电力系统负荷课件.ppt

1、第一篇电力系统稳态分析第一篇电力系统稳态分析 电能生产的特点电能生产的特点问问题题的的提提出出定子定子转子转子 ，1-10月份，全国全社会用电量月份，全国全社会用电量38951亿千瓦亿千瓦时，同比增长时，同比增长11.9%。10月份，全社会用电量月份，全社会用电量3797亿千瓦时，同比增长亿千瓦时，同比增长11.4%。今年各季用电量增速基本在。今年各季用电量增速基本在12.3%-11.9%之间波动之间波动,总体处于平稳增长的范围，是总体处于平稳增长的范围，是2007年年以来各季增长最平稳的一年。以来各季增长最平稳的一年。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

2、损失损失6180万万KW5000万居民无电万居民无电300亿美元亿美元/天天1980200219802002年全国发电量如图示（亿千瓦时）年全国发电量如图示（亿千瓦时） 不到不到8年年5年年4年年1.5年年每增加每增加1亿装机亿装机2000年容量3亿千瓦1995年容量2亿千瓦1987年容量1亿千瓦1978年容量5712万千瓦1949年容量185万千瓦l电力系统电力系统中中国国三三峡峡电电站站巴巴西西依依泰泰普普水水电电站站l电力系统电力系统发电机发电机-变压器变压器-输电线路输电线路-用电设备（负荷）网络用电设备（负荷）网络通过通过电的电的或或机械机械的方式的方式连接连接在网络中的所有设备在网

3、络中的所有设备。 生产生产 变换变换 输送和分配输送和分配 消费消费（发电机）（变压器、整流器、逆变器）（电力传输线、配电网）（发电机）（变压器、整流器、逆变器）（电力传输线、配电网） （负荷）（负荷）热负荷电力网络电力网络110KV110KVGG锅炉G核堆GG水库G锅炉G锅炉G锅炉G锅炉G锅炉GMMMM380/220V380/220V380/220V380/220V6KV6KV10KV10KV3 35 5K KV V110KV110KV110KV110KV500KV500KV直流直流+500KV+500KV220KV220KV水库电力系统示意图电力系统示意图电力系统电力系统动力系统动力系统电

4、力信息系统电力信息系统电力交易系统电力交易系统GM发18KV 输500KV 变110KV 配10KV 用0.4KV发18KV 输500KV 变110KV 配10KV 用0.4KV动态电力系统动态电力系统 电力技术电力技术发展，发展，直流输电直流输电作为补充的输电方式作为补充的输电方式应用。应用。在交流电力系统内或两个交流电力系统在交流电力系统内或两个交流电力系统 间嵌入直流输电系统，便间嵌入直流输电系统，便构成了现代交、构成了现代交、 直流联合系统。图直流联合系统。图1-2为直流输电系统示意图。为直流输电系统示意图。l定义定义：发电机发电机 用电设备（负荷）用电设备（负荷） 中间环节中间环节l

5、组成：组成：变压器变压器+ +输电线路输电线路l功能：功能：实现电能的传输与分实现电能的传输与分 配的功能。配的功能。l特点：特点：电力网络是由许多子电力网络是由许多子电力网络发展、互联而成，电力网络发展、互联而成，分分区分层区分层是电力网络的一大特点。是电力网络的一大特点。l类型：类型：输电网络、输电网络、 高高压配电网络压配电网络 中中压配电网络压配电网络 低低压配电网络压配电网络。 500KV/220KV 输电网络11035KV高压配电网络610KV中压配电网络380/220V低压配电网络其它电力系统大型发电厂地方发电厂大用户中等用户小用户连接连接自学自学 实际安装发电机组，额定有功功率

6、总和。实际安装发电机组，额定有功功率总和。kW、MW、GW电力系统的电气接线图电力系统的电气接线图电力系统各元件之间的电气联系的电路图。一般是以单线图表示，电力系统各元件之间的电气联系的电路图。一般是以单线图表示，但不能反映发电厂、变电所的相对地理位置。如图但不能反映发电厂、变电所的相对地理位置。如图1-3 所示的简所示的简单电力系统接线图。图中，单电力系统接线图。图中，G-发电机，发电机，T1、T2-变压器，变压器， l-电电力线路，力线路，L-负荷。负荷。电力系统的地理接线图电力系统的地理接线图按比例表示出电力系统中各发电厂和变电所相对地理位置，以及按比例表示出电力系统中各发电厂和变电所相

7、对地理位置，以及反映各条电力线路按一定比例的路径的接线图。但它不能完全表反映各条电力线路按一定比例的路径的接线图。但它不能完全表示出各电力元件之间的连接情况，如图示出各电力元件之间的连接情况，如图1-4所示。所示。图图1-3电力系统的电气接线图电力系统的电气接线图图图1-4电力系统的地理接线图电力系统的地理接线图 电力系统运行的特点电力系统运行的特点l 电能电能不能不能大量大量储存储存，要求电能的生产、输送、分，要求电能的生产、输送、分配和使用几乎是在同一瞬间内完成。配和使用几乎是在同一瞬间内完成。l 电能和电能和生产生产、人民生活人民生活、国民经济国民经济紧密相关。紧密相关。 l 电力系统的

8、电力系统的暂态暂态过程过程短促短促。l 对电能对电能质量质量的的要求要求比较比较严格严格。电力系统运行的基本要求电力系统运行的基本要求 l 供电安全可靠性供电安全可靠性 持续为用户供电持续为用户供电电源容量充足、布局合理电源容量充足、布局合理l 电能的优质性电能的优质性 （电能质量）（电能质量）-频率频率50Hz(0.20.5) 电压电压-供电电压（供电电压（+5% -7%）l 运行的经济性运行的经济性 一次能源的消耗、网损和线损一次能源的消耗、网损和线损l 环保环保一、电力系统的额定电压等级一、电力系统的额定电压等级我国的电力网额定电压等级（我国的电力网额定电压等级（KVKV）：）：-0.2

9、2 ,0.38 ,3 ,6 ,10 ,35 ,60 ,110 ,220 , 330 ,500。 配电线路配电线路10kV以下线路，以下线路，输电线路输电线路35kV、60kV线路，线路，高压线路高压线路110kV、220kV线路，线路，超高压线路超高压线路330kV以上线路，以上线路，地域电网地域电网60kV以下电网，以下电网，区域电网区域电网110kV、220kV电网，电网，超高压电网超高压电网330kV以上电网，以上电网，负荷负荷-电力用户从系统所取用的功率，电力用户从系统所取用的功率，低压设备低压设备1kV以下的电力设备及装置，以下的电力设备及装置，高压设备高压设备1kV以上的设备。以上

10、的设备。l500、330、220kV 大电力系统的主干线；大电力系统的主干线；l110kV 中、小电力系统的主干线（大系统的二次网络）中、小电力系统的主干线（大系统的二次网络）l35kV 大城市、或大工业内部网络、农村网络；大城市、或大工业内部网络、农村网络；l10kV 常用的低一级配电电压；常用的低一级配电电压；l6 kV 负荷重高压电动机较多时；负荷重高压电动机较多时；l3 kV 仅用于工业企业内部。仅用于工业企业内部。表表1-2为用架空线路时各电压等级为用架空线路时各电压等级输送功率和输送距离（书输送功率和输送距离（书6 6页）页）电气设备额定电压等级间的配合关系电气设备额定电压等级间的

11、配合关系配合原则：配合原则：以电气设备的以电气设备的额定电压额定电压为参考为参考表表11，同一电压级别下各种电气设备额定电压并不完全相等，同一电压级别下各种电气设备额定电压并不完全相等线路线路 用电设备，线路用电设备，线路Ue=用电设备用电设备Ue(称网络称网络Ue110kV、220kV） 用电设备允许电压用电设备允许电压5，线路的电压降落为线路的电压降落为10，要求线路始端电压为其额定值的要求线路始端电压为其额定值的105，使末端电压使末端电压 额定值额定值95。线路始端线路始端发电机额定电压为发电机额定电压为105，220kV500kV110kV35kV10kV242:525500:121

12、110:38.535:11500kV多电压等级网络l电气设备额定电压配合关系电气设备额定电压配合关系如图如图1-51-5所示所示 一次侧接受电能一次侧接受电能用电设备用电设备二次侧向负荷供电二次侧向负荷供电发电机发电机 一次侧一次侧Ue=网络网络Ue变压器变压器发电机发电机 变压器变压器一次绕组一次绕组Ue= =发电机发电机Ue保证正常运行时变压器二次侧保证正常运行时变压器二次侧U比线路比线路Ue高高5 5，变压器二次侧变压器二次侧Ue应比线路应比线路Ue高高1010。二次侧接在线路首端，要求正常运行，二次侧二次侧接在线路首端，要求正常运行，二次侧U较线路较线路Ue高高5二次侧二次侧Ue空载时

13、电压，带额定负荷，变压器内部空载时电压，带额定负荷，变压器内部U降落约为降落约为5 只有短路电压小于只有短路电压小于7 7或直接（通过短距离线路）与用户连接的或直接（通过短距离线路）与用户连接的变压器，其二次测额定电压才比线路额定电压高变压器，其二次测额定电压才比线路额定电压高5 5直接连直接连10%5%二、电力系统的负荷二、电力系统的负荷1、电力系统的负荷、电力系统的负荷电力系统的综合用电负荷电力系统的综合用电负荷 -电力系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率电力系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率（工业、农业、交通运输、市政生活等各方面消耗的功率之和）（工业、农业、交通运输、市政

14、生活等各方面消耗的功率之和）综合用电负荷在电网中传输会引起网络损耗综合用电负荷在电网中传输会引起网络损耗系统的供电负荷系统的供电负荷 综合用电负荷综合用电负荷+ +电网网络损耗电网网络损耗= =各发电厂向外输送的功率各发电厂向外输送的功率厂用电厂用电 发电厂大量的电动机拖动的机械设备以及运行、操作、试发电厂大量的电动机拖动的机械设备以及运行、操作、试验、照明等设备，它们所消耗的功率总和（发电机及其辅助设验、照明等设备，它们所消耗的功率总和（发电机及其辅助设备的正常运行）备的正常运行） 电力系统的负荷电力系统的负荷-指电力系统中用电设备消耗功率的总和。指电力系统中用电设备消耗功率的总和。分为：分

15、为：动力负荷动力负荷（异步、同步电动机、电热电炉、整流设备）（异步、同步电动机、电热电炉、整流设备） 照明负荷照明负荷（电灯）（电灯） 电力系统的发电负荷电力系统的发电负荷供电负荷供电负荷+ +发电厂厂用电消耗的功率发电厂厂用电消耗的功率以上彼此之间的关系如图以上彼此之间的关系如图1 16 6所示。所示。图图1-6电力系统与负荷的关系电力系统与负荷的关系l电力系统的负荷电力系统的负荷( (总结总结) ) 1.发电负荷：发电负荷：发电机发出的电功率发电机发出的电功率P PG G 厂用电：维持发电厂运行自身所需的功率厂用电：维持发电厂运行自身所需的功率P P厂厂 火电厂火电厂 5-8%5-8% 水

16、电厂水电厂 0.1-1%0.1-1% 核电厂核电厂 4-5%4-5% 2. 2.供电负荷：供电负荷：发电厂供出的功率发电厂供出的功率P P供供= P= PG GP P厂厂 网络损耗网络损耗：电能传输、分配中消耗的功率：电能传输、分配中消耗的功率 P P损损 3.3.综合用电负荷：综合用电负荷： 各用户功率之和各用户功率之和( (电力系统负荷电力系统负荷) P) PL L P PL L = P= P供供 P P损损三种负荷的关系如图所示：三种负荷的关系如图所示：用电设备用电设备-异步电动机、同步电动机、电热装置和照明设备等。异步电动机、同步电动机、电热装置和照明设备等。用电负荷用电负荷-工业负荷

17、、农业负荷、交通运输业负荷和人民生活用电工业负荷、农业负荷、交通运输业负荷和人民生活用电负荷等。负荷等。 用户性质不同，各种用电设备消用户性质不同，各种用电设备消耗功率耗功率所占比重也不同，如表所占比重也不同，如表12中列出了几个工业部中列出了几个工业部 各类用电设备消耗功率的分配比例。各类用电设备消耗功率的分配比例。根据可靠性要求不同，分为根据可靠性要求不同，分为、负荷负荷-重要负荷，保证不间断供电重要负荷，保证不间断供电 若停电造成人员伤亡和设备故障、产生废品，长期影响生产若停电造成人员伤亡和设备故障、产生废品，长期影响生产或造成政治影响，人们生活混乱。或造成政治影响，人们生活混乱。-较重

18、要，较重要，停电造成大量减产，人们生活受到影响。停电造成大量减产，人们生活受到影响。-一般负荷，一般负荷，不属于不属于、类负荷，如：小城镇、附属车类负荷，如：小城镇、附属车间等间等、类负荷，类负荷，电力不足时，优先电力不足时，优先类负荷类负荷2、负荷分类、负荷分类物理性质：物理性质：有功负荷、无功负荷有功负荷、无功负荷生产与销售：生产与销售：发电负荷、供电负荷、用电负荷发电负荷、供电负荷、用电负荷用户性质用户性质：工业、农业、交通运输、市政、人民生活：工业、农业、交通运输、市政、人民生活（1 1）、符合下列情况之一时，应为一级负荷：）、符合下列情况之一时，应为一级负荷： 1 1、中断供电将造成

19、人身伤亡时、中断供电将造成人身伤亡时医院医院。 2 2、中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：、中断供电将在政治、经济上造成重大损失时。例如：重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产过程被打乱需要长时间才能恢复等打乱需要长时间才能恢复等 电厂、炼钢电厂、炼钢。 3 3、中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位、中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位的正常工作。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、的正常工作。例如：重要交通枢纽、重要通信枢纽、重

20、要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量重要宾馆、大型体育场馆、经常用于国际活动的大量人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷人员集中的公共场所等用电单位中的重要电力负荷 电视台、广播电台、铁路、航空电视台、广播电台、铁路、航空。 在一级负荷中，当中断供电将发生在一级负荷中，当中断供电将发生中毒中毒、爆炸爆炸和和火灾火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。的负荷，应视为特别重要的负荷。 （2 2）符合下列情况之一时，应为二级负荷：）符合下列情况之一时，应为二级负荷： 1 1中断供电将在政治、经济上造成

21、较大损失时。例如：中断供电将在政治、经济上造成较大损失时。例如：主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。 2 2中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：中断供电将影响重要用电单位的正常工作。例如：交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，交通枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场等较多人员集中的重要的公共场所秩序混乱。人员集中的重要的公共场所秩序混乱。 (3)(3)不属于

22、一级和二级负荷者应为三级负荷不属于一级和二级负荷者应为三级负荷学校应该属于二级或三级负荷，具体应看学校的规模学校应该属于二级或三级负荷，具体应看学校的规模和影响力而定和影响力而定 常用的负荷曲线：常用的负荷曲线： 定义定义：某一段时间内负荷随时间变化的曲线。：某一段时间内负荷随时间变化的曲线。 分类：分类：按负荷按负荷-有功功率负荷曲线和无功功率负荷曲线有功功率负荷曲线和无功功率负荷曲线 按时间按时间-日负荷曲线、月负荷曲线和年负荷曲线日负荷曲线、月负荷曲线和年负荷曲线 年最大负荷曲线年最大负荷曲线时序负荷曲线时序负荷曲线 年持续负荷曲线年持续负荷曲线累计负荷曲线累计负荷曲线 按对象按对象-发

23、电厂负荷曲线、变电所负荷曲线、线路负荷曲发电厂负荷曲线、变电所负荷曲线、线路负荷曲 线、用户负荷曲线线、用户负荷曲线 按计量地点按计量地点-用户、电力线路、变电所、发电厂和电用户、电力线路、变电所、发电厂和电 力系统的负荷曲线。力系统的负荷曲线。日负荷曲线日负荷曲线 定义：定义：描述系统负荷在一天描述系统负荷在一天24h内所需功率的变化情况，内所需功率的变化情况，分类：分类：有功日负荷曲线和无功日负荷曲线。有功日负荷曲线和无功日负荷曲线。用途：用途：是调度部门制定各发电厂发电负荷计划的依据。是调度部门制定各发电厂发电负荷计划的依据。三、电力系统的负荷三、电力系统的负荷曲线曲线图图17（a）为某

24、系统的日负荷曲线，）为某系统的日负荷曲线，实线为有功日负荷曲线，实线为有功日负荷曲线，虚线为无功日负荷曲线。虚线为无功日负荷曲线。为方便计算，常把负荷曲线绘成阶梯形，如图为方便计算，常把负荷曲线绘成阶梯形，如图17（b）所示。）所示。负荷曲线中负荷曲线中 最大值称为最大值称为日最大负荷日最大负荷Pmax（峰荷）（峰荷）功率因数较高功率因数较高 最小值称为最小值称为日最小负荷日最小负荷Pmin（谷荷）（谷荷）功率因数较低功率因数较低从图从图l7（a）可见，有功功率和无功功率最大负荷不一定同时）可见，有功功率和无功功率最大负荷不一定同时出现。出现。图图1-7日负荷曲线日负荷曲线（a）有功（）有功（

25、b）无功）无功图图1-7日负荷曲线日负荷曲线（a）有功（）有功（b）无功）无功定义：定义：表示一年内每月最大有功功率负荷表示一年内每月最大有功功率负荷 变化的曲线，如图变化的曲线，如图1-81-8所示。所示。用途：用途：扩建机组或新厂、安排年设备检修扩建机组或新厂、安排年设备检修有功功率年最大有功功率年最大负荷曲线负荷曲线 定义：定义：年持续负荷曲线由一年中系统负荷年持续负荷曲线由一年中系统负荷 按其数值大小及其持续按其数值大小及其持续 时间由大时间由大小顺序排列而成，如图小顺序排列而成，如图1-91-9所示。所示。用途：用途：安排发电计划，可靠性估算、安排发电计划，可靠性估算、 计算电网能量

26、损耗。计算电网能量损耗。年持续负荷曲线年持续负荷曲线 图图1-8 有功功率年最大负荷曲线有功功率年最大负荷曲线 图图1-9 年持续负荷曲线年持续负荷曲线某系统某系统 年最大负荷曲线年最大负荷曲线其中阴影面积其中阴影面积A为检修机组的容量与检为检修机组的容量与检 修时间的乘积；修时间的乘积； B为系统扩建或新建的为系统扩建或新建的 机组容量。机组容量。Tmax-全年用电量若以最大负荷运行时可供耗用的时间。全年用电量若以最大负荷运行时可供耗用的时间。已知已知Tmax、 Pmax，可估算出电力系统的全年耗电量，可估算出电力系统的全年耗电量 各类用户各类用户Tmax值见表值见表1-3， 系统发电能力系

27、统发电能力=按最大负荷需要按最大负荷需要+适当的备用容量确定，适当的备用容量确定，也反映了系统发电设备的利用率。也反映了系统发电设备的利用率。全年耗电量全年耗电量(数值数值)=曲线曲线P包围的面积包围的面积若负荷始终若负荷始终=最大值最大值Pmax经经Tmax小时后消耗的电能小时后消耗的电能=全年的实际耗电量，则称全年的实际耗电量，则称Tmax为为最大负荷利用小时数最大负荷利用小时数，即，即负荷曲线的用途负荷曲线的用途日负荷曲线：日负荷曲线： 制定日调度计划、计算日耗电量制定日调度计划、计算日耗电量 年最大负荷曲线：年最大负荷曲线： 安排检修、扩建、新建安排检修、扩建、新建年持续负荷曲线：年持

28、续负荷曲线： 编制发电计划、计算可靠性、系统规划编制发电计划、计算可靠性、系统规划钢铁工业三班制生产，钢铁工业三班制生产，负荷曲线负荷曲线 平坦，最小负达平坦，最小负达最大负荷最大负荷85%食品工业一班制生产食品工业一班制生产负荷曲线变幅较大，最小负荷曲线变幅较大，最小负荷仅达最大负荷负荷仅达最大负荷13%农村加工负荷每天仅农村加工负荷每天仅用电用电12小时小时市政生活用电有明显用电市政生活用电有明显用电高峰，各行业最大负荷不高峰，各行业最大负荷不可能同出现，系统负荷曲可能同出现，系统负荷曲线上最大值线上最大值各行业负荷曲各行业负荷曲线上最大值之和。线上最大值之和。1-10 (a)放射式 (b

29、) 干线式 (c)链式 图图1 13 3 无备用接线方式无备用接线方式优点：优点：简单、经济、运行操作方便简单、经济、运行操作方便缺点：缺点：供电可靠性差，线路较长、线路末端电压偏低。供电可靠性差，线路较长、线路末端电压偏低。适合范围：适合范围：不适合一级负荷占很大比重的场合，广泛用二级负荷。不适合一级负荷占很大比重的场合，广泛用二级负荷。 (a)(a)放射式放射式 (b) (b) 干线式干线式 (c)(c)链式链式(d)(d)环网环网 (e)(e)两端供电网两端供电网-供电可靠性高，电压质量好供电可靠性高，电压质量好。 缺点缺点不够经济不够经济 运行调度复杂，故障时电压质量差；运行调度复杂，

30、故障时电压质量差；两端供电网络两端供电网络-须有两个（以上）独立电源，接线的合理性须有两个（以上）独立电源，接线的合理性接线方式选择：接线方式选择：经技术经济比较后确定。选接线方式满足经技术经济比较后确定。选接线方式满足安全、安全、优质、经济优质、经济的指标外，还应保证的指标外，还应保证运行灵活运行灵活和和操作方便操作方便。 图图1 14 4 有备用接线方式有备用接线方式l电力系统的中性点电力系统的中性点-星形联结的变压器或发电机的中性点。星形联结的变压器或发电机的中性点。l综合性综合性-中性点运行方式涉及绝缘水平、通信干扰、接地保护方中性点运行方式涉及绝缘水平、通信干扰、接地保护方式、电压等

31、级、系统接线等方面式、电压等级、系统接线等方面l电力系统中性点接地方式分类：电力系统中性点接地方式分类：大接地电流系统（中性点直接接地）大接地电流系统（中性点直接接地）需断路器遮断单相接地故障电流者需断路器遮断单相接地故障电流者 中性点有效接地方式；中性点有效接地方式；中性点全接地方式，即非常有效接地方式；中性点全接地方式，即非常有效接地方式；中性点经低电抗、中电阻和低电阻接地方式。中性点经低电抗、中电阻和低电阻接地方式。主要有：主要有： 中性点有效接地方式中性点有效接地方式-高压电力系统（高压电力系统（110220kV），当电力系统发生单相接地故障时，），当电力系统发生单相接地故障时，在一个

32、电力系统中不论变压器中性点是直接接地，还是不接地，或在一个电力系统中不论变压器中性点是直接接地，还是不接地，或者是经低电阻或低电抗接地，只要在指定部分各点满足者是经低电阻或低电抗接地，只要在指定部分各点满足x0 x13和和r0 xl 1，该系统便属于有效接地方式。，该系统便属于有效接地方式。 中性点全接地方式中性点全接地方式(非常有效接地方式、中性点死接地方式非常有效接地方式、中性点死接地方式)- 500kV及以上超高压电力系统，广泛使用自耦变压器，及以上超高压电力系统，广泛使用自耦变压器，全部变全部变压器中性点都保持直接接地，或特殊需要经低电抗或低电阻接地方压器中性点都保持直接接地，或特殊需

33、要经低电抗或低电阻接地方式，称为中性点全接方式式，称为中性点全接方式(中性点为非常有效接地方式、）。中性点为非常有效接地方式、）。中性点非有效接地方式中性点非有效接地方式-在电力系统各中性点接地方式中，除有效接地和全接地方式外，在电力系统各中性点接地方式中，除有效接地和全接地方式外，都属中性点非有效接地的范畴，包括小接地电流系统中的中性点不都属中性点非有效接地的范畴，包括小接地电流系统中的中性点不接地，经消弧线圈接地（谐振接地）和高电阻接地，以及大接地电接地，经消弧线圈接地（谐振接地）和高电阻接地，以及大接地电流系统中的中性点经中、低电阻、低电抗等接地的系统。流系统中的中性点经中、低电阻、低电

34、抗等接地的系统。区别：区别： 中性点不接地中性点不接地;中性点经消弧线圈接地中性点经消弧线圈接地中性点经高电阻接地中性点经高电阻接地)1(kI小接地电流系统（中性点非直接接地）小接地电流系统（中性点非直接接地）单相接地电弧能够瞬间自行熄灭者单相接地电弧能够瞬间自行熄灭者 主要有：主要有： 2、电力系统中性点不同接地方式的优缺点、电力系统中性点不同接地方式的优缺点（1）大接地电流方式的电力系统）大接地电流方式的电力系统优点：优点：故障切除快，安全性好故障切除快，安全性好:系统单相接地时保护装置可切除故障；系统单相接地时保护装置可切除故障；经济性好经济性好:过电压过电压，绝缘水平投资，绝缘水平投资

35、，降低设备造价，降低设备造价 缺点缺点:系统供电可靠性差系统供电可靠性差:发生发生单相单相短路，短路电流短路，短路电流，继电保护动作，速切故障相，继电保护动作，速切故障相,系统不系统不能继续运行能继续运行.(提高其供电可靠性就得加自动重合闸装置等措施）。提高其供电可靠性就得加自动重合闸装置等措施）。产生强单相磁场干扰邻近通信线路产生强单相磁场干扰邻近通信线路。适用范围：适用范围： 高压和超高压电网高压和超高压电网 110kV及以上电压等级的电网，均采用及以上电压等级的电网，均采用中性点直接接地的运行方式，而用其他方法提高供电可靠性中性点直接接地的运行方式，而用其他方法提高供电可靠性适用范围：适

36、用范围： 60kV以下以下电网电网问题：问题：短路时，单相接地电容电流允许值（短路时，单相接地电容电流允许值（30A），否则接地），否则接地电弧不易自熄，易产生较高弧光间歇接地过电压，波及整电网电弧不易自熄，易产生较高弧光间歇接地过电压，波及整电网（2）小接地电流方式的电力系统）小接地电流方式的电力系统优点：优点：供电可靠性高，绝缘要求高供电可靠性高，绝缘要求高一相接地时不会短路，接地电流一相接地时不会短路，接地电流=线路（设备）电容电流，线路（设备）电容电流， 相间电压仍对称，相间电压仍对称，不影响负荷供电不影响负荷供电，允许继续运行，允许继续运行2小时。小时。安全性好安全性好:缺点缺点:经

37、济性差经济性差: 非接地相对地电压升高为线电压（相电压非接地相对地电压升高为线电压（相电压 倍，图）倍，图）333、国内外电力系统中性点的接地方式、国内外电力系统中性点的接地方式我国我国 110kV及及 220kV电力系统电力系统-采用中性点有效接地方式；采用中性点有效接地方式； 330kV和和 500kV电力系统电力系统-采用中性点全接地方式。采用中性点全接地方式。 60kV及以下的电力系统及以下的电力系统-采用中性点小接地电流方式（其中采用中性点小接地电流方式（其中3560kV电力系统，一般采用中性点经消弧线圈接地；电力系统，一般采用中性点经消弧线圈接地；3-10kV电力系统，一般采用中性

38、点不接地方式和经过消弧线圈接电力系统，一般采用中性点不接地方式和经过消弧线圈接地方式。一般认为地方式。一般认为360kV网络，单相接地时电容电流超过网络，单相接地时电容电流超过10A时，时，中性点应装消弧线圈。中性点应装消弧线圈。 国外国外p330kV及以上电压等级的超高压、特高压电力系统广用中性点为及以上电压等级的超高压、特高压电力系统广用中性点为大接地电流方式。大接地电流方式。 美国等西方国家，中压配电网（美国等西方国家，中压配电网（27、138和和4kV）用中性点经）用中性点经小电阻接地或直接接地方式，一般用户用单相供电，中压电网深小电阻接地或直接接地方式，一般用户用单相供电，中压电网深

39、入每用户，用户单相微型配电变压器直接安装在线路杆塔上；单入每用户，用户单相微型配电变压器直接安装在线路杆塔上；单相接地故障要求瞬时跳闸，采用电流速断保护和过流保护。相接地故障要求瞬时跳闸，采用电流速断保护和过流保护。p法国等国家，近法国等国家，近20年对配电网运行提出更高要求，要求瞬时接年对配电网运行提出更高要求，要求瞬时接地故障能够熄弧，永久故障能够保护跳闸，并要求降低接地故障地故障能够熄弧，永久故障能够保护跳闸，并要求降低接地故障电流造成的电位升高、降低跨步电压、降低对电压设备绝缘的危电流造成的电位升高、降低跨步电压、降低对电压设备绝缘的危害，为此，改配电网中性点经电阻接地方式为经自动调谐

40、消弧线害，为此，改配电网中性点经电阻接地方式为经自动调谐消弧线圈接地方式，并安装了高性能的接地保护装置。圈接地方式，并安装了高性能的接地保护装置。 p 原苏联规定在下列情况下采用中性点不接地方式：原苏联规定在下列情况下采用中性点不接地方式：6kV电网单电网单相接地电流小于相接地电流小于30A；10kV电网单相接地电流小于电网单相接地电流小于20A；35kV电电网单相接地电流小于网单相接地电流小于10A如果单相接地电流超过上述各值，则需采如果单相接地电流超过上述各值，则需采用中性点经消弧线圈接地方式。原苏联的标准：配电网（用中性点经消弧线圈接地方式。原苏联的标准：配电网（3、6、10、35和和6

41、0kV）采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式。我国）采用中性点不接地或经消弧线圈接地方式。我国长期采用原苏联的标准。长期采用原苏联的标准。二、消弧线圈工作原理二、消弧线圈工作原理 正常运行电力系统正常运行电力系统 三相对称平衡三相对称平衡三相导线排列三相导线排列 完整换位完整换位相间及相对地电容相间及相对地电容相等相等 每相对地电压每相对地电压相电压数值，相电压数值，其相量其相量 中性点中性点 N对地电位对地电位 。每相对地电容电流为每相对地电容电流为 U-相对地电压相对地电压 C0=Ca=Cb=Cc-每相对地电容。每相对地电容。中性点不接地电力系统单相接地中性点不接地电力系统单相接地见图见图

42、1-7（a）。此时，相对地电压变化及接地电流有以下情况：）。此时，相对地电压变化及接地电流有以下情况： cbaUUU、0NU00CUIC0adUbNbdUUU 当当A相单相接地时相单相接地时，中性点电压为，中性点电压为UN=UacNcdUUU对地电容电流对地电容电流 分别超前其对地电压分别超前其对地电压90则各相对地电压变为则各相对地电压变为入地总的电容电流入地总的电容电流以上电压、电流的相量图如图以上电压、电流的相量图如图 1- 7（b）所示。）所示。cdbdII、cdbdIIId(a)(b)由此可见，由此可见，A相接地，相接地，UA=0，UB、UC= U（U-相电压值）相电压值） 线电压值

43、。线电压值。而三相线电压并未变化。而三相线电压并未变化。中性点不接地电力系统中性点不接地电力系统单相接地时，单相接地时，可允许继续运行可允许继续运行2小时小时。单相接地电流有效值为单相接地电流有效值为 即单相接地电流值为正常时一相电容电流值的即单相接地电流值为正常时一相电容电流值的3倍倍。 中性点不接地电力系统中性点不接地电力系统单相接地时，接地电流单相接地时，接地电流 从接地点流过从接地点流过纯电容电流，非短路电流，其值不大。纯电容电流，非短路电流，其值不大。这个接地电流这个接地电流一定值时会在接地点一定值时会在接地点间歇性电弧，系统间歇性电弧，系统过电压，过电压，甚至会烧坏电气设备。甚至会

44、烧坏电气设备。接地电流，使接地点的电弧接地电流，使接地点的电弧熄灭，需在熄灭，需在系统某些中性点处装设系统某些中性点处装设消弧线圈消弧线圈L。补偿接地电容电流。如图。补偿接地电容电流。如图l8所示。所示。 30003333cdICUCUI 由图可见由图可见 与与 方向反相，接地点总电流方向反相，接地点总电流其绝对值大小为其绝对值大小为 ，由于，由于 对对 的抵消作用使接地电的抵消作用使接地电流动减少，以利于消弧流动减少，以利于消弧消弧线圈的工作原理。（消弧线圈的工作原理。（ 对对 补偿作用）补偿作用）cbaUUU、LIdILdjdIIILdjdIII-LIdILIdI中性点经消弧线圈接地系统中

45、性点经消弧线圈接地系统解决单相接地电容电流允许值（解决单相接地电容电流允许值（30A）的措施，）的措施，用消弧线圈产生感性电流补偿容性电流，图用消弧线圈产生感性电流补偿容性电流，图1-8。目的：目的：保证电弧瞬间熄灭，消除弧光间歇过电压。保证电弧瞬间熄灭，消除弧光间歇过电压。消弧线圈消弧线圈补偿方式补偿方式过补偿过补偿欠补偿欠补偿全补偿全补偿感性电流感性电流 容性电流容性电流dI感性电流感性电流 容性电流容性电流dI在在360kV网络中，当单相接地电容电流超过下列数值时，网络中，当单相接地电容电流超过下列数值时，中性点应装设消弧线圈：中性点应装设消弧线圈： 36kV，30A 10kV， 20A

46、 3560kV，10A实际系统中，一般都采用过补偿的方式实际系统中，一般都采用过补偿的方式 dLII LILI系统系统谐振过电压，谐振过电压，不允许不允许！三、消弧线圈的应用及自动跟踪控制三、消弧线圈的应用及自动跟踪控制消弧线圈在高中压配电系统中的应用消弧线圈在高中压配电系统中的应用忽视忽视(不重视不重视) 采用消弧线圈补偿的优势：安全、可靠、经济；优越性大。采用消弧线圈补偿的优势：安全、可靠、经济；优越性大。6-10kV中压配电系统，有高压单相负荷或高压两相负荷运行中压配电系统，有高压单相负荷或高压两相负荷运行 高压配电系统中有较大零序电流，系统在用消弧线圈时要特高压配电系统中有较大零序电流

47、，系统在用消弧线圈时要特别引起注意和研究。别引起注意和研究。消弧线圈改变电抗的方式消弧线圈改变电抗的方式无励磁式无励磁式有载可调式有载可调式调整方式调整方式手动调整手动调整自动调整自动调整消弧线圈自动跟踪补偿控制的核心技术消弧线圈自动跟踪补偿控制的核心技术 -快速、准确、安全、在线地测量补偿系统的电容电流问题。快速、准确、安全、在线地测量补偿系统的电容电流问题。特点：特点： 本章主要阐明了以下几个问题：本章主要阐明了以下几个问题：电力系统的定义及组成。电力系统的定义及组成。电力系统运行的特点和对它的基本要求。电力系统运行的特点和对它的基本要求。电力系统的负荷曲线及其作用。电力系统的负荷曲线及其

48、作用。电力网络各种结线方式的特点和适用范围。电力网络各种结线方式的特点和适用范围。电力系统各元件额定电压间的配合关系。电力系统各元件额定电压间的配合关系。电力系统中性点的概念和分类，以及各种运行电力系统中性点的概念和分类，以及各种运行方式的优缺点和适用范围。方式的优缺点和适用范围。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。1 1、 电力网、电力系统和动力系统的定义是什么？电力网、电力系统和动力系统的定义是什么？2 2、对电力系统运行的基本要求是什么？、对电力系统运行的基本要求是什么？3 3、电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？、电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？4

49、4、何为电力系统的中性点，其接地方式如何？、何为电力系统的中性点，其接地方式如何？ 它们有什么特点？我国电力系统中性点接地情况如何？它们有什么特点？我国电力系统中性点接地情况如何？5 5、中性点不接地电力系统单相接地时、各相对地电压有什么、中性点不接地电力系统单相接地时、各相对地电压有什么变化？单相接地电流的性质如何？怎样计算？变化？单相接地电流的性质如何？怎样计算？6 6、消弧线圈的工作原理是什么？补偿方式有哪些？电力系统、消弧线圈的工作原理是什么？补偿方式有哪些？电力系统中一般采用哪种补偿方式？为什么？中一般采用哪种补偿方式？为什么？7 7、电力系统负荷曲线有哪些？什么是年持续负荷曲线和最大、电力系统负荷曲线有哪些？什么是年持续负荷曲线和最大负荷利用小时数？它们有何用处？负荷利用小时数？它们有何用处？8 8、某一负荷的年持续负荷曲线如图所示，试求其最大负荷利、某一负荷的年持续负荷曲线如图所示，试求其最大负荷利用小时数用小时数