電力系統(tǒng)工程基礎(chǔ) 華中科技大學(xué) 熊信銀 PPT課件1緒論-

第一章緒論第二節(jié)電力系統(tǒng)基本概念第三節(jié)電能質(zhì)量指標(biāo)第四節(jié)電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)及其選擇第五節(jié)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地第一節(jié)電力系統(tǒng)發(fā)展概況及前景華中科技大學(xué)電氣學(xué)院第一節(jié)電力系統(tǒng)發(fā)展概況及前景一、電力工業(yè)發(fā)展概況二、電力系統(tǒng)發(fā)展前景華中科技大學(xué)電氣學(xué)院一、電力工業(yè)發(fā)展概況電力工業(yè)發(fā)展史上的第一：火電：1882年上海電氣公司；水電：1912年云南石龍壩2×240kW；核電：1991年浙江秦山300MW；華中科技大學(xué)電氣學(xué)院輸電線路：

1974年甘肅劉家峽水電站陜西關(guān)中地區(qū)330kV交流

1981年河南姚孟火電廠到武漢500kV交流；

1988年葛州壩水電站到上海南橋變電站±500kV直流。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院電力系統(tǒng)之最：

我國(guó)最大的火電機(jī)組容量90萬(wàn)kW（外高橋第二發(fā)電廠），最大的水電機(jī)組容量70萬(wàn)kW（三峽工程），最大的核電機(jī)組容量100萬(wàn)kW（嶺澳核電廠）；華中科技大學(xué)電氣學(xué)院舉世矚目的三峽工程，裝機(jī)容量32臺(tái)（含地下電廠6臺(tái)機(jī)組），單機(jī)容量70萬(wàn)kW，年均發(fā)電量846億kW·h，比全世界70萬(wàn)kW機(jī)組的總和還多，是世界上最大的發(fā)電廠。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院最大的火力發(fā)電廠容量300萬(wàn)kW（北侖港電廠，5×60萬(wàn)kW），最大的水力發(fā)電廠330萬(wàn)kW（二灘水電廠，6×55萬(wàn)kW），最大的核能發(fā)電廠200萬(wàn)kW（嶺澳核電廠，2×100萬(wàn)kW），最大抽水蓄能電廠240萬(wàn)kW（廣東抽水蓄能電廠，8×30萬(wàn)kW），這也是目前世界上最大的抽水蓄能電廠。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展：年人均電量：我國(guó)： 1700kW·h中等發(fā)達(dá)國(guó)家： 7000kW·h北歐、美國(guó)： 18000kW·h華中科技大學(xué)電氣學(xué)院二、電力系統(tǒng)發(fā)展前景1.做好電力規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)

加強(qiáng)電力規(guī)劃，確定合理的電源結(jié)構(gòu)和布局，留有足夠的容量和能量的備用，建成容量充足、結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)行靈活的聯(lián)合電力系統(tǒng)

2.電力工業(yè)現(xiàn)代化高電壓、大系統(tǒng)大電廠、大機(jī)組高度自動(dòng)化華中科技大學(xué)電氣學(xué)院3.聯(lián)合電力系統(tǒng)

效益各系統(tǒng)間電負(fù)荷的錯(cuò)峰效益提高供電可靠性、減少系統(tǒng)備用容量有利于安裝單機(jī)容量較大的機(jī)組進(jìn)行電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度進(jìn)行水電跨流域調(diào)度調(diào)峰能力互相支援華中科技大學(xué)電氣學(xué)院增加聯(lián)絡(luò)線和電網(wǎng)內(nèi)部加強(qiáng)所需投資以及聯(lián)絡(luò)線的運(yùn)行費(fèi)用當(dāng)系統(tǒng)間聯(lián)系較弱時(shí)，有可能引起調(diào)頻的復(fù)雜性和出現(xiàn)低頻振蕩增加了系統(tǒng)短路容量，并可能導(dǎo)致增加或調(diào)換已有設(shè)備增加聯(lián)合電網(wǎng)的通訊和高度自動(dòng)化的復(fù)雜性支出華中科技大學(xué)電氣學(xué)院第二節(jié)電力系統(tǒng)基本概念一、什么是電力系統(tǒng)三、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)四、對(duì)電力系統(tǒng)的要求二、電力系統(tǒng)的形成華中科技大學(xué)電氣學(xué)院水庫(kù)G~M~M~電力網(wǎng)電力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)電廠水輪機(jī)

發(fā)電機(jī)變電所升壓變壓器輸電線路變電所降壓變壓器用戶用電設(shè)備一、什么是電力系統(tǒng)？華中科技大學(xué)電氣學(xué)院

電力網(wǎng)：由變電所和不同電壓等級(jí)輸電線路組成的網(wǎng)絡(luò)。動(dòng)力系統(tǒng)：在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，把發(fā)電廠的動(dòng)力部分包含在內(nèi)的系統(tǒng)。電力系統(tǒng)：由發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線路以及用電設(shè)備（或發(fā)電廠、變電所、輸配電線路以及用戶），按照一定的規(guī)律連接而組成的統(tǒng)一整體。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院水力發(fā)電廠火力發(fā)電廠超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)地方電力網(wǎng)區(qū)域電力網(wǎng)110kV~35kV~35kV500kV220kV110kV10kV變電所A：樞紐變電所C：地方變電所D：終端變電所B：中間華中科技大學(xué)電氣學(xué)院

電力網(wǎng)：按電壓等級(jí)的高低、供電范圍大小的分類地方電力網(wǎng)：電壓等級(jí)在35kV及以下區(qū)域電力網(wǎng)：電壓等級(jí)在35kV以上（一般為110kV~220kV）超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)：電壓等級(jí)為330kV~500kV的網(wǎng)絡(luò)變電所：按其在電力系統(tǒng)中的地位分類樞紐變電所中間變電所地區(qū)變電所終端電站所華中科技大學(xué)電氣學(xué)院二、電力系統(tǒng)的形成電力系統(tǒng)規(guī)模越大，給人們帶來(lái)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益越大，具體說(shuō)明如下：可以提高供電可靠性可以減少備用容量可以減少系統(tǒng)裝機(jī)容量可合理利用能源，充分發(fā)揮水電在系統(tǒng)中的作用采用高效率大容量的火電機(jī)組可以提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性華中科技大學(xué)電氣學(xué)院三、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)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。

P發(fā)

P用＋

P

頻率fQ發(fā)

Q用＋

Q

電壓V華中科技大學(xué)電氣學(xué)院過(guò)渡過(guò)程十分短暫：控制操作自動(dòng)化程度高。必須借助自動(dòng)裝置對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行控制：繼電保護(hù)裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、減載裝置、同期裝置、勵(lì)磁裝置……華中科技大學(xué)電氣學(xué)院電能生產(chǎn)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和人民生活有著極為密切的關(guān)系：社會(huì)政治經(jīng)濟(jì)影響巨大。負(fù)荷分類：

一類負(fù)荷二類負(fù)荷三類負(fù)荷華中科技大學(xué)電氣學(xué)院電力系統(tǒng)的地區(qū)性特點(diǎn)較強(qiáng)：發(fā)展各具特色。電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行等不能盲目搬用其它系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院四、對(duì)電力系統(tǒng)的要求保證供電可靠保證良好的電能質(zhì)量提高電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性華中科技大學(xué)電氣學(xué)院第三節(jié)電能質(zhì)量指標(biāo)電能的質(zhì)量指標(biāo)主要包括：電壓

頻率波形華中科技大學(xué)電氣學(xué)院14012010080608090100110120壽命光通量發(fā)光效率電流電壓/%壽命光通量發(fā)光效率電流/%14012010080608090100110120電壓/%效率cos

電流/%電流效率cos

圖1-3照明負(fù)荷（白熾燈）的電壓特性

圖1-4異步電動(dòng)機(jī)的電壓特性 （圖中的100%表示額定值） （圖中的100%表示額定值）電壓：必要性：華中科技大學(xué)電氣學(xué)院電壓質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：華中科技大學(xué)電氣學(xué)院頻率：頻率偏差：

±0.2Hz（≥3000MW系統(tǒng)）

±0.5Hz（＜3000MW系統(tǒng)） 國(guó)外： ±(0.1~0.2)Hz或±0.5Hz電鐘時(shí)偏：

±30s（≥3000MW系統(tǒng)）

±1min（＜3000MW系統(tǒng)）額定頻率：

50Hz（國(guó)外：50或60Hz）華中科技大學(xué)電氣學(xué)院波形：諧波電壓限值表1-3公用電網(wǎng)諧波電壓限值電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)電壓(kV)電壓總諧波畸變率（%）各次諧波電壓含有率（%）說(shuō)

明奇次偶次0.385.04.02.01.衡量點(diǎn)為PCC，取實(shí)測(cè)95%概率值；2.對(duì)用戶允許產(chǎn)生的諧波電流，提供計(jì)算方法；3.對(duì)測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器作出基本規(guī)定；4.對(duì)同次諧波隨機(jī)性合成提供算法。6及104.03.21.635及663.02.41.21102.01.60.8注：220kV電網(wǎng)參照110kV執(zhí)行。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院第四節(jié)電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)及其選擇一、電力系統(tǒng)額定電壓和最高電壓二、電氣設(shè)備額定電壓和最高電壓三、電力系統(tǒng)電壓等級(jí)

四、電壓等級(jí)選擇華中科技大學(xué)電氣學(xué)院一、電力系統(tǒng)額定電壓和最高電壓

電力系統(tǒng)的額定電壓：由國(guó)家根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件規(guī)定的電壓等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，又稱電力網(wǎng)的額定電壓或線路的額定電壓。電力系統(tǒng)的最高電壓：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，在任何時(shí)間系統(tǒng)中任何一點(diǎn)上所出現(xiàn)的電壓最高值。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院電氣設(shè)備的額定電壓：電氣設(shè)備制造廠根據(jù)所規(guī)定的電氣設(shè)備工作條件而確定的電壓。電氣設(shè)備的最高電壓：考慮到設(shè)備的絕緣性能和與最高電壓有關(guān)的其它性能所確定的允許最高運(yùn)行電壓，其數(shù)值等于所在電力系統(tǒng)的最高電壓值。二、電氣設(shè)備額定電壓和最高電壓

華中科技大學(xué)電氣學(xué)院注：受電設(shè)備的額定電壓＝電力系統(tǒng)的額定電壓。三、電力系統(tǒng)電壓等級(jí)1.低于3kV系統(tǒng)的額定電壓低于3kV交流三相/單相電力系統(tǒng)額定電壓和電氣設(shè)備額定電壓華中科技大學(xué)電氣學(xué)院直流系統(tǒng)的額定電壓：100V以下的額定電壓，受電設(shè)備與供電設(shè)備相同。對(duì)受電設(shè)備為110V、220V和440V的直流系統(tǒng)，供電設(shè)備的額定電壓分別為115V、230V和460V。華中科技大學(xué)電氣學(xué)院2、3kV及以上系統(tǒng)的額定電壓電力線路額定電壓：電力線路的額定電壓和電力