第一章 电力系统的基本概念
➢1-1 电力系统概述 ➢1-2 电力系统的特点和运行要求 ➢1-3 电力系统的接线方式和电压等级 ➢1-4 三相电力系统的中性点运行方式
第一章 电力系统的基本概念
需
1o 电力系统的组成？
掌
2o 电力系统的特点？
握 的
3o 系统电压等级？
问
4o 各设备额定电压？
题
5o 中性点运行方式？
500kV • 目前国际上实际投运的最高电压等级750kV(加、美、
俄、巴西、南非等国） • 我国晋东南—南阳—荆门特高压交流试验示范工程，
世界上第一条投入商业化运行的1000千伏输电线路
（3）直流输电、紧凑型输电和灵活交流输电
• 直流输电在远距离输电中具有优越性，我国已有 多条±800kV输电线路。
• 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
高压？
（2）特高压（1000kV以上）输电的出现与展望
• 习惯上，1～100kV为高压， 100～1000kV为超高压， 1000kV以上为特高压。
• 20世纪60年代国际上开始特高压输电的研究 • 1985年苏联1228km的1150kV,但至今运行于500kV • 20世纪90年代日本300km的1000kV，但至今运行于
对应于一定的输送功率和输送距离应有一最合理的线 路电压。但从设备制造角度和电力工业发展，国家 标准规定标准电压等级
➢ 所谓额定电压，就是发电机、变压器和电气设 备等在正常运行时具有最大经济效益时的电压。
➢ 国家规定了标准电压等级系列，
– 有利于电器制造业的生产标准化和系列化 – 有利于设计的标准化和选型 – 有利于电器的互相连接和更换 – 有利于备件的生产和维修等
• 高自然功率的紧凑型输电线路（俄罗斯、巴西）， 我国500kV紧凑型输电线路北京昌平到房山。
• 灵活输电又称柔性输电可以跟灵活的调节电网功 率，国外已有较广泛应用。
• 其他：超导输电、低温输电、多相输电。
2.中国电力工业的发展现状
（1）根据国家电力公司正式公布的数据，解放后50年来全 国总装机容量和年发电量的增长情况分别如图1和图2所示。
运行变量与时间t有关，描述其特性要用微分方程
1-2 电力系统的特点和运行要求
一、电力系统的运行特点
➢ 与国民经济各个部门、国防和日常生 活之间的关系都很密切 ➢电能不能大量储存
电能的生产、输送、分配和使用同时进行
➢电力系统的暂态过程十分迅速
过电压暂态过程只有微秒到毫秒数量级 发生故障到系统失去稳定性 几秒 事故引起系统全面瓦解 以分钟计
广西、贵州和海南电网公司。
➢ 发电集团
华能、国电、大唐、华电、中电投五大国有发电集团
三、电力系统的运行状态
表征运行状态的参数：电压U、电流I、功率P&Q、频率f
1．稳态：正常的、变化相对比较缓慢以至可 以忽略的运行状态
运行变量与时间t无关，描述其特征可用代数方程
2．暂态：非正常的、变化较大以至引起系统 从一个稳定运行状态到向另一个稳定运行 状态过渡的运行状态
图1. 1949–1998年全国 总装机容量变化情况
图2. 1949–1998年全国 年发电量变化情况
（2）中国电力系统格局 ➢ 电网公司
1）国家电网公司 成立于2002年12月29日. 2006年中国电力生产情 况全国发电量达到28344亿千瓦时。
华北电网（山东，北京，河北，山西，天津） 华东电网（上海，江苏，浙江，安徽，福建） 华中电网（河南、湖北、湖南、江西、四川、重庆） 东北电网（辽宁，吉林，黑龙江，内蒙古的赤峰和通辽） 西北电网（陕西，甘肃，宁夏，新疆，青海） 2）南方电网公司 于2002年12月29日成立。下设两个分公司和五个全 资子公司，分别是超高压输变电公司、电力财务公司，广东、云南、
应选择最合适的额定电压等级。
2. 额定电压等级：
➢ 除西北地区外：500kV,220kV,110kV,35kV,10kV ➢ 西北地区：750kV,330kV,220kV,10kV,35kV,10kV. 220kV及以上：大电力系统的主干线； 110kV：中小系统的主干线、大系统的二次网络； 35kV：大城市或大工业企业内部网络、农村网络； 10kV：更低一级配电电压； 3kV（6kV）：工业企业内部（高压电动机比重大） 各电压等级的输电能力见下表
一.电力系统的电气连接方式
图1 无备用接线方式 （a）放射式 （b）干线式样 （c） 链式
图2 有备用接线方式 （a） 放射式样 （b） 干线式 （c） 链式
（d） 环式 （e） 两端供电网络
二、电力系统的额定电压和额定电压等级
1.电力输送中电压与输送容量的关系
S 3UI
S一定时，U越高，I越小，导线等载流部分的截面积 越小 ，投资越小，电能损耗越小；U越高，对绝缘 要求高，杆塔、变压器、断路器等绝缘投资大。
二、电力工业发展概况
1．电力系统的发展历程 2．中国电力系统的发展现状
1.电力系统的发展历程
直流？交流？
（1）电力系统的出现与发展
• 1831年法拉第发现了电磁感应定律 低压直流
• 1882年在法国首先实现了电压在1kv以上的直流输电，输 送功率只有1.5kW，但传输距离达到57km，形成了世界上 第一个完整的电力系统，它包含发电、输电和用电。
• 在1891年制成三相变压器和三相异步电动机的基础上， 首次在德国实现了三相交流输电，它由95V、230kVA的水 轮发电机，经变压器升压至15 200V，将功率传送到 178km以外的法兰克福，然后用两台变压器降压至112V， 分别供给照明负荷和一台异步电动机驱动75kW的水泵， 从而形成了现代电力系统的雏形。三相交流制取代了以 前的直流系统
➢对电能质量的要求比较严格
频率、电压偏移、电压波形
二、对电力系统运行的基本要求
➢保证系统运行的安全可靠性
系统必须有足够的电源容量和合理布局 电网结构合理 必要时采取提高稳定性的措施 第一级负荷、第二级负荷、第三级负荷
➢保证良好的电能质量 ➢保证系统运行的经济性 ➢环保问题
1-3 电力系统的接线方式和电压等级
电力系统的组成
火电厂 风电场
用 户
升压变压 高压输电网 降压变压器
水电厂
1-1 电力系统概述
一、电力系统的组成
（1）电力系统：生产、输送、分 配与消费电能的系统。包括：发电 机、电力网和用电设备组成。
（2）电力网：电力系统中输送与分 配电能的部分。
（3）动力系统：动力部分与电力系 统组成的整体。