电力系统基础
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电力系统基础知识
感性无功功率的电流相量滞后于电压相量90度，容性无功功率的电流相量超前电压 相量90度。所以常用容性无功功率补偿感性无功功率以减少电网无功负荷。这就是所 谓变压器“吸收”无功电流而电容器“发”无功电流的道理。 视在功率：在具有电阻、电感和电容的电路内，电压有效值与电流有效值的乘积称 为视在功率，以字母S表示，单位伏安（VA）
3ห้องสมุดไป่ตู้
变压器的原理
变压器是一种静止的电磁装置，是利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传 递电能或传输信号的一种电器。 电力变压器是将电力系统中的电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使 用。 按相数分为三相变压器和单相变压器，按绕组形式分为自耦变压器、双绕组变压器 和三绕组变压器，按冷却介质分为油浸式、干式和充气式。 变压器正常运行时，由于负荷变动，或一次测电源电压的变化，二次侧电压也是经 常在变动的。电网各点的实际电压一般不能恰好与额定电压相等。这种实际电压与额 定电压之差称为电压偏移。这种偏移时不可避免的，但不能太大，否则就不能保证供 电质量，所以对变压器进行调压时变压器正常运行中一项必要的工作。 有载调压的基本原理就是在变压器的绕组中，引出若干分接头，通过有载调压分接 开关，在保证不切断负荷电流的情况下，由一个分接头切换到另外一个，以达到改变 绕组的有效匝数，即改变变压器变比。
2 2 视在功率2＝有功功率 ＋无功功率
功率因数：有功功率P与视在功率S之比 一次设备是指直接生产和输、配电能的高压电气设备，电能从发电厂送到各用户。 如发电机、变压器、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、电抗器、电容器、 输电线路等。 二次设备指对一次设备进行监视、测量、控制、调节、保护以及为运行、维护人员 提供运行情况或产生指挥信号所需的电气设备。 对于交流一次回路和二次回路，一般可以用互感器作为它们的分界，也就是说，与 互感器一次绕组处于同一回路中的电气回路称为一次回路，连接在互感器二次绕组端 的电气回路称为二次回路。
电力系统基础知识
一）、发电 发电方式主要有：火力发电、水力发电、核能发电以及风力发电、太阳能 发电、潮汐和海洋能发电等。 二）、配电 由各种不同电压等级的输、配电线路组成，把发电厂输出的电能输送到最 终的用户。 三）、变电 1、升压变电站：一般设于发电厂内或电厂附近，将发电厂输出的电压升高， 由高压输电线路将电能输出，与电力系统相连。 2、降压变电站：一般位于负荷中心或网络中心，一方面连接电力系统各部分， 同时将电压降低，供给地区负荷用电。 3、开关站（开闭所）：仅连接电力系统中的各部分，可以进行输电线路的断 开和接入，而无变压器进行电压变换。 四）、用电 联接在电力系统各级电网上的一切用电部门，称为用户。按用户用电负荷 的重要性，将负荷可分为三级（一级、二级、三级负荷）。
电力系统基础知识
目录
一、电力系统的组成 二、电力系统的优越性及特点 三、电能的质量标准 四、电力系统的电压等级 五、电力系统的中性点接地方式 六、电力系统的一次、二次设备
一、电力系统的组成
电能从生产到供给用户使用， 一般要经过发电、输电、变电、 配电和用电几个环节。由发电 机、输配电线路、变配电所以 及各种用户用电设备连接起来 所构成的整体，称为电力系统。
三、电能的质量标准
电能的质量标准主要是电压、频率和波形三项
一）、电压 所有用电设备都必须按照其设计的 额定电压运行，一般仅允许有±5% 的变动范围。 二）、频率 我国的技术标准规定电力系统的额 定频率是50Hz。 对大型电力系统，频率的标准为 线路额定电压正常运行允许变化范围： 50Hz±0.2Hz 对中小型电力系统，频率的标准为 1. 35kv及以上±5%UN 50Hz±0.5Hz ◆频率取决于有功功率的平衡 2. 10kv及以下±7%UN 3.低压照明及农业用电(+5% ~ -10%)Ue ◆电压取决于无功功率的平衡
(完整版)电力系统的基础知识
2. 完成转换的实体包括火电厂、水电 厂、核电厂、 风力发电厂、潮汐发电厂、地热发电厂等。
❖ 火力发电：
▪ 燃料在锅炉中燃烧，水变成高温高压水蒸气推 动汽轮机旋转，带动发电机发电。
• 按水蒸气温度压力分：中低压发电厂，高压发电厂 ，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力 发电厂；超超临界压力发电厂
动力系统：电力系统加上各类型发电厂中的动力部分就是动力系统。
电网调度
应用服务器
数据采集和传输
RTU
RTU
RTU
发电
输电
变电
配电
用电
❖ 电力网：
❖ 按电压等级的高低、供电范围的大小的分 类
▪ 地方电力网：电压等级在35kV及以下，供电半 径在20~50km以内
▪ 区域电力网：电压等级在35kV以上（一般为 110kV~220kV），供电半径超过50km，联系 较多发电厂的网络
▪ 水能可储蓄和调节。 ▪ 发电不污染环境。 ▪ 建设投资大、工期长，受自然条件限制。
建设中的水电站
❖ 核电：
▪ 核反应堆中发生核反应发热，水烧成高温高压 水蒸气推动汽轮机，带动发电机发电。
• 按照反应堆形式分：
– 压水堆核电站 – 沸水堆核电站（现在发生事故的日本福岛第一核电站） – 重水堆核电站（如中国秦山III期核电站） – 快堆核电站 – 石墨气冷堆电站
▪ 远距离输电网：电压等级为330kV~500kV的网 络，其主要任务是把远处发电厂生产的电能输 送到负荷中心，同时还联系若干区域电力网形 成跨省、跨地区的大型电力系统
电力网：
按电压等级分类： ➢ 低压网：电压等级在1kV以下； ➢ 中压网：1～10kV； ➢ 高压网：高于10kV、低于330kV； ➢ 超高压网：低于750kV； ➢ 特高压网：1000kV及以上。
❖ 火力发电：
▪ 燃料在锅炉中燃烧，水变成高温高压水蒸气推 动汽轮机旋转，带动发电机发电。
• 按水蒸气温度压力分：中低压发电厂，高压发电厂 ，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力 发电厂；超超临界压力发电厂
动力系统：电力系统加上各类型发电厂中的动力部分就是动力系统。
电网调度
应用服务器
数据采集和传输
RTU
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发电
输电
变电
配电
用电
❖ 电力网：
❖ 按电压等级的高低、供电范围的大小的分 类
▪ 地方电力网：电压等级在35kV及以下，供电半 径在20~50km以内
▪ 区域电力网：电压等级在35kV以上（一般为 110kV~220kV），供电半径超过50km，联系 较多发电厂的网络
▪ 水能可储蓄和调节。 ▪ 发电不污染环境。 ▪ 建设投资大、工期长，受自然条件限制。
建设中的水电站
❖ 核电：
▪ 核反应堆中发生核反应发热，水烧成高温高压 水蒸气推动汽轮机，带动发电机发电。
• 按照反应堆形式分：
– 压水堆核电站 – 沸水堆核电站（现在发生事故的日本福岛第一核电站） – 重水堆核电站（如中国秦山III期核电站） – 快堆核电站 – 石墨气冷堆电站
▪ 远距离输电网：电压等级为330kV~500kV的网 络，其主要任务是把远处发电厂生产的电能输 送到负荷中心，同时还联系若干区域电力网形 成跨省、跨地区的大型电力系统
电力网：
按电压等级分类： ➢ 低压网：电压等级在1kV以下； ➢ 中压网：1～10kV； ➢ 高压网：高于10kV、低于330kV； ➢ 超高压网：低于750kV； ➢ 特高压网：1000kV及以上。
电力系统基础知识
电力系统的基础知识一、电力系统的构成一个完整的电力系统由分布各地的各种类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电力用户组成，它们分别完成电能的生产、电压变换、电能的输配及使用。
二．电力网、电力系统和动力系统的划分电力网：由输电设备、变电设备和配电设备组成的网络。
电力系统：在电力网的基础上加上发电设备。
动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。
三．电力系统运行的特点一是经济总量大。
目前，我国电力行业的资产规模已超过2万多亿，占整个国有资产总量的四分之一，电力生产直接影响着国民经济的健康发展。
二是同时性，电能不能大量存储，各环节组成的统一整体不可分割，过渡过程非常迅速，瞬间生产的电力必须等于瞬间取用的电力，所以电力生产的的发电、输电、配电到用户的每一环节都非常重要。
三是集中性，电力生产是高度集中、统一的，无论多少个发电厂、供电公司，电网必须统一调度、统一管理标准，统一管理办法;安全生产，组织纪律，职业品德等都有严格的要求。
四是适用性，电力行业的服务对象是全方位的，涉及到全社会所有人群，电能质量、电价水平与广大电力用户的利益密切相关。
五是先行性，国民经济发展电力必须先行。
四、电力系统的额定电压电网电压是有等级的，电网的额定电压等级是根据国民经济发展的需要、技术经济的合理性以及电气设备的制造水平等因素，经全面分析论证，由国家统一制定和颁布的。
我们国家电力系统的电压等级有220/380V、3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。
随着标准化的要求越来越高，3 kV、6 kV、20 kV、66 kV也很少使用。
供电系统以10 kV、35 kV、为主。
输配电系统以110 kV以上为主。
发电机过去有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，低压用户均是220/380V。
电力系统基础知识
第一章电力系统基础知识继电保护、自动装置对电力系统起到保护和安全控制的作用，因此首先应明确所要保护和控制对象的相关情况，涉及的内容包括：电力系统的构成，电力系统中性点接地方式及其特点，电力系统短路电流计算及其相关概念。
这是学习继电保护、自动装置等本书内容的基础。
>>第一节电力系统基本概念一、电力系统构成电力系统是由发电厂、变电站(所)、送电线路、配电线路、电力用户组成的整体。
其中，联系发电厂与用户的中间环节称为电力网，主要由送电线路、变电所、配电所和配电线路组成，如图1-1中的虚框所示。
电力系统和动力设备组成了动力系统，动力设备包括锅炉、汽轮机、水轮机等。
在电力系统中，各种电气设备多是三相的，且三相系统基本上呈现或设计为对称形式，所以可以将三相电力系统用单相图表述。
动力系统、电力系统及电力网之间的关系示意图如图1-l所示。
图1-1 动力系统、电力系统及电力网示意图需要指出的是，为了保证电力系统一次电力设施的正常运行，还需要配置继电保护、自动装置、计量装置、通信和电网调度自动化设施等。
电力系统主要组成部分和电气设备的作用如下。
(1)发电厂。
发电厂是把各种天然能源转换成电能的工厂。
天然能源也称为一次能源，例如煤炭、石油、天然气、水力、风力、太阳能等，根据发电厂使用的一次能源不同，发电厂分为火力发电厂(一次能源为煤炭、石油或天然气)、水力发屯厂、风力发电厂等。
(2)变电站(所)。
变电站是电力系统中联系发电厂与用户的中间环节，具有汇集电能和分配电能、变换电压和交换功率等功能，是一个装有多种电气设备的场所。
根据在电力系统中所起的作用，可分为升压变电站和降压变电站；根据设备安装位置，可分为户外变电站、户内变电站、半户外变电站和地下变电站。
变电站内一次电气设备主要有变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、负荷开关等。
变电站内还配备有继电保护和自动装置、测量仪表、自动控制系统及远动通信装置等。
电力系统基础知识
L1
L2
L3
L4
QS12
QF2
QS11
W
QS1 QF1
G2
单母线分段接线
• 特点：1）减少母线故 障或检修时的停电范 围。2）断路器检修期 间必须停止该回路的 供电。 应用范围：6~10kV配 电装置出线6回及以上 ；35kV出线数为4~8 回；110~220kV出线 数为3~4回。
L1
L2
L3
L4
一、电力系统基础知识
主要内容
1. 什么是电力系统 2. 电力负荷 3. 变电站介绍 4. 供电质量 5. 电力系统的接地方式
1 什么是电力系统？
• • • •
电力系统的发展史 电力系统描述 电力系统运行特点 电力系统接线方式
1.1 电力系统的发展史
电力系统发展图示：
1891年，德 1882年，法国， 国，奥斯 冯· 密勒， 德波列茨，世 卡· 界上第一个直 三相交流输 流电力系统； 电系统，近 代输电技术 的基础；
单选题
• 1、在分析用户的负荷率时，选一天24h中负荷最高的一个小 时的（ ）作为高峰负荷。 • A计算负荷，B最大负荷，C平均负荷。 • C • 2、突然中断供电时造成的损失不大或不会造成直接损失的负 荷是（ ）类负荷。 • A一类，B二类，C三类。 • C • 3、突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起对周围环境严重 污染，造成经济上的巨大损失，造成社会秩序严重混乱或在 政治上产生严重影响的负荷，称为（ ） • A一类，B二类，C三类。 • A
• 1. 2. 3. 4.
影响负荷特性的主要因素 作息时间 生产工艺的影响(工业企业班制) 气候的影响 季节的影响
3 变电站介绍
• 变电站类别/规 模 • 一次系统与二次 系统 • 主控室
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单母线分段接线
• 特点：1）减少母线故 障或检修时的停电范 围。2）断路器检修期 间必须停止该回路的 供电。 应用范围：6~10kV配 电装置出线6回及以上 ；35kV出线数为4~8 回；110~220kV出线 数为3~4回。
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一、电力系统基础知识
主要内容
1. 什么是电力系统 2. 电力负荷 3. 变电站介绍 4. 供电质量 5. 电力系统的接地方式
1 什么是电力系统？
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电力系统的发展史 电力系统描述 电力系统运行特点 电力系统接线方式
1.1 电力系统的发展史
电力系统发展图示：
1891年，德 1882年，法国， 国，奥斯 冯· 密勒， 德波列茨，世 卡· 界上第一个直 三相交流输 流电力系统； 电系统，近 代输电技术 的基础；
单选题
• 1、在分析用户的负荷率时，选一天24h中负荷最高的一个小 时的（ ）作为高峰负荷。 • A计算负荷，B最大负荷，C平均负荷。 • C • 2、突然中断供电时造成的损失不大或不会造成直接损失的负 荷是（ ）类负荷。 • A一类，B二类，C三类。 • C • 3、突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起对周围环境严重 污染，造成经济上的巨大损失，造成社会秩序严重混乱或在 政治上产生严重影响的负荷，称为（ ） • A一类，B二类，C三类。 • A
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影响负荷特性的主要因素 作息时间 生产工艺的影响(工业企业班制) 气候的影响 季节的影响
3 变电站介绍
• 变电站类别/规 模 • 一次系统与二次 系统 • 主控室
电力系统基础
工作者面前。
3. GPS系统
全球卫星定位系统GPS（Gavigation Satellite Timing and Ranging
/Global Positioning System），由21颗工作卫星和3颗备用卫星组成。是 由美国国防部负责实施的一项高科技计划，历时20多年于1993年完成。 该系统接收器把卫星信号解码后能够把本身时钟与卫星时钟对准， 测出它与各卫星之间的距离，计算出自己所处的位置（经、纬度）和高 度。 目前世界上除了GPS全球卫星定位系统外，还有一个是俄罗斯的 GLONASS全球卫星定位系统。
成投产。 目前全国六大电网已实现互联。 国家发改委同意先建设三条特高压示范工程，分别是国家电网公司 的“晋东南-南阳-荆门”1000千伏交流特高压、“溪洛渡-向家坝”800千伏 直流特高压和南方电网公司的“云南楚雄-广州穗东”800千伏直流特高压。
总投资180亿元的四川-上海±800千伏特高压直流输电示范工程在
1978年改革开放到2000年，我国发电装机和发电量先后超越法国、 英国、加拿大、德国、俄罗斯和日本，居世界第2位。
1987年发电装机突破1亿千瓦，1995年超过了2亿千瓦，2000年跨上
3亿千瓦台阶。进入新世纪，电力工业进入历史上的高速发展阶段，2004年 全国发电装机突破4亿千瓦，2005年超过了5亿千瓦。至今，全国发电装机超
(2)可减少系统的装机容量，提高设备利用率。大电力系统往往占有
很大的地域，因为存在时差和季差，各小系统中最大负荷出现的时间就不同， 综合起来的最大负荷，也将小于各小系统最大负荷相加的总和。因此，大电
力系统中总的装机容量可以减少些。同时，备用容量也可以减少。如果装机
容量一定，则可提高设备的利用率，增加供电量。
电力系统基础知识版
23
火力发电的优势是：早期建设成本低，发电 量稳定，一年四季均匀生产，所以在世界各国的 电力生产中都占主要地位，一般在70 %左右。 火力发电的缺点是：所用的煤、油、气等是不可 再生资源，虽然储量多，始终会枯竭，污染严重。
一方面是煤炭资源丰富，二一方面是其它资 源转换为油、气、化学能等成本高,我们国家火 电是以煤电为主，油、气、化学能等火电是限制 性的计划性发展。
21
七、变电所
变电所是联接电力系统的中间环节，用以汇集电 源，升降电压和分配电力。
变电所的主接线 变电所的主接线是电气设备的主体，由其把发电 机、变压器、断路器、隔离开关等电气设备通过母 线、导线有机的连接起来，并配置各种互感器、避 雷器等保护测量电器，构成汇集和分配电能的系统。 变电所主接线的形式与变电所设备的选择、布置、 运行的可靠性和经济性以及继电保护的配置都有密 切的关系，它是变电所设计的重要环节。在拟定变 电所主接线方案时，应满足可靠、简单、安全、运 行灵活、经济合理、操作维护方 便和适应发展等基 本要求。
国家标准规定对电压波动的允许值为：
10KV及以下为2.50/0 35至110KV为20/0 220KV及以上为1.60/0
15
（3）高次谐波：高次谐波的产生，是非线 性电气设备接到电网中投入运行，使电网电 压、电流波形发生不同程度畸变，偏离了正 弦波。高次谐波除电力系统自身背景谐波外， 主要是用户方面的大功率变流设备、电弧炉 等非线性用电设备所引起。高次谐波的存在 降导致供电系统能耗增大、电气设备绝缘老 化加快，并且干扰自动化装置和通信设施的
19
按中断供电造成的损失程度分类
1、一级负荷：突然停电将造成人身
伤亡或引起对周围环境的严重污染，
造成经济上的巨大损失，如重要的大
火力发电的优势是：早期建设成本低，发电 量稳定，一年四季均匀生产，所以在世界各国的 电力生产中都占主要地位，一般在70 %左右。 火力发电的缺点是：所用的煤、油、气等是不可 再生资源，虽然储量多，始终会枯竭，污染严重。
一方面是煤炭资源丰富，二一方面是其它资 源转换为油、气、化学能等成本高,我们国家火 电是以煤电为主，油、气、化学能等火电是限制 性的计划性发展。
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七、变电所
变电所是联接电力系统的中间环节，用以汇集电 源，升降电压和分配电力。
变电所的主接线 变电所的主接线是电气设备的主体，由其把发电 机、变压器、断路器、隔离开关等电气设备通过母 线、导线有机的连接起来，并配置各种互感器、避 雷器等保护测量电器，构成汇集和分配电能的系统。 变电所主接线的形式与变电所设备的选择、布置、 运行的可靠性和经济性以及继电保护的配置都有密 切的关系，它是变电所设计的重要环节。在拟定变 电所主接线方案时，应满足可靠、简单、安全、运 行灵活、经济合理、操作维护方 便和适应发展等基 本要求。
国家标准规定对电压波动的允许值为：
10KV及以下为2.50/0 35至110KV为20/0 220KV及以上为1.60/0
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（3）高次谐波：高次谐波的产生，是非线 性电气设备接到电网中投入运行，使电网电 压、电流波形发生不同程度畸变，偏离了正 弦波。高次谐波除电力系统自身背景谐波外， 主要是用户方面的大功率变流设备、电弧炉 等非线性用电设备所引起。高次谐波的存在 降导致供电系统能耗增大、电气设备绝缘老 化加快，并且干扰自动化装置和通信设施的
19
按中断供电造成的损失程度分类
1、一级负荷：突然停电将造成人身
伤亡或引起对周围环境的严重污染，
造成经济上的巨大损失，如重要的大
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（2）低电阻接地：增大接地短路电 流，使保护迅速动作，切除故障线路。 电阻值的大小，必须使系统具有足够 的 最 小 接 地 故 障 电 流 （ 大 约 400A 以 上），保证接地继电器准确动作。
多用于我国配电网电压在10～35kV之间 的架空线路
一般应用在接有单相负载的380/220V配 电系统和110kV以上输电线路上。
e）两端供电式
额定电压
额定电压
电力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，如左下图中T1。 变压器一次绕组的额定电压=电网的额定电压×105% 2）当变压器不与发电机相连，如左下图中T2。 变压器一次绕组的额定电压=电网的额定电压 电力变压器二次绕组的额定电压 指一次绕组在额定电压作用下，二次绕组的空载电压。 1）当变压器满载时，变压器的一、二次绕组的阻抗将引起 变压器自身的电压降（大约相当于电网额定电压的5％）， 从而使二次绕组的端电压小于空载电压。 为了弥补线路中的电压损失，变压器二次绕组的额定电压应 同级电网额定电压高5％，因此变压器二次绕组的额定电压 规定比同级电网额定电压高10％，如左下图中T1 ； 2）如果变压器靠近用户，供电半径较小时，如左下图中T2。 由于线路较短，线路的电压损失可以忽略不计，这时变压器 二次绕组的额定电压应高于电网额定电压5％，用以补偿变 压器自身的电压损失。
（U n ）2 100%
U n2 1
U
2 n
n2 100% U1
THDi
（
I
n
）2
100%
I n2 1
I
2 n
n2 100% I1
谐波电压的总平均畸变系数
1 t
t t t
U（n2 t）dt
n2
2.6 频率偏差
频率偏差是指供电的实际频率与电网的额定频率的差值。 我国电网的标准频率为50Hz，又叫工频。 频率偏差一般不超过±0.25Hz，当电网容量大于3000MW时，频率偏 差不超过±0.2Hz。 调整频率的办法是增大或减小电力系统发电机有功功率。
对电力系统提出的要求
环境保护问题 提高电力系统运行的经济性
保证供电可靠性 保证电能质量
衡量电能质量的 指标
2.1 电压偏差（移）
当供配电系统改变运行方式或负荷缓慢地变化时，供配电系统各点的 电压也随之改变，各点的实际电压与系统额定电压之差，通常用与系统额 定电压的百分比值数表示。
用公式表示为： U % U U N 100% UN
式中：Umax ——用电设备端电压的最大波动值，kV； Umin ——用电设备端电压的最小波动值，kV。
2.3 电压闪变
负荷急剧的波动造成供配电系统瞬时电压升高，照度随之急剧变化， 使人眼对灯闪感到不适，这种现象称为电压闪变。
不对称度
不对称度是衡量多相负荷平衡状态的指标，均以百分数表示。 多相系统的电压负序分量与电压正序分量之比值称为电压的不对称度。 多相系统的电流负序分量与电流正序分量之比值称为电流的不对称度。
系统中性点经一无阻抗（金属性）接地 线接地
在系统中性点与大地之间用一阻抗相连 的接地方式称为中性点经阻抗接地。
根据接地电阻器电阻值的大小，接地 系统分为高电阻接地和低电阻接地。
（1）高电阻接地：此种方式接地电 流较小，通常在5～10A范围内，但至 少应等于系统对地的总电容电流。保 护方式需要配合接地指示器或警报器， 保证故障时线路立即跳脱。
三相交流电网和电力设备的额定电压
例题
已知图中所示系统中的额定电压，求发电机及变压器T1、T2一二次绕组的额定电压。
电力系统的中性点 运行方式
电力系统的中性点运行方式
概念 解释 应用
中性点不接地系统
中性点直接接地系统
中性点经阻抗接地系统
系统中性点对地绝缘
当系统发生单相接地故障后系统的三相 对称关系并未破坏，仅中性点及各相对 地电压发生变化，中性点的电压上升到 相电压，非故障相对地电压值增大为倍 相电压，故对可以带故障继续运行2小 时。故障相接地点的对地故障电流为正 常于该中性点不接地系统运行时对地电 容电流的3倍
我国大城市10kV配电网的接地方式大 多采用经低电阻接地的方式。
式中： U N ——用电设备的额定电压，kV；
U ——用电设备的实际端电压，kV。
2.2 电压波动
一系列的电压变动或电压包络线的周期性变动，电压的最大值与最小 值之差与系统额定电压的比值以百分数表示，其变化速度等于或大于每秒 0.2％时称为电压波动 。
波动的幅值为：
U % U max U min 100% UN
2.5 正弦波形畸变率
当网络电压波形中出现谐波（有时为非谐波）时网络电压波形就要发 生畸变。谐波干扰是由于非线性系统引起的。它产生出不同于网络频率的 电压波，或者具有非正弦形的电流波 。
n次谐波电压、电流含有率
HRU n
Un U1
100%
HRI n
In I1
100%
电压、电流总谐波畸变率
THDu
2.7 供电可靠性
供电可靠性指标是根据用电负荷的等级要求制定的。 衡量供电可靠性的指标，用全年平均供电时间占全年时间百分数表示。
电网接线方式 与特点
3.1 无备用接线（开式电力网）方式
a）单回放射式
b）干线式
c）链式
3.2 有备用接线（闭式电力网）方式
a）双回放射式
b）干线式
c）链式
d）环式
电气工程基础
Electrical Engineering Foundation
目录 CONTENTS 电力系统 运行特点和基本要求
衡量电能质量的指标
电网接线方式与特点
额定电压
电力系统的 中性点运行方式
电力系统 运行特点和基本要求
电力系统的组成
电力系统示意图
发电厂
电网
电能的特点
300km／ms
多用于我国配电网电压在10～35kV之间 的架空线路
一般应用在接有单相负载的380/220V配 电系统和110kV以上输电线路上。
e）两端供电式
额定电压
额定电压
电力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，如左下图中T1。 变压器一次绕组的额定电压=电网的额定电压×105% 2）当变压器不与发电机相连，如左下图中T2。 变压器一次绕组的额定电压=电网的额定电压 电力变压器二次绕组的额定电压 指一次绕组在额定电压作用下，二次绕组的空载电压。 1）当变压器满载时，变压器的一、二次绕组的阻抗将引起 变压器自身的电压降（大约相当于电网额定电压的5％）， 从而使二次绕组的端电压小于空载电压。 为了弥补线路中的电压损失，变压器二次绕组的额定电压应 同级电网额定电压高5％，因此变压器二次绕组的额定电压 规定比同级电网额定电压高10％，如左下图中T1 ； 2）如果变压器靠近用户，供电半径较小时，如左下图中T2。 由于线路较短，线路的电压损失可以忽略不计，这时变压器 二次绕组的额定电压应高于电网额定电压5％，用以补偿变 压器自身的电压损失。
（U n ）2 100%
U n2 1
U
2 n
n2 100% U1
THDi
（
I
n
）2
100%
I n2 1
I
2 n
n2 100% I1
谐波电压的总平均畸变系数
1 t
t t t
U（n2 t）dt
n2
2.6 频率偏差
频率偏差是指供电的实际频率与电网的额定频率的差值。 我国电网的标准频率为50Hz，又叫工频。 频率偏差一般不超过±0.25Hz，当电网容量大于3000MW时，频率偏 差不超过±0.2Hz。 调整频率的办法是增大或减小电力系统发电机有功功率。
对电力系统提出的要求
环境保护问题 提高电力系统运行的经济性
保证供电可靠性 保证电能质量
衡量电能质量的 指标
2.1 电压偏差（移）
当供配电系统改变运行方式或负荷缓慢地变化时，供配电系统各点的 电压也随之改变，各点的实际电压与系统额定电压之差，通常用与系统额 定电压的百分比值数表示。
用公式表示为： U % U U N 100% UN
式中：Umax ——用电设备端电压的最大波动值，kV； Umin ——用电设备端电压的最小波动值，kV。
2.3 电压闪变
负荷急剧的波动造成供配电系统瞬时电压升高，照度随之急剧变化， 使人眼对灯闪感到不适，这种现象称为电压闪变。
不对称度
不对称度是衡量多相负荷平衡状态的指标，均以百分数表示。 多相系统的电压负序分量与电压正序分量之比值称为电压的不对称度。 多相系统的电流负序分量与电流正序分量之比值称为电流的不对称度。
系统中性点经一无阻抗（金属性）接地 线接地
在系统中性点与大地之间用一阻抗相连 的接地方式称为中性点经阻抗接地。
根据接地电阻器电阻值的大小，接地 系统分为高电阻接地和低电阻接地。
（1）高电阻接地：此种方式接地电 流较小，通常在5～10A范围内，但至 少应等于系统对地的总电容电流。保 护方式需要配合接地指示器或警报器， 保证故障时线路立即跳脱。
三相交流电网和电力设备的额定电压
例题
已知图中所示系统中的额定电压，求发电机及变压器T1、T2一二次绕组的额定电压。
电力系统的中性点 运行方式
电力系统的中性点运行方式
概念 解释 应用
中性点不接地系统
中性点直接接地系统
中性点经阻抗接地系统
系统中性点对地绝缘
当系统发生单相接地故障后系统的三相 对称关系并未破坏，仅中性点及各相对 地电压发生变化，中性点的电压上升到 相电压，非故障相对地电压值增大为倍 相电压，故对可以带故障继续运行2小 时。故障相接地点的对地故障电流为正 常于该中性点不接地系统运行时对地电 容电流的3倍
我国大城市10kV配电网的接地方式大 多采用经低电阻接地的方式。
式中： U N ——用电设备的额定电压，kV；
U ——用电设备的实际端电压，kV。
2.2 电压波动
一系列的电压变动或电压包络线的周期性变动，电压的最大值与最小 值之差与系统额定电压的比值以百分数表示，其变化速度等于或大于每秒 0.2％时称为电压波动 。
波动的幅值为：
U % U max U min 100% UN
2.5 正弦波形畸变率
当网络电压波形中出现谐波（有时为非谐波）时网络电压波形就要发 生畸变。谐波干扰是由于非线性系统引起的。它产生出不同于网络频率的 电压波，或者具有非正弦形的电流波 。
n次谐波电压、电流含有率
HRU n
Un U1
100%
HRI n
In I1
100%
电压、电流总谐波畸变率
THDu
2.7 供电可靠性
供电可靠性指标是根据用电负荷的等级要求制定的。 衡量供电可靠性的指标，用全年平均供电时间占全年时间百分数表示。
电网接线方式 与特点
3.1 无备用接线（开式电力网）方式
a）单回放射式
b）干线式
c）链式
3.2 有备用接线（闭式电力网）方式
a）双回放射式
b）干线式
c）链式
d）环式
电气工程基础
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目录 CONTENTS 电力系统 运行特点和基本要求
衡量电能质量的指标
电网接线方式与特点
额定电压
电力系统的 中性点运行方式
电力系统 运行特点和基本要求
电力系统的组成
电力系统示意图
发电厂
电网
电能的特点
300km／ms