电力系统基础知识(1)

电力系统的基础知识一、电力系统的构成一个完整的电力系统由分布各地的各种类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电力用户组成，它们分别完成电能的生产、电压变换、电能的输配及使用。

二．电力网、电力系统和动力系统的划分电力网：由输电设备、变电设备和配电设备组成的网络。

电力系统：在电力网的基础上加上发电设备。

动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。

三．电力系统运行的特点一是经济总量大。

目前，我国电力行业的资产规模已超过2万多亿，占整个国有资产总量的四分之一，电力生产直接影响着国民经济的健康发展。

二是同时性，电能不能大量存储，各环节组成的统一整体不可分割，过渡过程非常迅速，瞬间生产的电力必须等于瞬间取用的电力，所以电力生产的的发电、输电、配电到用户的每一环节都非常重要。

三是集中性，电力生产是高度集中、统一的，无论多少个发电厂、供电公司，电网必须统一调度、统一管理标准，统一管理办法;安全生产，组织纪律，职业品德等都有严格的要求。

四是适用性，电力行业的服务对象是全方位的，涉及到全社会所有人群，电能质量、电价水平与广大电力用户的利益密切相关。

五是先行性，国民经济发展电力必须先行。

四、电力系统的额定电压电网电压是有等级的，电网的额定电压等级是根据国民经济发展的需要、技术经济的合理性以及电气设备的制造水平等因素，经全面分析论证，由国家统一制定和颁布的。

我们国家电力系统的电压等级有220/380V、3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。

随着标准化的要求越来越高，3 kV、6 kV、20 kV、66 kV也很少使用。

供电系统以10 kV、35 kV、为主。

输配电系统以110 kV以上为主。

发电机过去有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，低压用户均是220/380V。

第一章电力系统基础知识继电保护、自动装置对电力系统起到保护和安全控制的作用，因此首先应明确所要保护和控制对象的相关情况，涉及的内容包括：电力系统的构成，电力系统中性点接地方式及其特点，电力系统短路电流计算及其相关概念。

这是学习继电保护、自动装置等本书内容的基础。

>>第一节电力系统基本概念一、电力系统构成电力系统是由发电厂、变电站(所)、送电线路、配电线路、电力用户组成的整体。

其中，联系发电厂与用户的中间环节称为电力网，主要由送电线路、变电所、配电所和配电线路组成，如图1-1中的虚框所示。

电力系统和动力设备组成了动力系统，动力设备包括锅炉、汽轮机、水轮机等。

在电力系统中，各种电气设备多是三相的，且三相系统基本上呈现或设计为对称形式，所以可以将三相电力系统用单相图表述。

动力系统、电力系统及电力网之间的关系示意图如图1-l所示。

图1-1 动力系统、电力系统及电力网示意图需要指出的是，为了保证电力系统一次电力设施的正常运行，还需要配置继电保护、自动装置、计量装置、通信和电网调度自动化设施等。

电力系统主要组成部分和电气设备的作用如下。

(1)发电厂。

发电厂是把各种天然能源转换成电能的工厂。

天然能源也称为一次能源，例如煤炭、石油、天然气、水力、风力、太阳能等，根据发电厂使用的一次能源不同，发电厂分为火力发电厂(一次能源为煤炭、石油或天然气)、水力发屯厂、风力发电厂等。

(2)变电站(所)。

变电站是电力系统中联系发电厂与用户的中间环节，具有汇集电能和分配电能、变换电压和交换功率等功能，是一个装有多种电气设备的场所。

根据在电力系统中所起的作用，可分为升压变电站和降压变电站；根据设备安装位置，可分为户外变电站、户内变电站、半户外变电站和地下变电站。

变电站内一次电气设备主要有变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、负荷开关等。

变电站内还配备有继电保护和自动装置、测量仪表、自动控制系统及远动通信装置等。

电力系统基础知识电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电单位组成的整体，在同一瞬间，发电厂将发出的电能通过送变电线路，送到供配电所，经过变压器将电能送到用电单位，供给工农业生产和人民生活。

因此掌握电力系统基础知识和电力生产特点，是对进网作业电工的基本要求。

第一节电力系统、电力网构成发电厂将燃料的热能、水流的位能或动能以及核能等转换为电能。

电力经过送电、变电和配电到各用电场所，通过各种设备在转换成为动力（机械能）热、光、等不同形式的能量，为国民经济、工农业生产和人民生活服务。

由于目前电力不能大量储存，其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成，因此，必须将各个环节有机的联成一个整体。

这个由发电、送电、变电、配电和用电组成的整体称为电力系统。

电力系统中的送电、变电、配电三个部分称为电力网。

什么叫电力网？电力网是将各电压等级的输电线路和各个类型的变电所连接而成的网络，简称电网。

配电网中又分为高压配电网指110KV及以上电压、中压配电网指（35KV）10KV、6KV、3KV 电压及低压配电网220V、380V。

我国标准：0.38，3，6，10，35，66，110，220，（330），500，750，1000 KV。

辽宁电网的电压中枢点为：南关岭、红旗堡、沙河营、沈东变、清河厂220KV母线及辽阳变500KV母线辽宁沈阳电网一次系统结线图什么叫电力系统？电力系统：是指由发电厂（不包括动力部分）、变电站、输配电线路直到用户等在电气上相互联结的整体，它包括了发电、输电、配电直到用电这样一个全过程。

10kV输电线路动力系统与电力系统、电力网关系示意图为什么要采用高压输电低压配电？采用高压输电，可以减小功率损耗、电能损耗和电压降落，保证电能质量，提高运行中的经济性。

P=√3UI （U↑I ↓）一、大型电力系统优点1提高了供电可靠性2减少了系统的备用容量3通过合理地分配负荷4提高了供电质量5形成大的电力系统，便于利用大型动力资源，特别是能充分发挥水力发电厂的作用。

电力系统基础知识1、什么是电力系统的稳定性和振荡？答：电力系统正常运行时，原动机向发电机提供的功率始终等于发电机向系统提供的负载消耗功率，当电力系统受到扰动，使上述功率平衡关系受到破坏时，电力系统应能自动地恢复到原来的运行状态，或者凭借控制设备的作用过度到新的功率平衡状态运行，即谓电力系统稳定。

这是电力系统维持稳定运行的能力，是电力系统同步稳定（简称稳定）研究的课题。

电力系统稳定分为静态稳定和暂态稳定。

静态稳定是指电力系统受到微小的扰动（如负载和电压较小的变化）后，能自动地恢复到原来运行状态的能力。

暂态稳定性对应于电网受到严重干扰的情况。

系统的各点电压和电流均作往复摆动，系统任何点的电流和电压之间的相位角随功率角而变化δ的变化而改变、频率下降等我们通常把这种现象叫电力系统振荡。

2、电力系统振荡和短路之间有什么区别？答：电力系统振荡和短路之间的主要区别是：在振荡期间，系统每个点的电压和电流值来回摆动，而短路时电流、电压值是突变的。

此外，振荡时电流、电压值的变化速度较慢，而短路时的电流、电压值突变量很大。

振荡期间，系统任何点的电流和电压之间的相位角随功率角而变化δ的变化而改变；而短路时，电流与电压之间的相位是基本不变的。

振荡期间没有零序和负序分量，短路时有零序和负序分量。

3、电力系统振荡时，对继电保护装置有什么影响？那些保护装置不受影响？答：电力系统振荡时，继电保护装置用电流继电器、阻抗继电器有影响。

对电流继电器的影响。

当保护装置的时限大于1.5-2秒时，可以避免振荡而不会误操作。

对阻抗继电器的影响。

I↑U↓保护动作，I↓U↑保护返回。

距离ⅠⅡ该段采用振荡锁定原理，以避免系统振荡，以防止阻抗继电器误动作。

原则上，不受振荡影响的保护具有相位差保护，和电流差动纵联保护，零序电流保护等。

4、中国电力系统中有几种中性点接地方式？它们对继电保护的要求是什么？答：中国电力系统中性点接地有三种方式：①中性点直接接地方式；②中性点经过消弧线圈接地方式；③中性点不接地方式。

电力系统基础电气与自动化工程学院2012年电力系统基础本课程是电力系统中重要的基础知识，包括：（1）电力系统的基本知识；（2）电力网元件的等值电路和参数计算；（3）简单电力系统的潮流计算（4）电力系统的正常运行与控制；（5）电力系统故障与实用短路电流计算。

本课程：（1）与房大中老师等编电力系统分析配套（2）是考电力（电力系统及其自动化、高电压技术）方面的研究生的笔试面试主要课程第1章电力系统基本知识1.1 电力系统的组成1.2 电力系统概况1.3 电力系统的特点和对运行的基本要求1.4 电力系统的接线方式和中性点接地方式1.5 电力系统的输电方式1.6 电力系统负荷1.7 电力系统电源类型及特点简介第1章电力系统基本知识1.1电力系统的组成电能是由一次能源经加工转换成的能源，现在是人类最主要的二次能源。

¾优点：便于大量生产和远距离输送；方便转换和易于控制；损耗小；效率高；污染小。

¾缺点：不便大量储存；作为统一、不可分割的系统，它的生产、输送、消费需同步完成；需要维持电压、频率的稳定，系统安全稳定。

发电厂输电线路升压站配电线路枢纽、降压站照明、动力配变分布式发电1.1电力系统的组成第1章电力系统基本知识(1) 电力系统--是由生产、输送、分配和消耗电能的所有电气设备所组成的统一整体。

它的主要设备是生产电能的发电机、输送和分配电能的变压器和电力线路以及消耗电能的各种用电设备（如电动机等）。

习惯上称其为一次系统；电力系统还包括继电保护装置、安全自动装置、通信设备和调度自动化等辅助系统，一般称为二次系统。

1.1电力系统的组成1.1电力系统的组成(2) 电力网--是电力系统中除去发电机和用户，剩余的变压器和电力线路所组成的输送、分配电能的网络。

1.1电力系统的组成(3) 动力系统--是电力系统再加上电厂的原动机等动力部分。

动力部分主要有：火电厂的锅炉和汽轮机等；水电厂的水库和水轮机等；原子能电厂的反应堆等；风力发电场的风机等。

绪论1、了解电力系统自动化的重要性。

①被控对象复杂而庞大。

②被控参数很多。

③干扰严重。

2、掌握电力系统自动化的基本内容。

在跨地区的电力系统形成后，必须建立一个机构对电力系统的运行进行统一管理和指挥，合理调度电力系统中各发电厂的出力并及时综合处理影响整个电力系统正常运行的事故和异常情况，这个机构称为电力系统调度中心。

①按运行管理的区域划分：☞电网调度自动化☞发电厂自动化（火电厂自动化、水电厂自动化）☞变电站自动化☞配电网自动化。

②从电力系统自动控制的角度划分：☞电力系统频率和有功功率控制☞电力系统电压和无功功率控制☞发电机同步并列的原理。

第1章发电机的自动并列1、掌握并列操作的概念及对并列操作的要求。

☞并列的概念：将一台发电机投入电力系统并列运行的操作，称并列操作。

发电机的并列操作又称为“并车”、“并网”、“同期”。

☞对并列操作的基本要求：①并列断路器合闸时，冲击电流应尽可能的小，其瞬时最大值不宜超过1~2倍的额定电流。

②发电机组并入电网后，应能迅速进入同步运行状态，进入同步运行的暂态过程要短，以减少对电力系统的扰动。

2、掌握并列操作的两种方式及各自的特点。

☞并列操作的两种方式：准同期并列（一般采用）、自同期并列（很少采用）。

☞准同期并列的概念：发电机在并列合闸前已励磁，当发电机频率、电压相角、电压大小分别和并列点处系统侧的频率、电压相角、电压大小接近相等时，将发电机断路器合闸，完成并列操作，这种方式称为准同期。

☞自同期并列概念：将一台未加励磁的发电机组升速到接近于电网频率，在滑差角频率不超过允许值，机组的加速度小于某一给定值的条件下，先合并列断路器QF，接着合励磁开关，给转子加励磁电流，在发电机电势逐步增长的过程中，由电力系统将并列机组拉入同步运行。

优点：操作简单，并列迅速，易于实现自动化。

缺点:冲击电流大，对电力系统扰动大，不仅会引起电力系统频率振荡，而且会在自同期并列的机组附近造成电压瞬时下降。

第二篇电力系统基础知识第一章电力系统和发电厂概述第一节电力系统的概念为了提高供电的可靠性和经济性，目前，都尽量将许多发电厂用电网联接起来并列运行。

1、电力系统由发电厂（热力、水动部分除外）、电力网、变电所及电力用户组成的统一整体，称为电力系统。

一、电力系统的基本概念通常，电能由发电厂供给，为了经济起见，发电厂多建立在动力资源丰富的地方。

这样离工业企业就可能相距很远，这样就产生了电能的输送问题；电能输送到工矿企业后，由于生产厂房和车间分布很广，因而产生了电能分配问题。

电力主要来自火力和水利发电厂。

为了是工业布局更加合理，常需要将发电厂建造在动力资源如水、煤、石油丰富的地区。

但由于用电的分散性，或者受地理及历史条件的限值，可能会使负荷中心与动力资源相隔很远，这样就必须将电能经变压器升高电压后，由输电线路输送到遥远的用户处，因此便有必要在发电厂与用户之间建立升压和降压变电所。

此外，为了供电的可靠性性和经济性，还须将各发电厂用电力网联起来并列运行。

电力网是电力系统的一部分，它是有各类变电所和各种不同电压等级的线路联接起来组成的统一网络。

它是联系发电厂和用户的中间环节。

电力网的作用是将电能从发电厂输送并分配到用户处。

通常，把发电厂生产的电能直接分配电能给用户，或由降压变电所分配给用户的10KV及以下电力线路，称为配电线路；而把电压在35KV及以上的高压电力线路称为送电线路。

电力用户在电力系统中，一切消费电能的用电设备均称为电力用户。

用电设备按其用途可分为：动力用电设备（如电动机等）、工艺用电设备（如电解、冶炼、电焊、热处理等设备）、电热用电设备（电炉、干燥箱、空调等）、照明用电设备和试验用电设备等，它们分别将电能转换为机械能、热能和光能等不同形式的适于生产需要的能量。

电力系统是动力系统的一部分，它是由发电厂的发电机及配电装置、升压及降压变电所、输配电线路及用户的用电设备所组成。

电力系统的作用是使个发电厂、变电所并列运行，从而提高整个系统运行的可靠性和经济性。

电力系统基础知识电力系统基础知识电力系统是由发电厂、输电线路、变电站和配电网组成的一个复杂的系统，用于将发电厂产生的电能输送到家庭、工业和商业用户。

第一部分：发电厂发电厂是电力系统的起点。

它们使用各种能源，如煤炭、天然气、核能和风能，将机械能转化为电能。

发电厂的核心设备是发电机，它通过转子磁场和定子通过磁感应原理产生电能。

发电机产生的交流电经过变压器提高电压级别，然后通过输电线路输送到变电站。

第二部分：输电线路输电线路是将发电厂产生的电能从发电厂输送到变电站的关键组成部分。

输电线路有不同的类型，包括高压直流（HVDC）线路和交流（AC）线路。

HVDC线路可以实现远距离传输，而AC线路适用于中短距离传输。

输电线路通常使用电缆或电杆支撑，以及绝缘材料保护电力输送中途不丧失过多的能量。

输电线路上的输电塔用于支撑电缆，并提供必要的电气绝缘。

输电线路上的电能输送需要经过多次变压，以提高或降低电压级别，以适应不同电网的需求。

第三部分：变电站变电站是电力系统的关键组成部分，它将高压输电线路带来的电能转换为适用于配电网和终端用户的低电压。

变电站使用变压器进行电能变换，并通过开关设备进行电能控制和分配。

变电站还提供对电能质量、电压稳定性和短路保护的监测和调整。

第四部分：配电网配电网是将电能从变电站输送到家庭、工业和商业用户的最后一环。

配电网包括各种低压开关设备、断路器和配电变压器，用于控制电能的分配和保护。

配电网还涉及用于远程读取电能使用量和控制的智能电表。

总结：电力系统是一个复杂而庞大的系统，而其中的发电厂、输电线路、变电站和配电网是使电能到达最终用户的基础设施。

理解电力系统的基础知识对于我们日常生活中对电能的使用至关重要。

近年来，随着可再生能源的发展和智能电网技术的应用，电力系统正经历着重大变革。

掌握电力系统的基础知识，将帮助我们更好地理解和应对这些变化，并为未来的能源转型做好准备。

电力系统分析基础知识第一部分：电力系统分析基础知识1、电力系统中性点有哪些接地方式？各具什么特点？2、输电线的等值电路存有那几种形式？它们适用于的条件就是什么？3、当变压器带有一定负荷时，在其中要产生哪些功率损耗？它们与变压器的容量、负荷和电压有怎样的关系？空载时有无损耗？为什么？4、在展开多电压级电力网络的排序时，为什么功率不展开隆哥蒙，而电阻和磁滞应当隆哥蒙？电压和电流应不应隆哥蒙？5、电力系统接线如图所示，电网各级电压示于图中，求1)发电机和各变压器高低压侧额定电压；2)设t-1高压两端工作于+2.5%粘毛，t-2工作于主粘毛，t-3高压两端工作于-5%粘毛，谋各变压器实际变比。

6、降压变压器型号为sfl1-20000／110，额定容量为20000kva，电压110±2×2.5%／11kv，空载损耗p0=22kw，空载电流百分数i0%=0.8，短路损耗pk=135kw，短路电压百分数ud%=10.5。

求变压器等值电路及其参数。

7、某电力网接线如下图右图，各元件参数见到下表中，其中t-2高压两端直奔+2.5%分后接点运转，其它变压器均在主接头运行。

试1）做出元件参数用出名值则表示的等值电路，挑110kv为基本级；2）作出元件参数用标么值表示的等值电路，要求用两种方法计算。

取sb=100mva,ub=110kv。

第二部分：潮流计算1、推论电压损耗的公式。

2、推论功率损耗的公式。

3、计算电压损耗和功率损耗的公式中，所计算的功率是每相损耗还是三相总损耗？如果是每相损耗，试说明各参数的意义；如果是三相总损耗，说明各参数的意义。

4、电网线路和变压器电阻元件上的电压迫降如何排序？电压迫降的大小主要由什么同意？电压迫降的增益主要由什么同意？什么情况下可以发生线路末端电压低于首端电压的情况？=p+jq，5、如图所示系统，已知线路阻抗分别为r12+jx12，r23+jx23，节点运算负荷为s222，试进行潮流计算，画出节点1、节点=p+jq。