1、主干课主干课承前启后承前启后前导课：前导课：后续课：后续课：电机、电路、电磁场电机、电路、电磁场 高数、自动控制高数、自动控制发电厂电气部分、高电发电厂电气部分、高电压技术、压技术、 继电保护、自继电保护、自动装置动装置二二. 本课程的特点：理论与计算并重本课程的特点：理论与计算并重三三. 参考书目（稳态部分）参考书目（稳态部分）四四. 要求要求简单例子： 电力系统主体是三相交流电系统，其余一电力系统主体是三相交流电系统，其余一小部分为直流输电系统。小部分为直流输电系统。 通常用一相表示三相来绘制电力系统。通常用一相表示三相来绘制电力系统。1-1 电力系统的组成和特点电力系统的组成和特点如：如
2、：电力系统的电力系统的基本元件基本元件： 发电机（发电机（G）、变压器（）、变压器（T） 输电线路（输电线路（L）、用电设备）、用电设备组成电力系统的组成电力系统的所有元件所有元件：电力元件电力元件控制元件：控制元件：产生电能：产生电能：变换电能：变换电能：输送分配电能：输送分配电能：消费电能：消费电能：GT L用电设备（负荷）用电设备（负荷）同步电机的励磁装置（调压）同步电机的励磁装置（调压）调速器、调频器（控频）调速器、调频器（控频）1. 定义：定义：由发电机、变压器、输电线路、用由发电机、变压器、输电线路、用电设备组成的，用来进行电设备组成的，用来进行生产生产、变变换换、输送分配输送分配
3、、消费消费的四个环节的的四个环节的统一整体。统一整体。（1）电能的生产）电能的生产 - 由发电机完成由发电机完成 火电厂火电厂凝汽式火电厂凝汽式火电厂热电厂热电厂供电供电供电、供热供电、供热生产过程：生产过程： 一次能源一次能源锅炉锅炉汽轮机汽轮机发电机发电机电能电能 水电厂水电厂堤坝式堤坝式引水式引水式混合式混合式坝后式坝后式河床式河床式生产过程：生产过程： 水水水轮机水轮机发电机发电机电能电能 核电厂（原子能电厂）核电厂（原子能电厂）生产过程：生产过程： 反应堆反应堆汽轮机汽轮机发电机发电机电能电能 风力发电风力发电 太阳能发电太阳能发电 潮汐发电潮汐发电 波能发电波能发电 地热发电地热发
4、电电能电能（2）电能的变换）电能的变换-变压器、换流装置变压器、换流装置整流器、逆变器整流器、逆变器变压器种类变压器种类双绕组变压器双绕组变压器三绕组变压器三绕组变压器自耦变压器自耦变压器多绕组变压器多绕组变压器（双卷变）（双卷变）（三卷变）（三卷变）（分裂变）（分裂变）（3）电能的输送和分配）电能的输送和分配 -输电线路、电抗器输电线路、电抗器架空线架空线电缆电缆（4）电能的消费）电能的消费 -用电设备（电能转换）用电设备（电能转换）热能、光能、机械能、化学能热能、光能、机械能、化学能2. 动力系统和电力网络的概念动力系统和电力网络的概念（1）动力系统：）动力系统： 电力系统电力系统 + 动
5、力部分动力部分动力部分动力部分火电厂：锅炉、汽轮机、热力网、火电厂：锅炉、汽轮机、热力网、 用热设备用热设备水电厂：水库、水轮机水电厂：水库、水轮机核电厂：反应堆、汽轮机核电厂：反应堆、汽轮机（2）电力网络）电力网络:电力系统发电机用电设备电力系统发电机用电设备= 变压器变压器 + 输电线路输电线路变换、输送分配电能变换、输送分配电能a. 从研究、计算角度分类从研究、计算角度分类b. 从电压高、低角度分类从电压高、低角度分类a. 从研究、计算角度分类从研究、计算角度分类远距离高压输电（远距离高压输电（300km, 220kV）区域性电力网：负荷密度大、供电区域大区域性电力网：负荷密度大、供电区
6、域大 （110kV, 220kV)地方性电力网：负荷密度小、供电范围小地方性电力网：负荷密度小、供电范围小 （35kV, 农村电网）农村电网）b. 从电压高、低角度分类从电压高、低角度分类低压：低压：中压：中压：高压：高压：超高压：超高压：U1kV1kVU10kV10kVU330kVU330kV特高压：特高压：1000kV3. 电力系统的基本参量电力系统的基本参量（1）总装机容量：所有发电机额定有功功率总和）总装机容量：所有发电机额定有功功率总和 （MW, GW）（2）年发电量：一年中所有发电机发出电能的总和）年发电量：一年中所有发电机发出电能的总和 （MWh, GWh, TWh）（3）最高电
7、压等级：系统中最高电压等级输电线路）最高电压等级：系统中最高电压等级输电线路 的额定电压（的额定电压（kV）（4）额定频率：）额定频率：fN=50HZ（5）最大负荷：一定时间内（小时，天，月，年）最大负荷：一定时间内（小时，天，月，年） 系统的最大有功负荷（系统的最大有功负荷（MW,GW）4. 电力系统接线方式电力系统接线方式（1）电力系统的接线图）电力系统的接线图a.地理接线图（宏观）：地理接线图（宏观）：b.电气接线图（微观）：电气接线图（微观）：各电厂、电站之间地理各电厂、电站之间地理位置及线路走径位置及线路走径 各电厂和电站中各电厂和电站中G、T、母线、输电线路等的电机、电气关系母线、
8、输电线路等的电机、电气关系a、b结合使用结合使用表现整个电力系统表现整个电力系统甲厂甲厂乙厂乙厂A站站B站站C站站（2）电力系统的接线方式）电力系统的接线方式a. 开式网：开式网： 电源、负荷之间形成不了回路，负荷只能单电源、负荷之间形成不了回路，负荷只能单向接收电功率。向接收电功率。b. 闭式网闭式网 电源、负荷之间有闭合回路，负荷可以从不电源、负荷之间有闭合回路，负荷可以从不同方向接收电功率。同方向接收电功率。二二. 电力系统运行特点及要求电力系统运行特点及要求1. 运行特点运行特点（1）优越性）优越性电力弹性系数电力弹性系数E = 电力工业增长电力工业增长国民经济增长国民经济增长 1.2
9、（2）瞬时性）瞬时性（每一时刻运行状态都不同）（每一时刻运行状态都不同）（3）平衡性（任意时刻）平衡性（任意时刻）发出的电能发出的电能 = 用电设备消耗的电能用电设备消耗的电能 + 损耗损耗2. 运行要求运行要求（1）可靠（保证可靠持续供电）可靠（保证可靠持续供电）三级负荷三级负荷- 根据对供电可靠性要求不同根据对供电可靠性要求不同（2）优质（保证良好的电能质量）优质（保证良好的电能质量）电压质量、频率质量、波形质量电压质量、频率质量、波形质量a. 电压质量和频率质量：偏移量电压质量和频率质量：偏移量b. 波形质量：畸变率波形质量：畸变率（4）环保）环保总之，保证可靠优质的前提下，尽量经济。总
10、之，保证可靠优质的前提下，尽量经济。发展方向：单一系统发展方向：单一系统 联合系统联合系统（3）经济（尽量减少煤耗率和网损率）经济（尽量减少煤耗率和网损率）每生产每生产1kwh的电能所耗的标的电能所耗的标准煤量（含热量为准煤量（含热量为29.31MJ/kg）（g/kwh)电网中损耗的电能与向该电网中损耗的电能与向该电网供应的电能的百分比电网供应的电能的百分比方法：在各类电厂之间合理分配负荷；避免方法：在各类电厂之间合理分配负荷；避免“弃水弃水”现象，大力发展水电；高压超高压输现象，大力发展水电；高压超高压输电电三三. 电力系统的电压等级电力系统的电压等级1. 电力系统中的电力系统中的额定电压额
11、定电压等级等级（1）出现不同电压等级的原因）出现不同电压等级的原因UIS3总之总之,),(lSfU （2）不能出现过多电压等级的原因）不能出现过多电压等级的原因 从电力系统的长远发展来看从电力系统的长远发展来看 从产品制造系列性来看从产品制造系列性来看（3）我国目前的标准（额定）电压等级（线电压）我国目前的标准（额定）电压等级（线电压）0.38kV，3kV，6kV，10kV，35kV（60kV），），110kV，220kV，330kV，500kV，750kV,1000kV2. 各电压等级的使用范围各电压等级的使用范围1000kV、750kV：远距离输电，把几个大的区：远距离输电，把几个大的区域
12、电网强联成一个独立电网域电网强联成一个独立电网500kV、330kV、220kV：远距离输电，大系统主：远距离输电，大系统主 干线干线110kV：大系统的二次线网络，中小系统主干线：大系统的二次线网络，中小系统主干线35kV：农网主体，城市中压网络主体：农网主体，城市中压网络主体10kV：城市中压配电网主体：城市中压配电网主体6kV、3kV：高压电动机多的大中型企业：高压电动机多的大中型企业380V：居民生活用电：居民生活用电3. 电力系统中各元件的额定电压的确定电力系统中各元件的额定电压的确定（1）输电线路：）输电线路：LNU)(21baLNUUU（2）用电设备：）用电设备： （3）发电机：
13、）发电机： LNGNUU05. 1（4）变压器：）变压器： 一次侧一次侧（接电源侧）（接电源侧）一般：一般：LNTNUU1LNGNTNUUU05. 11特别：特别： 二次侧二次侧（接负荷侧）（接负荷侧）一般：一般：特别特别LNTNUU1 . 12变压器漏抗小变压器漏抗小MLNTNUU05. 12习题：试确定下图中习题：试确定下图中G、T和和M的额定电压的额定电压MG10kVT1110kVLT2T335kV10kV6kV4. 平均额定电压（常用）平均额定电压（常用）1-2 电力系统中性点的接地方式电力系统中性点的接地方式（补充）（补充） 系统中凡是系统中凡是“星星”接的发电机、变压器的中接的发电
14、机、变压器的中性点统称为性点统称为“电力系统中性点电力系统中性点”。直接接地直接接地不（直接）接地不（直接）接地不接地不接地经消弧线圈接地经消弧线圈接地特点：特点：单相接地短路时，故障单相接地短路时，故障相能形成短路回路，故障相能形成短路回路，故障相短路电流很大。这时应相短路电流很大。这时应立即切除故障相，严重时立即切除故障相，严重时三相全切。三相全切。单相接地短路时，故障相电压为单相接地短路时，故障相电压为0，非故障相，非故障相电压不变，仍为相压，不会出现过电压现象。电压不变，仍为相压，不会出现过电压现象。装设自动重合闸，提高可靠性。装设自动重合闸，提高可靠性。特点：特点：单相接地短路时，形成不单相接地短路时，形成不了故障相短路回路，故障相了故障相短路回路，故障相电流不大，可继续运行一段电流不大，可继续运行一段时间（时间（2h）。）。单相接地短路时，故障相电压为单相接地短路时，故障相电压为0，非故障相，非故障相电压升高（漂移）为线电压，易出现过电压。电压升高（漂移）为线电压，易出现过电压。1-3 电力线路的结构电力线路的结构（自学）（自学）六分裂六分裂
