电力系统分析第1章.ppt

湖南工学院曹志平,电力系统分析,本课程的主要内容及特点,电力系统分析主要研究电力系统正常以及故障下的电气量之间的关系。,该课程既是主要专业课，也是专业基础课、考研专业课。是学习和研究该领域的重要课程。,本课程的主要内容及特点,主要框架,电力系统稳态分析,电力系统暂态分析,电力系统电磁暂态,电力系统机电暂态,电力系统计算的计算机算法,本课程的主要内容及特点,稳态的主要内容,电力系统稳态运行的特点及要求,电力系统元件的稳态数学模型,电力系统潮流分析,电力系统运行与控制,无功/电压控制,有功/频率控制,本课程的主要内容及特点,暂态的主要内容,电力系统暂态运行的特点及要求,电力系统暂态的数学模型,电力系统故障分析,电力系统稳定性分析,静态稳定,暂态稳定,教学参考书,曹娜电力系统分析北京：北京大学出版社 李光琦 电力系统暂态分析中国电力出版社 陈珩 电力系统稳态分析中国电力出版社 http:/北极星电力论坛 华北电力大学考研论坛,第一篇 电力系统的稳态分析,第1章 电力系统的基本概念,本章提示1.1电力系统的组成和特点1.2电力系统的电压等级规定1.3电力系统的接线方式1.4电力线路的结构小结,本章提示,电力系统、动力系统、电力网的基本概念发电机、变压器额定电压的确定架空线路的结构，架空线路导线型号的表示法,1.1 电力系统的组成和特点,电力系统的组成电力系统运行应满足的基本要求,能源的分类：一次能源:自然界存在的能源 如:煤炭、石油、天然气、水力等,1.1 电力系统的组成和特点,二次能源：由一次能源转换而成 如：电能,电能是如何产生的？,大规模电能是由同步发电机产生同步发电机发电原理？回顾一下电机学知识.,机械能,电能,什么是电力系统?生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电力系统。包括从发电、变电、输电、配电直到用电全过 程。什么是电力网？电力系统中输送和分配电能的部分。什么是动力系统？电力系统加上发电厂的动力部分。,1.1 电力系统的组成和特点,电力网,动力系统,电力系统,1、电力系统的特点（1）与国民经济各部门及人民日常生活关系密切,电力系统运行应满足的基本要求,（2）电能不能大量储存,（3）电力系统暂态过程非常短暂,1.1 电力系统的组成和特点,2、电力系统运行的基本要求,（1）保证安全可靠的供电(,类负荷),1.1 电力系统的组成和特点,（2）保证良好的电能质量(频率,电压,波形),（3）保证电力系统运行的经济性(煤耗,网损率,厂用电率),电力系统的额定电压,1.2 电力系统的电压等级和规定,电力网电压等级的选择,电力系统的额定电压等级,1.电力线路和用电设备的额定电压,+5%,-5%,A,B,1.2 电力系统的电压等级和规定,2.发电机的额定电压,+5%,-5%,1.2 电力系统的电压等级和规定,3.变压器的额定电压 1)升压变压器：,+5%,-5%,1.2 电力系统的电压等级和规定,2)降压变压器：,1.2 电力系统的电压等级和规定,例题1.1 电力系统接线图如图1.2所示，图中标明了各级电力线路的额定电压。试求发电机和变压器绕组的额定电压。,图1.2 例1.1的附图,解：发电机G的额定电压为10.5KV。变压器T1:低压侧额定电压为10.5KV,高压侧额定电压为242KV；变压器T2:高压侧额定电压为220KV，中压侧额定电压为121KV，低 压侧额定电压为38.5KV；变压器T3:高压侧额定电压为110KV,低压侧额定电压为11KV；变压器T4:高压侧额定电压为35KV，低压侧额定电压为6.6KV；变压器T5:高压侧额定电压为10.5KV,低压侧额定电压为3.15KV。,US%7.5,前提：输电距离 L 一定 输送功率 P 一定,P+jQ,L,电力网电压等级的选择,1.2 电力系统的电压等级和规定,电压等级高 优点：导线截面小，节省有色金属 缺点：绝缘要求高，网络投资增加,1.2 电力系统的电压等级和规定,1.3 电力系统的接线方式,电力系统接线图,电力系统的接线方式,1.3 电力系统的接线方式,1、电力系统电气接线图,1.3 电力系统的接线方式,2、电力系统地理接线图,1.3 电力系统的接线方式,电力系统接线方式,（1）无备用接线 每一个负荷点只能从一条线路获得电能。应用于对供电可靠性要求较低的网络或负荷。,(a)放射式(b)干线式(c)链式,1.3 电力系统的接线方式,（2）有备用接线 每一个负荷点只能从两条及以上线路获得电能。应用于对供电可靠性要求高的网络，如输电网等。,(a)放射式(b)干线式(c)链式,(d)环网(e)两端供电网,1.3 电力系统的接线方式,电力系统接线方式,（1）开式网 每一个负荷点只能从一个方向获得电能。放射式、干线式、链式网属于这一类。,1.3 电力系统的接线方式,（2）闭式网 每一个负荷点能从两个或两个以上的方向获得电能。两端供电网和环网属于这一类。,对电力网络接线方式的选择，要考虑以下几个方面：（1）必须保证用户供电的可靠性；,（2）应力求节约设备材料，减少投资与运行费用；,（3）必须能灵活的适应各种可能的运行方式；,（4）应保证在各种运行方式下运行人员能安全的 操作。,1.3 电力系统的接线方式,1.4 电力线路的结构,架空线路的结构,电缆线路的结构,输电线路,电能的输送是在输电线路上进行的。按结构可分为架空线路和电缆两类 直流输电线路和交流输电线路,架空输电线路,1.4 电力线路的结构,1、导线,作用：传导电流，输送电能,架空线路的结构,材料：铜、铝、钢型号:LJ35 铝绞线 LGJ185 钢芯铝绞线 LGJQ300 轻型钢芯铝绞线 LGJJ400 加强型钢芯铝绞线,为防止电晕和减小线路感抗，220KV以上线路常采用 扩径导线、空心导线、分裂导线,架空线路的结构,图1.7 导线的断面图,2、避雷线,作用:保护导线不受直接雷击结构:常采用钢绞线、铝包钢线,1.4 电力线路的结构,3、杆塔,作用:支持导线和避雷线，并使之保持一定的安全距离,1.4 电力线路的结构,分类 1）按所用材料分类 木杆、铁塔、钢筋混凝土杆 2）按用途分类 直线杆塔、耐张杆塔、转角杆塔 终端杆塔、换位杆塔,1.4 电力线路的结构,4、绝缘子,分类:针式绝缘子 悬式绝缘子 瓷横担等,1.4 电力线路的结构,作用:使导线与杆塔间保持绝缘,针式绝缘子 用于电压不超过35KV线路上,1.4 电力线路的结构,悬式绝缘子 用于电压为35KV及以上 线路上,瓷横担 用于35KV及以下线路上,5、金具,作用:起悬挂、耐张、固定、防震、连接等作用,1.4 电力线路的结构,分类:悬垂线夹、耐张线夹、接续金具、防震金具,导体绝缘层包护层,电缆线路的结构,图1.11 常用电缆的构造,1.4 电力线路的结构,电 缆,1.4 电力线路的结构,1、导体,铝或铜的单股或多股线，通常用多股线 根据电缆中导体数目的不同，可分为单心、三心、四心电缆,1.4 电力线路的结构,图1.11 常用电缆的构造,2、绝缘层,作用：用来使导体间及导体与保护包层间相互绝缘,1.4 电力线路的结构,3、包护层,内包护：保护绝缘不受损伤，防止绝缘油外溢和水分侵入,1.4 电力线路的结构,外包护：防止外界的机 械损伤和化学腐蚀,小 结,电力系统是发、送、变、配、用电各个环节的各种电气设备组成的整体电力系统中输送和分配电能的部分叫做电力网发电机、变压器额定电压的确定,