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华中科技大学电气工程基础(熊银信)-第9章现代电力系统的运行剖析PPT课件

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书本说明电力系统工程基础--华中科技大学出版社-....doc

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书本说明：《电力系统工程基础》－－华中科技大学出版社－－主编：熊信银张步涵第一章绪论电力系统：由发电机、变压器、输电线路以及用电设备（或发电厂、变电所、输配电线路以及用户），按照一定的规律连接而组成的统一整体。

电能的质量指标主要包括：电压，频率，波形电力系统中性点接地接地：为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全，人为地使电力网及其某个设备的某一特定地点通过导体与大地作良好的连接。

电力系统的中性点：星形连接的变压器或发电机的中性点。

电力系统的中性点接地方式：小电流接地：★中性点不接地（中性点绝缘）适用范围3kV~60kV的电力系统★中性点经消弧线圈接地消弧线圈：安装在变压器或发电机中性点与大地之间的具有气隙铁芯的电抗器作用：它和装设消弧线圈前的容性电流的方向刚好相反，相互补偿，减少了接地故障点的故障电流，补偿方式：大多采用过补偿方式。

大接地电流：★中性点直接接地380/220V系统中一般都采用中性点直接接地方式，主要是从人身安全考虑问题。

★中性点经电阻接地适用范围：配网系统第二章发电系统火电厂由三大主机（锅炉，汽轮机，发电机）及其辅助设备组成。

第三章输变电系统第一节概述输变电系统: 包括变电所和输电线路★电气主接线发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路，称为电气主接线，也称为电气一次接线或一次系统。

★一次设备发电厂或变电所中直接通过大电流或接于高电压上的电气设备称为电气主设备或一次设备。

★二次设备发电厂或变电所中用于对一次设备或系统进行监视、测量、保护和控制的电气设备称为二次设备，由二次设备构成的系统称为二次系统。

第二节输变电设备★电流互感器运行特点：二次绕组不能开路，二次侧必须接地二次接线：单相接线；星形接线；不完全星形接线★电压互感器运行特点：二次绕组不能短路，二次侧必须接地分为电磁式和电容式两种第三节电气一次接线(重点)第一大类有汇流母线接线1. 单母线接线简单、清晰、设备少2. 单母线分段接线减少母线故障或检修时的停电范围3. 单母线分段加装旁路母线接线旁路母线的作用是不停电检修进出线断路器4. 双母线接线具有两组母线W1，W25. 双母线分段接线工作母线分成2段，即母线II，III段，备用母线I不分段6. 双母线带旁路母线接线任一进出线的断路器检修时可不停电7. 一台半断路器接线在母线W1，W2之间，每串接有三台断路器，两条回路，每二台断路器之间引出一回线，故称为一台半断路器接线，又称二分之三接线。

电气工程基础课件

电气工程基础课件

电气工程基础教学目的•建立电力系统整体概念；•掌握电力系统“发电-输电-配电-用电”各个环节的构成和工作原理；•通过本课程的学习，具备基本的电力工业背景知识，为后续专业课的学习奠定基础，也为从事电力系统相关行业的工作打下必要的基础。

•熊信银. 电气工程基础. 华中科技大学出版社，2010•考试：平时30%，考试70%课程衔接•先修课程：电路理论，电机学•主要后续课程：电力系统分析、继电保护、电力系统自动化、高电压技术第一章主要内容•掌握与电力系统相关的若干基本概念，包括电力系统、电力网、动力系统、变电站等；•理解电力系统的特点；•理解对电力系统提出的要求；•掌握电力系统的三个电能质量指标，包括国家标准规定的允许变化范围；•掌握电力系统的额定电压等级及规定，了解电力系统电压等级与输电距离之间的关系；•了解电力系统发展历史、现状和前景。

单线图•单线图：采用一根线表示对称三相输电线路等值电路只研究π型等值电路时间事件1873年在维也纳国际博览会上，法国弗泰内使用2000m导线，连接一台瓦斯发动机拖动的格拉姆直流发电机和一台带动水泵的电动机，证明了远距离输电的现实性1874年俄国皮罗茨基在彼得堡架设了输送功率4.5kW的直流输电线路，距离为500m，后增至1000m。

1876年，又利用铁路轨道输送了3.6km，后来被用于有轨电车牵引1882年法国德普勒架设首条57km直流试验线路，采用4.5mm 电报线，首端电压1343V，末端850V，输送功率不到200W，损耗78%，把米斯巴赫水电站直流发电机发出的电力送到慕尼黑国际博览会1883年德普勒从法国南部比塞尔到格勒诺布尔进行14km输电试验，输送功率1.1kW时间事件1885年采用6000V高压直流发电机从瓦利尔输电到巴黎，56km，损耗55%1882年10月英国霍普金森（J. Hopkinson）发明直流输电三线制系统，外线到中线110V，两外线之间220V。

华中科技大学-电气工程基础(熊银信)-第1章-绪论ppt课件

华中科技大学-电气工程基础(熊银信)-第1章-绪论ppt课件
电能不能大量存储：电能的生产、变换、输送、分 配和使用是同时进行的。 P发 P用＋P 频率f Q发 Q用＋Q 电压V
HUST_CEEE
过渡过程十分短暂：控制操作自动化程度高。 必须借助自动装置对电力系统进行控制：继电保护 装置、远动装置、减载装置、同期装置、励磁装置…… 电能生产与国民经济各部门和人民生活有着极为密 切的关系：社会政治经济影响巨大。 负荷分类：一类负荷、二类负荷、三类负荷 电力系统的地区性特点较强：发展各具特色。 电力系统的规划设计、运行等不能盲目搬用其它 系统的经验。
2. 电力工业现代化
高电压、大系统 大电厂、大机组 智能电网
HUST_CEEE
3. 联合电力系统
效益
各系统间电负荷的错峰 效益
支出
增加联络线和电网内部 加强所需投资以及联络 线的运行费用
当系统间联系较弱时， 有可能引起调频的复杂 性和出现低频振荡 增加了系统短路容量， 并可能导致增加或调换 已有设备 增加联合电网的通讯和 高度自动化的复杂性
HUST_CEEE
电力系统之最：
最大单机： 火电：1000MW（玉环061128、邹县061204）
水电：700MW（三峡）
核电：1000MW（岭澳核电厂） 最大发电厂：
水电：三峡工程， 32×70 万 kW ，年均发电量 846 亿 kW· h，比全世界70万kW机组的总和还多，世界最大发电厂
电力系统：由发电机、变压器、输电线路以及用电设备（或 发电厂、变电所、输配电线路以及用户），按照一定的规律 连接而组成的统一整体。
动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分包含 在内的系统。
HUST_CEEE
超高压远距 离输电网
变电所A：枢纽 500kV 220kV

模电华科第9章.ppt

模电华科第9章.ppt

二管导通的时间都比输入信号的 半个周期更长，功放电路工作在 甲乙类状态。
T1和T2 管在ui作用下输
入特性中的图解分析
2020/11/1
16
注意：
若静态工作点失调，可使T1、T2管因功耗 过大而损坏。因此，常在输出电路中接入熔断 器以保护功放管和负载。
2020/11/1
17
9.2.2 OCL电路的输出功 率及效率
2020/11/1
8
两只同类型管子在 电路中交替导通的方式， 称为“ 推挽 ”工作方式。 设 β为常量，则负载上可 获得正弦波。输入信号 越大，电源提供的功率 也越大。
UomVCC2UCES
2020/11/1
9
3. 功率放大电路的分类
在放大电路中，若输入信号为正弦波时，根据晶 体管在信号整个周期内导通情况分类。
T1
（2）若输入电压最大有效值为8V，则 负载上能够获得的最大功率为多少。 +
解：（1）PO m ＝ U R O 2Lm ＝ （ VC－ 2 C R U LC） E2S1W 8 u_i
＝ POm＝ •VC－ CUCE S0.628
PV 4 VCC
D1
D2 R2
+
RL uo
T2
R3
VCC
（2）因为UO≈Ui，所以UOm≈8V。最大输出功率
当输入电压足够大，且又不产生饱和失真的图解分析。
图中I区为T1管的输出特性， Ⅱ区为T2管的输出特性；
二只管子的静态电流很小， 可认为Q点在横轴上。 最大输出电压幅值
Uop = VCC – UCES
最大不失真输出电压的有效值
UOm＝VCC－2UCES
2020/11/1
OCL电路的图解分析

华中科技大学电气工程基础(熊银信)-第10章电力系统继电保护PPT课件

华中科技大学电气工程基础(熊银信)-第10章电力系统继电保护PPT课件

系统故障时， ➢ 对于系统中的电气设备而言，保护动作越快，对
保护装置仅切
通过故障电流的电气设备损坏越小； ➢ 对电力系统中并列运行的发电机而言，保护动作
除故障元件， 尽可能地缩小
太慢，可能将使发电机之间失去同步。若短路时， 相关保护迅速动作切除故障，电源间功角不至拉 开太大，系统能较容易地使失去同步的电源进入
第十章 电力系统继电保护
第一节 继电保护的作用和原理 第二节 继电保护装置的构成 第三节 对继电保护的基本要求 第四节 输电线路的电流保护 第五节 输电线路的自动重合闸 第六节 主要电气设备的保护配置
HUST_CEEE
整体概况
HUST_CEEE
概况一
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01
概况二
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HUST_CEEE
第四节 输电线路的电流保护
一、电力系统继电保护的配置原则 二、线路相间短路的电流保护* 三、相间短路方向电流保护 四、相间短路电流保护整定计算举 例 五、接地短路的电流保护
HUST_CEEE
一、电力系统继电保护的配置原则
《技术规程》对电力系统中的保护配置有十 分详细和具体的规定： 对于电力系统中的电力设备和线路，应 装设反应各种短路故障和异常运行的保护装置：
停电范围，保 再同步，恢复电力系统的正常运行。
HUST_CEEE
3. 灵敏度好： 灵敏度是指继电保护对其保护范围内故障或不正常运行状态的 反应能力。 保护的灵敏度一般用灵敏系数(Ksen )来衡量。
➢ 对于反应物理量上升而动作的保护，其灵敏系数为： Ksen＝保护范围内金属短路时故障参数的最小计算值 ÷保护的整定值（动作值）
A最不利情况下的B 保护范按围最来小校验运保行护方的式灵下敏二 相

电力系统工程基础 华中科技大学 熊信银 PPT课件2发电系统46页PPT

电力系统工程基础 华中科技大学 熊信银 PPT课件2发电系统46页PPT
掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
电力系统工程基础 华中科技大学 熊信 银 PPT课件2发电系统
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。

华中科技大学-电气工程基础课件(熊银信)-第7章-电力系统的短路计算剖析

➢ 为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提 供必要的数据；
➢ 为合理配置电力系统中各种继电保护和自动装 置并正确整定其参数提供可靠的依据。
❖ 简化假设
I. 负荷用恒定电抗表示或略去不计；
II. 认为系统中各元件参数恒定，在高压网络 中不计元件的电阻和导纳，即各元件均用 纯电抗表示，并认为系统中各发电机的电 势同相位，从而避免了复数的运算；
0.87
X
T1( N
)*
U
2 T 1(
N
)
ST1( N )
Sd
U
2 dI
10.5 10.52 100 31.5
100 10.52
0.33
X G( N )*
Sd SN
0.26 100 30
0.87
X T1(N )*
Sd ST1(N )
10.5 100 100 31.5
0.33
X
项目 UdⅡ UdⅢ
1. 准确计算法
U dI
/
K1
10.5 1 10.5 /121
121kV
U dI
/(K1K2 )
U dII
/
K2
121 1 110/ 6.6
7.26 kV
2. 近似计算法 UavⅡ＝115 kV UavⅢ＝6.3 kV
E=1.05
各元件电抗的标幺值分别为： 1
2
3
4
5
6
HUST_CEEE
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第一节 电力系统的短路故障
短路：电力系统中一切不正常的相与相之 间或相与地之间发生通路的情况。
一、短路的原因及其后果 二、短路的类型 三、短路计算的目的和简化假设
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QGN=SGNsinφN=PGNtgφN
HUST_CEEE
➢非额定功率因素有功与无功的关系：
OA代表发电机额定电压 ；AC代表在
发电机电抗Xd上引起的电压降，正比于定 子额定电流，所以亦正比于发电机的额定
视在功率SGN；AC在纵坐标和横坐标上的 投影分别正比于发电机的额定有功功率
PGN和额定无功功率QGN 。C点表示发电 机的额定运行点 ；OC发电机电势，它正
HUST_CEEE
2、有功功率电源和备用容量
n
n
有功功率的平衡 ： PGi PLi P
i1
i1
总装机容量： 所有发电机的额定容量之和
有功电源容量：系统中可投入发电设备的总容量之和
Hale Waihona Puke 备用容量： 系统的电源容量大于发电负荷的部分
为保证供电可靠性和电能质量、以及有功功率的经济分配，发电厂必
须有足够的备用容量。一般要求备用容量达最大发电负荷的15%~30%
HUST_CEEE
三、电力系统的频率调整
1、频率调整的必要性
频率是衡量电能质量的指标之一，频率质量 下降的危害：
异步电动机的转速与输出功率； 各种电气设备均按额定频率设计； 频率降低，无功损耗增加，无功平衡和电
压调整变得困难。
2、电力系统的频率特性
❖ 电源有功功率的静态频率特性
电源有功功率静态频率特性：发电机组的原 动机机械功率与角速度或频率的关系
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HUST_CEEE
HUST_CEEE
第一节 电力系统有功功率与频率的调整
一 、 电 力 系 统 的 有 功 功 率 平 衡 二 、 电 力 系 统 有 功 功 率 的 分 配 三、电力系统 的频率调整
一、电力系统的有功功率平衡
1．有功功率负荷 ：
HUST_CEEE
3、电力系统的频率调整
❖ 频率的一次调整 调节过程
△
PLD=KL△f
△PG
=
-KG△f
△PLD0 + KL△f = -KG△f
△PLD0= -(KG+KL)△f = -KS△f
定 义 KS=KG+KL 为 系 统 的 单 位 调 节 功 率 KS=KG + KL = -△PLD0/△f
只有在额定电压、额定电流和额定 功率因数(即C点)下运行时，发电机的视 在功率才能达到额定值，其容量也利用 得最充分。
发电机无功输出与电压的关系：
HUST_CEEE
E sin XI cos
P UI cos EU sin X
E cos U IX sin
Q UI sin EU cos U 2
HUST_CEEE
第二节 电力系统无功功率与电压的调整
一、电力系统的无功功率平衡 二、中枢点的电压管理 三、电力系统的调压措施
❖ 无功功率与电压的关系
HUST_CEEE
一、电力系统的无功平衡
1. 无功电源：
包括发电机、同步调相机、静电电容器 及静止补偿器等。
❖ 发电机： ➢ 额定状态下发出的无功功率：
负荷变动幅度小，周期又很短(如P1)，这种负 荷的变动具有很大的偶然性；
负荷变动幅度较大，周期也较长（如P2）工业 中大电机、电炉、延压机、电气机车等用户的 开停，它们具有一定的冲击性；
负荷变动幅度最大，周期也最长，且变化较缓 慢（如P3）人们生产、生活及气象条件的变化 等引起的，这种负荷变化基本上可以预计。
无调速系统时：Pm=C1ω－C2ω2=C1f－C2f 2 有调速系统时：原动机的静态频特性成为一 族曲线。此时发电机输出功率与频率关系的曲 线近似地用直线表示，称为发电机组的功率一 频率静态特性。
❖ 电力系统负荷的静态频率特性 负荷模型中，负荷与频率的关系可用多项式表示：
P L D a 0 P LD a 1 P N LD ffN N a 2 P LD ffN N 2 a n P LD ffN N n
系统中有n台机组，只有m台机组参与
一次调整单位调节功率为：
m
KS KGi KL i1
❖ 频率的二次调整 选定系统中的一个或几个电厂担负二次调频任务，担负
二次调频任务的电厂称为调频厂。 ➢ 调频厂的条件： ① 具有足够的容量； ② 具有较快的调整速度； ③ 调整范围内的经济性要好。 ➢ 火电厂受锅炉技术最小负荷的限制，可调容量仅为 其额定容量的30%~75% ➢ 水电厂的调整容量大于火电厂，水电厂的调整速度 较快，且适宜承担急剧变动的负荷。 ➢ 一般应选择系统中容量较大的水电厂作为调频厂。 若水电厂调节容量不足或无水电厂时，可选中温中 压火电厂作为调频厂。
X
X
Q
EU
2
P2
U
2
X
X
❖同
步
调
相
机
：
相当于空载运行的同步电动机，在过励磁运行时，同步调相机向
系统输送无功功率，欠励磁运行时，它从系统吸收无功功率，无功功
率与电压静特性与发电机相似。
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❖电
容
器
：
无功功率与电压静特性关系：
QC
U2 XC
第九章 现代电力系统的运行
第一节 电力系统有功功率与频率的调整 第二节 电力系统无功功率与电压的调整 第三节 电力网运行的经济性 第四节 电力系统运行的稳定性
HUST_CEEE
整体概述
概况一
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概况二
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概况三
HUST_CEEE
二、电力系统有功功率的分配
1、有功电源的最优组合
指系统中发电设备或发 电厂的合理组合，包括机组的 最优组合顺序，机组的最优组 合数量和机组的最优开停时间。
2、有功负荷在运行机组 间的最优分配
指系统的有功负荷在各运 行的发电机组或发电厂间的合 理分配。
3、分配原则：
充分合理利用水利资源，尽量避免弃水；最大限度地降低火电厂煤耗， 并充分发挥高效机组的作用；降低火力发电的成本，执行国家的有关燃料 政策，减少烧油，增加燃用劣质煤、当地煤。
比于发电机的额定激磁电流。
发 电 机 变 功 率 因 数 运 行 的 限 制 ：
转子电流不能超过额定值— BC 定子电流不能超过额定值 —ECD 汽轮机出力的限制— HC 故实际运行轨迹：HCB
分析：
➢ 当运行于HC，发电机发出的无功功率低 于额定运行情况下的无功输出。
➢ 运行于BC段时，在降低功率因数、减少 有功输出的情况下，可多发无功功率。