第一章電力系統(tǒng)概述

《電力系統(tǒng)分析》第一章電力系統(tǒng)概述課程簡(jiǎn)介一、課程重要性2003年8.14美加大停電北美歷史上最嚴(yán)重的停電事故：>30h，波及美8州和加，受災(zāi)5千萬(wàn)人，每天直接損失近300億美元。停電引起紐約、渥太華等多個(gè)大型城市完全癱瘓，“感覺比9·11還可怕”。交通癱瘓機(jī)場(chǎng)關(guān)閉恐慌：打手電搶購(gòu)西裝革履，有家難歸地鐵驟停，疏散市民全副武裝,治安問(wèn)題垃圾成堆,環(huán)境問(wèn)題布什講話2003年8.28倫敦大停電下午6點(diǎn)，下班高峰，持續(xù)兩個(gè)多小時(shí)地鐵驟停25萬(wàn)上班族被困地鐵2003年我國(guó)21個(gè)省拉閘限電2004年7月12日雅典奧運(yùn)開幕前一月大停電2005年8月18日印尼大停電，1億多人受災(zāi)，國(guó)會(huì)大廈,一些議員因停電被困電梯2005年5月25日莫斯科大停電2005年9月26日海南電網(wǎng)由于臺(tái)風(fēng)襲擊全面瓦解二、課程內(nèi)容主要介紹電力系統(tǒng)的基本概念、數(shù)學(xué)模型、分析方法、計(jì)算機(jī)解法、控制和保護(hù)原理主要內(nèi)容：1、電力系統(tǒng)概述2、電力系統(tǒng)的接線3、元件參數(shù)及等值電路4、潮流計(jì)算5、有功功率平衡與頻率調(diào)整6、無(wú)功功率平衡與頻率調(diào)整7、短路電流8、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性三、課程特點(diǎn)專業(yè)課與基礎(chǔ)課區(qū)別：工程背景強(qiáng)，實(shí)踐性強(qiáng)：實(shí)踐->理論->實(shí)踐，應(yīng)用對(duì)象明確計(jì)算多、題多，作業(yè)重要研究性強(qiáng)：采用批判態(tài)度；“回到過(guò)去”，了解問(wèn)題、了解研究思路四、課程要求了解背景掌握概念加強(qiáng)能力：自學(xué)、分析、計(jì)算、綜合培養(yǎng)科研素養(yǎng)：科研入門（問(wèn)題→建模→方法→結(jié)果→結(jié)論）有所收獲五、課程形式授課與自學(xué)結(jié)合課堂考查與考勤（上課重要）專題研究答疑成績(jī)?cè)u(píng)定：平時(shí)成績(jī)30%+考試70%六、參考書目《電力系統(tǒng)分析》（上下冊(cè)）何仰贊等，華中理工大學(xué)出版社“PowerSystemsAnalysis”A.R.Bergen(美)“PowerSystemStabilityandControl”,P.Kundur(美)電力系統(tǒng)的基本概念一、電力系統(tǒng)的形成和發(fā)展（1）1831年法拉第發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)定律。電機(jī)制造和電力輸送技術(shù)的發(fā)展最初集中于直流電。輸電電壓低，輸送距離短，輸送功率小。（2）世界上第一個(gè)高壓輸電的電力系統(tǒng)出現(xiàn)于1882年。法國(guó)人M.德波列茨將位于彌斯巴赫煤礦的蒸汽機(jī)發(fā)出的電能輸送到57km外的慕巴黑，用于驅(qū)動(dòng)水泵。采用的電壓為直流1500～2000V，輸電系統(tǒng)規(guī)模雖小，卻是世界上第一個(gè)電力系統(tǒng)，因?yàn)樗穗娏ο到y(tǒng)的各個(gè)重要組成部分，即發(fā)電、輸電和用電設(shè)備。（3）1885年在制成變壓器的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了單相交流輸電。（4）1891年在制成三相變壓器和三相異步電動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了三相交流輸電。1891年在法蘭克福舉行的國(guó)際電工技術(shù)展覽會(huì)上，在德國(guó)人奧斯卡·馮·密勒主持下展出的輸電系統(tǒng)，奠定了近代輸電技術(shù)的基礎(chǔ)。

近代電力系統(tǒng)的雛形，它的建成標(biāo)志著電力系統(tǒng)的發(fā)展取得了重大突破。

☆電力系統(tǒng)是由發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路和用電設(shè)備（負(fù)荷）組成的網(wǎng)絡(luò)。（5）三相交流制的優(yōu)越性很快顯示出來(lái)，使運(yùn)用三相交流制的發(fā)電廠迅速發(fā)展，而不久直流制被淘汰。汽輪發(fā)電機(jī)組取代以蒸汽機(jī)為原動(dòng)力的發(fā)電機(jī)組，發(fā)電廠之間出現(xiàn)并列運(yùn)行，輸電電壓、輸送距離和輸送功率不斷增大，更大規(guī)模的電力系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)。在一些國(guó)家中甚至出現(xiàn)了全國(guó)性和跨國(guó)性的電力系統(tǒng)。人類為何偏愛電能？現(xiàn)代社會(huì)最重要能源，應(yīng)用十分廣泛。顯著優(yōu)點(diǎn)：潔凈（從使用的角度看）：保護(hù)環(huán)境方便：輸送、分配、使用（能量形式轉(zhuǎn)化容易）電氣化：機(jī)械化、自動(dòng)化，提高產(chǎn)品質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率節(jié)能：能耗小，能量轉(zhuǎn)換效率高二、電力系統(tǒng)的概念（1）電力系統(tǒng)是發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路、用電設(shè)備(負(fù)荷)組成的網(wǎng)絡(luò)，它包括通過(guò)電的或機(jī)械的方式連接在網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備。（2）由發(fā)電廠、輸電線路、變電所、配電線路和用戶等五部分組成的發(fā)電、輸電、變電、配電和用電的一個(gè)整體。（3）廣義的電力系統(tǒng)應(yīng)該是由鍋爐、反應(yīng)堆、汽輪機(jī)、水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等生產(chǎn)電能的設(shè)備，變壓器、電力線路等交換、輸送電能的設(shè)備，電動(dòng)機(jī)、電熱電爐、電燈等各種消耗電能的設(shè)備，以及測(cè)量、保護(hù)、控制裝置及能量管理系統(tǒng)所組成的統(tǒng)一整體，是一個(gè)十分龐大而復(fù)雜的研究對(duì)象。（4）電力系統(tǒng)既包括將一次能源轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電、輸電、配電、用電的一次系統(tǒng)，又包括保證其安全可靠運(yùn)行的繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置、調(diào)度自動(dòng)化和通訊等輔助系統(tǒng)（二次系統(tǒng)）。一次系統(tǒng)如何組成？發(fā)電機(jī)：電能生產(chǎn)，一次能源轉(zhuǎn)換成二次能源(電能)，火/水/核/風(fēng)/太陽(yáng)/地?zé)岬入娏W(wǎng)絡(luò)（輸配電系統(tǒng)）：電能輸送和分配，包括：輸電網(wǎng)（輸電系統(tǒng)）和配電網(wǎng)（配電系統(tǒng)）。負(fù)荷（用戶）：電能消費(fèi)，將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量，電動(dòng)機(jī)/照明/電爐等。二次系統(tǒng)如何組成？三、近代電力系統(tǒng)近代電力系統(tǒng)與100余年前電力系統(tǒng)的雛形相比，具有如下特點(diǎn)：1、輸電電壓、輸送距離、輸送功率千百倍的增長(zhǎng)。2、在電源構(gòu)成、負(fù)荷成分等方面也有很大變化。3、運(yùn)行管理高度自動(dòng)化。4、交流輸電與直流輸電并存。電力網(wǎng)絡(luò)：電力系統(tǒng)中，由變壓器、電力線路等交換、輸送、分配電能設(shè)備所組成的部分。即電力系統(tǒng)除去發(fā)電機(jī)和用電設(shè)備之外的部分，是電力系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。動(dòng)力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)和發(fā)電廠動(dòng)力部分的總和。電力系統(tǒng)是動(dòng)力系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。四、電力系統(tǒng)的基本參量和結(jié)線圖1、總裝機(jī)容量——電力系統(tǒng)的總裝機(jī)容量指該系統(tǒng)中實(shí)際安裝的發(fā)電機(jī)組額定有功功率的總和。以千瓦(KW)、兆瓦(MW)、吉瓦(GW)計(jì)。2、年發(fā)電量——電力系統(tǒng)的年發(fā)電量指該系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)組全年實(shí)際發(fā)出電能的總和。以兆瓦·時(shí)(MW·h)、吉瓦·時(shí)(GW·h)、太瓦·時(shí)(TW·h)計(jì)。3、最大負(fù)荷——最大負(fù)荷一般是指規(guī)定時(shí)間，如一天、一月或一年內(nèi)，電力系統(tǒng)總有功功率負(fù)荷的最大值。以千瓦、兆瓦、吉瓦計(jì)。4、額定頻率——按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，我國(guó)所有交流電力系統(tǒng)的額定頻率均為50Hz。5、最高電壓等級(jí)——指該系統(tǒng)中最高電壓等級(jí)電力線路的額定電壓，以千伏計(jì)。6、地理結(jié)線圖(宏觀)——電力系統(tǒng)的地理結(jié)線圖主要顯示該系統(tǒng)中發(fā)電廠、變電所的地理位置，電力線路的路徑，以及它們相互間的聯(lián)結(jié)。7、電氣結(jié)線圖(微觀)——電力系統(tǒng)的電氣結(jié)線圖主要顯示該系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)、變壓器、母線、斷路器、電力線路等主要電機(jī)、電器、線路之間的電氣結(jié)線。電力系統(tǒng)中電源的構(gòu)成1、按獲得的方法能源可分為：一次能源：自然界中現(xiàn)成存在，可直接取得和利用而又不改變其基本形態(tài)的能源。如：煤炭、石油、天然氣、水能、風(fēng)能等。二次能源：由一次能源經(jīng)加工轉(zhuǎn)換成的另一種形態(tài)的能源產(chǎn)品。如電能、煤氣、焦炭、汽油等，它們使用方便，易于利用，是高品質(zhì)的能源。2、發(fā)電廠是電力系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備，是生產(chǎn)電能的核心，擔(dān)負(fù)著把不同種類的一次能源轉(zhuǎn)換成電能的任務(wù)。根據(jù)使用一次能源的不同發(fā)電廠可分為：火力發(fā)電廠：燃燒煤、石油、天然氣等發(fā)電，超過(guò)70%。水力發(fā)電廠：利用水能發(fā)電，約20%。核電廠：利用核能發(fā)電，不足10%。新型發(fā)電廠：潮汐、地?zé)帷⑻?yáng)能、風(fēng)力、垃圾發(fā)電。磁流體發(fā)電機(jī)、燃料電池等新型發(fā)電方式。3、火力發(fā)電廠工作原理燃燒煤的熱量被水蒸氣吸收，產(chǎn)生的高溫高壓蒸氣推動(dòng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電?；痣姀S的分類按照燃料不同分為：燃煤電廠：煤產(chǎn)總量的50%左右用于發(fā)電燃燒石油和天然氣電廠：歐美較多按照用途不同分為：凝汽式火電廠：?jiǎn)我簧a(chǎn)電能，一般建在燃料基地(煤田)附近稱為坑口電廠。熱電廠：既生產(chǎn)電能，又為用戶提供熱能，一般建在鄰近熱負(fù)荷的地區(qū)，容量不大。電廠效率☆凝汽式火電廠效率不高，先進(jìn)的電廠效率也不過(guò)37%～40%。熱電廠效率較高，可達(dá)60%～70%?！钐岣吣桨l(fā)電廠效率的有效途徑是盡量采用高溫度、高壓力的蒸氣參數(shù)和大容量的汽輪機(jī)—發(fā)電機(jī)組。火電廠的特點(diǎn)布局靈活，裝機(jī)容量的大小可按需要決定一次性建設(shè)投資少，僅為水電廠的一半耗煤量大，生產(chǎn)成本比水力發(fā)電高出3-4倍動(dòng)力設(shè)備繁多，運(yùn)行費(fèi)用高擔(dān)負(fù)急劇升降負(fù)荷時(shí)，必須付出附加燃料消耗的代價(jià)對(duì)空氣和環(huán)境污染嚴(yán)重4、水力發(fā)電廠水電廠的工作原理從河流較高處或水庫(kù)內(nèi)引水，利用水的壓力或流速?zèng)_擊水輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，將水能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能，然后由水輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能。（水能→機(jī)械能→電能）水電廠的發(fā)電容量P=9.81ηQH水輪機(jī)組的效率水的落差水流量m3/s水電廠的分類按照集中落差方式不同、水電廠的開發(fā)方式分為：堤壩式：用攔河筑壩方式建成水庫(kù)以維持高水位。壩后式：三門峽、劉家峽、隔河巖、三峽、二灘。河床式：葛洲壩、西津電廠。引水式：河床坡度大，修建隧洞渠道，以獲取最大落差。小浪底水利樞紐工程。混合式：堤壩式與引水式混合。特殊類型水電廠梯形水電廠：高壩洲、隔河巖和水布埡（清江）；二灘、錦屏一級(jí)、錦屏二級(jí)、兩河口等（雅礱江21級(jí)電站，26.10GW）抽水蓄能電廠：調(diào)峰、調(diào)頻、事故備用、調(diào)相。廣東抽水蓄能電站(8×300MW)水電廠的特點(diǎn)綜合利用水能資源；小浪底（防洪、防凌、減淤為主，兼顧供水、灌溉、發(fā)電）成本低，效率高；運(yùn)行靈活；水能可儲(chǔ)蓄和調(diào)節(jié)；不污染環(huán)境；投資較大，工期較長(zhǎng)；發(fā)電不均衡；在一定程度上破壞自然界的生態(tài)平衡。5、核能電廠工作原理核裂變或聚合產(chǎn)生的能量，加熱蒸氣，推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電。核反應(yīng)堆是核電廠的熱源，它替代了火電廠的蒸氣鍋爐。核電廠由兩個(gè)主要組成部分組成：(1)核系統(tǒng)部分（又稱核島），包括反應(yīng)堆及其附屬設(shè)備。(2)常規(guī)部分（又稱常規(guī)島)

，包括汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)及其附屬設(shè)備。我國(guó)核電廠的現(xiàn)狀浙江秦山：一廠1×300MW、二廠2×600MW、三廠2×700MW廣州大亞灣：2×984MW廣州嶺澳：一期2×1000MW、二期2×1000MW江蘇田灣：一期2×1060MW6、其他能源發(fā)電（自學(xué)）分布式可再生能源發(fā)電——風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電。電力系統(tǒng)的負(fù)荷1、什么是電力系統(tǒng)負(fù)荷？電力系統(tǒng)負(fù)荷是電力用戶所需電功率總和，也稱電力系統(tǒng)綜合用電負(fù)荷。可能包括工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸和人民生活等各方面的各種用電設(shè)備。主要有電動(dòng)機(jī)（同步和異步）、電爐、電熱、照明、整流設(shè)備等，在不同行業(yè)中比重不同，最大量的是異步電動(dòng)機(jī)。這里研究的電力系統(tǒng)負(fù)荷是指高壓輸電系統(tǒng)負(fù)荷，如：一個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)或者大工廠的總負(fù)荷，配電網(wǎng)絡(luò)是負(fù)荷的一部分。2、電力系統(tǒng)負(fù)荷間的關(guān)系圖3、負(fù)荷損耗廠用電：維持發(fā)電廠運(yùn)行自身所需的功率?；痣姀S5-8%水電廠0.1-1%核電廠4-5%網(wǎng)絡(luò)損耗(網(wǎng)損)：電能傳輸、分配中消耗的功率，約為：(5-10%)負(fù)荷。4、負(fù)荷曲線描述負(fù)荷變化趨勢(shì)的數(shù)學(xué)手段：指一段時(shí)間內(nèi)負(fù)荷隨時(shí)間變化的曲線，可用來(lái)預(yù)測(cè)負(fù)荷趨勢(shì)。按負(fù)荷類型分：有功；無(wú)功按時(shí)間分：日、周、旬、月、年5、日負(fù)荷曲線24小時(shí)內(nèi)負(fù)荷隨時(shí)間的變化，隨季節(jié)、地區(qū)不同而變。用途：制定日調(diào)度計(jì)劃計(jì)算日耗電量（千瓦時(shí)）（度）特征量：日峰荷Pmax、日谷荷Pmin、日均荷Pa、峰谷差、負(fù)荷率基本負(fù)荷（谷）、中間負(fù)荷（腰）、高峰負(fù)荷（峰）日負(fù)荷曲線圖例6、年最大負(fù)荷曲線反映一年內(nèi)逐月（或逐日）電力系統(tǒng)最大負(fù)荷的變化。用途：安排全年機(jī)組檢修擴(kuò)建或新建發(fā)電廠備用：負(fù)荷備用、事故備用、檢修備用、國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用等。不同地區(qū)曲線特點(diǎn)不同年最大負(fù)荷曲線圖例7、年持續(xù)負(fù)荷曲線電力系統(tǒng)全年負(fù)荷按大小及累計(jì)持續(xù)運(yùn)行時(shí)間（小時(shí)數(shù)）的順序排列而作的曲線。用途：編制發(fā)電計(jì)劃、計(jì)算可靠性、系統(tǒng)規(guī)劃算出全年所耗電能：年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)：全年所耗電能，若按最大功率使用所能持續(xù)的時(shí)間：我國(guó)Tmax約5000小時(shí)，發(fā)達(dá)國(guó)家要小一些。年持續(xù)負(fù)荷曲線圖例8、負(fù)荷預(yù)測(cè)利用已知的歷史負(fù)荷、氣象信息等，結(jié)合人工經(jīng)驗(yàn)，預(yù)測(cè)未來(lái)的負(fù)荷變化。重要性可類比產(chǎn)品市場(chǎng)預(yù)測(cè)，況且電能不同大量存儲(chǔ)，對(duì)預(yù)測(cè)精度要求高。難度有工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況、地理位置、氣候氣象條件、節(jié)假日、作息制度及人民生活習(xí)慣等諸多因素的影響。尚未完全解決。電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)及要求電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)電能的生產(chǎn)、變換、輸送、分配及使用和其他工業(yè)不同，它具有下述特點(diǎn)。1、電能不能大量存儲(chǔ)電能的生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用是同時(shí)進(jìn)行的。發(fā)電廠在任何時(shí)刻生產(chǎn)的電能必須等于該時(shí)刻用電設(shè)備消耗的電能(包括變換輸送分配環(huán)節(jié)的損耗)，其中任何一個(gè)元件發(fā)生故障，都將影響系統(tǒng)的正常工作。（新的存儲(chǔ)電能的方式：超導(dǎo)儲(chǔ)能、燃料電池儲(chǔ)能等）2、暫態(tài)(過(guò)渡)過(guò)程非常迅速電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的調(diào)整和切換操作,或切除故障的一系列操作，僅僅依靠人工操作是不能達(dá)到滿意效果的，必須采用各種自動(dòng)裝置，遠(yuǎn)動(dòng)裝置，保護(hù)裝置和計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)迅速而準(zhǔn)確地完成各項(xiàng)調(diào)整和操作任務(wù)。3、電力和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門間的關(guān)系密切電能供應(yīng)不足或突然停電將給國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成巨大損失，給人民生活帶來(lái)不便。4、電力系統(tǒng)的地區(qū)性較強(qiáng)電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求1、保證供電可靠性(電力系統(tǒng)運(yùn)行的首要任務(wù))☆保證供電可靠：首先要求系統(tǒng)元件運(yùn)行具有足夠的可靠性，因?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的全局性事故往往是由于局部事故擴(kuò)展而成；其次提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，增加抗干擾能力，保證不發(fā)生或不輕易發(fā)生造成大面積停電的系統(tǒng)瓦解事故。☆按照用戶對(duì)供電可靠性的要求不同，將負(fù)荷分成三類：第Ⅰ類負(fù)荷；第Ⅱ類負(fù)荷；第Ⅲ類負(fù)荷。依據(jù)這種分類，供電部門可以采用不同的技術(shù)措施，滿足各類負(fù)荷的供電可靠性要求。2、保證電能質(zhì)量（優(yōu)質(zhì)性）電能的質(zhì)量以電壓、頻率以及正弦交流電的波形來(lái)衡量。電能質(zhì)量過(guò)低將導(dǎo)致用電設(shè)備運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)下降，甚至不能正常工作?！铍妷浩撇粦?yīng)超過(guò)額定電壓值的±5%☆頻率偏移不超過(guò)±0.2-0.5Hz

☆電壓總諧波畸變率不高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3、提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性可靠性和經(jīng)濟(jì)性是一對(duì)矛盾，但是必須在保證可靠性的基礎(chǔ)上，使系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。電力系統(tǒng)的并網(wǎng)運(yùn)行☆電力系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上有十分明顯的優(yōu)越性：1、提高供電可靠性；2、減少系統(tǒng)總備用容量；3、減少系統(tǒng)裝機(jī)容量；4、合理利用資源，充分利用水電在系統(tǒng)的作用；5、采用高效率大容量的火電機(jī)組；6、提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。☆帶來(lái)的問(wèn)題：1、超高壓互聯(lián)設(shè)備的投資大；2、系統(tǒng)規(guī)模大而復(fù)雜，運(yùn)行難度大，局部故障可能危及整個(gè)互聯(lián)系統(tǒng)，安全風(fēng)險(xiǎn)大。3、電網(wǎng)并聯(lián)回路增多，故障電流大。4、隨著現(xiàn)代信息技術(shù)、控制技術(shù)應(yīng)用，自動(dòng)化水平的提高，缺點(diǎn)正在逐步克服。美國(guó)互聯(lián)電力系統(tǒng)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)!對(duì)電力大系統(tǒng)運(yùn)行的控制我國(guó)做法：集中管理（系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)性）分層控制（五級(jí)調(diào)度）調(diào)度自動(dòng)化電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)及其選擇各種用電設(shè)備以及發(fā)電機(jī)、變壓器都是按一定的標(biāo)準(zhǔn)電壓設(shè)計(jì)和制造的。電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，各種電氣設(shè)備在標(biāo)準(zhǔn)電壓下運(yùn)行時(shí)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能才最好，安全可靠運(yùn)行及使用壽命都能得到保證，此標(biāo)準(zhǔn)電壓就是額定電壓。要滿足用電設(shè)備對(duì)供電電壓的要求，電力網(wǎng)應(yīng)有自己的額定電壓，并且規(guī)定電力網(wǎng)的額定電壓和用電設(shè)備的額定電壓相一致。一、電力系統(tǒng)的額定電壓等級(jí)三相交流輸電線路傳輸?shù)挠泄β蕿椋寒?dāng)輸送功率一定時(shí)，(1)輸電電壓愈高,電流愈小，導(dǎo)線的截流部分的截面積愈小，投資愈小。(2)電壓愈高，對(duì)絕緣的要求愈高，桿塔、變壓器、斷路器的絕緣投資也愈大?！铍妷哼x得過(guò)高過(guò)低都不合理，對(duì)應(yīng)一定的輸送功率和輸送距離，應(yīng)有一個(gè)合理的電壓。國(guó)家制定了適合我國(guó)國(guó)情的一系列標(biāo)準(zhǔn)電壓?！钗鞅?50千伏輸變電示范工程已于2005年9月正式投產(chǎn)。該工程是目前國(guó)內(nèi)電壓等級(jí)最高、世界上相同電壓等級(jí)海拔最高的輸變電工程。工程包括青海官亭至甘肅蘭州東長(zhǎng)達(dá)140公里的750千伏輸電線路和兩座750千伏變電站（主變?nèi)萘烤鶠?×1500兆伏安），投資概算10.9億元，由國(guó)家電網(wǎng)公司出資建設(shè)。二、電氣設(shè)備的額定電壓與線路額定電壓關(guān)系1、線路的額定電壓電力線路的額定電壓和電力系統(tǒng)的額定電壓相等。線路輸送功率時(shí)，沿線路的電壓分布往往是始端高于末端。線路的額定電壓實(shí)際就是線路的平均電壓，即線路始端電壓和末端電壓的算術(shù)平均值。2、用電設(shè)備的額定電壓用電設(shè)備的額定電壓取與線路額定電壓相等，使所有用電設(shè)備能在接近它們的額定電壓下運(yùn)行。用電設(shè)備的容許電壓偏移一般為±5%，而沿線路的電壓降落一般為10%。這就要求線路始端電壓為額定電壓的105%，以使其末端電壓不低于額定電壓的95%。3、發(fā)電機(jī)的額定電壓發(fā)電機(jī)往往接在線路始端，因此發(fā)電機(jī)的額定電壓為線路額定電壓的105%。4、變壓器的額定電壓（1）變壓器一次側(cè)接電源，相當(dāng)于用電設(shè)備，變壓器一次側(cè)額定電壓應(yīng)等于用電設(shè)備額定電壓。（2）變壓器二次側(cè)額定電壓應(yīng)較線路額定電壓高10%（二次側(cè)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)；內(nèi)部阻抗約有５％的電壓降）。只有漏抗很小時(shí)，二次側(cè)直接與用電設(shè)備相聯(lián)或電壓特別高的變壓器，其二次側(cè)額定電壓才可能較線路額定電壓僅高5%。5、如何確定額定電壓?（原則）線路（電網(wǎng)）額定電壓=用電設(shè)備額定電壓發(fā)電機(jī)額定電壓=105%線路額定電壓升壓變壓器額定電壓：一次側(cè)=線路額定電壓=發(fā)電機(jī)額定電壓(與發(fā)電機(jī)相聯(lián)：105%）二次側(cè)=110%線路額定電壓降壓變壓器額定電壓：一次側(cè)=線路額定電壓二次側(cè)=110%（或105%）線路額定電壓電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)額定電壓中國(guó)電力工業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展中國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展概況電能在我國(guó)的應(yīng)用已有100多年的歷史。但直到1949年全國(guó)發(fā)電設(shè)備的總裝機(jī)容量?jī)H為184.86×104kW（當(dāng)時(shí)占世界第21位），年發(fā)電量?jī)H43.1×108kW·h（當(dāng)時(shí)占世界第25位），人均年占有量不足10kW·h。當(dāng)時(shí)中國(guó)的電力系統(tǒng)大多是城市發(fā)供電系統(tǒng),跨區(qū)域的只有東北中部和南部的154kV、220kV電力系統(tǒng)，東北東部的110kV電力系統(tǒng)以及冀北電力系統(tǒng)。新中國(guó)成立以來(lái)，電力工業(yè)有了很大的發(fā)展，尤其是改革開放之后，電力工業(yè)取得了突飛猛進(jìn)、舉世矚目的成就。從1996年起，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量和年發(fā)電量均躍居世界第二位，超過(guò)俄羅斯，僅次于美國(guó)。我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量的幾大跨越：1987年，發(fā)電裝機(jī)容量突破1×108kW；1995年3月，突破2×108kW；2000年4月，突破3×108kW；2004年5月，以三峽電站7號(hào)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電為標(biāo)志，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)突破4×108kW。我國(guó)電力工業(yè)飛速發(fā)展，在電力網(wǎng)、單機(jī)容量和電廠規(guī)模等方面的有了大幅度的提高。最大的火電機(jī)組容量為90×104kW（外高橋第二發(fā)電廠）最大的水電機(jī)組容量為70×104kW（三峽工程）最大的核電機(jī)組容量100×104kW（嶺奧核電廠）最大的火力發(fā)電廠容量300×104kW（北侖港電廠，5×60×104kW）最大的水力發(fā)電廠容量330×104kW（二灘水電廠，6×55×104kW）最大的核能發(fā)電廠200×104kW（嶺奧核電廠，2×100×1