牵引变电所采用110kV和220kV电压等级供电分析

发表时间：2019-03-12T14:54:56.287Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：刘惺

[导读] 摘要：讨论了电气化铁路牵引变电所采用110KV和220KV两种不同供电方案下的优缺点。

（中铁七局集团电务工程有限公司河南郑州 450052）

摘要：讨论了电气化铁路牵引变电所采用110KV和220KV两种不同供电方案下的优缺点。先从理论上分析比较两种供电电压等级下电气化铁路注入系统的谐波和负序引起的电能质量，其中主要计算比较j每^佘共连接点母线谐波电流、电压总畸变率、三相电压不平衡度和电压波动等几个重要的电能质量指标。再结合工程实例，通过技术经济的综合分析和比较，选择性价比高的方案。为今后电气化铁路的建设提供借鉴经验的同时推动相关工程的工程化发展．

关键词：城际铁路；谐波；三相不平衡；电压等级

目前我国电气化铁道线路上广泛使用的交直型电力机车均采用单相整流电路,不可避免地带来谐波、负序和功率因数等问题。此外,由于机车运行受到运输组织、线路条件、供电条件以及人为操纵等因素的影响,牵引负荷剧烈波动,进而引起供电电压波动,这又进一步恶化机车运行。在高速、重载条件下,这些问题会更加突出。随着人们对电能质量重视程度的不断提高,多国家和有关国际组织都制订了电能质量有关标准或规定,我国也不例外。电力电子技术和微处理器控制技术的发展给这些问题的解决带来曙光,但仍有较长的路要走。解决这些问题,还需要从多种途径着手,根据具体情况采用最经济合理的方式。本文拟探讨的是牵引变电所高压侧采用220KV电压等级,而不是传统的110KV。实际上,在哈大线电220KV进线客观上提供了条件。

1、电铁牵引供电的特点

电力机车是铁路电气化的牵引动力，机车本身没有电源，所需的电力由牵引供电系统传输。牵引供电一次系统主要包括牵引变电所和接触网。牵引变电所建设在铁路附近，按照铁路电气化区段，沿线根据牵引负荷和接触网供电能力相隔一定距离设立若干个牵引变电所，目前国内都是由电力系统110KV和220KV电压双电源或双回路供电，经牵引变压器降压为27.5KV再接入铁路上空的接触网。接触网也就是牵引供电网，电力机车利用车顶的受电弓从接触网获取电能。

电铁牵引负荷是三相不对称负荷，牵引站各供电臂负荷不等，功率因数也不相同，必将向电网注入负序电流。电力机车产生的谐波电流也经接触网汇总到各牵引变电所再注入电网。同时电力机车在启动、上坡时会引起负荷的剧烈波动。牵引变电所两供电臂内，列车的数量及每一列车的负荷状态随时都在变化，牵引变电所的负荷呈现出频繁波动的状态。

从以上铁路牵引用电情况看，牵引变电所不但是三相不对称负荷，还是一个负序电流源和谐波源，是波动性、冲击性负荷。概括起来铁路电气牵引用电负荷具有以下特点：（1）单相工频负荷。牵引接触网接于牵引变电所低压侧两相间，机车直接从电网吸取工频功率，在用电结构上属于单相负荷，三相不对称，产生负序电流注入电网，引起负序电压。（2）单相冲击负荷。随着列车重量、加速度、运行速度、线路坡度（上下坡）、线路曲率半径、牵引制动等变化，负荷发生波动和急剧变化，产生瞬时或短时冲击。（3）单相整流负荷。对于直流机车来说，电力通过机车变压器和机车整流设备整流后供给机车多台直流电动机。由于整流，在向电网吸取基波电流的同时还向电网注入大量的谐波电流，并产生谐波电压。同时，由于在整流中消耗较多的无功功率，再加上机车变压器和接触网消耗，牵引负荷中无功电流大，功率因数较低。

另外,牵引用电变压器负载率很低,供电效益不高。据河北南网近两年统计,网内所有牵引变电所均接于110KV电压,牵引变压器平均负载率仅为17.3%?-17.8%?,与110KV电网变压器的平均负载率0.45-0.56相差较大。

2、牵引变压器继电保护配置及分析

2.1牵引变压器的运行方式

牵引变压器存在空载合闸、正常运行、短路故障、不正常运行几种状态。分析牵引变压器的运行状态是为了更好地研究继电保护装置的构成原理。

2.1.1空载合闸

牵引变电所建成投运、变压器检修后投运及采用固定备用方式的运行变压器故障后备用变压器的投入，均进行空载合闸。变压器空载合闸时，有如下特点：（1）产生较大的冲击性励磁电流，简称励磁涌流。励磁涌流只流过变压器电源侧绕组。（2）励磁涌流的大小，与变压器合闸瞬时电源电压的初相角及铁芯中的剩磁大小有关，严重时可达变压器额定电流的6~83.励磁涌流波形的波宽较窄，且有很大的间断区（80电角度以上），并含有大量的二次谐波电流分量和衰减性直流分量（非周期分量）。

2.1.2短路故障

根据短路地点的不同，分为牵引变压器外部故障和牵引变压器内部故障，牵引变压器内部故障又分为油箱内部短路故障和油箱外部套管及引出线上的短路故当油箱内部出现各种类型的短路故障时，短路点处的高温电弧将会损坏线圈的绝缘，也会使绝缘物剧烈气化，产生大量的瓦斯气体，造成油箱内压力剧增。油箱外部套管及引出线上的故障多为相间短路故障和单相接地短路故障。当发生油箱外短路故障时，将导致供电电压的严重降低并导致变压器线圈的过热，加速线圈绝缘老化。

2.1.3不正常运行状态

包括变压器过负荷运行、变压器外部负荷侧短路故障引起的线圈过电流、油箱严重漏油、变压器过热等。这些不正常运行状态的出现，将引起变压器线圈与铁芯的过热，加速绝缘老化。

2.2牵引变压器的保护

牵引变电所中，一般安装两台（或两组）牵引变压器。正常情况下，一台（或一组）变压器运行，另一台（或一组）作为固定备用。牵引变压器是十分贵重的供电设备，应配置完善的继电保护。牵引变压器一般应配置下列保护：（1）比率差动保护；（2）差动速断保护；（3）瓦斯保护；（4）低电压启动的过电流保护；（5）零序过电流保护；（6）低压侧过电压保护；（7）低压侧低电压保护；（8）过负荷保护；（9）其他非电量保护。

2.2.1主保护

牵引变压器的主要保护由瓦斯保护和差动保护构成，用于反应变压器上的短路故障。瓦斯保护用于反应变压器油箱内部的短路故障；差动保护既能反应变压器油箱内的短路故障，也能反应油箱外引出线及母线上发生的短路故障。主保护为瞬时动作，且动作后变压器各侧

电力系统电压等级与规定

电力系统的电压等级与规定 1、用电设备的额定电压要满足用电设备对供电电压的要求，电力网应有自己的额定电压，并且规定电力网的额定电压和用电设备的额定电压相一致。为了使用电设备实际承受的电压尽可能接近它们的额定电压值，应取线路的平均电压等于用电设备的额定电压。由于用电设备一般允许其实际工作电压偏移额定电压±5%，而电力线路从首端至末端电压损耗一般为10%，故通常让线路首端的电压比额定电压高5%，而让末端电压比额定电压低5%。这样无论用电设备接在哪一点，承受的电压都不超过额定电压值的±5% 2、发电机的额定电压发电机通常运行在比网络额定电压高5%的状态下，所以发电机的额定电压规定比网络额定电压高5%。具体数值见表4.1-1的第二列。表4.1-1 我国电力系统的额定电压网络额定电压发电机额定电压变压器额定电压一次绕组二次绕组 3 6 103.15 6.3 10.5 3及3.15 6及6.3 10及10.5 3.15及3.3 6.3及6.6 10.5及11 13.8 15.75 18 20 13.8 15.75 18 20 35 110 220 330 500 35 110 220 330 500 38.5 121 242 363 550 3、变压器的额定电压根据功率的流向，规定接收功率的一侧为一次绕组，输出功率的一侧为二次绕组。对于双绕组升压变压器，低压绕组为一次绕组，高压绕组为二次绕组；对于双绕组降压变压器，高压绕组为一次绕组，低压绕组为二次绕组。 ①变压器一次绕组相当于用电设备，故其额定电压等于网络的额定电压，但当直接与发电机连接时，就等于发电机的额定电压。 ②变压器二次绕组相当于供电设备，再考虑到变压器内部的电压损耗，故当变压器的短

电力系统过电压及接地装置

课程设计设计题目:电力系统过电压与接地装置班级：电气化铁道技术1132 姓名：刘浩学号：201108023211 指导教师：赵永君二〇一三年六月十九日摘要本课程设计中和运用高电压技术、电力系统过电压、接地技术等知识，采用理论与实践相结合的方法，研究电力系统各种过电压防护措施研究接地装置的测量方法和降阻方式，设计电力系统的接地装置等。关键词:内部过电压雷电过电压接地保护前言电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压升高，属于电力系统中的一种电磁扰动现象。电工设备的绝缘长期耐受着工作电压，同时还必须能够承受一定幅度的过电压，这样才能保证电力系统安全可靠地运行。研究各种过电压的起因，预测其幅值，

并采取措施加以限制，是确定电力系统绝缘配合的前提，对于电工设备制造和电力系统运行都具有重要意义。为了保护电力系统、用电设备和人员的安全，往往采用接地的方式来保证设备和人员的安全。本课程设计根据《高电压技术》简单的对电力系统的过电压与接地装置进行研究。电力系统过电压与接地装置一、电力系统过电压在电力系统中，由于雷电、电磁能量的转换会使系统电压产生瞬间升高，其值可能大大超过电气设备的最高工频运行电压。其对电力系统的危害是很大的。电力系统过电压主要分以下几种类型:雷电过电压、工频过电压、操作过电压、谐振过电压。 1内部过电压 1.1工频过电压系统中在操作或接地故障时发生的频率等于工频(50Hz)或接近工频的高于系统最高工作电压的过电压。特点是持续时间长,过电压倍数不高,一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用当系统操作、接地跳闸后的数百毫秒之内，由于发电机中磁链不可能突变，发电机自动电压调节器的惯性作用，使发电机电动势保持不变，这段时间内的工频过电压称为暂时工频过电压。随着时间的增加，发电机自动电压调节器产生作用，使发电机电动势有所下降并趋于稳定，这时的工频过电压称为稳态工频过电压。

国内电网电压等级划分

国内电网电压等级划分局民用电是220V，工业用电是380V，为什么同样是变电站出来的电，到了用户端就不同呢？高压与低压有什么不同呢？工业用电与居民用电工业用电其实就是我们经常提到的三相交流电（由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差 120 °角的交流电路组成的电力系统），而民用电采用的是单相220V对居民供电。三相交流电可以使电机转动，当三相交流电流通入三相定子绕组后，在定子腔内便产生一个旋转磁场。转动前静止不动的转子导体在旋转磁场作用下，相当于转子导体相对地切割磁场的磁力线，从而在转子导体中产生了感应电流(电磁感应原理)。这些带感应电流的转子导体在磁场中便会发生运动，因此工业用电都是三相交流电。民用电的火线与零线之间电压为220V ，工业用电则是各相线间电压380V ，相地之间电压220V。民用电其实就是三相之中的一相。电厂到居民变电站都是3相5线，变电站的作用之一就是把电分成很多个1相3线给居民使用。高压与低压的分界线根据GB/T 2900.50-2008中定义2.1规定，高[电]压通常指高于1000V（不含）的电压等级，低[电]压指用于配电的交流电力系统中1000V及以下的电压等级；国际上公认的高低压电器的分界线交流电压则是1000V（直流则为1500V）。在工业上也有另外一种说法，电压为380V或以上的称之为高压电，因此我们习惯上所说的220V、380V都是低压，高于这个电压都是高压；再之前的电业规程中规定分界线为250V，虽然新的《电业安全工作规程》已经出台，但很多地方执行的还是以前的标准。高压电器的通俗分类 1、所谓的高压、超高压、特高压并无本质区别（随着电压增高，绝缘要求、安全要求会有不同），只是人们的叫法不同而已，其分界线也是约定俗成，并无明确规定。 2、电网就是指整个供配电系统，包括发电厂，变电站，线路，用电侧。

(完整版)电力系统分析基础知识点总结

一．填空题 1、输电线路的网络参数是指（电阻）、（电抗）、（电纳）、（电导）。 2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的（相量）之差。“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定电压的（数值）的差。 3、由无限大的电源供电系统，发生三相短路时，其短路电流包含（强制/周期）分量和（自由/非周期）分量，短路电流的最大瞬时的值又叫（短路冲击电流），他出现在短路后约（半）个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间应为（0.01）秒左右。 4、标么值是指（有名值/实际值）和（基准值）的比值。 5、所谓“短路”是指（电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接），在三相系统中短路的基本形式有（三相短路），（两相短路），（单相短路接地），（两相短路接地）。 6、电力系统中的有功功率电源是（各类发电厂的发电机），无功功率电源是（发电机），（电容器和调相机），（并联电抗器），（静止补偿器和静止调相机）。 7、电力系统的中性点接地方式有（直接接地）（不接地）（经消弧线圈接地）。 8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为（无备用）接线和（有备用）接线。 9、架空线是由（导线）（避雷线）（杆塔）（绝缘子）（金具）构成。 10、电力系统的调压措施有（改变发电机端电压）、（改变变压器变比）、（借并联补偿设备调压）、（改变输电线路参数）。 11、某变压器铭牌上标么电压为220±2*2.5%，他共有（5）个接头，各分接头电压分别为（220KV）（214.5KV）（209KV）（225.5KV）（231KV）。二：思考题 1.电力网，电力系统和动力系统的定义是什么？（p2）答: 电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。电力网：由变压器、电力线路、等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。动力系统：电力系统和动力部分的总和。 2.电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？（p4-5）答：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及它们相互间的连接。但难以表示各主要电机电器间的联系。电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。但难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。 3.电力系统运行的特点和要求是什么？（p5）答：特点：（1）电能与国民经济各部门联系密切。（2）电能不能大量储存。(3)生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割。（4）电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。（5）对电能质量的要求颇为严格。要求：（1）保证可靠的持续供电。（2）保证良好的电能质量。（3）保证系统运行的经济性。 4.电网互联的优缺点是什么？（p7）答：可大大提高供电的可靠性，减少为防止设备事故引起供电中断而设置的备用容量；可更合理的调配用电，降低联合系统的最大负荷，提高发电设备的利用率，减少联合系统中发电设备的总容量；可更合理的利用系统中各类发电厂提高运行经济性。同时，由于个别负荷在系统中所占比重减小，其波动对系统电能质量影响也减小。联合电力系统容量很大，个别机组的开停甚至故障，对系统的影响将减小，从而可采用大容高效率的机组。 5.我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？系统各元件的额定电压如何确定？（p8-9）答：额定电压等级有（kv）：3、6、10、35、110、220、330、500 平均额定电压有（kv）：3.15、6.3、10.5、37、115、230、345、525 系统各元件的额定电压如何确定：发电机母线比额定电压高5%。变压器接电源侧为额定电压，接负荷侧比额定电压高10%，变压器如果直接接负荷，则这一侧比额定电压高5%。 6.电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？（p8） S 。当功率一定时电压越高电流越小，导线答：三相功率S和线电压U、线电流I之间的固定关系为

主板常见供电电压分布详解

主板常见供电电压分布详解 12V主要是给CPU供电，通过电压调整模块，调节成1.15-1.75V核心电压，供CPU、Vtt FSB、CPU-I/O。12V除了CPU外，还提供给AGP、PCI、CNRCommunicationNetwork Riser）。其中负电压-12V主要为AC’97、串口以及PCI接口提供。2n5[.['S%t#G-k5H9N6 I 5V被分成了四路，第一路经过VID（VoltageIdentificationDefinition）调整模块调整成1.2V供CPU，主板会根据Pentium4处理器上5根VID引脚的0/1相位来判别这块处理器所需要的VCC电压（也就是我们常说的CPU核心电压）第二路经过2.5V电压调整模块调整成2.5V供内存，并经过二次调整，从2.5V调整到1.5V供北桥核心电压、VccAGP、VccHI。第三路直接给USB设备供电。第四路供给AGP、PCI、CNR供电。;k9k8p'm9i/r7 k(u2b!a$D.m 3.3V主要是为AGP、PCI供电，这两个接口占了3.3V的绝大部分。除此之外，南桥部分的Vcc3_3以及时钟发生器、LPCSuperI/O、FWH即主板BIOS）也是由3.3V供电。. k0L3m5s,T3s6X J)/ 5VSB一直被我们忽视，这一路电压与开关机、唤醒等关联紧密；5VSB在INTEL84 5GE/PE芯片组中至少需要1A的电流，目前绝大部分电源9b%的5VSB都是2A。其中一路调整成2.5V电压供内存；第二路调整成1.5V，在系统挂起时为南桥提供电压；第三路调整成3.3V供南桥5R0~2o0X)N6h

电力系统的电压等级

电力系统的电压等级额定电压：各用电设备、发电机、变压器都是按一定标准电压设计和制造的。当它们运行在标准电压下时，技术、经济性能指标都发挥得最好。此标准电压就称为~。一、电力系统的额定电压等级 1、电力系统的额定电压等级（输电线路的额定线电压） 220，kV 3，kV 6，kV 10，kV 35，kV 60，kV 110，kV 220，kV 330，kV 500，kV 750，kV 1000一般来说：110kv 以下的电压等级以3倍为级差：10kv 35kv 110kv 110kv 以上的电压等级，则以两倍为级差：110kv 220kv 500kv 确定额定电压等级的考虑因素：三相功率S 和线电压U 、线电流I 的关系是UI S 3=。当输送功率一定时，输电电压越高，电流越小，导线等载流部分的截面积越小，投资越小；但电压越高，对绝缘的要求越高，杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也越大。所以，对应于一定的输送功率和输送距离应有一个最合理的线路电压。但从设备制造的角度考虑，线路电压不能任意确定。规定的标准电压等级过多也不利于电力工业的发展。 2、发电机、变压器、用电设备的额定电压的确定 1）用电设备的额定电压=线路额定电压允许其实际工作电压偏离额定电压% 5±2）线路的额定电压：指线路的平均电压（Ua+Ub ）/2，线路首末端电压损耗为10%；因为用电设备允许的电压波动是±5%，所以接在始端的设备，电压最高不会超过5%；接在末端的设备最低不会低于-5%； 3）发电机的额定电压总在线路始端，比线路额定电压高5%；3kv 的线路发电机电压为3.15kv。

4）变压器的额定电压一次侧：相当于用电设备 A、直接与发电机相连，额定电压与发电机一致。 B、直接与线路相连，额定电压与线路额定电压相同；二次侧：相当于电源 A、二次侧位于线路始端，比线路额定电压高5%。计及自身5%的电压损耗，总共比线路额定电压高10%。 B、二次侧直接接用电设备（负荷）时，只需考虑自身5%的电压损耗。

电压等级划分详细

电压等级（voltage class）电力系统及电力设备的额定电压级别系列。额定电压是电力系统及电力设备规定的正常电压，即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。电力系统各点的实际运行电压允许在一定程度上偏离其额定电压，在这一允许偏离范围内，各种电力设备及电力系统本身仍能能正常运行。在我国电力系统中，把标称电压1kV及以下的交流电压等级定义为低压，把标称电压1kV以上、330kV以下的交流电压等级定义为高压，把标称电压330 kV及以上、1000 kV以下的交流电压等级定义为超高压，把标称电压1000 kV及以上的交流电压等级定义为特高压，把标称电压±800 kV以下的直流电压等级定义为高压直流，把标称电压±800 kV及以上的直流电压等级定义为特高压直流。通常还有一个“中压”的名称，美国电气和电子工程师协会（IEEE）的标准文件中把2.4 kV至69 kV的电压等级称为中压，我国国家电网公司(SG)的规范性文件中把1 kV 以上至20 kV 的电压等级称为中压。目前我国常用的电压等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV、500kV。

电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。通常将35kV及35kV以上的电压线路称为送电线路。（35KV、60KV 线路为输电线路，110KV、220KV线路为高压线路，330KV以上线路称为超高压线路。把60KV以下电网称为地域电网，110KV、220KV电网称为区域电网，330KV以上电网称为超高压电网。把电力用户从系统所取用的功率称为负荷。） 10kV及其以下的电压线路称为配电线路。将额定1kV以上电压称为“高电压”，额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。我国规定安全电压为36V、24V、12V三种。

电力系统过电压考试复习汇编

当电力系统进行操作或发生接地故障时，就会在由电气设备构成的集中参数电路中产生电磁暂态过程，引起系统电压的升高或产生过电流。当电力系统中某一点突然发生雷电过电压或操作过电压时，这一变化并不能立即在系统其它各点出现，而要以电磁波的形式按一定的速度从电压或电流突变点向系统其它部位传播。电磁波在分布参数电路中传播产生的暂态过程，简称波过程。一般架空单导线线路的波阻抗Z?500 Q,分裂导线波阻抗Z?300 Q 冲击电晕对导线耦合系数的影响发生冲击电晕后，在导线周围形成导电性能较好的电晕套，在这个电晕区内充满电荷，相当于扩大了导线的有效半径，因而与其它导线间的耦合系数也增大。冲击电晕对波阻抗和波速的影响冲击电晕将使线路波阻抗减小、波速减小冲击电晕对波形的影响冲击电晕减小波的陡度、降低波的幅值的特性，有利于变电所的防雷保护。最大电位梯度出现在绕组的首端。冲击电压波作用于变压器绕组初瞬，绕组首端的电位梯度是平均电位梯度的a I倍。a l越大，电位分布越不均匀，相应绕组的抗冲击能力越差。（危及变压器绕组的首端匝间绝缘）最大电位梯度均出现在绕组首端，其值等于 a U0,对变压器绕组的纵绝缘（匝间绝缘）有危害。绕组内的波过程除了与电压波的幅值有关外，还与作用在绕组上的冲击电压波形有关。过电压波的波头时间越长（陡度越小），由于电感分流的影响，振荡过程的发展比较和缓，绕组各点的最大对地电压和纵向电位梯度都将下降；反之则振荡越激烈。波尾也有影响，在短波作用下，振荡过程尚未充分激发起来时，外加电压已经大为减小，导致绕组各点的对地电压和电位梯度也比较低。变压器绕组内部保护的关键措施是：改善绕组的初始电位分布，使初始电位分布尽可能地接近稳态电位分布。这可有效地降低作用在绕组纵绝缘上的电位梯度，并削弱振荡，减小振荡过电压的幅值。（1）补偿对地电容C0dx 的影响；（静电环）（2）增大纵向电容K0/dx （纠结式绕组）绕组匝间绝缘所承受的冲击电压为Uab= alab/v 侵入波的陡度愈大，每匝线圈的长度愈长，或波速愈小，则作用在匝间的电压也愈大。为了限制匝间电压以保护绕组的匝间绝缘，必须采取措施来限制侵入电机的波的陡度。

电力系统题库

第一章电力系统基本知识一、单项选择题(每题的备选项中，只有一项最符合题意) 1.电力系统是由(B)、配电和用电组成的整体。 A.输电、变电 B.发电、输电、变电 C.发电、输电 2.电力系统中的输电、变电、(B)三个部分称为电力网。 A.发电 B.配电 C.用电 3.直接将电能送到用户的网络称为(C)。 A.发电网 B.输电网 C.配电网 4.以高压甚至超高压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来的送电网络称为（B）。 A.发电网 B.输电网 C.配电网《 5.电力生产的特点是(A)、集中性、适用性、先行性。 A.同时性 B.广泛性 C.统一性 6.线损是指电能从发电厂到用户的输送过程中不可避免地发生的(C)损失。 A.电压 B.电流 C.功率和能量 7.在分析用户的负荷率时，选(A)中负荷最高的一个小时的平均负荷作为高峰负荷。 A.一天24小时 B.一个月720小时C一年8760小时 8.对于电力系统来说，峰、谷负荷差越(B)，用电越趋于合理。 A.大 B.小 C.稳定 D.不稳定 9.为了分析负荷率，常采用(C)。 > A.年平均负荷 B.月平均负荷 C.日平均负荷 10.突然中断供电会造成经济较大损失、社会秩序混乱或在政治上产生较大影响的

负荷属(B)类负荷。 A.一类 B.二类 C.三类 11.高压断路器具有开断正常负荷和(B)的能力。 A.过载 B.过载、短路故障 C.短路故障 12.供电质量指电能质量与(A) A.供电可靠性 B.供电经济性 C.供电服务质量 13.电压质量分为电压允许偏差、三相电压允许不平衡度、(C)、电压允许波动与闪变。 A.频率允许偏差 B.供电可靠性 C.公网谐波三相供电电压允许偏差为额定电压的(A) ） A.±7% B. ±10% C.+7%-10% 15.当电压上升时，白炽灯的(C)将下降。 A.发光效率 B.光通量 C.寿命 16.当电压过高时，电动机可能(B)。 A.不能起动 B.绝缘老化加快 C.反转 17.我国国标对35~110kV系统规定的电压波动允许值是(B)。 % 的电压急剧波动引起灯光闪烁、光通量急剧波动，而造成人眼视觉不舒适的现象，称为闪变。 A.连续性 B.周期性 C.间断性 19.电网谐波的产生，主要在于电力系统中存在(C)。 A.电感和电容元件 B.三相参数不对称 C.非线性元件 } 20.在并联运行的同一电力系统中，任一瞬间的(B)在全系统都是统一的。 A.电压 B.频率 C.波形

电力系统过电压知识点总结

第四章 1．地面落雷密度：一个雷电日每 km2 的地面上落雷的次数（次/雷电日·km 2 ）。落雷密度为单位时间单位面积的地面平均落雷次数 2.保护设备与被保护设备的伏秒特性应如何配合？为什么？答案：保护设备的伏秒特性应始终低于被保护设备的伏秒特性。这样，当有一过电压作用于两设备时，总是保护设备先击穿，进而限制了过电压幅值，保护了被保护设备。 3. ZnO 避雷器的主要优点有哪些？答案：ZnO 避雷器的主要优点有无间隙、无续流、电气设备所受过电压可以降低、通流容量大、ZnO 避雷器特别适用干直流保护和 SF6 电器保护等优点。适于大批量生产，造价低，经济性能好。 4.跨步电压：人的两脚着地点之间的电位差称为跨步电压。(取跨距为 0.8m)工作接地中，对人身安全造成威胁的电位差包括接触电位差和跨步电位差人所站的地点与接地设备之间的电位差称为接触电势 5.内部过电压倍数：内部过电压倍数：内部过电压幅值与最大运行相电压幅值之比。 6.【简答题】什么叫做操作过电压？答案：电力系统是由电源、电阻、电感、电容等元件组成的复杂系统，当开关操作，或事故状态引起系统拓扑结构发生改变时，各储能元件的能量重新分配并发生振荡，在设备上将会产生数倍于电源电压的过渡过程的过电压，称为操作过电压。电力系统由于操作从一种稳定工作状态通过震荡转变到另一种工作状态的过渡过程所产生的过电压称为操作过电压。 7.简述电力系统中操作过电压的种类。答案：①间歇电弧接地过电压②空载变压器分闸过电压③空载线路分闸过电压④空载线路合闸过电压一种是计划性的合闸操作，另一种是自动重合闸操作⑤电力系统解列过电压 8.在不同电压等级中起主导作用的操作过电压类型？答案：（一）6～10kV，35～60kV：电弧接地过电压；（二）110～220kV：切空载变压器，切除空载线路过电压；（三）330～500kV：合空载线路过电压。 9.电弧接地过电压：在中性点绝缘的电网中发生单相接地时，将会引起健全相得电压升高到线电压。如果单相接地为不稳定的电弧接地，即接地点的电弧间歇性地熄灭和重燃，则在电网健全相和故障相上将会产生很高的过电压，一般把这种过电压称为电弧接地过电压。 10.影响电弧接地过电压的因素有哪些？答案：（一）电弧熄灭与重燃时的相位；（二）系统的相关参数（相间电容、线路损耗）；（三）中性点接地方式。 11.电弧接地过电压的发展过程和幅值大小都与什么有关？答案：电弧过电压的发展过程和幅值大小都与熄弧的时间有关，存在两种熄弧时间：（1）电弧在过渡过程中的高频振荡电流过零时即可熄灭（2）电弧要等到工频电流过零时才能熄灭 12.什么叫做截流？答案：流过电感的电流在到达自然零点前被断路器强行切断，称为强制熄弧，使得储存在电感中的磁场能量被强迫转化为电场能，导致电压的升高。当采用灭弧能力很强的断路器切断很小的励磁电流时，工频励磁电流的电弧可能在自然过零前被强制熄灭，甚至电流在接近幅值 m I 时被突然截断，这就是断路器的截流现象。 13.为什么说切空载变压器容易发生截流现象？答案：切断 100A 以上的交流电流时，电弧通常都是在工频电流自然过零时熄灭的；但当被切断的电流较小时（空载变压器的激磁电流很小，一般只是额定电流的 0.5％～4％，约数安到数十安），电弧提前熄灭，亦即电流会在过零之前就被强行切断。 14.断路器的性能和变压器的参数是怎么影响切空变压器的？答案：切断小电流电弧时，性能差的断路器，由于切断电流能力不强，切除空载变压器时过电压较低；而切除小电流电弧时性能好的断路器，由于切流能力强，切除空载变压器过电压较高。另外，当断路器的灭弧能力差时，切流后在断路器触头间容易引起电弧重燃，而这种电弧重燃与切空线相反，使变压器侧的电容中电场能量向电源释放，从而降低了过电压。使用相同断路器，即使是在相同的截流能力下，当变压器的电容越大和电感越小时，过电压会降低。 15.如何限制切空载变压器的过电压？答案：（一）在断路器的变压器侧加装阀式避雷器。（二）在断路器的主触头上并联一线性或非线性电阻。（三）需频繁进行变压器的分合闸操作的场合可采用：在电弧炉变压器的低压绕组侧并接三相整流电路，直流回路中接有大容量电解电容。 16.在不同电压等级中起主导作用的操作过电压类型？答案：（一）6～10kV，35～60kV：电弧接地过电压；（二）110～220kV：切空载变压器，切除空载线路过电压；（三）330～500kV：合空载线路过电压。

电压等级及供电距离

电力是以电能作为动力的能源。发明于19世纪70 年代，电力的发明和应用掀起了第二次工业化高潮。成为人类历史18世纪以来，世界发生的三次科技革命之一，从此科技改变了人们的生活。既是是当今的互联网时代我们仍然对电力有着持续增长的需求，因为我们发明了电脑、家电等更多使用电力的产品。不可否认新技术的不断出现使得电力成为人们的必需品。 20世纪出现的大规模电力系统是人类工程科学史上最重要的成就之一，是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成的电力生产与消费系统。它将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电力，再经输电、变电和配电将电力供应到各用户。产生的方式：火力发电(煤)、太阳能发电、大容量风力发电技术、核能发电、氢能发电、水利发电等，21世纪能源科学将为人类文明再创辉煌。燃料电池燃料电池是将氢、天然气、煤气、甲醇、肼等燃料的化学能直接转换成电能的一类化学电源。生物质能的高效和清洁利用技术生物质能是以生物质为载体的能量。输电 electric power transmission 电能的传输,它和变电、配电、用电一起，构成电力系统的整体功能。通过输电，把相距甚远的（可达数千千米）发电厂和负荷中心联系起来，使电能的开发和利用超越地域的限制。和其他能源的传输（如输煤、输油等）相比，输电的损耗小、效益高、灵活方便、易于调控、环境污染少；输电还可以将不同地点的发电厂连接起来，实行峰谷调节。输电是电能利用优越性的重要体现，在现代化社会中，它是重要的能源动脉。输电线路按结构形式可分为架空输电线路和地下输电线路。前者由线路杆塔、导线、绝缘子等构成，架设在地面上；后者主要用电缆，敷设在地下（或水下）。输电按所送电流性质可分为直流输电和交流输电。19世纪80年代首先成功地实现了直流输电，后因受电压提不高的限制（输电容量大体与输电电压的平方成比例）19世纪末为交流输电所取代。交流输电的成功，迎来了20世纪电气化时代。20世纪60年代以来，由于电力电子技术的发展，直流输电又有新发展，与交流输电相配合，形成交直流混合的电力系统。输电电压的高低是输电技术发展水平的主要标志。到20世纪90年代，世界各国常用输电电压有220千伏及以下的高压输电330～765千伏的超高压输电，1000千伏及以上的特高压输电。变电电力系统中，发电厂将天然的一次能源转变成电能，向远方的电力用户送电，为了减小输电线路上的电能损耗及线路阻抗压降，需要将电压升高；为了满足电力用户安全的需要，又要将电压降低，并分配给各个用户，这就需要能升高和降低电压，并能分配电能的变电所。所以变电所是电力系统中通过其变换电压、接受和分配电能的电工装置，它是联系发电厂和电力用户的中间环节，同时通过变电所将各电压等级的电网联系起来，变电所的作用是变换电压，传输和分配电能。变电所由电力变压器、配电装置、二次系统及必要的附属设备组成。变压器是变电所的中心设备，变压器利用的是电磁感应原理。配电装置是变电所中所有的开关电器、载流导体辅助设备连接在一起的装置。其作用是接受和分配电能。配电装置主要由母线、高压断路器开关、电抗器线圈、互感器、电力电容器、避雷器、高压熔断器、二次设备及必要的其他辅助设备所组成。二次设备是指一次系统状态测量、控制、监察和保护的设备装置。由这些设备构成的回路叫二次回路，总称二次系统。二次系统的设备包含测量装置、控制装置、继电保护装置、自动控制装置、直流系统及必要的附属设备。配电

电力系统过电压分类和特点

电力系统过电压分类和特点电力系统过电压主要分以下几种类型:大气过电压、工频过电压、操作过电压、谐振过电压。产生的原因及特点是: 大气过电压:由直击雷引起,特点是持续时间短暂,冲击性强,与雷击活动强度有直接关系,与设备电压等级无关。因此,220KV以下系统的绝缘水平往往由防止大气过电压决定。工频过电压:由长线路的电容效应及电网运行方式的突然改变引起,特点是持续时间长,过电压倍数不高,一般对设备绝缘危险性不大,但在超高压、远距离输电确定绝缘水平时起重要作用。操作过电压:由电网内开关操作引起,特点是具有随机性,但最不利情况下过电压倍数较高。因此30KV及以上超高压系统的绝缘水平往往由防止操作过电压决定。谐振过电压:由系统电容及电感回路组成谐振回路时引起,特点是过电压倍数高、持续时间长。变压器中性点接地方式的安排一般如何考虑? 变压器中性点接地方式的安排一般如何考虑? 答：变压器中性点接地方式的安排应尽量保持变电所的零序阻抗基本不变。遇到因变压器检修等原因使变电所的零序阻抗有较大变化的特殊运行方式时，应根据规程规定或实际情况临时处理。 (1)变电所只有一台变压器，则中性点应直接接地，计算正常保护定值时，可只考虑变压器中性点接地的正常运行方式。当变压器检修时，可作特殊运行方式处理，例如改定值或按规定停用、起用有关保护段。 (2)变电所有两台及以上变压器时，应只将一台变压器中性点直接接地运行，当该变压器停运时，将另一台中性点不接地变压器改为直接接地。如果由于某些原因，变电所正常必须有两台变压器中性点直接接地运行，当其中一台中性点直接接地的变压器停运时，若有第三台变压器则将第三台变压器改为中性点直接接地运行。否则，按特殊运行方式处理。

电力系统习题解答

1．某电力系统的部分结线如图所示。各线路的额定电压等级已示于图中。试求：1）发电机G-1，G-2，G-3的额定电压。 2）变压器T-1到T-7的各绕组的额定电压。 G1带负荷，电压升高5％至； G2、G3为发电机－变压器组，电压可直接取为和； T1二次侧电压升高10％，变比为； T2高压侧电压升高10％，变比为121； T3高压侧电压升高10％，变比为121/242； T4变比为121/231 T5变比为121/220 T6变比为110/11； T7变比为110/11。 2．某系统的日负荷曲线如下所示，求此系统的m ax T 、av P 及全系统一年内的电能消耗。（夏天152天日负荷曲线）（冬季213天负荷曲线） 10KV 6KV T-7T-6 G-16KV T-1 35KV 110KV G-2 T-3 G-3 10.5KV 13.8KV 220KV T-4 35KV 35KV T-5 110KV LGJ-185/25 LGJ-150/25 LGJ-300/15 LGJ-400/50 LGJ-70/10 T-2 048121620 240 4812162024 3300P(MW)3000 360031003400300033002800 P(MW) t(h) t(h)

3600 ) 329004320053100433003300052800(?+?+?+?+?+? ＝7738 (h) MW P T P av 3180360087607738 8760max max =?=?= GWh P T W 858.2731607738max max =?=?= 3．某电力系统的部分结线如图所示。各线路的额定电压等级已示于图中。试求：1）发电机G-1，G-2，G-3的额定电压。 2）变压器T-1到T-5的各绕组的额定电压。 3)变压器T-1运行于＋%分接头，求T-1的变比。 4．部分电力网络的结线如图所示，导线呈正三角形方式排列，导线之间距离为2米。110kV 输电线路以双回线路送电。降压变电所装有二台相同的三相双线圈变压器。1）计算导线温度为C 040时线路每公里参数。 2）计算变压器参数。 3）计算并列运行时，电力网络的等值参数，并将参数注在等值电路上。导线：km s r /2625.0120 5 .311Ω== = ρ LGJ-120100km 10KV 110KV 110 /200007-SFZL 6KV 6KV T-7T-3 G-1 10KV T-1 500KV G-3 10.5KV 500KV T-4 35KV 35KV T-5 110KV T-2

电压等级划分

电压等级划分我国的电力网额定电压等级（KV）： 0.22，0.38，3，6，10，35，60，110，220，330，500。习惯上称10KV以下线路为配电线路，35KV、60KV线路为输电线路，110KV、220KV线路为高压线路，330KV以上线路称为超高压线路。把60KV以下电网称为地域电网，110KV、220KV电网称为区域电网，330KV以上电网称为超高压电网。把电力用户从系统所取用的功率称为负荷。另外，通常把1KV以下的电力设备及装置称为低压设备，1KV以上的设备称为高压设备。电压等级（voltage class）电力系统及电力设备的额定电压级别系列。额定电压是电力系统及电力设备规定的正常电压，即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。电力系统各点的实际运行电压允许在一定程度上偏离其额定电压，在这一允许偏离范围内，各种电力设备及电力系统本身仍能正常运行。我国最高交流电压等级是750KV（兰州---官亭线），其下有500、330、220、110、（60）、35、10KV，380/220V，国家电网公司正在实验1000KV特高压交流输电。我国最高直流电压等级为正负500KV（葛洲坝---上海南桥线、天生桥---广州线、贵州---广东线、三峡---广东线），另有正负50KV（上海---嵊泗群岛线），100KV（宁波---舟山线），南方电网公司将建设正负800KV特高压直流输电线。

目前我国常用的电压等级：220V、380V、6KV、10KV、35KV、110KV、220KV、330KV、500KV。电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。通常35KV及以上的电压线路称为送电线路。10KV及以下的电压线路称为配电线路。将额定1KV以上电压称为“高电压”，额定电压在1KV以下电压称为“低电压”。我国规定安全电压为36V、24V、12V三种。我国规定的额定电压为：42V、36V、24V、12V、6V五种。我国高压为：750KV、500Kv、220KV、110KV、35KV、10Kv、6KV。我国低压为：380V、220V、110V、36V、24V、12V。

电力系统的额定电压

电力系统的额定电压我国三相交流电网和电力设备的额定电压，如表1—1所示。 (一)电力线路的额定电压电力线路(或电网)的额定电压等级是国家根据回民经济发展的需要及电力工业的水平，经全面技术经济分析后确定的。它是确定各类用电设备额定电压的基本依据。 (二)用电设备的额定电压由于用电设备运行时，电力线路亡要有负荷电流流过，因而在电力线路上引起电压损耗，造成电力线路亡各点电压略有不问，Atmel代理如图1—2的虚线所示。但成批生产的用电设备其额定电压不可能按使用地点的实际电压来制造，只能按线路首端与末端的平均电压，即电力线路的额定电压yN来制造。所以，规定用电设备的额定电压与问级电力线路的额定电压相同。 (三)发电机的额定电压

由于电力线路允许的电压损耗为+_5％％，即整个线路允许有10％的电压损耗。因此，为了维持线路首瑞与末端平均电压的额定位，线路首端(电源端)电压应比线路额定电压局5％，而发电机是接在线路首端的，所以规定发电机的额定电压高于同级线路额定电压5％，用以补偿线路上的电压损耗，如图1—2所示。 (四)电力变压器的额定电压 1．变压器一次绕组的额定电压 (1)当变压器直接与发电机相连．如图1—3中的变压器T1，则义“次绕组的额定电压府与发电机额定电压相同，即高于问级线路额定电压5％。 (2)当变压器不与发电机相连，W是连接在线路L，如图1—3小的变压器呢，则可将变压器看作是线路亡的用电设备，因此，其—“次绕组的额定电压府与线路额定电压相同o 2．变压器二次绕组的额定电压变压器二次绕组的额定电压，是指变压器一次绕组接上额定电压而一次绕组开路时的电压，即空载电压u而变压器在满载运行时，二次绕组内约有5％的阻抗电压降。因此，分两种情况讨论： (1)如果变压器二次侧供电线路很氏(如较大容量的高压线路)．则变压器二次绕组额定电压，一方面要考虑补偿变压器二次绕组本身5％的阻抗电压降，；4一方面还要考虑变压器满载时输出的二次电压要满足线路首端应高于线路额定电压的5％，以补偿线路上的电压损耗。所以，变压器二次绕组的额定电压要比线路额定电压高10％，见图1—3中变压器T1。 (2)如果变压器二次侧供电线路不氏(如为低压线路或直接供电给高、低压用电设备的线路)，则变压器二次绕组的额定电压，ATMEL代理商只需高于其所接线路额定电乐5％p即仅考虑补偿变压器内部5％的阻抗电压降，见图1—3中变压器T2。综上所述，在同—“电压等级中，电力系统中各个环节(发电机、变压器、电力线路、用电设备)的额定电压数值并不部相同。wxq$#

电力系统简答题(考试必考的题库)

1. 电力网，电力系统和动力系统的定义是什么？（p2）答: 电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。电力网：由变压器、电力线路、等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。动力系统：电力系统和动力部分的总和。 2. 电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？（p4-5）答：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及它们相互间的连接。但难以表示各主要电机电器间的联系。电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。但难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。 3. 电力系统运行的特点和要求是什么？（p5）(考要求)答：特点：（1）电能与国民经济各部门联系密切。（2）电能不能大量储存。(3)生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割。（4）电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。（5）对电能质量的要求颇为严格。要求：（1）保证可靠的持续供电。（2）保证良好的电能质量。（3）保证系统运行的经济性。 4. 电网互联的优缺点是什么？（p7）答：可大大提高供电的可靠性，减少为防止设备事故引起供电中断而设置的备用容量；可更合理的调配用电，降低联合系统的最大负荷，提高发电设备的利用率，减少联合系统中发电设备的总容量；可更合理的利用系统中各类发电厂提高运行经济性。同时，由于个别负荷在系统中所占比重减小，其波动对系统电能质量影响也减小。联合电力系统容量很大，个别机组的开停甚至故障，对系统的影响将减小，从而可采用大容高效率的机组。 5. 我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？系统各元件的额定电压如何确定？（p8-9）(必考看图标电压) 答：额定电压等级有（kV）：3、6、10、20、35、60、110、154、220、330、500、750、1000 平均额定电压有（kV）：3.15、6.3、10.5、37、115、230、345、525 系统各元件的额定电压如何确定：发电机母线比额定电压高5%。变压器一次接发电机比额定电压高5%，接线路为额定电压；二次接线路比额定电压高10%，变压器如果直接接负荷，则这一侧比额定电压高5%。6. 电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？（p8）答：三相功率S和线电压U、线电流I之间的固定关系为。当功率一定时电压越高电流越小，导线的载流面积越小，投资越小；但电压越高对绝缘要求越高，杆塔、变压器、断路器等绝缘设备投资越大。综合考虑，对应一定的输送功率和输送距离应有一最合理的线路电压。但从设备制造角度考虑，又不应任意确定线路电压。考虑到现有的实际情况和进一步发展，我国国家标准规定了标准电压等级。 7. 导线型号LGJ-300/40中各字母和数字代表什么? （p27）答：L表示铝，G表示钢，J表示多股导线绞合。300表示铝线额定截面积为300 ， 40表示钢线额定截面积为40 。 8. 什么是电晕现象,它和输电线路的哪个参数有关? 答：电晕指在强电磁场作用下导线周围空气的电离现象。它和输电线路的电导G有关。 9. 我国中性点接地方式有几种?为什么110kv以上电网采用中性点直接接地?110kv以下电网采用中性点不接地方式?(p10-11) 答:有不接地、直接接地、经消弧线圈接地三种接地方式。110kv以上电网采用中性点直接接地防止单相故障时某一相的电压过高。110kv以下电网采用中性点不接地方式可提高供电可靠性。 10. 架空输电线路为什么要进行换位?(p28-29) 答：为了平衡线路的三相参数。 11. 中性点不接地的电力系统发生单相接地故障时,各相对地电压有什么变化?单相接地电流的性质如何?怎样计算? （p11）答：故障相电压等于0，非故障相电压升高倍。单相接地电流为容性。（计算见书p11.） 12. 电力系统的接线方式有哪些？各自的优缺点有哪些? （p7）答：接线方式:有备用接线和无备用接线。有备用接线优点：提高供电可靠性，电压质量高。缺点：不够经济。无备用接线优点：简单，经济，运行方便。缺点：供电可靠性差。