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电力系统分析PowerSystemAnalysis电气工程学院郝亮亮llhao@bjtu.edu.cn第1讲绪论1.1电力系统的基本概念让我们带着问题开始：1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数•1、什么是电力系统？1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线•2、电力系统的组成、特点及基本要求是什么？•3、电力系统的额定参数有哪些？如何确定？•4、电力系统的接线有哪些方式？如何表示？•5、电力系统为何用功率作为变量？1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介插入视频•6、电力系统分析都讲什么内容？如何考核？1.1电力系统的基本概念1.1电力系统的基本概念Q：能源的形式有多种，为何电能得到偏爱？•1、洁净（从使用的角度看）：保护环境。1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线•2、方便：输送、分配、使用（能量形式转化容易）。1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介•3、基础：电气化是实现机械化、自动化的基础，提高产品质量和劳动生产率。（再电气化）•4、节能：能耗小，不同形式的能量之间转换效率高。1.1电力系统的基本概念1.1电力系统的基本概念现代社会，停电会怎样？1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数医院、矿山、商业、金融、照明、交通、通讯、……、社会混乱！1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介美国8.14大停电使北美超过5000万人受到影响，美国政府将其与911事件并提。没有了电，世界将失明、人间或成地狱！突然失明:人类历史上灾难性大停电纪实.新星出版社，2013.1.1电力系统的基本概念1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介1.1电力系统的基本概念1.1电力系统的基本概念电力系统由哪些部分组成？1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数升压变压器降压变压器1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线架空输电线路发电机TT动力照明M1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介G发电厂配电系统负荷输电系统电力网电力系统1.1电力系统的基本概念1.1电力系统的基本概念1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介1.1电力系统的基本概念1.1电力系统的基本概念1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数核电站水电站1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线枢纽变电站1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介火电站地区变电站风电场配电变电站1.1电力系统的基本概念1.1电力系统的基本概念Q:为什么远距离大容量输电要采用高压？1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介S=UI损耗与电流的平方成正比电压损耗与电流成正比1.1电力系统的基本概念1.1电力系统的基本概念不同交流电压等级与输送容量和距离之间的关系1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数额定电压/kV输送容量/MVA0.1~1.0输送距离/km1~31.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线361.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介0.1~1.24~15100.2~26~20352~1020~50110220500100010~5050~150100~300150~8501000以上100~5001000~15003500~50001.1电力系统的基本概念1.1电力系统的基本概念直流输电系统1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线TTGG1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介交流系统换流站直流输电线换流站交流系统直流输电具有输送灵活、损耗小、能够节约输电走廊、能够实现快速控制等优点。特高压直流输电具备点对点、超远距离、大容量送电能力。1.1电力系统的基本概念1.1电力系统的基本概念如何准确、科学的给出电力系统的定义？1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数•首先明确“系统”的涵义1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线系统一词创成于英文system的音译。1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介钱学森给的定义：系统是由相互作用相互依赖的若干组成部分结合而成的，具有特定功能的有机整体，而且这个有机整体又是它从属的更大系统的组成部分。1.1电力系统的基本概念1.1电力系统的基本概念电力系统的定义1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数发电厂中的发电机、升压和降压变电所、输电线路及1.4例题：电力系统额定电压确定电力用户组成的电气上相互连接的整体，称为电力系统。1.5电力系统的接线1.6电力系统中的重要变量——功率它包括了生产、输送、分配和消费的全过程。（狭义，实际为一次系统）1.7电力系统分析课程简介为了保证一次系统的安全、可靠和经济运行，还需要各种信号系统及操作机构，实现对一次系统的监测、控制和保护，这也是电力系统不可缺少的组成部分，称为二次系统。1.2电力系统的运行特点及基本要求1.1电力系统的基本概念电力系统有哪些运行特点？1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1）电能不能大量存储，发、输、配、用同时完成。1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线2）电力系统的暂态过程非常短促，电能的传输以光速1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介进行。3）与国民经济、人民生活联系密切。1.2电力系统的运行特点及基本要求1.1电力系统的基本概念对电力系统运行有哪些基本要求？1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1）保证供电的可靠性：负荷分级。1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线2）保证良好的电能质量1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介电压:35kV以上±5%，10kV±7%；频率:±0.2Hz~±0.5Hz（视容量不同而不同）；波形:三相电压不平衡度、谐波含量、波动和闪变；3）保证系统运行的经济性4）满足节能与环保的要求1.2电力系统的运行特点及基本要求1.1电力系统的基本概念为什么电力系统要互联？（全球能源互联网）1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介1.2电力系统的运行特点及基本要求1.1电力系统的基本概念为什么电力系统要互联？1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1）减少系统总装机容量，各地最大负荷峰值不同时取；1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线2）减少备用容量，设备同时故障的概率小，合理安排1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介检修；3）提升供电可靠性和电能质量，一个地方故障切除其他地方可以互联互济；4）大区域各类资源特性不同，丰水期可以停火电机组；5）可以安装大机组，提高效率。1.2电力系统的运行特点及基本要求1.1电力系统的基本概念1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介1.2电力系统的运行特点及基本要求1.1电力系统的基本概念1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介1.2电力系统的运行特点及基本要求1.1电力系统的基本概念1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介1.3电力系统的额定参数1.1电力系统的基本概念电力系统的额定参数有哪些？1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数额定电压；额定电流；额定功率；额定频率。1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线为什么需要确定额定电压？1）标准化：避免电压等级数量无限制扩大，导致互联困难。1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介2）最佳的技术性能和经济性能：电力设备需要在额定电压下进行优化设计、制造和使用。1.3电力系统的额定参数1.1电力系统的基本概念我国交流电力系统的电压等级有哪些？1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1kV以下的电压等级分别为220V、380V；1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线1kV及以上的电压等级分别为3kV、6kV、10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV，其中66kV只有在东北电网存在，330kV和750kV在西北电网存在。1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介1.3电力系统的额定参数1.1电力系统的基本概念需要确定哪些设备的额定电压？1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1）线路（包括：电网、用电设备）；1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线2）发电机；1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介3）变压器(升压、降压)的一次/二次侧。确定额定电压的原则？1）受电设备允许电压偏移±5%。2）线路允许电压降落10%。1.3电力系统的额定参数1.1电力系统的基本概念如何确定设备的额定电压？1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介1）已知各部分电网电压等级U、U和U；N1N2N32）由于发电机机端带厂用电负荷，该负荷允许电压偏移±5%，从发电机机端到负荷电压降落不可避免，故发电机额定电压U=1.05U。GNN11.3电力系统的额定参数1.1电力系统的基本概念如何确定设备的额定电压？1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介3）升压变的一次侧是受电侧，相当于用电设备，其额定电压与其连接的设备（发电机）相同，为1.05U；二N1次侧相当于电源，为保证线路末端的电压为±5%，且允许线路最大电压降落10%，故副边应为1.05U。实际呢？N2实际由于变压器额定电压规定为空载电压，负载时漏抗上的压降约为5%，故副边额定电压应为1.1U。N21.3电力系统的额定参数1.1电力系统的基本概念如何确定设备的额定电压？1.2电力系统的运行特点及基本要求1.3电力系统的额定参数1.4例题：电力系统额定电压确定1.5电力系统的接线1.6电力系统中的重要变量——功率1.7电力系统分析课程简介4）降压变的一次侧是受电侧，相当于用电设备，其额定电压与其连接的设备（线路）相同，为U；二次侧相N2当于电源，为保证线路末端的电压为±5%，且允许线路最大电压降落10%，且考虑变压器漏抗压降，故副边应为1.1U（只有漏抗