電網(wǎng)運(yùn)行和調(diào)度知識

1、武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院武漢電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 尹傳燁尹傳燁 telQQ:359441806電力工程概論電力工程概論 電力統(tǒng)系基本概念電力統(tǒng)系基本概念 發(fā)電廠和變電所的類型發(fā)電廠和變電所的類型 電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式 電網(wǎng)運(yùn)行和調(diào)度知識電網(wǎng)運(yùn)行和調(diào)度知識 一、電力網(wǎng)與電力系統(tǒng)一、電力網(wǎng)與電力系統(tǒng) 電力系統(tǒng)電力系統(tǒng):是指完成電能生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)的統(tǒng)一整體。是指完成電能生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)的統(tǒng)一整體。 從發(fā)電廠到用戶的送電過程從發(fā)電廠到用戶的送電過程電力系統(tǒng)基本概念電力系統(tǒng)基本概念 電力系統(tǒng)的組成電

2、力系統(tǒng)的組成 電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)示意圖電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)示意圖電力系統(tǒng)的基本概念電力系統(tǒng)的基本概念p電力系統(tǒng)電力系統(tǒng):生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)電能的各種 電氣設(shè)備連接在一起而組成的整體。p電電 力力 網(wǎng)網(wǎng):電力系統(tǒng)中輸送和分配電能的部分，包 括升、降壓變壓器和各種電壓等級的輸 電線路。p動(dòng)力部分動(dòng)力部分:火電廠的汽輪機(jī)、鍋爐、供熱管道和 熱用戶，水電廠的水輪機(jī)和水庫等與電 能生產(chǎn)相關(guān)部分。 通常將通常將220kV及以上的電力線路稱為及以上的電力線路稱為輸電線路輸電線路，110kV及以下的電力線路稱為及以下的電力線路稱為配電線路配電線路。配電線路又分為高壓配。配電線路又分為高壓配電線路（電線路（110

3、kV）、中壓配電線路（）、中壓配電線路（635kV）和低壓配電）和低壓配電線路（線路（380/220V）。）。n地方電力網(wǎng)：電壓為地方電力網(wǎng)：電壓為110kV以下的電力網(wǎng)（如以下的電力網(wǎng)（如35kV、10kV等）等）n區(qū)域電力網(wǎng)：電壓為區(qū)域電力網(wǎng)：電壓為110kV以上的電力網(wǎng)（如以上的電力網(wǎng)（如220kV） n超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)：電壓為超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)：電壓為330500kV及以上的電力網(wǎng)及以上的電力網(wǎng)電力網(wǎng)：電力網(wǎng)：由不同電壓等級的輸電線路和變壓器組成，可由不同電壓等級的輸電線路和變壓器組成，可分為地方電力網(wǎng)、區(qū)域電力網(wǎng)及超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)三種分為地方電力網(wǎng)、區(qū)域電力網(wǎng)及超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)

4、三種類型。類型。110kV屬于地方網(wǎng)還是屬于地方網(wǎng)還是區(qū)域網(wǎng)，要視其在電力區(qū)域網(wǎng)，要視其在電力系統(tǒng)中的作用而定系統(tǒng)中的作用而定 二、建立大型電力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)二、建立大型電力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)1可以減少系統(tǒng)的總裝機(jī)容量?？梢詼p少系統(tǒng)的總裝機(jī)容量。 2可以減少系統(tǒng)的備用容量?？梢詼p少系統(tǒng)的備用容量。3可以提高供電可靠性?？梢蕴岣吖╇娍煽啃?。4可以安裝大容量的機(jī)組。可以安裝大容量的機(jī)組。5可以合理利用動(dòng)力資源，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性?？梢院侠砝脛?dòng)力資源，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。 目前，我國電力系統(tǒng)已形成東北、華北、華東、華中、西目前，我國電力系統(tǒng)已形成東北、華北、華東、華中、西北、南方共北、南方共6個(gè)跨省電網(wǎng)個(gè)

5、跨省電網(wǎng)，由兩大集團(tuán)分別管理。由兩大集團(tuán)分別管理。華中電網(wǎng)華中電網(wǎng)華東電網(wǎng)華東電網(wǎng)東北電網(wǎng)東北電網(wǎng)華北電網(wǎng)華北電網(wǎng)西北電網(wǎng)西北電網(wǎng)南方電網(wǎng)南方電網(wǎng)川渝電網(wǎng)川渝電網(wǎng)2001年年5月，華北與東北電網(wǎng)通過月，華北與東北電網(wǎng)通過500kV（高姜）線路實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)（高姜）線路實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)跨大區(qū)的交流聯(lián)網(wǎng)；跨大區(qū)的交流聯(lián)網(wǎng)； 2003年年9月，月，500kV辛洹線投運(yùn)，實(shí)辛洹線投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了華北與華中電網(wǎng)的互聯(lián)；現(xiàn)了華北與華中電網(wǎng)的互聯(lián)；至此形成了至此形成了東北東北、華北華北、華中華中（包括包括川渝川渝）電網(wǎng)構(gòu)成的交流同步電網(wǎng)。）電網(wǎng)構(gòu)成的交流同步電網(wǎng)。山東電網(wǎng)山東電網(wǎng)2002年年5月，月，500kV萬龍線

6、萬龍線投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了川渝與華中投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了川渝與華中聯(lián)網(wǎng)；聯(lián)網(wǎng)；2004年，年，500kV江城直流投運(yùn)，江城直流投運(yùn)，華中與南方電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)；華中與南方電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)；1989年，年，500kV葛南線投運(yùn)，葛南線投運(yùn)，實(shí)現(xiàn)了華中實(shí)現(xiàn)了華中華東電網(wǎng)的互聯(lián)；華東電網(wǎng)的互聯(lián)； 2005年年3月，山東電網(wǎng)聯(lián)入華北電網(wǎng)；月，山東電網(wǎng)聯(lián)入華北電網(wǎng)；2005年年6月，華中與西北電網(wǎng)通過靈寶月，華中與西北電網(wǎng)通過靈寶背靠背直流聯(lián)網(wǎng)。背靠背直流聯(lián)網(wǎng)。電網(wǎng)發(fā)展歷程電網(wǎng)發(fā)展歷程2. 年發(fā)電量年發(fā)電量：指系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)組全年發(fā)出電能的總和，：指系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)組全年發(fā)出電能的總和，以兆瓦時(shí)（以兆瓦時(shí)（MW）h計(jì)。計(jì)。3. 最大

7、負(fù)荷最大負(fù)荷：指規(guī)定時(shí)間內(nèi)電力系統(tǒng)總有功功率負(fù)荷的最大：指規(guī)定時(shí)間內(nèi)電力系統(tǒng)總有功功率負(fù)荷的最大值，以兆瓦計(jì)。值，以兆瓦計(jì)。 4. 額定頻率額定頻率：50Hz5. 電壓等級電壓等級：指系統(tǒng)中電力線路的額定電壓，以千伏（：指系統(tǒng)中電力線路的額定電壓，以千伏（kV）計(jì)計(jì) 。1MWh =103kWh （千度），（千度）， 1kWh=1度度三、電力系統(tǒng)的基本參量三、電力系統(tǒng)的基本參量1. 總裝機(jī)容量總裝機(jī)容量：指系統(tǒng)中所有機(jī)組額定有功功率的總和，以：指系統(tǒng)中所有機(jī)組額定有功功率的總和，以兆瓦（兆瓦（MW）。）。 1MW=103kW （1000千瓦）千瓦） 四、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)四、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)1電能不能

8、大量儲存。電能不能大量儲存。 2電力系統(tǒng)的過渡過程十分短暫。電力系統(tǒng)的過渡過程十分短暫。3與國民經(jīng)濟(jì)各部門的關(guān)系密切。與國民經(jīng)濟(jì)各部門的關(guān)系密切。1保證供電的可靠性。保證供電的可靠性。2保證良好的電能質(zhì)量。保證良好的電能質(zhì)量。 五、對電力系統(tǒng)的基本要求五、對電力系統(tǒng)的基本要求3為用戶提供充足的電能。為用戶提供充足的電能。4提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。 一、發(fā)電廠的類型一、發(fā)電廠的類型1. 火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠(目前最主要的電源，比例大于75%) 2. 水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠(最重要的電源之一，比例大于10%)3. 核電廠核電廠(最重要的電源之一，比例大于10%)4. 其它

9、新能源發(fā)電其它新能源發(fā)電l 太陽能發(fā)電l 風(fēng)力發(fā)電l 地?zé)岚l(fā)電l 潮汐發(fā)電發(fā)電廠和變電所的類型發(fā)電廠和變電所的類型變電所：變電所：是變換電壓和接受分配電能的場所。分為區(qū)域變是變換電壓和接受分配電能的場所。分為區(qū)域變電所、地區(qū)變電所和終端變電所等。電所、地區(qū)變電所和終端變電所等。配電所：配電所：只接受和分配電能，不變換電壓。只接受和分配電能，不變換電壓。電力用戶：電力用戶：消耗電能，將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量。消耗電能，將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量。2工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng) n區(qū)域變電所區(qū)域變電所：電壓等級高，變壓器容量大，進(jìn)出線回路數(shù)多，由大電網(wǎng)：電壓等級高，變壓器容量大，進(jìn)出線回路數(shù)多，

10、由大電網(wǎng)供電，高壓側(cè)電壓為供電，高壓側(cè)電壓為330750kV，全所停電后，將引起整個(gè)系統(tǒng)解列甚，全所停電后，將引起整個(gè)系統(tǒng)解列甚至瓦解；至瓦解；n地區(qū)變電所地區(qū)變電所：由發(fā)電廠或區(qū)域變電所供電，高壓側(cè)電壓為：由發(fā)電廠或區(qū)域變電所供電，高壓側(cè)電壓為110220kV，全所停電后，將使該地區(qū)中斷供電；全所停電后，將使該地區(qū)中斷供電；n終端變電所終端變電所：是電網(wǎng)的末端變電所，主要由地區(qū)變電所供電，其高壓側(cè)是電網(wǎng)的末端變電所，主要由地區(qū)變電所供電，其高壓側(cè)為為35110kV，全所停電后，將使用戶中斷供電。，全所停電后，將使用戶中斷供電。 二、變電所的類型二、變電所的類型配電所：配電所：只接受和分配電能

11、，不變換電壓只接受和分配電能，不變換電壓。工廠供配電系統(tǒng)：工廠供配電系統(tǒng)：由總降壓變電所、高壓配電線路、車間由總降壓變電所、高壓配電線路、車間變電所、低壓配電線路及用電設(shè)備組成。變電所、低壓配電線路及用電設(shè)備組成。 電氣設(shè)備都是按照指定的電壓(頻率)來進(jìn)行設(shè)計(jì)制造的，這個(gè)指定的電壓(頻率)，稱為電氣設(shè)備的額定電壓額定電壓(額定頻率)。 為什么需要確定額定電壓為什么需要確定額定電壓？l為了進(jìn)行成批生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互換 l當(dāng)電氣設(shè)備在額定電壓和頻率下運(yùn)行時(shí)，將具有最好的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效果。電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量電力系統(tǒng)的電壓與電能質(zhì)量表表1-1 我國三相交流電力網(wǎng)和用電設(shè)備的額定電壓我國三相交流

12、電力網(wǎng)和用電設(shè)備的額定電壓kV分類分類電力網(wǎng)和用電設(shè)備的電力網(wǎng)和用電設(shè)備的額定電壓額定電壓發(fā)電機(jī)額定電壓發(fā)電機(jī)額定電壓電力變壓器額定電壓電力變壓器額定電壓一次繞組一次繞組二次繞組二次繞組低壓低壓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高壓高壓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1113.8，15.75，18，2013.8，15.75，18，20353538.560

13、6066110110121220220242330330363500500550750750用電設(shè)備的額定電壓：用電設(shè)備的額定電壓：與同級電網(wǎng)的額定電壓相同。與同級電網(wǎng)的額定電壓相同。發(fā)電機(jī)的額定電壓：發(fā)電機(jī)的額定電壓：比比同級電網(wǎng)的額定電壓高同級電網(wǎng)的額定電壓高出出5%，用于補(bǔ)償線路上，用于補(bǔ)償線路上的電壓損失。的電壓損失。 一、各電氣設(shè)備的額定電壓之間相互配合的問題一、各電氣設(shè)備的額定電壓之間相互配合的問題 電力網(wǎng)的額定電壓：電力網(wǎng)的額定電壓：我國高壓電網(wǎng)的額定電壓等級有交流我國高壓電網(wǎng)的額定電壓等級有交流3kV、6 kV、10 kV、35 kV、63 kV、110 kV、220 kV、3

14、30 kV、500 kV、1000KV，直流，直流500KV 、 1000KV等。等。圖圖17 供電線路上的電壓變化示意圖供電線路上的電壓變化示意圖 圖圖1-7為供電線路上的為供電線路上的電壓變化示意圖。電壓變化示意圖。變壓器的變壓器的二次繞組：二次繞組：對于用電設(shè)備而言，相當(dāng)于電源。對于用電設(shè)備而言，相當(dāng)于電源。變壓器的額定電壓變壓器的額定電壓我國公布的三相交流系統(tǒng)的額定電壓見我國公布的三相交流系統(tǒng)的額定電壓見表表1-1。 變壓器的變壓器的一次繞組：一次繞組：相當(dāng)于是用電設(shè)備，其額定電壓應(yīng)相當(dāng)于是用電設(shè)備，其額定電壓應(yīng)與電網(wǎng)的額定電壓相同。與電網(wǎng)的額定電壓相同。注意：注意：當(dāng)變壓器一次繞組直

15、接與發(fā)電機(jī)相連時(shí)，其額定電壓應(yīng)與發(fā)電當(dāng)變壓器一次繞組直接與發(fā)電機(jī)相連時(shí)，其額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同。機(jī)的額定電壓相同。u當(dāng)變壓器二次側(cè)供電線路較長時(shí)：應(yīng)比同級電網(wǎng)額定電當(dāng)變壓器二次側(cè)供電線路較長時(shí)：應(yīng)比同級電網(wǎng)額定電壓高壓高10% u當(dāng)變壓器二次側(cè)供電線路較短時(shí)：應(yīng)比同級電網(wǎng)額定電當(dāng)變壓器二次側(cè)供電線路較短時(shí)：應(yīng)比同級電網(wǎng)額定電壓高壓高5%其中其中5%用于補(bǔ)償變壓器滿用于補(bǔ)償變壓器滿載供電時(shí)一、二次繞組上的載供電時(shí)一、二次繞組上的電壓損失；電壓損失； 另外另外5%用于補(bǔ)用于補(bǔ)償線路上的電壓損失，用于償線路上的電壓損失，用于35kV及以上線路。及以上線路?？梢圆豢紤]線路上的電可以不考慮線

16、路上的電壓損失，只需要補(bǔ)償滿壓損失，只需要補(bǔ)償滿載時(shí)變壓器繞組上的電載時(shí)變壓器繞組上的電壓損失即可，用于壓損失即可，用于10kV及以下線路。及以下線路。T1GT2110kV10kV6kVM發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)G的額定電壓：的額定電壓：UNG=1.0510=10.5（kV） 變壓器變壓器T1的額定電壓：的額定電壓： U1N=10.5（kV） U2N=1.1110=121（kV）變壓器變壓器T1的變比為：的變比為：10.5/121kV變壓器變壓器T2的額定電壓：的額定電壓：U1N=110（kV） U2N=1.056=6.3（kV）變壓器變壓器T2的變比為：的變比為：110/6.3kV例例1-1 已知下圖所

17、示系統(tǒng)中電網(wǎng)的額定電壓，試確定發(fā)電機(jī)已知下圖所示系統(tǒng)中電網(wǎng)的額定電壓，試確定發(fā)電機(jī)和變壓器的額定電壓。和變壓器的額定電壓。變壓器變壓器T1的一次繞組與的一次繞組與發(fā)電機(jī)直接相連，其一發(fā)電機(jī)直接相連，其一次側(cè)的額定電壓應(yīng)與發(fā)次側(cè)的額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同電機(jī)的額定電壓相同變壓器變壓器T1的二次側(cè)的二次側(cè)供電距離較長，其供電距離較長，其額定電壓應(yīng)比線路額定電壓應(yīng)比線路額定電壓高額定電壓高10%變壓器變壓器T2的二次側(cè)供的二次側(cè)供電距離較短，可不考電距離較短，可不考慮線路上的電壓損失慮線路上的電壓損失 二、電壓等級的選擇二、電壓等級的選擇220 kV及以上：及以上：用于大型電力系統(tǒng)的主干線。

18、用于大型電力系統(tǒng)的主干線。110kV：用于中小型電力系統(tǒng)的主干線。用于中小型電力系統(tǒng)的主干線。35kV：用于大型工業(yè)企業(yè)內(nèi)部電力網(wǎng)。用于大型工業(yè)企業(yè)內(nèi)部電力網(wǎng)。10kV：常用的高壓配電電壓，當(dāng)常用的高壓配電電壓，當(dāng)6kV高壓用電設(shè)備較多時(shí)，高壓用電設(shè)備較多時(shí)，也可考慮用也可考慮用6kV配電。配電。3kV：僅限于工業(yè)企業(yè)內(nèi)部采用僅限于工業(yè)企業(yè)內(nèi)部采用 。380/220V：工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的低壓配電電壓。工業(yè)企業(yè)內(nèi)部的低壓配電電壓。電力網(wǎng)的額定電壓、傳輸功率和傳輸距離之間的關(guān)系見表電力網(wǎng)的額定電壓、傳輸功率和傳輸距離之間的關(guān)系見表1-2三、電能質(zhì)量三、電能質(zhì)量頻率、頻率、 電壓、電壓、 諧波諧波 電壓

19、偏差是指用電設(shè)備的實(shí)際電壓與額定電壓之差，電壓偏差是指用電設(shè)備的實(shí)際電壓與額定電壓之差，用占額定電壓的百分?jǐn)?shù)來表示用占額定電壓的百分?jǐn)?shù)來表示 指通過公用電網(wǎng)供給用戶端的交流指通過公用電網(wǎng)供給用戶端的交流電能的品質(zhì)電能的品質(zhì)。 頻率偏差頻率偏差額定頻率：額定頻率：50Hz允許偏差：正常允許偏差為允許偏差：正常允許偏差為0.2 Hz，當(dāng)容量較小時(shí)可放，當(dāng)容量較小時(shí)可放寬到寬到0.5 Hz 電壓偏差（移）電壓偏差（移）%100%NNUUUU1. 電能質(zhì)量的概念電能質(zhì)量的概念電壓波動(dòng)電壓波動(dòng)電壓波動(dòng)是指電網(wǎng)電壓短時(shí)、快速的變動(dòng)短時(shí)、快速的變動(dòng)，用電壓最大值與最小值之差對電網(wǎng)額定電壓的百分比表示，即 %

20、100%minmaxNUUUU諧波諧波 是指對周期性非正弦交流量進(jìn)行傅里葉級數(shù)分解后所得是指對周期性非正弦交流量進(jìn)行傅里葉級數(shù)分解后所得到的頻率為基波頻率整數(shù)倍的各次分量，通常稱為高次諧波。到的頻率為基波頻率整數(shù)倍的各次分量，通常稱為高次諧波。諧波產(chǎn)生的原因：諧波產(chǎn)生的原因：是由于電力系統(tǒng)中存在各種非線性元件。 使變壓器和電動(dòng)機(jī)的使變壓器和電動(dòng)機(jī)的鐵芯損耗鐵芯損耗增加，引起局部過熱，同增加，引起局部過熱，同時(shí)振動(dòng)和噪聲增大，縮短使用壽命；時(shí)振動(dòng)和噪聲增大，縮短使用壽命；使線路的使線路的功率損耗功率損耗和電能損耗增加，并有可能使電力線和電能損耗增加，并有可能使電力線路出現(xiàn)路出現(xiàn)電壓諧振電壓諧振，

21、產(chǎn)生，產(chǎn)生過電壓過電壓，擊穿電氣設(shè)備的，擊穿電氣設(shè)備的絕緣絕緣；使電容器產(chǎn)生過負(fù)荷而影響其使用壽命；使電容器產(chǎn)生過負(fù)荷而影響其使用壽命；使使繼電保護(hù)繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置產(chǎn)生及自動(dòng)裝置產(chǎn)生誤動(dòng)作誤動(dòng)作；使變壓器使計(jì)算電費(fèi)用的感應(yīng)式電能表的使變壓器使計(jì)算電費(fèi)用的感應(yīng)式電能表的計(jì)量不準(zhǔn)計(jì)量不準(zhǔn)；對附近的對附近的通信通信線路產(chǎn)生信號線路產(chǎn)生信號干擾干擾，使數(shù)據(jù)傳輸失真等。，使數(shù)據(jù)傳輸失真等。諧波的危害諧波的危害 三相不平衡三相不平衡 指三相系統(tǒng)中三相電壓（或電流）的不平衡程度，用指三相系統(tǒng)中三相電壓（或電流）的不平衡程度，用電壓（或電流）負(fù)序分量有效值與正序分量有效值的百分比來電壓（或電流）負(fù)序分量有效

22、值與正序分量有效值的百分比來表示，即表示，即%100%12UUU 使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生一個(gè)反向轉(zhuǎn)矩，降低輸出轉(zhuǎn)矩，同時(shí)的總電流增大，繞組溫升增高，加速絕緣老化，縮短使用壽命。 使變壓器的容量得不到充分利用。 使整流設(shè)備產(chǎn)生更多的高次諧波，進(jìn)一步影響電能質(zhì)量。 使作用于負(fù)序電流的繼電保護(hù)裝置產(chǎn)生誤動(dòng)和拒動(dòng) 。產(chǎn)生三相電壓不平衡的原因：產(chǎn)生三相電壓不平衡的原因：三相負(fù)荷不對稱三相負(fù)荷不對稱 。三相電壓不平衡的危害三相電壓不平衡的危害 暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓暫時(shí)過電壓和瞬態(tài)過電壓暫時(shí)過電壓：暫時(shí)過電壓：包括工頻過電壓和諧振過電壓，其特征為在包括工頻過電壓和諧振過電壓，其特征為在其持續(xù)時(shí)間范圍內(nèi)無衰減或弱衰減

23、；其持續(xù)時(shí)間范圍內(nèi)無衰減或弱衰減；瞬態(tài)過電壓：瞬態(tài)過電壓：包括操作過電壓和雷擊過電壓，其特征為振包括操作過電壓和雷擊過電壓，其特征為振蕩或非振蕩衰減，且衰減很快，持續(xù)時(shí)間只有幾毫秒或幾十蕩或非振蕩衰減，且衰減很快，持續(xù)時(shí)間只有幾毫秒或幾十微秒。微秒。 過電壓的危害：過電壓的危害：使電力設(shè)備故障、影響電力安全運(yùn)行使電力設(shè)備故障、影響電力安全運(yùn)行 。 過電壓是指峰值電壓超過系統(tǒng)正常運(yùn)行的最高峰值電過電壓是指峰值電壓超過系統(tǒng)正常運(yùn)行的最高峰值電壓時(shí)的工況。壓時(shí)的工況。 2電能質(zhì)量控制技術(shù)電能質(zhì)量控制技術(shù)電能質(zhì)量的傳統(tǒng)控制技術(shù)：電能質(zhì)量的傳統(tǒng)控制技術(shù)：控制頻率偏差、電壓偏差、三控制頻率偏差、電壓偏差、

24、三相電壓不平衡以及保證供電的可靠性。相電壓不平衡以及保證供電的可靠性。電能質(zhì)量的現(xiàn)代控制技術(shù)電能質(zhì)量的現(xiàn)代控制技術(shù) 柔性交流輸電技術(shù)：柔性交流輸電技術(shù)：又稱為基于電力電子技術(shù)的又稱為基于電力電子技術(shù)的靈活交流靈活交流輸電系統(tǒng)輸電系統(tǒng)，通過控制電力系統(tǒng)的基本參數(shù)來靈活控制系統(tǒng)潮，通過控制電力系統(tǒng)的基本參數(shù)來靈活控制系統(tǒng)潮流，使電力傳輸容量更接近線路的熱穩(wěn)定極限。流，使電力傳輸容量更接近線路的熱穩(wěn)定極限。柔性配電技術(shù)：柔性配電技術(shù)：將柔性交流輸電系統(tǒng)中的現(xiàn)代電力電子將柔性交流輸電系統(tǒng)中的現(xiàn)代電力電子技術(shù)及相關(guān)的檢測和控制設(shè)備延伸應(yīng)用于配電領(lǐng)域。技術(shù)及相關(guān)的檢測和控制設(shè)備延伸應(yīng)用于配電領(lǐng)域。 我國電

25、力系統(tǒng)中性點(diǎn)有三種運(yùn)行方式：我國電力系統(tǒng)中性點(diǎn)有三種運(yùn)行方式： l中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)不接地l中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地l中性點(diǎn)直接（或經(jīng)低電阻）接地中性點(diǎn)直接（或經(jīng)低電阻）接地小電流接地系統(tǒng)小電流接地系統(tǒng)大電流接地系統(tǒng)大電流接地系統(tǒng)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式 圖圖 中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的電路圖和相量圖中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的電路圖和相量圖a）電路圖）電路圖 b）相量圖）相量圖中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的電路圖和相量圖中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的電路圖和相量圖a）電路圖）電路圖 b）相量圖）相量圖消弧線圈消弧線圈中性點(diǎn)直接

26、接地系統(tǒng)的電力系統(tǒng)示意圖中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)的電力系統(tǒng)示意圖電力網(wǎng)的接線電力網(wǎng)的接線無備用接線無備用接線（a) 放射形放射形 (b) 干線型干線型 (c) 樹型樹型電力網(wǎng)的接線電力網(wǎng)的接線(a) 放射型放射型 (b) 干線型干線型 (c) 鏈型鏈型 (d) 環(huán)型供電網(wǎng)環(huán)型供電網(wǎng) (e) 多電源供電網(wǎng)多電源供電網(wǎng)有備用接線有備用接線電力網(wǎng)的接線電力網(wǎng)的接線幾種常用的有備用網(wǎng)絡(luò)幾種常用的有備用網(wǎng)絡(luò)(a) 單電源環(huán)網(wǎng)單電源環(huán)網(wǎng) (b)雙電源環(huán)網(wǎng)雙電源環(huán)網(wǎng) (c) 兩端供電網(wǎng)兩端供電網(wǎng)電力網(wǎng)的接線電力網(wǎng)的接線 按供電可靠性分 按職能分上方向獲得電能負(fù)荷可以兩個(gè)或兩個(gè)以有備用接線得電能負(fù)荷只能從一個(gè)方向獲

27、無備用接線所或直接為用電設(shè)備。負(fù)荷點(diǎn)則是低級的變電相應(yīng)電壓級的母線，變電所電源點(diǎn)是發(fā)電廠額定電壓一般為任務(wù)是分配電能配電網(wǎng)絡(luò)線路組成最高的一級或兩級電力電力系統(tǒng)中電壓等級負(fù)荷集中地區(qū)，通常由可靠而經(jīng)濟(jì)地輸送到將大容量發(fā)電廠的電能輸電網(wǎng)絡(luò) kv )(,354 . 0,輸電網(wǎng)絡(luò)的電壓等級與系統(tǒng)規(guī)模輸電網(wǎng)絡(luò)的電壓等級與系統(tǒng)規(guī)模( (容量和供電容量和供電范圍范圍) )的對應(yīng)關(guān)系的對應(yīng)關(guān)系有功功率平衡與頻率的關(guān)系有功功率平衡與頻率的關(guān)系系統(tǒng)頻率的變化由作用于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的不平衡轉(zhuǎn)矩所引起系統(tǒng)頻率的變化由作用于發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸上的不平衡轉(zhuǎn)矩所引起頻率偏移范圍：頻率偏移范圍：5050(0.2(0.20.5)HZ0

28、.5)HZ低頻運(yùn)行的危害低頻運(yùn)行的危害 影響用戶的工作和產(chǎn)品質(zhì)量，影響發(fā)電廠的安影響用戶的工作和產(chǎn)品質(zhì)量，影響發(fā)電廠的安全運(yùn)行，影響汽輪機(jī)葉片壽命，影響系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。全運(yùn)行，影響汽輪機(jī)葉片壽命，影響系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電力系統(tǒng)有功平衡與備用電力系統(tǒng)有功平衡與備用 LLGPPP 國國民民經(jīng)經(jīng)濟(jì)濟(jì)備備用用檢檢修修備備用用事事故故備備用用負(fù)負(fù)荷荷備備用用 有功功率平衡和頻率調(diào)整有功功率平衡和頻率調(diào)整發(fā)電機(jī)組的頻率特性發(fā)電機(jī)組的頻率特性 一次調(diào)整一次調(diào)整因負(fù)荷變化引起發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速和頻率的變化，由此而進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)頻率的過程，稱為一次調(diào)整。 二次調(diào)整二次調(diào)整通過操作調(diào)頻器，使發(fā)電機(jī)組的頻率特性平行的移動(dòng)，從而

29、使負(fù)荷變化引起的頻率偏移在允許的波動(dòng)范圍內(nèi)。離心飛擺式調(diào)速系統(tǒng)示意圖離心飛擺式調(diào)速系統(tǒng)示意圖無功功率平衡和電壓調(diào)整無功功率平衡和電壓調(diào)整 電壓是衡量電壓是衡量電能質(zhì)量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。的重要指標(biāo)。 電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)的運(yùn)行電壓水平運(yùn)行電壓水平取決于取決于無功功率的平衡無功功率的平衡。系統(tǒng)中各種無功電源的無功出力應(yīng)能滿足系統(tǒng)負(fù)荷系統(tǒng)中各種無功電源的無功出力應(yīng)能滿足系統(tǒng)負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)損耗和網(wǎng)絡(luò)損耗在額定電壓下在額定電壓下對無功功率的需求，否則對無功功率的需求，否則電壓就會偏離額定值。電壓就會偏離額定值。 電力系統(tǒng)無功功率平衡的基本要求電力系統(tǒng)無功功率平衡的基本要求：系統(tǒng)中的無：系統(tǒng)中的無功電源可以發(fā)

30、出的無功功率應(yīng)該大于或至少等于功電源可以發(fā)出的無功功率應(yīng)該大于或至少等于負(fù)荷所需的無功功率和網(wǎng)絡(luò)中的無功損耗。負(fù)荷所需的無功功率和網(wǎng)絡(luò)中的無功損耗。電力系統(tǒng)的無功功率電源有電力系統(tǒng)的無功功率電源有發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)同步調(diào)相機(jī)（相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)）、（相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)）、靜電電容器靜電電容器及及靜止補(bǔ)償器靜止補(bǔ)償器，后三種裝置又稱為，后三種裝置又稱為無功補(bǔ)償裝置無功補(bǔ)償裝置。 無功功率平衡無功功率平衡 故障故障: :一般指短路和斷線一般指短路和斷線, ,分為簡單故障和復(fù)雜故障分為簡單故障和復(fù)雜故障 簡單故障簡單故障: :電力系統(tǒng)中的單一故障電力系統(tǒng)中的單一故障 復(fù)雜故障復(fù)

31、雜故障: :同時(shí)發(fā)生兩個(gè)或兩個(gè)以上故障同時(shí)發(fā)生兩個(gè)或兩個(gè)以上故障 短路短路: :指一切指一切不正常不正常的相與相之間或相與地之間的相與相之間或相與地之間（對于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況（對于中性點(diǎn)接地的系統(tǒng)）發(fā)生通路的情況短路的基本概念短路的基本概念 各種短路的示意圖和代表符號各種短路的示意圖和代表符號 短路種類 示意圖 代表符號三 相 短 路 f(3) 兩 相 短 路 接 地 f(1,1) 兩 相 短 路 f(2) 單 相 短 路 f(1)一、短路的類型一、短路的類型 元件損壞：元件損壞：絕緣材料的絕緣材料的自然老化自然老化，設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)不良所，設(shè)計(jì)、安裝及維護(hù)不良所帶來的帶來的設(shè)

32、備缺陷設(shè)備缺陷發(fā)展成短路。發(fā)展成短路。氣象條件惡化：氣象條件惡化：雷擊造成的雷擊造成的閃絡(luò)放電或避雷器閃絡(luò)放電或避雷器動(dòng)作，架空線動(dòng)作，架空線路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。路由于大風(fēng)或?qū)Ь€覆冰引起電桿倒塌等。違規(guī)操作：違規(guī)操作：如運(yùn)行人帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后未拆如運(yùn)行人帶負(fù)荷拉刀閘，線路或設(shè)備檢修后未拆除地線就加上電壓引起短路。除地線就加上電壓引起短路。其他原因：其他原因：挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。挖溝損傷電纜，鳥獸跨接在裸露的載流部分等。二、短路的主要原因二、短路的主要原因(1)(1)電流電流劇增：設(shè)備發(fā)熱增加，若短路持續(xù)時(shí)間較長，可劇增：設(shè)備發(fā)熱增加，若短路持

33、續(xù)時(shí)間較長，可能能使設(shè)備過熱甚至損壞使設(shè)備過熱甚至損壞; ;由于短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)，由于短路電流的電動(dòng)力效應(yīng)，導(dǎo)體間還將產(chǎn)生導(dǎo)體間還將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力很大的機(jī)械應(yīng)力，致使導(dǎo)體變形甚至，致使導(dǎo)體變形甚至損壞。損壞。(2)(2)電壓電壓大幅度下降，對用戶影響很大。大幅度下降，對用戶影響很大。(3)(3)當(dāng)短路發(fā)生地點(diǎn)離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時(shí)間又較長時(shí)，并當(dāng)短路發(fā)生地點(diǎn)離電源不遠(yuǎn)而持續(xù)時(shí)間又較長時(shí)，并列運(yùn)行的列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)可能失去同步發(fā)電機(jī)可能失去同步，破壞系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定，破壞系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，造成大面積停電。這是短路最嚴(yán)重的后果。性，造成大面積停電。這是短路最嚴(yán)重的后果。(4)(4)發(fā)生不對稱短路時(shí)

34、發(fā)生不對稱短路時(shí), ,三相不平衡電流三相不平衡電流會在相鄰的通訊會在相鄰的通訊線路感應(yīng)出電動(dòng)勢線路感應(yīng)出電動(dòng)勢, ,影響通訊。影響通訊。三、短路的危害三、短路的危害四、計(jì)算短路電流的目的四、計(jì)算短路電流的目的p是選擇電氣設(shè)備（斷路器、互感器、瓷瓶、母線、是選擇電氣設(shè)備（斷路器、互感器、瓷瓶、母線、電纜等）的依據(jù)；電纜等）的依據(jù)；p是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)和整定的基礎(chǔ)；是電力系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)計(jì)和整定的基礎(chǔ)；p是比較和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線圖的是比較和選擇發(fā)電廠和電力系統(tǒng)電氣主接線圖的依據(jù)；依據(jù)；p是進(jìn)行電力系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路對用戶工作是進(jìn)行電力系統(tǒng)穩(wěn)定計(jì)算，研究短路對用戶工作的影響的需要

35、。的影響的需要。 同步運(yùn)行狀態(tài)：同步運(yùn)行狀態(tài)：所有并聯(lián)運(yùn)行的同步電機(jī)都有所有并聯(lián)運(yùn)行的同步電機(jī)都有相同的電角速度。是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的一個(gè)相同的電角速度。是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的一個(gè)重要標(biāo)志。在這種運(yùn)行狀態(tài)下，表征運(yùn)行狀態(tài)重要標(biāo)志。在這種運(yùn)行狀態(tài)下，表征運(yùn)行狀態(tài)的參數(shù)具有接近于不變的數(shù)值，通常稱為的參數(shù)具有接近于不變的數(shù)值，通常稱為穩(wěn)定穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。運(yùn)行狀態(tài)。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題：電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題：系統(tǒng)在某一正常運(yùn)行狀系統(tǒng)在某一正常運(yùn)行狀態(tài)下受到擾動(dòng)后能否恢復(fù)到原來的運(yùn)行狀態(tài)或態(tài)下受到擾動(dòng)后能否恢復(fù)到原來的運(yùn)行狀態(tài)或過渡到新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的問題。過渡到新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的問題。電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本

36、概念電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念 同步穩(wěn)定性問題：同步穩(wěn)定性問題：電力系統(tǒng)在運(yùn)行中受到電力系統(tǒng)在運(yùn)行中受到微小微小的的或或大的大的擾動(dòng)之后能否繼續(xù)保持系統(tǒng)中同步電擾動(dòng)之后能否繼續(xù)保持系統(tǒng)中同步電機(jī)間同步運(yùn)行的問題。這種穩(wěn)定性是根據(jù)機(jī)間同步運(yùn)行的問題。這種穩(wěn)定性是根據(jù)功角功角的變化規(guī)律來判斷的，因而又稱的變化規(guī)律來判斷的，因而又稱功角穩(wěn)定性。功角穩(wěn)定性。 電壓穩(wěn)定性問題：電壓穩(wěn)定性問題：電力系統(tǒng)在某些情況下會出電力系統(tǒng)在某些情況下會出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的電壓持續(xù)下降或電壓長期滯留在現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的電壓持續(xù)下降或電壓長期滯留在安全運(yùn)行所不能容許的低水平上而不能恢復(fù)。安全運(yùn)行所不能容許的低水平上而不能恢復(fù)。 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性電力系統(tǒng)穩(wěn)定性 是電力系統(tǒng)的屬性，是電力系統(tǒng)中各同步發(fā)電機(jī)在受到擾后保持或恢復(fù)同步運(yùn)行的能力 。統(tǒng)對電壓的控制能力負(fù)荷逐漸增長變化時(shí)系小干擾電壓穩(wěn)定壓的控制能力系統(tǒng)發(fā)生大擾動(dòng)后對電大干擾電壓穩(wěn)定電壓失步振幅不斷增大的振蕩而小或者大擾動(dòng)，不發(fā)生動(dòng)態(tài)復(fù)到原來的穩(wěn)定狀態(tài)渡到新的平衡狀態(tài)或恢大擾動(dòng)，保持同步并過暫態(tài)運(yùn)行狀態(tài)失步，自動(dòng)恢復(fù)到起始小擾動(dòng)，不發(fā)生非同期靜態(tài)功角劃分提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的措施提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的措施 主要是提高輸送功率的極限主要是提高輸