电力系统分析·1·电力系统概述 复13■ 在表12中，用电设备、发电机、变压器的额定电压之所以不 致以及它们与线路额定电压之间的关系，说明如下。 线路输送功率时，沿线的电压分布往往是始端高于末端。例 105%Uw U 95%Uw ☐95%Uw C①- ⊙ 8 ①叶T11T :2下3146t6 v. U 图1-9电力网络中的电ボ分布 如，图1-9中沿线ab的电压分布可以如直线U。一。所示。从而， 图中用电设备1一6的端电压将各不相同.所谓线路的额定电压 Uw实际就是线路的平均电压(U。一U)/2,而各用电设备的额定 电压则取与线路额定电压相等，使所有用电设备能在接近它们的 额定电压下运行。 由于用电设备的允许电压偏移为士5%，而沿线路的电压降 落一般为10%，这就要求线路始端电压为额定值的105%，以使其 末端电压不低于额定值的95%。发电机往往接在线路始端，因此， 发电机的额定电压为线路额定电压的105%。 变压器一次侧接电源，相当于用电设备；二次侧向负荷供电 父相当于发电机。因此变压器-次侧额定电压应等于用电设备的 额定电压（直接和发电机相联的变压器一次侧额定电压应等于发 电机额定电压)，二次侧额定电压规定为空载变压器·次侧加额定 电压时的二次侧电压。由于带负荷时变压器内部有一定的电压降
南14向 《浙人学科学牧术系列》从5 落，所以次侧额定电压应高于线路的额定电压。升压变压器次 侧额定电压定为较线路额定电压高10%：降压变压器二次侧额茹 电压则有较线路额定电压高10%和5%两种，我国以前多采用前 一种，现在新建的工程均采用后-种。 表12中，154kV为我国东北地区历史上遗留下来的电压等 级，现正被淘汰。60kV为东北电力系统所采用，选择60kV电压等 级以后就不再使用110kV和35kV等级了.330kV只用于西北电 力系统。我国目前最高为500kV等级，而世界上还有750kV和 1150kV. ~一般说来，输电网的主干线和相邻电网间的联络线多采用 500kV、330kV和220kV等级；二级输电网采用220kV和110kV等 级：35kV既用于城市和农村的配电网也用于大工业企业的内部电 网。10kV是最常用的较低一级的高压配电电压，只有负荷中高压 电动机的比重很大时，才考虑6kV的配电方案（高压电动机的额 定电压一般为6kV),3kV只限于工业企业内部使用，且正在被 6kV所代替。显然这种划分不是绝对的，也不是一成不变的.随着 系统的扩大，更高一级电压的出现，原电压等级有可能退居到次 级电网中使用。 各级电压线路输送能力（送电容量和送电距离）的大致范围 如表1-3所示。 衷1-3各级电压线路输送能力 额定电压(kV) 送电容量(MW) 送电距离(km) 35 2~15 20-50 60 3.5~30 30-100 110 1050 50~150 220 100~300 100~300 330 200-1000 200600 500 10001500 300~1000
电力系统分析·1·电力系统概述 ■15南 1.1.6电力系统运行的特点和要求 电力系统运行的特点有： 1.与国民经济各部门的关亲密切 电是最方便的能源，各行各业都使用它，因此，供电的中断也 将影啊国民经济的各部门，由故障而少供一度电给国民经济造成 的损失远大于一度电的电费。有人说电力系统故障是国民经济的 一大灾难，这话一点也不过分。 197?年美国纽约电力系统的事故造成大面积停电，停电持续 25小时，影响900万居民的供电。根据最保守的估计，这次停电带 来的直接和间接经济损失约三亿无于万美元。 2.过渡过程非常短促 电力系统内一处的故障将以光速波及全系统，电力系统从一 种运行方式过渡到另一种运行方式的过渡过程也非常短促。 3.电能一殷不能储存 电能的生产、输送、分配和消费实际上是同时进行的，目前还 不能大量储存电能，即发电厂任何时刻生产的功率必须等于该时 刻用电设备消费和网络损失功率之和。 根据以上这些特点，对电力系统运行的基本要求是： 1.运行的安全可靠性 电力系统事故的原因是多方面的，有自然灾害、设备损坏、自 动装置误动作，人员过失、管理水平低等。除提高管理水平和人员 素质以外，提高电力系统安全可靠性主要从下面三个方面着手： (1)保证一定的备用容量系统中发电设备容量，除满足用 电负荷的需要外，应配备.定的负荷备用、事故备用和检修备用。 (2)提高电力系统的整体可靠性 电源的布局和电力系统的 结构必须合理，设备元件必须安全可靠。 (3)加强对电力系统运行的监控除提高运行人员的贵任心
■16■ 《浙汇大学科学技术系列》从书 以外，采用现代化的计算机监控系统是提高系统运行可靠性的重 要手段。 2.保证电能质量 电压和频率是标志电能质量的两个基本指标，也是设备制造 的基本技术参数。运行电压和颜率超过允许的偏移值时，不仅要影 响用电设备的安全运行，并可能造成减产和废品。 频率主要取决于系统中有功功率的平衡，频率偏低表示发电 出力不足。电压则主要取决于系统无功功率的平衡，无功功率不 足，电压将偏低。我国采用的系统颜率为50H,其允许编移值兑表 1-4。用户供电电压允许变化范围见表1-5。 表1-4系统频率允许偏差 运行情况 允许领率偏差()允许标准时钟误差(s) 正常运行】 中、小系统 士0.5 40 大系统 ±0.2 30 事故运行 30分钟以内 士1 15分钟以内 士1.5 绝不允许低于 .4 表1-5 用户供电电压允许变化范园 线路额定电压 电压允许变化范围 35kV及以上 士5% 1OkV及以下 士7% 低乐照明 十5%-一10% 农业用户 十5%~-10% 除频率和电压大小外，电压和电流的波形也是电能质量的 个重要的指标。正弦波形的畸变是由三相不平衡负载、可控硅或非 线性元件等形成的谐波所致，反过来它又影响用户的正常运行并
中力系统分析·1·电力系统概述 ■17■ 对通信系统产生干扰。1984年我国颁发的“电力系统谐波管理暂 行规定”，要水电网中任何点的电压正弦波形畸变均不得超过表 1-6规定的极限值。 表1-6 电网电压正弦波形畸变极限值（相电压） 各奇、偶次谐波电压正弦 户供电电压 总电压止弦波形 波形骑变率极限值(%) (kV) 畸变率极限值(%〉 奇次 偶次 0.38 5 4 2 6或10 3 1.75 35或66 3 110 1.5 0.5 1.1.7电力系统发展简史和我国的电力系统 1,电力系统的发展简史 从1831年法拉第发现了电磁感应定律，到1875年巴黎北火 车站发电厂的建立，电真正进入了实用的阶段。 火力发电始终在所有的电能中占最大的比重，按照热力学原 理，用不断提高蒸汽温度和压力的途径来提高蒸汽的热效率。现在 蒸汽温度已达650℃，蒸汽压力已达352大气压.汽轮发电机制造 技术的发展，体现在单机容量的不断增大。目前，世界上最大的汽 轮发电机是瑞士BBC:公司为美国制造的130万千瓦机组，是1972 年投入运行的。最大的火力发电厂是苏联的别列佐夫.1火电厂， 其中安装了8台80万千瓦的汽轮发电机组。 水电的发展是水能开发的结果，早期一般都是小型水电厂，随 着用电需要的增长和水电建设技术的提高，逐步向中型和大型发