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1、第一章,第一节 电力系统的基本概念,一、电力系统的构成 二、电力系统运行的特点与要求 三、现代电力系统的发展趋势,一、电力系统的构成,(一)发电厂(站) (二)电力网 (三)电力用户 (四)电力系统的构成,图1-1 电力系统的构成,二、电力系统运行的特点与要求,(一)电力系统运行的特点 (二)电力系统运行的要求,(一)电力系统运行的特点,(1)电力系统发电与用电之间的动态平衡 由于电能不能被大容量储存，导致电能的生产和使用是同步进行的。 (2)电力系统的暂态过程十分迅速 由于电能的传输具有极高的速度，电力系统中开关的切换、电网的短路等暂态过渡过程的持续时间十分短暂。 (3)电力系统的地区性特色
2、明显 前已叙及，电能可由各种不同形式的能量转化而来。 (4)电力系统的影响重大 随着社会的进步和电气化程度的提高，电能对国民经济和人民生活具有重要影响，任何原因引起的供电中断或供电不足都有可能给国民经济和人民生活造成重大损失。,(二)电力系统运行的要求,(1)安全 在电能的生产、输送、分配和使用中，应确保人身和设备安全。 (2)可靠 电力系统应具备在规定的条件下和规定的时间内完成其供电功能的能力，避免发生不必要的供电中断，满足用户对供电可靠性的要求。 (3)优质 电力系统的供电技术参数不应低于国家规定指标，以满足用户对供电质量的要求。 (4)经济 在保证安全可靠和优质的前提下，应加强电力系统预
3、测管理，实现电网在供电成本率低或发电能源消耗率及网损率最小的条件下运行。,三、现代电力系统的发展趋势,(1)能源结构的多样性和互补性 现代电力系统按照因地制宜的原则，结合各地不同的自然资源特点，科学合理地开发一次能源，使电能生产和配置得到充分的优化，尤其鼓励利用清洁能源和可再生能源的分布式电源发展。 (2)控制和调度手段的先进性 随着控制技术和通信技术的发展，现代电力系统的控制和调度朝着自动化、集散化和网络化的方向发展。 (3)输电方式的新颖性 现代电力系统提出了“灵活交流输电与新型直流输电”的概念。,第二节 电力系统的电压,一、标准电压 二、电力系统中各级标称电压的适用范围,一、标准电压,(
4、一)电力系统的标称电压 (二)电气设备的额定电压,(一)电力系统的标称电压,表1-1 我国电力系统的标称电压,(二)电气设备的额定电压,1.用电设备的额定电压 2.发电机的额定电压 3.电力变压器的额定电压,图1-2 电力线路中的电压分布,3.电力变压器的额定电压,(1)电力变压器一次绕组的额定电压U1rT分两种情形：当电力变压器直接与发电机引出端相连时，如图1-3中的变压器T1，其一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同。 (2)电力变压器二次绕组的额定电压U2rT亦分两种情形：当电力变压器二次侧所连配电网输配电距离较短时，如二次侧直接配电给附近高压用电设备或接入低压电网，此时只需要考虑补偿
5、负载时的内部电压损失，因此，电力变压器二次侧的额定电压只比同级电网的系统标称电压Un高5%。,第三节 电力系统的中性点接地方式,一、中性点不接地系统 二、中性点经消弧线圈接地系统 三、中性点经电阻接地系统 四、中性点直接接地系统 五、低压配电系统导体的配置与系统接地,一、中性点不接地系统,(一)运行特点分析 (二)适用范围,(一)运行特点分析,图1- 4 正常运行时的中性点不接地系统 a)电路的原理结构 b)电压、电流相量关系,图1-5 单相接地时的中性点不接地系统 a)电路 b)相量图,(二)适用范围,1)对于310kV钢筋混凝土或金属杆塔的架空线路构成的系统和所有35kV、66kV系统，1
6、0A。 2)对于310kV非钢筋混凝土或非金属杆塔的架空线路构成的系统，当电压为3kV和6kV时，30A；当电压为10kV时，20A。 3)对于310kV电缆线路构成的系统，30A。,二、中性点经消弧线圈接地系统,(一)运行特点分析 (二)消弧线圈的配置,(一)运行特点分析,图1-6 单相接地时的中性点经消弧线圈接地的电力系统a)电路原理图 b)相量分析图,(二)消弧线圈的配置,1)在任何运行方式下，大部分电网不得失去消弧线圈的补偿。 2)一般用户总降压变压器无中性点，故应装设容量相当的专用接地变压器，接地变压器可与消弧线圈采用相同的额定工作时间。,三、中性点经电阻接地系统,(一)运行特点分析
7、 (二)接地电阻的选择,(一)运行特点分析,图1-7 单相接地时的中性点经电阻接地系统,(二)接地电阻的选择,四、中性点直接接地系统,图1-8 单相接地时的中性点直接接地系统,五、低压配电系统导体的配置与系统接地,(一)载流导体的配置 (二)系统接地的型式,(一)载流导体的配置,图1-9 低压配电系统导体的配置 a)单相二线制 b)单相三线制 c)二相三线制 d)三相三线制 e)三相四线制,(二)系统接地的型式,1. TN系统 2. TT系统 3. IT系统,1. TN系统,(1)TN-S系统 整个TN-S系统中，全部采用单独的保护导体，如图1-10a所示。 (2)TN-C系统 在整个TN-C
8、系统中，中性导体的功能与保护导体的功能合并在一根导体中(PEN导体)，如图1-10b所示。 (3)TN-C-S系统 在部分TN-C-S系统中，中性导体的功能与保护导体的功能合并在一根导体中，如图1-10c所示。,图1-10 低压TN系统 a)TN-S系统 b)TN-C系统 c)TN-C-S系统,2. TT系统,图1-11 低压TT系统,3. IT系统,图1-12 低压IT系统,第四节 用户供配电系统及供电要求,一、用户供配电系统的组成 二、用电负荷分级及供电要求,一、用户供配电系统的组成,1.大型电力用户供配电系统 2.中型电力用户供配电系统 3.小型电力用户供配电系统,1.大型电力用户供配电
9、系统,图1-13 大型电力用户供配电系统的构成示意图,2.中型电力用户供配电系统,图1-14 中型电力用户供配电系统的构成示意图,二、用电负荷分级及供电要求,(一)用电负荷分级 (二)各级负荷对供电电源的要求,(一)用电负荷分级,1.一级负荷 2.二级负荷 3.三级负荷,(二)各级负荷对供电电源的要求,1.一级负荷对供电电源的要求 2.二级负荷对供电电源的要求 3.三级负荷对供电电源的要求,1.一级负荷对供电电源的要求,1)独立于正常电源的发电机组：适用于允许中断供电时间为15s以上的重要负荷。 2)供电网络中独立于正常电源的专用馈电线路：适用于允许中断供电时间大于双电源自动转换装置的动作时间的重要负荷。 3)蓄电池、UPS或EPS装置：由于蓄电池装置供电稳定、可靠、切换时间短，因此容量不大的特别重要负荷且可采用直流电源者，可由蓄电池装置作为应急电源。,图1-15 在线式UPS的组成原理,第五节 分布式电源的应用,一、分布式电源的概念 二、太阳能光伏电源系统的应用,一、分布式电源的概念,1.光伏电池技术 2.风力发电技术 3.微型燃气轮机技术 4.燃料电池技术 5.生物质发电技术,二、太阳能光伏电源系统的应用,1.太阳能光伏电池方阵 2.蓄电池组 3.充放电控制器 4.逆变器 5.太阳跟踪控制系统 思考题与习题,图1-16 太阳能光伏电源系统的组成,图1-17 习题1-11图,
