电力系统分析1
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电力系统分析第1章
投产908万kW，在建2180万kW 核电机组
9
装机容量迅速增长
GW
900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 20 1970 69 1980 319 338 357 391 441 622 508 713 793 874
138
1990
183
214
299
1993
1995
抽水储能电站剖面图
水轮发电机
风电场效果图
风电场远眺
11年45050兆瓦
1.1.4 电网的结构和接线方式
电网的分层结构、按照电压等级可分为输电网和配电网
输电网:
将大容量发电厂的电能可靠而经济地输送到负荷集中地区
配电网
分配电能，电压等级较输电网低。
电力系统接线图
地理接线图 电气接线图（地理上远的节点，电气上未必远）
6
1.1.2 电力系统发展简史和我国电力系统
1）电力系统发展简史
1831年法拉第发现电磁感应定律，1875年巴黎北火车站发电厂 建立，电进入实用阶段；1882年T.A.爱迪生在纽约主持建造珍 珠街电站，它装有6台直流发电机（总容量约670千瓦），用110 伏电压供1300盏电灯照明，组成了首个直流电力系统 19世纪90年代 ，三相交流输电系统研制成功，它克服了直流输 电系统的局限性，并很快取代了直流输电，成为电力系统大发 展的里程碑 从 20 世纪初到 60 年代末，最高交流输电电压从 12.44kV提 高到765kV；1985年前苏联建成1150kV特高压线路 20 世纪 50 年代末，现代高压直流输电技术的出现奠定了当今 高压交/直流电力系统的基础，目前直流最高电压已达±800kV
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装机容量迅速增长
GW
900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 20 1970 69 1980 319 338 357 391 441 622 508 713 793 874
138
1990
183
214
299
1993
1995
抽水储能电站剖面图
水轮发电机
风电场效果图
风电场远眺
11年45050兆瓦
1.1.4 电网的结构和接线方式
电网的分层结构、按照电压等级可分为输电网和配电网
输电网:
将大容量发电厂的电能可靠而经济地输送到负荷集中地区
配电网
分配电能，电压等级较输电网低。
电力系统接线图
地理接线图 电气接线图（地理上远的节点，电气上未必远）
6
1.1.2 电力系统发展简史和我国电力系统
1）电力系统发展简史
1831年法拉第发现电磁感应定律，1875年巴黎北火车站发电厂 建立，电进入实用阶段；1882年T.A.爱迪生在纽约主持建造珍 珠街电站，它装有6台直流发电机（总容量约670千瓦），用110 伏电压供1300盏电灯照明，组成了首个直流电力系统 19世纪90年代 ，三相交流输电系统研制成功，它克服了直流输 电系统的局限性，并很快取代了直流输电，成为电力系统大发 展的里程碑 从 20 世纪初到 60 年代末，最高交流输电电压从 12.44kV提 高到765kV；1985年前苏联建成1150kV特高压线路 20 世纪 50 年代末，现代高压直流输电技术的出现奠定了当今 高压交/直流电力系统的基础，目前直流最高电压已达±800kV
电力系统故障分析 1电力系统故障概述
003 电点击力添系加相统关故标题障文处字 理
处理 原则
1、当故障发生时，当值人员要迅速、准确查明情况并快速做 出记录，报告上级和有关负责人员，迅速正确地执行调度命令 及运行负责人的指示，按照有关规程规定正确处理；
2、迅速限制故障发展，消除根源，并解除故障对人身和设备 的威胁；
3、用一切可能的方法让设备能继续运行，以保证用户和线路 的供电正常；
渐发性 故障
由于元器件老化等其它原因，导致设备性能逐 渐下降并最终引发的故障．因此具有一定的规 律性，可进行状态监测和故障预防。
③故障的分类
（3）按故障发生的原因分类
因人为操作不当或环境条件恶化等外部因素造 外因故障 成的故障。
内因故障
因设计或生产方面存在的缺陷和隐患而导致的 故障。
③故障的分类
① 强电回路的绝缘检查
保护装置定值检查 ① 检查整定位置的正确性； ② 测试保护的定值是否与定值单相符； ③ 若发现定值有问题，应分清是计算错 误还是整定错误，并予以纠正。
强电回路用1000V兆欧表测试，要求绝缘电阻 大于10兆欧，带上全部外回路要求大于1兆欧。
瞬时故障
持续时间不超过一个指定的值，即会自动消失，并且只 引起元器件当前参数值的变化，而且不会导致不可逆的 变化。如绝缘子击穿、鸟害等，占90%以上。
可重复出现的故障，主要由元件参数的变化、 间歇故障 不正确的设计和工艺方面的原因所引发。
③故障的分类
（2）按故障的发生和发展进程分类
突发性 故障
出现前无明显的征兆，很难通过早期试验或测 试来预测。
4、尽快对已停电的用户恢复供电，优先恢复重要用户的供电；
5、调整系统的运行方式，使其恢复正常运行；
6、对故障进行分析时只允许与故障处理有关的人员留在控制 室，在处理故障过程中要保持清醒的头脑，应当随时与上级调 度保持紧密联系，随时执行命令。故障处理完毕后，进行总结， 应记录故障发生的原因，处理过程及处理结果。
电力系统分析第1章
人民生活受影响。
三级负荷：所有不属于一、二级的负荷。
第一章电力系统的基本概念
4、基本技术参数
衡量电能质量的两个基本参数电压和频率。
线路额定电压正常运行电压允许变化范围 35kv及以上±5%VN 10kv及以下±7% VN 低压照明及农业用电(+5%~ -10%) VN 我国规定的电力系统的额定频率为50HZ 大容量系统允许频率偏差±0.2 HZ 中小容量系统允许频率偏差±0.5 HZ。
降压变压器 用户
生产
输送
分配
消费
第一章电力系统的基本概念
概念:
电力系统：生产、输送、分配和消费电能的各种电 气设备连接在一起而组成的整体。
发电厂：生产电能
电力网：输送、分配电能。包括升、降压变压器和 各种电压等级的输电线路。 用户：消费电能
参看P2系统接线图。
第一章电力系统的基本概念
1－热力网；2－变压器；3－负荷；4一高压电动机；5－照明负荷；6－低压电动机
式网。 包括：放射式接线，干线式接线和树状式接线。 优点：简单、经济。 缺点：可靠性低。
第一章电力系统的基本概念
有备用接线：每个负荷至少能从两个不同供电回路取得电 能的网络。 包括：双回路供电网络、双端供电网络和环网。
特点：可靠性显著提高；但设备费用增加较多且运
行调度复杂。 开式网:负荷只能从一个方向取得电能网络; 闭式网:负荷可从两个或两个以上方向取得电能的网络.
第一章电力系统的基本概念
考察点：
(1)电气设备额定电压的标定；
(2)变压器分接头； (3)变压器实际变比和额定变比。
10kv T1 110kv
Ｇ
T2 T3 35kv 10kv
第一章电力系统的基本概念
三级负荷：所有不属于一、二级的负荷。
第一章电力系统的基本概念
4、基本技术参数
衡量电能质量的两个基本参数电压和频率。
线路额定电压正常运行电压允许变化范围 35kv及以上±5%VN 10kv及以下±7% VN 低压照明及农业用电(+5%~ -10%) VN 我国规定的电力系统的额定频率为50HZ 大容量系统允许频率偏差±0.2 HZ 中小容量系统允许频率偏差±0.5 HZ。
降压变压器 用户
生产
输送
分配
消费
第一章电力系统的基本概念
概念:
电力系统：生产、输送、分配和消费电能的各种电 气设备连接在一起而组成的整体。
发电厂：生产电能
电力网：输送、分配电能。包括升、降压变压器和 各种电压等级的输电线路。 用户：消费电能
参看P2系统接线图。
第一章电力系统的基本概念
1－热力网；2－变压器；3－负荷；4一高压电动机；5－照明负荷；6－低压电动机
式网。 包括：放射式接线，干线式接线和树状式接线。 优点：简单、经济。 缺点：可靠性低。
第一章电力系统的基本概念
有备用接线：每个负荷至少能从两个不同供电回路取得电 能的网络。 包括：双回路供电网络、双端供电网络和环网。
特点：可靠性显著提高；但设备费用增加较多且运
行调度复杂。 开式网:负荷只能从一个方向取得电能网络; 闭式网:负荷可从两个或两个以上方向取得电能的网络.
第一章电力系统的基本概念
考察点：
(1)电气设备额定电压的标定；
(2)变压器分接头； (3)变压器实际变比和额定变比。
10kv T1 110kv
Ｇ
T2 T3 35kv 10kv
第一章电力系统的基本概念
电力系统分析第一章
x 1 = 2 π f 4 .6 l g D r m + 0 .5 μ r 1 0 - 4 0 .1 4 4 5 l g D r m + 0 .0 1 5 7 （ Ω / k m ） 分裂导线输电线路等值电抗： x1=0.1445lgD req m+0.0n 157（ Ω /km ）
故障分析
电力系统的三相短路故障 电力系统的不对称故障
稳定性分析
电力系统的机电特性 电力系统的暂态稳定、静态稳定
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
一、电力系统的负荷：
负荷：系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和。 也称电力系统的综合用电负荷，是所有用户的负荷总加。 电力系统的供电负荷：综合用电负荷加上电力网的功率损耗。
24
一天的总耗电量：W = P d t
0
日平均负荷：
W 1 24
Pav = 24 = 24 0 Pdt
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
日负荷曲线举例：
(a） 钢铁工业负荷；
(b) 食品工业负荷；
(c) 农村加工负荷；
(d) 市政生活负荷。
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
☆ 年最大负荷曲线：描述一年内每月（或每日）最大有功功率 负荷变化的情况；可供调度、计划部门有计划安排全年机组 检修、扩建或新建发电厂。
我国2010年底发电总装机容量(包括火电、核电、水电、风电) 已达9.62亿千瓦，到2012年10月，装机总量将突破10亿千瓦。 10亿千瓦的发电装机总容量是日本全国发电装机总容量的3.3 倍，是欧盟所有国家发电装机总容量的1.25倍，与美国基本持 平略微超出，这当然是个了不起的成就，从1995年的2.18亿千 瓦，在十几年的时间就增长到10亿千瓦，增长了4.6倍。
故障分析
电力系统的三相短路故障 电力系统的不对称故障
稳定性分析
电力系统的机电特性 电力系统的暂态稳定、静态稳定
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
一、电力系统的负荷：
负荷：系统中所有电力用户的用电设备所消耗的电功率总和。 也称电力系统的综合用电负荷，是所有用户的负荷总加。 电力系统的供电负荷：综合用电负荷加上电力网的功率损耗。
24
一天的总耗电量：W = P d t
0
日平均负荷：
W 1 24
Pav = 24 = 24 0 Pdt
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
日负荷曲线举例：
(a） 钢铁工业负荷；
(b) 食品工业负荷；
(c) 农村加工负荷；
(d) 市政生活负荷。
1.2 电力系统的负荷和负荷曲线
☆ 年最大负荷曲线：描述一年内每月（或每日）最大有功功率 负荷变化的情况；可供调度、计划部门有计划安排全年机组 检修、扩建或新建发电厂。
我国2010年底发电总装机容量(包括火电、核电、水电、风电) 已达9.62亿千瓦，到2012年10月，装机总量将突破10亿千瓦。 10亿千瓦的发电装机总容量是日本全国发电装机总容量的3.3 倍，是欧盟所有国家发电装机总容量的1.25倍，与美国基本持 平略微超出，这当然是个了不起的成就，从1995年的2.18亿千 瓦，在十几年的时间就增长到10亿千瓦，增长了4.6倍。
大工14秋《电力系统分析》在线作业1答案
大工14秋《电力系统分析》在线作业1
一,单选题
1. 电力线路始末端实际运行电压与线路额定电压的差值称为（）。
A. 线损率
B. 电压调整
C. 电压降落
D. 电压偏移
?
正确答案：D
2. 医院属于（）负荷。
A. 一级
B. 二级
C. 三级
D. 四级
?
正确答案：A
3. 节点导纳矩阵形成过程中，把变压器采用π形等值电路表示后，下列说法错误的是（）。
A. 电网中存在阻抗支路
B. 电网中存在导纳支路
C. 电网中不存在理想变压器
D. 以上说法都不正确
?
正确答案：D
4. 环形网络中的无功功率分点通常是系统（）。
A. 电流最低点
B. 电流最高点
C. 电压最低点
D. 电压最高点
?
正确答案：C
5. 功率方程中，每个节点有（）个变量。
A. 7
B. 6
C. 5
D. 4
?
正确答案：B。
电力系统分析基础(1)1350
《电力系统分析基础（1）》复习资料一、多项选择题1．电力系统中的无功电源有：①②④⑤①静电电容器② 同步发电机③电抗器④静止补偿器⑤同步调相机2．电力系统中消耗感性无功功率的元件有：②④⑤①白织灯② 异步电动机③电容器④变压器⑤输电线路3．调整用户端电压的主要措施有：①③④⑤①改变变压器的变比②改变有功功率③改变发电机机端电压④改变线路参数⑤改变无功功率分布4．电力系统的备用容量按其作用可分为：①③④⑤①负荷备用② 旋转备用③事故备用④国民经济备用⑤检修备用5.一台连接10kV和110kV电网的降压变压器，其高压侧的额定电压为：③①110kV ②115kV ③121kV ④124kV6.短路冲击电流是指：②①短路电流的有效值②短路电流最大可能电流的瞬时值③短路电流的瞬时值④短路电流的平均值7.两相短路的复合序网为：②①正、负、零序电网串联②正、负、零序电网并联③正、负序电网串联④正、负序电网并联8.功角δ的物理意义为：①②①作为电磁参数代表发电机q轴电势之间的夹角②作为继续参数代表发电机转子之间的相对位置③各发电机机端电压之间的夹角二、判断题1.同步发电机是电力系统中唯一的有功电源。
（×）2.逆调压是大负荷时升高电压，小负荷时降低电压的调压方式。
（√）3.调频厂增加出力时将使系统频率下降。
（×）4.输电线路首末两端电压的相量差称为电压损耗。
（×）5.输电线路的零序阻抗等于正序阻抗。
（×）6.电力系统的一次调频可以实现无差调节。
（×）7.电容器提供的有功功率与其端电压的平方成正比。
（×）8.负荷率是最小负荷与最大负荷之比。
（×）9.提高输电电压将提高系统输送功率的极限。
（√）10.按等微增率准则分配负荷将使系统的燃料消耗最少。
（√）11.采用自动重合闸将使最大可能的减速面积减小。
（×）12.电力系统一般采用火电厂作为主调频厂。
电力系统分析 (1)
华中科技大学博士研究生入学考试《电力系统分析》考试大纲
第一部分考试说明
一、考试性质
电力系统分析是电气工程一级学科博士生入学考试的专业课选考课程之一。
考试对象为已获得硕士学位者和符合博士生招生简章规定条件的其它人员。
二、考试范围
考试范围包括：电力系统稳态运行分析，电力系统故障计算与电磁暂态仿真，电力系统动态分析的理论和方法。
考试范围以硕士研究生同名课程的基本要求为依据，考虑到课程内容体系的系统性和连续性，试题可以涉及本科同名课程的基本内容。
三、评价目标
本课程考试对考生的要求是：
1、掌握有关电力系统稳态运行和暂态过程的基本概念和基本原理。
2、掌握电力系统各元件的基本特性和数学建模。
3、掌握电力系统稳态和暂态分析的基本理论和基本方法。
4、能够运用有关的基本概念、基本原理分析和理解电力系统运行中出现的实际问题和提出解决问题的方法。
5、准确、恰当地使用本学科的专业术语，清晰表述。
四、考试形式
闭卷，笔试。
考试时间为180分钟。
五、参考书目
1、诸骏伟主编电力系统分析（上册）水利电力出版社
2、夏道止主编电力系统分析（下册）水利电力出版社
第二部分考试要点
一、电力系统稳态运行分析
（一）电力系统的潮流计算
1、基于牛顿法的常规潮流的改进算法。
电力系统暂态分析1
3、《高电压技术》——波过程的分析计算
第一篇：电力系统故障分析
第一章：电力系统故障分析的基础知识 第二章：同步发电机突然三相短路电流分析 第三章：三相短路电流的实用计算 第四章：对称分量法与电力元件的序阻抗 第五章：不对称故障的分析计算
第一章：电力系统故障分析的基本知识 第一节：电力系统故障概述
（2）控制元件
用来改变系统的运行状态的设备和装置，如ZTL、 ZTS和继电保护装置等。
二、电力系统运行状态的描述
1、运行参量
表示电力系统运行状态的物理量称为电力系统的运 行参量。具体有电压、电流、功率、频率、功角等。
2、系统参数
系统的运行参量直接由系统参数决定。 系统参数指代表系统元件特性的参数。如电阻、电 抗 、电导、电纳、变压器变比、时间常数等。 系统参数的改变引起运行参量的改变，即改变系统 运 行状态。
2、断线原因
1）采用分相断路器的线路发生单相短路时单相跳闸； 2）线路一相导线断开。
3、断线的影响
造成三相不对称，产生负序和零序分量，而负序和零 序分量对电气设备和通讯有不良影响。
三、复杂故障
系统中不同地点同时发生故障称为复杂故障。
第二节 标幺值
一、标幺值的概念及电压、电流、阻抗、导纳、 功率的标幺值 二、时间、频率及角频率的标幺值
0
当 为任意角度时
二、突然短路后转子励磁绕组中的电流分量
（1）强制励磁电流分量 i f |0|
（2）非周期自由分量 i f
（3）周期自由分量 i fp
三、突然短路后转子阻尼绕组的电流分量
• 1、d轴阻尼绕组
（1）非周期自由分量 （2）周期自由分量
• 2、q轴阻尼绕组
q轴阻尼绕组仅有周期自由分量
《电力系统分析》第一章 电力系统的基本概念
例1.1的附图
解：发电机G的额定电压为10.5KV。
变压器T1:低压侧额定电压为10.5KV,高压侧额定电压为242KV；
变压器T2:高压侧额定电压为220KV，中压侧额定电压为121KV ，
低压侧额定电压为38.5KV；
变压器T3:高压侧额定电压为110KV,低压侧额定电压为11KV；
变压器T4:高压侧额定电压为35KV，低压侧额定电压为6.6KV；
6
二、电力工业发展概况
1．电力系统的发展简史 2．我国的电力系统发展现状 3．我国的电力工业展望与改革
12/22/2019
电力系统分析
7
2.中国电力工业的现状
（1）发电量：1980年以来，平均年增长率9％，现为世 界第二位。
12/22/2019
电力系统分析
8
2.中国电力工业的现状
（2）装机容量：居世界第二位。
• 系统与用电设备的额定电压（表1－3） • 电力网中的电压分布。
• 额定频率：50Hz。
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电力系统分析
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电力系统分析
32
表 1-3 1000V 以上的额定电压
用电设备额定线电压/kV
系统的额定电压
交流发电机额定线电压/kV
变压器额定线电压/kV
一次绕组
二次绕组
34
3. 变压器 –一次侧：相当于用电设备，其额定电压与 系统（或线路）相同；与发电机直接相连时， 则与发电机相同 –二次侧：相当于电源，其额定电压应比系 统高5%，考虑变压器内部的电压损耗（5%）， 实际应定为比线路高10%。
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电力系统分析
35
例题1.1 电力系统接线图如图1.2所示，图中标明了各级电 力线路的额定电压。试求发电机和变压器绕组的额定电压。
电力系统暂态分析：第一章 电力系统故障分析(1)
（4）破坏系统的稳定，引起大片地区停电；
1.1 基本概念
（5）不对称接地短路，引起不平衡电流产生不平衡磁通， 引起电磁干扰，造成通讯中断；
（6）过大的短路电流使得断路器难以熄弧，以对电网的安 全稳定运行带来重大隐患。
➢ 短路电流计算是电力技术方面的基本问题之一。选择合理的 电气结线、选配电气设备和断路器、整定继电保护定值以及 选择限制短路电流措施等，都必须以短路电流计算结果为依 据。
1.1 基本概念
➢ 短路的基本类型：三相短路、两相短路、单相接地短路、两 相短路接地；
➢ 短路的危害： （1）短路电流值大大增加，短路点的电弧有可能烧坏电气 设备，短路电流通过电气设备中的导体时，其热效应会引起 导体或其绝缘的损坏； （2）短路电流产生强大的电动力冲击，致使导体变形，甚至 损坏；
（3）短路还会引起电网中电压降低，特别是靠近短路点处 的电压下降得最多，结果可能使部分用户的供电受到破坏；
于绕组电感与电流的乘积， n Li
➢ 电感正比于磁通，磁通反比于磁阻，磁阻正比于气隙宽度；
➢ 气隙宽度小，磁阻小，电感系数大； 气隙宽度大，磁阻大 ，电感系数小。
➢ 随着发电机转子的旋转，定子绕组的磁路在不断发生变化， 磁阻也不断变化，使得定子绕组的自感与互感均随转子而周 期性变化，这给磁链计算带来了困难。
iQ 产生的沿 a轴的磁通为： aQ nQiQ Pq sin
dQ
q qQ FqQ aQ
Q
iQ 产生的 a 相绕组磁链为：
aQ M aQiQ naQ nnQiQ Pq cos
1.2.1 abc电压方程和磁链方程
故阻尼Q绕组与定子 a 绕组间的互感为： M aQ nnQPq cos mQ cos
分量为：
1.1 基本概念
（5）不对称接地短路，引起不平衡电流产生不平衡磁通， 引起电磁干扰，造成通讯中断；
（6）过大的短路电流使得断路器难以熄弧，以对电网的安 全稳定运行带来重大隐患。
➢ 短路电流计算是电力技术方面的基本问题之一。选择合理的 电气结线、选配电气设备和断路器、整定继电保护定值以及 选择限制短路电流措施等，都必须以短路电流计算结果为依 据。
1.1 基本概念
➢ 短路的基本类型：三相短路、两相短路、单相接地短路、两 相短路接地；
➢ 短路的危害： （1）短路电流值大大增加，短路点的电弧有可能烧坏电气 设备，短路电流通过电气设备中的导体时，其热效应会引起 导体或其绝缘的损坏； （2）短路电流产生强大的电动力冲击，致使导体变形，甚至 损坏；
（3）短路还会引起电网中电压降低，特别是靠近短路点处 的电压下降得最多，结果可能使部分用户的供电受到破坏；
于绕组电感与电流的乘积， n Li
➢ 电感正比于磁通，磁通反比于磁阻，磁阻正比于气隙宽度；
➢ 气隙宽度小，磁阻小，电感系数大； 气隙宽度大，磁阻大 ，电感系数小。
➢ 随着发电机转子的旋转，定子绕组的磁路在不断发生变化， 磁阻也不断变化，使得定子绕组的自感与互感均随转子而周 期性变化，这给磁链计算带来了困难。
iQ 产生的沿 a轴的磁通为： aQ nQiQ Pq sin
dQ
q qQ FqQ aQ
Q
iQ 产生的 a 相绕组磁链为：
aQ M aQiQ naQ nnQiQ Pq cos
1.2.1 abc电压方程和磁链方程
故阻尼Q绕组与定子 a 绕组间的互感为： M aQ nnQPq cos mQ cos
分量为：
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输送功率(kW) ≤100 ≤175 200~2000 ≤2000 2000~3000 ≤5000 2000~10000 10000~50000 100000~500000 200000~1000000 1000000~1500000 2000000~2500000
输送距离(km) ≤0.25 ≤0.35 3~10 ≤8 5~15 ≤10 20~50 50~150 100~300 200~600 250~850 500以上
电力系统 分析
工程性强
电机学
电磁场
电力系统分析
本课程的主要内容及特点
主要框架
电力系统稳态分析
电力系统暂态分析
电力系统电磁暂态
电力系统机电暂态
电力系统计算的计算机算法
电力系统分析
本课程的主要内容及特点
稳态的主要内容 电力系统稳态运行的特点及要求 电力系统元件的稳态数学模型 电力系统潮流分析 电力系统运行与控制
流计算（计算机计算）、短路计算（计算机计算）、无功/电压计算
电力系统分析
课程形式
课堂讲授与自学相结合
课堂考察与考勤
习题 考试（本科：4.5学分；专科：3.5学分） 成绩分配(8:2)
电力系统分析
教学参考书
何仰赞 温增银．电力系统分析．第三版．武汉： 华中科技大学出版社 李光琦 ．电力系统暂态分析．中国电力出版社 陈珩 ． 电力系统稳态分析．中国电力出版社 /Hadi 北极星电力论坛 /forum-129-1.html 华北电力大学考研论坛
电力系统分析
课程引入：
人类为什么选择使用电能？
十八世纪，蒸汽机发明：热能－机械能，
划时代的工业革命
十九世纪，人类开始使用电能，进入电气
化时代
电力系统分析
人类为什么选择使用电能？
显著优点
洁净 ： 环保 方便 : 输送、分配、使用 节能 : 能耗小，转换效率高
电气化
电力系统分析
人类为什么选择使用电能
230 400 690 3.15 6.3 10.5 13.8,15.75, － － － － － －
220/127 230/133 380/220 400/230 660/380 690/400 3及3.15 3.15及3.3 6及6.3 6.3及6.6 10及10.5 10.5及11 13.8,15.75, － 35 38.5 63 69 110 121 220 242 330 363 500 550 750 825
电力教研室
高嬿
电力系统分析
本课程的主要内容及特点
《电力系统分析》主要研究电力系统正常以及 故障下的电气量之间的关系。
该课程既是主要专业课，也是专业基础课、 考研专业课。是学习和研究该领域的重要课 程。
电力系统分析
本课程的主要内容及特点
控制 保护 电路 自控
调度
特点：
设备 其它 其它
理论性强 实践性强
1.2 电力系统的电压等级和规定
电力系统的额定电压 电力网电压等级的选择
电力系统分析
电力网和 发电机 分类 电力系统的额定电压等级 用电设备额定电压 额定电压 低压
电力变压器额定电压 一次绕组 二次绕组
高压
220/127 380/220 660/380 3 6 10 － 35 63 110 220 330 500 750
发 电 厂： 把其他形式的能量转换成电能 变 压 器： 改变电压等级 输电线路： 输送电能 用电设备： 转换成其他形式的能量
电力系统分析
1.1 电力系统的组成和特点
什么是电力系统?
生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连 接在一起而组成的整体称为电力系统。 包括从发电、变电、输电、配电直到用电全过 程。
电力系统分析
无功/电压控制 有功/频率控制
本课程的主要内容及特点
暂态的主要内容
电力系统暂态运行的特点及要求 电力系统暂态的数学模型
电力系统故障分析
电力系统稳定性分析
静态稳定 暂态稳定
电力系统分析
本课程的主要内容及特点
实践环节
电网规划设计
电力系统综合实验
电力系统分析
《电力系统规划设计》
给定一两机（水、火电）、4个变电所的电力系统，进行网络方案设计、潮
电力系统分析
1.2 电力系统的电压等级和规定
电力网电压等级的选择
前提：输电距离 L 一定 输送功率 P 一定
P+jQ
L
电力系统分析
1.2 电力系统的电压等级和规定
电压等级高
优点：
P UI cos
U I P I 2 R 导线截面小，节省有色金属
缺点： 绝缘要求高，网络投资增加
电力系统分析
我国电力工业的发展
1882年英国商人在上海创办了上海电气公司，装机容 量12KW，5盏电灯。
1913年上海杨树浦发电厂发电，1924年该厂装机12台， 总容量121MW，成为当时远东第一大发电厂。 1949年以前，仅东北有220KV和154KV的电网（日本人 建造）。 1972年由甘肃天水－陕西关中的534KM的我国第一条 330KV输电线路工程。 1981年由河南平顶山－湖北武汉的全长595KM的我国第 一条500KV输电线路。
西北
华东 华中 川渝
南方
电网覆盖率96.4%
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电力系统分析
第1章
本章提示
电力系统的基本概念
1.1电力系统的组成和特点 1.2电力系统的电压等级规定 1.3电力系统的接线方式 1.4电力线路的结构
小结
电力系统分析
本章提示
特别注意呦
电力系统、动力系统、电力网的基本 概念 发电机、变压器额定电压的确定 架空线路的结构，架空线路导线型号 的表示法
US%<7.5
图1.2
例1.1的附图
解：发电机G的额定电压为10.5KV。 变压器T1:低压侧额定电压为10.5KV,高压侧额定电压为242KV； 变压器T2:高压侧额定电压为220KV，中压侧额定电压为121KV ，低 压侧额定电压为38.5KV； 变压器T3:高压侧额定电压为110KV,低压侧额定电压为11KV； 变压器T4:高压侧额定电压为35KV，低压侧额定电压为6.6KV； 变压器T5:高压侧额定电压为10.5KV,低压侧额定电压为3.15KV。
1995年3月全国装机容量突破2亿千瓦
2000年4月全国装机容量突破3亿千瓦
2004年5月底全国装机容量突破4亿千瓦
2005年底全国装机容量突破5亿千瓦
2006年10月全国装机容量突破6亿千瓦
2008年全国装机容量突破7亿千瓦
2010年突破9亿千瓦 。
电力系统分析
.5
3
2000年容 量3亿瓦
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1995年容量 2亿千瓦
同步发电机发电原理？回顾一下电机学知识……..
定子
转子
机械能Βιβλιοθήκη 电力系统分析电能电能是如何产生的？
推动转子旋转的能源形势的形式多种多样，大家说说…..
蒸汽
火力、核、地热
水力
风力
水力发电
风力、潮汐发电
电力系统分析
电力系统分析
电力系统分析 福建安砂水电厂宽缝重力坝
能源的转换与传输：
1.1 电力系统的组成和特点
电力系统分析
1.1 电力系统的组成和特点
电力系统的组成 电力系统运行应满足的基本要求
电力系统分析
1.1 电力系统的组成和特点
能源的分类： 一次能源: 自然界存在的能源
如: 煤炭、石油、天然气、水力等
二次能源：由一次能源转换而成 如：电能
电力系统分析
电能是如何产生的？
大规模电能是由同步发电机产生
2
.5
1987年容量 1亿千瓦 1978年容量 5712万千瓦 1949年容 量185万瓦
1952 1957 1962 1967 1972 1977 1982 1987 1992 1997 2002
1
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0
电力系统分析
中国电网
东北
华北 新疆
500kV 330kV 220kV
火电厂 水电厂 核电厂
西藏
大型发电厂
1.1 电力系统的组成和特点
其它电力系统
电力网络
500KV/220KV 输电网络 地方发电厂
110～35KV高压配电网 络
大用户
中等用户 6～10KV中压配电网络
380/220V低压配电网络
电力系统分析
小用户
1.1 电力系统的组成和特点
变电站
变电站主要承担电能的电压等级变换以及 能量分配的任务。
电力系统分析
电力网额定电压、输送功率、输送距离推荐表
额定电压(kV) 0.38(架空线) 0.38(电缆线) 6(架空线) 6 (电缆线) 10(架空线) 10 (电缆线) 35 (架空线) 110 (架空线) 220 (架空线) 330 (架空线) 500 (架空线) 750(架空线)
电力系统分析
电力系统分析
1.1 电力系统的组成和特点
2、电力系统运行的基本要求
（1）保证安全可靠的供电(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ类负荷)
（2）保证良好的电能质量(频率,电压,波形) （3）保证电力系统运行的经济性 (煤耗,网损率,厂用电率)
电力系统分析
美加2003年“8.14”大停电事故
电力系统分析
纽约一片漆黑，布什一脸无奈，与911并提
1.3 电力系统的接线方式
1.3 电力系统的接线方式
电力系统接线图 电力系统的接线方式
电力系统分析
1.3 电力系统的接线方式
1、电力系统电气接线图
2002年，中国电力消费在终端能源消费中的比