电力工程基础(改好)

电力工程基础

1、电力系统：由发电厂，变电所，输配电线路和电力用户组成的整体。

2、电力网：在电力系统中，通常将输送、交换和分配电能的设备称为电力网。

3、电力网的分类

①地方电力网（110kv以下）

②区域电力网（110kv-220kv）

③超高压远距离输送电网（330-500kv）

4、电力系统的基本参量：总装机容量；年发电量；最大负荷；额定频率；电压等级

5、电力系统运行的特点

①电能不能大量存储

②过渡过程十分短暂

③与国民经济各部门和人名日常生活的关系极为密切

6、对供电的系统的基本要求

①保证供电的可靠性

②保证良好的电能质量

③为用户提供充足的电能

④提高电力系统运行的经济型

7、发电厂的类型：火力发电厂、水力发电厂、核电厂、其他能源发电

8、变电所的类型L：枢纽变电所、地区变电所、终端变电所

9、电压等级的选择对于交流输电而言，一般将35～220k的电压等级称为高压（HV），330kV 及以上、1000kV以下的电压称为超高压（EHV），1000kV及以上的电压称为特高压UHV）一般交流电常用的电压有：110v，220v，380v，3kv，6kv10kv，20kv，50kv，35kv，66kv，110k，220kv，330kv，500kv，750kv

等

10、电能质量：通过共用电网供给用户端的交流电能的品质。

11、电能质量的指标：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、谐波三相不平衡、暂时过电

压和瞬间过电压。

12、电力系统中性点的运行方式？

（1）中性点不接地；（2）中性点经消弧线圈接地；（3）中性点直接接地

；

中性点不接地系统正常运行时的电路图和相量图

=

+

+

CC

CB

CA

I

I

I

?

ωCU

I

I

I

I

C

CC

CB

CA

=

=

=

=

中性点对地电压

=

U

中性点不接地系统发生A相接地故障时的电路图和相量图

?

?

?

??

?

?

=

-

=

+

=

'

=

-

=

+

=

'

=

-

=

+

=

'

CA

A

C

C

C

BA

A

B

B

B

A

A

A

A

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

U

在数值上

?

U

U

U

C

B

3

=

'

=

'

13.各种接地方式适用于哪种场合？

单相接地电流小于30A的3~10kV电力网；

单相接地电流小于10A的35kV电力网。

14.电力负荷的分级：一级负荷、二级负荷、三级负荷

一级负荷：由两个独立电源供电

二级负荷：由两回线路供电

三级负荷：对供电电源无特殊要求

13、用电设备的工作制

(1)连续运行工作制（长期工作制）

(2)短时运行工作制（短期工作制）

(3)断续周期工作制（反复短时工作制）

16.电容器并联补偿的工作原理

在工业企业中，绝大部分电气设备的等值电路可视为电阻R和电感L的串联电路，其功率因数可表示为：

S

P

Q

P

P

X

R

R

L

=

+

=

+

=

2

2

2

2

cos?

当在R、L电路中并联接入电容器C后，如图所示，回路电流为：RL

C

I

I

I

+

=

可见，并联电容器后与之间的夹角变小了，因此，供电回路的功率因数提高了。

欠补偿 ：补偿后电流 落后电压 ，如图所示。过补偿 ：补偿后电流 超前电压 ，如图所示。 17.电容器的三种补偿方式

高压集中补偿；低压成组补偿；分散就地补偿（个别补偿）分散就地补偿（个别补偿）

18.电力网的接线方式分类

）按布置方式：放射式、干线式、链式、环式以及两端供电式接线 ）按其对负荷供电可靠性的要求：有备用接线、无备用接线 ）按职能分为：输电网，配电网 19.输电线路导线截面的选择

（1）对于区域电力网，通常先按经济电流密度按选择导线截面，然后再校验机械强度和电晕条件。

（2）对于低压配电网，通常先按发热条件选择导线截面，然后再校验机械强度和电压损失。 20.输电线路的参数：电阻；电抗；电纳；电导； 21.电力网的电压计算

电压降落：是指线路首末端电压的相量差，即 21U U U -=?

电压损失：是指线路首末端电压的代数差，即

21U U U -=?

通常以线路额定电压的百分数表示，100

%2

1?-=

?N

U U U U

22.导线截面选择的基本原则

发热条件；电压损失条件；机械强度条件；经济条件；电晕条件

补充:导线截面的选择依据

（1）对于区域电力网，通常先按经济电流密度选择导线截面，再校验机械强度和电晕条件。 （2）对于低压配电网通常先按发热条件选择导线截面，然后再校验机械强度和电压损失。 23.短路的原因及其后果

所谓短路,是指电力系统中正常情况以外的一切相与相之间或相与地之间发生通路的情况。

短路的原因：电气设备载流部分绝缘损坏；运行人员误操作；其他因素。

短路的现象：电流剧烈增加；系统中的电压大幅度下降。

短路的危害：短路电流的热效应会使设备发热急剧增加，可能导致设备过热而损坏甚至烧毁；短路电流产生很大的电动力，可引起设备机械变形、扭曲甚至损坏；短路时系统电压大幅度下降，严重影响电气设备的正常工作；严重的短路可导致并列运行的发电厂失去同步而解列，破坏系统的稳性。不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯系统及弱电设备产生电磁干扰，影响其正常工作。

24..标幺值的概念：所谓标幺值，就是把各个物理量均用标幺值来表示的一种相对单位制。某一物理量标幺值A*=A/Ad

A为名值，Ad为任意选定的基准值。

25.短路的种类：对称短路；不对称短路

26.标幺值的计算

d

d

d U

S

I

3

=

d

d

d

d

d S

U

I

U

X

2

3

=

=

常取基准容量Sd=100MVA，基准电压用各级线路的平均额定电压，即

av

d

U

U=

。

28.开关柜的“五防”功能

（1）防止跳闸、误合断路器；(2)防止带负荷分、合隔离开关；(3)防止带电挂接地线；(4)

防止带地线合闸；

(5防止误人带店间隔。

29.例4-1 计算k1点和k2点发生三相短路时的Ik、ish、Ish和Sk 。

解：（1）取Sd=100MVA

，Ud1=10.5kV ，Ud1=0.4kV ，则

kA

5.55.103100

1=?=

d I kA

3.1444

.03100

2=?=

d I

（2）计算各元件电抗标幺值

146.03710054.02*

1

=??=X 19.13.61001005.7*

2

=?=X

726.05.10100

24.02

*3

=??=X

（3）作等值电路如图4-8所示

4）k1点短路：

062.2726.019.1146.0*

3*2*1*1=++=++=∑X X X X

kA 67.2kA 062

.25

.5*

111

===∑X I I d k

kA

81.6kA 67.255.2=?=sh i

kA

03.4kA 67.251.1=?=sh I

30.短路电流的效应 一、短路电流的力效应

1.两平行导体间的电动力：两根平行敷设的载流导体，当其分别流过电流i1、i2时，它们之

间的作用力为：

72

1102-?=s

l

i Ki F

2．三相平行母线间的电动力：当三相短路电流通过水平等距离排列的三相母线时，可分为两种情况：边相电流与其余两相方向相反；中间相电流与其余两相方向相反。 3．短路时的动稳定校验：一般电器的动稳定校验：

母线的动稳定校验：

二、短路电流的热效应

1．短路时导体发热计算的特点：由于短路时间很短，可以认为短路过程是一个绝热过程；由于导体的温度很高，导体的电阻和比热不是常数，而是随温度而变化的；由于短路电流的变化规律复杂，直接计算短路电流在导体中产生的热量是很困难的，通常采用等效发热的方法来计算。２．短路时导体的发热计算

31.电气设备的分类：一次设备和二次设备

一次设备按功能分：变换设备(电力变压器。电流互感器。电压互感器)、开关设备（断路器。隔离开关。负荷开关）、保护设备（高低压熔断器。避雷器）、无功补偿设备（电力电容器。静止补偿器）、成套配电装置（高压开关柜。低压配电屏）。

32.电流互感器和电压互感器的区别

1.电流互感器的工作原理：一次绕组：匝数很少，导线很粗，串联一次回路中；二次绕组：匝数很多，导线很细，与测量仪表、继电器等的电流线圈串联。

电流互感器的误差:电流误差;相位误差;复合误差

2.电压互感器的工作原理：一次绕组：匝数很多，并联在供电系统的一次电路中；二次绕组：匝数很少，与电压表、继电器的电压线圈等并联。

电压互感器的误差：电压误差；相位误差；

33.电流互感器使用注意事项：互感器在工作时二次侧绝对电流不允许开路；电流互感器的二次侧必须有一端接地。

34. 电压互感器的使用注意事项：电压互感器在工作时二次侧绝对不允许短路；电压互感器的二次侧必须有一端接地。

35. 电流互感器的类型

按一次电压分：有高压和低压两大类；

按一次线圈匝数分：有单匝式和多匝式；

按安装地点分：有户内式和户外式；

按用途分：有测量用和保护用两大类；

按准确度等级分：有0.2、0.5、1、3、5P、10P等级；

按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）；

按安装型式分：有穿墙式、母线式、套管式、支持式等

36.电压互感器的类型

按相数分：有单相和三相两大类；

按用途分：有测量用和保护用两大类；

按准确度等级分，有0.2、0.5、1、3、3P、6P等级；

按安装地点分：有户内式和户外式；

按绝缘介质分：有油浸式和干式（含环氧树脂浇注式）。

37.电气主接线的基本要求是：

安全：保证在进行任何切换操作时人身和设备的安全。

可靠：应满足各级电力负荷对供电可靠性的要求。

灵活：应能适应各种运行方式的操作和检修、维护需要。

经济：在满足以上要求的前提下，主接线应力求简单，尽可能减少一次性投资和年运行费用。

38.电气主接线:又叫一次接线，是由各种开关电器、变压器、互感器、线路、电抗器、母线等按一定顺序连接而成的接受和分配电能的总电路。

39.电气主接线的基本形式

线路—变压器单元接线;单母线接线;单母线分段接线;单母线带旁路母线接线; 双母线接线;桥形接线

40.变电所所址选择的一般原则

靠近负荷中心;进出线方便;尽量靠近电源侧;占地面积小;交通方便;避免设在多尘或有腐蚀性气体的场所；避免设在有剧烈震动的地方或低洼积水处;不妨碍工厂的发展，考虑扩建的可能;所址的选择应方便职工的生活。

41.继电保护的作用

继电保护装置是一种能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

（1）继电器的分类

电流继电器，电压继电器，时间继电器，中间继电器，信号继电器

基本任务是:自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使非故障部分迅速恢复正常运行.

能正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要求发出报警信号、减负荷或延时跳闸。

42.继电保护的基本原理:

测量部分：从被保护对象输入有关信号，并与给定的整定值进行比较，决定保护是否动作；逻辑部分：根据测量部分各输出量的大小、性质、输出的逻辑状态、出现的顺序或它们的组合，进行逻辑判断，以确定保护装置是否应该动作；

执行部分:根据逻辑部分做出的判断，执行保护装置所担负的任务（跳闸或发信号）。

43.对继电保护的基本要求：选择性;速动性;灵敏性;可靠性

44.线路的电流电压保护装置的接线方式:三相完全星形接线方式(可以反映各种形式的故障）;三相不完全星形接线方式（可以反映除B相单相接地短路以外的所有故障）;两相电流差接线方式（各种短路形式下的接线系数不同）

45.三段式过电流保护

由无时限电流速断保护（第Ⅰ段）、带时限电流速断保护（第Ⅱ段）和定时限过电流保护（第Ⅲ段）配合构成的一整套保护，称为三段式过电流保护。

46.方向电流保护的基本原理

问题的提出；方向过电流保护的单相原理接线图；

47.距离保护的主要组成元件

起动元件；测量元件；时间元件

48.应装设的保护

49.电动机的故障类型和应装设的保护

相间短路保护；接地短路保护；过负荷保护；低电压保护

500.

51.

52.主站级通信方式：有线通信（光纤通信，配电线载波通信）；无线通信（高频通信，扩频通信，微波通信，卫星通信）

53.现场设备级通信方式：现场总线（CAN总线，lon works总线）；RS-485标准接口

54.雷电的基本知识

雷电的特性：雷电的流波形（波头，波尾）；雷电流的坡度

雷电过电压的基本形式：直击雷过电压；感应过电压；雷电波侵入

55.防雷装置：接闪器，引下线，接地装置组成

56.

57.低压配电系统中，接地的方式：TN系统，TT系统，IT系统TN-C系统，TN-S系统，TN-C-S 系统

58.事故信号装置

（1）就地复归

（2）中央复归不能重复动作

（3）中央复归能重复动作

59.保护装置的基本接线方式

（1）三相完全星型

（2）两相不完全星型

（3）两相电流差