电力工程基础 考试要点

第一章

1.1.2 建立大型电力系统的优点

可以减少系统的总装机容量；可以减少系统的备用容量；可以提高供电的可靠性；可以安装大容量的机组；可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。

1.2.1 发电厂的类型：火力发电厂；水力发电厂；核电厂；其他新能源发电（太阳能发电、风力发电、地热发电、潮汐发电）。

1.2.2 变电所类型：枢纽变电所（330~750kV）；地区变电所（110~220kV）；终端变电所（35~110kV）。

1.3.3 电能质量指标：频率偏差；电压偏差；电压波动与闪变；谐波；三相不平衡；暂时过电压和瞬态过电压。

1.4.1 小电流接地系统（中性点不接地、中性点经消弧线圈接地）

大电流接地系统（中性点直接接地）

1.4.3 中性点经消弧线圈接地的电力系统

中性点不接地系统具有发生单相接地故障时仍可在短时间内继续供电的优点，但当接地电流较大时，将产生间接性电弧而引起弧光接地过电压，甚至发展成多相短路，造成严重事故。为了克服这一缺点，可以采用中性点经消弧线圈接地的方式。

电力系统经消弧线圈接地时，有三种补偿方式，即全补偿、欠补偿和过补偿。

第二章

2.1.2 电力负荷的分级

1、一级负荷：一级负荷应由两个独立电源供电。对特别重要的一级负荷，两个独立电源应来自不同的地点。

2、二级负荷：二级负荷应由两回线路供电。但在负荷较小或取得两回线路有困难时，允许由一回专用架空线路供电。

3、三级负荷：三级负荷对供电电源无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。

2.1.4 与负荷计算有关的物理量

年最大负荷：是指全年中消耗电能最多的半小时的平均功率。

年最大负荷利用小时数：是一个假想时间，在此时间内，用户以年最大负荷持续运行所消耗的电能恰好等于全能实际消耗的电能。

平均负荷：是指电力负荷在一定时间内平均消耗的功率。

计算负荷：是按发热条件选择导体和电气设备时所使用的一个假想负荷。计算负荷产生的热效应与实际变动负荷产生的热效应相等。

2.2.2 用电设备的工作制：连续运行工作制（长期工作制）；短时运行工作制（短时工作制）；断续周期工作制（反复短时工作制）。

2.5.3 提高功率因数的方法

1、提高自然功率因数的方法：正确选用感应电动机的型号和容量；限制感应电动机的空载运行；提高感应电动机的检修质量；合理使用变压器；感应电动机同步化运行。

2、提高功率因数的补偿法：稳态无功功率补偿设备；动态无功功率补偿设备。

第三章

3.1.1 电力网的接线方式

按其布置方式可分为放射式、干线式、链式、环式、两端供电式接线；按其对负荷供电可靠性的要求可分为无备用接线和可备用接线。

3.2.2 输电线路的参数计算：电阻；电抗；电纳；电导。

3.2.3 变压器的参数：双绕组变压器（电阻、电抗、电导、电纳）；三绕组变压器（电阻、电抗）。

3.4.1 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。

第四章

4.1.1 短路：是指电力系统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。

短路引起的后果是破坏性的，具体表现在：短路电流的热效应；短路电流的力效应；影响电气设备的正常运行；破坏系统的稳定性；造成电磁干扰。

4.1.2 短路的类型：三相短路；两相短路；单相接地短路；两相接地短路。

4.2.2 标幺制：就是把各个物理量均用标幺值来表示的一种相对单位制。

4.3.1 无限容量系统：亦称无限大功率电源，它是一个相对概念，真正的无限大功率电源是不存在的。

4.5.1 不对称短路电流和电压的计算，通常采用对称分量法。这种方法的基本原理是：任何一组不对称三相系统的相量Fa、Fb、Fc都可以分解成三组对称三相系统的相量：正序（Fa1、Fb1、Fc1），负序（Fa2、Fb2、Fc2），零序（Fa0、Fb0、Fc0）。

4.8.1 短路电流的效应：短路电流通过电气设备和导体时，一方面将产生很大的电动力，即力效应；另一方面会产生很高的温度，即热效应。

第五章

5.1 电气系统按其作用不同可分为一次系统和二次系统。

一次设备：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）。

5.2.1 产生电弧的游离方式：高电场发射；热电发射；碰撞游离；热游离。

去游离的形式：复合；扩散。

开关电器中常用的灭弧方法：速拉灭弧法；冷却灭弧法；吹弧灭弧法；长弧切短灭弧法；粗弧分细灭弧法；狭缝灭弧法；采用多断口灭弧；采用新型介质灭弧。

5.2.2 高压断路器按其采用灭弧介质的不同，可分为油断路器、六氟化硫断路器、真空断路器。

5.2.3 隔离开关的用途：隔离电压；倒闸操作；分、和小电流。

5.2.4 高压负荷开关

高压负荷开关有简单的灭弧装置和明显的断开点，可以通断一定的负荷电流和过负荷电流，有隔离开关的作用，但不能断开短路电流。高压负荷开关常与高压熔断器配合使用，借助熔断来切除故障电流。

5.2.6 低压断路器的作用：过电流保护；失电压保护；热保护；分励保护。

5.3 高低压保护电器和限流电器

5.3.2 避雷器类型：保护间隙；管形避雷器；阀形避雷器；金属氧化物避雷器。

5.5.1 互感器在供配电系统中的作用：使测量仪表、继电器等二次设备与一次回路隔离；使测量仪表、继电器等标准化，有利于大批量生产；使测量仪表、继电器等二次设备的使用范围扩大。

5.5.2 电流互感器的接线方式：一相式接线；两相不完全星形接线；两相电流差接线；三相完全星形接线。

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

电压互感器的接线方式：单相式接线；V/V形接线；Y0/Y0形接线；Y0/Y0/（开口三角）形接线。

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

5.7.2 电气主接线的基本形式

1、线路--变压器单元接线

优点：接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约投资。缺点：该单元在任一设备发生故障或检修时，变电所要全部停电，供电可靠性都不高，只可供三级负荷。

2、单母线接线

优点：接线简单，使用设备少，操作方便，投资少，便于扩建。缺点：当母线及母线隔离开关故障或检修时，必须断开全部电源，造成整个配电装置停电；当检修一回路的断路器时，该回路要停电。

3、单母线分段接线

优点：接线简单、经济、方便，在一定程度上提高了供电的可靠性。缺点：一回路断路器检修时，该回路要长时间停电，在一段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线上的所有回路都要长时间停电。

4、单母线带旁路母线接线

优点：提高了供电的可靠性。缺点：需要增加一组母线、专用的旁路断路器和旁路隔离开关等设备，使配电装置复杂，投资增大，且隔离开关要用来操作，增加了误操作的可能性。

5、双母线接线

优点：轮换检修母线而不至中断供电；检修任一回路的母线隔离开关时仅使该回路停电；工作母线发生故障时，经倒闸操作这一段停电时间后可迅速恢复供电；检修任一回路断路器时，可用母联来代替，不至于使该回路的供电长期中断。缺点：在倒闸操作中隔离开关作为操作电器使用，容易误操作；工作母线发生故障时会引起整个配电装置短时停电；使用的隔离开关数目多，配电装置结构复杂，占地面积较大，投资较高。

6、桥形接线

优点：投资小，接线简单供电的可靠性和灵活性较高。

5.8.1 电器设备选择的一般原则：保证电气设备在正常工作条件下能可靠工作，而在短路情况下不被损坏。

按正常工作条件选择：使用环境条件；额定电压；额定电流。

按短路情况进行校验：动稳定校验；热稳定校验。

第六章

6.1.3 对继电保护的基本要求：选择性；速动性；灵敏性；可靠性。

6.3.5 电流电压连锁速断保护的目的：提高灵敏度，防止下一级线路故障时保护的误动作。

6.3.7 三段式过电流保护：图6-21

三段式过电流保护的构成：电磁式电流继电器（第一段：电流继电器KA1、KA2，中间继电器KM和信号继电器KS1组成；第二段：电流继电器KA3、KA4，时间继电器KT1和信号继电器KS2组成；第三段：电流继电器KA5、KA6、KA7，时间继电器KT2和信号继电器KS3组成。）

6.5.1 输电线路的接地保护：小电流接地系统的单相接地故障并构成短路，但因非故障相对地电压升高而容易引起两相接地短路故障；同时，单相接地电流产生电弧时会导致其他故障。

因此，当单相接地电流较大时，也要装设单相接地保护，使之动作于信号，以便让运行人员及时采取措施消除故障。

6.5.3 小电流接地系统的接地保护的特点：发生单相接地，全系统都会出现零序电压；非故障线路的C相对地电容电流为零，只有A相和B相有电容电流，而故障电路的C相对地电容电流不为零；非故障电路的零序电流为该线路本身对地的电容电流，其方向由母线指向线路；对故障线路WL3而言，C相中有Ice从线路流向母线，A、B相中有Ic3从母线流向线路。

6.6.1 距离保护的原理：电流、电压保护的主要优点是构成简单、可靠性好，但其灵敏度受系统运行方式的影响较大。随着电力系统的发展，电压水平越来越高，出现了长距离重负荷线路增多、系统运行方式多变和网络结构复杂化等一些新的情况，这是简单的电流电压保护已不能完全满足灵敏度的要求。为了使保护的灵敏度不受系统运行方式的影响，需采用性能更好的保护原理和方案，这就是距离保护。

6.7.1 变压器保护：瓦斯保护；纵联差动保护或电流速断保护；过电流保护；接地保护；过负荷保护；过励磁保护；温度信号。

6.7.4 变压器的纵联差动保护原理：图6-46

6.8.1 电动机保护：相间短路保护；接地短路保护；过负荷保护；低电压保护。

6.9.1 电力电容器的保护：过电流保护；过电压保护；横差保护。

6.10.5 微机保护的算法：输入量为正弦函数的算法；输入量为周期函数的算法--傅氏算法；输入量为随机函数的算法--最小二乘方算法；微分方程算法。

第七章

7.1.2 直流操作电源的供电方式：由蓄电池供电的直流操作电源；由硅整流器供电的直流操作电源。

7.3.1 变电所的信号回路：是用来指示一次系统中电气设备工作状态的二次回路。按用途分，断路器位置信号、事故信号、预告信号。

7.5.1 三相自动重合闸装置原理：图7-17

7.6.3 远动系统功能：所谓远动，就是应用远程通信技术，对远方的运行设备进行监视和控制，以实现远程测量、远程信号、远程控制和远程调节等各项功能。远动系统为调度控制中心提东实时数据，实现对远方运行设备的监视和控制，是电力系统调度自动化的基础。

功能：四遥功能（遥测、遥信、遥控、遥调）；事件顺序记录功能；时钟同步功能；自检和自调功能。

第八章

8.1.3 配电网自动化的内容：配电SCADA系统；地理信息系统；需方管理。

8.2.1 配电网自动化通信系统的层次（级别）：用户级通信；主站级通信；现场设备级通信。

8.2.3 表8-1

主站级通信方式：有线通信；无线通信。

现场设备级通信方式：LonWorks总线；CAN总线。

8.3.2 分段器的类型：分段器的关键部件是故障检测继电器，根据判断故障方式的不同，分段器可分为过电流脉冲计数型分段器和电压--时间型分段器。

8.3.3 FTU：具有数据采集和通信能力的馈线远方终端单元。

FTU的基本功能：遥信；遥测；遥控；统计；对时；事件顺序记录；事故记录；定时远方修改和召唤定值；自检和自恢复；远方控制闭锁与手动操作；远程通信。

FTU的性能要求：抗恶劣环境的能力；具有良好的维修性；可靠的电源。

8.4.1 配电图资地理信息系统：自动绘图、设备管理和地理信息系统的总称，它是利用地理信息技术和配电网规划技术、生产运行管理技术等，实现配电管理的计算机系统。

第九章

9.1.2 雷电过电压的基本形式：直击雷过电压（直击雷）；感应过电压（感应雷）；雷电波侵入。

9.1.3 防雷装置：避雷针；避雷线；避雷网（带）。

9.2.2 工作接地：是根据电力系统运行的需要，认为的将电力系统中性点或电气设备的某一部分进行接地。

保护接地：是为保证人身安全、防止触电事故，将电气设备的外露可导电部分与地做良好的连接。

按保护接地的方式不同，可分为TN系统、TT系统、IT系统。