電力系統(tǒng)分析第1章講稿

1、課次一：基本要求：了解各種接線方式的特點，理解對電力系統(tǒng)運行的基本要求，掌握電力系統(tǒng)的基本概念。教學的重點：架空線路的導線和換位，電力系統(tǒng)的額定電壓等級。第1章 電力系統(tǒng)的基本概念1.1 電力系統(tǒng)的組成和特點1.1.1 電力系統(tǒng)的組成一次能源隨自然界演化生產(chǎn)的動力資源二次能源電能，由一次能源轉(zhuǎn)換而，電力系統(tǒng)：把這些生產(chǎn)、輸送、分配和消費電能的各種電氣設備連接在一起而組成的整體稱為電力系統(tǒng)，它包括從發(fā)電、變電、輸電、配電直到用電這樣一個全過程。動力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)加上發(fā)電廠的動力部分。電力網(wǎng)：電力系統(tǒng)中輸送和分配電能的部分，它包括升、降壓變壓器和各種電壓的輸電線路。1.1.2 電力系統(tǒng)運行應滿足的

2、基本要求1電力系統(tǒng)的特點（1）電能的生產(chǎn)與消費具有同時性 (2) 電能與國民經(jīng)濟各部門和人民日常生活關系密切（3）電力系統(tǒng)的過渡過程非常短暫2對電力系統(tǒng)運行的要求（1）保證安全可靠地供電（2）保證良好的電能質(zhì)量（3）保證電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性1.2 電力系統(tǒng)的電壓等級和規(guī)定1.2.1 電力系統(tǒng)的額定電壓表1.1電力系統(tǒng)的額定電壓（單位：kv）用電設備 額定線電壓 交流發(fā)電機額定線電壓變壓器額定線電壓一次繞組二次繞組33.153及3.153.15及3.366.36及6.36.3及6.61010.510及10.510.5及11 13.813.815.7515.75 1818353538.511011

3、01212202202423303303635005005501電力線路：額定電壓和用電設備的額定電壓相等，這一電壓稱為網(wǎng)絡的額定電壓， 2發(fā)電機：額定電壓比網(wǎng)絡的額定電壓高5。3變壓器一次側(cè)：與網(wǎng)絡額定電壓相等，但直接與發(fā)電機聯(lián)接時，其額定電壓應等于發(fā)電機額定電壓。二次側(cè)：應比網(wǎng)絡額定電壓高10，只有內(nèi)阻抗小于7.5的小型變壓器和供電距離很短的變壓器，才比網(wǎng)絡額定電壓高5%。例題1.1 電力系統(tǒng)接線圖如圖1.2所示，圖中標明了各級電力線路的額定電壓。試求發(fā)電機和變壓器繞組的額定電壓。解：發(fā)電機g的額定電壓為10.5kv。變壓器低壓側(cè)額定電壓為10.5kv， 高壓側(cè)額定電壓為242kv；變壓器

4、高壓側(cè)額定電壓為220kv， 中壓側(cè)額定電壓為121kv ， 低壓側(cè)額定電壓為38.5kv；變壓器高壓側(cè)額定電壓為110kv， 低壓側(cè)額定電壓為11kv；變壓器高壓側(cè)額定電壓為35kv， 低壓側(cè)額定電壓為6.6kv；變壓器高壓側(cè)額定電壓為10.5kv， 低壓側(cè)額定電壓為3.15kv。1.2.2 電力網(wǎng)電壓等級的選擇 輸送的功率和距離一定時，線路的電壓越高，線路中的電流就越小，所有導線的截面可以減小，用于導線的投資也較小，同時線路中的功率損耗、電能損耗也都相應減少。電壓等級越高，線路絕緣就要加強，桿塔幾何尺寸要增大，線路變壓器和斷路器等有關電氣設備的投資也要增大。 表1.2 各級電壓架空線路與輸

5、送容量、輸送距離的關系額定電壓（kv）輸送容量（mw）輸送距離（km）適用地區(qū)0.380.1以下0.6以下低壓動力與三相照明30.11.013高壓電動機60.11.2415發(fā)電機電壓、高壓電動機100.22.0620配電線路、高壓電機352.0102050縣級輸電網(wǎng)、用戶配電網(wǎng)110105050150地區(qū)級輸電網(wǎng)、用戶配電網(wǎng)220100500100300省、區(qū)級輸電網(wǎng)3302001000200600省、區(qū)級輸電網(wǎng)、聯(lián)合系統(tǒng)輸電網(wǎng)50010001500150850省、區(qū)級輸電網(wǎng)、聯(lián)合系統(tǒng)輸電網(wǎng)75020002500500以上聯(lián)合系統(tǒng)輸電網(wǎng)1.3 電力系統(tǒng)的接線方式1.3.1 電力系統(tǒng)接線圖1電力

6、系統(tǒng)電氣接線圖電氣接線圖可反映電力系統(tǒng)各主要元件之間的電氣連結(jié)關系，但不能反映各發(fā)電廠、變電所的相對地現(xiàn)位置。2電力系統(tǒng)地理接線圖地理接線圖可反映各發(fā)電廠、變電所相對地理位置，制作時按一定比例畫出，但不能反映各主要元件之間的電氣聯(lián)結(jié)關系。通常這兩種接線圖配合使用。1.3.2 電力系統(tǒng)的接線方式1.無備用接線和有備用接線無備用接線：每一個負荷只能靠一條線路取得電能，包括：放射式、干線式和鏈式，特點：接線簡單、投資少、運行維護方便等優(yōu)點；供電可靠性低，對于干線式、鏈式線路較長時，末端電壓偏低等缺點。 有備用接線：每一個負荷可以從兩條及兩條以上的線路取得電能，包括：放射式，干線式、鏈式、兩端供電網(wǎng)和

7、環(huán)形網(wǎng)。 前三種接線方式：接線簡單，運行方便，供電可靠性高，但缺點是設備投資大。兩端供電網(wǎng)與環(huán)形網(wǎng)：供電可靠性高，投資少，但運行調(diào)度復雜，對于環(huán)形網(wǎng)當某條線路發(fā)生故障時，會造成某些線路過負荷，某些負荷節(jié)點的電壓降低，不能滿足電壓質(zhì)量的要求。2開式網(wǎng)和閉式網(wǎng)開式網(wǎng)：負荷只能從一個方向取用電能的網(wǎng)絡。放射式、干線式、鏈式網(wǎng)屬于這一類。閉式網(wǎng)：負荷可從兩個或兩個以上的方向取用電能的網(wǎng)絡。兩端供電網(wǎng)和環(huán)形網(wǎng)屬于這一類，它們也叫簡單閉式網(wǎng)。對電力系統(tǒng)網(wǎng)絡接線方式的選擇，要考慮以下幾方面：（1） 必須保證用戶供電的可靠性;（2） 必須能靈活地適應各種可能的運行方式;（3）應力求節(jié)約設備材料，減少投資與運行

8、費用;（4）應保證在各種運行方式下運行人員能安全地操作。14 電力線路的結(jié)構1.4.1 架空線路的結(jié)構（1） 導線用來傳導電流，輸送電能；（2） 避雷線用來保護導線不受直接雷擊；（3） 桿塔用來支持導線和避雷線，并使之保持一定的安全距離；（4） 絕緣子用來使導線與桿塔間保持絕緣；（5） 金具是起懸掛、耐強、固定、防振、連接等作用的金屬無件。1導線lj35 鋁絞線 截面積為35；lgj185 鋼芯鋁絞線 截面積為185；lgjq300 輕型鋼芯鋁絞線 截面積為300；lgjj400 加強鋼芯鉸線 截面積為400。2避雷線3.桿塔（1）按所用材料對桿塔的分類 木桿、鐵塔、鋼筋混凝土桿。（2）按用途對桿塔的分類 直線桿塔、耐張桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔、終端桿塔、換位桿塔、跨越桿塔等。經(jīng)過換位，使三相導線在空間的位置對稱，稱為完全換位。 4.絕緣子針式絕緣子：使用在電壓不超過35kv的線路上。懸式絕緣子：用于電壓為35kv及以上的線路上瓷橫擔：目前大量使用于35kv及以下電壓的線路上。5.金具架空線路廣泛使用的鐵制或鋁制金屬附件，統(tǒng)稱金具。常用的金