供电线路上的电压变化示意图供电线路上的电压变化示意图3)变压器的额定电压变压器的额定电压变压器的变压器的一次绕组：一次绕组：相相当于是用电设备，其额定当于是用电设备，其额定电压应电压应与电网的额

25、定电压与电网的额定电压相同相同。注意：注意：当变压器一次绕组直接与发电机相连时，其额定电压应与发电当变压器一次绕组直接与发电机相连时，其额定电压应与发电机的额定电压相同。机的额定电压相同。第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念变压器的变压器的二次绕组：二次绕组：对于用电设备而言，相当于电源。对于用电设备而言，相当于电源。u当变压器二次侧供电线路较长时：应比同级电网额定电当变压器二次侧供电线路较长时：应比同级电网额定电压高压高10% u当变压器二次侧供电线路较短时：应比同级电网额定电当变压器二次侧供电线路较短时：应比同级电网额定电压高压高5%其中其中5%用于补偿变压器满用于补

26、偿变压器满载供电时一、二次绕组上的载供电时一、二次绕组上的电压损失；电压损失； 另外另外5%用于补用于补偿线路上的电压损失，用于偿线路上的电压损失，用于35kV及以上线路。及以上线路。可以不考虑线路上的电可以不考虑线路上的电压损失，只需要补偿满压损失，只需要补偿满载时变压器绕组上的电载时变压器绕组上的电压损失即可，用于压损失即可，用于10kV及以下线路。及以下线路。2 2 电压等级的选择电压等级的选择表1-2 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)31001000136035003000030

27、1006100120041511010000500005015010200200062022010000050000100300352000100002050第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念220 kV及以上：及以上：用于大型电力系统的主干线。用于大型电力系统的主干线。110kV：用于中小型电力系统的主干线。用于中小型电力系统的主干线。35kV：用于大型工业企业内部电力网。用于大型工业企业内部电力网。10kV：常用的高压配电电压，当常用的高压配电电压，当6kV高压用电设备较多时，高压用电设备较多时，也可考虑用也可考虑用6kV配电。配电。3kV：仅限于工业企业内部采用仅

28、限于工业企业内部采用 。380/220V：工业企业内部的低压配电电压。工业企业内部的低压配电电压。第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念发电机发电机G的额定电压：的额定电压：UNG=1.0510=10.5（kV） 变压器变压器T1的额定电压：的额定电压： U1N=10.5（kV） U2N=1.1110=121（kV）变压器变压器T1的变比为：的变比为：10.5/121kV变压器变压器T2的额定电压：的额定电压：U1N=110（kV） U2N=1.056=6.3（kV）变压器变压器T2的变比为：的变比为：110/6.3kV例例1-1 已知下图所示系统中电网的额定电压，试确定发

29、电机已知下图所示系统中电网的额定电压，试确定发电机和变压器的额定电压。和变压器的额定电压。T1GT2110kV10kV6kV变压器变压器T1的一次绕组与的一次绕组与发电机直接相连，其一发电机直接相连，其一次侧的额定电压应与发次侧的额定电压应与发电机的额定电压相同电机的额定电压相同变压器变压器T1的二次侧的二次侧供电距离较长，其供电距离较长，其额定电压应比线路额定电压应比线路额定电压高额定电压高10%变压器变压器T2的二次侧供的二次侧供电距离较短，可不考电距离较短，可不考虑线路上的电压损失虑线路上的电压损失第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念二二. .电力系统的负荷电力系统

30、的负荷 1 1、电力负荷的分级及其对供电的要求、电力负荷的分级及其对供电的要求 供电方式供电方式:由两个由两个独立电源独立电源供电供电一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，重大设备损坏，重大一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，重大设备损坏，重大产品报废，或在政治、经济上造成重大损失。产品报废，或在政治、经济上造成重大损失。二级负荷：中断供电将造成主要设备损坏，大量产品报废，二级负荷：中断供电将造成主要设备损坏，大量产品报废，重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失。重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失。 供电方式供电方式:由由双回路双回路供电供电三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力

31、负荷。三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。 供电方式供电方式:对供电电源无特殊要求。对供电电源无特殊要求。 第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念负荷曲线：指某一段时间内负荷随时间变化的规律的曲线。负荷曲线：指某一段时间内负荷随时间变化的规律的曲线。 2、负荷曲线负荷曲线1) 负荷曲线的分类负荷曲线的分类按性质分：按性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线有功负荷曲线和无功负荷曲线 按负荷持续时间分：日负荷曲线、月负荷曲线和年负荷曲线按负荷持续时间分：日负荷曲线、月负荷曲线和年负荷曲线2) 负荷曲线的绘制负荷曲线的绘制 日负荷曲线（日负荷曲线（图图1-2） ：逐点描绘法、

32、梯形曲线法：逐点描绘法、梯形曲线法有功有功(无功无功) 功率日负荷曲线功率日负荷曲线 ：表明系统有功功率或无功功：表明系统有功功率或无功功率负荷在一天率负荷在一天24小时的变化规律。小时的变化规律。第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念图图1-2 日有功负荷曲线日有功负荷曲线a）折线图）折线图 b）梯形图）梯形图第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念 图1-2 电力系统的日负荷曲线（a）有功功率负荷； （b）无功功率负荷10203040506070809010004812162024t(h)P%（a a）24t(h)1020304050607080901

33、00048121620Q%（b b）用途：制定各用途：制定各发电厂发电负荷计划及系统调度运行的依据。发电厂发电负荷计划及系统调度运行的依据。注意：无功功率与有功功率最大负荷不一定同时出现。注意：无功功率与有功功率最大负荷不一定同时出现。第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念年负荷曲线：年负荷曲线：年最大负荷曲线：或称运行年年最大负荷曲线：或称运行年负荷曲线，一年中每日（月）最负荷曲线，一年中每日（月）最大负荷的变动情况。大负荷的变动情况。用途：作为扩建发电机组，新建电厂用途：作为扩建发电机组，新建电厂( (决定系统的装机容量决定系统的装机容量) )以及安排全年发电设备检修计

34、划的依据。以及安排全年发电设备检修计划的依据。年持续负荷曲线：年持续负荷曲线：按全年的负荷变化，根据各个不同的负按全年的负荷变化，根据各个不同的负荷值在一年中的累计持续时间排列组成，反映了工厂全年负荷值在一年中的累计持续时间排列组成，反映了工厂全年负荷变动与负荷持续时间的关系。荷变动与负荷持续时间的关系。 或称全年时间负荷曲线。或称全年时间负荷曲线。第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念 a）冬季典型日负荷曲线）冬季典型日负荷曲线 b）夏季典型日负荷曲线）夏季典型日负荷曲线 c）全年时间负荷曲线）全年时间负荷曲线从典型日负荷曲线的最大值开始，依功率递减的次序依次绘制。从典型

35、日负荷曲线的最大值开始，依功率递减的次序依次绘制。取冬季为取冬季为200天，夏季为天，夏季为165天天,图中图中P1在年负荷曲线上所占的在年负荷曲线上所占的时间计算为时间计算为Tl=200t1+165t2。变电所的全年时间负荷曲线表示该变电所在一年内各种不变电所的全年时间负荷曲线表示该变电所在一年内各种不同大小负荷所持续的时间，曲线所包围的面积为变电所一年同大小负荷所持续的时间，曲线所包围的面积为变电所一年内消耗的有功电能。内消耗的有功电能。第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念年最大负荷年最大负荷Pmax ：指全年中消耗电能最多的半小时的平均指全年中消耗电能最多的半小时的

36、平均功率，即年负荷曲线的最高点功率，即年负荷曲线的最高点 30maxPP年最大负荷利用小时数年最大负荷利用小时数Tmax在此时间内，用户以年最大在此时间内，用户以年最大负荷持续运行所消耗的电能恰好负荷持续运行所消耗的电能恰好等于全年实际消耗的电能，如图等于全年实际消耗的电能，如图max87600maxmaxdPtpPWTa可见：年负荷曲线越平坦，可见：年负荷曲线越平坦，Tmax越大；年负荷曲线越陡，越大；年负荷曲线越陡，Tmax越小。越小。图图 年最大负荷与年最大负荷利用小时数年最大负荷与年最大负荷利用小时数3) 与负荷曲线有关的物理量与负荷曲线有关的物理量 第一章第一章 电力系统概述和基本概

37、念电力系统概述和基本概念中性点经低电抗、中低电阻接地方式中性点有效接地方式中性点全接地方式大电流接地方式中性点接地方式小电流接地方式中性点不接地方式中性点经消弧线圈接地方式中性点经高阻抗接地方式1.3 电力系统中性点的接地方式电力系统中性点的接地方式指星形连接的变压器或发电机的中性点（需要断路器遮断单 相接地故障电流的）（单相接地电弧能够 瞬间熄灭的）第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念 我国电力系统中性点有三种运行方式：我国电力系统中性点有三种运行方式：1.3.1 1.3.1 中性点不接地的电力系统中性点不接地的电力系统1.正常运行时，系统的三相电压对称，地中无电流流过

38、，其正常运行时，系统的三相电压对称，地中无电流流过，其电路图和相量图如电路图和相量图如图图1-7所示所示。2.当系统发生当系统发生A相接地故障时相接地故障时 ，A相对地电压降为零，中性相对地电压降为零，中性点电压点电压 其电路图和相量图如其电路图和相量图如图图1-8所示所示。 AAUUUU000l中性点不接地中性点不接地l中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地l中性点直接接地中性点直接接地小电流接地系统小电流接地系统大电流接地系统大电流接地系统第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念图图1-7 中性点不接地系统正常运行时的电路图和相量图中性点不接地系统正常运行时的电路图和相

39、量图各相对地电容电流各相对地电容电流 AAAACACjUUCjUI)(00BBBBCBCjUUCjUI)(00CCCCCCCjUUCjUI)(00令令PCPBPAUUUUUU20CCCBCAIII第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念PcbacbaPUCCCCCCUU20中性点对地电压的大小和相位与各相对地电容是否中性点对地电压的大小和相位与各相对地电容是否对称有关。当电容相等时，中性点电压为对称有关。当电容相等时，中性点电压为0 0。第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念图图1-8 中性点不接地系统发生中性点不接地系统发生A相接地故障时的电路图和相量图

40、相接地故障时的电路图和相量图AAAUUUUU000各相对地电压各相对地电压PCBUUU3在数值上在数值上相角互差相角互差60U0UA15003jACAACCCeUUUUUUU15003jABAABBBeUUUUUUU0UAUBUCUBUCUPEI第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念流过故障点的流过故障点的接地电流接地电流为：为： )(CCCBPEIII数值上：数值上：0901206033)(33CjACCCBPEjACCCCjACBCBIeUCIIIeUCjXUIeUCjXUI350)35(NcabohPEUllI单相接地电流（电容电流）的经验公式：单相接地电流（电容电流

41、）的经验公式：ohlcabl式中，、式中，、 分别为架空线路和电缆线路的总长度（分别为架空线路和电缆线路的总长度（km）。）。 第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念中性点不接地系统发生单相接地故障时：中性点不接地系统发生单相接地故障时：中性点对地电压升高为相电压中性点对地电压升高为相电压非故障相对地电压升高为线电压非故障相对地电压升高为线电压线电压不变线电压不变单相接地电流等于正常时单相对地电容电流的单相接地电流等于正常时单相对地电容电流的3倍。倍。缺点缺点绝缘投资大。绝缘投资大。单相故障时，非故障相对地电压升为相电压单相故障时，非故障相对地电压升为相电压的的 倍，为确保

42、设备的绝缘安全，系统相对地绝缘按线电压倍，为确保设备的绝缘安全，系统相对地绝缘按线电压设计，中性点绝缘按相电压设计设计，中性点绝缘按相电压设计。 3优点优点: :运行可靠性高。运行可靠性高。发生故障时线电压仍然对称，三相用电设发生故障时线电压仍然对称，三相用电设备仍能照常运行一段时间。但备仍能照常运行一段时间。但由于非故障相的对地电压升高易由于非故障相的对地电压升高易发生对地闪络造成发生对地闪络造成另一相又发生接地故障形成两相接地短路。另一相又发生接地故障形成两相接地短路。 单相接地电流小于单相接地电流小于30A的的310kV电力网；电力网； 单相接地电流小于单相接地电流小于10A的的3560

43、kV电力网。电力网。适用范围适用范围第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念当中性点不接地系统的单相接地电流较大时，将产生间歇当中性点不接地系统的单相接地电流较大时，将产生间歇性电弧而引起弧光接地过电压，甚至发展成多相短路。为此，性电弧而引起弧光接地过电压，甚至发展成多相短路。为此，可采用中性点经消弧线圈接地的方式，如图可采用中性点经消弧线圈接地的方式，如图1-9所示所示。1.3.2 1.3.2 中性点经消弧线圈接地的电力系统中性点经消弧线圈接地的电力系统 图图1-9 中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时的电路图和相量图中性点经消弧线圈接地系统发生单相接地故障时的电路图

44、和相量图a）电路图）电路图 b）相量图）相量图消弧线圈消弧线圈第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念能有效减小单相接地电流，迅速熄灭电弧，能有效减小单相接地电流，迅速熄灭电弧，运行可靠。运行可靠。 消弧线圈的补偿容量：消弧线圈的补偿容量： 335. 1NCarUIS适用范围：适用范围： 单相接地电流大于单相接地电流大于30A的的310kV电力网；电力网； 单相接地电流大于单相接地电流大于10A的的35kV电力网。电力网。在电力系统中一般采在电力系统中一般采用过补偿运行方式用过补偿运行方式Why?消弧线圈的补偿方式消弧线圈的补偿方式 全补偿全补偿:CLIICL31 欠补偿欠补

45、偿: :CLII 过补偿过补偿: :CLIIPpCLPECULUIII3LCCCCCCUUcbacbaP2201第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念特点：特点：中性点始终保持零电位。非故障相对地电压不变中性点始终保持零电位。非故障相对地电压不变 优点优点 节约绝缘投资。节约绝缘投资。发生发生单相短路时，非故障相对单相短路时，非故障相对地电压不变，电气设备绝地电压不变，电气设备绝缘水平可按相电压考虑。缘水平可按相电压考虑。因此，我国因此，我国110kV及以上及以上的电力系统基本上都采用的电力系统基本上都采用中性点直接接地的方式中性点直接接地的方式 。1.3.3 1.3.3

46、中性点直接接地的电力系统中性点直接接地的电力系统 图图1-10 中性点直接接地系统的电力系统示意图中性点直接接地系统的电力系统示意图第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念加装自动重合闸装置，以提高供电可靠性。加装自动重合闸装置，以提高供电可靠性。 适用范围适用范围110kV及以上电网和及以上电网和380/220V电力网。电力网。 说明：说明：110kV及以上电网采用中性点直接接地方式是为了降低及以上电网采用中性点直接接地方式是为了降低工程造价，而在工程造价，而在380/220V低压电网中是为了保证人身安全。低压电网中是为了保证人身安全。 缺点缺点 供电可靠性不高。供电可靠性

47、不高。单相短路时，接地相短路电流很大，单相短路时，接地相短路电流很大，保护装置迅速跳闸，因此系统不能继续运行。为此，可保护装置迅速跳闸，因此系统不能继续运行。为此，可第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念 1.4 电力系统的接线方式 1.4.1 电力系统接线图电力系统电气接线图：电力系统地理接线图：反映电力系统各主要元件之间的电气连接关系，但不能反映各发电厂、反映电力系统各主要元件之间的电气连接关系，但不能反映各发电厂、变电所的相对地理位置。变电所的相对地理位置。如图如图1-11-1能够反映各发电厂、变电所的相对地理位置，但不能反映各主要元件能够反映各发电厂、变电所的相对地

48、理位置，但不能反映各主要元件之间的电气连接关系。之间的电气连接关系。如图如图1-11-11 1通常将电力系统的电气接线图和地理接线图配合使用。第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念abcd：火电厂：火电厂：水电厂：水电厂：变电所：变电所图1-11 电力系统地理接线图 1.4.2 电力系统接线方式 电力系统接线方式包括发电厂的主接线、变电所的主接线和电力网的接线。本节介绍电力网的接线方式。 电力网的接线方式，按供电可靠性不同可分为无备用接线和有备用接线，或者分为开式网和闭式网。第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念1开式电力网开式电力网: 由一条电源线路向

49、电力用户供电的电力网。由一条电源线路向电力用户供电的电力网。分为单回路放射式、干线式、链式和树枝式等，如图所示。分为单回路放射式、干线式、链式和树枝式等，如图所示。 开式电力网开式电力网a）放射式）放射式 b）干线式）干线式 c）链式）链式 d）树枝式）树枝式v优点：优点：简单明了、运行方便，投资费用少。简单明了、运行方便，投资费用少。v缺点：缺点：供电的可靠性差，不适于一级负荷比重大的场合。供电的可靠性差，不适于一级负荷比重大的场合。 第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念2闭式电力网闭式电力网: 由两条及两条以上电源线路向电力用户供电。由两条及两条以上电源线路向电力用户供电。 分为放射式、干线式、链式、树枝式、环式和两端供电分为放射式、干线式、链式、树枝式、环式和两端供电式，分别如图所示。式，分别如图所示。闭式电力网闭式电力网a）放射式）放射式 b）干线式）干线式 c）链式）链式 d）树枝式）树枝式 e）环式）环式 f）两端供电式）两端供电式 v优点：优点：供电可靠性高，适用于对一级负荷供电。供电可靠性高，适用于对一级负荷供电。 第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念第一章第一章 电力系统概述和基本概念电力系统概述和基本概念三峡的供电范围三峡的供电范围