电气工程配电系统基本概念和特点
电气知识点总结
电气知识点总结电气工程是一门研究电力、电子与电磁学的学科，广泛应用于电力系统、通信系统、电子设备、自动化控制、仪器仪表等领域。
电气工程的基本原理包括电路分析、电力系统、电子电路、信号与系统等方面。
本文将对电气工程的基本知识点进行总结。
一、电路分析1. 电路基本原理电路是由电阻、电容、电感以及电源等基本元件组成的系统，是研究电流和电压关系的基本模型。
电路分为直流电路和交流电路，其中直流电路主要研究恒定电压、恒定电流条件下的电路特性，而交流电路则研究交流电压、交流电流条件下的电路特性。
2. 电路分析方法电路分析包括基本的基尔霍夫定律、节点分析法、支路电压法等分析方法，通过这些方法可以对电路进行分析、求解电压、电流等参数。
此外，还有频域分析、时域分析等方法，用于研究电路对不同频率信号的响应。
3. 交流电路分析交流电路分析是电路分析的重要内容，主要研究交流电路中交流电压、电流的变化规律，包括交流电路的阻抗、相位、功率等特性。
4. 电路仿真与实验电路仿真和实验是验证电路分析结果的重要手段，可以通过软件仿真和实际实验来验证电路分析结果的准确性。
二、电力系统1. 电力传输与配电系统电力传输与配电系统是电力系统的重要组成部分，主要包括电力生产、输送、配送等环节。
传统的电力传输系统主要使用交流输电，而近年来直流输电技术也得到了广泛应用。
2. 变压器变压器是一种电磁互感器件，用于改变电压、电流大小的装置，主要用于电力系统中的变电站、配电等环节。
3. 发电机发电机是将机械能转换为电能的装置，主要通过磁场与导体的相对运动产生感应电动势，从而实现电能的转换。
4. 输电线路输电线路是电力系统中的重要组成部分，主要包括高压输电线路、电缆等，用于输送电力。
5. 电力负荷管理电力负荷管理是指对电力系统的负荷进行合理调度，以保证系统的稳定运行，避免过载、短路等问题。
三、电子电路1. 半导体元件半导体元件是电子电路中的基本元件，主要包括二极管、晶体管、集成电路等。
配电网的概念和特点.ppt
• 电缆线路配电网主要的接线模式
电缆敷设方式：
1）直接埋在地下的直 埋式 2）专用的电缆沟敷设 3）排管敷设 4）隧道敷设 5）水下敷设
✓电缆线路主要指直接埋设地下的配电线路。 ✓与架空线路相比，其受外界的因素影响较小。 ✓但成本高，投资费用大，故障地点较难确定，有时造成用户 较长时间停电。
• A. 单放射式接线
LGJ-120
306
LGJ-150
362
LGJ-185
415
LGJ-240
/
2980 3510 4010 4630
(5) 评价指标—容载比
➢ 容载比
我国《城市电力网规划设计导则》规定：各地区 城市电网规划设计中应根据现有统计资料和电网结 构形式确定合理的容载比，并推荐220kV变电所可取 1.8～2.35；35～110kV变电所可取1.6～1.9。
(4) 评价指标—负荷矩
➢ 负荷矩
《电力工程电气设计手册》规定：35kV输电线路的供电半 径为20-50km；110kV为50-150km；220kV为100-300km。并 给出了电压损耗为10%时各电压等级线路在使用不同型号导 线时，对应不同功率因数的负荷矩。(下表功率因数为0.95)
导线型号 35kV架空线路负荷矩 110kV架空线路负荷矩
• C. 三电源环网形（手拉手）接线
三个电源点之间每两个变电站由两条线放射形线路通过 联络开关相连接，构成环网，形成互相支援的格局。
• D. 四电源环网接线
✓ 其故障隔离与转带方法与三电源点环网接线相似。 ✓ 两个双电源环网之间通过两个联络开关分别相连，使4个
站所带的每一条线路除本站所在电源外，均可通过联络开 关与另几个电源点相连。
电气工程基础-01电力系统基础知识
4.1.2 衡量电能质量的指标
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。 4．不对称度 不对称度是衡量多相负荷平衡状态的指标， 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，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，均以百 分数表示。
4.1.1
电力系统运行特点和基本要求
2．电能的特点 （1）电能不能储存 电能的生产、输送、分配和使用同时完成。 （2）暂态过程非常迅速 电能以电磁波的形式传播，传播速度为 300km／ms。 （3）和国民经济各部门间的关系密切 。
4.1.1
电力系统运行特点和基本要求
3．对电力系统提出的要求 （1）保证供电可靠性 （2）保证电能质量 （3）提高电力系统运行的经济性 （4）环境保护问题
思考题、习题
1-1．电力网、电力系统和动力系统的定义是什么？ 1-2．对电力系统运行的基本要求是什么？ 1-3．电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？ 1-4．何为电力系统的中性点？其运行方式如何？它们有 什么特点？我国电力系统中性点运行情况如何？ 1-5．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？ 1-6．消弧线圈的工作原理是什么？补偿方式有哪些？电 力系统一般采用哪种补偿方式？为什么？
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。
4.1.3 电网接线方式与特点
电力系统的接线方式大致分为两大类： （1）无备用电源接线 （2）有备用电源接线 具体表现型式有 （1）放射式 （2）树干式 （3）混合式 （4）环网式
电气工程基础
电气工程基础第一章1）电力网：输电网络，配电系统。
电力系统：发电机，电力网，负荷。
动力系统：原动机，电力系统。
2）额定频率——我国交流电力系统均为50Hz。
最高电压等级——我国为750KV。
五个区域网:东北、华北、华东、华中及西北电网。
南方电网公司3）对电力系统的基本要求（1）保证供电可靠；（2）为用户提供充足的电力；3）保证良好的电能质量；（4）提高电力系统运行的经济性。
衡量电能质量的主要指标：电压、频率和波形。
220、380V；3、6、10、35、（60）、110、（154）、220、330、500和750KV第二章1）火电厂的特点：布局灵活，装机容量可按需要确定；一次性建造投资少，工期短，发电设备年利用小时数高；耗煤量大，发电成本高；动力设备繁多，发电机组控制操作复杂，厂用电量和运行人员都多于水电厂，运行费用高。
对空气和环境污染大。
2）水电厂的特点：水可再生能源，几乎没有污染，可综合利用。
第三章1）电流互感器：将大电流变成小电流（５Ａ或１Ａ），串联在一次回路里。
电压互感器：将大电压变成小电压（100V、V、100/3V ），并联在一次回路里。
互感器的作用：向仪表和继电器供电，正确反映一次系统的运行情况。
使设备和运行工作人员免于和大电压、大电流接触。
2）一次设备：生产、变换、输送、分配和使用电能的设备，如：发电机、变压器和断路器等。
二次设备：对一次设备和系统的运行状态进行测量、控制、监视和保护的设备，如互感器，电压表、继电保护装置等。
3）配电装置的最小安全净距：以保证不放电为条件，该级电压所允许的在空气中物体边缘的最小电气距离。
表示带电部分至接地部分之间的最小电气净距A1 ；表示不同相的带电导体之间的最小电气净距A2 。
A值应保证无论在正常最高工作电压还是在内外过电压都应保证空气间隙不被击穿。
4）送电时：先合隔离开关再合断路器。
先合母线隔离开关。
停电时：先断开断路器再断开隔离开关。
先断线路隔离开关。
电气工程的基本概念与应用
电气工程的基本概念与应用电气工程是指利用电力和电子技术进行能量传输、转换和控制的工程领域。
它涉及到电力系统、电机与驱动技术、电力电子技术、自动控制等多个方面。
本文将探讨电气工程的基本概念和其应用领域，以及电气工程在现代社会中的重要性。
一、电气工程基本概念1. 电力系统电力系统是指由发电厂、输电线路和配电系统组成的电能传输系统。
发电厂负责将各种能源(如化石燃料、水力、核能等)转换为电能，输电线路将这些电能传输到各个用户，配电系统则将电能分配给不同的电气设备和终端用户。
2. 电机与驱动技术电机是将电能转换为机械能的装置，广泛应用于各个领域，如工业生产、交通运输、家庭电器等。
电机驱动技术则是指控制电机的启动、停止和运行过程，使之能够高效地完成各种任务。
3. 电力电子技术电力电子技术是研究非线性电路元件及其控制方法，用来控制电力的流动和转换。
它在电力系统中起到重要作用，如变频调速技术、无功补偿技术等，可以提高电能的传输效率和质量。
4. 自动控制自动控制是指利用传感器、执行器和控制器等设备，对工业过程、交通运输等进行监测和控制。
它可以提高生产效率、降低能源消耗，并确保系统运行的稳定性和安全性。
二、电气工程的应用领域1. 电力系统与电力设备电力系统的建设和运维是电气工程的主要应用领域之一。
电力系统包括发电、输电和配电三个环节，涉及到电厂、变电站、输电线路、配电设备等。
电力设备则包括发电机、变压器、开关设备、电力电容器等。
2. 电气控制与自动化电气控制及自动化技术广泛应用于各个工业领域，如制造业、石化、冶金等。
自动化生产线能够实现集中控制和自动操作，提高生产效率和质量。
3. 电机与驱动技术电机与驱动技术应用于各类电动机设备，如电动汽车、电梯、风力发电机组等。
通过合理的驱动控制可以提高设备的效率和可靠性。
4. 电力电子与新能源电力电子技术在可再生能源领域有广泛应用，如太阳能发电系统、风力发电系统等。
它能够将这些可再生能源转换为可供使用的电能。
电气技术中 TT、IN、IT系统
电气技术什么是TT 、IN 、IT 系统？一、电力工程供电系绿建筑工程供电使用的基本供电系统有三相三线制三相四线制等，但这些名词术语内涵不是十分严格。
国际电工委员会＿IEC ）对此作了统一规定，称丿TT 系统〿TN 系统〿IT 系统。
其丿TN 系统又分丿TN-C 〿TN-S 〿TN-C-S 系统。
下面内容就是对各种供电系统做一个扼要的介绍。
TT 系统 TN-C供电系统↿ TN 系统↿ TN-SIT 系统 TN-C-S（一）工程供电的基本方式根据IEC 规定的各种保护方式、术语概念，低压配电系统按接地方式的不同分为三类，即TT 〿TN 咿IT 系统，分述如下。
＿1 ＿TT 方式供电系统 TT 方式是指将电气设备的金属外壳直接接地的保护系统，称为保护接地系统，也秿TT 系统。
第一个符叿T 表示电力系统中性点直接接地；第二个符号T 表示负载设备外露不与带电体相接的金属导电部分与大地直接联接，而与系统如何接地无关。
在TT 系统中负载的所有接地均称为保护接地，如囿1-1 所示。
这种供电系统的特点如下1 ）当电气设备的金属外壳带电（相线碰壳或设备绝缘损坏而漏电）时，由于有接地保护，可以大大减少触电的危险性。
但是，低压断路器（自动开关）不一定能跳闸，造成漏电设备的外壳对地电压高于安全电压，属于危险电压。
2 ）当漏电电流比较小时，即使有熔断器也不一定能熔断，所以还需要漏电保护器作保护，困此TT 系统难以推广。
3 ＿TT 系统接地装置耗用钢材多，而且难以回收、费工时、费料。
现在有的建筑单位是采甿TT 系统，施工单位借用其电源作临时用电时，应用一条专用保护线，以减少需接地装置钢材用量，如囿1-2 所示。
图中点画线框内是施工用电总配电箱，把新增加的专用保护线PE 线和工作零线N 分开，其特点是：①共用接地线与工作零线没有电的联系；②正常运行时，工作零线可以有电流，而专用保护线没有电流；③TT 系统适用于接地保护占很分散的地方。
电气工程概论重点
电气工程概论重点第一章 绪论电能的基本要求：1.安全 2.可靠 3.优质 4.经济电力系统的基本概念：由发电机、电力网内的变压器和电力线路以及用户的各种用电设备，按照一定的规律连接而组成的统一整体，称为电力系统。
电力系统的特点：1.电能不能大量存储 2.暂态过程十分短暂 3.地区性特点较强 4.与国民经济各部门有着极为密切的关系。
对电力系统的要求：1.为用户提供充足的电力 2.保证供电的安全可靠3.保证良好的电能质量4.提高电力系统运行经济性电能质量的主要指标有电压、频率和波形。
为什么要规定电力系统额定电压？为了使电力系统和电气设备制造厂的生产标准化、系列化和统一化，电力系统的电压等级应有统一的标准。
电力系统电压等级特点： 1.发电机的额定电压较电力系统的额定电压高出5%。
2.电力变压器的一次绕组是接受电能的，相当于受电设备，其一次绕组的额定电压应等于电力系统的额定电压，对于直接和发电机连接的升压变压器的一次绕组额定电压应等于发电机的额定电压，使之相互配合。
3.电力变压器的二次绕组是提供电能的，相当于供电设备，其二次绕组的额定电压较电力系统额定电压高出10%。
但在3、6、10kV 电压时，如短路阻抗小于7.5%的配电变压器，则其二次绕组的额定电压比同级电网的额定电压高出5%。
第二章 电气设备的原理与功能转差率：转差率为转子转速n 与同步转速0n 之差（0n -n ）对同步转速0n 的比值，以s 表示，则s=（0n -n ）/0n异步电机三种运行状态：1. 电动机状态 当0<n<0n 即0<s<1时2. 发电机状态 n>0n ,s<03. 电磁制动状态 n<0,s>1断路器的基本技术数据1. 额定电压N U 。
额定电压是指断路器长期工作的标准电压（线电压）。
它决定着断路器的绝缘尺寸，也决定断路器的熄弧条件。
断路器可以在1.1~1.15倍的系统额定电压下正常工作。
配电设计实用手册：工业与民用第四版
配电设计实用手册：工业与民用第四版前言《配电设计实用手册：工业与民用第四版》旨在为电气工程师、设计师以及相关从业人员提供一本全面、实用的配电设计指南。
本手册结合了工业与民用配电设计的最新规范和标准，涵盖了从电源选择、电气设备选型、配电系统设计到安全防护等方面的内容。
通过本手册，读者可以深入了解到配电系统的设计原理和实际操作方法，为各类电气工程提供有效的解决方案。
目录1. 配电系统概述1.1 配电系统的基本概念1.2 配电系统的分类与组成1.3 配电系统的设计原则2. 电源选择与配置2.1 电源类型及其特性2.2 电源选择的原则2.3 电源配置的方法3. 电气设备选型3.1 开关设备3.2 配电变压器3.3 电缆与线缆3.4 保护设备与装置4. 配电系统的设计4.1 系统设计的基本步骤4.2 负荷计算与分析4.3 电气设备选型与安装4.4 配电线路设计4.5 防护与安全措施5. 工业配电设计5.1 概述5.2 工业配电系统的设计要点5.3 特殊工业配电设计6. 民用配电设计6.1 概述6.2 民用配电系统的设计要点6.3 特殊民用配电设计7. 配电系统的施工与验收7.1 施工前的准备工作7.2 施工过程的质量控制7.3 工程验收与维护8. 案例分析8.1 工业配电设计案例8.2 民用配电设计案例9. 附录9.1 常用电气设备的技术参数9.2 电气符号与标识9.3 相关规范与标准结论《配电设计实用手册：工业与民用第四版》为电气工程领域从业人员提供了一部极具价值的参考书籍。
通过本手册，读者可以全面了解配电系统的设计原理、方法与应用，为实际工程提供有效的解决方案。
我们希望本手册能够帮助广大读者提高专业水平，为我国的电气行业发展做出贡献。
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发电厂
输电线Leabharlann 高压变电站配电网用户
配电网分类
• 高压配电网(110-220kV) 中压配电网(10-35kV) 低压配电网(380/220V、660/380V)
• 城市配电网（城网） 农村配电网（农网） 工厂配电网 等
配电系统基本概 念和特点
学习目标
• 掌握配电网的基本概念及其特点 • 掌握配电网典型T接线，理解城网和
农网接线的特点 • 了解配电网开关设备，理解利用开
关设备实现配电网故障隔离的基本 方法 • 理解低压配电网的保护接零方式
学习难点
• 配电网典型T接线、城网和农网接线的特 点；
• 利用开关设备实现配电网故障隔离的基 本方法；
学习方法
• 注意从配电网的特点来理解配电网的典 型接线、配电开关设备和故障隔离；
• 注意比较第三章输电系统与本章配电系 统的区别；
配电网定义
• 配电网（Distribution Network）是指在电 力网中起电能分配作用的网络。通常是 指电力系统中二次降压变压器低压侧直 接或降压后向用户供电的网络。
城市高压配电网接线：电缆线路 支接两个变电所（单电源双“T”）
城市高压配电网接线：电缆线路 支接三个变电所（双电源双“T”）
城市中压配电网
• 由10kV线路、配电所、开闭所、箱式配 电站、杆架变压器等组成
• 依据高压配电变电所位置和负荷分布分 成若干相对独立分区，各个分区一般不 重叠
• 高压配电变电所中压出线开关停用时， 应能通过中压电网转移负荷，对用户不 停电
所谓重合器是一种具有控制及保护功能的开关设备， 它能够检测故障电流，在监测到故障电流后能在 给定时间内遮断故障电流，并能够进行给定次数 的重合。
现有重合器可以进行三次或四次重合。
如果是永久性故障，重合器经过预定重合次数后闭 锁。
重合器的分类
⑴按相别分类:单相、 三相。 ⑵按控制方式分类：液压控制、电子控制。 ⑶按使用介质分类：油介质、真空介质、SF6介质
• 具有足够的联络容量，正常时开环运行， 异常时转移负荷
城市中压配电网
• 市区架空配电网为沿道路架设的格子形 布局网络，在道路交叉口连接。全网在 适当地点用杆塔开关（即柱上开关）分 断，形成多区段（区段中又分段）、多 连接的开式运行网络
• 架空电网的供电能力有一定限度，当负 荷大量增加时，中压电网可由架空线过 渡为电缆
• 保证配电网运行经济性是配电网运行的 重要工作
城网与农网
• 城市配电网：负荷相对集中，布点多， 事故影响大，短路容量大，在 200300MVA左右
• 农村配电网：负荷分散，供电半径大， 线路长，有的10kV线路长达几十千米， 线路维护工作量大。短路容量小，一般 在100200MVA
城网电源
• 一般城网电源为220kV，在城市外围建设架 空线双环网。在不能形成地理上的环网时， 也可以采用C型电气环网。属于输变电系统 部分
• 当随着负荷增加短路容量超过规定值时， 应建设更高一级环网，将原来的环网开环 分片，并避免电磁合环
• 环网的适当地点设枢纽变电所，降压后送 市区
• 但是，220kV直供属城网范围
城市中压配电网：闭环运行的香港 中华电力公式典型闭环网（11kV）
城市中压配电网：开环运行单环网
城市中压配电网接线：直通式备 用电缆示意图
城市中压配电网接线：分布式备 用电缆示意图
城市中压配电网接线：架空线与 电缆混合网
10kV
城市低压配电网
• 低压负荷分散，进户点多，从经济性考 虑，以架空线为主
城网高压配电网
• 采用架空线路时，城区可同杆双回架设， 尽可能设双侧电源。采用电缆线路时可 为多回路。
• 当线路上T接或环入三个或三个以上变电 所时，应设双侧电源，但正常运行时两 侧电源不并列。
• 对直接接入高压配电网的小电厂或自备 电厂，可采用单电源辐射方式向附近供 电
城市高压配电网接线：同杆并架 双回架空线（双电源双“T”）
配电网在设计上的特点
• 配电网的规模快速增长 • 中低压配电网故障频繁，但继电保护选
择性配合困难，决定了中低压配电网必 须采用与输电网不同的故障隔离方式 • 除保证用户供电可靠性外，如何保证电 能质量和降低损耗是配电网的两个重要 设计目标
配电网在设计上的特点
• 配电线路通过开关设备分段和联络是提 高配电网供电可靠性的要求
重合器的参数
• 额定电压、额定电流 • 短路开断电流 • 动稳定和热稳定电流 • 灭弧介质：油、真空、SF6 • 控制方式：电子、液压 • 典型操作顺序：重合次数 • 复位时间
重合器的动作特性
• 重合器的动作特性可以分为瞬时动作特 性（又称快速动作特性）和延时动作特 性两种，通常采用时间—电流曲线 （TCC曲线）来描述。通常重合器的动 作特性按照其最大可重合次数可整定为 “一快二慢”、“二快二慢”和“一快 三慢”等。
配电网改造的基本原则
• “全面规划、综合改造、结合实际、注重 效益”
• 提高配电网整体供电能力，根除“卡脖 子”现象
• 提高可靠性，城网达到99.9%，大中城市 中心区达到99.99%
• 提高电能质量，降低线损。电压合格率 98％，线损率降低10％
重合器
• H. V. Automatic Circuit Re-closer for A. C. System
• 我国10kV、35kV配电网绝大部分属于中 性点不接地系统，在发生单相接地时， 仍允许供电一段时间。少部分属于经小 电阻接地系统
配电网在运行上的特点
• 开环运行 ：开断容量、一二次设备的配 置与投资
• 配电网的故障和异常处理是配电网运行 的首要工作
• 配电网运行中存在大量的谐波源、三相 电压不平衡、电压闪变污染等
• 供电半径一般不超过400m • 当变压器故障时，可将负荷拆开，向邻
近电网2－3个方向转移，且故障负荷转 移时，导线运行率不超过100％，线路末 端电压不超过规定值
城市低压配电网接线
农村配电网接线
• 农网接线以无备用的树状、放射状、干 线式等为主，少数采用手拉手接线
• 随着乡镇经济的发展，农网接线有向城 网接线发展的趋势