电力系统分析
二、电力系统的组成

电力系统可分为一次系统和二次系统。 电力系统中，发电机、变压器、线路和受电器等直 接参与生产、输送、分配和使用电能的电力设备常 称为主设备或一次设备，由它们组成的系统称为一 次系统。 对电气一次设备及系统的工作状况进行监察、测量、 控制、保护和调节的辅助性电气设备，习惯上将它 们称为二次设备，组成的系统称为二次系统。
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一、电力生产
电力生产的主要环节： 发电、输电、配电、变电、用电
输电
发电
用电 配电
变电
起变换电压，控 制电力流向，分 配电力和保证电 压质量的作用。
利用电能生产设 用户的用电设备 将由输电网输送 将电能由各发电 备将各种一次能 将电能转化成其 来的电能再通过 厂送往电力用户 他形式的能。 源或其他形式的 配电网直接或再 或用电负荷中心 能转换成电能。 降低电压后送到 的过程称为输电。 用户使用。 (交流、直流)

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§1-1电力系统的组成及特点

一、电力生产 二、电力系统的组成 三、电力系统的发展历史与现状 四、电力系统的特点 五、对电力系统的基本要求




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三、电力系统的发展历史与现状

1831年法拉第发现了电磁感应定律，促进了发电机 和电动机的发明，从而开始了电能的生产和使用
1882年在法国形成了世界上第一个完整的电力系统， 首先实现了电压在1000伏以上的直流输电 1891年制成三相变压器和三相异步电动机的基础上， 德国首次实现了三相交流输电

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二、电力系统的组成
【电力网】 = 各类变压所 + 输、配电线路 电力网简称电网，是电力系统的重要组成 部分，是发电厂和电力用户之间必不可少 的中间环节。它由各种电压等级的输配电 线路及其两端的变电站组成，其分类如下： 1）按结构分为开式网和闭式电网； 2）按作用分； 3）按电压等级分。


在我国，1882年上海有了第一座发电厂。
改革开放以来，我国电力系统建设步伐不断 加快。截至2011年底，全国发电装机容量累 计105576万kW。 目前，我国最高输电电压等级：交流1000kV, 直流±800kV。

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三、电力系统的发展历史与现状

截至2014年底，我国累计建成“三交四直”特 高压工程。其中，三交：晋东南—南阳—荆门、 淮南—浙北—上海、浙北—福州；四直：向家 坝—上海、锦屏—苏南、哈密南—郑州、溪洛 渡—浙西。

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二、电力系统的组成


1、发电厂：发电厂是电力系统的中心环节，它的基本任 务是把一次能源转变成电能。用于发电的一次能源主要 有石油、天然气、煤炭、水力和核能。发电机组的单机 容量随着负荷的不断增长、电力系统的不断扩大及科学 技术的发展，还在不断地增大。 发电厂一般建设在动力资源比较丰富的地区，如水电站 建设在江河流域水位落差较大的地方，火电厂多建设在 燃料和其他能源的产地或交通方便的地方，而大的电力 负荷中心，则多集中在工业原料产地、工农业生产基地 及大城市等地，因此，发电厂和电力负荷之间，往往相 距甚远，发电厂的电力需要经升压变压器、输电线路、 降压变压器、配电线路、配电变压器，然后供给用户。

一、电力生产 二、电力系统的组成 三、电力系统的发展历史与现状 四、电力系统的特点 五、对电力系统的基本要求




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五、对电力系统的基本要求

1．最大限度地满足用户的需求
保障供电是电力部门的首要任务。

2．保证连续可靠的供电
供电的中断将使生产停顿、生活紊乱，甚至 危害到设备和人身的安全，造成十分严重的后果。 供电中断给国民经济造成的损失远远超过对电力 系统本身造成的停电损失。因此，电力系统运行 要满足连续可靠的要求。

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五、对电力系统的基本要求


3．保证良好的电能质量
电能质量指标是指电压、频率和波形三者的变化不 能超过允许的波动范围

电压的允许波动范围：一般为用电设备额定电压的 ±5％；
频率的允许偏移为50Hz±(O.2～0.3)Hz； 波形应为标准正弦波且谐波不应超过标准。

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五、对电力系统的基本要求


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三、电力系统的发展历史与现状

目前，世界上最高线路电压为1150kV（前苏联）。
随着输电距离及容量的不断增大，电力系统运行的 稳定性问题日益突出。20世纪50年代开始直流输电 又重新被人们所认识和利用。现在，世界上出现了 许多超高压直流输电系统。
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三、电力系统的发展历史与现状
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二、电力系统的组成


(2)Ⅱ类用户：对这类负荷停止供电，会造成大量减产， 城市公用事业和人民生活受到影响等（交通照明、大工 厂等）。 Ⅱ类用户对供电可靠性要求： 对Ⅱ类用户应设置专用供电线路，条件许可时也可采 用双回路供电，并在电力供应出现不足时优先保证其电 力供应。 (3)Ⅲ类用户：一般是指短时停电不会造成严重后果的用 户，如工厂附属车间、小城镇、小加工厂等。 Ⅲ类用户供电可靠性要求： 对Ⅲ类用户可以只设一路电源供电，当系统发生事故， 出现供电不足的情况时，应首先切除Ⅲ类用户的用电负 荷，以保证I类、Ⅱ类用户的用电。


4．保证电力系统运行的经济性
电力系统运行时，要尽可能地降低发电、变电 和输配电过程中的损耗，最大限度地降低电能成本。


5.节能和环保
节能降耗和降污减排是一项全社会任务，是构 建和谐社会的重要因素。国家大力推动新能源开发。
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本节总结

掌握电力系统组成及系统运行特点，运 行基本要求；
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发电
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输电
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变电
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§1-1电力系统的组成及特点

一、电力生产 二、电力系统的组成 三、电力系统的发展历史与现状 四、电力系统的特点 五、对电力系统的基本要求




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二、电力系统的组成
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二、电力系统的组成

【电力系统】 = 发电厂（电气部分） +各类 变电所 + 输、配电线路 + 用电设备（电力 用户,负荷） 【动力系统】 = 动力装置 + 电力系统 + 热 力用户
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第一章 电力系统基本知识

§1-1 电力系统的概念、组成及特点

§1-2
§1-3 §1-4
发电厂和变电所的类型及设备
电力系统的额定电压和接线方式 电力系统中性点接地方式


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§1-1电力系统的概念、组成及特点

一、电力生产 二、电力系统的组成 三、电力系统的发展历史与现状 四、电力系统的特点 五、对电力系统的基本要求
§1-1电力系统的组成及特点

一、电力生产 二、电力系统的组成 三、电力系统的发展历史与现状 四、电力系统的特点 五、对电力系统的基本要求




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四、电力系统的特点

1．发供用电的同时性（电能不能够大量储存） 2．与国民经济各部门关系密切


3．过渡过程的短暂性
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§1-1电力系统的组成及特点
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二、电力系统的组成


4、电力用户：使用电能的单位称为电力用户。电力用户 所有用电设备所需功率的总和称为电力负荷。电力用户 按对供电可靠性的要求可分为三类： （1）I类用户：对这类负荷停止供电，会带来人身危险， 设备损坏，产生大量废品，长期破坏生产秩序，给国民 经济带来巨大的损失或造成重大的政治影响。（医院、 科研、军事基地、政府部门、通信等） I类用户对供电可靠性要求： 对I类用户应有两路以上相互独立的电源，其中每一路 电源的容量均应保证在此电源单独供电的情况下就能满 足用户的用电要求，确保当任何一路电源发生故障或检 修时，都不会中断对用户的供电。
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二、电力系ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的组成

2、变电站：发电厂和电力负荷中心之间往往相距数十公 里、数百公里乃至数千公里，电能在输送过程中，会产 生电压降落、功率损耗和电能损耗。在远距离的电能输 送中，为提高电能质量，提高供电的经济性，必须在电 源端提高电压，升压变压器即用于此目的。电能经过高 电压远距离输送到负荷中心后，又必须由降压变压器把 电压降到安全经济的电压等级。变电站是由变压器及相 应的开关等电气设备构成的变换电能的系统。根据变电 站在电力系统中所处的位置及作用，变电站分为枢纽变 电站、中间变电站和终端变电站。枢纽变电站在电力输 送和分配中起着重要的作用。
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二、电力系统的组成


3、输电线路：大多数发电厂远离负荷中心，例如我国的煤炭 资源主要集中在山西、陕西北部、内蒙古、河南西部等，水力 资源主要分布在我国的西南、西北。而负荷中心在东部、南部， 沿海的用电负荷占全国的75%。这就需要用电力线路作为传输 电能的通道，将发电厂的电能送往负荷中心的电力线路则称为 输电线路。目前有两种输电方式，三相交流输电和超高压直 流输电，而三相交流输电为我国主要的输电方式。我国三相 交流输电线路的最高电压等级为1000kV，直流输电线路为 ±800kV。 电力线路分为架空线和电缆线路两种。架空线是将导体架设 在线路杆塔上，电缆线一般敷设在地下。由于架空线的建设费 用比电缆线路要低的多，而且架空线便于施工、维护和检修， 因此在电力网中绝大多数线路采用架空线，当受环境限制不能 采用架空线时才考虑电缆线路，如大城市的配电网。
经过一百多年的发展，形成电压愈来愈高、容 量和规模愈来愈大的区域性、地区性、全国性 甚至跨国性的电力系统。