第二章 电力系统基础知识

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现代工业和日常生活中不可或缺的一部分。

它的主要作用是将发电厂的电力输送到消费者处，以满足我们日常生活和工作所需的电能。

在这篇文章中，我们将探讨电力系统的基础知识，包括电力系统的组成、基本参数、常见的电力故障和保护措施。

电力系统的组成电力系统通常由以下几个部分组成：发电厂发电厂是电力系统中最重要的组成部分之一。

它们负责将化石燃料、核能或可再生能源等转换成电能。

发电厂的大小和类型取决于所需要的电力输出、能源技术和环境条件。

输电线路输电线路是将电力从发电厂输送到消费者处的通道。

它们通常由高压输电线路、变电站和低压配电线路组成。

高压输电线路是用于将电力从远距离输送到变电站的线路。

变电站能够将电力转换成不同电压的电力，以满足消费者的需求。

配电线路配电线路将电力从变电站输送到消费者的住宅、工厂和商业建筑等处，以满足大众的日常用电需求。

它们通常由低压输电线路和配电变压器组成。

电力设备电力设备包括变压器、开关、断路器、避雷器等设备，它们在电力系统中起到各种不同的作用。

例如，变压器将电力从高压转换成低压，以满足不同类型的消费者需求。

断路器和开关则用于隔离电力设备，以确保安全运行。

电力系统的基本参数在电力系统运行中，有一些基本参数需要被监测和控制，以确保电力系统的稳定运行。

电压电压是电力系统中最重要的参数之一。

它表示电力的电势差，以伏特（V）为单位。

电压的大小取决于电源的电压以及负载的大小。

一般来说，低电压不利于设备的正常工作，而过高的电压可能会导致设备故障。

电流电流是电力系统中的另一个重要参数。

它表示电力传输的电荷数量，以安培（A）为单位。

在电力系统中，随着负载的增加，电流也会相应地增加。

因此，电流的监测和控制对于防止电力设备超载和电路过热等问题非常关键。

功率表示电力的输出能力，以瓦（W）为单位。

它的大小取决于电压和电流的大小。

在电力系统中，功率的监测和控制对于设备的正常工作以及负载的分配都非常关键。

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。

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。

第二章电力系统运行基础杨莉2015.11.242.1 经济调度（经济运行）●系统实现安全经济的运行●调度发电资源●满足负荷需求●最基本目标函数是最小化总能耗成本1()..GNGi GiiTG DG GMin c Ps tP==≤≤∑Pe PP P P [] 11,...,1T= e对变量和求偏导就得到最优性条件：,G Min λP 1()()NGTi Gi G D i c P P λ=Γ=+-∑e P 0,0,i Gi Gi T G D c P P P λλ∂∂Γ⎧=+=⎪∂∂⎪⎨∂Γ⎪=-=⎪∂⎩e P 1,2,...,i NG=λ协调方程经济调度的最优解是调度发电机出力使得费用曲线微增率相等——等微增率法则1212,...NG G G G NGc c c P P P λ∂∂∂====-∂∂∂例题1211122222333()5107.20.00142()3107.850.00194()787.970.00482c P P P c P P Pc P P P =++=++=++1000D P =123615.5283.0101.58.9481P P P λ=== = -2.2 潮流计算如果输电导线输送的电流过大的话，导线会被烧断，所以输电系统的送电能力是有限的。

在调度系统发电机时，应当保证线路潮流不过载。

网络拓扑(包括各支路阻抗)/发电出力/负荷——电压、潮流一个简单的例子交流潮流●反映了有功、无功和电压相角、幅值间关系●给定注入功率、负荷，得到各节点电压●从电压值得到各线路的潮流（有功、无功）●静态非线性模型直流潮流●忽略电阻和并联支路，不考虑无功和电压关系；●给定各节点负荷和注入功率，得到各节点电压相角●从各节点电压相角，得到各支路潮流（有功）●静态线性模型、快速●应用：日前发电计划安全校核、阻塞管理、SCUC、以及经济调度等●根据电磁场理论可以建立线路模型●发电机和负荷用节点注入恒定功率表示●根据电路理论建立线路和节点的联立非线性方程组直流潮流的假设条件正常运行的电力系统各节点电压通常在额定电压附近，可以近似地认为Vi =Vj =1。

电力系统基础知识1、电力体系差不多常识电力体系的构成电力体系的额定电压电力体系的中性点运行方法供电质量的重要指标电气主接线方法电力体系的构成一个完全的电力体系由分布各地的各类类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电力用户构成，它们分别完成电能的临盆、电压变换、电能的输配及应用。

图1－1 电力体系的构成示意图电力体系的额定电压电网电压是有等级的，电网的额定电压等级是依照公平易近经济成长的须要、技巧经济的合理性以及电气设备的制造程度等身分，经周全分析论证，由国度同一制订和颁布的。

表1－1 我邦交换电力网和电气设备的额定电压电力网和用电设备额定电压发电机额定电压电力变压器额定电压一次绕组二次绕组低压V 220/127380/220660/380 230400690 220/127380/220660/380 230/133400/230690/400高压kV 3610－3563110220330500750 3.156.310.513.8,15.75,18,20－－－－－－－ 3及3.156及6.310及10.513.8,15.75,18,203563110220330500750 3.15及3.36.3及6.610.5及11－38.569121242363550－1．用电设备用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。

实际上，因为电网中有电压损掉，致使各点实际电压偏离额定值。

为了包管用电设备的优胜运行，国度对各级电网电压的误差均有严格规定。

明显，用电设备应具有比电网电压许可误差更宽的正常工作电压范畴。

2．发电机发电机的额定电压一样比同级电网额定电压赶过5%，用于补偿电网上的电压损掉。

3．变压器变压器的额定电压分为一次和二次绕组。

关于一次绕组，当变压器接于电网末尾时，性质上等同于电网上的一个负荷(如工厂降压变压器)，故其额定电压与电网一致，当变压器接于发电机引出端时(如发电厂升压变压器)，则其额定电压应与发电机额定电压雷同。

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。

电力系统基础知识在我们的日常生活中，电无处不在，为我们带来了光明、温暖和便利。

从家庭中的电灯、电视、电脑，到工厂里的大型机器设备，电力的作用不可小觑。

而这一切的稳定运行，都离不开一个复杂而又精妙的系统——电力系统。

电力系统，简单来说，就是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。

它就像是一个巨大的能量供应链，将发电厂产生的电能，经过一系列的处理和传输，最终送到每一个用户手中。

发电是电力系统的源头。

目前，常见的发电方式主要有火力发电、水力发电、核能发电、风力发电和太阳能发电等。

火力发电利用煤炭、石油或天然气等燃料燃烧产生的热能，将水加热成蒸汽，推动汽轮机旋转，从而带动发电机发电。

水力发电则是利用水的势能，通过水轮机将其转化为机械能，再驱动发电机。

核能发电依靠核反应堆中的核燃料进行链式裂变反应产生热能，进而转化为电能。

而风力发电和太阳能发电则是利用自然界中的风能和太阳能，分别通过风力发电机组和太阳能电池板将其直接转化为电能。

有了电能，接下来就要考虑如何把它输送出去。

输电就是将发电厂产生的电能通过输电线路输送到距离较远的地方。

为了减少电能在传输过程中的损耗，输电电压通常都很高。

我国的输电电压等级主要有110 千伏、220 千伏、330 千伏、500 千伏、750 千伏和 1000 千伏等。

这些高压输电线路就像是电力的“高速公路”，让电能能够快速、高效地传输到各地。

当电能到达用电地区后，需要通过变电站将高电压降低到适合用户使用的电压等级，这就是变电。

变电站里有各种变压器和开关设备，它们负责对电压进行变换和控制，以确保电能的质量和安全。

配电则是将经过变电后的电能分配到各个用户终端。

这包括城市中的配电网、农村的配电线路以及小区内的配电箱等。

配电系统要根据用户的需求和分布，合理地分配电能，确保每个用户都能得到稳定可靠的电力供应。

用电环节是电力系统的最终目的。

无论是居民家庭、商业场所还是工业企业，都需要根据自身的需求合理使用电能。

电力系统基础知识电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，其功能是将发电厂产生的电能传输到消费者处，满足社会经济发展对电力需求的不断增长。

想要深入了解电力系统，有几个基础概念需要了解。

一、电力系统的组成电力系统主要由发电厂、输电网、配电网和用户组成。

发电厂是电力系统的核心，通过各种能源转换为电能，输电网将电能从发电厂输送到各地区的变电站，然后经过配电网输送到用户处。

二、电力传输方式电力传输主要有两种方式：高压直流输电和交流输电。

高压直流输电是采用高压直流电流传输，可以有效减少输电损耗；交流输电是利用交流电传输电能，能够适应大规模的电力运输需求。

三、电力负荷与发电电力系统的电力负荷指用户对电能的需求，在负荷不断增长的情况下，发电厂也需要不断增加发电能力，以保障电力系统的正常运转。

在电力系统中，发电厂的负荷需根据用户负荷波动情况动态调整，以满足用户的需求。

四、电力损耗在电力传输过程中，由于电线本身的电阻和电磁波辐射等因素，会导致电力传输的损耗。

电力系统中的损耗主要分为线路损耗和变压器损耗，通过科学的电力设计和技术手段，可以有效降低电力损耗。

五、电力系统的稳定运行电力系统的稳定运行对于社会和经济的发展至关重要。

在电力系统中，需要通过科学的电力规划、科技适配以及现代化的管理手段来保证系统的稳定运行。

此外，在电力系统的日常运行中，还要注意对于设备的维护和检修，确保设备的正常运转，进一步保证电力系统的稳定性。

六、电力系统的调度和监控为了确保电力系统的稳定运行，需要进行电力调度和监控。

电力调度是对电力系统各个环节进行协调和控制，确保整个系统稳定运行；电力监控则是通过对电力系统实时数据的采集和分析，及时发现和预警潜在问题，进一步保证电力系统的安全运行。

结语电力系统是一个涉及到能源、信息、通讯、控制等多个领域的综合性工程，也是国民经济重要的基础设施之一。

深入了解电力系统基础知识，不仅可以提高我们的能源认知水平，还有助于我们更好地理解电力系统的运行机制，为实现清洁、安全、可靠的电力生产和使用提供坚实的基础。