电工进网作业许可考试【专业研究】

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1、电工进网作业许可电工进网作业许可考试考试1技术资料电工进网作业考试电工进网作业考试序序v电工有三证电工有三证(1)职业资格证:电工学员经培训、考试合格通过政职业资格证:电工学员经培训、考试合格通过政府认定的考核机构,对劳动者的技能水平和职业府认定的考核机构,对劳动者的技能水平和职业资格进行客观公正、科学规范的评价和鉴定,由资格进行客观公正、科学规范的评价和鉴定,由劳动和社会保障局对合格者授予劳动和社会保障局对合格者授予国家职业资格国家职业资格证书证书;(2)操作证:电工学员的身体健康,无妨碍从事相应操作证:电工学员的身体健康,无妨碍从事相应特种作业的疾病和生理缺陷,经考试、考核和安特种作业的疾

2、病和生理缺陷,经考试、考核和安全技术培训考试,由安全生产监督管理局审核,全技术培训考试,由安全生产监督管理局审核,对合格者授予对合格者授予特种作业操作证特种作业操作证;2电工进网作业考试电工进网作业考试序序(3)电监委的入网许可证,分电监委的入网许可证,分高压、低压、特种证高压、低压、特种证。它是电监委对从事电气安装、检修、试验、运行它是电监委对从事电气安装、检修、试验、运行等作业电工颁发的一种资格证书,属国务院批准等作业电工颁发的一种资格证书,属国务院批准的行政许可项目。凡从事发电、送电、变电、配的行政许可项目。凡从事发电、送电、变电、配电、电气设备安装、运行、检修、试验、矿山井电、电气设备

3、安装、运行、检修、试验、矿山井下电工作业人员都必须取得资格证书,方可上岗下电工作业人员都必须取得资格证书,方可上岗作业。其作业。其目的目的是使操作者的操作在是使操作者的操作在满足技术要求满足技术要求的同时,的同时,满足安全要求满足安全要求。 3电工进网作业考试电工进网作业考试序序v取得取得低压类低压类电工进网作业许可证的,可以从事电工进网作业许可证的,可以从事0.4kV以下电压等级电气安装、检修、运行等低压作业;以下电压等级电气安装、检修、运行等低压作业;取得高压类电工进网作业许可证的,可以从事所有取得高压类电工进网作业许可证的,可以从事所有电压等级电气安装、检修、运行等作业。电压等级电气安装

4、、检修、运行等作业。v取得取得高压类高压类电工进网作业许可证的,可以从事所有电工进网作业许可证的,可以从事所有电压等级电气安装、检修、运行等作业。电压等级电气安装、检修、运行等作业。v取得取得特种类特种类电工进网作业许可证的,可以在受电装电工进网作业许可证的,可以在受电装置或者送电装置上从事电气试验、二次安装调试、置或者送电装置上从事电气试验、二次安装调试、电缆作业等特种作业。电缆作业等特种作业。 4电工进网作业考试电工进网作业考试序序v电工进网作业许可考试包括理论(电脑考试)和电工进网作业许可考试包括理论(电脑考试)和实际操作两部分。证件全国有效。证件注册有效实际操作两部分。证件全国有效。证

5、件注册有效期为期为3年,期满续期注册。年,期满续期注册。v目前培训的实际情况,无需低压进网作业证,可目前培训的实际情况,无需低压进网作业证,可以直接报考高压证。绝大多数人员直接报考高压以直接报考高压证。绝大多数人员直接报考高压证。证。5电工进网作业考试电工进网作业考试序序v特点:特点: 针对进网作业电工的岗位要求,密切联系生产实针对进网作业电工的岗位要求,密切联系生产实际,注重科学实用,并以安全主线贯穿始终。际,注重科学实用,并以安全主线贯穿始终。6电工进网作业许可考试参考教材电工进网作业许可考试参考教材v第一章第一章 电力系统基本知识电力系统基本知识v第二章第二章 电力变压器电力变压器v第三

6、章第三章 高压电器及成套配电装置高压电器及成套配电装置v第四章第四章 高压电力线路高压电力线路v第五章第五章 过电压保护过电压保护v第六章第六章 继电保护与二次回路继电保护与二次回路v第七章第七章 电气安全技术电气安全技术7 电力系统结构电力系统结构v电力系统电力系统由由发电、送电、变电、配电发电、送电、变电、配电和和用电用电组成的整体;组成的整体;v目前世界上最大的人造机器,当今社会最庞大的工业之一,目前世界上最大的人造机器,当今社会最庞大的工业之一,是国民经济的支柱产业;是国民经济的支柱产业;v国防资源,电力安全是国防安全的基础(水库、火电厂、国防资源,电力安全是国防安全的基础(水库、火电

7、厂、核电站、输电线路)(石墨炸弹)核电站、输电线路)(石墨炸弹)v电力网电力网是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电所连是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电所连接而成的网络,由接而成的网络,由输电、变电、配电输电、变电、配电三部分组成。三部分组成。v电力网按照其在电力系统中的作用不同,分为电力网按照其在电力系统中的作用不同,分为输电网输电网和和配配电网电网。8v输电网输电网是以高压或者超高压将发电厂、变电所或是以高压或者超高压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来的输电网络,又称为电力网变电所之间连接起来的输电网络,又称为电力网中的主网架。中的主网架。v直接将电能送到用户的网络称为直接将电

8、能送到用户的网络称为配电网配电网: 高压配电网高压配电网(110kV及以上及以上) 中压配电网中压配电网(35kV、10kV、6kV、3kV) 低压配电网低压配电网(220V、380V)输电网与配电网输电网与配电网9动力系统与电力系统、电力网动力系统与电力系统、电力网10电力系统与电力网电力系统与电力网11一次系统的组成一次系统的组成v发电机发电机:电能的生产,一次能源转换成电能;:电能的生产,一次能源转换成电能;v电力网络电力网络(输配电系统输配电系统):电能输送和分配,包括:电能输送和分配,包括:输电网输电网(输电系统输电系统)和配电网和配电网(配电系统配电系统);v负荷负荷(用户用户):

9、电能消费,将电能转换成其它形式的:电能消费,将电能转换成其它形式的能量,电动机能量,电动机/照明照明/电炉等。电炉等。12二次系统的组成二次系统的组成13电力生产的特点电力生产的特点v同时性同时性电能的生产、输送、分配以及转换为其他形态能量的过程,时同时进电能的生产、输送、分配以及转换为其他形态能量的过程,时同时进行的。行的。v集中性集中性电力生产是高度集中的、统一的,所有的发电厂、输变电公司、供电电力生产是高度集中的、统一的,所有的发电厂、输变电公司、供电公司都必须接受统一调度。公司都必须接受统一调度。v适用性适用性电能使用方便,环保无污染。电能使用方便,环保无污染。v先行性先行性经济发展电

10、力先行。装机容量、电网容量、发电量增长速度应大于经经济发展电力先行。装机容量、电网容量、发电量增长速度应大于经济增长速度。济增长速度。14电力系统接线图电力系统接线图v电气接线图电气接线图:电力设备间电气连接关系;:电力设备间电气连接关系;v地理接线图地理接线图:发电厂、变电所间相对地理位置及:发电厂、变电所间相对地理位置及其联结路径。其联结路径。15电力系统的结线方式电力系统的结线方式(1)v无备用电源的结线方式无备用电源的结线方式 放射式、干线式、链式放射式、干线式、链式简单,经济,运行方便简单,经济,运行方便供电可靠性差供电可靠性差16电力系统的结线方式电力系统的结线方式(2)v有备用电

11、源的结线方式有备用电源的结线方式 双回放射式、双回干线式、双回链式、环式、两双回放射式、双回干线式、双回链式、环式、两端供电网端供电网可靠、经济可靠、经济运行调度复杂运行调度复杂17电压等级电压等级v规定电压等级的目的规定电压等级的目的标准化、系列化、统一化标准化、系列化、统一化v不同电压等级的适用范围不同电压等级的适用范围220,330,500,1000kV大系统的主干网大系统的主干网110 kV中小系统的主干线或大系统的二次电压中小系统的主干线或大系统的二次电压35kV大的工业区内部网或农村主干网大的工业区内部网或农村主干网10kV高压配电网高压配电网提高输电电压的提高输电电压的利弊利弊:

12、减小载流截面和线路电抗:减小载流截面和线路电抗,利于提高线路功率极限和稳定性,增加绝缘成本利于提高线路功率极限和稳定性,增加绝缘成本18电压等级电压等级线路电压线路电压(kv)输送容量输送容量(MW) 输送距离输送距离(km) 6 0.10.241510 0.22.062035 210205011010505015022010050010030033020080020060050010001500250850电力系统的电压与输电容量和输电距离电力系统的电压与输电容量和输电距离19电压等级电压等级v额定电压:发电机、变压器、用电设备等正常运额定电压:发电机、变压器、用电设备等正常运行时最经济的电

13、压行时最经济的电压v在同一电压等级中,电力系统的各个环节(发电在同一电压等级中,电力系统的各个环节(发电机、变压器、电力线路、用电设备)的额定电压机、变压器、电力线路、用电设备)的额定电压各不相同。各不相同。某一级的额定电压是以某一级的额定电压是以用电设备用电设备为中为中心而定的。心而定的。用电设备的额定电压是其他元件的参考电压。用电设备的额定电压是其他元件的参考电压。用电设备电压允许在额定电压用电设备电压允许在额定电压UN的的5%内波动内波动输电线路的额定电压为线路的平均电压输电线路的额定电压为线路的平均电压 UN(1+5%)+UN(1-5%)/2=UN20电压等级电压等级发电机的额定电压发

14、电机的额定电压 UN(1+5%)变压器的额定电压为变压器两侧的额定电压,以变压器的额定电压为变压器两侧的额定电压,以变比表示为变比表示为 k= U1N / U2N一次侧一次侧直接与发电机相连:直接与发电机相连: U1N = UN(1+5%)联络(相当于用电设备):联络(相当于用电设备): U1N = UN二次侧相当于发电机二次侧相当于发电机空载:空载:U2N = UN(1+5%) 带负载带负载 :U2N = UN(1+10%)(内部压降约内部压降约5%)或直接连负载或漏抗很小时或直接连负载或漏抗很小时U2N = UN(1+5%)21例题例题v确定图中电力系统各元件的额定电压?确定图中电力系统各

15、元件的额定电压?GMT410kv110kv35kv10kv6kv380vXG:10.5kvT1:10.5/121kv T2:110/38.5/11kv T3:35/6.3kv T4:10kv/400vM: 6kv L:380vT1T2T32223 24大型电力系统的特点(电力系统为什么要互大型电力系统的特点(电力系统为什么要互联?)联?)v提高供电可靠性提高供电可靠性 大型电力系统的构成,提高了电力系统的稳定性,和用户的供电可靠性。大型电力系统的构成,提高了电力系统的稳定性,和用户的供电可靠性。设备故障或检修时可以通过改变运行方式,对用连续供电。设备故障或检修时可以通过改变运行方式,对用连续供

16、电。v减少系统的备用容量减少系统的备用容量电力系统的运行需要灵活性,各地区可以通过电力网相互支持,大大减电力系统的运行需要灵活性,各地区可以通过电力网相互支持,大大减少必须的备用少必须的备用 机组数量。机组数量。v降低系统的高峰负荷降低系统的高峰负荷通过合理的分配负荷,降低了系统的高峰负荷,提高运行的经济性。通过合理的分配负荷,降低了系统的高峰负荷,提高运行的经济性。v提高了供电质量提高了供电质量v便于利用大型动力资源便于利用大型动力资源形成大的电力系统,便于利用大型动力资源,充分发挥水电厂的作用。形成大的电力系统,便于利用大型动力资源,充分发挥水电厂的作用。25互联带来的问题互联带来的问题v

17、超高压互联设备的投资大;超高压互联设备的投资大;v系统规模大而复杂,运行难度大,局部故障可能系统规模大而复杂,运行难度大,局部故障可能危机整个互联系统;危机整个互联系统;v电网并联回路增多,故障电流大;电网并联回路增多,故障电流大;随着计算机等信息技术的发展应用,自动化水平的随着计算机等信息技术的发展应用,自动化水平的提高,逐步克服缺点提高,逐步克服缺点26电力系统的运行控制电力系统的运行控制v集中管理集中管理v分层控制分层控制27直流输电简介直流输电简介28直流输电优点直流输电优点v适用于大系统互联:两端交流系统无需同步运行,适用于大系统互联:两端交流系统无需同步运行,无需同频率,本身不存在

18、稳定问题;无需同频率,本身不存在稳定问题;v直流线路造价低;直流线路造价低;v能量损耗小;能量损耗小;v控制快速简便;控制快速简便;29直流输电缺点直流输电缺点v换流站造价高;换流站造价高;v整流产生谐波,恶化电能质量,干扰通信系统,整流产生谐波,恶化电能质量,干扰通信系统,需要滤波;需要滤波;v当前技术水平下,当前技术水平下,HVDC故障次数较多。故障次数较多。30交直流之争(交直流之争(1)v初期直流,初期直流,1886年后,其年后,其无法远距离送电无法远距离送电的局限的局限显露出来,输电需要高电压,而发用电不接受高显露出来,输电需要高电压,而发用电不接受高电压,需要基于交流的变压技术;电

19、压,需要基于交流的变压技术;v19世纪世纪90年代年代交直流标准之争交直流标准之争,爱迪生主张直流,爱迪生主张直流,西屋偏好交流,激烈辩论;西屋偏好交流,激烈辩论;v世纪之交,世纪之交,交流获胜交流获胜:尼亚加拉瀑布选择交流,:尼亚加拉瀑布选择交流,因为直流不能将电送往因为直流不能将电送往30km外的布法罗,结束了外的布法罗,结束了交直流的争论;交直流的争论;v主要原因:交流系统电压变换容易,发、输、用主要原因:交流系统电压变换容易,发、输、用灵活;交流发电机和电动机简单便宜。灵活;交流发电机和电动机简单便宜。31交直流之争(交直流之争(2)v20世纪世纪50年代,随着汞弧阀的发展,高压直流对

20、大年代,随着汞弧阀的发展,高压直流对大容量远距离输电更有吸引力,变得更经济,并可提容量远距离输电更有吸引力,变得更经济,并可提供非同步联网;供非同步联网;v第一条现代商业第一条现代商业HVDC输电于输电于1954年在瑞典建成,年在瑞典建成,通过通过96km海底电缆将瑞典本土于格特兰岛互联;海底电缆将瑞典本土于格特兰岛互联;v随着晶闸管阀的发展,随着晶闸管阀的发展,HVDC更具吸引力,伴随着更具吸引力,伴随着换流设备价格降低,尺寸缩小以及可靠性的提高,换流设备价格降低,尺寸缩小以及可靠性的提高,HVDC输电的应用逐步扩大。输电的应用逐步扩大。32我国电力工业发展我国电力工业发展v1882年,上海

21、乍浦路发电所年,上海乍浦路发电所33我国电网联结示意图我国电网联结示意图341000kV输电线路输电线路3536电力的生产电力的生产(1)v火力发电;火力发电;v水力发电;水力发电;v核能发电;核能发电;v新能源发电:风能、太阳能、地热、生物质能、新能源发电:风能、太阳能、地热、生物质能、潮汐能等;潮汐能等;37电力的生产电力的生产(2)v火力发电存在的问题?火力发电存在的问题?安全问题:采矿和运输中的安全性灾难;安全问题:采矿和运输中的安全性灾难;社会代价:采矿和运输的基础设施等;社会代价:采矿和运输的基础设施等;环境问题:酸雨、温室效应、可吸入颗粒物等;环境问题:酸雨、温室效应、可吸入颗粒

22、物等;效率问题:热电厂,热电联产;效率问题:热电厂,热电联产;38电力的生产电力的生产(3)v水力发电的水力发电的优点优点:干净;廉价的能源;干净;廉价的能源;综合水利工程:同时解决发电、防洪、灌溉和航运综合水利工程:同时解决发电、防洪、灌溉和航运等问题;等问题;良好的启动和调节性能:启动到并网供电速度快良好的启动和调节性能:启动到并网供电速度快(5分钟分钟),火电厂,火电厂(数小时数小时);特殊的水电厂:抽水蓄能电厂,起特殊的水电厂:抽水蓄能电厂,起“消峰填谷消峰填谷”的的作用;作用;39电力的生产电力的生产(4)v水力发电的水力发电的缺点缺点:建设问题:投资大,工期长,存在国防安全、库区建

23、设问题:投资大,工期长,存在国防安全、库区移民、淹没耕地、破坏文物、可能破坏自然生态移民、淹没耕地、破坏文物、可能破坏自然生态平衡等问题;平衡等问题;运行问题:发电出力受气象、水文、防洪、灌溉和运行问题:发电出力受气象、水文、防洪、灌溉和航运等综合影响,分枯水期和丰水期,出力不稳航运等综合影响,分枯水期和丰水期,出力不稳定。定。404142电力的生产电力的生产(5)v核能发电的特点:核能发电的特点:核燃料核裂变,核能核燃料核裂变,核能热能热能机械能机械能电能;电能;一种能量巨大的能源,大量节省煤,石油等燃料,一种能量巨大的能源,大量节省煤,石油等燃料,避免燃料运输。如:避免燃料运输。如:50万

24、万kW的电厂,的电厂,150万万T煤煤/年,年,20T铀铀/年;年;与火电比,造价高,但发电成本低,规模愈大愈合与火电比,造价高,但发电成本低,规模愈大愈合算,超过算,超过50万万kW,核电厂比火电厂合算;,核电厂比火电厂合算;问题问题:放射性污染放射性污染的担心,技术上能较好处理污染的担心,技术上能较好处理污染防护和放射性核废料的处理问题,但事故仍有发防护和放射性核废料的处理问题,但事故仍有发生。生。4344电力的生产电力的生产(6)风力发电风力发电v风力发电风力发电风力发电机组由风力机和发电机及其控制系统所组成,风力发电机组由风力机和发电机及其控制系统所组成,其中风力机完成风能到机械能的转

25、换,发电机及其控其中风力机完成风能到机械能的转换,发电机及其控制系统完成机械能到电能的转换。制系统完成机械能到电能的转换。风力发电的运行方式通常可分为风力发电的运行方式通常可分为独立运行独立运行和和并网运行并网运行。45电力的生产电力的生产(7)风力发电风力发电v风力发电的特点风力发电的特点 (1)(1)风能是风能是可再生能源可再生能源,不存在资源枯竭不存在资源枯竭的问题。的问题。 (2)(2)风力发电是风力发电是清洁的电能清洁的电能生产方式,不会造成空气污染。生产方式,不会造成空气污染。 (3)(3)风力发电机组建设工期短,单台机组安装仅需几周,从土风力发电机组建设工期短,单台机组安装仅需几

26、周,从土建、安装到投产,只需半年至一年时间。投资规模灵活,可建、安装到投产,只需半年至一年时间。投资规模灵活,可根据资金多少来确定,而且安装一台可投产一台。根据资金多少来确定,而且安装一台可投产一台。 (4)(4)运行简单,可完全做到无人值守。运行简单,可完全做到无人值守。 (5)(5)风能具有间歇性,风力发电必须和一定的其他形式供能或风能具有间歇性,风力发电必须和一定的其他形式供能或储能方式结合。储能方式结合。4647电力的生产电力的生产(8)太阳能太阳能v太阳能是可再生能源,它资源丰富、遍地都有,太阳能是可再生能源,它资源丰富、遍地都有,既可免费使用、又无需开采和运输,还是清洁而既可免费使

27、用、又无需开采和运输,还是清洁而无任何污染的能源。无任何污染的能源。v太阳能由于可以转换成多种其他形式的能量,其太阳能由于可以转换成多种其他形式的能量,其应用的范围非常广泛,主要有太阳能发电、太阳应用的范围非常广泛,主要有太阳能发电、太阳能热利用、太阳能动力利用等。能热利用、太阳能动力利用等。v太阳能的能流密度较低,还具有间歇性和不稳定太阳能的能流密度较低,还具有间歇性和不稳定性,给开发利用带来不少的困难。性,给开发利用带来不少的困难。48电力的生产电力的生产(9)太阳能太阳能v太阳能热发电太阳能热发电 将吸收的太阳辐射热能转换成电能的发电技将吸收的太阳辐射热能转换成电能的发电技术称术称太阳能

28、热发电技术太阳能热发电技术。 49电力的生产电力的生产(10)太阳能太阳能v太阳能光发电太阳能光发电 太阳能光发电太阳能光发电是指不通过热过程直接将太阳是指不通过热过程直接将太阳的光能转换成电能的太阳能发电方式,可分为光的光能转换成电能的太阳能发电方式,可分为光伏发电、光感应发电、光化学发电、光生物发电,伏发电、光感应发电、光化学发电、光生物发电,其中光伏发电是太阳能光发电的主流,通常所说其中光伏发电是太阳能光发电的主流,通常所说的太阳能光发电就指光伏发电。的太阳能光发电就指光伏发电。 光伏发电光伏发电是根据光生伏打效应原理,利用太是根据光生伏打效应原理,利用太阳能电池(光伏电池)将太阳能直接

29、转化成电能。阳能电池(光伏电池)将太阳能直接转化成电能。 50电力的生产电力的生产(11)太阳能太阳能太阳能电池发电系统太阳能电池发电系统光伏发电具有以下光伏发电具有以下优点优点:结构简单,体积小且重量轻;容易:结构简单,体积小且重量轻;容易安装,方便运输,建设周期短;容易启动,维护简单,随时安装,方便运输,建设周期短;容易启动,维护简单,随时使用,保证供应;清洁,安全,无噪声;可靠性高,寿命长;使用,保证供应;清洁,安全,无噪声;可靠性高,寿命长;太阳能无处不有,应用范围广;降价速度快,能量偿还时间太阳能无处不有,应用范围广;降价速度快,能量偿还时间有可能缩短;有可能缩短;主要缺点主要缺点:

30、能量分散,占地面积大;间歇性大;地域性强。:能量分散,占地面积大;间歇性大;地域性强。5152电力负荷电力负荷(1)v电力网负荷由以下电力网负荷由以下3类组成:类组成:v用电负荷用电负荷指用户在某一时刻对电力系统所需求的功率。指用户在某一时刻对电力系统所需求的功率。v线路损失负荷线路损失负荷电能从发电厂到用户的输送过程中,会发生功率和能量的电能从发电厂到用户的输送过程中,会发生功率和能量的损失,称为线路负荷,也叫线损。损失,称为线路负荷,也叫线损。v供电负荷供电负荷用电负荷用电负荷加上同一时刻的加上同一时刻的线路损失负荷线路损失负荷,是发电厂对外供,是发电厂对外供电是承担的全部负荷,称为电是承

31、担的全部负荷,称为供电负荷供电负荷。53电力负荷电力负荷(2)54电力负荷电力负荷(3)v厂用电:维持发电厂运行自身所需的功率;厂用电:维持发电厂运行自身所需的功率;火电厂火电厂 5%-8%水电厂水电厂 0.1%-1%核电厂核电厂 4%-5%v网络损耗:电能传输、分配中消耗的功率,约为网络损耗:电能传输、分配中消耗的功率,约为(5-10%)负荷。负荷。55电力负荷电力负荷(4)按照负荷发生时间,可以分为:按照负荷发生时间,可以分为:v高峰负荷高峰负荷v低谷负荷低谷负荷v平均负荷平均负荷56电力负荷电力负荷(5)按照突然中断供电所引起的影响,用电负荷可分为:按照突然中断供电所引起的影响,用电负荷

32、可分为:v一类负荷一类负荷造成人身伤亡或对会引起对周围环境严重污染,造成经济造成人身伤亡或对会引起对周围环境严重污染,造成经济上巨大损失;造成社会秩序严重混乱或产生政治上的严重上巨大损失;造成社会秩序严重混乱或产生政治上的严重影响。影响。 v二类负荷二类负荷造成较大经济损失、造成社会秩序混乱或政治上产生较大造成较大经济损失、造成社会秩序混乱或政治上产生较大影响。影响。 v三类负荷三类负荷不属于上述两种。不属于上述两种。 57电力负荷电力负荷(6)v电力系统的负荷大致分为异步电动机、同步电动电力系统的负荷大致分为异步电动机、同步电动机、电热电炉、整流设备、照明设备等几大类。机、电热电炉、整流设备

33、、照明设备等几大类。v不同行业中,这些用电设备占的比重也不同。不同行业中,这些用电设备占的比重也不同。注 (1)比重按功率计。 (2)照明设备的比重很小,未统计在内。58负荷曲线负荷曲线v负荷曲线负荷曲线是指在某一时间段内描绘负荷随时间的是指在某一时间段内描绘负荷随时间的推移而变化的曲线。推移而变化的曲线。v按负荷性质可绘制按负荷性质可绘制有功和无功的负荷曲线有功和无功的负荷曲线;按负;按负荷持续时间可绘制荷持续时间可绘制日、月和年的负荷曲线日、月和年的负荷曲线;按负;按负荷在电力系统内的地点可绘制荷在电力系统内的地点可绘制个别用户、电力线个别用户、电力线路、变电所、发电厂乃至整个地区、整个系

34、统的路、变电所、发电厂乃至整个地区、整个系统的负荷曲线。负荷曲线。v有的负荷曲线是按一定时间为间隔绘制出来的。有的负荷曲线是按一定时间为间隔绘制出来的。但是逐点描绘的负荷曲线为依次连续的折线,不但是逐点描绘的负荷曲线为依次连续的折线,不适于实际应用。为了计算简单起见,往往将逐点适于实际应用。为了计算简单起见,往往将逐点描绘的负荷曲线用描绘的负荷曲线用等效的阶梯曲线来代替等效的阶梯曲线来代替 。59负荷曲线负荷曲线v有功功率负荷曲线有功功率负荷曲线对电力系统的运行十分有用,对电力系统的运行十分有用,是制定各发电厂发电负荷计划的依据。是制定各发电厂发电负荷计划的依据。60变电站变电站v变电站是电网

35、中的线路连接点,用于变换电压、变电站是电网中的线路连接点,用于变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施;电力设施;一次设备:变压器、母线、断路器、隔离开关、电一次设备:变压器、母线、断路器、隔离开关、电缆等缆等二次设备:继电保护、自动化控制、直流系统二次设备:继电保护、自动化控制、直流系统61变电站的类型变电站的类型根据变电站在系统中的地位,分为以下几类:根据变电站在系统中的地位,分为以下几类:枢纽变电所;枢纽变电所;中间变电所;中间变电所;地区变电所;地区变电所;终端变电所;终端变电所;62电气主接线电气主接线v电气主接线代表了发

36、电厂或变电站电气部分的主电气主接线代表了发电厂或变电站电气部分的主体结构,是体结构,是电力系统网络结构的重要组成部分电力系统网络结构的重要组成部分;v电气主接线是由高压电器通过连接线,按其功能电气主接线是由高压电器通过连接线,按其功能要求组成接受和分配电能的电路,成为传输强电要求组成接受和分配电能的电路,成为传输强电流、高电压的网路;流、高电压的网路;v电气主接线直接影响运行的可靠性、灵活性并对电气主接线直接影响运行的可靠性、灵活性并对电器选择、配电装置布置、继电保护等都有决定电器选择、配电装置布置、继电保护等都有决定性的影响;性的影响;v基本要求:基本要求:可靠性,灵活性,经济性可靠性,灵活

37、性,经济性;63电气主接线基本型式电气主接线基本型式v有汇流母线的接线有汇流母线的接线 单母线接线单母线接线 双母线接线双母线接线 一台半断路器接线一台半断路器接线无汇流母线的接线无汇流母线的接线 单元接线、桥型接线、角型接线单元接线、桥型接线、角型接线64有汇流母线有汇流母线单母线接线单母线接线65有汇流母线有汇流母线单母线接线单母线接线单单母母线线接接线线:只只有有一一组组母母线线的的接接线线 , ,进进出出线线并并接接在在这这组组母母线线上。上。倒闸操作:倒闸操作:隔离开关相对断路器而言先通后断;隔离开关相对断路器而言先通后断;母线隔离开关相对线路隔离开关而言先通后断。母线隔离开关相对线

38、路隔离开关而言先通后断。例:对馈线例:对馈线1 1的运行操作的运行操作送电倒闸操作顺序:合送电倒闸操作顺序:合QS2,合,合QS3,最后合,最后合QF2 停电倒闸操作顺序:断停电倒闸操作顺序:断QF2,断,断QS3,最后合,最后合QS2 66有汇流母线有汇流母线-单母线接线单母线接线优优点点:简简单单清清晰晰、设设备备少少、投投资资小小、运运行行操操作作方方便便,且有利于扩建且有利于扩建 。缺点是:可靠性和灵活性较差缺点是:可靠性和灵活性较差 。应用:应用:v6 610kV10kV配电装置的出线回路数不超过配电装置的出线回路数不超过5 5回;回;v353563kV63kV配电装置的出线回路数不

39、超过配电装置的出线回路数不超过3 3回;回;v110110220kV220kV配电装置的出线回路数不超过配电装置的出线回路数不超过2 2回。回。改进:改进:v单母线分段接线单母线分段接线v单母线带旁路接线单母线带旁路接线67有汇流母线有汇流母线-单母线接线单母线接线v单母线分段接线:避免单母线接线可能造成全厂单母线分段接线:避免单母线接线可能造成全厂停电的缺点停电的缺点 ,提高供电可靠性及灵活性。,提高供电可靠性及灵活性。68单单母母线线分分段段带带旁旁路路接接线线:检检修修出出线线断断路路器器,不不致致中中断该回路供电断该回路供电 有汇流母线有汇流母线-单母线接线单母线接线69有汇流母线有汇

40、流母线单母线接线单母线接线例:对不停电检修馈线例:对不停电检修馈线2断路器的运行操作断路器的运行操作1.对对旁旁路路母母线线充充电电: 合合旁旁路路断断路路器器QF2两两边边的的隔隔离离开关,再合开关,再合QF2。若。若QF2不跳开,充电成功;不跳开,充电成功;2.合馈线合馈线2的旁路隔离开关的旁路隔离开关QS3(等电位操作);(等电位操作);3.断断QF1,断,断QS2、QS1。4.退出退出QF1检修。检修。70有汇流母线有汇流母线单母线接线单母线接线单母分段带旁路接线单母分段带旁路接线 71有汇流母线有汇流母线双母线接线双母线接线双母线接线:双母线接线:每回线路都经一台断路每回线路都经一台

41、断路器和两组隔离开关分别器和两组隔离开关分别与两组母线连接,母线与两组母线连接,母线之间通过母线联络断路之间通过母线联络断路器器QF(简称母联)连(简称母联)连接接。72优点:可靠性和灵活性大大提高优点:可靠性和灵活性大大提高 : 1、可以轮流检修母线、可以轮流检修母线 ;2、一组母线故障后,可将接在其上的回路倒闸到另一组母线、一组母线故障后,可将接在其上的回路倒闸到另一组母线上;上;3、检修任一回路的母线隔离开关时,只需断开该回路和与此、检修任一回路的母线隔离开关时,只需断开该回路和与此隔离开关相连的母线;隔离开关相连的母线;4、可用母联断路器代替任一回路的需要检修的断路器,而只、可用母联断

42、路器代替任一回路的需要检修的断路器,而只需短时停电需短时停电 ;5、在个别回路需要单独进行试验时可以将该回路分出来、在个别回路需要单独进行试验时可以将该回路分出来6、亦可用一组备用母线作为熔冰母线;、亦可用一组备用母线作为熔冰母线;7、便于扩建、便于扩建 。有汇流母线有汇流母线双母线接线双母线接线73有汇流母线有汇流母线双母线接线双母线接线 缺点:缺点:1、倒倒闸闸操操作作比比较较复复杂杂,在在运运行行中中隔隔离离开开关关作作为为操操作作电电器,容易发生误操作。器,容易发生误操作。2、尤尤其其当当母母线线出出现现故故障障时时,须须短短时时切切换换较较多多电电源源和和负负荷;当检修出线断路器时,

43、仍然会使该回路停电。荷;当检修出线断路器时,仍然会使该回路停电。3、配电装置复杂,投资较多经济性差、配电装置复杂,投资较多经济性差 改进措施:采用母线分段;改进措施:采用母线分段; 增设旁路母线系统增设旁路母线系统74有汇流母线有汇流母线双母线接线双母线接线75有汇流母线有汇流母线双母线接线双母线接线76有汇流母线有汇流母线一台半断路器接线一台半断路器接线77有汇流母线有汇流母线一台半断路器接线一台半断路器接线每两个回路用三台断路器接在两组母线上,即每一每两个回路用三台断路器接在两组母线上,即每一回路经一台断路器接至一组母线,两条回路间设一回路经一台断路器接至一组母线,两条回路间设一台联络断路

44、器,形成一串,故称为一台半断路器接台联络断路器,形成一串,故称为一台半断路器接线,又称二分之三接线;线,又称二分之三接线; 优点优点:供电可靠性和运行调度灵活性高;:供电可靠性和运行调度灵活性高;缺点缺点:设备多,投资较大,二次控制接线和继电保:设备多,投资较大,二次控制接线和继电保护配置都比较复杂;护配置都比较复杂;应用在大型发电厂和变电所超高压配电装置;应用在大型发电厂和变电所超高压配电装置;78无汇流母线的电气主接线无汇流母线的电气主接线v无汇流母线的电气主接线,其最大特点是使用的无汇流母线的电气主接线,其最大特点是使用的断路器数量较少,一般采用的断路器数量都等于断路器数量较少,一般采用

45、的断路器数量都等于或者小于出线回路数,从而结构简单,投资小;或者小于出线回路数,从而结构简单,投资小;v一般在一般在6220kV电压电压等级电气主接线中;等级电气主接线中;v常见的形式有:常见的形式有:单元接线;单元接线;桥形接线;桥形接线;角形接线;角形接线;79无汇流母线无汇流母线单元接线单元接线80无汇流母线无汇流母线单元接线单元接线81无汇流母线无汇流母线桥形接线桥形接线82无汇流母线无汇流母线角形接线角形接线83热电厂接线示意图热电厂接线示意图84枢纽变电站接线示意图枢纽变电站接线示意图85供电质量供电质量v供电质量供电质量是指是指电能质量电能质量和和供电可靠性供电可靠性。v电能质量

46、包括电压、频率和波形质量。电能质量包括电压、频率和波形质量。v电压质量分为电压容许偏差、电压容许波动与闪电压质量分为电压容许偏差、电压容许波动与闪变、公用电网谐波、三相电压容许不平衡度。变、公用电网谐波、三相电压容许不平衡度。v频率质量为频率允许偏差等。频率质量为频率允许偏差等。v供电可靠性是以供电企业对用户停电的次数来衡供电可靠性是以供电企业对用户停电的次数来衡量的。量的。86衡量电能质量的指标衡量电能质量的指标v电压偏差电压偏差v电压波动与闪变电压波动与闪变v不平衡度不平衡度v电力系统谐波电力系统谐波v电力系统频率偏差电力系统频率偏差87衡量电能质量的指标衡量电能质量的指标v电压偏差电压偏

47、差:在某一时间段内,电压幅值:在某一时间段内,电压幅值缓慢变化缓慢变化而偏离额定值的程度,以实际电压与额定电压之而偏离额定值的程度,以实际电压与额定电压之差与额定电压的百分数表示;差与额定电压的百分数表示;88电压偏差产生的原因电压偏差产生的原因89电压偏差产生的原因电压偏差产生的原因90电压偏差产生的原因电压偏差产生的原因一般线路两端电压的相角差一般线路两端电压的相角差较小,电压降落横分较小,电压降落横分量对电压损失的影响忽略不计;量对电压损失的影响忽略不计;在在110kV及以上电压等级的输电线路中,及以上电压等级的输电线路中,XR,可可知无功功率对电压影响远大于有功功率。知无功功率对电压影

48、响远大于有功功率。v系统无功功率不平衡是引起电压偏离标称值的系统无功功率不平衡是引起电压偏离标称值的根本根本原因原因;91电压偏差的讨论电压偏差的讨论高压电网中,高压电网中,XR92电压偏差的讨论电压偏差的讨论v重要结论重要结论:PQ解耦特性和潮流流向解耦特性和潮流流向在高压输电系统中:在高压输电系统中:线路(变压器)两端电压幅值差,主要是由输送无线路(变压器)两端电压幅值差,主要是由输送无功功率产生的(或功功率产生的(或电压幅值差是传送无功功率的电压幅值差是传送无功功率的条件,条件,V-Q强耦合,强耦合,V-P弱耦合弱耦合),),无功从电压幅无功从电压幅值高的节点流向电压幅值低的节点值高的节

49、点流向电压幅值低的节点。线路(变压器)两端电压相角差,主要是由输送的线路(变压器)两端电压相角差,主要是由输送的有功功率产生的(有功功率产生的(电压相角差是传送有功功率的电压相角差是传送有功功率的条件,条件,-P强耦合,强耦合,-Q弱耦合弱耦合),),有功从电压相有功从电压相角超前节点流向电压相角滞后节点角超前节点流向电压相角滞后节点。93电压偏差的危害电压偏差的危害v对用电设备的危害;对用电设备的危害; 影响效率和适用寿命,白炽灯电压高于额定电压影响效率和适用寿命,白炽灯电压高于额定电压10%时,时,寿命减少一半。寿命减少一半。v对电网的危害;对电网的危害; 电压偏低,降低输电线路的功率极限

50、;电压偏低,降低输电线路的功率极限; 电压过高,使系统中的各种电气设备绝缘受损;电压过高,使系统中的各种电气设备绝缘受损;94改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施v电压水平的控制既有局域性,又有全局性,既与电压水平的控制既有局域性,又有全局性,既与网络规划有关,又与运行控制密不可分;保证电网络规划有关,又与运行控制密不可分;保证电力系统各节点电压在正常水平的充分必要条件是力系统各节点电压在正常水平的充分必要条件是系统具备系统具备充足的无功功率电源充足的无功功率电源,同时采取,同时采取必要的必要的调压手段调压手段;95改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施电力系统的无功电源电力系统的无功电源v电力

51、系统的无功电源电力系统的无功电源 同步发电机,同步调相机,电容器,电抗器,同步发电机,同步调相机,电容器,电抗器,SVC;同步发电机同步发电机 系统中唯一的有功功率电源,基本的无功功率电源,调节方系统中唯一的有功功率电源,基本的无功功率电源,调节方便,发电机吸收系统无功功率时称为进相运行;便,发电机吸收系统无功功率时称为进相运行; 进相运行时增大了系统静态不稳定的风险,端部发热加剧。进相运行时增大了系统静态不稳定的风险,端部发热加剧。同步调相机同步调相机 不带机械负载的同步电动机,改变其励磁,使其工作在过励不带机械负载的同步电动机,改变其励磁,使其工作在过励磁或欠励磁状态,发出或吸收无功功率。

52、磁或欠励磁状态,发出或吸收无功功率。96改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施电力系统的无功电源电力系统的无功电源v电容器电容器 作为无功功率补偿用的电容器以并联的方式接入作为无功功率补偿用的电容器以并联的方式接入电力系统;电力系统; Qc=CU2 电力系统优先采用的无功功率补偿设备电力系统优先采用的无功功率补偿设备缺点缺点:正反馈的电压调节特性不利于电压稳定;正反馈的电压调节特性不利于电压稳定;调节不连续,分组投切的型式。调节不连续,分组投切的型式。97改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施电力系统的无功电源电力系统的无功电源v电抗器电抗器 吸收容性无功功率的主要设备,并联接入吸收容性无功功率的

53、主要设备,并联接入220kV以上电压等级的电网;以上电压等级的电网;v线路分布电容产生的无功功率,称为线路的线路分布电容产生的无功功率,称为线路的充电充电功率功率;v当线路电抗消耗的无功功率等于线路的充电功率当线路电抗消耗的无功功率等于线路的充电功率时,线路上不会有电压损失,线路上各点电压一时,线路上不会有电压损失,线路上各点电压一致,此时线路传送的功率称为致,此时线路传送的功率称为自然功率自然功率;98改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施电力系统的无功电源电力系统的无功电源v静止无功补偿装置静止无功补偿装置 基于电力电子器件,基于电力电子器件,动态动态无功功率补偿特性,既可无功功率补偿特性,

54、既可输出无功功率,也可吸收无功功率,有功功率损耗小。输出无功功率,也可吸收无功功率,有功功率损耗小。静止元件构成,运行维护方便、可靠性高;静止元件构成,运行维护方便、可靠性高; 安装在有无功冲击负荷的用户变电所或枢纽变电所安装在有无功冲击负荷的用户变电所或枢纽变电所99改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施系统调压手段系统调压手段v电压中枢点电压中枢点 容量较大的发电厂高压母线,容量较大的变电所容量较大的发电厂高压母线,容量较大的变电所低压母线,有大量地方负荷的发电机母线;低压母线,有大量地方负荷的发电机母线;中枢点调压方式:中枢点调压方式:逆调压、顺调压、恒调压;逆调压、顺调压、恒调压;100

55、改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施系统调压手段系统调压手段v逆调压逆调压 当中枢点供电至负荷点线路较长,且各点负荷变当中枢点供电至负荷点线路较长,且各点负荷变动较大,变化规律大致相同时,在大负荷时提高动较大,变化规律大致相同时,在大负荷时提高中枢点电压以抵偿线路上因最大负荷时增大的电中枢点电压以抵偿线路上因最大负荷时增大的电压损耗,小负荷时,将中枢点电压降低,防止因压损耗,小负荷时,将中枢点电压降低,防止因为负荷减小而使负荷点电压过高;为负荷减小而使负荷点电压过高;一般在一般在220kV以下电网均采用逆调压方式以下电网均采用逆调压方式101改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施系统调压手段系统

56、调压手段v恒调压恒调压 负荷变动较小,线路上的电压损耗也较小,则负荷变动较小,线路上的电压损耗也较小,则只要把中枢点的电压保持在较线路额定电压高只要把中枢点的电压保持在较线路额定电压高2%5%的数值,不必随负荷变化来调整中枢点电的数值,不必随负荷变化来调整中枢点电压即可保证负荷点的电压质量。压即可保证负荷点的电压质量。102改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施系统调压手段系统调压手段v顺调压顺调压 在最大负荷时允许中枢点电压低一些(不得低于在最大负荷时允许中枢点电压低一些(不得低于线路额定电压的线路额定电压的102.5%),最小负荷时允许中枢),最小负荷时允许中枢点电压高一些(不得高于线路额定

57、电压的点电压高一些(不得高于线路额定电压的107.5%)。当负荷变动甚小,线路电压损耗小,)。当负荷变动甚小,线路电压损耗小,或用户处于允许电压偏移较大的农业电网时,才或用户处于允许电压偏移较大的农业电网时,才可采用顺调压方式。可采用顺调压方式。103改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施系统调压手段系统调压手段v其它手段其它手段 发电机调压:调节励磁装置,改变输出电压;发电机调压:调节励磁装置,改变输出电压; 改变变压器变比:无励磁调压变压器,有载调压改变变压器变比:无励磁调压变压器,有载调压电压器电压器 改变线路参数:采用分裂导线,线路串联电容改变线路参数:采用分裂导线,线路串联电容104改

58、善电压偏差的措施改善电压偏差的措施系统调压手段系统调压手段v串、并联电容器的问题串、并联电容器的问题 与装设并联电容相比,串联电容补偿法的调压效与装设并联电容相比,串联电容补偿法的调压效果显著,特别适合于电压波动频繁负荷功率因数果显著,特别适合于电压波动频繁负荷功率因数低的场合;低的场合; 以以调压为目的调压为目的时,串联电容一般装置单端电源供时,串联电容一般装置单端电源供电的电的110kV及以下电压等级的分支线上,及以下电压等级的分支线上,低压配低压配电线路电线路中,为提高末端电压,有时用过补偿;中,为提高末端电压,有时用过补偿; 超高压线路超高压线路上串联电容器目的是为了提高上串联电容器目

59、的是为了提高输电线输电线的输送能力和系统运行的稳定性的输送能力和系统运行的稳定性,通常采用欠补,通常采用欠补偿。偿。105改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施系统调压手段系统调压手段v在在配电线路配电线路中,采用高补偿度的串联电容后,串中,采用高补偿度的串联电容后,串联电容与一些容量较大的电机有可能发生共振,联电容与一些容量较大的电机有可能发生共振,称为电机的称为电机的自激自激,串联电容与变压器也可能发生,串联电容与变压器也可能发生共振,称为变压器的共振,称为变压器的铁磁谐振铁磁谐振;v在在超高压输电线路超高压输电线路中,采用串联电容器后,可能中,采用串联电容器后,可能与发电机组产生谐振频率低

60、于工频的频率振荡,与发电机组产生谐振频率低于工频的频率振荡,称为称为次同步谐振次同步谐振(SSR)电力系统中由于参数配合而产生的某种状态量自发的异常升高。 106衡量电能质量的指标衡量电能质量的指标v电压波动电压波动:在某一个时段内,电压:在某一个时段内,电压急剧变化急剧变化而而偏离额定值的现象。以相继出现的最大值与最偏离额定值的现象。以相继出现的最大值与最小值之差与额定电压的百分数表示。小值之差与额定电压的百分数表示。v电电压压闪闪变变:负负荷荷急急剧剧的的波波动动造造成成供供配配电电系系统统瞬瞬时时电电压压升升高高,照照度度随随之之急急剧剧变变化化,使使人人眼眼对对灯灯闪感到不适,这种现象

61、称为电压闪变。闪感到不适,这种现象称为电压闪变。107电压波动与闪变的起因电压波动与闪变的起因v各种类型的大功率波动性负荷投运引起的;各种类型的大功率波动性负荷投运引起的;v配电线路短时间承载过重,而馈线终端的电压调配电线路短时间承载过重,而馈线终端的电压调整能力很弱等原因,难以保证电压的稳定。整能力很弱等原因,难以保证电压的稳定。系统中造成电压干扰的负荷主要有:电弧炉,轧钢系统中造成电压干扰的负荷主要有:电弧炉,轧钢机,电力机车,电焊机等机,电力机车,电焊机等108电压波动与闪变的危害电压波动与闪变的危害v引起车间、工作室和生活居室的照明灯光闪烁;引起车间、工作室和生活居室的照明灯光闪烁;v

62、电视机画面亮度频繁变化;电视机画面亮度频繁变化;v造成直接与交流电源相连的电动机转速不稳;造成直接与交流电源相连的电动机转速不稳;v电压波动较敏感的工艺过程或试验结果产生不良影响;电压波动较敏感的工艺过程或试验结果产生不良影响;v导致以电压相位角为控制指令的系统控制功能紊乱,使电导致以电压相位角为控制指令的系统控制功能紊乱,使电力电子换流器换相失败。力电子换流器换相失败。波动性负荷除了会产生闪变危害外,由于自身的工作特点还波动性负荷除了会产生闪变危害外,由于自身的工作特点还会产生大量的谐波,并且由于三相严重不平衡带来负序分会产生大量的谐波,并且由于三相严重不平衡带来负序分量,同样会危机供电系统

63、的安全运行。量,同样会危机供电系统的安全运行。109电压波动与闪变的抑制电压波动与闪变的抑制v改善用电设备的特性;改善用电设备的特性;v供电能力的提高;供电能力的提高;1. 为大容量波动性负载架设专用线路;为大容量波动性负载架设专用线路;2. 采用母线分段或多设配电站的方法将波动性负荷与一采用母线分段或多设配电站的方法将波动性负荷与一般负荷适当隔离;限制同一回供电回路的馈线数;般负荷适当隔离;限制同一回供电回路的馈线数;3. 对于易受扰动的灵敏负荷,在其附近安装一台电源设对于易受扰动的灵敏负荷,在其附近安装一台电源设备。使一定电气距离内的负荷发生波动时保持电压。备。使一定电气距离内的负荷发生波

64、动时保持电压。v采用补偿措施采用补偿措施 波动性,冲击性负荷造成电压波动实际为无功功率不平衡。波动性,冲击性负荷造成电压波动实际为无功功率不平衡。快速无功补偿装置能够起到很好的抑制作用,如:快速无功补偿装置能够起到很好的抑制作用,如:SVC,SVG等等110衡量电能质量的指标衡量电能质量的指标v不对称度不对称度 若三相电压(或电流)大小相等,相位依次(若三相电压(或电流)大小相等,相位依次(A、B、C)领先)领先120,称为三相平衡(或对称),称为三相平衡(或对称),否则为不平衡(或不对称)。否则为不平衡(或不对称)。 不平衡的三相系统可以将电压(或电源)用对称不平衡的三相系统可以将电压(或电

65、源)用对称分量法分解为正序、负序、零序分量分量法分解为正序、负序、零序分量 。把负序分。把负序分量与正序分量有效值之比称为不平衡度(或不对量与正序分量有效值之比称为不平衡度(或不对称度)。称度)。111产生不平衡度的原因产生不平衡度的原因v事故性不平衡事故性不平衡 非对称故障引起,单相短路,两相短路非对称故障引起,单相短路,两相短路v正常性不平衡正常性不平衡 供电系统不平衡主要来自供电线路;供电系统不平衡主要来自供电线路; 用电环节由三相负荷不对称引起(单相大容量负用电环节由三相负荷不对称引起(单相大容量负荷,电气化铁路、电弧炉等)。荷,电气化铁路、电弧炉等)。112三相不平衡的危害三相不平衡

66、的危害v系统处于三相不平衡运行时,其电压、电流中含系统处于三相不平衡运行时,其电压、电流中含有大量的负序分量,负序分量的存在,对电气设有大量的负序分量,负序分量的存在,对电气设备产生不良影响;备产生不良影响; 感应电动机;感应电动机; 变压器;变压器; 继电保护和自动装置;继电保护和自动装置; 线路损耗;线路损耗;113改善三相不平衡的措施改善三相不平衡的措施v将将不不对对称称负负荷荷合合理理分分配配于于三三相相中中,使使各各相相负负荷荷尽尽可能平衡;可能平衡;v将将不不对对称称负负荷荷分分散散接接入入不不同同供供电电点点,减减少少集集中中连连接造成的不平衡度过大;接造成的不平衡度过大;v将不

67、对称负荷采用单独的变压器供电;将不对称负荷采用单独的变压器供电;v采用特殊接线的平衡变压器供电;采用特殊接线的平衡变压器供电;v加加装装三三相相平平衡衡装装置置。(负负载载中中接接入入电电容容,电电抗抗使使其三相负载平衡)其三相负载平衡)114衡量电能质量的指标衡量电能质量的指标v电力系统谐波电力系统谐波 电电网网谐谐波波的的产产生生,主主要要在在于于电电力力系系统统中中存存在在各各种种非非线线性性元元件件;如如荧荧光光灯灯、高高压压汞汞灯灯、异异步步电电动动机机、电电焊焊机机、变变压压器器和和感感应应电电炉炉;最最为为严严重重的的是是大大型型的的晶闸管变流设备晶闸管变流设备和和大型电弧炉大型

68、电弧炉。 谐谐波波是是一一个个周周期期电电气气量量的的正正弦弦波波分分量量,其其频频率率为为基波频率的整数倍;基波频率的整数倍; 间谐波,次谐波;间谐波,次谐波;115衡量电能质量的指标衡量电能质量的指标(1)n次谐波电压、电流含有率次谐波电压、电流含有率116衡量电能质量的指标衡量电能质量的指标(2)电压、电流总谐波畸变率电压、电流总谐波畸变率 式中式中 、 n次谐波电压、电流的方均根值,次谐波电压、电流的方均根值,kV、A; 、 基波电压(基波电压(50Hz)、电流的方均根值,)、电流的方均根值, kV、A。117谐波的危害谐波的危害v旋转电机等附加谐波损耗与发热,缩短适用寿命;旋转电机等

69、附加谐波损耗与发热,缩短适用寿命;v谐波谐振过电压,造成电气元件与设备的故障与损谐波谐振过电压,造成电气元件与设备的故障与损坏;坏;v电能计量错误;电能计量错误;v干扰通信信号。干扰通信信号。118谐波谐振谐波谐振v含有电容和电感的电路有一个或多个固有频率,含有电容和电感的电路有一个或多个固有频率,在某一固有频率下,电路与系统间可能发生谐振,在某一固有频率下,电路与系统间可能发生谐振,谐振频率所对应的电压或电流的幅值较大。谐振频率所对应的电压或电流的幅值较大。 串联谐振;串联谐振; 并联谐振。并联谐振。119谐波抑制方法谐波抑制方法v预防性措施预防性措施 供电设备设计制造等方面采取减少谐波的措

70、施;供电设备设计制造等方面采取减少谐波的措施; 通过增加整流器的脉动数或采用可控整理来限制通过增加整流器的脉动数或采用可控整理来限制整流器的谐波;整流器的谐波;v补偿性措施补偿性措施 滤波器;滤波器;120衡量电能质量的指标衡量电能质量的指标v频率偏差频率偏差指供电的实际频率与电网的额定频率的差值。指供电的实际频率与电网的额定频率的差值。 我国电网的标准频率为我国电网的标准频率为50Hz,又叫工频。又叫工频。频率是电能质量最重要的指标之一。系统负荷和发频率是电能质量最重要的指标之一。系统负荷和发电厂厂用负荷对频率要求非常严格。电厂厂用负荷对频率要求非常严格。系统有功功率不平衡是产生频率偏差的根

71、本原因系统有功功率不平衡是产生频率偏差的根本原因121频率偏差过大的危害频率偏差过大的危害v对用电负荷的危害对用电负荷的危害 产品质量没有保证,纺织,造纸;产品质量没有保证,纺织,造纸; 降低劳动生产率,电动机输出功率与频率有关;降低劳动生产率,电动机输出功率与频率有关; 使电子设备不能正常工作,甚至停运;使电子设备不能正常工作,甚至停运;v对电力系统的危害对电力系统的危害 降低发电机组效率;降低发电机组效率; 汽轮机在低频下运行容易产生叶片共振;汽轮机在低频下运行容易产生叶片共振; 无功补偿用电容器的补偿容量与频率成正比;无功补偿用电容器的补偿容量与频率成正比; 感应式电能表计量误差加大;感

72、应式电能表计量误差加大;122电力系统频率的调整和控制电力系统频率的调整和控制v电力系统频率的调整电力系统频率的调整 正常运行方式下,通过改变发电机的输出功率使正常运行方式下,通过改变发电机的输出功率使系统的频率变动保持在运行偏差范围内的过程;系统的频率变动保持在运行偏差范围内的过程;频率调整是电力系统运行调整的基本任务之一频率调整是电力系统运行调整的基本任务之一v电力系统频率的控制电力系统频率的控制 非正常运行方式下,针对频率异常采取的调频措非正常运行方式下,针对频率异常采取的调频措施属于频率控制;施属于频率控制;123电力系统频率的调整和控制电力系统频率的调整和控制v频率调整频率调整 一次

73、调整、二次调整一次调整、二次调整一次调整:发电机的调速器,对变动幅度小、变动一次调整:发电机的调速器,对变动幅度小、变动周期短的频率偏差做的调整;周期短的频率偏差做的调整;二次调整:发电机组的调频器,对变动幅度较大、二次调整:发电机组的调频器,对变动幅度较大、变动周期较长的频率偏差做的调整;变动周期较长的频率偏差做的调整;担任二次调整任务的发电厂称为担任二次调整任务的发电厂称为调频厂调频厂足够的可调容量和调整范围;足够的可调容量和调整范围;机组调整速度快;机组调整速度快;调频输出的功率满足系统安全稳定的要求,经济性好;调频输出的功率满足系统安全稳定的要求,经济性好;124电力系统频率的调整和控

74、制电力系统频率的调整和控制v二次调整二次调整 手动调频、自动调频手动调频、自动调频手动调频:在调频厂由值班人员根据频率偏差改变手动调频:在调频厂由值班人员根据频率偏差改变调频机组调速器的整定值,改变调频机组的出力;调频机组调速器的整定值,改变调频机组的出力;自动调频:通过调频厂和调度所的自动发电控制装自动调频:通过调频厂和调度所的自动发电控制装置(置(AGC)实现。)实现。AGC三类调频方式:三类调频方式:恒定频率控制;恒定频率控制;恒交换功率控制;恒交换功率控制;联络线功率频率偏差控制。联络线功率频率偏差控制。125电力系统频率的调整和控制电力系统频率的调整和控制v频率控制频率控制可能出现频

75、率异常的情况:可能出现频率异常的情况:故障后失去大量电源,系统解列;故障后失去大量电源,系统解列;气候变化或意外灾害是负荷突变;气候变化或意外灾害是负荷突变;电力供应不足时区分有效的控制负荷的手段;电力供应不足时区分有效的控制负荷的手段;高峰负荷期间,发电出力增加的速度低于负荷增加的速度,高峰负荷期间,发电出力增加的速度低于负荷增加的速度,低谷负荷期间,发电最小出力大于总负荷;低谷负荷期间,发电最小出力大于总负荷;大型冲击负荷;大型冲击负荷;126电力系统频率的调整和控制电力系统频率的调整和控制v频率控制措施频率控制措施 系统中有足够的负荷备用和事故备用容量;系统中有足够的负荷备用和事故备用容

76、量; 在调度所或变电所设直接控制用户负荷的装置,在调度所或变电所设直接控制用户负荷的装置,并备有事故拉闸序位表;并备有事故拉闸序位表; 在系统内安装按频率降低自动减负荷装置(自动在系统内安装按频率降低自动减负荷装置(自动低频减载装置)和在可能被解列而导致功率过剩低频减载装置)和在可能被解列而导致功率过剩的区域装设按频率升高自动切除发电机(自动高的区域装设按频率升高自动切除发电机(自动高频切机装置)。频切机装置)。127频率调整与电压调整的差异?频率调整与电压调整的差异?v全系统频率相同,而系统中各个节点电压不同;全系统频率相同,而系统中各个节点电压不同;v系统频率质量主要由系统有功功率平衡状况

77、决定,系统频率质量主要由系统有功功率平衡状况决定,而系统电压质量则主要由系统无功功率平衡状况而系统电压质量则主要由系统无功功率平衡状况决定;决定;v调整频率只有改变发电机组原动机功率唯一的措调整频率只有改变发电机组原动机功率唯一的措施,调整电压的措施很多。施,调整电压的措施很多。128电能质量国家标准简介电能质量国家标准简介v电能质量电能质量 供电电压允许偏差供电电压允许偏差 GB12325-199035kv及以上电压供电的,电压正负偏差绝对值之和不超过及以上电压供电的,电压正负偏差绝对值之和不超过10%; 10kv及发下三相供电的,电压允许偏差为标称电压的及发下三相供电的,电压允许偏差为标称

78、电压的7%; 220v单相供电电压允许偏差为标称电压的单相供电电压允许偏差为标称电压的7%、10%。说明:衡量点为供电产权分界处或电能计量点说明:衡量点为供电产权分界处或电能计量点129电能质量国家标准简介电能质量国家标准简介v电能质量电能质量 电压波动和闪变电压波动和闪变GB12326-2000220kV及以上电压波动容许值为及以上电压波动容许值为1.635110kV电压波动容许值为电压波动容许值为210kV及以下电压波动容许值为及以下电压波动容许值为2.5闪变限值闪变限值短时间闪变值短时间闪变值Pst:HV0.8,MV0.9,LV(1.0)长时间闪变值长时间闪变值Plt:HV0.6,MV0

79、.7,LV(0.8)说明:衡量点为公共连接点说明:衡量点为公共连接点PCC130电能质量国家标准简介电能质量国家标准简介v电能质量电能质量 公用电网谐波公用电网谐波 GB/T 14549-19930.38kV THD 5, 奇次奇次 4.0 偶次偶次 2.06,10kV THD 4, 奇次奇次 3.2 偶次偶次 1.635,66kVTHD 3, 奇次奇次 2.4 偶次偶次 1.2110kV THD 2, 奇次奇次 1.6 偶次偶次 0.8说明:衡量点为说明:衡量点为PCC,220kV电网参照电网参照110kV执行执行131电能质量国家标准简介电能质量国家标准简介v电能质量电能质量 三相电压允许

80、不平衡度三相电压允许不平衡度 GB/T 15543-1995正常允许正常允许2%,短时不超过,短时不超过4%说明:各级电压要求一样,测量点为说明:各级电压要求一样,测量点为PCC,对测量,对测量方法和测量仪器做出基本规定,提供不平衡度算方法和测量仪器做出基本规定,提供不平衡度算法。法。132电能质量国家标准简介电能质量国家标准简介v电能质量电能质量 电力系统频率允许偏差电力系统频率允许偏差 GB/T 15945-1995正常允许正常允许0.2Hz,根据系统容量可以放宽至,根据系统容量可以放宽至0.5Hz。说明:标准中对测量仪器提出了基本要求说明:标准中对测量仪器提出了基本要求133电能质量国家

81、标准简介电能质量国家标准简介v电能质量电能质量 暂时过电压和瞬态过电压暂时过电压和瞬态过电压 GB/T 18481-2001 工频过电压限值工频过电压限值电压等级(电压等级(kV)过电压限值(过电压限值(p.u.)Um252(I)1.3Um252(II)1.4110及及2201.33566Sqrt(3)3101.1sqrt(3)Um指工频峰值电压指工频峰值电压Um252(I) 和和Um252(II)指线路断路器两侧变电所的线路指线路断路器两侧变电所的线路暂时过电压包括工频过电压和谐振过电压。瞬态过电压暂时过电压包括工频过电压和谐振过电压。瞬态过电压包括操作过电压和雷击过电压包括操作过电压和雷击

82、过电压134电能质量国家标准简介电能质量国家标准简介操作过电压限值操作过电压限值空载线路合闸,单相重合闸,成功的三相重合闸,非对称故空载线路合闸,单相重合闸,成功的三相重合闸,非对称故障分闸及振荡解列过电压限值障分闸及振荡解列过电压限值电压等级(电压等级(kV)过电压限值(过电压限值(p.u.)5002.0*3302.2*1102523.0*表示该过电压相对地统计操作过电压表示该过电压相对地统计操作过电压135供电可靠性供电可靠性v指供电企业某一统计期内对用户停电的时间和次数,可以指供电企业某一统计期内对用户停电的时间和次数,可以直接反映供电企业持续向用电单位的供电能力。直接反映供电企业持续向

83、用电单位的供电能力。v供电可靠性一般利用供电可靠性一般利用年供电可靠率年供电可靠率进行考核进行考核 v要提高供电可靠率就要尽量缩短要提高供电可靠率就要尽量缩短用户平均停电时间用户平均停电时间v停电时间包括:事故停电,计划检修停电及临时性停电停电时间包括:事故停电,计划检修停电及临时性停电136电力系统接地电力系统接地v配电变压器或低压发电机中性点通过接地装置与配电变压器或低压发电机中性点通过接地装置与大地相连大地相连 ,称为称为工作接地工作接地。工作接地分为。工作接地分为直接接直接接地地和和非直接接地非直接接地(包括不接地和经消弧线圈接地包括不接地和经消弧线圈接地)。工作接地电阻一般不应超过。

84、工作接地电阻一般不应超过4欧姆。欧姆。137中性点直接接地方式中性点直接接地方式中性点直接接地指电力系统中至少有一个中性点直接或经中性点直接接地指电力系统中至少有一个中性点直接或经小阻抗与接地装置相连。小阻抗与接地装置相连。特点:特点:v当系统发生一相接地故障时,能限制非故障相对地电压的当系统发生一相接地故障时,能限制非故障相对地电压的升高,从而保证单相用电设备安全。升高,从而保证单相用电设备安全。 v中性点接地后,一相接地故障电流较大,一般可使剩余电中性点接地后,一相接地故障电流较大,一般可使剩余电流保护或过电流保护动作,切断电源,造成停电;流保护或过电流保护动作,切断电源,造成停电; v发

85、生人身一相对地电击时,危险性也较大发生人身一相对地电击时,危险性也较大 ;v不适用于对连续供电要求较高及人身安全、环境安全要求不适用于对连续供电要求较高及人身安全、环境安全要求较高的场合较高的场合 138中性点非直接接地方式中性点非直接接地方式电力系统中性点不接地或经消弧线圈、电压互感器、高阻抗电力系统中性点不接地或经消弧线圈、电压互感器、高阻抗与接地装置相连接与接地装置相连接特点:特点:v中性点不接地可以减小人身电击时流经人体的电流,降低中性点不接地可以减小人身电击时流经人体的电流,降低设备外壳对地电压;设备外壳对地电压;v单相接地故障电流也很小,且接地时三相线电压大小不变,单相接地故障电流

86、也很小,且接地时三相线电压大小不变,故一般不需停电;故一般不需停电; v发生单相接地时,一般允许发生单相接地时,一般允许2h内可继续用电内可继续用电 v发生接地故障时,接地相对地电压下降;而非故障的另两发生接地故障时,接地相对地电压下降;而非故障的另两相对地电压升高,最高可达到根号相对地电压升高,最高可达到根号3倍倍 139中性点非直接接地方式中性点非直接接地方式v配电网接地方式为:配电网接地方式为:v220kV、110kV直接接地直接接地v35kV经消弧线圈接地经消弧线圈接地v10kV经消弧线圈或经小电阻接地经消弧线圈或经小电阻接地v220V、380V直接接地方式直接接地方式140低压系统接

87、地型式低压系统接地型式 TN系统接线系统接线电力系统一点接地,电气装置的电力系统一点接地,电气装置的外露可接近导体通过保护线与该接地点连接。包外露可接近导体通过保护线与该接地点连接。包括:括: TNS系统:中性线系统:中性线N与保护线与保护线PE分开分开 TNC系统:中性线系统:中性线N与保护线与保护线PE合一合一 TNCS系统:部分中性线系统:部分中性线N与保护线与保护线PE合一合一141低压系统接地型式低压系统接地型式vTT接线系统:系统中有一点接地,电气设备的外接线系统:系统中有一点接地,电气设备的外露可接近导体通过保护接地线接至与电力系统接露可接近导体通过保护接地线接至与电力系统接地点

88、无关的接地极。地点无关的接地极。vIT接线系统:电力系统与大地间接线系统:电力系统与大地间不直接连接不直接连接,电,电气装置的外露可接近导体,通过保护接地线与接气装置的外露可接近导体,通过保护接地线与接地极连接。地极连接。142标幺制及其应用标幺制及其应用v用没有量纲的标幺值物理量做电路的计算;用没有量纲的标幺值物理量做电路的计算;定义:定义:基准值基准值5个:个:Ub,Ib,Zb,Yb,Sb通常确定两个,通常确定两个,其余其余3个由电路关系计算;个由电路关系计算;优点:使计算大大简化;优点:使计算大大简化; 结果清晰,便于判断正误;结果清晰,便于判断正误; 单相电路计算公式与三相电路一样单相

89、电路计算公式与三相电路一样143潮流计算潮流计算v电力系统的潮流分布,指的是电力系统在某一稳电力系统的潮流分布,指的是电力系统在某一稳态的正常运行方式下,电力网络各态的正常运行方式下,电力网络各节点的电压节点的电压和和支路功率支路功率的分布情况。的分布情况。v潮流分布计算,是按给定的电力系统接线方式、潮流分布计算,是按给定的电力系统接线方式、参数和运行条件,确定电力系统各部分稳态运行参数和运行条件,确定电力系统各部分稳态运行状态参量的计算。状态参量的计算。144潮流计算潮流计算v电力系统中的每个节点,要确定其运行状态,需电力系统中的每个节点,要确定其运行状态,需要要有四个变量,有功有四个变量,

90、有功P,无功,无功Q,电压模值,电压模值U及电及电压相角压相角。按照电力系统的实际运行条件,根据预。按照电力系统的实际运行条件,根据预先给定的变量的不同,电力系统的节点分为先给定的变量的不同,电力系统的节点分为PQ节节点点,PV节点节点,V 节点节点三种类型。三种类型。145潮流计算的目的潮流计算的目的1、通过潮流计算,可以检查电力系统各元件(如变、通过潮流计算,可以检查电力系统各元件(如变压器、输电线路等)是否过负荷,以及可能出现压器、输电线路等)是否过负荷,以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等。过负荷时应事先采取哪些预防措施等。2、通过潮流计算,可以检查电力系统各节点的电压、通过潮

91、流计算,可以检查电力系统各节点的电压是否满足电压质量的要求,还可以分析机组发电是否满足电压质量的要求,还可以分析机组发电出力和负荷的变化,以及网络结构的变化对系统出力和负荷的变化,以及网络结构的变化对系统电压质量和安全经济运行的影响。电压质量和安全经济运行的影响。146潮流计算的目的潮流计算的目的 3、根据对各种运行方式的潮流分布计算,可以帮、根据对各种运行方式的潮流分布计算,可以帮助我们正确地选择系统接线方式,合理调整负荷,助我们正确地选择系统接线方式,合理调整负荷,以保证电力系统安全、可靠地运行,向用户供给以保证电力系统安全、可靠地运行,向用户供给高质量的电能。高质量的电能。 4、根据功率

92、分布,可以选择电力系统的电气设备、根据功率分布,可以选择电力系统的电气设备和导线截面积,可以为电力系统继电保护整定计和导线截面积,可以为电力系统继电保护整定计算提供必要的数据等。算提供必要的数据等。 5、为电力系统的规划和扩建提供依据。、为电力系统的规划和扩建提供依据。 147潮流计算的目的潮流计算的目的 6、为调压计算、经济运行计算、短路计算和稳定、为调压计算、经济运行计算、短路计算和稳定计算提供必要的数据。计算提供必要的数据。v潮流计算可以分为潮流计算可以分为离线计算离线计算和和在线计算在线计算两种方式。两种方式。离线计算主要用于系统规划设计和运行中安排系离线计算主要用于系统规划设计和运行

93、中安排系统的运行方式,在线计算主要用于在运行中的系统的运行方式,在线计算主要用于在运行中的系统经常性的监视和实时监控。统经常性的监视和实时监控。 148线路的功率损耗线路的功率损耗v如图所示的简单线路,已知末端电压和末端功率,如图所示的简单线路,已知末端电压和末端功率,忽略电导忽略电导 。该线路的功率损耗由下述三部分组成。该线路的功率损耗由下述三部分组成。 149线路末端导纳的功率损耗线路末端导纳的功率损耗v由于忽略了线路的电导,故只需计算线路末端电由于忽略了线路的电导,故只需计算线路末端电纳的功率损耗,其值与线路末端电压有关,即纳的功率损耗,其值与线路末端电压有关,即 式中的负号表示容性无功

94、功率式中的负号表示容性无功功率150线路首端导纳的功率损耗线路首端导纳的功率损耗v该功率损耗与线路首端电压有关,由于略去了电该功率损耗与线路首端电压有关,由于略去了电导,只需计算电纳中的无功损耗,即导,只需计算电纳中的无功损耗,即首末端电压的不同,电纳中的无功损耗并不首末端电压的不同,电纳中的无功损耗并不相同相同 。151线路阻抗的功率损耗线路阻抗的功率损耗v线路阻抗的功率损耗包括有功功率损耗和无功功线路阻抗的功率损耗包括有功功率损耗和无功功率损耗两部分。如已知条件是末端功率、末端电率损耗两部分。如已知条件是末端功率、末端电压,则压,则 152线路阻抗的功率损耗线路阻抗的功率损耗若已知条件为首

95、端功率和电压,则若已知条件为首端功率和电压,则 153变压器的功率损耗变压器的功率损耗v变压器的功率损耗包括阻抗的功率损耗与导纳的变压器的功率损耗包括阻抗的功率损耗与导纳的功率损耗两部分。功率损耗两部分。 154阻抗的功率损耗阻抗的功率损耗v双绕组变压器阻抗的功率损耗可以套用线路阻双绕组变压器阻抗的功率损耗可以套用线路阻抗功率损耗的计算公式抗功率损耗的计算公式 或或155v对于三绕组变压器,应用这些公式同样可以求对于三绕组变压器,应用这些公式同样可以求出各侧绕组的功率损耗,即出各侧绕组的功率损耗,即阻抗的功率损耗阻抗的功率损耗156导纳的功率损耗导纳的功率损耗v变压器导纳的无功功率损耗是感性的

96、,符号为正。变压器导纳的无功功率损耗是感性的,符号为正。157简单配电网的潮流计算简单配电网的潮流计算v一端电源供电的网络称为一端电源供电的网络称为开式网开式网。开式网中的负。开式网中的负荷只能从一个电源取得电能。所谓潮流计算即是荷只能从一个电源取得电能。所谓潮流计算即是根据已知的负荷及电源电压计算出其它节点的电根据已知的负荷及电源电压计算出其它节点的电压和元件上的功率分布。压和元件上的功率分布。v实际进行配电网潮流计算时,根据已知条件的不实际进行配电网潮流计算时,根据已知条件的不同有两种基本算法。同有两种基本算法。158v第一种情况:给定的已知条件是同一点的功率和第一种情况:给定的已知条件是

97、同一点的功率和电压。电压。 由于是单侧电源的开式配电网,故这一类问题的由于是单侧电源的开式配电网,故这一类问题的计算比较简单,按照电压损耗、功率损耗等计算计算比较简单,按照电压损耗、功率损耗等计算方法逐步进行计算即可。方法逐步进行计算即可。 采取的是将电压和功率由已知点向未知点交替递采取的是将电压和功率由已知点向未知点交替递推计算的方法。推计算的方法。 简单配电网的潮流计算简单配电网的潮流计算159v第二种情况:给定的已知条件是不同点的功率和第二种情况:给定的已知条件是不同点的功率和电压。电压。 采取如下的迭代算法:首先在已知功率点假定一采取如下的迭代算法:首先在已知功率点假定一个电压,按上述

98、第一种情况进行交替递推,求得个电压,按上述第一种情况进行交替递推,求得已知电压点的功率,在由此点的已知电压与求得已知电压点的功率,在由此点的已知电压与求得的功率返回交替递推,求得已知功率点电压,然的功率返回交替递推,求得已知功率点电压,然后再将此已知点的功率与所求得电压交替递推后再将此已知点的功率与所求得电压交替递推。如初始电压选择得好,往往经过一、二次。如初始电压选择得好,往往经过一、二次反复递推即可求得足够精确的结果。一般,初始反复递推即可求得足够精确的结果。一般,初始电压可取该级网络的额定电压。电压可取该级网络的额定电压。 简单配电网的潮流计算简单配电网的潮流计算160161162163

99、http:/tcip.mste.uiuc.edu/applet2.html164电力系统的平衡点电力系统的平衡点交流的电力系统中大量的交流的电力系统中大量的同步发电机并联运行同步发电机并联运行,使,使所有同步发电机都所有同步发电机都保持同步保持同步是电力系统正常运行是电力系统正常运行的的基本条件基本条件。如果电力系统处于正常运行条件下,。如果电力系统处于正常运行条件下,则这种运行状态就是电力系统运行的一个则这种运行状态就是电力系统运行的一个平衡点平衡点。电力系统在这种稳定运行状态下的各个状态变量电力系统在这种稳定运行状态下的各个状态变量(节点电压、发单机内电势、转子功率角、转速(节点电压、发单

100、机内电势、转子功率角、转速等)的值即对应平衡状态的数值。如果没有任何等)的值即对应平衡状态的数值。如果没有任何扰动,不会发生任何变化,电力系统处于扰动,不会发生任何变化,电力系统处于相对静相对静止止的状态。的状态。165电力系统的两种运行状态电力系统的两种运行状态电力系统的稳态运行:指电力系统正常的、相对静电力系统的稳态运行:指电力系统正常的、相对静止的运行状态止的运行状态稳态分析;电力系统正常的、三稳态分析;电力系统正常的、三相对称运行状态的分析和计算(如潮流计算)相对称运行状态的分析和计算(如潮流计算)电力系统的暂态过程:指电力系统从一种稳定运行电力系统的暂态过程:指电力系统从一种稳定运行

101、状态向另一种稳定运行状态的过渡状态向另一种稳定运行状态的过渡暂态分析暂态分析166电力系统的暂态过程分类电力系统的暂态过程分类v电磁暂态过程:与短路电磁暂态过程:与短路(断线断线)等故障有关,涉及工等故障有关,涉及工频电流、电压幅值随时间的变化,持续时间频电流、电压幅值随时间的变化,持续时间(毫秒毫秒秒秒)故障分析故障分析v机电暂态过程:与系统振荡、稳定性破坏、异步机电暂态过程:与系统振荡、稳定性破坏、异步运行等有关,涉及发电机组功率角、转速、原动运行等有关,涉及发电机组功率角、转速、原动机功率、系统频率、电压等随时间的变化,持续机功率、系统频率、电压等随时间的变化,持续时间较长时间较长(秒秒

102、分钟分钟)稳定分析稳定分析167暂态过程产生的原因暂态过程产生的原因v电力系统正常运行时处于电力系统正常运行时处于稳定状态稳定状态。各种扰动造。各种扰动造成了电力系统进入暂态。如果扰动后电力系统出成了电力系统进入暂态。如果扰动后电力系统出现了异常,如停电等就是现了异常,如停电等就是电力系统事故电力系统事故;v引起电力系统中事故的扰动有很多种,最常见的引起电力系统中事故的扰动有很多种,最常见的为为短路故障短路故障。系统内的元件。系统内的元件(发电机、变压器、线发电机、变压器、线路、电动机路、电动机)上发生的不同相的或相与地之间的短上发生的不同相的或相与地之间的短路故障。路故障。168短路的原因短

103、路的原因v绝缘的污染或自然老化;绝缘的污染或自然老化;v自然原因:风、雨、雪、雷、电、鸟等;自然原因:风、雨、雪、雷、电、鸟等;v人为原因:运行人员误操作;人为原因:运行人员误操作;v其它无意人为事故:放风筝;其它无意人为事故:放风筝;v故意破坏:人为破坏,为了偷电线,故意短路;故意破坏:人为破坏,为了偷电线,故意短路;战争。战争。169各种元件发生短路的概率各种元件发生短路的概率v统计结果:统计结果:110kV线路线路78%600kW以上发电机以上发电机7.5%110kV变压器变压器6.5%110kV母线母线8%运行经验表明,运行经验表明,架空输电线架空输电线是电力系统中比较薄弱是电力系统中

104、比较薄弱环节,发生短路的几率最高。环节,发生短路的几率最高。170各种短路故障发生的概率各种短路故障发生的概率三相短路三相短路5%两相短路两相短路4%两相短路接地两相短路接地8%单相接地单相接地83%三相故障三相故障发生的概率小,但是最为严重,对系统的发生的概率小,但是最为严重,对系统的安全稳定运行影响最大。安全稳定运行影响最大。171电力系统稳定性电力系统稳定性v电力稳定性的研究内容电力稳定性的研究内容电力系统稳定性研究就是研究电力系统在各种扰动电力系统稳定性研究就是研究电力系统在各种扰动下,能否回到原来的平衡状态,或进入新的可以下,能否回到原来的平衡状态,或进入新的可以接受的平衡状态(运行

105、状态,如电压满足要求)接受的平衡状态(运行状态,如电压满足要求)如果在扰动下,能回到原来的平衡点或新的可接受如果在扰动下,能回到原来的平衡点或新的可接受平衡状态,就称电力系统在该平衡点对这种扰动平衡状态,就称电力系统在该平衡点对这种扰动是稳定的平衡点;否则就是不稳定平衡点。是稳定的平衡点;否则就是不稳定平衡点。172电力系统的扰动电力系统的扰动小扰动小扰动:小负荷投入,发电机出力小幅度增加等小负荷投入,发电机出力小幅度增加等大扰动大扰动:各种故障,切除线路等各种故障,切除线路等173电力系统稳定性分类电力系统稳定性分类v电力系统稳定性分类电力系统稳定性分类按干扰的大小分:按干扰的大小分:静态稳

106、定性静态稳定性小干扰后能否回到平衡点;小干扰后能否回到平衡点;暂态稳定性暂态稳定性大干扰后能否回到平衡点或新的可接大干扰后能否回到平衡点或新的可接受的平衡点,如可以称为暂态稳定,否则称为暂受的平衡点,如可以称为暂态稳定,否则称为暂态不稳定。一般指第一、第二周期不出现失步;态不稳定。一般指第一、第二周期不出现失步;动态稳定性动态稳定性电力系统受到大干扰后,不发生振幅电力系统受到大干扰后,不发生振幅不断增长的振荡而失步。不断增长的振荡而失步。174电力系统稳定性电力系统稳定性v按时间长短分按时间长短分短期稳定分析;短期稳定分析;中期稳定分析;中期稳定分析;长期稳定分析;长期稳定分析;v按侧重点及引起稳定问题的主要原因分:按侧重点及引起稳定问题的主要原因分:功角稳定性功角稳定性(频率稳定性频率稳定性);电压稳定性;电压稳定性;负荷稳定性;负荷稳定性;175176技术资料

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