,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电力系统稳态分析,1、教材：东南大学 陈珩其次版,2、本课程特点、前修课程、后续课程,特点：,前修课程：电路理论、电机学,后续课程：电力系统分析、继电疼惜、电力系统自动化,3、教学参考书,4、考核方式：,笔试闭卷，120分钟、卷面100分，占70，寻常主要是上课考勤记录、课堂练习、作业，占20，试验10,前言,特点,电能不能大量存储；,过渡过程特殊短暂；,电能生产与国民经济各部门和人民生活有着极为亲切的关系；,电力系统的地区性特点较强,现代把握理论作支撑,微机原理应用作硬件,数据库应用作软件,专业课：电力系统分析、继电保 护原理微机疼惜、发电厂电气局部、高电压技术等,来进展计算机把握,前言,电力系统稳态分析一,电力系统分析,正常稳态分析,计算U、I、P、Q、f,运行调整和优化,电力系统的根本概念,各元件的特性和模型,潮流计算,调频,调压,经济运行,电力系统暂态分析二,电磁暂态分析故障分析,正常稳态分析稳定性分析,发电机的电磁暂态分析,对称故障三相短路,不对称短路,静态,暂态,前言,主要内容,前言,重点：,三大计算,1、,标幺值计算,2、稳态计算：潮流；调频、调压,3、暂态计算：故障；稳定性,第一章 电力系统的根本概念,11 电力系统概述,12 我国电力工业和电力系统简介,13 对电力系统运行的根本要求,14 结线方式和电压等级,15 课程的主要内容,第一章 电力系统的根本概念重点及难点：,重点：,1、电力系统的根本概念,2、电力系统的根本要求,3、电能质量,4、结线方式,5、电压等级,难点：,1、电能质量,2、电压等级,11 电力系统概述,一、电力系统的组成,工业,农业,商业,生活,发电,输电,配电,用电,电网,电力系统,11 电力系统概述,一、电力系统的组成,1、来源,火电：锅炉汽轮机发电机,水电：水库水轮机发电机,核电：核反响堆汽轮机发电机,其它：如风能、地热能、太阳能、潮汐等,11 电力系统概述,一、电力系统的组成,2、根本概念,电力系统是由发电厂、变电所、输电线、配电系统及负荷组成的。是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。,电力网络是由变压器、电力线路等变换、输送、安排电能设备所组成的局部。,动力系统在电力系统的根底上，把发电厂的动力局部例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反响堆等包含在内的系统。,11 电力系统概述,一、电力系统的组成,2、根本概念,总装机容量指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和，以千瓦KW、兆瓦MW、吉瓦GW为单位计。,年发电量指该系统中全部发电机组全年实际发出电能的总和，以千瓦时KWh、兆瓦时MWh、吉瓦时GWh为单位计。,最大负荷指规定时间内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦KW、兆瓦MW、吉瓦GW为单位计。,11 电力系统概述,一、电力系统的组成,2、根本概念,额定频率按国家标准规定，我国全部沟通电力系统的额定功率为50Hz。,最高电压等级是指该系统中最高的电压等级电力线路的额定电压。,11 电力系统概述,二、近代电力系统,电压、输送距离、输送功率；电源的构 成；负荷的构成；,高度自动化；,远距离大容量直流输电,12 我国电力工业和电力系统简介,一、我国电力工业概况及今后进展电力工业的方针,二、我国主要电力系统概述,三、我国电力工业的进展前景,13电力系统运行应满足的根本要求,特点,电能不能大量储存,暂态过程特殊短促,与国民经济及日常生活关系亲切,要求,安全 优质 经济,环保,13电力系统运行应满足的根本要求,安全：保证牢靠的供电 措施,电源与电网的建设西电东送全国联网,SCADA,设备检修预备检修状态检修,人员素养,13电力系统运行应满足的根本要求,优质,指标,电压：35kV 5%10kV 7%6 10kV 4%380V 5%无功功率,频率：0.23000mw)0.5Hz(3000MW 有功功率,谐波：负荷,谐波,13电力系统运行应满足的根本要求,负荷一级 二级 三级,一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成人身事故，经济严峻损失，人民生活发生混乱。,二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大量减产，人民生活受影响。,三级负荷：全部不属于一、二级的负荷。,13电力系统运行应满足的根本要求,经济,EX:一台600MW火电机组，年利用小时6000h，煤耗率320g/kW.h，煤价：300元/吨。,Sol：年发电量：600000kW6000h36亿kW.h,需标煤：36亿kW.h320g/kW.h115.2万吨标煤,燃料费：115.2万吨300元/吨34560万元,1%节省：燃料：1.152万吨标煤,燃料费：345.6万元,厂用电率,网损,煤耗率水耗率,13电力系统运行应满足的根本要求,环保,火电厂装机,70,煤炭燃烧造成的污染,限制污染物的排放量,14 电力系统的结线方式和电压等级,放射式,干线式,树状,无备用结线,包括单回路放射式、干线式和链式网络,优点：简洁、经济、运行便利,缺点：供电牢靠性差,适用范围：二级负荷,一、结线方式,14 电力系统的结线方式和电压等级,环行网络,双端供电,有备用结线,包括双回路放射式、干线式和链式网络,优点：供电牢靠性和电压质量高,缺点：不经济,适用范围：电压等级较高或重要的负荷,14 电力系统的结线方式和电压等级,二、电压等级及其适用范围,1、电力系统的额定电压等级,电压等级的选择,S=3U2I,I U1U2/Z,传输功率S、电压等级U、输电距离l之间的关系,SConst，l U2,lConst，S U2,U,1,I U,2,S,Z,14 电力系统的结线方式和电压等级,1、电力系统的额定电压等级,14 电力系统的结线方式和电压等级,二、电压等级及其适用范围,说明：,用电设备的容许电压偏移一般为,5%,；,沿线路的电压降落一般为,10%,；,在额定负荷下，变压器内部的电压降落约为,5%,。,14 电力系统的结线方式和电压等级,二、电压等级及其适用范围,电力网络中电压分布实行的措施：,取用电设备的额定电压为线路额定电压，使全部设备能在接近它们的额定电压下运行；,取线路始端电压为额定电压的105%；,取发电机的额定电压为线路额定电压的105%；,变压器分升压变和降压变考虑一次侧接电源，取一次侧额定电压等于用电设备额定电压；二次侧接负荷，取二次侧额定电压等于线路额定电压。,14 电力系统的结线方式和电压等级,二、电压等级及其适用范围,变压器的电压等级,升压变压器例如35/121，10.5/242,二次侧高压侧接线路始端，向负荷供电，相当于发电机，应比线路的额定电压高5%，加上变压器内耗5%，所以二次侧额定电压等于用电设备的额定电压110%。,直接和发电机相联的变压器,一次侧额定电压等于,发电机的额定电压即105,U,N,；,一次侧低压侧接电源，相当于用电设备，一次侧额定电压等于用电设备的额定电压UN；,14 电力系统的结线方式和电压等级,二、电压等级及其适用范围,变压器的电压等级,降压变压器110/38.5，220/38.5,一次侧高压侧接线路末端，相当于用电设备，一次侧额定电压等于用电设备的额定电压；,二次侧低压侧向负荷供电，相当于发电机，应比线路的额定电压高5%，加上变压器内耗5%，所以二次侧额定电压等于用电设备的额定电压110%。,14 电力系统的结线方式和电压等级,三、电力系统中性点的运行方式,接地？,为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全，人为地使电力网及其某个设备的某一特定地点通过导体与大地作良好的连接。,接地分类：,工作接地：为了保证电气设备在正常或发生故障状况下牢靠地工作而实行的接地。,疼惜接地：将一切正常工作时不带电而在绝缘损坏时可能带电的金属局部接地，以保证工作人员接触时的安全。接地疼惜,疼惜接零：在中性点直接接地的低压电力网中，把电气设备的外壳与接地中性线也称零线直接连接，以实现对人 身安全的疼惜作用。,防雷接地：为消退大气过电压对电气设备的威逼，而对过电压疼惜装置实行的接地措施。,防静电接地：对生产过程中有可能积蓄电荷的设备所实行的接地。,14 电力系统的结线方式和电压等级,三、电力系统中性点的运行方式,如何实现工作接地？,电气设备电力变压器、电压互感器或发电机的中性点接地 又称为电力系统中性点接地。,电力系统的中性点：星形连接的变压器或发电机的中性点。,电力系统的中性点接地方式：,小电流接地：,中性点不接地中性点绝缘,中性点经消弧线圈接地,大接地电流：,中性点直接接地,中性点经电阻接地,如何确定电力系统中性点接地方式？,应从供电牢靠性、内过电压、对通信线路的干扰、继电疼惜以及确保人身安全诸方面综合考虑。,14 电力系统的结线方式和电压等级,三、电力系统中性点的运行方式,1、,中性点,直接接地,负,荷,A,B,C,k,(1),I,k,(1),I,k,(1),特点：,供电牢靠性不如电力系统中性点不接地和经消弧线圈接地方式。故障时：如发生接地故障，则构成 短路回路，接地相电流很大；,为提高供电牢靠性，在线路上广泛安装三相或单相自动重合闸装置。,对地电压UN，电气设备的绝缘水平只需按电力网的相电压考虑，可以降低工程造价。,我国380/220V系统中一般都承受中性点直接接地方式，主要是从人身安全考虑问题。,适用范围：,我国110kV国外220kV及以上电压等级的电力系统。,380/220V低压系统。,14 电力系统的结线方式和电压等级,三、电力系统中性点的运行方式,2、,中性点,不接地的电力系统,负,荷,A,B,C,C,C,C,I,C,a.,电路图,0,U,A,U,B,U,C,I,B0,I,C0,I,A0,b.,矢量图,正常运行时,UAUBUC0,IAIBIC0,结论：,三相电压对称，三相导线对地电容电流也是对称的，三相电容电流相量之和为零，这说明没有电容电流经过大地流淌。,适用范围,3,kV60kV,的电力系统,14 电力系统的结线方式和电压等级,三、电力系统中性点的运行方式,单相金属性接地故障时(,A,相),0,U,B,U,A,U,C,60,-,U,A,U,C,U,B,-U,A,I,CB,I,CC,-,I,CA,I,CA,I,CA,I,CB,I,CB,I,CC,I,CC,I,PE,负,荷,A,B,C,C,C,C,U,A,U,B,U,C,14 电力系统的结线方式和电压等级,三、电力系统中性点的运行方式,0,U,B,U,A,U,C,60,-,U,A,U,C,U,B,-U,A,I,CB,I,CC,-,I,CA,中性点不接地系统单相接地故障的结论1：,故障相对地电压降为零；非故障相对地电压上升为线电压，且相位相差600。因此，线路及各种电气设备的绝缘要按线电压设计，绝缘投资所占比重加大，显而易见，电压等级越高绝缘投资越大。,三相之间的线电压照旧对称，用户的三相用电设备仍能照常运行，但允许连续运行的时间不能超过2h。,14 电力系统的结线方式和电压等级,三、电力系统中性点的运行方式,接地故障电容电流,I,PE,0,U,B,U,A,U,C,60,-,U,A,U,C,U,B,-U,A,I,CB,I,CC,-,I,CA,14 电力系统的结线方式和电压等级,三、电力系统中性点的运行方式,中性点不接地系统单相接地故障的结论2：,接地电流在故障处可能产生稳定的或间歇性的电弧。,假设接地电流大于30A时，将形成稳定电弧，成为持续性电弧接地，这将烧毁电气设备和可能引起多相相间短路。,假设接地电流大于5A10A，而小于30A，则有可能形成间歇性电弧；间歇性电弧简洁引起弧光接地过电压，其幅值可达2.53U，将危害整个电网的绝缘安全。,假设接地电流在5A以下，当电流经过零值时，电弧就会自然熄灭。,14 电力系统的结线方式和电压等级,三、电力系统中性点的运行方式,3、中性点经消弧线圈接地的电力系统,消弧线圈？,安装在变压器或发电机中性点与大地之间的具有气隙铁芯的电抗器。,单相(,C,相)金属性接地故障,负,荷,