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第一章 电力系统及运行 刘鑫尚 电力系统及运行 二、电能生产特点 电能存在着严格的质量标准以及生产、输送和消费等环节，具体表现在以下方面： ◆电力生产的整体性 发电厂、变压器、高压输电线路、配电线路和用电设备在电网中形成一个不可分割的整体，缺一不可。 ◆电力生产的连续性 由于电能不能储存，所以必须保持电能生产、输送、消费流程是同时进行并且不可分割。 ◆电力生产、输送、消费工况的快速性 发电机、变压器、电力线路、用电设备的投入或退出都在一瞬间完成，所以电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。 电力系统及运行 ◆电力生产需实时进行安全监视 电网事故发展迅速，涉及面大，在电力生产中，需要实时安全监视。 ◆对电能质量要求的严格性 用电设备对电能质量要求严格，如不满足将给国民经济和人们的日常生活带来损失。 电能质量主要指标：电压、频率、波形以及谐波分量 电力系统及运行 三、额定电压和额定频率 ◆额定电压 电气设备长期工作的最高电压称为额定电压。 各种电器设备，在各种额定电压下运行，其技术指标和和经济性能最好。 三相交流输电线路 ，在输送功率一定时，线路的电压越 高，电流就越小， ，线路中的功率损耗、电能损耗也都相应减 少，所以导线的截面可以减小，用于导线的投资也减小，但是电压越高， 要求的绝缘水平高，出去杆塔投资增加，线路走廊加宽外，变压器、开关 等的投资增加。 所以，对于一定的输送功率和输送距离，都有一个合理的电压。但从设备 制造上考虑，又不能任意确定线路电压，而且过多的电压等级也不利于电 力系统的发展。目前我国电力系统的额定电压等级有0.4kV、3kV、6kV、 10kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV。 电力系统及运行 电力系统及运行 输电线路向用户输送电能时，由于线路中有电压降，所以线路末端电压比首端 要低，沿线路各点电压也不相等。为使用电设备实际承受的电压尽可能接近额 定电压，应取线路的平均电压作为其额定电压，即 电气设备允许在±5%UN内运行，电力线路从首端至末端允许电压损耗在 ±10%UN范围内，故通常让线路首端电压比额定电压高5%UN，而让末端电压 比额定电压低5%UN，这样无论用电设备接在线路的哪一点，所承受的电压都 不超过±5%UN额定电压值允许范围。 电力系统及运行 电力系统及运行 ◆额定频率 我国的技术标准规定电力系统的额定频率（工业用电的标准频率即工频） 为50Hz。 频率的偏差将严重影响电力用户的正常工作。规定频率变化的允许偏差为 ±（0.2～0.5）Hz。 电力系统及运行 四、现代电网结构及要求 1.现代电网的结构 辐射性 环网型 电力系统及运行 2.电网运行的基本要求 ◆现代电网必须适应社会发展的需求 现代电网的结构和发展必须适应国民经济和社会发展的需要，保证电网的 合理布局同时保障安全运行，以适应经济建设和人民生活用电的需要。 ◆保证安全可靠的持续供电 当电网发生故障时，会造成大面积停电，将会使生产停顿、生活混乱，甚 至危害人身和设备安全，造成十分严重的后果。因此，电力系统运行首先 要满足可靠、持续供电的要求。 要求：严密监视设备的运行，及时、认真的维修。要求运行人员不断提高 技术水平，严肃、认真工作，事故时能迅速、正确的处理事故。 ◆保证良好的电能质量 电能质量包含电压质量、频率质量和波形质量三个方面。允许电压偏移 ±5%，允许频率偏移±（0.2～0.5）Hz，波形畸变率不能超过给定值。 电力系统及运行 ◆保证系统运行的经济性 降低电能生产过程中所消耗的一次能源及电能在变换、输送、分配时的损 耗。 ◆尽可能减小对生态环境的有害影响 电能生产过程中废水、烟气对地表和大气造成污染；电晕引起的通信干 扰；可听噪声、工频电磁场对生态的影响等。 可采取措施如：火力发电厂运行时投入除尘脱硫装置，三相电压尽量保持 平衡，以消除杂散电磁波。 当干扰消失时，此时发电机的电磁功率大于输入功率，使转子减速，功 角又回到 ，相应输出的电磁功率又减小至Po ，输出与输入功率相平衡，发电机重新在a点稳定运行。同样可分析b点不是静态稳定点。 三、电力系统的动态稳定 电力系统的两个定义：1、大干扰导致的暂态稳定 2、小干扰导致的静态稳定 动态稳