电力系统基础-1.ppt

电力系统动态模拟的基本原理与方法,,电力系统基础,李欣然2010年3月,第一章电力系统的基本概念,1.1电力系统的组成1.1.1电力系统定义由发电、变电、输电、配电、用电等设备和相应辅助设备、按规定的技术和经济要求组成的，将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的一个统一系统。2组成电力系统结线图举例,,第一章电力系统的基本概念,1.1电力系统的组成1.1.1电力系统2组成电力系统是由发电机、变压器、线路、负荷等4类设备组成的有机整体。其组成按照功能分3个层次电力网络升压变压器输电线路降压变压器配电线路电力系统发电机电力网络用电设备（用电负荷）动力系统电力系统发电厂动力部分（一次能源转换设备）,第一章电力系统的基本概念,1.1电力系统的组成1.1.1电力系统电力系统各元件的作用发电机一次能源→电能变压器升高、降低电压→升压变压器、降压变压器线路输送、分配电能→输、配、供用电设备电能→其它形式能量供不同用户使用4电力系统各元件的表示文字符号Generator、Transer、PowerLine、PowerLoad图形符号,第一章电力系统的基本概念,1.1电力系统的组成1.1.2电力网络作用输送、变换、分配电能分类①按电压等级分类低压电力网0.38kV及以下中压电力网310kV高压电力网35220kV超高压电力网330750kV特高压电力网1000kV及以上,第一章电力系统的基本概念,1.1电力系统的组成1.1.2电力网络2分类②按功能分类输电网远方电厂→升压→负荷中心（枢纽变电站）；电压等级高、输送容量大、输送距离长配电网将电能从高压变电所分配给用户；电压等级低、输送容量小、输送距离短③按地域覆盖范围分类区域电力网、地方电力网农村电力网、城市电力网3说明①电力网的分类是一个相对概念。②不同电网的运行特性、分析方法不尽相同。,第一章电力系统的基本概念,1.2电力系统的额定电压和额定频率1.2.1定义对电力系统及电力设备规定的正常工作电压和频率，称为额定电压和额定频率。当电气设备在此规定的电压和频率下运行时，将具有最好的技术性能和经济效果。1.2.2电力系统额定频率电力系统不同位置（设备）的运行电压可能各不相同，但一个互联的系统将是一个运行频率我国电力系统而定频率工频，50Hz,第一章电力系统的基本概念,1.2电力系统的额定电压和额定频率1.2.3电力系统的额定电压等级1意义为进行设备的成批、系列化生产及设备互换，必须规定额定电压标准即规定的额定电压等级2标准额定电压的分类及适用范围100V以下蓄电池、安全照明500V以下一般工、民用电气设备1000V以上高压电气设备,第一章电力系统的基本概念,1.2电力系统的额定电压和额定频率1.2.3额定电压等级3我国电力系统电压等级低压0.38kV中压3kV6kV10kV13.8kV15.75kV18kV20kV（大型发电机出口电压）高压35kV60kV110kV154kV220kV超高压330kV500kV（500kV）750kV特高压1000kV800kV注意①任何电气设备的额定电压必须是规定额定电压等级中的值②额定电压通常表示为三相系统的额定线电压例如0.38kV为低压配电电压，其对应额定相电压为0.22kV220V,第一章电力系统的基本概念,1.2电力系统的额定电压和额定频率1.2.4电气设备额定电压的配合1基本原则①一般允许电气设备正常运行电压为额定电压的0.951.05（电压偏移5％），并尽量运行在额电压②线路电压损耗一般为102线路沿线电压的理想分布,第一章电力系统的基本概念,1.2电力系统的额定电压和额定频率1.2.4电气设备额定电压的配合3各元件额定电压的配合①电力线路、用电设备的额定电压规定为系统额定电压，称为“网络额定电压”，表示为VN②发电机额定电压VGNG总处于线路首端，规定VGN1.05VN③变压器额定电压VTNT之受电侧为一次侧，相当于用电设备；供电侧为二次侧，相当于电源设备。规定一次侧额定电压为受电时绕组额定线电压；二次侧额定电压为空载时绕组额定线电压二次侧额定电压的规定，要考虑绕组电压损耗影响,第一章电力系统的基本概念,1.2电力系统的额定电压和额定频率1.2.4电气设备额定电压的配合3各元件额定电压的配合③变压器额定电压VTN升压变压器一次侧直接接于发电机，VTN11.05VN二次侧考虑带负荷运行时绕组漏抗电压损耗，VTN（2）≥1.05VN小型变压器VTN（2）1.05VN大、中型变压器VTN（2）1.10VN降升压变压器一次侧线路末端，相当于用电设备VTN11.0VN二次侧与升压型变压器类似大、中型变压器VTN（2）1.10VN小型变压器VTN（2）1.05VN,第一章电力系统的基本概念,1.2电力系统的额定电压和额定频率1.2.4电气设备额定电压的配合各元件额定电压的配合举例,,,,,,,,,,,,,,,,,,第一章电力系统的基本概念,1.2电力系统的额定电压和额定频率1.2.4电气设备额定电压的配合4变压器分接头①为满足电力系统的调压要求，电力变压器的绕组设有若干个分接抽头分接头，相应绕组的中心抽头称之为主抽头。②变压器绕组额定电压，指主轴头对应的绕组额定电压。③分接头位置用“”示出，表示抽头偏离主抽头的额定电压％④分接头的设置双绕组变压器分接头设在高压侧三绕组变压器分接头分别设在高压侧和中压侧⑤分接头调节方式与个数个数为奇数（含主抽头）A无载调压变压器分接头数少，调整范围小一般6300kVA以下，3个1.05VTNVTN0.95VTN15or8000kVA以上，5个1.05VTN1.025VTNVTN0.975VTN0.95VTN122.5B有载调压变压器分接头数多，调整范围大如191.5,第一章电力系统的基本概念,1.2电力系统的额定电压和额定频率1.2.4电气设备额定电压的配合4变压器分接头举例SF31500/22022.5,,,第一章电力系统的基本概念,1.2电力系统的额定电压和额定频率1.2.4电气设备额定电压的配合4变压器分接头⑥变压器变比A额定变比kN高压侧额定电压/低压侧额定电压B运行变比k高压侧分接头电压/低压侧额定电压C标么变比k*k/kNork*k/kB见2.6节例一台220/10kV升压型变压器，运行在5％分接头则kN242kV/10.5kV；k254kV/10.5kV；k*1.05一台220/10kV降压型变压器，运行在5％分接头则kN220kV/11kV；k231kV/11kV；k*1.05⑦变比与绕组匝数比的关系绕组接线组别为Y/Yk＝W1/W2绕组接线组别为Y/Δ,,,,第一章电力系统的基本概念,1.2电力系统的额定电压和额定频率1.2.4电气设备额定电压的配合5网络平均额定电压VN5003302201103510630.38Vav5253452301153710.56.33.150.4变压器平均变比kav变压器两侧网络平均额定电压之比例SF31500/22022.5，升压型、降压型变压器一律为kav230/10.56不同电压等级的适用范围电压等级越高，输电容量越大，输送距离越长输电网220kV及以上配电网110kV及以下,,第一章电力系统的基本概念,1.3对电力系统运行的基本要求1.3.1电力系统运行的基本特点1电能不能大量存贮，产、送、配、用同时进行“同时性”2受扰动后过渡过程非常短促“瞬时性”3与国民经济、人民生活、社会稳定关系极为密切，供电的无计划（突然）中断带来的后果十分严重“密切性”1.3.2对电力系统运行的基本要求1保证安全可靠供电→运行安全性/供电可靠性2保证符合要求的电能质量3保证良好的经济性4合理利用一次能源、保护环境、保证电力和国民经济稳定、协调和可持续发展,,,第一章电力系统的基本概念,1.4电力系统的接线方式1.4.1概述,,,第一章电力系统的基本概念,1.4.2无备用结线方式,第一章电力系统的基本概念,1.4电力系统的接线方式1.4.4应用注意（1）科学规划，综合、充分论证技术经济比较（2）不同结线方式的应用范围不一样多电压等级的实际电网结线复杂，是多种结线方式的综合运用,第一章电力系统的基本概念,1.5电力系统中性点运行方式简介1概念星形接线的G、T中性点的接地方式电力系统中性点运行方式。2方式①中性点直接接地也称为有效接地。中性点直接接地系统俗称为大接地电流系统②中性点非直接接地也称为非有效接地。包括中性点不接地、消弧线圈接地、高阻抗接地中性点非直接接地系统俗称为小接地电流系统。,第一章电力系统的基本概念,1.5电力系统中性点运行方式简介3特点及适用范围①中性点直接接地可以降低绝缘水平要求（分级绝缘）；不存在接地过电压谐振过电压问题；接地短路时有大短路电流完善继电保护，以提高供电可靠性和安全稳定水平。②中性点非直接接地绝缘水平要求高（全绝缘）；存在接地过电压问题（谐振过电压问题）；可提高供电可靠性；不要求完善的继电保护装置。,,,,第一章电力系统的基本概念,1.5电力系统中性点运行方式简介4示例,第一章电力系统的基本概念,1.6电力系统的发展趋势1发电大机组、洁净能源、分布式发电2输电特高压、远距离、紧凑型3用电与管理电能质量控制4运行控制高度自动化、电力电子技术5运营电力市场化1.7电力系统分析的内容及研究工具1电力系统稳态分析电力网络模型电力系统潮流分析与计算电力系统正常运行状态的优化与调整2电力系统暂态分析同步发电机和电力系统动态元件模型电力系统故障分析与计算电力系统稳定性3研究工具①物理模拟电力系统动态模拟②数字仿真PSASP、BPA、RTDS4课程地位与学习要求重要的专业理论基础要求①掌握基本原理、分析方法；②熟练的计算能力。,第一章完,