基礎電力系統(tǒng)學習課件

電氣工工程基基礎電氣工工程與與自動動化系系全國注注冊電電氣工工程師師考試試——專業(yè)基基礎部部分4.1電力系系統(tǒng)基基本知知識考試大大綱1.1了解電電力系系統(tǒng)運運行特特點和和基本本要求求1.2掌握電電能質(zhì)質(zhì)量的的各項項指標標1.3了解電電力系系統(tǒng)中中各種種結(jié)線線方式式及特特點1.4掌握我我國規(guī)規(guī)定的的網(wǎng)絡絡額定定電壓壓與發(fā)發(fā)電機機、變變壓器器等元元件的的額定定電壓壓1.5了解電電力網(wǎng)網(wǎng)絡中中性點點運行行方式式及對對應的的電壓壓等級級4.1.1電力系系統(tǒng)運運行特特點和和基本本要求求1．電力力系統(tǒng)統(tǒng)的組組成由發(fā)電電廠的的發(fā)電電機、、升壓壓及降降壓變變電設設備、、電力力網(wǎng)及及電能能用戶戶（用用電設設備））組成成的系系統(tǒng)統(tǒng)統(tǒng)稱為為電力力系統(tǒng)統(tǒng)。（1）發(fā)電電廠：：生產(chǎn)產(chǎn)電能能。（2）電力力網(wǎng)：：變換換電壓壓、傳傳送電電能。由變電所所和電電力線線路組組成。（3）配電電系統(tǒng)統(tǒng)：將將系統(tǒng)統(tǒng)的電電能傳傳輸給給電力力用戶戶。（4）電力力用戶戶：高壓用用戶額額定電電壓在在1kV以上，，低壓用戶戶額定定電壓壓在1kV以下。（5）用電電設備備：消耗電電能。4.1.1電力系系統(tǒng)運運行特特點和和基本本要求求2．電能能的特特點（1）電能能不能能儲存存電能的的生產(chǎn)產(chǎn)、輸輸送、、分配配和使使用同同時完完成。。（2）暫態(tài)態(tài)過程程非常常迅速速電能以以電磁磁波的的形式式傳播播，傳傳播速速度為為300km／ms。（3）和國國民經(jīng)經(jīng)濟各各部門門間的的關系系密切切。4.1.1電力系系統(tǒng)運運行特特點和和基本本要求求3．對電電力系系統(tǒng)提提出的的要求求（1）保證證供電電可靠靠性（2）保證證電能能質(zhì)量量（3）提高高電力力系統(tǒng)統(tǒng)運行行的經(jīng)經(jīng)濟性性（4）環(huán)境境保護護問題題4.1.2衡量電電能質(zhì)質(zhì)量的的指標標1．電壓壓偏差差（移移）電壓偏偏差（（移））指當當供配配電系系統(tǒng)改改變運運行方方式或或負荷荷緩慢慢地變變化使使供配配電系系統(tǒng)各各點的的電壓壓也隨隨之改改變，，各點點的實實際電電壓與與系統(tǒng)統(tǒng)額定定電壓壓之差差，通通常用用與系系統(tǒng)額額定電電壓的的百分分比值值數(shù)表表示。。用公公式表表示為為（4-1-1）式中——用電設設備的的額定定電壓壓，kV；——用電設設備的的實際際端電電壓，，kV。4.1.2衡量電電能質(zhì)質(zhì)量的的指標標2．電壓壓波動動一系系列列的的電電壓壓變變動動或或電電壓壓包包絡絡線線的的周周期期性性變變動動，，電電壓壓的的最最大大值值與與最最小小值值之之差差與與系系統(tǒng)統(tǒng)額額定定電電壓壓的的比比值值以以百百分分數(shù)數(shù)表表示示，，其其變變化化速速度度等等于于或或大大于于每每秒秒0.2％時時稱稱為為電電壓壓波波動動。。波波動動的的幅幅值值為為：：（4-1-2）式中中———用電電設設備備端端電電壓壓的的最最大大波波動動值值，kV；———用電電設設備備端端電電壓壓的的最最小小波波動動值值，，kV。4.1.2衡量量電電能能質(zhì)質(zhì)量量的的指指標標3．電電壓壓閃閃變變負荷荷急急劇劇的的波波動動造造成成供供配配電電系系統(tǒng)統(tǒng)瞬瞬時時電電壓壓升升高高，，照照度度隨隨之之急急劇劇變變化化，，使使人人眼眼對對燈燈閃閃感感到到不不適適，，這這種種現(xiàn)現(xiàn)象象稱稱為為電電壓壓閃閃變變。。4．不不對對稱稱度度不對對稱稱度度是是衡衡量量多多相相負負荷荷平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)的的指指標標，，多多相相系系統(tǒng)統(tǒng)的的電電壓壓負負序序分分量量與與電電壓壓正正序序分分量量之之比比值值稱稱為為電電壓壓的的不不對對稱稱度度，，電電流流負負序序分分量量與與電電流流正正序序分分量量之之比比值值稱稱為為電電流流的的不不對對稱稱度度，，均均以以百百分分數(shù)數(shù)表表示示。。4.1.2衡量量電電能能質(zhì)質(zhì)量量的的指指標標5．正正弦弦波波形形畸畸變變率率當網(wǎng)網(wǎng)絡絡電電壓壓波波形形中中出出現(xiàn)現(xiàn)諧諧波波（（有有時時為為非非諧諧波波））時時網(wǎng)網(wǎng)絡絡電電壓壓波波形形就就要要發(fā)發(fā)生生畸畸變變。。諧諧波波干干擾擾是是由由于于非非線線性性系系統(tǒng)統(tǒng)引引起起的的。。它它產(chǎn)產(chǎn)生生出出不不同同于于網(wǎng)網(wǎng)絡絡頻頻率率的的電電壓壓波波，，或或者者具具有有非非正正弦弦形形的的電電流流波波。。（1）n次諧諧波波電電壓壓、、電電流流含含有有率率（4-1-3）4.1.2衡量量電電能能質(zhì)質(zhì)量量的的指指標標5．正正弦弦波波形形畸畸變變率率（2）電電壓壓、、電電流流總總諧諧波波畸畸變變率率（4-1-4）式中中、、———n次諧諧波波電電壓壓、、電電流流的的方方均均根根值值，，kV、A；、———基波波電電壓壓（（50Hz）、、電電流流的的方方均均根根值值，，kV、A。4.1.2衡量量電電能能質(zhì)質(zhì)量量的的指指標標（3）諧諧波波電電壓壓的的總總平平均均畸畸變變系系數(shù)數(shù)（4-1-5）式中中———諧波波電電壓壓的的總總平平均均畸畸變變系系數(shù)數(shù)；；———變化化時時間間，，＝＝3s；———n次諧諧波波電電壓壓的的方方均均根根值值，kV；4.1.2衡量量電電能能質(zhì)質(zhì)量量的的指指標標6．頻頻率率偏偏差差頻率率偏偏差差是是指指供供電電的的實實際際頻頻率率與與電電網(wǎng)網(wǎng)的的額額定定頻頻率率的的差差值值。。我國國電電網(wǎng)網(wǎng)的的標標準準頻頻率率為為50Hz，又又叫叫工工頻頻。。頻率率偏偏差差一一般般不不超超過過±0.25Hz，當當電電網(wǎng)網(wǎng)容容量量大大于于3000MW時，，頻頻率率偏偏差差不不超超過過±0.2Hz。調(diào)整整頻頻率率的的辦辦法法是是增增大大或或減減小小電電力力系系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)發(fā)電電機機有有功功功功率率。。4.1.2衡量量電電能能質(zhì)質(zhì)量量的的指指標標7．供供電電可可靠靠性性供電電可可靠靠性性指指標標是是根根據(jù)據(jù)用用電電負負荷荷的的等等級級要要求求制制定定的的。。衡量量供供電電可可靠靠性性的的指指標標，，用用全全年年平平均均供供電電時時間間占占全全年年時時間間百百分分數(shù)數(shù)表表示示。。4.1.3電網(wǎng)網(wǎng)接接線線方方式式與與特特點點電力力系系統(tǒng)統(tǒng)的的接接線線方方式式大大致致分分為為兩兩大大類類：：（1）無無備備用用電電源源接接線線（2）有有備備用用電電源源接接線線具體表現(xiàn)現(xiàn)型式有有（1）放射式式（2）樹干式式（3）混合式式（4）環(huán)網(wǎng)式式4.1.3電網(wǎng)接線線方式與與特點1．無備用用接線（（開式電電力網(wǎng)））方式無備用接接線包括括：（1）單回放放射式（2）樹干式式（3）鏈式網(wǎng)網(wǎng)絡a）放射式式b）干線式式c）鏈式4.1.3電網(wǎng)接線線方式與與特點2．有備用用接線（（閉式電電力網(wǎng)））方式有備用接接線方式式包括（1）雙回放放射式（2）樹干式式（3）鏈式（4）環(huán)式（5）兩端供供電網(wǎng)絡絡a）放射式式b）干線式式c）鏈式d）環(huán)式e）兩端供供電網(wǎng)絡絡4.1.3電網(wǎng)接線線方式與與特點有備用接接線的雙雙回放射射式、樹樹干式和和鏈式網(wǎng)網(wǎng)絡用于于一、二二級負荷荷。環(huán)式接線線，供電電經(jīng)濟、、可靠，，但運行行調(diào)度復復雜，線線路發(fā)生生故障切切除后，，由于功功率重新新分配，，可能導導致線路路過載或或電壓質(zhì)質(zhì)量降低低。兩端供供電接接線方方式必必須有有兩個個獨立立的電電源。。4.1.4額定電電壓1.電網(wǎng)的的額定定電壓壓線路首首末兩兩端電電壓的的平均均值應應等于于電網(wǎng)網(wǎng)額定定電壓壓。此電壓壓做為為確定定其他他電力力設備備額定定電壓壓的依依據(jù)。。2.用電設設備的的額定定電壓壓用電設設備的的額定定電壓壓等于于電網(wǎng)網(wǎng)額定定電壓壓。3.發(fā)電機機的額額定電電壓發(fā)電機機的額額定電電壓規(guī)規(guī)定比比同級級電網(wǎng)網(wǎng)電壓壓高5％。補補償電電壓損損失。。4.1.4額定電電壓4.電力變變壓器器的額額定電電壓電力變變壓器器的一一次繞繞組的的額定定電壓壓根據(jù)據(jù)連接接情況況不同同分為為兩種種：當當變壓壓器直直接與與發(fā)電電機相相連時時，其其一次次繞組組的額額定電電壓與與發(fā)電電機的的額定定電壓壓相同同，即即高出出同級級電網(wǎng)網(wǎng)額定定電壓壓5％；當變壓壓器直直接與與電網(wǎng)網(wǎng)相連連時，，其一一次繞繞組的的額定定電壓壓與電電網(wǎng)的的額定定電壓壓相同同，即即等于于同級級電網(wǎng)網(wǎng)額定定電壓壓。4.1.4額定電電壓電力變變壓器器的二二次繞繞組的的額定定電壓壓是指指一次次繞組組在額額定電電壓作作用下下，二二次繞繞組的的空載載電壓壓。當變壓壓器滿滿載時時，變變壓器器的一一、二二次繞繞組的的阻抗抗將引引起變變壓器器自身身的電電壓降降（大大約相相當于于電網(wǎng)網(wǎng)額定定電壓壓的5％），，從而而使二二次繞繞組的的端電電壓小小于空空載電電壓。。為了了彌補補線路路中的的電壓壓損失失，變變壓器器的二二次繞繞組的的額定定電壓壓應高高于電電網(wǎng)額額定電電壓5％，因因此變變壓器器二次次繞組組的額額定電電壓規(guī)規(guī)定比比同級級電網(wǎng)網(wǎng)額定定電壓壓高10％；若變壓壓器靠靠近用用戶，，供電電半徑徑較小小時，，由于于線路路較短短，線線路的的電壓壓損失失可以以忽略略不計計，這這時變變壓器器的二二次繞繞組的的額定定電壓壓應高高于電電網(wǎng)額額定電電壓5％，用用以補補償變變壓器器自身身的電電壓損損失。。4.1.5電力系系統(tǒng)的的中性性點運運行方方式1．中性性點不不接地地系統(tǒng)統(tǒng)系統(tǒng)中中性點點不接接地是是指系系統(tǒng)中中性點點對地地絕緣緣。當當系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)生生單相相接地地故障障后系系統(tǒng)的的三相相對稱稱關系系并未未破壞壞，僅僅中性性點及及各相相對地地電壓壓發(fā)生生變化化，中中性點點的電電壓上上升到到相電電壓，，非故故障相相對地地電壓壓值增增大為為倍相相電壓壓，故故對于于該中中性點點不接接地系系統(tǒng)可可以帶帶故障障繼續(xù)續(xù)運行行2小時。。故障障相接接地點點的對對地故故障電電流為為正常常運行行時對對地電電容電電流的的3倍。在我國國配電電網(wǎng)電電壓在在10～35kV之間的的架空空線路路多采采用此此接地地方式式。4.1.5電力系系統(tǒng)的的中性性點運運行方方式2．中性性點直直接接接地系系統(tǒng)系統(tǒng)中中性點點經(jīng)一一無阻阻抗（（金屬屬性））接地地線接接地的的方式式成為為中性性點直直接接接地。。此接地地系統(tǒng)統(tǒng)一般般應用用在接接有單單相負負載的的低壓壓（380/220V）配電電系統(tǒng)統(tǒng)和電電力系系統(tǒng)高高壓（（110kV以上））輸電電線路路上。。4.1.5電力系系統(tǒng)的的中性性點運運行方方式3．中性性點經(jīng)經(jīng)阻抗抗接地地系統(tǒng)統(tǒng)在系統(tǒng)統(tǒng)中性性點與與大地地之間間用一一阻抗抗相連連的接接地方方式稱稱為中中性點點經(jīng)阻阻抗接接地。。根據(jù)據(jù)接地地電阻阻器電電阻值值的大大小，，接地地系統(tǒng)統(tǒng)分為為高電電阻接接地和和低電電阻接接地。。（1）高電電阻接接地：：此種種方式式接地地電流流較小小，通通常在在5～10A范圍內(nèi)內(nèi)，但但至少少應等等于系系統(tǒng)對對地的的總電電容電電流。。保護護方式式需要要配合合接地地指示示器或或警報報器，，保證證故障障時線線路立立即跳跳脫。。（2）低電電阻接接地：：增大大接地地短路路電流流，使使保護護迅速速動作作，切切除故故障線線路。。電阻阻值的的大小小，必必須使使系統(tǒng)統(tǒng)具有有足夠夠的最最小接接地故故障電電流（（大約約400A以上）），保保證接接地繼繼電器器準確確動作作。目前我我國大大城市市10kV配電網(wǎng)網(wǎng)的接接地方方式大大多采采用經(jīng)經(jīng)低電電阻接接地的的方式式。思考題題、習習題1-1．電力力網(wǎng)、、電力力系統(tǒng)統(tǒng)和動動力系系統(tǒng)的的定義義是什什么？？1-2．對電電力系系統(tǒng)運運行的的基本本要求求是什什么？？1-3