电力工程基础
2015.2
美国２００８年底装机容量超过１１亿千瓦；2011年我国 电力行业装机容量为105576万千瓦，其中：水电2.3亿千 瓦，火电7.6亿千瓦，核电1191万千瓦，风电4700万千瓦。 2001年人均用电量1000千瓦时， 2011年全国全社会用电 量为4.69万亿千瓦时，人均用电量3483千瓦时，比上年增 加351千瓦时，超过世界平均水平。 2011年底江苏总装机 容量突破了7000万千瓦。 ２０１５年底或稍后，随着我国在建机组陆续建成投产， 运行的核电机组将达到４１台，总装机容量接近４２００ 万千瓦，约占全球核电装机容量十分之一。而且，届时将 有近２０个核电机组在建。
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三、 电力系统的电压等级
包括电力系统的额定电压和最高电压以及电 气设备的额定电压和最高电压。
（一）电力系统的电压等级 电力系统的额定电压：由国家根据技术 经济条件规定的电压等级标准，又称电力网 的额定电压或线路的额定电压。
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(二 )
电气设备的额定电压
电气设备的额定电压：电气设备制造厂根据所规定的电 气设备工作条件而确定的电压。 电气设备的额定电压 ＝系统的额定电压UN 发电机的额定电压 ＝110% UN 变压器 是一种特殊的电气设备 一次绕组 相当 于电气设备＝ UN 二次绕组 相当 于发电设备＝110% UN
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必须借助自动装置对电力系统进行控制： 继电保护装置、远动装置、减载装置、同期装置、励 磁装置、
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电能生产与国民经济各部门和人民生活有着 极为密切的关系：社会政治经济影响巨大
电力系统的地区性特点较强：发展各具特色。
电力系统的规划设计、运行等不能盲目搬用其它系统 的经验
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（三）对电力系统的要求
保证供电可靠 保证良好的电能质量 提高电力系统运行经济性
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二 、电能的质量指标 电能的质量指标主要包括：电压、频率、波形
电压： 35kV及以上为正负偏差绝对值之和不超过10%； 10kV及以下三相供电为7%； 220V单相供电为+7%，-10% 频率：额定频率： 50Hz（国外：50 或 60Hz） 频率偏差： ±0.2Hz（≥3000MW系统） ±0.5Hz（＜3000MW系统） 波形：质量标准： 正弦波电压和电流谐波的危害 与抑制
输配电线路： 输送电能
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超高压远距 离输电网
变电所A：枢纽
500kVபைடு நூலகம்220kV
区域电力网
地方电力网
变电所C：地方
110kV
变电所D：终端
10 kV
110kV
变电所B： 中间
35kV
35kV
~ ~
水力发电厂
火力发电厂 电力工程基础 2015.2
电力网：按电压等级的高低、供电范围的大小的分类 地方电力网：电压等级在 35kV及以下，供电半径 在20~50km以内 区 域 电 力 网 ： 电 压 等 级 在 35kV 以 上 （ 一 般 为 110kV~220kV ），供电半径超过 50km ，联系较多 发电厂的网络 超高压远距离输电网：电压等级为 330kV~500kV 的网络，其主要任务是把远处发电厂生产的电能 输送到负荷中心，同时还联系若干区域电力网形 成跨省、跨地区的大型电力系统
（三）电压等级的选择
U1 Z
I
U2 S
一般说来，影响电压等级选择的主要因素是输送容量和输电 距离。根据电力系统功率损失与电压损失的关系式：
P2 Q2 p 2 UN U PR QX UN
可知这两种损失均与电压成反比，而与距离成正比。对于 某一选定的输电线，若所取的电压等级越高，则允许输送的 功率就越大，而损失则越小。 但另一方面，电压等级越高，会因设备绝缘问题使线路 总造价上升。
电力工程
主要研究内容：就是把交流电如何安全、高效、可 靠的产生并送到用户的手中。 变压器 发电机 电力网
线路
用户
建立系统 模型
稳态计算 故障计算
设备选择 保护选择
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涉及到的知识非常多。电力工程基础就是对电 力工程学科的了解。
教材：《电力工程基础》西安交通大学出版社， 王锡凡主编
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§1-2
我国的电力工业
一、电力工业发展概况
电力工业发展史上的第一： 火电：1882年上海杨树浦；水电：1912年云南石龙坝240kW； 核电：1991年浙江秦山300MW； 输电线路：1974年甘肃刘家峡水电站陕西关中地区330kV交 流，1981年河南姚孟火电厂到武汉500kV交流，1988年葛州 坝水电站到上海南桥变电站±500kV直流。新疆准东至四川 的±1100千伏特高压直流输电工程计划于2015年建成投运。
电力网
电力系统
M ~
M ~
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电力网：由变电所和不同电压等级输电线路组成的网络。 电力系统：由发电机、变压器、输电线路以及用电设备 （或发电厂、变电所、输配电线路以及用户），按照一 定的规律连接而组成的统一整体。 发电厂： 生成电能
变电所：
用户：
变换和分配电能
消费电能
变电所：按其在电力系统中的地位分类 枢纽变电所： 中间变电所： 地区变电所： 终端电站所：
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（二）电力系统的特点
电能不能大量存储： 电能的生产、变换、输送、
分配和使用是同时进行的。
P发 P用＋P Q发 Q用＋Q

频率f 电压V
过渡过程十分短暂：控制操作自动化程度高。
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电力工程基础
第 1章 绪 论(3学时) 第2章 电力系统稳定运行分析和计算(6学时) 第3章 电力系统的短路电流计算（5学时）
第4章 发电厂和变电所的主设备及主接线（5学时） 第6章 继电保护（5学时） 第7章 电力系统过电压及接地（4学时）
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第 1章 §1-1 §1-2 §1-3 §1-4 §1-5
绪 论
电力系统基本概念 我国的电力工业 电力系统负荷及负荷曲线 各类发电厂和生产过程 电力线路的结构
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§1-1 电力系统基本概念
一、电力系统的形成与发展 （一）什么是电力系统？
发电厂 变电所 水轮机 发电机 升压变压器
水库 动力系统 G ~
输电线路
变电所 降压变压器
用户 用电设备