18/22/2025第1章電力系統(tǒng)的基本概念1.1電力系統(tǒng)概述1.2電力系統(tǒng)的負(fù)荷1.4電力系統(tǒng)中性點(diǎn)的運(yùn)行方式1.3電力系統(tǒng)的接線方式與額定電壓28/22/20251.1電力系統(tǒng)概述

一、電力系統(tǒng)的組成

電力系統(tǒng)：完成電能生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)的統(tǒng)一整體。動(dòng)力系統(tǒng)：電力系統(tǒng)加上鍋爐、汽輪機(jī)等動(dòng)力設(shè)備。發(fā)電廠：生產(chǎn)電能，將一次能源轉(zhuǎn)換成二次能源。電力網(wǎng)：由不同電壓等級(jí)的輸配電線路和變電所組成。電力用戶：消耗電能，將電能轉(zhuǎn)換成其它形式能量。電力網(wǎng)38/22/2025圖1-1動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)示意圖48/22/2025動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力部分火電廠：鍋爐、汽輪機(jī)水電廠：水庫、水輪機(jī)核電廠：核反應(yīng)堆、汽輪機(jī)電力系統(tǒng)

發(fā)電機(jī)電力網(wǎng)負(fù)荷輸電網(wǎng)配電網(wǎng)升、降壓變壓器輸電線路降壓變壓器配電線路220kV及以上110kV及以下

動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)之間的關(guān)系58/22/2025電能不能大量?jī)?chǔ)存。電力系統(tǒng)的過渡過程十分短暫。與國民經(jīng)濟(jì)各部門和人民日常生活的關(guān)系密切。保證安全可靠地供電。保證良好的電能質(zhì)量。保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)對(duì)電力系統(tǒng)的基本要求思考：衡量電能質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)有哪些？

二、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)和對(duì)運(yùn)行的基本要求68/22/20251.2電力系統(tǒng)的負(fù)荷

一、負(fù)荷的構(gòu)成與分類電力系統(tǒng)負(fù)荷間的關(guān)系圖1-2電力系統(tǒng)負(fù)荷間的關(guān)系綜合用電負(fù)荷：所有用戶的用電設(shè)備所消耗的功率總和。供電負(fù)荷：綜合用電負(fù)荷與網(wǎng)損之和（發(fā)電機(jī)應(yīng)送出的負(fù)荷）。發(fā)電負(fù)荷：供電負(fù)荷與廠用電之和（發(fā)電機(jī)的出力）。78/22/2025級(jí)別停電影響供電方式一級(jí)人身傷亡，重大設(shè)備損壞，政治、經(jīng)濟(jì)上重大損失兩個(gè)獨(dú)立電源供電二級(jí)設(shè)備局部損壞大量減產(chǎn)，政治、經(jīng)濟(jì)造成較大損失雙回路供電三級(jí)不屬于一級(jí)、二級(jí)的負(fù)荷無特殊要求電力負(fù)荷的分類88/22/20251.日有功負(fù)荷曲線按性質(zhì)分：有功負(fù)荷曲線和無功負(fù)荷曲線

按負(fù)荷持續(xù)時(shí)間分：日負(fù)荷曲線、年負(fù)荷曲線

二、負(fù)荷曲線圖1-3日有功負(fù)荷曲線2.年負(fù)荷曲線用途：制定日發(fā)電負(fù)荷計(jì)劃及系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行年最大負(fù)荷曲線（運(yùn)行年負(fù)荷曲線）用途：安排發(fā)電機(jī)組的檢修計(jì)劃，確定發(fā)電廠運(yùn)行機(jī)組的容量98/22/2025全年時(shí)間負(fù)荷曲線（年持續(xù)負(fù)荷曲線）全年電能：年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)：

圖1-4年最大負(fù)荷曲線

圖1-5全年時(shí)間負(fù)荷曲線用途：安排發(fā)電計(jì)劃和進(jìn)行可靠性計(jì)算108/22/20251.3電力系統(tǒng)的接線方式與額定電壓

一、電力系統(tǒng)的接線方式無備用接線

圖1-6無備用接線a)單回路放射式b)單回路樹干式c)單回路鏈?zhǔn)?/p>

優(yōu)點(diǎn)：簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、運(yùn)行操作方便；缺點(diǎn)：供電的可靠性差。包括發(fā)電廠、變電所的主接線和電力網(wǎng)的接線。118/22/2025圖1-7有備用接線a)雙回路放射式b)雙回路樹干式c)雙回路鏈?zhǔn)絛)環(huán)式e)兩端供電優(yōu)點(diǎn)：供電可靠性高，電壓質(zhì)量好；缺點(diǎn)：運(yùn)行操作和繼電保護(hù)復(fù)雜，經(jīng)濟(jì)性較差。有備用接線潮流計(jì)算中開式網(wǎng)：閉式網(wǎng)：放射式、干線式、鏈?zhǔn)江h(huán)式、兩端供電128/22/2025用電設(shè)備的額定電壓：發(fā)電機(jī)的額定電壓：圖1-8供電線路上的電壓變化示意圖

二、電力系統(tǒng)的額定電壓電力線路的額定電壓：我國1kV以上三相交流系統(tǒng)的額定電壓等級(jí)有3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV、500kV等。與線路的額定電壓相同。比線路的額定電壓高5%。線路的平均額定電壓：138/22/2025二次繞組：變壓器的額定電壓我國公布的1kV三相交流系統(tǒng)的額定電壓見表1-1。

一次繞組：接在電網(wǎng)中時(shí)：其額定電壓與電網(wǎng)的額定電壓相同；一般情況下：比線路額定電壓高10%

；直接與發(fā)電機(jī)相連時(shí):其額定電壓與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同。當(dāng)變壓器二次側(cè)供電線路較短時(shí)：可比線路額定電壓高5%。其中5%用于補(bǔ)償變壓器滿載供電時(shí)一、二次繞組上的電壓損失；另外5%用于補(bǔ)償線路上的電壓損失，用于35kV及以上線路可以不考慮線路上的電壓損失,只需要補(bǔ)償滿載時(shí)變壓器繞組上的電壓損失即可，用于10kV及以下線路148/22/2025雙繞組變壓器:高壓側(cè)有分接頭三繞組變壓器：高、中壓側(cè)有分接頭通常：（+5%抽頭）（+2.5%抽頭）（主抽頭）（-2.5%抽頭）（-5%抽頭）158/22/2025電壓等級(jí)（kV）輸送容量（萬kW）輸送距離(km)輸電750200~250500以上（跨省）500100~150250~850（跨?。?2010~50100~300（跨地區(qū)）高中壓配電110（部分輸電）1~550~150（跨縣市）350.2~120~50（縣市內(nèi)）100.02~0.26~20（市內(nèi)）低壓配電380/220V（樓內(nèi)、農(nóng)電）（可簡(jiǎn)單參照下表）

電壓等級(jí)的選擇

電力網(wǎng)的額定電壓、傳輸功率和傳輸距離之間的關(guān)系見表1-2。168/22/2025220kV及以上：用于大電力系統(tǒng)的主干網(wǎng)和相鄰電網(wǎng)間的聯(lián)絡(luò)線；220kV和110kV：用于大電力系統(tǒng)的二級(jí)輸電網(wǎng)；35kV：用于大型工業(yè)企業(yè)內(nèi)部電力網(wǎng)。10kV：常用的高壓配電電壓，當(dāng)6kV高壓用電設(shè)備較多時(shí)，也可考慮用6kV配電。3kV：僅限于工業(yè)企業(yè)內(nèi)部采用。不同電壓等級(jí)的適用范圍大致為：178/22/2025二、中性點(diǎn)運(yùn)行方式的分析中性點(diǎn)有效接地1.4電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式一、概述

正常運(yùn)行時(shí)，三相導(dǎo)線對(duì)地電容電流對(duì)稱，大小為。中性點(diǎn)直接接地中性點(diǎn)經(jīng)低電阻接地中性點(diǎn)非有效接地大電流接地系統(tǒng)

中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地小電流接地系統(tǒng)

中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

此時(shí)，中性點(diǎn)對(duì)地電壓188/22/2025

在數(shù)值上：圖1-9中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生A相接地故障時(shí)的電路圖和相量圖a）電路圖b）相量圖發(fā)生A相接地故障時(shí)：結(jié)論1：故障相對(duì)地電壓為零，非故障相對(duì)地電壓升高為原來的倍。可以繼續(xù)運(yùn)行2h!198/22/2025流過故障點(diǎn)的接地電流（電容電流）為：

數(shù)值上：結(jié)論2：?jiǎn)蜗嘟拥仉娏鳛檎r(shí)每相對(duì)地電容電流的3倍，且超前90度。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地圖1-10

中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)的電路圖和相量圖a)

電路圖b)相量圖消弧線圈208/22/2025補(bǔ)償度（調(diào)諧度）：

脫諧度：

在電力系統(tǒng)中一般采用過補(bǔ)償運(yùn)行方式Why?全補(bǔ)償：欠補(bǔ)償:過補(bǔ)償:中性點(diǎn)對(duì)地電壓可以繼續(xù)運(yùn)行2h!結(jié)論：故障相對(duì)地電壓為零，非故障相對(duì)地電壓升高為原來的倍。消弧線圈的補(bǔ)償方式補(bǔ)償度與脫諧度218/22/2025中性點(diǎn)直接接地圖1-11中性點(diǎn)直接接地發(fā)生單相短路時(shí)形成單相接地短路，保護(hù)裝置立即動(dòng)作；中性點(diǎn)電位仍為零，非故障相對(duì)地電壓不會(huì)升高，仍為相電壓。

圖1-12中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地裝有零序電流互感器和零序電流保護(hù)，發(fā)生單相短路時(shí)，經(jīng)小電阻流過較大的單相接地（短路）電流，保護(hù)動(dòng)作于跳閘；非故障相對(duì)地電壓一般也不會(huì)升高。小于10Ω絕緣水平：比經(jīng)消弧線圈的接地方式要求低性能：接近于中性點(diǎn)直接接地方式228/22/2025三、中性點(diǎn)不同接地方式的比較

小電流接地系統(tǒng)大電流接地系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)供電可靠性高，單相接地時(shí)可繼續(xù)運(yùn)行2h快速切除故障，安全性好經(jīng)濟(jì)性好，系統(tǒng)的絕緣水平可按相電壓設(shè)計(jì)缺點(diǎn)經(jīng)濟(jì)性差，系統(tǒng)的絕緣水平按線電壓設(shè)計(jì)供電可靠性差，單相接地時(shí)立即跳閘

四、各種接地方式的適用范圍220kV及以上：采用中性點(diǎn)直接接地的方式；110kV：大多采用中性點(diǎn)直接接地的方式；20~60kV：采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式，當(dāng)接地電流小于10A時(shí)可采用中性點(diǎn)不接地方式；3~10kV：采用中性點(diǎn)不接地方式，當(dāng)接地電流大于30A時(shí)可采用經(jīng)消弧線圈接地方式；380/220V：必須采用中性點(diǎn)直接接地方式。說明：（1）對(duì)大量采用電纜供電的3~60kV城市電網(wǎng)，可采用經(jīng)小電阻接地的方式;（2）110kV及以上電網(wǎng)采用中性點(diǎn)直接接地方式是為了降低工程造價(jià)，而在380/220V低壓電網(wǎng)中是為了保證人身安全。

248/22/2025表1-11kV以上交流電力系統(tǒng)的額定電壓∕kV電力線路和用電設(shè)備的額定電壓電力線路的平均額定電壓發(fā)電機(jī)額定電壓電力變壓器額定電壓一次繞組二次繞組33.153.153及3.153.15及3.366.36.36及6.36.3及6.61010.510.510及10.510.5及11—

13.8，15.75，18，20，22，24，2613.8，15.75，18，20，22，24，26—3537—3538.56063—6066110115—110121220230—220242330345—330363500525—500550750788—750825258/22/2025表1-2電力網(wǎng)的額定電壓與傳輸功率和傳輸距離之間的關(guān)系線路電壓∕kV傳輸功率∕MW傳輸距離∕km線路電壓∕kV