1、电力系统分析 (1),主讲人 刘宗歧,电力分析课程是电力系统及其自动化专在教学中起着承前启后的作用。大体分为：一、电力系统稳态分析二、电力系统暂态分析稳态指电力系统正常的、相对静止的运行状态；暂态指电力系统从一种运行状态到另一种运行状态渡的过程。电力系统稳态分析包括电力系统的基本知识，电力统各元件的参数和数学模型，电力系统正常运行状况分析和计算，电力系统的运行调节和优化等内容。电力系统暂态分析包括电力系统的电磁暂态过程、电暂态过程等内容。,第一部分 电力系统稳态分析,一、电力系统的基本概念： 二、电力系统的等值电路： 三、简单电力系统的计算和分析： 四、电力系统潮流的计算机算法： 五、电力系统
2、的有功功率和频率调整 六、电力系统的无功功率和电压调整：,一、电力系统的基本概念,1、电力系统、电力网和动力系统 2、电力系统运行的特点和要求 3、电力系统的负荷曲线 4、电力系统的接线图 5、电力系统中发电机、变压器、输电线路、用电设备的额定电压 6、电力系统中性点接地方式 和额定电压等级 7、电力线路的结构,1、电力系统、电力网和动力系统,电力系统是指由发电机、变压器、电力线路、用户用电设备等在电气上相互连接所组成的有机整体； 电力网是指由各种电压等级的输电、配电线路以及由它们所联系起来的各类变电站组成的网络；,1、电力系统、电力网和动力系统,动力系统是指电力系统与“动力部分”的总和，动力
3、部分主要包括火电厂的锅炉、汽轮机、燃气轮机、热网等；水电厂的水库、水轮机等；原子能电厂的反应堆、锅炉、汽轮机等。 如图所示。,2、电力系统运行的特点和要求,1、 运行的特点 电能不能大量存储； 电力系统过渡过程非常短促； 与国民经济各部门联系密切。 2、 基本要求 保证供电的可靠性； 保证供电的电能质量； 保证供电的经济性。,3、电力系统的负荷曲线,有功功率日负荷曲线 有功功率年最大负荷曲线 有功功率年持续负荷曲线。,4、电力系统的接线图,1、接线图包括： 电气接线图 地理接线图2、接线方式包括： 无备用接线 有备用接线 3、如图所示,4、电力系统的接线图,无备用结线包括单回路放射式、干线式和
4、链式网络。 有备用结线包括双回路放射式、干线式、链式以及环式和两端供电网络。 结线方式需经仔细比较后方能确定。所选结线除保证供电可靠、有良好的电能质量和经济指标外，还应保证运行灵活和操作时的安全。,5、电力系统中发电机、变压器、输电线路、用电设备的额定电压,1、用电设备的额定电压 用电设备的额定电压为其它元件的参考电压，以UN来表示，用电设备所接入端电压一般容许在额定电压的5%范围内变动。,5、电力系统中发电机、变压器、输电线路、用电设备的额定电压,2、输电线路的额定电压 输电线路的首端和末端均可接用电设备，因此输电线路的首端电压不得超过用电设备额定电压+5%，即U1=UN（1+5%），输电线
5、路的末端电压不得低于用电设备额定电压-5%，即U2=UN（1-5%）。所以在没有调压的情况下，输电线路上可以容许10%的电压损耗。输电线路的额定电压为首端和末端电压平均值，即（U1+U2）/2= UN，说明输电线路的额定电压等于用电设备的额定电压。,5、电力系统中发电机、变压器、输电线路、用电设备的额定电压,3、发电机的额定电压 发电机作为电源，总是接在输电线路的首端，因此其额定电压应比用电设备的额定电压高5%，即UGN=UN（1+5%）。,5、电力系统中发电机、变压器、输电线路、用电设备的额定电压,4、变压器的额定电压 变压器的额定电压为变压器各绕组的额定电压，在电力系统中，变压器具有发电机
6、和负荷的双重地位。 变压器一次侧是接受电能的，相当于用电设备，所以变压器一次侧的额定电压等于用电设备的额定电压；但当变压器直接与发电机相连时，其一次侧的额定电压应等于发电机的额定电压，比用电设备的额定电压高5%。,5、电力系统中发电机、变压器、输电线路、用电设备的额定电压,变压器二、三次侧是送出电能的，相当于发电机，接在输电线路的首端，所以变压器二、三次侧的额定电压应比用电设备的额定电压高5%，再考虑到变压器负载运行时内部有5%的压降，故变压器二、三次侧的额定电压应比用电设备的额定电压高10%。但对于二、三次侧直接与负荷相连的变压器、漏抗较小的变压器和超高压变压器，其二、三次侧的额定电压应比用
7、电设备的额定电压高5%。,5、电力系统中发电机、变压器、输电线路、用电设备的额定电压,变压器额定电压总结如下： 一次侧额定电压为：（非直接与发电机连接变压器）（直接与发电机连接变压器） 二、三次侧额定电压为：（漏抗小、直接负荷和超高压变） （其余变压器）,6、电力系统中性点接地方式和额定电压等级,电力系统中性点接地方式分为： 1、直接接地系统，110千伏及以上系统；供电可靠性低，但节约绝缘投资； 2、不接地系统，35（60）千伏及以下系统；供电可靠性高，对绝缘要求高。不接地，单相接地时容性电流较小的35（60）千伏及以下系统；经消弧线圈接地，单相接地时容性电流较大的35（60）千伏及以下系统；
8、,6、电力系统中性点接地方式和额定电压等级,额定电压等级额定电压等级的制定需要考虑如下因素：1、输送容量；容量越大，电压越高；2、输送距离；距离越大，电压越高；3、绝缘投资；电压越高，投资越大。综合考虑以上因素，我国国家标准规定的标准电压（又称额定电压）如下表所示。选择电力线路电压时，只能选用国家规定的电压等级。,6、电力系统中性点接地方式和额定电压等级,上表中所示的电压等级，除3kv只限于工业企业内部使用外，大体是：500、330、220kv 多半用于大电力系统的主干线；110kv即用于中小电力系统的主干线，也用于大电力系统的二次网络；35kv既用于大城市或大工业企业内部网络，也广泛用于农村网络；10kv则是最常用的更低一级配电电压；只有负荷中高压电动机的比重很大时，才考虑以6kv配电的方案。 显然，这种划分不是绝对的，也不是一成不变的。例如，在农业用电负荷较重的地区就以110kv作为农村网络电压；随着容量的增大，大电力系统主干线电压级进一步提高后，330、220kv就可能退而为二次网络电压,7、电力线路的结构,电力线路按照结构可分为架空线路和电缆线路。 架空线路：导线、避雷线、杆塔、绝缘子及金具； 电缆线路：导线、绝缘层和包护层。,
