认识电力系统课件.ppt

1、项目一项目一 认识电力系统认识电力系统1243 3任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展任务二任务二 电力系统电压等级电力系统电压等级任务三任务三 电力系统负荷曲线电力系统负荷曲线任务四任务四 电力系统中性点运行方式电力系统中性点运行方式返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展1.1.1电力系统的组成电力系统的组成发电厂多数是建造在燃料、水力资源丰富的地方，这些地区往往远离电发电厂多数是建造在燃料、水力资源丰富的地方，这些地区往往远离电能用户，为厂给用户供电，须建设较长的输电线路。同时，为厂降低输能用户，为厂给用户供电，须建设较长的输电线路。同时，为厂降低输电

2、过程中的功率损耗和电压损耗，必须提高输电电压，这就需要兴建相电过程中的功率损耗和电压损耗，必须提高输电电压，这就需要兴建相应的升压变电站。将电能送到用户区之后，为厂满足用电设备对工作电应的升压变电站。将电能送到用户区之后，为厂满足用电设备对工作电压的要求，还需将电压降低。同时，还存在着对用户进行合理分配电能压的要求，还需将电压降低。同时，还存在着对用户进行合理分配电能的问题的问题 1.发电厂发电厂发电厂是生产电能的工厂，它是把非电形式的能量转换成电能。发电厂发电厂是生产电能的工厂，它是把非电形式的能量转换成电能。发电厂的种类很多，根据所利用能源的不同，有火力发电厂、水力发电厂、核的种类很多，根

3、据所利用能源的不同，有火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、地热发电厂、潮汐发电厂，以及风力发电厂、太阳能发电厂能发电厂、地热发电厂、潮汐发电厂，以及风力发电厂、太阳能发电厂等。等。下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展2.变电所变电所变电所是变换电压和分配电能的场所，由电力变压器和配电装置组成。变电所是变换电压和分配电能的场所，由电力变压器和配电装置组成。它的类型除按升压、降压分类外，还可按设备布置的地点分为户外变电它的类型除按升压、降压分类外，还可按设备布置的地点分为户外变电所和户内变电所及地下变电所等。若按变电所的容量和重要性又可分为所和户内变电所及地下变电所等。

4、若按变电所的容量和重要性又可分为枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。枢纽变电所一般容量较大，处枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。枢纽变电所一般容量较大，处于联系电能系统各部分的中枢位置，地位重要，如于联系电能系统各部分的中枢位置，地位重要，如图图1一一1中中A为枢纽变为枢纽变电所。中间变电所则处于发电厂和负荷中心之间，从这里可以转送或抽电所。中间变电所则处于发电厂和负荷中心之间，从这里可以转送或抽引一部分负荷，如图引一部分负荷，如图1一一1的中变电所的中变电所B。终端变电所一般是降压变电所，。终端变电所一般是降压变电所，它只负责供应一个局部地区或一个用户的负荷而不承担功率的转送，如它只负责供

5、应一个局部地区或一个用户的负荷而不承担功率的转送，如图图1一一1中的变电所中的变电所C,D.对于仅装有受、配电设备而没有电力变压器的称对于仅装有受、配电设备而没有电力变压器的称为配电所。为配电所。上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展 3.电力网电力网电力网是联系发电厂和用户的中间环节，由变电所和各种不同电压等级电力网是联系发电厂和用户的中间环节，由变电所和各种不同电压等级的电力线路组成，其作用是输送和分配电能。的电力线路组成，其作用是输送和分配电能。图图1一一1中有大容量的水电厂、火电厂和热电厂。水电厂容量较大且输送中有大容量的水电厂、火电厂和热电厂。水电厂

6、容量较大且输送距离较远，所以把电压升至距离较远，所以把电压升至220 kV经高压输电线路送到枢纽变电所。火经高压输电线路送到枢纽变电所。火电厂与水电厂相比，输送距离近一些，所以把电能升压到电厂与水电厂相比，输送距离近一些，所以把电能升压到110 kV送到地送到地区变电所，并通过枢纽变电所构成环形电网。热电厂则总是建在热用户区变电所，并通过枢纽变电所构成环形电网。热电厂则总是建在热用户附近，它除厂以较低电压向近区用户供电外，还升压与地方电力网相联附近，它除厂以较低电压向近区用户供电外，还升压与地方电力网相联系。系。上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展 4.负荷

7、负荷(或者用户或者用户)的分级及其对供电的要求的分级及其对供电的要求保证供电的可靠性，是对电力系统最基本的要求。供电中断造成的后果保证供电的可靠性，是对电力系统最基本的要求。供电中断造成的后果往往十分严重，不同的用户，对供电可靠性的要求也不一样。根据用户往往十分严重，不同的用户，对供电可靠性的要求也不一样。根据用户负荷的性质和中断供电在经济、政治上所造成的损失和影响程度，规定负荷的性质和中断供电在经济、政治上所造成的损失和影响程度，规定将负荷将负荷(或者用户或者用户)分为三级分为三级(或称三类或称三类)。1)一级负荷一级负荷(1)中断供电将造成人身伤亡。中断供电将造成人身伤亡。(2)中断供电将

8、在政治、经济上造成重大损失，如重大设备损坏、重大中断供电将在政治、经济上造成重大损失，如重大设备损坏、重大产品报废、重要原材料生产的产品大量报废，或国民经济中重点企业的产品报废、重要原材料生产的产品大量报废，或国民经济中重点企业的连续生产被打乱，需要长时间才能恢复。连续生产被打乱，需要长时间才能恢复。上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展(3)中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位正常工作，如重要中断供电将影响有重大政治、经济意义的用电单位正常工作，如重要的铁路枢纽、重要的通信枢纽、重要宾馆及经常用于举办国际活动的公的铁路枢纽、重要的通信枢纽、重要宾馆及

9、经常用于举办国际活动的公共场所等用电单位中的重要电力负荷等。共场所等用电单位中的重要电力负荷等。2)二级负荷二级负荷(1)中断供电将在政治、经济上造成较大损失者。如主要设备的损坏，大中断供电将在政治、经济上造成较大损失者。如主要设备的损坏，大量产品报废，连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复，重点企业大量量产品报废，连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复，重点企业大量减产等。减产等。(2)中断供电将影响重要单位的正常工作者，如铁路枢纽、通信枢纽等用中断供电将影响重要单位的正常工作者，如铁路枢纽、通信枢纽等用电单位中的重要电力负荷，以及中断供电将造成大型影剧院、大型商场电单位中的重要电力负荷，以及中

10、断供电将造成大型影剧院、大型商场等大量人员集中的重要的公共场所秩序混乱者，都属于二级负荷。等大量人员集中的重要的公共场所秩序混乱者，都属于二级负荷。上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展 3)三级负荷三级负荷不属于一、二级负荷，短时停电不会带来严重后果者，属三级负荷。不属于一、二级负荷，短时停电不会带来严重后果者，属三级负荷。为保证供电的可靠性，应根据地区供电条件，对各级负荷的供电方式区为保证供电的可靠性，应根据地区供电条件，对各级负荷的供电方式区别对待。别对待。1.1.2电力系统的发展电力系统的发展1.世界电力发展简史世界电力发展简史电力工业起源于电力工业起

11、源于10世纪后期。世纪后期。1875年，巴黎北火车站建成世界上第一座年，巴黎北火车站建成世界上第一座火电厂，为附近照明供电。火电厂，为附近照明供电。1879年，美国旧金山实验电厂开始发电，是年，美国旧金山实验电厂开始发电，是世界上最早出售电力的电厂。世界上最早出售电力的电厂。1880年，在英国和美国建成世界上第一批年，在英国和美国建成世界上第一批水电站水电站1913年，全世界的年发电量达年，全世界的年发电量达500亿亿kwh,电力工业已作为一个独电力工业已作为一个独立的下业部门，进入人类的生产活动领域立的下业部门，进入人类的生产活动领域上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系

12、统组成及其发展 2.世界发电量世界发电量据联合国能源统计资料，据联合国能源统计资料，1997年世界总发电量为年世界总发电量为139 487亿亿kWh，其中，其中火电占火电占64.0%，水电占，水电占18.4%，核电占，核电占17.2%，地热及其他能源发电占，地热及其他能源发电占0.4%;,1990年以来，世界发电量增长迅速，年以来，世界发电量增长迅速，2005年比年比2004年增长年增长3.7%，比，比1990年增长年增长53%，达，达18 184 Twh。美国是发电量最多的国家，。美国是发电量最多的国家，发电量接近世界总量的发电量接近世界总量的1/4。从。从1994年起，中国发电量超过日本和

13、俄罗年起，中国发电量超过日本和俄罗斯位居第二位，但人均水平仍低于世界平均水平。人均发电量最多的国斯位居第二位，但人均水平仍低于世界平均水平。人均发电量最多的国家是挪威家是挪威(仅统计发电量超过仅统计发电量超过100 W%h的国家的国家)，2005年人均发电量达年人均发电量达30 016 kWh，是世界平均水平的，是世界平均水平的10倍。加拿大、瑞典、美国、德国分倍。加拿大、瑞典、美国、德国分列人均发电量的第列人均发电量的第2一第一第5位位2005年世界主要国家发电量排行榜见年世界主要国家发电量排行榜见表表1一一1。上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展 3.中

14、国电力发展史中国电力发展史中国的电力工业开始于中国的电力工业开始于1882年，英国商人在上海设立厂电光公司，此后年，英国商人在上海设立厂电光公司，此后外国资本相继在天津、武汉、广州等地开办厂一些电力工业企业。为配外国资本相继在天津、武汉、广州等地开办厂一些电力工业企业。为配合新工业地区的建设，中国资本合新工业地区的建设，中国资本1905年才开始投资电力工业，虽有一定年才开始投资电力工业，虽有一定程度的发展，但增长速度缓慢。当时中国发电量最高的年份程度的发展，但增长速度缓慢。当时中国发电量最高的年份1941年也年也只有只有59.6亿亿kW.h。到。到1949年，全国发电设备容量为年，全国发电设备

15、容量为185万万kW，发电量，发电量只有只有43.1亿亿kW.h，但已开始安装一些自动安全监测装置，但已开始安装一些自动安全监测装置上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展 电力工业的技术装备水平不断提高，到电力工业的技术装备水平不断提高，到1985年年底，单机容量年年底，单机容量10万万kW以上的火力发电机组已达以上的火力发电机组已达3 094万万kW，单机容量，单机容量60万万kW的火力发电机的火力发电机组开始运行组开始运行;在电站大机组上，安装厂一些自动安全监测装置。有些电站在电站大机组上，安装厂一些自动安全监测装置。有些电站采用厂电子计算机分部监控采用厂

16、电子计算机分部监控;在电网中，比较普遍采用厂提高电网运行稳在电网中，比较普遍采用厂提高电网运行稳定性的技术措施，并采用厂载波、微波、特高频等多样化通信手段，但定性的技术措施，并采用厂载波、微波、特高频等多样化通信手段，但增长速度缓慢。增长速度缓慢。4.新能源发电新能源发电1)核能发电核能发电上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展 1985年，中国开始兴建第一座核电站年，中国开始兴建第一座核电站浙江秦山核电站，容量浙江秦山核电站，容量30万万kW，压水堆型，自行设计、制造、施工，部分设备进口，压水堆型，自行设计、制造、施工，部分设备进口;采用厂当采用厂当时世界上

17、技术成熟的压水堆，核岛内采用燃料包壳、压力壳和安全壳时世界上技术成熟的压水堆，核岛内采用燃料包壳、压力壳和安全壳3道屏障，能承受极限事故引起的内压、高温和各种自然灾害道屏障，能承受极限事故引起的内压、高温和各种自然灾害(见见图图1-2)1991年年12月月15日并网发电，日并网发电，1994年年4月月1日商业运行，日商业运行，1995年年7月月1日通日通过国家验收。过国家验收。2002年年2月桑山核电站月桑山核电站2期期1号机组号机组60万万kW投入运行。投入运行。广东深圳大亚湾核电站是中国兴建的第二座大型核电站，引进英国和法广东深圳大亚湾核电站是中国兴建的第二座大型核电站，引进英国和法国的设

18、备，安装两台国的设备，安装两台90万万kW压水堆型核电机组压水堆型核电机组(见见图图1一一3 19ss年年8月月8日浇注第一罐混凝土，日浇注第一罐混凝土，1993年年8月月31日日1号机组并网发电，号机组并网发电，1994年年2月月1日商业运行日商业运行;2号机组于号机组于1994年年5月月6日商业运行。日商业运行。2002年广东第二核电年广东第二核电站站岭澳核电站建成，安装厂岭澳核电站建成，安装厂4台压水堆型台压水堆型100万万kW核电机组。核电机组。上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展 2)风力发电风力发电中国风力资源约为中国风力资源约为2.53亿亿kW

19、，可开发量达，可开发量达1.6亿亿kW 1998年年末，全年年末，全国拥有近国拥有近20个风电场，装机总容量为个风电场，装机总容量为22.36万万kW。新疆达坂城风力发电。新疆达坂城风力发电场，装有场，装有300 kW,500 kW,600 kW风电机组共风电机组共111台，总容量台，总容量5.75万万kW内蒙古辉腾锡勒风电场是亚洲最大的风力发电场，地处内蒙古高原，内蒙古辉腾锡勒风电场是亚洲最大的风力发电场，地处内蒙古高原，海拔高，又是一个风口，风力资源非常丰富，这里海拔高，又是一个风口，风力资源非常丰富，这里10 m高度年平均风速高度年平均风速7.2 m/s,40m高度年平均风速高度年平均风

20、速8.8 m/s，风能功率密度，风能功率密度662 1w/耐，年平耐，年平均空气密度为均空气密度为1.07 kg/m3,10 m高度和高度和40 m高度高度5一一25 m/*的有效风的有效风时数为时数为6 255一一7 293 h该风场具有稳定性强、持续性好、风能品质高等该风场具有稳定性强、持续性好、风能品质高等特点，是建设风电场最理想的场所特点，是建设风电场最理想的场所(见见图图1-4)。上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展自自1996年开始建风电场以来，已装机年开始建风电场以来，已装机94台，装机容量已达台，装机容量已达1.4亿万亿万kWh，近期计划装机

21、容量，近期计划装机容量166.5 MW，将成为亚洲最大的风力发电场，将成为亚洲最大的风力发电场，同时也成为辉腾锡勒旅游区一道亮丽的风景线。日前装有同时也成为辉腾锡勒旅游区一道亮丽的风景线。日前装有42台台600kW及及10台台550 kW风电机组，总容量风电机组，总容量3.07万万kW。浙江临海括苍山风电场，装。浙江临海括苍山风电场，装有有33台台600 kW风电机组，总容量风电机组，总容量1.98万万kW。日前，中国风电装机容量。日前，中国风电装机容量仅占可开发量的仅占可开发量的0.14%，有广阔的发展前景。，有广阔的发展前景。3)地热发电地热发电地热发电，是利用液压或爆破碎裂法将水注人岩层

22、中，产生高温水蒸气，地热发电，是利用液压或爆破碎裂法将水注人岩层中，产生高温水蒸气，然后将蒸汽抽出地面推动涡轮机转动，从而发电。在这过程中，一部分然后将蒸汽抽出地面推动涡轮机转动，从而发电。在这过程中，一部分未利用的蒸汽或者废气经过冷凝器处理冷凝为水回灌到地下，循环往复。未利用的蒸汽或者废气经过冷凝器处理冷凝为水回灌到地下，循环往复。上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展简而言之，地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将简而言之，地热发电实际上就是把地下的热能转变为机械能，然后再将机械能转变为电能的能量转换过程。针对温度不同的地热资源，地热发机械能

23、转变为电能的能量转换过程。针对温度不同的地热资源，地热发电有四种基本发电方式，即直接蒸汽发电法、扩容电有四种基本发电方式，即直接蒸汽发电法、扩容(闪蒸法闪蒸法)发电法、中发电法、中间介质间介质(双循环式双循环式)发电法和全流循环式发电法。中国地热资源也很丰富，发电法和全流循环式发电法。中国地热资源也很丰富，且分布面甚广。第一座地热电站建在广东丰顺县邓屋村，于且分布面甚广。第一座地热电站建在广东丰顺县邓屋村，于1970年建成，年建成，机组容量机组容量100 kW1971-1975年，在湖南省宁乡县灰场镇建成年，在湖南省宁乡县灰场镇建成300 kW地地热电站。热电站。日前，中国最大的地热电站是西藏

24、羊八井地热电站，装机总容量达日前，中国最大的地热电站是西藏羊八井地热电站，装机总容量达2.518万万kW,1975年开始兴建，年开始兴建，1977年年1号机号机1 000 kw机组发电，以后续机组发电，以后续建建7台台3 000 kW和和1台台3 180 kW地热机组，至地热机组，至1992年全部建成年全部建成(见见图图1-5)西藏那曲地热电厂是联合国开发一署援建项目，安装西藏那曲地热电厂是联合国开发一署援建项目，安装3台台1 000 kw地热地热机组，于机组，于1992年全部建成年全部建成上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展 4)潮汐能发电潮汐能发电在海湾

25、或感潮河口，可见到海水或江水每天有两次的涨落现象，早上的在海湾或感潮河口，可见到海水或江水每天有两次的涨落现象，早上的称为潮，晚上的称为汐。潮汐作为一种自然现象，为人类的航海、捕捞称为潮，晚上的称为汐。潮汐作为一种自然现象，为人类的航海、捕捞和晒盐提供厂方便。这种现象主要是由月球、太阳的引潮力以及地球自和晒盐提供厂方便。这种现象主要是由月球、太阳的引潮力以及地球自转效应造成的。涨潮时，大量海水汹涌而来，具有很大的动能转效应造成的。涨潮时，大量海水汹涌而来，具有很大的动能;同时，水同时，水位逐渐升高，动能转化为势能。落潮时，海水奔腾而归，水位持续下降，位逐渐升高，动能转化为势能。落潮时，海水奔腾

26、而归，水位持续下降，势能又转化为动能。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能。势能又转化为动能。海水在运动时所具有的动能和势能统称为潮汐能。潮汐是一种蕴藏量极大、取之不尽、用之不竭、不需开采和运输、洁净潮汐是一种蕴藏量极大、取之不尽、用之不竭、不需开采和运输、洁净无污染的可再生能源。建设潮汐电站，不需要移民，不淹没土地，没有无污染的可再生能源。建设潮汐电站，不需要移民，不淹没土地，没有环境污染问题，还可以结合潮汐发电发展围垦、水生养殖和海洋化工等环境污染问题，还可以结合潮汐发电发展围垦、水生养殖和海洋化工等综合利用项目。潮汐能的主要利用方式是潮汐发电。综合利用项目。潮汐能的主要利用方式是潮

27、汐发电。上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展潮汐发电与普通水力发电原理类似，通过储水库，在涨潮时将海水储存潮汐发电与普通水力发电原理类似，通过储水库，在涨潮时将海水储存在水库内，以势能的形式保存，然后，在落潮时放出海水，利用高、低在水库内，以势能的形式保存，然后，在落潮时放出海水，利用高、低潮位之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。海水与河水不同，潮位之间的落差，推动水轮机旋转，带动发电机发电。海水与河水不同，蓄积的海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性，从而潮汐发电的水蓄积的海水落差不大，但流量较大，并且呈间歇性，从而潮汐发电的水轮机结构要适合低水头

28、、大流量的特点。轮机结构要适合低水头、大流量的特点。中国拥有中国拥有500 kW以上的潮汐能电源点以上的潮汐能电源点191处，可开发的潮汐电站装机总处，可开发的潮汐电站装机总容量可达容量可达2 158万万kW，年发电量可达，年发电量可达619亿亿kW/h，主要分布在杭州湾、，主要分布在杭州湾、长江北口、浙江乐清湾三大地区。中国第一座潮汐电站是长江北口、浙江乐清湾三大地区。中国第一座潮汐电站是1959年年9月建月建成的浙江临海潮汐电站，安装两台成的浙江临海潮汐电站，安装两台60 kW机组。机组。上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展 中国最大的潮汐电站是浙江温岭

29、县江厦潮汐试验电站，总容量中国最大的潮汐电站是浙江温岭县江厦潮汐试验电站，总容量3 900 kw,1号机组号机组500 kW于于1980年年5月月4日发电日发电(见见图图1-6)。日前，中国已建。日前，中国已建成成7座潮汐电站，最大的装机座潮汐电站，最大的装机5 000 kW，以及，以及3座波力试验电站座波力试验电站40 kW。正在兴建两座装机容量正在兴建两座装机容量200 kW的波力试验电站和一座装机容量的波力试验电站和一座装机容量70 kW的的潮汐电站。潮汐电站。5)太阳能发电太阳能发电太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种发电方式。它包括光伏太阳能光发电是将太阳能直接转变成电能的一种

30、发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电4种形式，在光化学发电种形式，在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池(见见图图1一一7):上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展 5.电力系统的特点电力系统的特点(1)电力作为电气的本质，它的生产和消费必须同时进行。电能的生产、电力作为电气的本质，它的生产和消费必须同时进行。电能的生产、输配和使用需始终处于动态平衡之中，生产量和消费量是严格平衡的。输配和使用需始终处于动态平衡之中，生产量和消费量是严格平衡

31、的。电能用户的用电量决定着电能的生产量，发电量是随着用电量的变化而电能用户的用电量决定着电能的生产量，发电量是随着用电量的变化而变化。电能用户如何用电、何时用电及用多少电，对于电能生产都具有变化。电能用户如何用电、何时用电及用多少电，对于电能生产都具有极大的影响极大的影响;若电能供需出现不平衡，将导致电源频率出现偏差，发电控若电能供需出现不平衡，将导致电源频率出现偏差，发电控制设备正是根据这一特点来动态调节发电机出力以维持电能的供需平衡。制设备正是根据这一特点来动态调节发电机出力以维持电能的供需平衡。当系统出力严重不足或故障时，频率偏差较大，低频自动减载装置便会当系统出力严重不足或故障时，频率

32、偏差较大，低频自动减载装置便会自动甩减负荷，以维持电力系统运行的稳定性。自动甩减负荷，以维持电力系统运行的稳定性。上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展(2)由于发电和用电同时实现，这使得电力系统的各个环节之间具有十由于发电和用电同时实现，这使得电力系统的各个环节之间具有十分紧密的相互依赖关系。因此，电力系统中任一环节或任一用户，若因分紧密的相互依赖关系。因此，电力系统中任一环节或任一用户，若因设计不当、保护不完善、操作失误、电气设备故障造成电路故障，都会设计不当、保护不完善、操作失误、电气设备故障造成电路故障，都会给整个系统造成不良影响。例如，给整个系统造成

33、不良影响。例如，1965年美国纽约第一次大停电，是其年美国纽约第一次大停电，是其东部电力系统中一个继电器的误动作引起的。东部电力系统中一个继电器的误动作引起的。(3)电力系统中的过渡过程十分短暂。电能以电磁波形式传播，有极高的电力系统中的过渡过程十分短暂。电能以电磁波形式传播，有极高的传输速度。所以，运行情况发生变化所引起的电磁方面和机电方面的过传输速度。所以，运行情况发生变化所引起的电磁方面和机电方面的过渡过程是十分迅速的。电力系统中的正常操作渡过程是十分迅速的。电力系统中的正常操作(如变压器、输电线路的投如变压器、输电线路的投入或切除入或切除)是在极短时间内完成的是在极短时间内完成的;用户

34、的电力设备用户的电力设备(如电动机、电热设备如电动机、电热设备等等)的启停或负荷增减也是很快的过程的启停或负荷增减也是很快的过程;电力系统中出现的故障电力系统中出现的故障(如短路故如短路故障、发电机失去稳定等过程障、发电机失去稳定等过程)更是极其短暂的，往往只用微秒或毫秒来计更是极其短暂的，往往只用微秒或毫秒来计量时间。量时间。上一页 下一页返回任务一任务一 电力系统组成及其发展电力系统组成及其发展因此，不论是正常运行时所进行的调整和切换等操作，还是故障时为排因此，不论是正常运行时所进行的调整和切换等操作，还是故障时为排除故障或为把故障限制在一定范围内以迅速恢复供电而进行的一系列操除故障或为把

35、故障限制在一定范围内以迅速恢复供电而进行的一系列操作，仅仅依靠人工操作是不可能达到满意效果的，甚至是不可行的。必作，仅仅依靠人工操作是不可能达到满意效果的，甚至是不可行的。必须采用各种自动装置来迅速而准确地完成各项调整和操作任务。电力系须采用各种自动装置来迅速而准确地完成各项调整和操作任务。电力系统的这个特点给运行、操作带来厂许多复杂的课题。统的这个特点给运行、操作带来厂许多复杂的课题。(4)电能不易储藏。迄今为止，尽管人们对电能的储藏进行厂大量的研电能不易储藏。迄今为止，尽管人们对电能的储藏进行厂大量的研究，并在一些新的储藏电能方式究，并在一些新的储藏电能方式(如超导储能、燃料电池储能等如超

36、导储能、燃料电池储能等)上取得上取得厂某些突破性的进展，但是仍未能完全解决经济的、高效率的，以及大厂某些突破性的进展，但是仍未能完全解决经济的、高效率的，以及大容量的储能问题容量的储能问题)上一页返回任务二任务二 电力系统电压等级电力系统电压等级1.2.1额定电压的概念额定电压的概念各用电设备、发电机、变压器都是按一定标准电压设计和制造的。当它各用电设备、发电机、变压器都是按一定标准电压设计和制造的。当它们运行在标准电压下时，技术、经济性能指标都发挥得最好。此标准电们运行在标准电压下时，技术、经济性能指标都发挥得最好。此标准电压就称为额定电压。国家规定厂标准电压等级系列，有利于电器制造业压就称

37、为额定电压。国家规定厂标准电压等级系列，有利于电器制造业的生产标准化和系列化、设计的标准化和选型、电器的相互连接和更换，的生产标准化和系列化、设计的标准化和选型、电器的相互连接和更换，以及备件的生产和维修等。以及备件的生产和维修等。日前我国常用的额定电压日前我国常用的额定电压:220 V,380 V,3 kV,6 kV,10 kV,35 kV,110 kV,220 kV,330 kV,500 kV,750 kV,1 000 KV。其中。其中500 kV,750 kV称为超高压，称为超高压，1 000 kV称为特高压，称为特高压，60 kV是由于历史原因是由于历史原因遗留下来的，日前仅在我国东北

38、地区存在。遗留下来的，日前仅在我国东北地区存在。10 kV及其以下的电压线路及其以下的电压线路称为配电线路。称为配电线路。下一页返回任务二任务二 电力系统电压等级电力系统电压等级将额定电压在将额定电压在1 kV以上的电压称为以上的电压称为“高电压高电压”，额定电压在，额定电压在1 kV以下的以下的电压称为电压称为“低电压低电压”。我国最高交流电压等级是。我国最高交流电压等级是1 000 kV(长治一荆门长治一荆门线线)，于，于2008年年12月月30日投入运行。日投入运行。2010年年7月月8日向家坝一上海，锦屏日向家坝一上海，锦屏一苏南特高压直流一苏南特高压直流800 kV输电线路投入运行。

39、输电线路投入运行。电力系统的标注电压见电力系统的标注电压见表表1-2 1.2.2电力系统额定电压的确定电力系统额定电压的确定1.用电设备用电设备用电设备的额定电压等于电网额定电压。用电设备的额定电压等于电网额定电压。2.线路的额定电压线路的额定电压上一页 下一页返回任务二任务二 电力系统电压等级电力系统电压等级线路首末两端电压的平均值应等于电网额定电压，作为其他电力设备额线路首末两端电压的平均值应等于电网额定电压，作为其他电力设备额定电压的依据。线路首末端电压损耗为定电压的依据。线路首末端电压损耗为10%，因为用电设备允许的电压，因为用电设备允许的电压波动是波动是5%，所以接在首端的设备，电压

40、最高不会超过，所以接在首端的设备，电压最高不会超过5%;接在末端的设接在末端的设备，最低不会低于一备，最低不会低于一5%(见见图图1一一8)。3.发电机的额定电压发电机的额定电压发电机的额定电压规定比同级电网电压高发电机的额定电压规定比同级电网电压高5%。这是因为电网在传输功。这是因为电网在传输功率时有电压损失。率时有电压损失。4.变压器的额定电压变压器的额定电压1)一次绕组的额定电压一次绕组的额定电压上一页 下一页返回任务二任务二 电力系统电压等级电力系统电压等级 如如图图1一一9所示，当变压器直接与发电机相连时所示，当变压器直接与发电机相连时(如如Tl)，其一次绕组的额，其一次绕组的额定电

41、压应与发电机的额定电压相同，即高于同级电网额定电压的定电压应与发电机的额定电压相同，即高于同级电网额定电压的5%。当变压器不与发电机相连，而是连接在线上当变压器不与发电机相连，而是连接在线上(如如T2)，则可看作是线路的，则可看作是线路的用电设备，因此其一次绕组的额定电压应与电网额定电压相同。用电设备，因此其一次绕组的额定电压应与电网额定电压相同。2)二次绕组的额定电压二次绕组的额定电压若变压器二次侧供电线路较长若变压器二次侧供电线路较长(如为较大的高压电网如为较大的高压电网)，则变压器二次侧，则变压器二次侧的额定电压，一方面要考虑补偿变压器满载时内部的额定电压，一方面要考虑补偿变压器满载时内

42、部5%的电压降，另一的电压降，另一方面要考虑变压器满载时输出的二次电压要高于电网额定电压方面要考虑变压器满载时输出的二次电压要高于电网额定电压5%，以，以补偿线路上的电压降，故它要比电网额定电压高补偿线路上的电压降，故它要比电网额定电压高10%(如如T1)上一页 下一页返回任务二任务二 电力系统电压等级电力系统电压等级 若变压器二次侧线路不太长若变压器二次侧线路不太长(如为低压电网或直接供电给高如为低压电网或直接供电给高/低压用电设低压用电设备时的额定电压备时的额定电压)，则变压器二次侧的额定电压，只需高于电网额定电压，则变压器二次侧的额定电压，只需高于电网额定电压的的5%，仅考虑补偿变压器内

43、部，仅考虑补偿变压器内部5%的电压降的电压降变压器额定电压的确定，见图变压器额定电压的确定，见图1一一9。1.2.3选择额定电压考虑因素选择额定电压考虑因素三相功率三相功率S和线电压和线电压U、线电流、线电流I的关系是的关系是 。当输送功率一定时，。当输送功率一定时，输电电压越高，电输电电压越高，电 流越小，导线等载流部分的截面积越小，投资越小流越小，导线等载流部分的截面积越小，投资越小;电压越高，对绝缘的要求越高，杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也电压越高，对绝缘的要求越高，杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也越大。所以，对应于一定的输送功率和输送距离应有一个最合理的线路越大。所以，对应于一定

44、的输送功率和输送距离应有一个最合理的线路电压电压(见见表表1一一3)。上一页返回任务三任务三 电力系统负荷曲线电力系统负荷曲线1.3.1负荷定义负荷定义电力系统的负荷就是系统中千万个用电设备消费功率的总和电力系统的负荷就是系统中千万个用电设备消费功率的总和 系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和就是电力系统负荷系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和就是电力系统负荷(综合用电负荷综合用电负荷)，它是把不同地区、不同性质的所有用户的负荷加起来，它是把不同地区、不同性质的所有用户的负荷加起来得到的得到的1.3.2负荷分类负荷分类1.按物理性能划分按物理性能划分(1)有功负荷。指电能转

45、换为其他能量，并在用电设备中真实消耗掉的有功负荷。指电能转换为其他能量，并在用电设备中真实消耗掉的能量，如照明设备，单位为能量，如照明设备，单位为kW下一页返回任务三任务三 电力系统负荷曲线电力系统负荷曲线(2)无功负荷。在电能输送和转换过程中，需要建立磁场而消耗的动能，无功负荷。在电能输送和转换过程中，需要建立磁场而消耗的动能，它仅完成电磁能量的相互转换，并不做功，因而称为它仅完成电磁能量的相互转换，并不做功，因而称为“无功无功”，如电动，如电动机、变压器和整流装置等，单位为机、变压器和整流装置等，单位为kvar。2.按电能划分按电能划分(1)综合用电负荷。指工业、交通运输业、农业、市政生活

46、等各方面消耗综合用电负荷。指工业、交通运输业、农业、市政生活等各方面消耗的功率之和的功率之和(见见图图1一一12)。根据用户的性质，用电负荷又可以分为工业负。根据用户的性质，用电负荷又可以分为工业负荷、农业负荷、交通运输业负荷和人民生活用电负荷等。它们大致分为荷、农业负荷、交通运输业负荷和人民生活用电负荷等。它们大致分为异步电动机、同步电动机、电热电炉、整流设备、照明设备等几大类。异步电动机、同步电动机、电热电炉、整流设备、照明设备等几大类。不同行业中，这些用电设备占的比重也不同。不同行业中，这些用电设备占的比重也不同。表表1-4所列为几种工业部所列为几种工业部门用电设备比重的统计门用电设备比

47、重的统计 上一页 下一页返回任务三任务三 电力系统负荷曲线电力系统负荷曲线(2)供电负荷。综合用电负荷加上电力网的功率损耗就是各发电厂应该供电负荷。综合用电负荷加上电力网的功率损耗就是各发电厂应该供给的功率，称为电力系统的供电负荷供给的功率，称为电力系统的供电负荷(3)发电负荷。供电负荷再加上发电厂用电消耗的功率，就是各发电厂应发电负荷。供电负荷再加上发电厂用电消耗的功率，就是各发电厂应该发出的功率，称为电力系统的发电负荷该发出的功率，称为电力系统的发电负荷1.3.3负荷曲线负荷曲线实际的系统负荷是随时间、季节、气候变化的，其变化规律可以用负荷实际的系统负荷是随时间、季节、气候变化的，其变化规

48、律可以用负荷曲线来描述曲线来描述)1.日负荷曲线日负荷曲线1)基本概念基本概念上一页 下一页返回任务三任务三 电力系统负荷曲线电力系统负荷曲线电力系统负荷在一天电力系统负荷在一天24 h内变化的规律称为日负荷曲线，见内变化的规律称为日负荷曲线，见图图1-13和和图图1一一14.日负荷曲线中最大值日负荷曲线中最大值Pmin称为日最大负荷、尖峰负荷或峰荷。日负荷曲称为日最大负荷、尖峰负荷或峰荷。日负荷曲线中最小值线中最小值Pmin称为日最小负荷或谷荷。为厂计算方便，实际上常把连称为日最小负荷或谷荷。为厂计算方便，实际上常把连续变化的曲线绘制成阶梯形。从图续变化的曲线绘制成阶梯形。从图1一一13中可

49、以看出，有功功率和无功中可以看出，有功功率和无功功率最大负荷不一定同时出现，低谷负荷时功率因数较低，高峰负荷时功率最大负荷不一定同时出现，低谷负荷时功率因数较低，高峰负荷时功率因数较高。功率因数较高。2)日平均负荷日平均负荷有功日负荷曲线所包的面积即电力系统日用电量有功日负荷曲线所包的面积即电力系统日用电量Wd，即，即:上一页 下一页返回任务三任务三 电力系统负荷曲线电力系统负荷曲线 在电力系统的运行中，日负荷曲线非常重要，它是安排日发电计划和确在电力系统的运行中，日负荷曲线非常重要，它是安排日发电计划和确定系统运行的重要参考依据。定系统运行的重要参考依据。2.年负荷曲线年负荷曲线在制定电力系

50、统规划时，不仅需要厂解日负荷变化规律，而且还要厂解在制定电力系统规划时，不仅需要厂解日负荷变化规律，而且还要厂解一年或更长时间的最大负荷变化和增长的规律。因此，年最大负荷曲线一年或更长时间的最大负荷变化和增长的规律。因此，年最大负荷曲线也就相应被提出。把一年内每月也就相应被提出。把一年内每月(或每日或每日)的最大负荷抽取出来按月绘成的最大负荷抽取出来按月绘成曲线，描述一年内每月曲线，描述一年内每月(或每日或每日)最大有功功率负荷的变化，为年最大负最大有功功率负荷的变化，为年最大负荷曲线，见荷曲线，见图图1一一15。年最大负荷曲线能为调度、计划部门有计划地安。年最大负荷曲线能为调度、计划部门有计