电力系统分析(查丛梅版部分).ppt

电力系统分析 主讲 查丛梅 电力系统分析 第一讲 电力系统基本概念 （电力系统、电能生产的特点与要求、联合电力系统） 主讲 马士英 3、动力系统 电力系统及其动力部分的总体称为动力系统。动力部分包 括火力发电厂的锅炉、汽轮发电机；水电厂的水库、水轮机 ；原子能电厂的反应堆、汽轮机等。 下图为电力系统、电力网和动力系统的示意图。 二、电力系统发展简史 1、电力系统形式发展过程 直流→单相交流→三相交流→交直流并存。 （1）最初的直流电力系统 1982年法国建立了世界上第一个电力系统，电压为直流1500~2000V，输电距离57km，输电功率约2KW。 由于直流电压不能象交流电哪样通过变压器升高和降低电压，无法满足大容量远距离输电对高电压和用电对低电压的要求。 （2）单相交流输电 1985年在制成单相变压器的基础上实现了交流输电，解决了远距离大容量输电与低压用电之间的矛盾。 单相交流输电的主要缺陷是经济性差；单相用电设备的瞬时功率是周期性变化的，所以无论是单相发电机和单相电动机运行时振动都比较大。 （3）三相交流输电 1891年在制成三相变压器的基础上，德国建立第一个三相交流输电系统。发电机电压95V、输电线路电压25000V、输电距离178Km、用电电压112V。 三相交流输电与单相交流输电相比较主要优点是经济性好，节省输电线路导线；三相发电机和三相电动机的瞬时功率为常数，有效地减小了发电机、电动机运行中的振动问题。 三相交流输电存在的主要问题是同步发电机并列运行的稳定性问题和不同频率系统之间的联网问题。随着电力系统输电距离的增大，制约输电容量的是不再是导体的发热问题和输电效率问题，而是并列运行的稳定性问题；此外不同频率之间的电力系统不能联网，限制了优越性更高的联合电力系统的发展，譬如跨国电力系统的发展。 （4）交直流并存的现代电力系统 直流输电不存在稳定性问题，电力电子技术的发展为重新采用直流输电创造了条件。 现代电力系统中发电和用电仍然采用三相交流，输电则采用三相交流和直流并用的方式。 直流输电不仅解决了三相交流输电的并列运行稳定性问题，也解决了不同频率系统之间的并网运行问题。 现代电力系统示意图如下图所示。 2、我国电力系统现状 （1）电网建设 目前我国已建成东北、华北、华中、华东、南方、西 南、和西北七个区域电网。（如图所示）并在华中、南方、 西南、华东电网之间进行了联网。进一步的发展是建立全国 统一电网。 （2）电压等级 除西北电网外，目前采用的电压等级有： 交流：1000KV（特高压）、500KV（超高压）、220KV、110KV、35KV、10KV。 直流：±800KV（特高压）、 ±500KV 三、电能生产的特点 1.连续性 电能不能大量储存，电能的生产、输送和消费同时完 成，任何一个环节出现问题都会影响到其他环节。 2. 瞬时性 电能是以接近光速的速度传输的，其过渡过程很短，所 以电力系统任何一点的故障将瞬间波及到整个电力系统。 3.重要性 电能是国民经济各部门的主要能源，由于电能生产的连 续性和瞬时性，电能供应的中断和减少将对国名经济各部门 产生重要影响。 四、对电能生产的基本要求 1、保证供电可靠性 即满足负荷对电能供应的要求。不同类型的负荷对供电 可靠性的要求不同。 （1）分类原则 按照供电中断或减少所造成的危害大小进行划分。 （2）负荷分类 一类负荷（重要负荷）：指电能供应的中断或减少将造 成设备损坏、人员伤亡、生产秩序混乱，人民生活在较长时 间内得不到恢复的用户的用电设备。 二类负荷（较重要负荷）：指供电中断或减少将造成产 品产量和质量下降，人民生活正常秩序受到影响的用户的用 电设备。 三类负荷（一般负荷）：除一类负荷和二类负荷之外的 用户的用电设备。 （3）各类负荷对供电可靠性要求 一类负荷（重要负荷）：任何情况下不允许停电； 二类负荷（较重要负荷）：尽可能不停电； 三类负荷（一般负荷）：允许停电； 2、良好的电能质量 电能质量用电压偏移、频率偏移和电压波形来衡量。 （1）电压偏移 电气设备的实际电压偏离额定电压的程度，百分值表 示。 （2）频率偏移