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(diǎn)，理解對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求，掌握電力系統(tǒng)的基本概念。教學(xué)的重點(diǎn)：架空線路的導(dǎo)線和換位，電力系統(tǒng)的額定電壓等級(jí)。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(diǎn)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(dòng)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(fèi)電能的各種電氣設(shè)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(gè)全過程。動(dòng)力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)加上發(fā)電廠的動(dòng)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(yùn)行應(yīng)滿足的

2、基本要求1電力系統(tǒng)的特點(diǎn)（1）電能的生產(chǎn)與消費(fèi)具有同時(shí)性 (2) 電能與國民經(jīng)濟(jì)各部門和人民日常生活關(guān)系密切（3）電力系統(tǒng)的過渡過程非常短暫2對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)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(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性1.2 電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)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(shè)備 額定線電壓 交流發(fā)電機(jī)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(shè)備的額定電壓相等，這一電壓稱為網(wǎng)絡(luò)的額定電壓， 2發(fā)電機(jī)：額定電壓比網(wǎng)絡(luò)的額定電壓高5。3變壓器一次側(cè)：與網(wǎng)絡(luò)額定電壓相等，但直接與發(fā)電機(jī)聯(lián)接時(shí)，其額定電壓應(yīng)等于發(fā)電機(jī)額定電壓。二次側(cè)：應(yīng)比網(wǎng)絡(luò)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(luò)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(biāo)明了各級(jí)電力線路的額定電壓。試求發(fā)電機(jī)和變壓器繞組的額定電壓。解：發(fā)電機(jī)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(jí)的選擇 輸送的功率和距離一定時(shí)，線路的電壓越高，線路中的電流就越小，所有導(dǎo)線的截面可以減小，用于導(dǎo)線的投資也較小，同時(shí)線路中的功率損耗、電能損耗也都相應(yīng)減少。電壓等級(jí)越高，線路絕緣就要加強(qiáng)，桿塔幾何尺寸要增大，線路變壓器和斷路器等有關(guān)電氣設(shè)備的投資也要增大。 表1.2 各級(jí)電壓架空線路與輸

5、送容量、輸送距離的關(guān)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(dòng)力與三相照明30.11.013高壓電動(dòng)機(jī)60.11.2415發(fā)電機(jī)電壓、高壓電動(dòng)機(jī)100.22.0620配電線路、高壓電機(jī)352.0102050縣級(jí)輸電網(wǎng)、用戶配電網(wǎng)110105050150地區(qū)級(jí)輸電網(wǎng)、用戶配電網(wǎng)220100500100300省、區(qū)級(jí)輸電網(wǎng)3302001000200600省、區(qū)級(jí)輸電網(wǎng)、聯(lián)合系統(tǒng)輸電網(wǎng)50010001500150850省、區(qū)級(jí)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(guān)系，但不能反映各發(fā)電廠、變電所的相對(duì)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(duì)地理位置，制作時(shí)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(guān)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(gè)負(fù)荷只能靠一條線路取得電能，包括：放射式、干線式和鏈?zhǔn)剑攸c(diǎn)：接線簡單、投資少、運(yùn)行維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)；供電可靠性低，對(duì)于干線式、鏈?zhǔn)骄€路較長時(shí)，末端電壓偏低等缺點(diǎn)。 有備用接線：每一個(gè)負(fù)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?zhǔn)?、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(yùn)行方便，供電可靠性高，但缺點(diǎn)是設(shè)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(yùn)行調(diào)度復(fù)雜，對(duì)于環(huán)形網(wǎng)當(dāng)某條線路發(fā)生故障時(shí)，會(huì)造成某些線路過負(fù)荷，某些負(fù)荷節(jié)點(diǎn)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(fù)荷只能從一個(gè)方向取用電能的網(wǎng)絡(luò)。放射式、干線式、鏈?zhǔn)骄W(wǎng)屬于這一類。閉式網(wǎng)：負(fù)荷可從兩個(gè)或兩個(gè)以上的方向取用電能的網(wǎng)絡(luò)。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(duì)電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)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(yīng)各種可能的運(yùn)行方式;（3）應(yīng)力求節(jié)約設(shè)備材料，減少投資與運(yùn)行

8、費(fèi)用;（4）應(yīng)保證在各種運(yùn)行方式下運(yùn)行人員能安全地操作。14 電力線路的結(jié)構(gòu)1.4.1 架空線路的結(jié)構(gòu)（1） 導(dǎo)線用來傳導(dǎo)電流，輸送電能；（2） 避雷線用來保護(hù)導(dǎo)線不受直接雷擊；（3） 桿塔用來支持導(dǎo)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(dǎo)線與桿塔間保持絕緣；（5） 金具是起懸掛、耐強(qiáng)、固定、防振、連接等作用的金屬無件。1導(dǎo)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(qiáng)鋼芯鉸線 截面積為400。2避雷線3.桿塔（1）按所用材料對(duì)桿塔的分類 木桿、鐵塔、鋼筋混凝土桿。（2）按用途對(duì)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(dǎo)線在空間的位置對(duì)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(dān)：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