电力系统的运行技术

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1、火电机组培训火电机组培训 报告人报告人：电气设备及运行电气设备及运行讲稿讲稿第一章 电力系统的运行技术前言前言一、教学内容和学时分配一、教学内容和学时分配第一章第一章 电力系统运行技术电力系统运行技术 8学时学时第二章第二章 汽轮发电机运行技术汽轮发电机运行技术 7学时学时第三章第三章 电力变压器运行技术电力变压器运行技术 5学时学时第四章第四章 厂用电动机运行技术厂用电动机运行技术 5学时学时第五章第五章 高压配电设备高压配电设备 5学时学时第六章第六章 电气主接线和厂用电电气主接线和厂用电 5学时学时第七章第七章 发电厂的继电保护发电厂的继电保护 10学时学时第八章第八章 发电厂的电气控制

2、和信号发电厂的电气控制和信号 5学时学时电气电气总复习和考试总复习和考试 5学时学时第一章 电力系统的运行技术二、对听课学习要求二、对听课学习要求1. 按时认真听课，适当做一些笔记，课后看每章的复按时认真听课，适当做一些笔记，课后看每章的复习题；习题；2. 电气内容抽象、起点高、涉及面广，需要在理解的电气内容抽象、起点高、涉及面广，需要在理解的基础上逐步提高水平；基础上逐步提高水平；3. 讲课中或工作中遇到的电气问题，可利用课间或写讲课中或工作中遇到的电气问题，可利用课间或写纸条与我及时沟通；纸条与我及时沟通；4. 授课内容尽可能少讲设计计算，多讲电气设备结构、授课内容尽可能少讲设计计算，多讲

3、电气设备结构、原理、运行维护等内容；原理、运行维护等内容；5. 通过学习唤醒复习基础知识，澄清电气概念，提高通过学习唤醒复习基础知识，澄清电气概念，提高运行维护水平。运行维护水平。第一章 电力系统的运行技术三、三、电气设备及运行电气设备及运行试卷题型试卷题型1、判断题、判断题：10小题2分 = 20分2、选择题、选择题：10小题2分 = 20分3、填空题、填空题：10小题2分 = 20分4、问答题、问答题： 5小题4分 = 20分5、绘图题、绘图题 4小题5分 = 20分闭卷考试，注意审题，答题不分先后，写上题号直接答。第一章 电力系统的运行技术火电机组培训火电机组培训 报告人报告人：胡志光胡

4、志光单位：华北电力大学 第一章第一章 电力系统的运行技术电力系统的运行技术电气设备及运行电气设备及运行讲稿讲稿第一章 电力系统的运行技术第一章第一章 目目 录录 第一节第一节 三相交流电路的基本概念三相交流电路的基本概念 第二节第二节 电力系统概述电力系统概述 第三节第三节 电力系统有功功率平衡和频率调整电力系统有功功率平衡和频率调整 第四节第四节 电力系统无功功率平衡和电压调整电力系统无功功率平衡和电压调整 第五节第五节 电力系统运行的稳定性电力系统运行的稳定性 第六节第六节 电力系统中性点的接地方式电力系统中性点的接地方式 复习思考题复习思考题第一章 电力系统的运行技术第一节第一节 三相交

5、流电路的基本知识三相交流电路的基本知识1.1. 三相电压瞬时值表达式为：三相电压瞬时值表达式为： 三相电源通常由三相同步发电机产生，三相绕组在空三相电源通常由三相同步发电机产生，三相绕组在空间相互差间相互差120。当转子以均匀角速度。当转子以均匀角速度转动时，在三相转动时，在三相绕组中产生感应电压，从而形成对称三相电源。依次为绕组中产生感应电压，从而形成对称三相电源。依次为A相相、 B相、相、C相。相。第一章 电力系统的运行技术3. 三相电源电压对称的特点三相电源电压对称的特点2. 三相电压的波形与相量表示三相电压的波形与相量表示第一章 电力系统的运行技术三三角角形形连连接接星形连接星形连接三

6、角形连接三角形连接4.三相电源的连接方式三相电源的连接方式5.三相负载的连接方式三相负载的连接方式星星形形连连接接第一章 电力系统的运行技术Y - 接法接法 三相电路就是由对称三相电源和三相负载连接起来三相电路就是由对称三相电源和三相负载连接起来所组成的系统所组成的系统Y Y 接法接法 - Y接法接法 - 接法接法Y0-Y0接法接法三相四线制三相四线制三相三线制三相三线制第一章 电力系统的运行技术 (1) Y连接相电压和线电压之间的关系连接相电压和线电压之间的关系线电压对称线电压对称(大小相等相位互差大小相等相位互差120o)第一章 电力系统的运行技术结论结论：对对Y接法的接法的对称三相电源对

7、称三相电源(1) 相电压对称，则线电压也对称。相电压对称，则线电压也对称。(3) 线电压相位线电压相位超前超前对应相电压对应相电压30o。 所谓的所谓的“对应对应”：对应：对应相电压与线电压的第一个下相电压与线电压的第一个下标字母相同。标字母相同。 (2) 线线电压电压大小等于大小等于相相电压电压的的 倍倍，即即 。第一章 电力系统的运行技术(2) 连接连接相电流和线电流之间的关系相电流和线电流之间的关系线电流对称线电流对称(大小相等相位互差大小相等相位互差120o)第一章 电力系统的运行技术结论结论：对对 接法的接法的对称三相负载对称三相负载(1) 相电相电流流对称，则线电对称，则线电流流也

8、对称。也对称。(3) 线电线电流流相位相位滞后滞后对应相电对应相电流流30o。 所谓的所谓的“对应对应”：对应线电流：对应线电流与相电流的第一个下标字母相同。与相电流的第一个下标字母相同。 (2) 线线电电流大小等于流大小等于相相电电流的流的 倍倍，即即 。第一章 电力系统的运行技术6. 6. 三相电路的功率三相电路的功率三相电路的功率为各相功率的总和三相电路的功率为各相功率的总和 6.1 三相四线制的功率三相四线制的功率 根据相电压和相电流分别计算各相的功率，根据相电压和相电流分别计算各相的功率，然后相加而得三相总功率然后相加而得三相总功率 。（1）三相电路的有功功率）三相电路的有功功率第一

9、章 电力系统的运行技术（2）三相电路的无功功率）三相电路的无功功率（3）三相电路的视在功率）三相电路的视在功率（4）三相电路的功率因数）三相电路的功率因数注：注：三相电路不对称时，视在功率和功率因数三相电路不对称时，视在功率和功率因数只有计算意义只有计算意义 ，没有实际意义。，没有实际意义。第一章 电力系统的运行技术 当三相电路对称时，各相功率相等，三相电路当三相电路对称时，各相功率相等，三相电路总有功功率、无功功率和视在功率等于单相功率的总有功功率、无功功率和视在功率等于单相功率的三倍，功率因数等于各相的功率因数三倍，功率因数等于各相的功率因数 ，即，即 6.2 三相对称交流电路的功率三相对

10、称交流电路的功率第一章 电力系统的运行技术 将相电压与线电压，相电流与线电流的关系将相电压与线电压，相电流与线电流的关系代入到功率的计算式中，可得：代入到功率的计算式中，可得：三角形接线：三角形接线：星星接线：星星接线：注意！注意！两套公式中的两套公式中的 指的都是相电压和相电流之间的夹角指的都是相电压和相电流之间的夹角第一章 电力系统的运行技术7. 交流电路中的阻抗交流电路中的阻抗在三相交流电路中，总是按对称方式给出一相线路或绕组的阻抗在三相交流电路中，总是按对称方式给出一相线路或绕组的阻抗Z。阻抗阻抗Z=R+j（XL-XC）,其中其中：（1）电阻）电阻R上的电压与电流同方向，且满足：上的电

11、压与电流同方向，且满足：（2）感抗）感抗XL=2fL=L上的电压超前电流上的电压超前电流90，且满足：，且满足：（3）容抗）容抗XC=1/2fC=1/C上的电压滞后电流上的电压滞后电流90，且满足：，且满足：（4）电抗）电抗 X=XL-XC；（5）阻抗）阻抗第一章 电力系统的运行技术8、正、负、零序分量的概念、正、负、零序分量的概念1)正序电压分量的波形图与相量图正序电压分量的波形图与相量图三相对称三相对称正序正序电压分量的特点电压分量的特点第一章 电力系统的运行技术8、正、负、零序分量的概念、正、负、零序分量的概念2)负序电压分量的波形图与相量图负序电压分量的波形图与相量图三相对称三相对称负

12、序负序电压分量的特点电压分量的特点第一章 电力系统的运行技术8、正、负、零序分量的概念、正、负、零序分量的概念3)零序电压分量的波形图与相量图零序电压分量的波形图与相量图三相对称三相对称零序零序电压分量的特点电压分量的特点第一章 电力系统的运行技术9. 燃煤电厂常用英文缩写含义燃煤电厂常用英文缩写含义1. DCS分散控制系统；分散控制系统；2. DAS数据采集系统；数据采集系统；3. MCS模模拟量控制系统；拟量控制系统；4. SCS顺序控制系统；顺序控制系统；5. FSSS锅炉炉膛安锅炉炉膛安全监控系统；全监控系统；6. AGC自动发电量控制；自动发电量控制；7. AVC无功电压控无功电压控

13、制；制；8. RTU微机远动装置；微机远动装置；9. SPDnet电力调度数据网络；电力调度数据网络；10. NCS升压站网络监控系统；升压站网络监控系统；11. OPGW光纤复合架空地光纤复合架空地线；线；12. AIS靠空气绝缘的配电装置；靠空气绝缘的配电装置；13.GIS靠靠SF6气体绝气体绝缘的配电装置；缘的配电装置；14. ECS电气微机监控系统；电气微机监控系统；15. ETS汽机汽机跳闸保护系统；跳闸保护系统；16. TSI汽机安全监视系统；汽机安全监视系统；17. SIS厂级监厂级监控信息系统；控信息系统；18. MIS厂级管理信息系统；厂级管理信息系统；19. DEH汽轮机汽

14、轮机数字电液控制系统；数字电液控制系统；20. ASS模拟仿真系统；模拟仿真系统； 第一章 电力系统的运行技术9. 燃煤电厂常用英文缩写含义燃煤电厂常用英文缩写含义21. UPS交流不间断电源；交流不间断电源；22. PC动力中心；动力中心；23. MCC电动机控制中心；电动机控制中心；24. FC高压熔断器加真空接触器；高压熔断器加真空接触器；25. PLC可编程逻辑控制器；可编程逻辑控制器；26.PSS电力系统稳定器；电力系统稳定器；27.AVR自动电压调节器；自动电压调节器；28. BTG集控室内常规仪表盘集控室内常规仪表盘柜；柜；29. BMCR锅炉最大连续蒸发量；锅炉最大连续蒸发量；

15、30. TRL汽机的额汽机的额定功率；定功率；31. T-MCR汽机最大连续输出功率；汽机最大连续输出功率；32. VWO汽机阀门全开时的输出功率；汽机阀门全开时的输出功率；33.USC超超临界（炉内蒸汽超超临界（炉内蒸汽温度不低于温度不低于593或蒸汽压力不低于或蒸汽压力不低于31 MPa）；）；34.FGD湿湿式石灰石式石灰石/石膏法烟气脱硫；石膏法烟气脱硫；35.SCR选择性催化还原烟气选择性催化还原烟气脱硝；脱硝；36.GGH气气换热器。气气换热器。第一章 电力系统的运行技术 10. 电气常用术语电气常用术语 1. 欧姆定律欧姆定律：是指在同一电路中，导体中的电流跟导体两：是指在同一电

16、路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。端的电压成正比，跟导体的电阻成反比。 2. 电磁感应定律电磁感应定律：是确定感应电动势大小的定律，即闭合：是确定感应电动势大小的定律，即闭合电路中产生的感应电动势的大小跟穿过该电路的磁通量变化率电路中产生的感应电动势的大小跟穿过该电路的磁通量变化率成正比，即成正比，即e - d/dt，式中负号表示感应电动势的方向。，式中负号表示感应电动势的方向。 3. 右手定则右手定则：右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且：右手平展，使大拇指与其余四指垂直，并且都跟手掌在一个平面内。把右手放入磁场中，若磁感线垂直进都跟手掌在一个平面内。把右手放入

17、磁场中，若磁感线垂直进入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向入手心（当磁感线为直线时，相当于手心面向N极），大拇指指极），大拇指指向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流（感生电向导线运动方向，则四指所指方向为导线中感应电流（感生电动势）的方向。一般知道磁场、电流方向、运动方向的任意两动势）的方向。一般知道磁场、电流方向、运动方向的任意两个，让你判断第三个方向。个，让你判断第三个方向。 第一章 电力系统的运行技术 4. 右手螺旋定则右手螺旋定则：用右手握螺线管。让四指弯向螺线管的电：用右手握螺线管。让四指弯向螺线管的电流方向，大拇指所指的那一端就是通电螺线管的北极。直线电流流方向，大拇

18、指所指的那一端就是通电螺线管的北极。直线电流的磁场的话，大拇指指向电流方向，另外四指弯曲指的方向为磁的磁场的话，大拇指指向电流方向，另外四指弯曲指的方向为磁感线的方向（磁场方向或是小磁针北极所指方向或是小磁针受力感线的方向（磁场方向或是小磁针北极所指方向或是小磁针受力方向）。方向）。 5. 左手定则左手定则（又称电动机定则）：伸开左手，使拇指与其余（又称电动机定则）：伸开左手，使拇指与其余四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进四个手指垂直，并且都与手掌在同一平面内；让磁感线从掌心进入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指的方向就是通电导入，并使四指指向电流的方向，这时拇指所指

19、的方向就是通电导线在磁场中所受安培力的方向。这就是判定通电导体在磁场中受线在磁场中所受安培力的方向。这就是判定通电导体在磁场中受力方向的左手定则。力方向的左手定则。 6. 集肤效应：集肤效应：是指导体通过交流电流时，在导体截面中存在是指导体通过交流电流时，在导体截面中存在边缘部分电流密度大，中心部分电流密度小的现象。交流电流的边缘部分电流密度大，中心部分电流密度小的现象。交流电流的频率越高，集肤效应现象越显著。频率越高，集肤效应现象越显著。第一章 电力系统的运行技术 7. 基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律：在任何一个闭合回路中，各元件上：在任何一个闭合回路中，各元件上的电压降的代数和等于电动势

20、的代数和，即从一点出发绕回路的电压降的代数和等于电动势的代数和，即从一点出发绕回路一周回到该点时，各段电压的代数和恒等于零，即一周回到该点时，各段电压的代数和恒等于零，即U=0。 8. 迟相运行迟相运行：使发电机励磁系统处于过励磁状态时，既向：使发电机励磁系统处于过励磁状态时，既向系统输送有功功率又输送无功功率，功率因数为正，这种运行系统输送有功功率又输送无功功率，功率因数为正，这种运行状态称为迟相运行，也称正常运行。状态称为迟相运行，也称正常运行。 9. 进相运行进相运行：通过减少发电机励磁电流，使发电机电动势：通过减少发电机励磁电流，使发电机电动势减小，功率因数角变为超前时，发电机的定子电

21、流产生助磁电减小，功率因数角变为超前时，发电机的定子电流产生助磁电枢反应，发电机在向系统输送有功功率的同时，从系统吸收无枢反应，发电机在向系统输送有功功率的同时，从系统吸收无功功率，这种运行状态称为进相运行。功功率，这种运行状态称为进相运行。第一章 电力系统的运行技术 10. 同步转速同步转速：是指发电机定子绕组电流合成的旋转磁场的：是指发电机定子绕组电流合成的旋转磁场的转速，通常该转速与转子的机械转速相同。同步转速转速，通常该转速与转子的机械转速相同。同步转速n1可表示可表示为：为：n1= 60f/p (r/min）。式中）。式中f：电源频率；：电源频率；p：电机的极对数。：电机的极对数。

22、11. 异步转速异步转速：是指电动机转子的机械转速，通常该转速小：是指电动机转子的机械转速，通常该转速小于同步转速。异步转速于同步转速。异步转速n可表示为：可表示为：n= (1 s ) n1 (r/min）。）。式中式中s：转差率；：转差率；n1：同步转速。：同步转速。 12. 稳态稳态：就是稳定的状态，在电子电路里，在进入稳态前，：就是稳定的状态，在电子电路里，在进入稳态前，都需要经历暂态过程，然后才进入稳态，此时其输出的电压和都需要经历暂态过程，然后才进入稳态，此时其输出的电压和电流近似恒定，如果施加在此电路上的条件不变，则此状态将电流近似恒定，如果施加在此电路上的条件不变，则此状态将继续

23、保持下去。继续保持下去。第一章 电力系统的运行技术 13. 暂态暂态：是指电路从一个稳定状态，由于某种作用发生：是指电路从一个稳定状态，由于某种作用发生变化，经过一个过渡过程进入到另一个稳定状态，那么这个过变化，经过一个过渡过程进入到另一个稳定状态，那么这个过渡过程称为渡过程称为暂态暂态。 14. 次暂态次暂态：次暂态是描述发电机短路最初期受到转子阻：次暂态是描述发电机短路最初期受到转子阻尼绕组和转子表面电抗影响而形成的短路过程，通常用次暂态尼绕组和转子表面电抗影响而形成的短路过程，通常用次暂态电抗来描述短路初期的短路电流大小。电抗来描述短路初期的短路电流大小。 15. 绝缘电阻绝缘电阻：是电

24、气设备绝缘层在直流电压作用下呈现：是电气设备绝缘层在直流电压作用下呈现的电阻值，是指加于试品上的直流电压与流过设备的泄露电流的电阻值，是指加于试品上的直流电压与流过设备的泄露电流之比即：之比即：R=U/I。第一章 电力系统的运行技术 16. 吸收比吸收比K1：是指电气设备：是指电气设备60s测得的绝缘电阻值测得的绝缘电阻值(R60)与与15s测得的绝缘电阻值测得的绝缘电阻值(R15)之比值，即之比值，即 K1 = R60 / R15，当，当K1大大于或等于于或等于1.3时为合格。时为合格。 17. 介质损耗介质损耗：是指绝缘材料在电场作用下，在其内部引起的：是指绝缘材料在电场作用下，在其内部引

25、起的能量损耗。在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压能量损耗。在交变电场作用下，电介质内流过的电流相量和电压相量之间的夹角相量之间的夹角(功率因数角功率因数角)的余角的余角称为介质损耗角。介质的称为介质损耗角。介质的有功功率与无功功率的比值称为介质损耗正切值有功功率与无功功率的比值称为介质损耗正切值tan。tan=1/CR（式中（式中为交变电场的角频率；为交变电场的角频率；C为介质电容；为介质电容；R为为介质电阻）。介质电阻）。第一章 电力系统的运行技术 第二节第二节 电力系统概述电力系统概述 一、电力系统的组成一、电力系统的组成 1. 电力系统电力系统：由生产、输送、分配、消耗电能的

26、发电机、变压：由生产、输送、分配、消耗电能的发电机、变压器、电力线路和各种用电设备组成的统一整体就叫做电力系统。器、电力线路和各种用电设备组成的统一整体就叫做电力系统。 2. 电力网电力网：由升降压变压器和电力线路所组成的网络叫做电力：由升降压变压器和电力线路所组成的网络叫做电力网。主要承担输送电能任务的电网称为输电网。网。主要承担输送电能任务的电网称为输电网。110220kV的输的输电网称为高压输电网，电网称为高压输电网，330kV750kV的输电网称为超高压输电网的输电网称为超高压输电网1000kV及以上的输电网称为特高压输电网。主要承担分配电能任及以上的输电网称为特高压输电网。主要承担分

27、配电能任务的电网称为配电网。务的电网称为配电网。335kV的配电网称为高压配电网，的配电网称为高压配电网，380V(220V)的配电网称为低压配电网。的配电网称为低压配电网。 3. 动力系统动力系统：由电力系统和火电厂的锅炉、汽轮机、热力网和：由电力系统和火电厂的锅炉、汽轮机、热力网和用热设备用热设备 组成的整体叫做动力系统。组成的整体叫做动力系统。第一章 电力系统的运行技术电力系统和电力网络示意图电力系统和电力网络示意图 第一章 电力系统的运行技术第一章 电力系统的运行技术第一章 电力系统的运行技术第一章 电力系统的运行技术第一章 电力系统的运行技术第一章 电力系统的运行技术第一章 电力系统

28、的运行技术 如图所示，核电厂的内部它通常由一回路系如图所示，核电厂的内部它通常由一回路系统和二回路系统组成。反应堆是核电厂的核心。统和二回路系统组成。反应堆是核电厂的核心。反应堆工作时放出的热能，由一回路系统的冷反应堆工作时放出的热能，由一回路系统的冷却剂带出，用以产生蒸汽。因此，整个一回路却剂带出，用以产生蒸汽。因此，整个一回路系统被称为系统被称为“核供汽系统核供汽系统”，它相当于火电厂，它相当于火电厂的锅炉系统。为了确保安全，整个一回路系统的锅炉系统。为了确保安全，整个一回路系统装在一个被称为安全壳的密闭厂房内，这样，装在一个被称为安全壳的密闭厂房内，这样，无论在正常运行或发生事故时都不会

29、影响安全。无论在正常运行或发生事故时都不会影响安全。由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的二回路系由蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的二回路系统，与火电厂的汽轮发电机系统基本相同。统，与火电厂的汽轮发电机系统基本相同。 第一章 电力系统的运行技术第一章 电力系统的运行技术第一章 电力系统的运行技术第一章 电力系统的运行技术 4大电力系统的优越性大电力系统的优越性 （）提高供电可靠性和电能质量。因为大电力系统中个别机组发生故障对（）提高供电可靠性和电能质量。因为大电力系统中个别机组发生故障对系统影响较小，从而提高了供电可靠性。大电力系统中个别负荷变动不会造成系统影响较小，从而提高了供电可靠性。大电力系统中

30、个别负荷变动不会造成系统电压和频率的明显变化，从而改善电能质量。系统电压和频率的明显变化，从而改善电能质量。 （2）可减少系统的装机容量，提高设备利用率。大电力系统往往占有很大）可减少系统的装机容量，提高设备利用率。大电力系统往往占有很大的地域，因为存在时差和季差，各小系统中最大负荷出现的时间就不同，综合的地域，因为存在时差和季差，各小系统中最大负荷出现的时间就不同，综合起来的最大负荷，也将小于各小系统最大负荷相加的总和。因此，大电力系统起来的最大负荷，也将小于各小系统最大负荷相加的总和。因此，大电力系统中总的装机容量可以减少，设备的利用率可以提高。中总的装机容量可以减少，设备的利用率可以提高

31、。 （3）便于安装大机组，降低造价。在）便于安装大机组，降低造价。在1001000万万kW电力系统中，最经济电力系统中，最经济的单机容量为系统总容量的的单机容量为系统总容量的6%10%。可见，系统容量越大，越便于安装大。可见，系统容量越大，越便于安装大机组。而大机组每千瓦设备的投资、生产每千瓦机组。而大机组每千瓦设备的投资、生产每千瓦时电能的燃料消耗厂用电率时电能的燃料消耗厂用电率和维修费用都比小机组的小。从而可降低造价和运行费用。和维修费用都比小机组的小。从而可降低造价和运行费用。 （4）合理利用各种资源，提高运行的经济性。水电厂发电易受季节影响，）合理利用各种资源，提高运行的经济性。水电厂

32、发电易受季节影响，在夏秋丰水期水量过剩，在冬春枯水期水量短缺，水电厂容量占的比例较大的在夏秋丰水期水量过剩，在冬春枯水期水量短缺，水电厂容量占的比例较大的系统，将造成枯水期缺电，丰水期弃水的后果。将水电比例较大的系统与火电系统，将造成枯水期缺电，丰水期弃水的后果。将水电比例较大的系统与火电比例较大的系统连接起来并列运行，丰水期水电厂多发电，火电厂少发电并适比例较大的系统连接起来并列运行，丰水期水电厂多发电，火电厂少发电并适当安排检修；枯水期火电厂多发电，水电厂少发电并安排检修。这样既能充分当安排检修；枯水期火电厂多发电，水电厂少发电并安排检修。这样既能充分利用水利资源，又能减少燃料消耗，从而降

33、低电能成本，提高运行的经济性。利用水利资源，又能减少燃料消耗，从而降低电能成本，提高运行的经济性。第一章 电力系统的运行技术 1. 电能生产的特点电能生产的特点 (1) 同时性同时性。电能生产、输送、分配、消费同时进行。即电能不。电能生产、输送、分配、消费同时进行。即电能不能储存。能储存。 (2) 快速性快速性。过渡过程非常短暂，发电机、变压器、输电线路、。过渡过程非常短暂，发电机、变压器、输电线路、用户（电动机）的投入或切除都是在瞬间完成。电力系统从一种用户（电动机）的投入或切除都是在瞬间完成。电力系统从一种运行方式过渡到另一种运行方式的过程非常短暂。运行方式过渡到另一种运行方式的过程非常短

34、暂。 (3) 重要性重要性。与国民经济各个部门紧密相关。与国民经济各个部门紧密相关 由于电能与其它能量由于电能与其它能量转换方便，且宜于大量生产、集中管理、远距离输送和自动控制，转换方便，且宜于大量生产、集中管理、远距离输送和自动控制，所以电能在使用方面具有显著优势，被广泛使用。电能不但有本所以电能在使用方面具有显著优势，被广泛使用。电能不但有本身的使用价值，而且还有社会价值。身的使用价值，而且还有社会价值。 （4）地区性）地区性。电力系统的电源结构与资源分布与地区有关，而。电力系统的电源结构与资源分布与地区有关，而负荷结构却与工业布局、城市规划、电气化水平有关。至于输电负荷结构却与工业布局、

35、城市规划、电气化水平有关。至于输电线路的电压等级、线路配置等则与电源与负荷间的距离、负荷的线路的电压等级、线路配置等则与电源与负荷间的距离、负荷的集中程度等有关。因此，应根据本地区的特点规划、建设和发展集中程度等有关。因此，应根据本地区的特点规划、建设和发展电力系统。电力系统。 二、电力生产的特点及对其要求二、电力生产的特点及对其要求第一章 电力系统的运行技术 2. 对电力系统的基本要求对电力系统的基本要求 （1）最大限度地满足用户的用电需要）最大限度地满足用户的用电需要。按照电力先行的原则，按照电力先行的原则，做好电力系统的发展规划，确保电力工业的建设优先于其它工做好电力系统的发展规划，确保

36、电力工业的建设优先于其它工业部门。其次，还要加强现有电力设备的运行维护，以充分发业部门。其次，还要加强现有电力设备的运行维护，以充分发挥潜力，防止事故发生。挥潜力，防止事故发生。 (2) 保证供电的可靠性。保证供电的可靠性。供电的中断将使生产停顿、生活混乱、供电的中断将使生产停顿、生活混乱、甚至危及人身和设备安全，后果十分严重。随着电能使用的普甚至危及人身和设备安全，后果十分严重。随着电能使用的普及，对供电可靠性要求越来越高。及，对供电可靠性要求越来越高。 (3) 保证良好的电能质量。保证良好的电能质量。所谓电能质量，是指电压、频率、波所谓电能质量，是指电压、频率、波形三个技术指标，电能质量的

37、标准是：电压变化范围为额定电形三个技术指标，电能质量的标准是：电压变化范围为额定电压的压的5；频率变化范围为额定频率的；频率变化范围为额定频率的0.2Hz；任一高次谐波；任一高次谐波的瞬时值不得超过同相基波电压瞬时值的的瞬时值不得超过同相基波电压瞬时值的5%。 (4) 保证电力系统运行的经济性。保证电力系统运行的经济性。就是使电力系统在运行中做到就是使电力系统在运行中做到最大限度地降低燃料消耗，降低厂用电率和网损率。采取合理最大限度地降低燃料消耗，降低厂用电率和网损率。采取合理利用能源、降低发电成本、使负荷在各发电厂之间合理分配、利用能源、降低发电成本、使负荷在各发电厂之间合理分配、使发电机组

38、实现优化组合等措施，均会产生极大的经济效益。使发电机组实现优化组合等措施，均会产生极大的经济效益。第一章 电力系统的运行技术3. 电力系统发展概况电力系统发展概况（1）18821949年是我国电力工业停滞落后的发展阶段年是我国电力工业停滞落后的发展阶段 1949年全国电力总装机年全国电力总装机185万万kW，居世界第，居世界第21位，全国年发电量位，全国年发电量43亿亿kWh，居世界第，居世界第25位。位。（2）1949 1980年是我国电力工业从起步到有较快发展阶段年是我国电力工业从起步到有较快发展阶段 1956年国产第一台年国产第一台0.6万万kW机组在淮南田家庵电厂投产；机组在淮南田家庵

39、电厂投产； 1980年全国电力总装机年全国电力总装机6587万万kW，居世界第，居世界第8位，全国年发电量位，全国年发电量3006亿亿kWh，居世界第，居世界第6位。位。（3）1980 至今是我国电力工业飞速发展阶段至今是我国电力工业飞速发展阶段 1990年全国电力总装机年全国电力总装机13542万万kW，居世界第，居世界第5位，全国年发电位，全国年发电量量5200亿亿kWh，居世界第，居世界第4位。位。 2000年全国电力总装机年全国电力总装机29000万万kW，居世界第，居世界第2位，全国年发电位，全国年发电量量14000亿亿kWh，居世界第，居世界第2位。位。 2010年全国电力总装机年

40、全国电力总装机95000万万kW，居世界第，居世界第2位，全国年发电位，全国年发电量量41400亿亿kWh，居世界第，居世界第2位。位。 2015年全国电力总装机年全国电力总装机140000万万kW，居世界第，居世界第1位，全国年发电位，全国年发电量量56148亿亿kWh，居世界第，居世界第1位。位。第一章 电力系统的运行技术三、电力系统的电压等级三、电力系统的电压等级 如图所示为电如图所示为电力系统电压分力系统电压分层结构示意图。层结构示意图。根据传输功率根据传输功率的大小和传输的大小和传输距离的远近来距离的远近来确定使用不同确定使用不同的电压等级。的电压等级。 第一章 电力系统的运行技术系

41、统的标称电压系统的标称电压(kV)电气设备的最高电压电气设备的最高电压(kV)33.667.21012(20)(24)3540.56670.5110126(123)220252(245)330363500550(750)(800)100012000注：注：1. 括号中的数值为用户有要求时使用。括号中的数值为用户有要求时使用。 2. 电气设备的额定电压可从表中选取，由产品标准确定。电气设备的额定电压可从表中选取，由产品标准确定。 1. 电力系统的标称电压和电气设备的最高电压电力系统的标称电压和电气设备的最高电压 第一章 电力系统的运行技术交流发电机额定电压交流发电机额定电压(V)直流发电机额定电

42、压直流发电机额定电压(V)115115230230400460690315063001050013800157501800020000220002400026000注：与发电机出线端配套的电气设备额定电压，可采用发电机的额定电压，在注：与发电机出线端配套的电气设备额定电压，可采用发电机的额定电压，在产品标准中具体规定。产品标准中具体规定。2. 发电机的额定电压发电机的额定电压 第一章 电力系统的运行技术 (1) 变压器一次绕组的额定电压有以下几种情况：变压器一次绕组的额定电压有以下几种情况： 对于升压变压器，与发电机额定电压相同，即对于升压变压器，与发电机额定电压相同，即3.15、6.3、10

43、.5、13.8、15.75、18、20、22、24、26kV。 对于降压变压器，一次绕组的额定电压与相连线路的标称电压相同，即对于降压变压器，一次绕组的额定电压与相连线路的标称电压相同，即3、6、10、35、66、110、220、330、500、750、1000kV。但是，对于发电厂厂用高。但是，对于发电厂厂用高压变压器，一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同。压变压器，一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同。 (2) 变压器二次绕组的额定电压。首先看变压器二次绕组额定电压的理由。变压器二次绕组的额定电压。首先看变压器二次绕组额定电压的理由。在额定运行时，变压器二次侧额定电压应较线路高出在

44、额定运行时，变压器二次侧额定电压应较线路高出5%，但又因变压器二次，但又因变压器二次侧额定电压规定为空载时的电压，而在额定电流负载下，变压器内部的电压降侧额定电压规定为空载时的电压，而在额定电流负载下，变压器内部的电压降约约5%，为使正常运行时变压器二次侧电压较线路标称电压高出，为使正常运行时变压器二次侧电压较线路标称电压高出5%，故规定一，故规定一般大中容量变压器二次侧额定电压应较相连线路标称电压高出般大中容量变压器二次侧额定电压应较相连线路标称电压高出10%，只有短路，只有短路电压百分数较小（电压百分数较小（Uk7%）的小容量变压器，或二次侧直接与用电设备相连）的小容量变压器，或二次侧直接

45、与用电设备相连的变压器（如厂用变压器），其二次侧额定电压才较线路标称电压高出的变压器（如厂用变压器），其二次侧额定电压才较线路标称电压高出5%。 因此，变压器二次绕组的额定电压较相连线路标称电压高出因此，变压器二次绕组的额定电压较相连线路标称电压高出5%的为：的为：3.15、6.3、10.5kV。在城市电网中，由于送电距离较近，多选此种额定电压。在城市电网中，由于送电距离较近，多选此种额定电压。 变压器二次绕组的额定电压较相连线路标称电压高出变压器二次绕组的额定电压较相连线路标称电压高出10%的为：的为：3.3、6.6、11、38.5、121、242、363、550kV。3. 变压器的额定电压

46、变压器的额定电压第一章 电力系统的运行技术标称称电压（kV）经济输送容量送容量（MW）输送距离送距离（km）0.380.1以下以下0.6以下以下30.11.01360.11.2415100.22.0620352.0102050666.030308011010505015022010050010030033020010002006005001000150020085075020002500500100010002500400050015004. 4. 各级电压电力网的输电能力各级电压电力网的输电能力 第一章 电力系统的运行技术 电力网各部分电压分布示意图电力网各部分电压分布示意图 第一章 电力系

47、统的运行技术四、电力系统的负荷四、电力系统的负荷 1电力系统的负荷分类电力系统的负荷分类 电力系统的负荷是指电力系统中所有用电设备消耗功率电力系统的负荷是指电力系统中所有用电设备消耗功率的总和，它们又分为动力负荷（如：异步电动机、电热电炉、的总和，它们又分为动力负荷（如：异步电动机、电热电炉、整流设备及照明负荷等）、综合用电负荷、供电负荷和发电整流设备及照明负荷等）、综合用电负荷、供电负荷和发电负荷。负荷。 电力系统的综合用电负荷是指工业、农业、交通运输、电力系统的综合用电负荷是指工业、农业、交通运输、市政生活等各方面消耗功率之和。市政生活等各方面消耗功率之和。 电力系统的供电负荷是指电力系统

48、的综合用电负荷加上电力系统的供电负荷是指电力系统的综合用电负荷加上网损后的负荷。网损后的负荷。 电力系统的发电负荷是指供电负荷再加上发电厂厂用电电力系统的发电负荷是指供电负荷再加上发电厂厂用电负荷，即发电机应发出的功率。负荷，即发电机应发出的功率。第一章 电力系统的运行技术 2负荷曲线负荷曲线 负荷曲线是指某一段时间内负荷随时间变化的曲线。负荷曲负荷曲线是指某一段时间内负荷随时间变化的曲线。负荷曲线可按以下三种特征分类：线可按以下三种特征分类： （1）按负荷性质分为有功负荷曲线和无功负荷曲线。）按负荷性质分为有功负荷曲线和无功负荷曲线。 （2）按时间长短分为日负荷曲线和年负荷曲线。）按时间长短

49、分为日负荷曲线和年负荷曲线。 （3）按计量地点分为个别用户、电力线路、变电所、发电）按计量地点分为个别用户、电力线路、变电所、发电厂及整个电力系统的负荷曲线。厂及整个电力系统的负荷曲线。日负荷曲线日负荷曲线第一章 电力系统的运行技术 1短路的类型短路的类型 三相系统中短路的基本类型及相应的代表符号为：三相短路三相系统中短路的基本类型及相应的代表符号为：三相短路k(3)、故障率为、故障率为5%，两相短路，两相短路k(2)、故障率为、故障率为4%，单相，单相短路短路k(1)、故障率为、故障率为83%，两相接地短路，两相接地短路k(1,1)、故障率、故障率为为8%。如下图所示为各种短路的示意图。如下

50、图所示为各种短路的示意图。 五、电力系统短路的基本概念五、电力系统短路的基本概念 第一章 电力系统的运行技术2短路的原因短路的原因 电力系统发生短路的主要原因是载流部分的绝缘破坏所电力系统发生短路的主要原因是载流部分的绝缘破坏所致，一般可分为下列几种情况：致，一般可分为下列几种情况：（1）载流部分过热使绝缘破坏，绝缘材料陈旧老化、）载流部分过热使绝缘破坏，绝缘材料陈旧老化、污秽、机械损伤等。污秽、机械损伤等。（2）设备缺陷未发现或未及时消除。）设备缺陷未发现或未及时消除。（3）输电线路断线或倒杆，使导线接地或相碰。）输电线路断线或倒杆，使导线接地或相碰。（4）工作人员误操作。）工作人员误操作。

51、（5）系统遭受某种过电压的冲击，致使某些性能变劣）系统遭受某种过电压的冲击，致使某些性能变劣的绝缘部件击穿。的绝缘部件击穿。（6）动物跨接到裸露导体上，或刮风、下雨、雾露、）动物跨接到裸露导体上，或刮风、下雨、雾露、冰雹、地震、雷击等自然灾害。冰雹、地震、雷击等自然灾害。第一章 电力系统的运行技术短路电流曲线短路电流曲线3短路电流波形短路电流波形第一章 电力系统的运行技术（1）短路电流很大，将使导体严重发热，造成导体熔化）短路电流很大，将使导体严重发热，造成导体熔化和绝缘损坏，也可能烧坏周围的设备。和绝缘损坏，也可能烧坏周围的设备。（2）巨大的短路冲击电流还将产生很大的电动力作用于）巨大的短路

52、冲击电流还将产生很大的电动力作用于导体，可能使导体变形或损坏。导体，可能使导体变形或损坏。 （3）由于短路电流基本是感性电流，它会使电网电压降）由于短路电流基本是感性电流，它会使电网电压降低，可能引起电压崩溃，造成大面积停电。低，可能引起电压崩溃，造成大面积停电。（4）短路时由于系统中功率分布的突然变化和电网电压）短路时由于系统中功率分布的突然变化和电网电压的降低，可能导致并列运行的同步发电机组之间稳定性破的降低，可能导致并列运行的同步发电机组之间稳定性破坏。坏。（5）巨大的短路电流将在周围空间产生很强的电磁场，）巨大的短路电流将在周围空间产生很强的电磁场，尤其是不对称短路所产生的不平衡交变磁

53、场，会对周围的尤其是不对称短路所产生的不平衡交变磁场，会对周围的通信网络，信号系统、晶闸管触发系统及控制系统产生干通信网络，信号系统、晶闸管触发系统及控制系统产生干扰。扰。 4短路的危害短路的危害第一章 电力系统的运行技术（1）防止短路的发生。）防止短路的发生。（2）限制短路电流。）限制短路电流。（3）正确选择电气设备。）正确选择电气设备。（4）快速切除故障。）快速切除故障。 5减少短路危害的措施减少短路危害的措施 第一章 电力系统的运行技术 一、频率调整的必要性一、频率调整的必要性 1频率变化对用户的影响频率变化对用户的影响 （1）大多数工业用户都使用异步电动机，而异步电动机的转速）大多数工

54、业用户都使用异步电动机，而异步电动机的转速与系统频率有关。系统频率的变化将引起电动机转速的变化，从而与系统频率有关。系统频率的变化将引起电动机转速的变化，从而影响产品质量。如纺织工业、造纸工业等，将由于频率的变化出现影响产品质量。如纺织工业、造纸工业等，将由于频率的变化出现残次品。残次品。 （2）系统频率降低，将使电动机的出力下降，造成工厂减产、）系统频率降低，将使电动机的出力下降，造成工厂减产、经济效益降低。经济效益降低。 （3）现代工业和国防等部门广泛使用计算机等电子设备，系统）现代工业和国防等部门广泛使用计算机等电子设备，系统频率不稳定，将会影响电子设备的精确性。频率不稳定，将会影响电子

55、设备的精确性。 2频率变化对电力系统本身的影响频率变化对电力系统本身的影响 （1）发电厂的厂用机械（水泵、风机等）是由异步电动机拖动）发电厂的厂用机械（水泵、风机等）是由异步电动机拖动的，系统频率降低，使厂用机械出力减少，从而危及发电设备的正的，系统频率降低，使厂用机械出力减少，从而危及发电设备的正常运行，严重时会造成系统常运行，严重时会造成系统“频率崩溃频率崩溃”。 （2）系统在低频运行时，容易引起汽轮机叶片的共振，缩短汽）系统在低频运行时，容易引起汽轮机叶片的共振，缩短汽轮机叶片的寿命，严重时会使叶片断裂。轮机叶片的寿命，严重时会使叶片断裂。 （3）系统频率降低时，异步电动机和变压器的励磁

56、电流增大，）系统频率降低时，异步电动机和变压器的励磁电流增大，引起系统无功不足，电压下降，给电压调整增加困难。引起系统无功不足，电压下降，给电压调整增加困难。第三节第三节 电力系统有功功率平衡和频率调整电力系统有功功率平衡和频率调整第一章 电力系统的运行技术 二、电力系统有功功率的平衡二、电力系统有功功率的平衡 1有功功率平衡有功功率平衡 电力系统运行中，在任何时刻，所有发电厂发出的有功功率电力系统运行中，在任何时刻，所有发电厂发出的有功功率的总和的总和 （也称发电负荷）都是与系统的总负荷（也称发电负荷）都是与系统的总负荷 在某一频在某一频率下相平衡。即：率下相平衡。即： = 为了保证良好的电

57、能质量，电力系统的有功功率平衡应该在为了保证良好的电能质量，电力系统的有功功率平衡应该在频率允许变化范围内的平衡，当系统频率的变化超出允许范围时，频率允许变化范围内的平衡，当系统频率的变化超出允许范围时，则应进行频率调整。则应进行频率调整。 2. 系统的备用容量系统的备用容量为了实现系统有功功率的平衡，系统应有一定的备用容量。系为了实现系统有功功率的平衡，系统应有一定的备用容量。系统的备用容量是指在系统最大负荷情况下，系统的可用电源容量统的备用容量是指在系统最大负荷情况下，系统的可用电源容量大于发电负荷的部分。热备用容量一般取系统最大有功负荷的大于发电负荷的部分。热备用容量一般取系统最大有功负

58、荷的2%5%为宜。冷备用容量一般取系统最大有功负荷的为宜。冷备用容量一般取系统最大有功负荷的3%6%为宜。为宜。 第一章 电力系统的运行技术有功功率负荷有功功率负荷的变动分类示意的变动分类示意图：图：PL1第一种第一种负荷变动；负荷变动；PL2第二种第二种负荷变动；负荷变动；PL3第三种第三种负荷变动；负荷变动；PL 实际综实际综合负荷变动合负荷变动 3有功功率负荷的变动分类有功功率负荷的变动分类第一章 电力系统的运行技术 三、系统负荷和电源的频率静态特性三、系统负荷和电源的频率静态特性1系统负荷的频率静态特性系统负荷的频率静态特性第一章 电力系统的运行技术2发电机组的频率静态特性发电机组的频

59、率静态特性 第一章 电力系统的运行技术 离心飞摆式调速系统原理示意图离心飞摆式调速系统原理示意图1飞摆；飞摆；2弹簧；弹簧；3错油门；错油门；4油动机；油动机；5调频器调频器第一章 电力系统的运行技术1.系统频率系统频率的一次调整的一次调整 系统频率的系统频率的一次调整（或称一次调整（或称一次调频）是指一次调频）是指由发电机组的调由发电机组的调速器实现的，针速器实现的，针对第一种负荷变对第一种负荷变动引起的频率偏动引起的频率偏移所进行的调整移所进行的调整 。四、电力系统的频率调整四、电力系统的频率调整 第一章 电力系统的运行技术 系统频率系统频率的二次调整的二次调整（或称二次（或称二次调频）是

60、指调频）是指由发电机的由发电机的调频器（也调频器（也称同步器）称同步器）实现的，针实现的，针对第二种负对第二种负荷变动引起荷变动引起的频率偏移的频率偏移所进行的调所进行的调整。整。 2系统频率的二次调整系统频率的二次调整第一章 电力系统的运行技术 五、调频电厂分类五、调频电厂分类（1）主调频电厂，负责全系统的频率）主调频电厂，负责全系统的频率f = 500.2Hz。（2）辅助调频电厂，只在电力系统频率偏移超过）辅助调频电厂，只在电力系统频率偏移超过500.2Hz时，时，才参加调频。才参加调频。（3）非调频电厂，在系统正常运行情况下，按照预定的日发电）非调频电厂，在系统正常运行情况下，按照预定的

61、日发电计划发电，只有在电力系统频率偏移超过计划发电，只有在电力系统频率偏移超过500.5Hz时才参加时才参加调频。调频。 3系统频率的三次调整系统频率的三次调整 系统频率的三次调整（或称三次调频）是指由调度中心针系统频率的三次调整（或称三次调频）是指由调度中心针对第三种负荷变化的预测，并按照最优化原则，向各发电厂对第三种负荷变化的预测，并按照最优化原则，向各发电厂下达的发电计划。下达的发电计划。第一章 电力系统的运行技术 六、系统频率异常的处理六、系统频率异常的处理 系统频率突然大幅度下降，说明发生了电源事故（包括发系统频率突然大幅度下降，说明发生了电源事故（包括发电厂内部）或系统解列事故，使

62、系统有功功率不能保持平衡造电厂内部）或系统解列事故，使系统有功功率不能保持平衡造成的。通常，系统内都装有一定的备用容量机组和低频减负荷成的。通常，系统内都装有一定的备用容量机组和低频减负荷装置。事故发生时，备用机组迅速投入或低频减负荷装置自动装置。事故发生时，备用机组迅速投入或低频减负荷装置自动将部分负荷切除，以防止频率的进一步下降。将部分负荷切除，以防止频率的进一步下降。 电力系统在低频率下运行是很危险的，这是因为电源与负电力系统在低频率下运行是很危险的，这是因为电源与负荷在低频下重新平衡很不稳定，有可能再次失去平衡，使频率荷在低频下重新平衡很不稳定，有可能再次失去平衡，使频率重新下降。系统

63、频率的下降又会影响厂用机械出力，造成主机重新下降。系统频率的下降又会影响厂用机械出力，造成主机故障或停运，使上述过程进一步加剧，造成系统频率崩溃，系故障或停运，使上述过程进一步加剧，造成系统频率崩溃，系统瓦解。此外，频率下降还会使无出力下降，严重时产生电压统瓦解。此外，频率下降还会使无出力下降，严重时产生电压崩溃。崩溃。第一章 电力系统的运行技术 1系统频率低于允许值的处理系统频率低于允许值的处理（1）当电力系统频率降低至）当电力系统频率降低至49.5Hz以下时，如系统出力具有储以下时，如系统出力具有储备，则各发电厂的值班人员无须等待调度命令，应立即自行增加备，则各发电厂的值班人员无须等待调度

64、命令，应立即自行增加出力，直至频率恢复至出力，直至频率恢复至49.5Hz以上或已达到该发电厂运行中机组以上或已达到该发电厂运行中机组的最大可能出力为止。的最大可能出力为止。（2）当系统频率下降至）当系统频率下降至49.2Hz时，系统中各发电厂均应立即增时，系统中各发电厂均应立即增加机组出力使系统频率升至加机组出力使系统频率升至49.5Hz，第一、第二调频厂继续增加，第一、第二调频厂继续增加机组出力使系统频率自机组出力使系统频率自49.5Hz升至升至49.8Hz，第一调频厂再继续增，第一调频厂再继续增加机组出力使系统频率自加机组出力使系统频率自49.8Hz升至升至50.0Hz。 如果系统增加的出

65、力足够，则无须再采取其它措施。但如运如果系统增加的出力足够，则无须再采取其它措施。但如运行中机组出力已达到最大可能出力，频率仍未能升至行中机组出力已达到最大可能出力，频率仍未能升至49.5Hz以上，以上，调度员应命令立即将系统备用容量投入运行。但如此时系统频率调度员应命令立即将系统备用容量投入运行。但如此时系统频率还不能恢复至还不能恢复至49.5Hz以上，则调度员应下令拉闸限电，直至频率以上，则调度员应下令拉闸限电，直至频率升至升至49.5Hz以上。在调节中，一般情况下频率低于以上。在调节中，一般情况下频率低于49.8Hz的持续的持续时间不得超过时间不得超过30min，频率低于，频率低于49.

66、5Hz持续时间不得超过持续时间不得超过15min。超出此项规定时为系统频率异常。此时系统中所有电厂应主动调超出此项规定时为系统频率异常。此时系统中所有电厂应主动调整出力，并联系调度。整出力，并联系调度。第一章 电力系统的运行技术（3）当频率降至）当频率降至48.5Hz或或48Hz以下时，分下面不同情况处理：以下时，分下面不同情况处理： 1）对各电厂和变电所的值班人员来说，当频率降至）对各电厂和变电所的值班人员来说，当频率降至48.5Hz或或48Hz以下时，应检查低频自动减载装置的动作情况，并注意频率以下时，应检查低频自动减载装置的动作情况，并注意频率的改变。如果相应的低频自动减载装置在整定频率

67、下未动作，值的改变。如果相应的低频自动减载装置在整定频率下未动作，值班员应手动切断相应的线路。如果系统中未装设低频自动减载装班员应手动切断相应的线路。如果系统中未装设低频自动减载装置时，值班员应按调度规定的减负荷规定，实行按频率手动减负置时，值班员应按调度规定的减负荷规定，实行按频率手动减负荷。荷。 2）对系统调度员来说，当频率低于）对系统调度员来说，当频率低于48.5Hz或或48Hz以下，但稳以下，但稳定在定在46Hz以上时，可等待一定时间（一般为以上时，可等待一定时间（一般为12min），在这段），在这段时间内可观察低频自动减负荷装置的动作或现场值班员手动减负时间内可观察低频自动减负荷装置

68、的动作或现场值班员手动减负荷的结果。如未见频率恢复到荷的结果。如未见频率恢复到49Hz以上时，则应下令切除部分负以上时，则应下令切除部分负荷，使频率恢复至荷，使频率恢复至49Hz以上。然后，调度员再继续采取措施，将以上。然后，调度员再继续采取措施，将频率恢复至频率恢复至49.5Hz以上，使频率低于以上，使频率低于49.5Hz的持续时间不超过的持续时间不超过15min。 3）当系统频率降低至）当系统频率降低至46Hz以下时，系统值班调度员应下令立以下时，系统值班调度员应下令立即切除部分负荷，甚至切除整个变电所。即切除部分负荷，甚至切除整个变电所。第一章 电力系统的运行技术 2系统频率高于允许值的

69、处理系统频率高于允许值的处理 当系统频率高于当系统频率高于50.5Hz时，担任调频的第一、第二调频厂应时，担任调频的第一、第二调频厂应首先降低出力，直至频率恢复至首先降低出力，直至频率恢复至50.5Hz以下为止。如经过一定时以下为止。如经过一定时间，频率不能恢复至间，频率不能恢复至50.5Hz以下，则其余发电厂应自行降低出力以下，则其余发电厂应自行降低出力至频率恢复到至频率恢复到50.5Hz以下为止。频率高于以下为止。频率高于50.2Hz时间不得超过时间不得超过15min。超出此项规定时也为系统频率异常。超出此项规定时也为系统频率异常。 3频率降低至足以破坏发电厂厂用电系统正常运行时的处理频率

70、降低至足以破坏发电厂厂用电系统正常运行时的处理 当系统频率降低时，对厂用机械，特别是对某些重要的厂用当系统频率降低时，对厂用机械，特别是对某些重要的厂用机械影响严重，例如，频率下降将使引风机、送风机出力下降，机械影响严重，例如，频率下降将使引风机、送风机出力下降，而使高压给水泵出力大为下降，这样就使风压下降和给水量下降而使高压给水泵出力大为下降，这样就使风压下降和给水量下降（给水母管压力下降），从而使蒸汽量及汽压亦减小，进而使发（给水母管压力下降），从而使蒸汽量及汽压亦减小，进而使发电机出力降低，使系统频率更低，造成恶性循环，发展下去可能电机出力降低，使系统频率更低，造成恶性循环，发展下去可能

71、造成全厂停电和系统性事故。此外，频率下降还将使循环水泵、造成全厂停电和系统性事故。此外，频率下降还将使循环水泵、凝结水泵出力下降，使汽机真空下降，汽耗加大出力降低，同样凝结水泵出力下降，使汽机真空下降，汽耗加大出力降低，同样也产生上述的后果。也产生上述的后果。第一章 电力系统的运行技术 当电力系统的频率降低至足以破坏厂用电系统的正常运行当电力系统的频率降低至足以破坏厂用电系统的正常运行值时，发电厂值班人员应根据事先的规定，采取下列不同措施：值时，发电厂值班人员应根据事先的规定，采取下列不同措施： （1）当有蒸汽带动的厂用设备时，首先将重要的厂用设备）当有蒸汽带动的厂用设备时，首先将重要的厂用设

72、备改用蒸汽带动。改用蒸汽带动。 （2）当有专用厂用发电机时，将厂用发电机与系统解列，）当有专用厂用发电机时，将厂用发电机与系统解列，单独供给厂用电。单独供给厂用电。 （3）将供给厂用电的一台或数台发电机连同一部分可与系）将供给厂用电的一台或数台发电机连同一部分可与系统分割的线路（包括最重要的用户）自系统中分出，单独运行。统分割的线路（包括最重要的用户）自系统中分出，单独运行。 （4）将全厂及该地区全部负荷自系统中分出，单独运行。）将全厂及该地区全部负荷自系统中分出，单独运行。在采取上述第（在采取上述第（3）、（）、（4）项措施时，应使解列的机组数尽可）项措施时，应使解列的机组数尽可能少，并使解

73、列后单独运行的机组带尽可能多的负荷，以免系能少，并使解列后单独运行的机组带尽可能多的负荷，以免系统频率进一步下降。统频率进一步下降。第一章 电力系统的运行技术 一、电压调整的必要性一、电压调整的必要性1电压变化对用户的影响电压变化对用户的影响各种用电设备都是按照额定电压来设计制造的，这些设备在额定各种用电设备都是按照额定电压来设计制造的，这些设备在额定电压下运行能取得最佳效果，电压偏离额定值过多时，将对用户产电压下运行能取得最佳效果，电压偏离额定值过多时，将对用户产生不良的影响。生不良的影响。 2电压变化对电力系统本身的影响电压变化对电力系统本身的影响 对电力系统而言，电压降低会使电网的电能损

74、耗加大，电压过对电力系统而言，电压降低会使电网的电能损耗加大，电压过低时还可能危及电力系统运行的稳定性，甚至造成低时还可能危及电力系统运行的稳定性，甚至造成“电压崩溃电压崩溃”；而；而电压过高又威胁电气设备的绝缘，使电气设备产生过激磁。因此，电压过高又威胁电气设备的绝缘，使电气设备产生过激磁。因此，保证系统电压接近额定值是电力系统运行调整的基本任务之一。保证系统电压接近额定值是电力系统运行调整的基本任务之一。 第四节第四节 电力系统无功功率平衡和电压调整电力系统无功功率平衡和电压调整第一章 电力系统的运行技术 1无功功率的概念无功功率的概念 在交流电力系统中反映电场在交流电力系统中反映电场与磁

75、场交换能量多少的物理量与磁场交换能量多少的物理量就是无功功率，即将电能转换就是无功功率，即将电能转换为磁能，再将磁能转换为电能，为磁能，再将磁能转换为电能，周而复始，并没有消耗，这部周而复始，并没有消耗，这部分能量我们称为分能量我们称为“无功功率无功功率”，没有这部分功率，就不能建，没有这部分功率，就不能建立系统电压和磁场，电力系统立系统电压和磁场，电力系统的有功功率就不能通过变压器、的有功功率就不能通过变压器、电动机等设备进行传递。电动机等设备进行传递。 2.无功电源分类无功电源分类 （1）同步发电机；（）同步发电机；（2）同步）同步调相机；（调相机；（3）并联电力电容器；）并联电力电容器；

76、（4）静止无功补偿器（如图所）静止无功补偿器（如图所示）示）。 二、电力系统无功功率的平衡二、电力系统无功功率的平衡AVR1断路器；断路器； 2变压器；变压器； 3电容器；电容器； 4电抗器；电抗器；5可控硅开关；可控硅开关； 6电压互感器；电压互感器； 7自动电压调整器自动电压调整器第一章 电力系统的运行技术 4无功功率的平衡无功功率的平衡 在电力系统中，无功功率平衡是针对某枢纽点在任意时刻某在电力系统中，无功功率平衡是针对某枢纽点在任意时刻某电压下，电源供应的无功功率电压下，电源供应的无功功率QG与无功负荷消耗的无功功与无功负荷消耗的无功功率率QL的相平衡，其关系式与有功功率相似，如下式所

77、示：的相平衡，其关系式与有功功率相似，如下式所示： 3无功负荷分类无功负荷分类 （1）异步电动机；（）异步电动机；（2）电抗器或电磁元件；）电抗器或电磁元件；（3）输电线路；（）输电线路；（4）电力变压器。）电力变压器。第一章 电力系统的运行技术无功功率平衡关系曲线无功功率平衡关系曲线第一章 电力系统的运行技术 根据如上的平衡关系，定期作无功功率平衡计算的大体内容是：根据如上的平衡关系，定期作无功功率平衡计算的大体内容是： （1）参考累积的运行资料确定未来的、有代表性的无功功率日）参考累积的运行资料确定未来的、有代表性的无功功率日负荷曲线；负荷曲线； （2）确定出无功功率日最大负荷时系统中无功

78、功率负荷的分配；）确定出无功功率日最大负荷时系统中无功功率负荷的分配； （3）假设各无功功率电源的容量和配置情况以及某些枢纽点的）假设各无功功率电源的容量和配置情况以及某些枢纽点的电压水平；电压水平； （4）计算系统中的潮流分布，作出潮流分布图；）计算系统中的潮流分布，作出潮流分布图； （5）根据潮流分布情况，统计出平衡关系式中各项数据，判断）根据潮流分布情况，统计出平衡关系式中各项数据，判断系统中无功功率能否平衡；系统中无功功率能否平衡； （6）如统计结果表明系统中无功功率有缺额，则应变更上列假）如统计结果表明系统中无功功率有缺额，则应变更上列假设条件，重作潮流分布计算；而如无功功率始终无法

79、平衡，则应设条件，重作潮流分布计算；而如无功功率始终无法平衡，则应进一步考虑增设无功电源的方案。进一步考虑增设无功电源的方案。第一章 电力系统的运行技术三、电压中枢点调压方式三、电压中枢点调压方式电力系统中监视、控制和调整电压的母线称为电压中枢点。由电力系统中监视、控制和调整电压的母线称为电压中枢点。由于电力系统结构复杂，负荷多，如对每个用电设备的端电压都进于电力系统结构复杂，负荷多，如对每个用电设备的端电压都进行监视和调整，不仅没有可能，而且也没有必要。一般负荷都由行监视和调整，不仅没有可能，而且也没有必要。一般负荷都由这些中枢点供电，如能控制住这些点的电压偏移，也就控制住了这些中枢点供电，

80、如能控制住这些点的电压偏移，也就控制住了系统中大部分负荷的电压偏移。于是，电力系统的电压调整问题，系统中大部分负荷的电压偏移。于是，电力系统的电压调整问题，也就转变为保证各电压中枢点的电压偏移不超出给定范围的问题。也就转变为保证各电压中枢点的电压偏移不超出给定范围的问题。通常选择下列母线作为电压中枢点：通常选择下列母线作为电压中枢点：(1)区域性大型发电厂和枢纽变电所高压母线；区域性大型发电厂和枢纽变电所高压母线；(2)枢纽变电所的枢纽变电所的610kV电压母线；电压母线；(3)有大量地方负荷的发电厂有大量地方负荷的发电厂610kV的发电机电压母线：的发电机电压母线：电压中枢点调压方式有逆调压

81、、恒调压、顺调压三种类型。电压中枢点调压方式有逆调压、恒调压、顺调压三种类型。 第一章 电力系统的运行技术 1逆调压逆调压 当中枢点供电至负荷点的线路较长，负荷变动较大，而电压当中枢点供电至负荷点的线路较长，负荷变动较大，而电压质量要求又比较高的时候，一般规定要在中枢点实行质量要求又比较高的时候，一般规定要在中枢点实行“逆调压逆调压”，即在最大负荷时，把中枢点电压提高到比线路标称电压高，即在最大负荷时，把中枢点电压提高到比线路标称电压高5%；在最小负荷时，把中枢点电压降低为线路的标称电压值。采用这在最小负荷时，把中枢点电压降低为线路的标称电压值。采用这种调压方式，可以使得在最大负荷时，负荷点的

82、电压不会因线路种调压方式，可以使得在最大负荷时，负荷点的电压不会因线路的电压损耗较大而过低；在最小负荷时，又不会因线路的电压损的电压损耗较大而过低；在最小负荷时，又不会因线路的电压损耗较小而偏高。中枢点实行耗较小而偏高。中枢点实行“逆调压逆调压”以后，所提供的电压质量以后，所提供的电压质量是高的，但需要在电压中枢点装设较贵重的调压设备是高的，但需要在电压中枢点装设较贵重的调压设备(如调相机、如调相机、静止补偿器、有载调压变压器等静止补偿器、有载调压变压器等)才可实现。才可实现。 2恒调压恒调压 如果负荷变动较小，线路上的电压损耗变化不大，这种情况如果负荷变动较小，线路上的电压损耗变化不大，这种

83、情况只要把中枢点电压保持在比线路标称电压高只要把中枢点电压保持在比线路标称电压高25内的某一数内的某一数值，恒定不变，即不必随负荷的变动来调整中枢点电压的调压方值，恒定不变，即不必随负荷的变动来调整中枢点电压的调压方式称为恒调压。恒调压比逆调压要求低些，一般可以不装设贵重式称为恒调压。恒调压比逆调压要求低些，一般可以不装设贵重的调压设备，利用改变普通变压器的分接头或装设电力电容器就的调压设备，利用改变普通变压器的分接头或装设电力电容器就可以达到要求。可以达到要求。第一章 电力系统的运行技术 3顺调压顺调压 如果负荷变动较小，线路上的电压损耗变动不大，或用户如果负荷变动较小，线路上的电压损耗变动

84、不大，或用户允许电压偏移较大，这时可采用顺调压方式。即在最大负荷时允许电压偏移较大，这时可采用顺调压方式。即在最大负荷时允许中枢点电压低一些，但不得低于线路标称电压的允许中枢点电压低一些，但不得低于线路标称电压的1.025倍；倍；在最小负荷时允许中枢点电压高一些，但不得高于线路标称电在最小负荷时允许中枢点电压高一些，但不得高于线路标称电压的压的1.075倍。也就是要求中枢点的电压偏移在倍。也就是要求中枢点的电压偏移在2.57.5内。顺调压是一种较低的调压要求，一般不需要加装特殊的调内。顺调压是一种较低的调压要求，一般不需要加装特殊的调压设备，而通过选择普通变压器的分接头来实现。压设备，而通过选

85、择普通变压器的分接头来实现。 以上讨论的是电力系统正常运行时的调压方式。如果系统以上讨论的是电力系统正常运行时的调压方式。如果系统发生事故，电压损耗要比正常时大，此时对电压质量的要求可发生事故，电压损耗要比正常时大，此时对电压质量的要求可降低些，通常允许电压偏移较正常情况再增加降低些，通常允许电压偏移较正常情况再增加5。第一章 电力系统的运行技术 四、电力系统的调压措施四、电力系统的调压措施 1依靠改变发电机的励磁电流调压依靠改变发电机的励磁电流调压 改变发电机的励磁电流就可以调节它的端电压，一般发电机的端改变发电机的励磁电流就可以调节它的端电压，一般发电机的端电压允许有电压允许有5%的波动。

86、由于这种调压措施不需要另外增加设备，的波动。由于这种调压措施不需要另外增加设备，所以应予优先考虑。所以应予优先考虑。 2依靠改变变压器变比调压依靠改变变压器变比调压 改变变压器分接头的方式有两种：一种是在停电情况下改换分接改变变压器分接头的方式有两种：一种是在停电情况下改换分接头，称为无励磁调压；另一种是在带电运行情况下改换分接头，头，称为无励磁调压；另一种是在带电运行情况下改换分接头，称为有载调压。称为有载调压。 3依靠调相机、电容器组等无功补偿装置调压依靠调相机、电容器组等无功补偿装置调压 该调压方式既能通过维持系统的无功功率平衡来维持系统的电压该调压方式既能通过维持系统的无功功率平衡来维

87、持系统的电压水平；又能依靠装设在用户端的无功补偿装置减少线路的有功损水平；又能依靠装设在用户端的无功补偿装置减少线路的有功损耗和电压损耗。耗和电压损耗。 4依靠改变输电线路的参数调压依靠改变输电线路的参数调压 即通过在线路上串联电容或在用户端并联电抗来改善电压水平。即通过在线路上串联电容或在用户端并联电抗来改善电压水平。 第一章 电力系统的运行技术 五、电力系统的电压异常处理五、电力系统的电压异常处理 系统中枢点电压超过电压曲线规定的数值系统中枢点电压超过电压曲线规定的数值 5%，且延续时间超，且延续时间超过过1h为构成电压异常；超过为构成电压异常；超过2h算作事故。若超过电压曲线规定值算作事

88、故。若超过电压曲线规定值的的 10%，并且延续时间超过，并且延续时间超过30min也为构成电压异常；超过也为构成电压异常；超过1h也也算作事故。电压事故处理由省调度中心负责。算作事故。电压事故处理由省调度中心负责。 1中枢点电压过低的处理措施中枢点电压过低的处理措施 （1）令与低电压中枢点相邻近的发电厂和装有静止无功补偿器）令与低电压中枢点相邻近的发电厂和装有静止无功补偿器的变电站增加发电机和静止无功补偿器的无功出力，必要时可降的变电站增加发电机和静止无功补偿器的无功出力，必要时可降低发电机有功出力（但频率要合格），以增加无功出力。但处理低发电机有功出力（但频率要合格），以增加无功出力。但处理

89、位于远距离送电的受端中枢点电压过低时，应考虑先增加受端发位于远距离送电的受端中枢点电压过低时，应考虑先增加受端发电厂的有功出力。电厂的有功出力。 （2）令其它乃至全系统的发电机和静止无功补偿器均加满无功）令其它乃至全系统的发电机和静止无功补偿器均加满无功出力，但注意不要使本来就高的中枢点电压超过允许值。出力，但注意不要使本来就高的中枢点电压超过允许值。 若上述处理无效，中枢点电压仍然过低，则应限制用电，必要若上述处理无效，中枢点电压仍然过低，则应限制用电，必要时可以拉闸。时可以拉闸。第一章 电力系统的运行技术 2拉闸限负荷的原则顺序拉闸限负荷的原则顺序 （1）拉限电压低又超用电的地区负荷；）拉

90、限电压低又超用电的地区负荷； （2）拉限设备过载的供电区的负荷；）拉限设备过载的供电区的负荷； （3）按事故拉闸顺序拉闸限电。）按事故拉闸顺序拉闸限电。 3中枢点电压过高的处理措施中枢点电压过高的处理措施 （1）令与高电压中枢点相邻近的发电厂和装有静止无功补偿）令与高电压中枢点相邻近的发电厂和装有静止无功补偿器的变电站降低发电机和静止无功补偿器的无功出力至最底，器的变电站降低发电机和静止无功补偿器的无功出力至最底，静止无功补偿器可以改为吸收感性无功功率。静止无功补偿器可以改为吸收感性无功功率。 （2）令其它乃至全系统的发电机和静止无功补偿器均降低无）令其它乃至全系统的发电机和静止无功补偿器均降

91、低无功出力直至最低，但不要使本来就低的中枢点电压低于允许值。功出力直至最低，但不要使本来就低的中枢点电压低于允许值。 （3）令与高电压中枢点相邻近的发电厂的发电机进相运行或）令与高电压中枢点相邻近的发电厂的发电机进相运行或使带轻负荷的部分机组停运。使带轻负荷的部分机组停运。第一章 电力系统的运行技术第五节第五节 电力系统运行的稳定性电力系统运行的稳定性 一、电力系统稳定概述一、电力系统稳定概述 电力系统在运行过程中会受到各种各样的干扰，如短路电力系统在运行过程中会受到各种各样的干扰，如短路故障、切除机组、负荷波动等等，既有大的干扰，也有小故障、切除机组、负荷波动等等，既有大的干扰，也有小的干扰

92、。为了便于分析，通常将电力系统稳定性分为两的干扰。为了便于分析，通常将电力系统稳定性分为两类。类。(1)静态稳定性静态稳定性(小干扰下的稳定性小干扰下的稳定性)。当稳态运行的电力。当稳态运行的电力系统受到小的干扰后，能够回到与干扰前相同或相接近的系统受到小的干扰后，能够回到与干扰前相同或相接近的稳态运行状态继续运行，则称该系统是静态稳定的，否则稳态运行状态继续运行，则称该系统是静态稳定的，否则是静态不稳定的。是静态不稳定的。(2)暂态稳定性暂态稳定性(大干扰下的稳定性大干扰下的稳定性)。当稳态运行的电力。当稳态运行的电力系统受到大的干扰后，能够回到与干扰前相同或建立一个系统受到大的干扰后，能够

93、回到与干扰前相同或建立一个新的稳态运行状态，则称该系统是暂态稳定的，否则是暂新的稳态运行状态，则称该系统是暂态稳定的，否则是暂态不稳定的。态不稳定的。第一章 电力系统的运行技术 二、电力系统的静态稳定二、电力系统的静态稳定 1简单电力系统的功角特性简单电力系统的功角特性I cos X = E0 sin 第一章 电力系统的运行技术第一章 电力系统的运行技术2静态稳定分析静态稳定分析（1）在）在a点运行情况分析。点运行情况分析。 （2）在）在b点运行情况分析。点运行情况分析。 扰动后功角变化示意图扰动后功角变化示意图1在在a点的衰减曲线；点的衰减曲线；2 在在b点不断增大的曲线；点不断增大的曲线；

94、3在在b点的衰减曲线点的衰减曲线第一章 电力系统的运行技术3. 静态稳定储备静态稳定储备 电力系统的静态稳定度通常用静态稳定系数电力系统的静态稳定度通常用静态稳定系数Kp表示，经表示，经验表明，正常运行时，验表明，正常运行时，Kp不应低于不应低于15%，事故后或在特殊，事故后或在特殊情况下，也不能低于情况下，也不能低于10%。第一章 电力系统的运行技术 4. 电力系统稳定器简介电力系统稳定器简介 电力系统稳定器（电力系统稳定器（power system stabilization）简称）简称PSS，是，是为抑制低频振荡而研究的一种附加励磁控制技术。它在励磁电为抑制低频振荡而研究的一种附加励磁控

95、制技术。它在励磁电压调节器中，引入领先于轴速度的附加信号，产生一个正阻尼压调节器中，引入领先于轴速度的附加信号，产生一个正阻尼转矩，去克服原励磁电压调节器中产生的负阻尼转矩作用。用转矩，去克服原励磁电压调节器中产生的负阻尼转矩作用。用于提高电力系统阻尼、解决低频振荡问题，是提高电力系统稳于提高电力系统阻尼、解决低频振荡问题，是提高电力系统稳定性的重要措施之一。它抽取与此振荡有关的信号，如发电机定性的重要措施之一。它抽取与此振荡有关的信号，如发电机有功功率、转速或频率，加以处理，产生的附加信号加到励磁有功功率、转速或频率，加以处理，产生的附加信号加到励磁调节器中，使发电机产生阻尼低频振荡的附加力

96、矩。电力系统调节器中，使发电机产生阻尼低频振荡的附加力矩。电力系统稳定器稳定器(PSS)是励磁调节器的一种附加功能，能够有效地增强系是励磁调节器的一种附加功能，能够有效地增强系统阻尼，抑制系统低频振荡的发生，提高电力系统的稳定性，统阻尼，抑制系统低频振荡的发生，提高电力系统的稳定性，目前在大多发电机的励磁系统上已得到广泛应用。目前在大多发电机的励磁系统上已得到广泛应用。 第一章 电力系统的运行技术三、电力系统的暂态稳定三、电力系统的暂态稳定 1.短路前后短路前后X和和PG的变化的变化用用X 、 X 、 X分别表示正常运行时、发生短分别表示正常运行时、发生短路时和短路切除后发电机与系统之间的阻抗

97、。用路时和短路切除后发电机与系统之间的阻抗。用PIm、PIIm、PIIIm分别表示正常运行时、发生短路时和短路切分别表示正常运行时、发生短路时和短路切除后发电机向系统传输的最大电磁功率。则有除后发电机向系统传输的最大电磁功率。则有X X PIIIm PIIm成立。成立。 第一章 电力系统的运行技术2暂态稳定分析暂态稳定分析（1）当短路故障切除较早时。）当短路故障切除较早时。 第一章 电力系统的运行技术（2）当短路故障切除较迟时。）当短路故障切除较迟时。 第一章 电力系统的运行技术四、提高系统稳定的措施四、提高系统稳定的措施 （1）快速切除短路故障。）快速切除短路故障。 （2）广泛采用自动重合闸

98、。）广泛采用自动重合闸。 （3）使发电机强行励磁。）使发电机强行励磁。 （4）快速关闭调速汽门。）快速关闭调速汽门。 （5）采取电气制动。）采取电气制动。 （6）采用联锁切机。）采用联锁切机。 （7）正确选择系统接线方式和运行方式。）正确选择系统接线方式和运行方式。 （8）尽量减少系统稳定破坏带来的损失和影响。）尽量减少系统稳定破坏带来的损失和影响。 第一章 电力系统的运行技术一、中性点不接地系统一、中性点不接地系统 第六节第六节 电力系统中性点的接地方式电力系统中性点的接地方式第一章 电力系统的运行技术因为因为 所以所以 第一章 电力系统的运行技术二、二、 中性点经消弧线圈接地系统中性点经消

99、弧线圈接地系统 当当IL = Ik时，时，Ik = 0，称为全补偿，但系统易产生谐振过电压，故，称为全补偿，但系统易产生谐振过电压，故不采用。不采用。 当当IL Ik时，时，Ik为纯电感性电流，称为过补偿，这是在电力系统为纯电感性电流，称为过补偿，这是在电力系统中经常采用的补偿方式，可以避免或减少谐振过电压的产生。中经常采用的补偿方式，可以避免或减少谐振过电压的产生。 当当IL1001010010接地接地电流流/A300三、中性点经电阻接地系统三、中性点经电阻接地系统1中性点经电阻接地分类中性点经电阻接地分类第一章 电力系统的运行技术 某电厂某电厂1000MW发电机定子绕组的中性点采用经接地变

100、压器发电机定子绕组的中性点采用经接地变压器（27kV/0.23kV）接地，接地变压器二次绕组接）接地，接地变压器二次绕组接0.46、46kW电电阻。阻。 某电厂某电厂10kV高压厂用电系统的中性点采用经小电阻接地方式，高压厂用电系统的中性点采用经小电阻接地方式，即启即启/备变压器低压绕组的中性点和高压厂用变压器低压绕组的备变压器低压绕组的中性点和高压厂用变压器低压绕组的中性点采用经中性点采用经9.1、400A电阻接地。电阻接地。 2.中性点经电阻接地的优点中性点经电阻接地的优点 (1)基本上消除了产生间歇电弧过电压的可能性，由于健全相基本上消除了产生间歇电弧过电压的可能性，由于健全相过电压降低

101、，发生异地两相接地的可能性也随之减少。过电压降低，发生异地两相接地的可能性也随之减少。 (2)单相接地时电容充电的暂态过电流受到抑制。单相接地时电容充电的暂态过电流受到抑制。 (3)使故障线路的自动检出较易实现。使故障线路的自动检出较易实现。 (4)能抑制谐振过电压。能抑制谐振过电压。第一章 电力系统的运行技术四、四、 中性点直接接地系统中性点直接接地系统 本电厂本电厂500kV系统的中性点采用直接接地方式，即主变压器高压系统的中性点采用直接接地方式，即主变压器高压绕组的中性点和启绕组的中性点和启/备变压器高压绕组的中性点均采用直接接地方备变压器高压绕组的中性点均采用直接接地方式。式。 本电厂

102、本电厂380V低压厂用电系统的中性点采用直接接地方式，即低低压厂用电系统的中性点采用直接接地方式，即低压变压器低压绕组的中性点采用直接接地方式压变压器低压绕组的中性点采用直接接地方式 ，构成三相四线制，构成三相四线制供电方式。供电方式。第一章 电力系统的运行技术 五、目前我国电力系统中性点的接地方式五、目前我国电力系统中性点的接地方式（1）对于）对于6l0kV 系统，主要由电缆线路组成的电网，在电系统，主要由电缆线路组成的电网，在电容电流超过容电流超过7A 时，均采用中性点电阻接地，单相接地故障立即时，均采用中性点电阻接地，单相接地故障立即跳闸的接地方式。跳闸的接地方式。（2）对于）对于1l0

103、kV 及以上的系统，主要考虑降低设备绝缘水平，及以上的系统，主要考虑降低设备绝缘水平，简化继电保护装置，一般均采用中性点直接接地的方式。并采用简化继电保护装置，一般均采用中性点直接接地的方式。并采用送电线路全线架设避雷线和装设自动重合闸装置等措施，以提高送电线路全线架设避雷线和装设自动重合闸装置等措施，以提高供电可靠性。供电可靠性。（3）2060kV 的系统，是一种中间情况，一般一相接地时的系统，是一种中间情况，一般一相接地时的电容电流不很大，网络不很复杂，设备绝缘水平的提高或降低的电容电流不很大，网络不很复杂，设备绝缘水平的提高或降低对于造价影响不很显著，所以一般均采用中性点经消弧线圈接地对

104、于造价影响不很显著，所以一般均采用中性点经消弧线圈接地的方式。的方式。（4）lkV 以下的电网的中性点采用不接地的方式运行。但电以下的电网的中性点采用不接地的方式运行。但电压为压为380220V 的三相四线制电网的中性点，则是为了适应受电的三相四线制电网的中性点，则是为了适应受电器取得相电压的需要而直接接地。器取得相电压的需要而直接接地。第一章 电力系统的运行技术 神华天明电厂神华天明电厂规划容量规划容量为为41000MW等级超超临界燃煤发电等级超超临界燃煤发电机组，一次规划，分期建设；机组，一次规划，分期建设；本期新建本期新建21000MW等级超超临等级超超临界燃煤机组，计划于界燃煤机组，计

105、划于2015年下半年开工，工期为年下半年开工，工期为25个月个月2个月，个月，即电厂将在即电厂将在2017年底或者年底或者2018年初建成投运年初建成投运。神华天明电厂推。神华天明电厂推荐荐厂址位于江油市双河镇天明村厂址位于江油市双河镇天明村，西南距江油市区规划边界直，西南距江油市区规划边界直线距离约线距离约13km，距江油市区中心直线距离约距江油市区中心直线距离约20km；西距双河；西距双河镇约镇约3km；北邻中雁公路；北邻中雁公路；南距规划建设的江油南距规划建设的江油500kV变电站所变电站所选站址直线距离约选站址直线距离约9km。宝成铁路、成西客专（规划），绵广。宝成铁路、成西客专（规划

106、），绵广高速分别于厂址北面及南面呈东北西南向通过。高速分别于厂址北面及南面呈东北西南向通过。 神华天明电厂电力系统规划神华天明电厂电力系统规划第一章 电力系统的运行技术 2013年四川电网全网的综合标煤耗约为年四川电网全网的综合标煤耗约为324.6g/kWh；国；国家发改委、环保部、能源局三部委家发改委、环保部、能源局三部委2014年年9月联合颁布的月联合颁布的关关于印发煤电节能减排升级与改造行动计划（于印发煤电节能减排升级与改造行动计划（20142020年）年）的通知的通知（发改能源（发改能源20142093号）文件，要求号）文件，要求100万千瓦万千瓦级湿冷机组设计供电煤耗不高于级湿冷机组

107、设计供电煤耗不高于282g/kWh。天明电厂为高效。天明电厂为高效超超临界参数机组超超临界参数机组，经济性和全厂热效率均较高，经济性和全厂热效率均较高，设计供电设计供电标煤耗不大于标煤耗不大于275g/kWh，低于四川电网全网的综合标煤耗及低于四川电网全网的综合标煤耗及文件要求，并文件要求，并同步上脱硫和脱硝装置同步上脱硫和脱硝装置，又满足了环保的要求，又满足了环保的要求，符合国家产业政策。因此天明电厂在四川节能发电调度中，符合国家产业政策。因此天明电厂在四川节能发电调度中，应排在发电机组应排在发电机组排序第排序第7位位“其他燃煤发电机组，包括未带热其他燃煤发电机组，包括未带热负荷的热电联产机

108、组负荷的热电联产机组”中的前位。中的前位。神华天明电厂在四川节能发电调度中的序位神华天明电厂在四川节能发电调度中的序位第一章 电力系统的运行技术 2011年年5月月16日，四川省政府与世界日，四川省政府与世界500强企业、全球最大煤强企业、全球最大煤炭经销商神华集团在成都签署战略合作框架协议。根据协议，炭经销商神华集团在成都签署战略合作框架协议。根据协议，双方将建立长期战略合作伙伴关系，四川省政府支持神华集团双方将建立长期战略合作伙伴关系，四川省政府支持神华集团参与四川的能源建设，在川规划建设大型燃煤火电厂，并积极参与四川的能源建设，在川规划建设大型燃煤火电厂，并积极推进四川应急储煤基地建设；

109、支持神华集团参与四川能源领域推进四川应急储煤基地建设；支持神华集团参与四川能源领域的重组工作。的重组工作。神华天明电厂是四川省政府与神华集团签署的战略合作框架神华天明电厂是四川省政府与神华集团签署的战略合作框架协议中在川规划建设的火电项目之一，神华集团将以自己的煤协议中在川规划建设的火电项目之一，神华集团将以自己的煤源，结合国家应急煤炭储煤基地的建设，实施源，结合国家应急煤炭储煤基地的建设，实施“煤电联营煤电联营”，符合国家的产业政策，该电厂的建设对推动四川能源发展具有符合国家的产业政策，该电厂的建设对推动四川能源发展具有重要的意义。重要的意义。第一章 电力系统的运行技术神华天明电厂新建工程建

110、设必要性神华天明电厂新建工程建设必要性 1.神华天明电厂的建设对推动四川能源发展具有重要意义；神华天明电厂的建设对推动四川能源发展具有重要意义；2. 有利于满足四川电网、绵阳地区电力负荷增长的需要有利于满足四川电网、绵阳地区电力负荷增长的需要 ；3.有利于改善四川电网电源结构，提高电网枯期供电能力有利于改善四川电网电源结构，提高电网枯期供电能力 ；4.近负荷中心建设神华天明电厂能提高受端电网的稳定水平，近负荷中心建设神华天明电厂能提高受端电网的稳定水平，增强四川电网抵御严重自然灾害的能力；增强四川电网抵御严重自然灾害的能力；5.建设建设1000MW大容量超超临界燃煤机组，发展节能环保新型大容量

111、超超临界燃煤机组，发展节能环保新型发电技术，符合国家和四川省能源政策发电技术，符合国家和四川省能源政策 ；6.神华天明电厂等神华天明电厂等1000MW级火电机组投产后，其利用小时数级火电机组投产后，其利用小时数相对较四川电网现有相对较四川电网现有600MW级火电机组的利用小时数还将进级火电机组的利用小时数还将进一步提高，初步估计其利用小时数较四川火电平均年利用小一步提高，初步估计其利用小时数较四川火电平均年利用小时数高出约时数高出约600800小时。小时。 第一章 电力系统的运行技术神华天明电厂新建工程接入系统方案神华天明电厂新建工程接入系统方案 神华天明电厂本期神华天明电厂本期21000MW

112、机组建成投产后，通机组建成投产后，通过过500kV一级电压送出，以一级电压送出，以2回回500kV线路接入江油变线路接入江油变高压侧，导线截面均为高压侧，导线截面均为4400mm2，单回线路长度约，单回线路长度约12km。同时为满足江油富乐。同时为满足江油富乐500kV线路线路N1送电要送电要求，需将太白电厂富乐变求，需将太白电厂富乐变1回回500kV线路开断线路开断“”接入江油变。神华天明电厂本期推荐接入系统方案示意接入江油变。神华天明电厂本期推荐接入系统方案示意图如下图所示。图如下图所示。 第一章 电力系统的运行技术第一章 电力系统的运行技术1. 天明天明电厂厂电气主接气主接线建建议神神华

113、天明天明电厂本期两台机厂本期两台机组均采用均采用发电机机变压器器单元元接接线接入接入500kV母母线。母。母线电气主接气主接线建建议采用采用3/2接接线方式。方式。2. 天明天明电厂利用小厂利用小时数数建建议神神华天明天明电厂机厂机组年利用小年利用小时数按数按4500小小时左右考左右考虑。3. 天明天明电厂主厂主变压器器规范范a、主、主变台数及容量：台数及容量：2（3405）MVA普通普通单相双相双绕组变压器器b、主、主变型式：无励磁型式：无励磁调压c、高、高压侧抽抽头电压： d、中性点接地方式：在电厂投产初期按直接接地考虑，并、中性点接地方式：在电厂投产初期按直接接地考虑，并预留远期经小电抗

114、接地的条件。预留远期经小电抗接地的条件。 e、阻抗：、阻抗：1820。第一章 电力系统的运行技术4. 天明天明电厂厂发电机机规范范a、建、建议神神华天明天明电厂机厂机组调峰容量不小于机峰容量不小于机组额定容量的定容量的60（最小技（最小技术出力出力40）。）。b、发电机功率因数机功率因数为0.9，并且，并且发电机在机在额定有功出力下具有定有功出力下具有进相相0.95的能力。的能力。c、发电机采用常机采用常规励磁方式，励磁参数励磁方式，励磁参数满足足规程要求，装程要求，装设PSS。5. 天明天明电厂高厂高压断路器断路器选择远景年神景年神华天明天明电厂的三相短路厂的三相短路电流流约为52.6kA，

115、单相短路相短路电流流约为46.4kA，建，建议神神华天明天明电厂高厂高压断路器按断路器按63kA选择。6. 天明天明电厂出厂出线断路器合断路器合闸电阻阻神神华天明天明电厂本期厂本期2回回500kV出出线电厂厂侧断路器可断路器可暂不考不考虑合合闸电阻。阻。7， 天明天明电厂出厂出线接地刀接地刀闸建建议神神华天明天明电厂本期厂本期2回回500kV出出线接地刀接地刀闸均按超均按超B类考考虑。第一章 电力系统的运行技术复习思考题复习思考题 1U、I、cos、P、Q、S、Z、R、X之间存在哪些关系？之间存在哪些关系？ 2何谓正、负、零序？各自有什么特点？何谓正、负、零序？各自有什么特点？ 3电力系统为什

116、么要规定电压等级？线电压与相电压是什么关系？电力系统为什么要规定电压等级？线电压与相电压是什么关系？ 4电力系统的负荷如何分类？负荷曲线有什么用途？电力系统的负荷如何分类？负荷曲线有什么用途？ 5电力系统中性点有哪几种接地方式？各有什么特点？电力系统中性点有哪几种接地方式？各有什么特点？ 6电力系统短路分哪几种形式？减少短路危害的措施有哪些？电力系统短路分哪几种形式？减少短路危害的措施有哪些？ 7电力系统为什么要进行频率调整？有功功率平衡的含义是什么？电力系统为什么要进行频率调整？有功功率平衡的含义是什么？ 8何谓频率的一、二、三次调整？电力系统频率崩溃是什么？何谓频率的一、二、三次调整？电力

117、系统频率崩溃是什么？ 9电力系统为什么要进行电压调整？电力系统电压崩溃是什么？电力系统为什么要进行电压调整？电力系统电压崩溃是什么？ 10什么是无功功率？无功功率平衡的含义是什么？什么是无功功率？无功功率平衡的含义是什么？ 11电力系统电压调整的措施有哪些？用户端安装电容器起什么作用？电力系统电压调整的措施有哪些？用户端安装电容器起什么作用？ 12何谓电力系统的静态稳定？提高系统静态稳定的措施是什么？何谓电力系统的静态稳定？提高系统静态稳定的措施是什么？ 13何谓电力系统的暂态稳定？提高系统暂态稳定的措施是什么？何谓电力系统的暂态稳定？提高系统暂态稳定的措施是什么？ 14. 当电力系统发生短路

118、时，会伴随着出现什么现象？当电力系统发生短路时，会伴随着出现什么现象？ 15. 已知某已知某220kV输电线路传输的有功功率输电线路传输的有功功率P和和cos，求，求S、Q、I? 第一章 电力系统的运行技术1. 在小电流系统中，怎样区分电压互感器高压在小电流系统中，怎样区分电压互感器高压熔断器熔断器一相熔断一相熔断和和一相一相接地？接地？答：（答：（1）电压互感器高压）电压互感器高压熔断器熔断器一相熔断时：熔断相的电压一相熔断时：熔断相的电压会降低，另两相的电压不升高，线电压会下降。会降低，另两相的电压不升高，线电压会下降。（2）电压互感器高压侧发生一相接地时：接地相的电压会降）电压互感器高压

119、侧发生一相接地时：接地相的电压会降低，另两相的电压会升高，线电压会不变。低，另两相的电压会升高，线电压会不变。2. 电力系统发生振荡和短路时电压、电流的变化规律电力系统发生振荡和短路时电压、电流的变化规律是什么是什么？答：（答：（1）电力系统发生振荡时：）电力系统发生振荡时：电压、电流周期性往复摆电压、电流周期性往复摆动；动；电压、电流不会发生突变；电压、电流不会发生突变；电压、电流中无负序、零序电压、电流中无负序、零序分量。分量。（2）电力系统发生短路时：）电力系统发生短路时：电压、电流不会周期性变化；电压、电流不会周期性变化；电压、电流会发生突变；电压、电流会发生突变；电压、电流中有负序、

120、零序分量。电压、电流中有负序、零序分量。 部分复习思考题参考答案部分复习思考题参考答案 第一章 电力系统的运行技术3. 引起电力系统振荡的主要原因是什么引起电力系统振荡的主要原因是什么? 答：答：输电线路输送功率超过极限值和冲击性负荷造成静态稳定破输电线路输送功率超过极限值和冲击性负荷造成静态稳定破坏坏。电网发生短路故障电网发生短路故障, ,切除大容量的发电、输电或变电设备切除大容量的发电、输电或变电设备, ,负负荷瞬间发生较大突变等造成电力系统暂态稳定破坏。荷瞬间发生较大突变等造成电力系统暂态稳定破坏。环状系统环状系统( (或并列双回线或并列双回线) )突然开环突然开环, ,使两部分系统联系

121、阻抗突使两部分系统联系阻抗突然增大然增大, ,引启动稳定破坏而失去同步。引启动稳定破坏而失去同步。大容量机组跳闸或失磁大容量机组跳闸或失磁, ,使系统联络线负荷增大或使系统电压使系统联络线负荷增大或使系统电压严重下降严重下降, ,造成联络线稳定极限降低造成联络线稳定极限降低, ,易引起稳定破坏易引起稳定破坏。电源间非同步合闸未能拖入同步。电源间非同步合闸未能拖入同步。 第一章 电力系统的运行技术4. 电网解环操作应注意哪些问题？电网解环操作应注意哪些问题？答：在解环操作前答：在解环操作前,应检查解环点的有功及无功潮流应检查解环点的有功及无功潮流,确保解环确保解环后电网电压质量在规定范围内后电网

122、电压质量在规定范围内,潮流变化不超过电网稳定、设备潮流变化不超过电网稳定、设备容量等方面的控制范围，继电保护、安全自动装置的配合满足容量等方面的控制范围，继电保护、安全自动装置的配合满足要求，解环前后应与有关方面联系。要求，解环前后应与有关方面联系。5. 什么是交流电的谐振什么是交流电的谐振?答：用一定的连接方式将交流电源、电感元件与电容元件组答：用一定的连接方式将交流电源、电感元件与电容元件组合起来，在一定的条件下，即当交流电源频率合起来，在一定的条件下，即当交流电源频率f=1( )时，电路中就会在电容元件与电感元件之间发生电能与磁能相时，电路中就会在电容元件与电感元件之间发生电能与磁能相互

123、交换的现象，此时，外施交流电源仅供电阻上的能量损耗，互交换的现象，此时，外施交流电源仅供电阻上的能量损耗，不再与电感元件或电容元件发生能量转换，这种现象就称为交不再与电感元件或电容元件发生能量转换，这种现象就称为交流电的谐振。流电的谐振。第一章 电力系统的运行技术6. 系统高频率运行的处理方法有哪些？系统高频率运行的处理方法有哪些？ 答：（答：（1）减小各发电机组的有功出力；（）减小各发电机组的有功出力；（2）增大各发电机）增大各发电机组的励磁电流；（组的励磁电流；（3）增大用户的用电需求。）增大用户的用电需求。7. 电力系统短路的类型有哪些电力系统短路的类型有哪些？答：电力系统短路的类型包括

124、：（答：电力系统短路的类型包括：（1）单相接地短路；（）单相接地短路；（2）两相接地短路；（两相接地短路；（3）两相短路；（）两相短路；（4）三相短路。）三相短路。 8. 提高电力系统暂态稳定性的主要措施有哪些？提高电力系统暂态稳定性的主要措施有哪些？ 答：（答：（1）快速切除短路故障；（）快速切除短路故障；（2）采用自动重合闸装置；）采用自动重合闸装置；（3）使发电机强行励磁；（）使发电机强行励磁；（4）快速关闭调速汽门；（）快速关闭调速汽门；（5）使发）使发电机采取电气制动或机械制动；（电机采取电气制动或机械制动；（6）设置开关站和采用串联电）设置开关站和采用串联电容补偿；（容补偿；（7）

125、采用联锁自动切机和解列；（）采用联锁自动切机和解列；（8）改变运行方式）改变运行方式和故障时分离系统。和故障时分离系统。第一章 电力系统的运行技术 9. 电力系统中性点的接地方式有哪些？电力系统中性点的接地方式有哪些？ 答：电力系统中性点的接地方式包括：（答：电力系统中性点的接地方式包括：（1）中性点不接地；）中性点不接地；（2）中性点经消弧线圈接地；（）中性点经消弧线圈接地；（3）中性点经电阻接地；（）中性点经电阻接地；（4）中性点直接接地。中性点直接接地。 10. 消弧线圈的作用是什么？为什么要经常切换分接头？消弧线圈的作用是什么？为什么要经常切换分接头？ 答：（答：（1）消弧线圈的作用是

126、：补偿接地点的电容电流，使）消弧线圈的作用是：补偿接地点的电容电流，使接地电流不超过规定值，避免稳定电弧电流和间歇性电弧电流带接地电流不超过规定值，避免稳定电弧电流和间歇性电弧电流带来的危害。来的危害。（2）经常切换消弧线圈的分接头是为了改变消弧线圈的补偿）经常切换消弧线圈的分接头是为了改变消弧线圈的补偿方式，根据线路增减的变化，切换消弧线圈的分接头，以改变电方式，根据线路增减的变化，切换消弧线圈的分接头，以改变电感电流的大小，达到适时合理补偿的目的。感电流的大小，达到适时合理补偿的目的。第一章 电力系统的运行技术 发电厂是电力系统的重要组成部分，发发电厂是电力系统的重要组成部分，发电厂的安全

127、运行与电力系统紧密相关，了解电厂的安全运行与电力系统紧密相关，了解电力系统的组成、特点、电压等级、接地方电力系统的组成、特点、电压等级、接地方式、短路危害、有功功率和无功功率的平衡式、短路危害、有功功率和无功功率的平衡等基本概念，对发电厂和电力系统的安全、等基本概念，对发电厂和电力系统的安全、稳定、可靠运行具有重要的指导作用。电力稳定、可靠运行具有重要的指导作用。电力系统涉及的内容很多，希望以上内容能起到系统涉及的内容很多，希望以上内容能起到抛砖引玉的作用，进一步提高运行维护水平。抛砖引玉的作用，进一步提高运行维护水平。 本章结束语本章结束语第一章 电力系统的运行技术本章放映结束谢谢观看！谢谢观看！第一章 电力系统的运行技术