【文章內(nèi)容簡介】 、電力系統(tǒng)運行的特點及基本要求 （ 2）電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求 2）保證良好的電能質(zhì)量 ? 波形標(biāo)準(zhǔn) –電壓波形的要求主要指波形中諧波含量的限制，如果因諧波含量過高而使波形嚴(yán)重畸變，同樣會影響設(shè)備的正常運行，特別是對那些精密的電子設(shè)備和儀器。 –另外，諧波還可能在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生局部諧振，以及對通信造成嚴(yán)重的干擾等。 –波形質(zhì)量以畸變率是否超過給定值來衡量。 三、電力系統(tǒng)運行的特點及基本要求 （ 2）電力系統(tǒng)運行應(yīng)滿足的基本要求 2）保證良好的電能質(zhì)量 ? 正弦波形畸變率 –所謂畸變率（或正弦波形畸變率），是指各次諧波有效值平方和的方根值與基波有效值的百分比。 –給定的允許畸變率常因供電電壓等級而異，例如，以 380V、 220V 供電時為 5% ，以 10kV供電時為 4%，等等。 三、電力系統(tǒng)運行的特點及基本要求 （ 3）保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性 ? 電能生產(chǎn)的規(guī)模很大，消耗的一次能源在國民經(jīng)濟一次能源總消耗中占的比重很大，而且電能在變換、輸送、分配時的損耗絕對值也相當(dāng)可觀。 ? 因此，降低每生產(chǎn) kwh電所消耗的能源和降低變換、輸送、分配時的損耗，有極重要的意義。 ? 在這一方面，又有兩個考核電力系統(tǒng)運行經(jīng)濟性的重要指標(biāo)，即煤耗率和線損率。 三、電力系統(tǒng)運行的特點及基本要求 （ 3）保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性 ? 耗煤率 –所謂耗煤率，是指生產(chǎn)每 kwh電能所消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤重，以 g/kwh為單位。 –同理，還需降低水耗率。 ? 線損率 –所謂線損率或網(wǎng)損率，是指電力網(wǎng)絡(luò)中損耗的電能與電源發(fā)出的總電能的百分比。 ? 除此之外，還應(yīng)設(shè)法降低廠用電率，盡量提高用電設(shè)備的效率等。 三、電力系統(tǒng)運行的特點及基本要求 （ 3）保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性 ? 措施 –為保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性，應(yīng)開展系統(tǒng)經(jīng)濟運行工作，充分利用各電廠的特點，使各發(fā)電廠所承擔(dān)的負(fù)荷能合理分配。 –例如，使水力發(fā)電廠的水能得到充分利用，避免棄水；使火力發(fā)電廠中經(jīng)濟性能好的多發(fā)電，差的少發(fā)電，并避免頻繁開停機組，以保證全部火力發(fā)電廠消耗的燃料最少；使功率在系統(tǒng)中合理分布以降低電能在變換、輸送、分配中的損耗等。 三、電力系統(tǒng)運行的特點及基本要求 ? 環(huán)境保護問題日益為人們所關(guān)注。 ? 在火力發(fā)電廠中產(chǎn)生的各種污染物質(zhì)，包括飛灰、灰渣、廢水、氧化硫、氧化氮等排放量的限制，也成為對電力系統(tǒng)運行的基本要求。 ? 以上三個方面的要求是相互聯(lián)系又相互制約的，對于具體的電力系統(tǒng)和負(fù)荷的具體性質(zhì)，應(yīng)全面衡量，統(tǒng)籌兼顧，在安全可靠的前提下保證質(zhì)量，力求經(jīng)濟。 四、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ? 同步運行狀態(tài) –同步運行狀態(tài)是指所有并聯(lián)運行的同步電機都有相同的電角速度，即每臺發(fā)電機都以同步轉(zhuǎn)速運行，這是電力系統(tǒng)正常運行的重要標(biāo)志。 –在同步運行狀態(tài)下，表征運行狀態(tài)的參數(shù)具有接近于不變的數(shù)值，通常稱為穩(wěn)定運行狀態(tài)。 ? 功率平衡 –正在運行的發(fā)電機轉(zhuǎn)速決定于作用在其大軸上的轉(zhuǎn)矩，因此，當(dāng)作用在機組大軸上的轉(zhuǎn)矩變化時，轉(zhuǎn)速也將相應(yīng)地發(fā)生變化。 四、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ? 功率平衡 –正常運行時，原動機的輸入功率與發(fā)電機的輸出功率是平衡的，從而保證了發(fā)電機以恒定的同步轉(zhuǎn)速運行。 –當(dāng)這種平衡被打破時，發(fā)電機的轉(zhuǎn)速也將發(fā)生變化。 –電力系統(tǒng)的負(fù)荷隨時都在變化，負(fù)荷功率的瞬時變化將引起發(fā)電機輸出功率的相應(yīng)變化，但由于機組調(diào)節(jié)系統(tǒng)的慣性，使得原動機輸入功率的變化總是滯后于發(fā)電機輸出電磁功率的瞬時變化，于是發(fā)電機轉(zhuǎn)速亦發(fā)生變化。 四、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ? 功率平衡 –例如，當(dāng)發(fā)電機輸出功率減小時，由于原動機的輸入功率暫時還來不及減小而出現(xiàn)功率過剩，結(jié)果使發(fā)電機轉(zhuǎn)速增加； –相反，當(dāng)發(fā)電機輸出功率增加時，因原動機輸人功率暫時還來不及跟上輸出功率的增加而出現(xiàn)功率缺額，結(jié)果使發(fā)電機減速。 –這樣，當(dāng)系統(tǒng)由于負(fù)荷變化、操作或發(fā)生故障而平衡狀態(tài)被打破后，各發(fā)電機組將因功率的不平衡而發(fā)生轉(zhuǎn)速的變化。 四、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ? 電力系統(tǒng)穩(wěn)定 –一般情況下，由于各發(fā)電機組功率不平衡的程度不同，因此轉(zhuǎn)速變化也不同，有的變化較小，有的變化較大，有的發(fā)電機增速，有的發(fā)電機減速，從而在各發(fā)電機組的轉(zhuǎn)子之間產(chǎn)生相對運動。 –如果系統(tǒng)各發(fā)電機組在經(jīng)歷了一段運動過程后，能自動恢復(fù)到原有的平衡狀態(tài)，或在某一新的平衡狀態(tài)下同步運行，這時系統(tǒng)的頻率和電壓雖然發(fā)生了一些變化但仍在允許的范圍內(nèi)，這樣的系統(tǒng)就稱之為穩(wěn)定的。 四、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ? 電力系統(tǒng)穩(wěn)定 –相反，如果系統(tǒng)受到擾動后，產(chǎn)生自發(fā)性振蕩，或者各機組間產(chǎn)生劇烈的相對運動，以至于系統(tǒng)的頻率和電壓大幅度變化，不能保證對負(fù)荷的正常供電，造成大量用戶停電，系統(tǒng)就失去了穩(wěn)定。 –可見，電力系統(tǒng)穩(wěn)定問題就是當(dāng)系統(tǒng)受到擾動后能否繼續(xù)保持各發(fā)電機之間同步運行的問題。 ? 根據(jù)系統(tǒng)受到擾動的大小及運行參數(shù)變化特性的不同，通常將系統(tǒng)的穩(wěn)定問題分為三大類，即靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定。 四、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ? 靜態(tài)穩(wěn)定 –靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到微小干擾后，不發(fā)生自發(fā)振蕩或非周期性失步，能夠自動恢復(fù)到原來運行狀態(tài)的能力。 –分析計算靜態(tài)穩(wěn)定的目的是應(yīng)用相應(yīng)的判據(jù)，確定電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性和輸電線的輸送功率極限，檢驗在給定方式下的穩(wěn)定儲備。 –對于大電源送出線，跨地區(qū)或省網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)線，網(wǎng)絡(luò)中的薄弱斷面等需要進行靜態(tài)穩(wěn)定分析。 四、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ? 暫態(tài)穩(wěn)定 –暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在受到短時間大干擾（如短路、故障切除、重合閘等）后，忽略轉(zhuǎn)速變化，認(rèn)為發(fā)電機大軸上的輸入機械轉(zhuǎn)矩為定值，僅考慮功角變化，在第一個搖擺周期（約為 1s）內(nèi)，各同步發(fā)電機保持同步運行而不失步，并過渡到新的穩(wěn)定運行狀態(tài)的能力。 –分析計算暫態(tài)穩(wěn)定的目的是在規(guī)定運行方式和故障形態(tài)下，對系統(tǒng)穩(wěn)定性進行校驗，并對繼電保護和自動裝置以及各種措施提出相應(yīng)的要求。 四、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ? 動態(tài)穩(wěn)定 –動態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在受到某些大干擾（如大型機組的啟動與制動、同步發(fā)電機的異步運行、再同步、自同步及非同步合閘等）后，計及發(fā)電機轉(zhuǎn)速和電勢的變化，有時還應(yīng)考慮負(fù)荷的動態(tài)特性和發(fā)電機異步轉(zhuǎn)矩的影響，在較長時間（幾秒或幾十秒）中保持或恢復(fù)發(fā)電機同步運行，由衰減的同步振蕩過渡到穩(wěn)定運行狀態(tài)的能力。 四、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ? 動態(tài)穩(wěn)定 –電力系統(tǒng)有下列情況時，應(yīng)作長過程的動態(tài)穩(wěn)定分析： ? 系統(tǒng)中有大容量水輪發(fā)電機和汽輪發(fā)電機經(jīng)較弱聯(lián)系并列運行； ? 采用快速勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)及快關(guān)氣門等自動調(diào)節(jié)措施； ? 有大功率周期性沖擊負(fù)荷； ? 電網(wǎng)經(jīng)弱聯(lián)系線路并列運行； ? 分析系統(tǒng)事故有必要時。 四、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性 ? 不難看出，如果系統(tǒng)在受到擾動后是不穩(wěn)定的，那么在系統(tǒng)的各發(fā)電機轉(zhuǎn)子間一直存在相對運行，從而引起系統(tǒng)的電壓、電流、功率等運行參數(shù)發(fā)生劇烈的變化和振蕩，致使整個系統(tǒng)不能繼續(xù)運行，造成系統(tǒng)瓦解。 ? 運行經(jīng)驗表明，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性是影響運行可靠性的一個重要因素，特別是隨著電力系統(tǒng)容量和規(guī)模的不斷擴大，穩(wěn)定性問題就顯得更加突出。 ? 國內(nèi)外電力系統(tǒng)許多大面積停電和系統(tǒng)瓦解事故，大都源于系統(tǒng)穩(wěn)定性遭到破壞。 ? 因此，研究電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的內(nèi)在規(guī)律，采取措施保持和提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，對于電力系統(tǒng)安全可靠地運行，具有極其重要的意義。 電力系統(tǒng)概述 目 錄 第一節(jié) 電力系統(tǒng)基本概念 第二節(jié) 電力系統(tǒng)接線方式與電壓等級 第三節(jié) 電力系統(tǒng)中性點的運行方式 一、電力系統(tǒng)接線方式 ? 實際的電力系統(tǒng)接線往往十分復(fù)雜，但都可以分解為簡單接線方式。 ? 而簡單接線方式又大致可分為無備用和有備用接線兩類。 ? 無備用接線 –無備用接線包括單回路放射式、干線式和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)，如圖 14所示。 無備用接線方式 一、電力系統(tǒng)接線方式 ? 無備用接線 –無備用接線的網(wǎng)絡(luò)中，每一個負(fù)荷只能靠一條線路取得電能，這類接線的特點是簡單，設(shè)備使用較少，運行方便。 –缺點是供電的可靠性比較低，任一段線路發(fā)生故障或檢修時，都要中斷部分用戶的供電。 –架空線路的自動重合閘裝置一定程度上能彌補上述的缺點。 –在干線式和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)中，當(dāng)線路較長時，線路末端的電壓往往偏低。 一、電力系統(tǒng)接線方式 ? 有備用接線 –有備用接線包括雙回路放射式、干線式、鏈?zhǔn)揭约碍h(huán)式和兩端供電網(wǎng)絡(luò)，如圖 15所示。 –在有備用的接線方式中，最簡單的一類是在上述無備用網(wǎng)絡(luò)的每一段單回線路都采用雙回路。 –這類接線同樣具有簡單和運行方便的特點，而且供電可靠性和電壓質(zhì)量都有明顯的提高，其缺點是設(shè)備費用增加很多。 –由一個或幾個電源點和一個或幾個負(fù)荷點通過線路連接而成的環(huán)式網(wǎng)絡(luò)，是一類最常見的有備用網(wǎng)絡(luò)。 一、電力系統(tǒng)接線方式 ? 有備用接線 –其優(yōu)點是供電可靠性高，也比較經(jīng)濟。 –其缺點是運行調(diào)度比較復(fù)雜，且故障時的電壓質(zhì)量差。 –另一種常見的有備用接線方式是兩端供電網(wǎng)絡(luò)，其供電可靠性相當(dāng)于有兩個電源的環(huán)形網(wǎng)絡(luò)，但采用這種接線的先決條件是必須有兩個或兩個以上的獨立電源。 ? 各種不同的接線方式都有各自的特點，選用何種接線方式需經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟比較后才能決定。 二、不同電壓等級及適用范圍 ? 電力系統(tǒng)的額定電壓等級 – 電力系統(tǒng)中各部分電壓之所以不同，是因為三相功率 S和線電壓 U、線電流 I之間的關(guān)系為 S= Ul。 – 當(dāng)輸送功率一定時，輸電電壓越高，電流越小，導(dǎo)線的截面積越小，投資越少；但電壓越高，對絕緣要求越高，桿塔、變壓器、斷路器等的絕緣投資也越大。 – 綜合這些因素，對于一定的輸送功率和輸送距離應(yīng)有一個最合理的線路電壓。但從設(shè)備制造角度考慮，為保證產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化和系列化，又不能任意確定線路電壓。另外，規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級過多也不利于電力工業(yè)的發(fā)展。我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)電壓等級（又稱為額定電壓）如表 11 所示。 3表 11 我國規(guī)定的交流額定電壓等級 二、不同電壓等級及適用范圍 ? 電網(wǎng)的額定電壓 – 電網(wǎng)的額定電壓指電力線路以及與之相連的變電所匯流母線的額定電壓。 – 由于電力線路通過電流后有電壓降，因此電力