电力系统分析(华科).pdf

《电力系统分析(华科).pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第一章电力系统的基本概念本章介绍电力系统的若干基本概念和电力系统分析课程的主要内容。电力系统的组成电能是现代社会中最重要、也是最方便的能源。电能具有许多优点，它可以方便地转化为别种形式的能，例如，机械能、热能、光能、化学能等；它的输送和分配易于实现；它的应用规模也很灵活。因此，电能被极其广泛地应用于工农业，交通运输业，商业贸易，通信以及人民的日常生活中。以电作为动力，可以促进工农业生产的机械化和自动化，保证产品质量，大幅度提高劳动生产率。还要指出，提高电气化程度，以电能代替其他形式的能量，是节约总能源消耗的一个重要途径。发电厂把别种形式的能量转换成电能，电能经过变压器和不同电压等级的输

2、电线路输送并被分配给用户，再通过各种用电设备转换成适合用户需要的别种能量。这些生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电力系统。火电厂的汽轮机、锅炉、供热管道和热用户，水电厂的水轮机和水库等则属于与电能生产相关的动力部分。电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网，它包括升、降压变压器和各种电压等级的输电线路（见图在交流电力系统中，发电机、变压器、输配电设备都是三相的，这些设备之间的连接状况，可以用电力系统接线图来表示。为简单起见，电力系统接线图一般都是画成单线的，如图所示。由于电工技术的发展，直流输电作为一种补充的输电方式得到了实际应用。在交流电力系统内或者在

3、两个交流电力系统之间嵌入直流输电系统，便构成了现代交直流联合系统。直流输电系统由换流设备、直流线路以及相关的附属设备组成。图为直流输电系统的示意图。①本书为叙述方便，使读者对某些物理量的含义不致引起混淆，在大部分地方，对电阻，电抗，电导电纳电位采用小写形式，以和矩阵中的相应元素相区别。图电力系统和电力网示意图图直流输电系统示意图电力系统的额定电压和额定频率电气设备都是按照指定的电压和频率来进行设计制造的，这个指定的电压和频率，称为电气设备的额定电压和额定频率。当电气设备在此电压和频率下运行时，将具有最好的技术性能和经济效果。为了进行成批生产和实现设备的互换，各国都制定有标准的额定电压和

4、额定频率。我国制定的三相交流及以上设备与系统的额定电压的数值列于表中。表以上的额定电压注：带号的数字为发电机专用。从表中可以看到，同一个电压级别下，各种设备的额定电压并不完全相等。为了使各种互相联接的电气设备都能运行在较有利的电压下，各电气设备的额定电压之间有一个相互配合的问题。电力线路的额定电压和系统的额定电压相等，有时把它们称为网络的额定电压，如网络等等。发电机的额定电压与系统的额定电压为同一等级时，发电机的额定电压规定比系统的额定电压高变压器额定电压的规定略为复杂。根据变压器在电力系统中传输功率的方向，我们规定变压器接受功率一侧的绕组为一次绕组，输出功率一侧的绕组为二次绕组。一次

5、绕组的作用相当于受电设备，其额定电压与系统的额定电压相等，但直接与发电机联接时，其额定电压则与发电机的额定电压相等。二次绕组的作用相当于供电设备，考虑其内部电压损耗，额定电压规定比系统的额定电压高，如果变压器的短路电压小于或直接（包括通过短距离线路）与用户联接时，则规定比系统的额定电压高。为了适应电力系统运行调节的需要，通常在变压器的高压绕组上设计制造有分接抽头。分接头用百分数表示，即表示分接头电压与主抽头电压的差值为主抽头电压的百分之几。对同一电压级的变压器，升压变压器和降压变压器，即使分接头百分值相同，分接头的额定电压也不同。图所示为用线电压表示的电压级具有抽头的变压器的抽头额定电

6、压。对于＋抽头，升压变压器为，降压变压器则为图用线电压表示的抽头额定电压）升压变压器：）降压变压器我国规定，电力系统的额定频率为，也就是工业用电的标准频率，简称工频。对电力系统运行的基本要求电力系统是由电能的生产、输送、分配和消费的各环节组成的一个整体。与别的工业系统相比较，电力系统的运行具有如下的明显特点。）电能不能大量存储。电能的生产、输送、分配和消费实际上是同时进行的。电力系统中，发电厂在任何时刻发出的功率必须等于该时刻用电设备所需的功率、输送和分配环节中的功率损失之和。）电力系统的暂态过程非常短促。电力系统从一种运行状态到另一种运行状态的过渡极为迅速。）与国民经济的各部门及人民

7、日常生活有着极为密切的关系。供电的突然中断会带来严重的后果。对电力系统运行的基本要求是：）保证安全可靠的供电；要有合乎要求的电能质量；）要有良好的经济性）尽可能减小对生态环境的有害影响。保证安全可靠地发、供电是对电力系统运行的首要要求。在运行过程中，供电的突然中断大多由事故引起。必须从各个方面采取措施以防止和减少事故的发生，例如，要严密监视设备的运行状态和认真维修设备以减少其事故，要不断提高运行人员的技术水平以防止人为事故。为了提高系统运行的安