耕地、破坏人文景观、破坏自然生态平衡等问题。
运行问题：发电量受气象、水文、季节水量变化的 影响较大，分丰水期和枯水期，出力不稳定，增加 电力系统运行的复杂性。 3．核电厂 能量转换过程：核燃料的裂变能→热能→机械能 →电能。
核电厂的组成：核反应堆、汽轮机、电力系统
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五、对电力系统的基本要求
保证供电的可靠性。 保证良好的电能质量。 为用户提供充足的电能。 提高电力系统运行的经济性。
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1.2 发电厂和变电所的类型
一、发电厂的类型 1．火力发电厂
火电厂的燃料：煤炭、石油、天然气等。
能量转换过程：化学能→热能→机械能→电能。 火电厂的类型：凝汽式火电厂 、热电厂 火电厂的组成：锅炉、汽轮机 、电力系统 锅炉：燃料→灰渣，风（空气）→烟气 汽轮机：水 蒸汽、循环水（冷水 热水）
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U max U min U % 100% UN
电压变动频度：单位时间内电压变动的次数。 电压波动产生的原因：是由负荷急剧变动引起的。 电压波动的危害： 使电动机无法正常起动；
引起同步电动机转子振动；
使某些电子设备无法正常工作；
三、电能质量
1. 电能质量的概念
频率偏差 额定频率：50Hz 允许偏差：正常允许偏差为±0.2 Hz，当容量较 小时可放宽到±0.5 Hz
电压偏差：指用电设备的实际电压偏离额定电压
的幅度 ，即
U UN U % 100 % UN
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电压偏差的危害
图1-1
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从发电厂到用户的送电过程
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工业企 业 供电系 统
图1-2 电力系统示意图
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发电厂：生产电能，将一次能源转换成二次能源， 分为火、水、核、风、太阳、地热等发电厂。
电力网：由不同电压等级的电力线路和变电所组
可以减少系统的总装机容量。 可以减少系统的备用容量。 可以提高供电的可靠性。 可以安装大容量的机组。 可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
目前，我国电力系统已形成东北、华北、华东、 华中、西北、南方共6个跨省电网，由两大集团分
别管理。
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我国电网分布图
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定发电机和变压器的额定电压。
G T1
发电机G：UN· G=1.05×10=10.5（kV） 变压器T1： U1N=10.5（kV） 变压器T2：U1N=110（kV） U2N=1.05×6=6.3（kV） T1变比：10.5/121 kV； T2变比：110/6.3kV
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Uh HRU h 100 % U1
Ih HRI h 100 % I1
谐波电压总含量 ：
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UH
h2
2 ( U ) h
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谐波电流总含量 ： 电压总谐波畸变率 ： 电流总谐波畸变率 ： 谐波的危害
成，分为地方电力网、区域电力网及超高压远距离 输电网三种类型。
输电线路（220kV及以上）
电力线路
高压配电线路（110kV） 配电线路
中压配电线路（6～35kV） 低压配电线路（380/220V）
电力用户：消耗电能，将电能转换成其他形式能量。
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二、建立大型电力系统的优点
3. 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MW、GW计。
4. 额定频率：50Hz
5. 电压等级：指系统中电力线路的额定电压，以kV计 。
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四、电力系统的特点
电能不能大量储存。 电力系统的过渡过程十分短暂。 与国民经济各部门的关系密切。
变压器T1 ~ 的二次侧 供电距离较长，其 10kV 额定电压应比线路 额定电压高10%
110kV
变压器T1的一次绕组与 M 发电机直接相连，其一 次侧的额定电压应与发 电机的额定电压相同
T2
6kV
变压器T2的二次侧供 电距离较短，可不考 U2N=1.1×110=121（kV） 虑线路上的电压损失
二、电压等级的选择 电力网的额定电压、传输功率和传输距离之间的 关系见表1-2。 220 kV及以上：用于大型电力系统的主干线。
规模越大越合算。 存在问题：放射性污染。 4．其它形式发电 太阳能发电：太阳光能或太阳热能→电能 风力发电：风力的动能→ 机械能→电能
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地热发电：地热能→电能
潮汐发电：海水涨、落潮的动能或势能→电能
新疆达板城风电厂 法国郎斯潮汐电站 西藏羊八井电厂 江厦潮汐电站
电力系统：发电机、变压器、输电线路等。
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火电厂是我国目前最主要的电源，比例大于75%。
江苏谏壁发电厂 浙江北仑发电厂 张家口发电总厂
火力发电存在的问题 安全问题：采矿和运输中的安全性灾难等 。 环境问题：酸雨、温室效应、可吸入颗粒物等。
效率问题：凝汽式火电厂效率为40%，热电厂为 60%~70%。
110kV：用于中小型电力系统的主干线。
35kV：用于大型工业企业内部电力网。
10kV：常用的高压配电电压，当6kV高压用电设 备较多时，也可考虑用6kV配电。
3kV：仅限于工业企业内部采用 。 380/220V：工业企业内部的低压配电电压。
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总降压变电所：将35～110kV的供电电压变换为6～
10kV的高压配电电压。（有室内型和室外型） 车间变电所：将6～10kV的电压降为380/220V的。 附设式变电所（1~4） 车间内变电所（5）
独立变电所（7）
露天变电所（6） 地下变电所 杆上变电所
使照明灯发生明显的闪烁现象等。
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谐波与间谐波： 谐波：指对周期性非正弦交流量进行傅立叶级数 分解，得到的频率为基波频率整数倍的各次分量。 谐波产生的原因：电力系统中存在非线性元件。
波形畸变程度的几个特征量
谐波电压含有率： 谐波电流含有率：
220 kV、330 kV、500 kV等。
用电设备的额定电压：
与同级电网的额定电 压相同。 发电机的额定电压： 比同级电网的额定电 压高出5%。
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图1-4 供电线路上的电压变化示意图
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变压器的额定电压
其中5%用于补偿变压器满 可以不考虑线路上的电 接在电网中时：其额定电压与电 载供电时一、二次绕组上 压损失，只需要补偿满 的电压损失； 另外5%用于 网的额定电压相同。 载时变压器绕组上的电 一次绕组： 补偿线路上的电压损失， 压损失即可，用于 用于35kV及以上线路 直接与发电机相连时，其额定电 10kV及以下线路
电力工程基础
第1章 概论
制作 孙丽华
第1章 概论
1.1 电力系统的基本概念 1.2 发电厂和变电所的类型
1.3 电力系统的电压与电能质量
1.4 电力系统中性点的运行方式 1.5 分布式发电与微网简介
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1.1 电力系统的基本概念
一、电力系统的形成 电力系统：完成电能生产、输送、分配和消费的 统一整体。
电压低：寿命延长，但发光效率降低，照度下降； 白炽灯 电压高：发光效率增加，但使用寿命大大缩短。
由于M∝U2，电压低时，转矩急剧减小，电 电动机： 流增大，使电动机绕组绝缘过热受损，缩短使用寿命。 电压波动与闪变：
电压波动：电网电压方均根值的连续快速变动。
闪变：人眼对因电压波动引起灯闪的一种主观感觉 电压变动：指电压方均根值曲线上相邻最大值与 最小值之差 ，即
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枢纽变电所：高压侧电压为330～750kV 。 中间变电所：高压侧电压为220～330kV。 地区变电所：高压侧电压为110～220kV 。 终端变电所：高压侧为10～110kVபைடு நூலகம்。 配电所（开关站）：只接受和分配电能，不变换 电压。 工业企业供电系统：由总降压变电所（或高压配 电所）、车间变电所、高压配电线路和低压配电线 路等组成。
今后火电建设的重点
采用高参数、大容量、高效率的设备。
开发清洁煤燃烧发电、天然气蒸汽联合循环发电。
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鼓励热电联产。 加强煤炭基地的矿口电厂建设。 2．水力发电厂 能量转换过程：水的位能→机械能→电能。
水电厂的总发电功率： P 9.8QH
核反应堆的分类：轻水堆（包括沸水堆和压水堆）、 重水堆和石墨冷气堆等。
热力系统由单回路构 成，有可能使汽轮机 核电厂是我国目前最重要的电源之一。 等设备受放射性污染
秦山核电站
大亚湾核电站
核电迅速发展的原因
由双回路系统构成， 两个回路各自独立循 环，不会造成设备的 放射性污染
核电是一种新型的巨大能源。
三、电力系统的基本参量
1. 总装机容量：指系统中所有机组额定有功功率的总和， 3MW（10万千瓦） 1GW=10 以MW、GW计。 3
1MW=10 kW （1000千瓦）
2. 年发电量：指系统中所有发电机组全年实际发出电能 的总和，以MW· h、GW· h、TW· h计。