第一讲：电力系统的概念电力系统的组成1 发电部分（Generation ）：发电厂，将燃料（煤炭，燃油）的化学能，核燃料的原子能，水库的水能等转化为电能。

（1） 一次能源转换：水库锅炉核反应堆（核锅炉）水电厂：利用水的势能发电（可再生能源），必须有很大的水库蓄水，受气象与季节影响大。

火电厂：能源为煤、油、天燃气（不可再生），还需要空气和水。

核电站：能源为核燃料（铀），还需要空气和水。

抽水蓄能电站：同步电发电机与电动机合一，峰谷调节，快速备用。

在电网负荷高峰时作为发电 机运行，将上游水库的水放到下游水库。

在电网负荷低谷时作为同步电动机发电机运行，将下游 水库的水吸到到下游水库。

（2） 原动机：水轮机汽轮机（3） 发电机2 输配电部分 （Power TransmissionGrid ） ： 输电网络，通过高压输电网络将电能由发电厂输送到负荷中心VA " 石口 …用户10KV110KV 110KV 380V 10KV 10KV 1110KV /i-\-f * 4 r 、 1______ 380V 口口 □ □, 380V 380V 500KV 火电厂汽轮机锅炉库220KV 35KVF 220KV i 00:配网 10KV 10KV 380V □ □r 电网 电力系统 动力系统 地调市调8网调省调 水电厂水轮机水n380V — 占220KV\ -JL, IV A V A 亠"•二 ： 一 500KV 串补 ，丄it■ 10KV（1）输电线（2）变电站2.1一次设备变压器断路器（开关）隔离开关（刀闸）限流电抗器（电感）载流导体（母线/输电线）CT/PT （Current Transformer/ Potential Transformer）绝缘子接地装置补偿装置（调相机/电容/静补装置）中性点设备避雷设备2.2二次设备控制系统：直流电压，控制短路器开合信号系统：警报音响，位置信号（断路器开合）测量系统：测量表计同步系统：保证同期操作（同压，同频，同相）用的设备测量设备保护设备控制设备监视设备（包括故障录波）3配电部分（Distribution Network system）电压等级与调度范围的划分1. 电网与电压等级国家规定的等级：3、6、10、35、110、220、330、500、750（KV）1、3.5、11、22. 、33.、50.、75 （万伏）其中：500，330，220KV 用于大电力系统主干线，330KV 文革期间建成的西北电网。

准备提高一个电压等级750KV ，330KV 首先上升为750KV ，其余为新建。

世界最高电压等级1100KV 。

电压等级为500/220/110（KV ）的设备升压变压器（发电机—变压器组）降压变压器线路串联电容补偿静止无功补偿 还有母线、开关和刀闸。

110KV 用于中小电力系统地调市调主干线，和大电力系统的二次网络35KV 用于大城市或大工业内部网络，以及农村网络，将改造成 110KV10KV （ 1万伏）为最常用的更低一级配电网络，即配电网使用的电压等级。

中等容量（100MW ）发电机额定电压， QFS-110-2 100;属于10KV 电压等级范畴的还有大容量发电机额定电压；6KV （6千伏）小容量发电机额定电压，还有负荷中高压电动机比重很大时才用6KV 电压 3KV （3千伏）用于工况企业内部的大功率高压异步电动机。

除家用电器外不用伏（V ）做电压单位。

在大型企业供电系统中还有220KV 降压变压器 220/6KV 变压器由6KV 电压等级供大型异步电动机。

110KV 降压变电站 110KV/27.5KV 变压器，供电气机车。

220KV 或110 KV 的电炉变压器（电弧炉）三电力系统的行业标准与电能质量首先说明：4中国计数的习惯10为一阶跃：万（104）、亿（108）…… 1电力系统的单位首先说明：中国计数的习惯104为一阶跃：万（104）、亿（108）……3欧美计数的习惯10为一阶跃：千（K 、103）、兆或百万（、M 、106）、千兆（十亿、 G 、109）…列表说明如下：1.1电功率与电能量单位欧美的单位： KW/MW/GW 即103KW/ 106KW ，即千瓦/百万千瓦/十亿千瓦。

中国的单位： 千瓦/万千瓦/亿千瓦 即KW /10MW/100000MW 因此中国的单位与欧美的单位对照 ：万千瓦为10MW 、亿千瓦为100GW 、千万千瓦为10GW 。

除家用电器外不用瓦（W ）做功率单位。

无功功率单位为：千乏 /万千乏/亿千乏Kvar/10MV ar/100000Mvar13.8KV 15.75KV 18.0KV 20.0KV 125MW 发电机组 200MW 发电机组 300MW 发电机组 600MW 发电机组 QFS-125-2 125 ；QFQS-200-2 200 ；QFS-300-2 300 ；QFN-600-2 600。

视在功率单位为：千伏安 /万千伏安/亿千伏安KVA/10MV A/100000MV A 。

例如：全国装机容量 4.15亿KW 、即415GW ,三峡电站装机容量 1820万KW 即18.2GW电能量是指一段时间内电功率的积分，电量的统计过程是由定积分的几何意义的得到的，如 图1所示。

最基本的电能量的单位为A h (t): KW.H ，即千瓦时(1千瓦X i 小时)，向大扩展就是万 千瓦时(10000 KW.H = 104KW.H )、亿千瓦时(108 KW.H )。

科学单位制中取消“电度”的单位， 我们的文档中不能用“度”。

在状态估计与 AGC 当中，电能量的单位为 An(t)“兆瓦分”，即千千瓦分(MW.M 。

将一小时 内的分钟电量An(t) 相加，得到每小时有功电量 A h (t), 单位为千千瓦时(MW.H ,或100万千瓦 时(MW.) 将一天内的小时电量 A h (t)相加，得到每天的有功电量 A day (t),单位为千千瓦时(KKW.H 。

最后，将一月、一年内的每天、每月电量相加，得到每月、每年的有功电量： A mon (t)、Ayear (t), 单位仍为千千瓦时(KKW.)或100万千瓦时(MKW.H 或10亿千瓦时(GKW.)。

1.2频率单位：现有的电力系统是三相正弦交流电源，交流电压、电流的波形如图 3所示。

我国电网电压正弦交流的周期T =0.02秒，其频率f=50 H z.。

注意，频率的单位为赫兹即(周/秒)，这是由科 学单位制定义的。

现已取消“周波”的单位，我们的文档中不能用“周波”。

标准频率f=50 H z 周/秒标准角频率 3 =2 n f=314弧度/秒1.3电压的单位：(KV)或万伏)在电路原理中，电压的单位是“伏特”，符号为V 或KV 、万伏。

电压等级的数值是交流 上标称的额定电压是有效值，在量测与计算过程中所用的电压值也是有效值。

1.4电流的单位：安(A 。

与千安(KA )有效值是幅值的关系同上。

在所有电气设备上标称的额定电流是有效值，在量测与计算过 程中所用的电流值也是有效值。

特别要注意，只有电流、电压有有效值，三相功率是实际值，不是有效值。

因为功率不是 交变的正弦函数，而是一个常量。

2电能质量及运行标准在以上数据的基础上可说明电能质量及运行标准如下：2.1频率的运行标准电网容量超过 3000MW 时为50 土 0.2HZ ,电压的有效值而不是幅值，有效值是幅值的 :0.7071，如图3所示。

在所有电气设备解列后的电气孤岛(子系统)容量不超过 3000MW 时为 50 土 0.5Hz ， 例如：华北电网频率标准 50土 0.2Hz ， 实际执行频率标准 50土 0.1Hz 其中京津塘地区的 AGC 与抽水蓄能机组按 FFC 调频， 其他地区 AGC 按 FTC 方式调联络线 潮流，按与各省(地区)网交换功率的计划曲线调整。

华北与东北联网后，两地区联络线潮流按 络线功率偏差的规定调整。

频率考核标准(频率合格率的规定) 。

3000MW 以上的系统，频率偏差超过 系统频率事故。

3000MW 以下的系统，频率偏差超过 系统频率事故。

不论容量如何，频率偏差超过 1Hz 时，超过10分钟为不合格，超过15分钟算事故。

2.2 频率运行极限的保护措施2.2.1 高频切机保护 当频率超过50H z 时，切除系统部分机组( 1)保护定值为 51.5 ( 2)机组自身保护定值为 2.2.2 低频保护(目标 DL ( 1 ) 低频减载保护 频率 时间 切 符荷比例49.0 0.2S 7%48.8 0.2S 7%48.6 0.2S 7%48.4 0.2S 7%48.2 0.2S 7%49.0特一 轮 15S 7%以上共切 6X 7%=42%的负荷2)低频减载切机当电网频率低于 46.5，电压低于 0.7，0.5S 后发电厂与电网解列，保证厂用电安全。

2.3 电压电质量及运行标准 (电压允许偏差值 )2.3.1 发电厂和变电所的母线电压允许偏差值(1) 500(330) kV 母线：正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的＋10%；最 低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压的调节。

向空载线路充电，在暂态过程衰减后线路末端电压不应超过系统额定电压的1.15倍，持续 时间不应大于 20min.(2) 发电厂和 500 kV 变电所的 220 kV 母线：正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0~+10%；事故运行方式时为系统额定电压的－ 5%~＋10%。

(3) 发电厂和220( 330)kV 变电所的110~35kV 母线：正常运行方式时，电压允许偏差为相应系统额定电压的－ 3%~＋7%；事故后为系统额定电压的± 10%。

(4) 发电厂和变电所的 10(6) kV 母线：应使所带线路的全部高压用户和经配电变压器供电的低压用户的电压，均符合 4.1.2、4.1.3、4.1.4、4.1.5各条款中的规定值。

2.3.2 用户受电端的电压允许偏差值TBC 方式进行 AGC 调整，即同时按频率偏差与联0.2H Z 时，超过 30 分钟为不合格，超过 60分钟为 0.5H Z 时，超过 30 分钟为不合格，超过 60 分钟算 H Z 2S55.00H z OS （汽轮机）428-91）(1)35 kV及以上用户的电压变动幅度，应不大于系统额定电压的10%。

其电压允许值，应在系统额定电压的90%~110%范围内。

(2)10 kV用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的土7%。

(3)380V电力用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的土7%。

⑷ 220V用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的+ 5%—10%。