电力系统工程基础
电力工程基础专业介绍
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用电设备工作制
断续周期工作制：暂载率（负荷持续率） 这类工作制的用电设备周期性的工作、停歇，反复运行，而且 工作和停歇的时间都很短，周期一般不超过10min，使设备既 不能在一个工作时间内升温到额定值，也不能在一个停歇时间 内冷却到环境温度，如电焊机和电梯电动机等设备。断续周期 工作制的用电设备可用“负荷持续率”（又称暂载率）来表征 其工作性质。
（二）年最大负荷曲线 可根据典型日负荷曲线间接制成，表示从年初 到年终的整个1年内的逐月（或逐日）综合最 大负荷的变化情形，如图2所示。 （三）年负荷持续曲线 年负荷持续曲线是不分日月先后的界限，只按 全年的负荷变化，根据各个不同的负荷值在一 年中的累计持续时间而重新排列组成的，即反 映了工厂全年负荷变动与负荷持续时间的关系, 如图3所示。
衡量点为供用电产权分界处或电能计量点
电压允 许波动 和闪变
衡量点为电网公共连接点 (PCC) ，取实 测 95%概率值； 给出闪变电压限值和频度的关系曲线， 可以根据电压波动曲线查得允许值，并 给出算例； 对测量方法和测量仪器作出基本规定
各级电压要求一样； 三相供 衡量点为 PCC，取实测 95%概率值或 电电压 正常允许 2%，短时不超过 4%； 日累计超标不超过 72min，且每 30min 允许不 每个用户一般不得超过 1.3% 中超标不超过 5min； 平衡度 对测量方法和测量仪器作出规定； 提供不平衡度算法
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电力系统示意图
超高压远距 离输电网 变电所A：枢纽
区域电力网
变电所C：地方
地方电力网
500kV
220kV
110kV
变电所D：终端 10 kV
110 kV
电力工程基础(第3版)孙丽华(电子课件)第1章
秦山核电站
大亚湾核电站
核电迅速发展的原因 ➢核电是一种新型的巨大能源。
由双回路系统构成， 两个回路各自独立循 环，不会造成设备的 放射性污染
➢煤、石油等火电燃料储量有限，不可再生。
➢发达国家的水资源已基本殆尽。
➢一些资源贫乏国家“能源危机”，不得不发展核电。
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我国能源发展战略 ➢有序开发水电 ➢优化发展煤电 ➢大力推进核电 ➢适度发展天然气发电 ➢积极发展新能源发电������
二、变电所的类型 变电所：由电力变压器和配电装置所组成，起着 变换电压、交换和分配电能的作用。
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➢枢纽变电所：高压侧电压为330～750kV 。 ➢中间变电所：高压侧电压为220～330kV。 ➢地区变电所：高压侧电压为110～220kV 。 ➢终端变电所：高压侧为10～110kV 。
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➢鼓励热电联产。 ➢加强煤炭基地的矿口电厂建设。 2．水力发电厂 能量转换过程：水的位能→机械能→电能。
水电厂的总发电功率： P 9.8QH
水电厂的分类 坝后式：如三门峡、刘家峡、
堤坝式
丹江口、三峡水电站
引水式 河床式：如葛洲坝水电站
混合式
图1-1 从发电厂到用户的送电过程
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工业企 业
供电系 统
图1-2 电力系统示意图
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➢发电厂：生产电能，将一次能源转换成二次能源， 分为火、水、核、风、太阳、地热等发电厂。
电力工程施工入门知识
电力工程施工入门知识一、电力工程施工的基本概念1. 电力工程施工的定义电力工程施工是指按照设计要求和合同约定，利用施工机械、设备和人力等资源，对电力工程进行开挖、砼浇筑、设备安装、电缆敷设等一系列施工操作，以达到设计要求和规范标准的过程。
电力工程施工是电力工程建设的具体实施过程，是工程建设的一个重要环节。
2. 电力工程施工的特点电力工程施工具有以下几个特点：（1）技术性强：电力工程施工涉及到电力设备、电缆、变压器等高技术含量的设备和材料，要求施工人员具备一定的专业知识和技能。
（2）风险性高：电力工程施工中存在高压电源、高空作业等危险因素，一旦出现安全事故将造成严重后果。
（3）施工周期长：电力工程施工涉及到大量工序和操作，一般施工周期较长，需要耐心和细心的施工。
（4）工程质量要求高：电力工程施工关乎电力设备的使用寿命和安全性，要求施工质量高，不允许出现质量问题。
二、电力工程施工的组织和管理1. 施工组织电力工程施工组织是指通过合理的规划和协调，将施工计划、施工机械、设备和人力等资源组织起来，实现工程施工的目标。
施工组织要合理高效，能够满足工程建设需要。
一般包括施工总体组织、各施工单位的组织和施工队伍的组织。
2. 施工管理电力工程施工管理是指对施工过程进行的计划、组织、指挥和控制，以确保工程质量、工期和成本等目标的实现。
施工管理包括进度管理、成本管理、质量管理、安全管理等方面。
施工管理需要具备一定的管理知识和技能，能够有效地协调施工过程中的各种关系，确保施工目标的实现。
3. 施工计划电力工程施工计划是根据设计要求和施工条件，对施工过程进行合理安排和分解，确定各个施工工序的开始时间、完成时间以及所需资源等，以确保工程按时、按质、按量完成。
施工计划一般包括总体计划、阶段计划、周计划等，要求合理可行，具有可操作性。
4. 施工进度控制电力工程施工进度控制是指根据施工计划，对施工过程中的各项工作进行监督和调度，及时发现和解决施工过程中存在的问题，确保工程按时完成。
电力工程基础试题,参考答案
1、消弧线圈的补偿方式各自有什么特点？一般采用哪种补偿方式？为什 么？ 消弧线圈的补偿方式有全补偿、欠补偿和过补偿，一般都采用过补偿方 式。
因为在过补偿方式下，即使电网运行方式改变而切除部分线路时，也不 会发展成为全补偿方式，致使电网发生谐振。
同时，由于消弧线圈有一定的 裕度，即使今后电网发展，线路增多、对地电容增加后，原有消弧线圈仍可 继续使用。
2、衡量电能质量的主要指标有哪些？简述谐波对电力系统的影响？ 衡量电能质量的主要指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、 高次谐波（波形畸变率） 、三相不平衡度及暂时过电压和瞬态过电压。
使变压器和电动机的铁心损耗增加，引起局部过热，同时振动和噪声增 大，缩短使用寿命；使线路的功率损耗和电能损耗增加，并有可能使电力线 路出现电压谐振，从而在线路上产生过电压，击穿电气设备的绝缘；使电容 器产生过负荷而影响其使用寿命；使继电保护及自动装置产生误动作；使计 算电费用的感应式电能表计量不准；对附近的通信线路产生信号干扰，从而 使数据传输失真等。
3、并联电容器的补偿方式有哪几种？各有什么优缺点？ 并联电容器的补偿方式有高压集中补偿、低压成组补偿和分散就地补偿 （个别补偿） 。
高压集中补偿方式的投资较少，电容器组的利用率较高，能够提高整个 变电所的功率因数，但它的补偿范围小，只能补偿 6～10kV 母线以前的线路 上的无功功率，不能补偿工业企业内部配电线路的无功功率。
低压成组补偿方式的投资不大，运行维护方便，能够减小车间变压器的 容量，降低电能损耗，其补偿区大于高压集中补偿，能够补偿变电所低压母 线前的变压器和所有有关高压系统的无功功率。
分散就地补偿方式的补偿范围最大，补偿效果最好，能够补偿安装地点 以前的变压器和所有高低压线路的无功功率，但投资较大，且电容器组在被第 1 页 共 3 页补偿的设备停止工作时也一并被切除，利用率较低 4、什么叫短路？短路的类型有哪几种？短路对电力系统有哪些危害? 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。
书本说明电力系统工程基础--华中科技大学出版社-....doc
书本说明：《电力系统工程基础》－－华中科技大学出版社－－主编：熊信银张步涵第一章绪论电力系统：由发电机、变压器、输电线路以及用电设备（或发电厂、变电所、输配电线路以及用户），按照一定的规律连接而组成的统一整体。
电能的质量指标主要包括：电压，频率，波形电力系统中性点接地接地：为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全，人为地使电力网及其某个设备的某一特定地点通过导体与大地作良好的连接。
电力系统的中性点：星形连接的变压器或发电机的中性点。
电力系统的中性点接地方式：小电流接地：★中性点不接地（中性点绝缘）适用范围3kV~60kV的电力系统★中性点经消弧线圈接地消弧线圈：安装在变压器或发电机中性点与大地之间的具有气隙铁芯的电抗器作用：它和装设消弧线圈前的容性电流的方向刚好相反，相互补偿，减少了接地故障点的故障电流，补偿方式：大多采用过补偿方式。
大接地电流：★中性点直接接地380/220V系统中一般都采用中性点直接接地方式，主要是从人身安全考虑问题。
★中性点经电阻接地适用范围：配网系统第二章发电系统火电厂由三大主机（锅炉，汽轮机，发电机）及其辅助设备组成。
第三章输变电系统第一节概述输变电系统: 包括变电所和输电线路★电气主接线发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路，称为电气主接线，也称为电气一次接线或一次系统。
★一次设备发电厂或变电所中直接通过大电流或接于高电压上的电气设备称为电气主设备或一次设备。
★二次设备发电厂或变电所中用于对一次设备或系统进行监视、测量、保护和控制的电气设备称为二次设备，由二次设备构成的系统称为二次系统。
第二节输变电设备★电流互感器运行特点：二次绕组不能开路，二次侧必须接地二次接线：单相接线；星形接线；不完全星形接线★电压互感器运行特点：二次绕组不能短路，二次侧必须接地分为电磁式和电容式两种第三节电气一次接线(重点)第一大类有汇流母线接线1. 单母线接线简单、清晰、设备少2. 单母线分段接线减少母线故障或检修时的停电范围3. 单母线分段加装旁路母线接线旁路母线的作用是不停电检修进出线断路器4. 双母线接线具有两组母线W1，W25. 双母线分段接线工作母线分成2段，即母线II，III段，备用母线I不分段6. 双母线带旁路母线接线任一进出线的断路器检修时可不停电7. 一台半断路器接线在母线W1，W2之间，每串接有三台断路器，两条回路，每二台断路器之间引出一回线，故称为一台半断路器接线，又称二分之三接线。
电力系统基础讲解
对称星形负载线电压与相电压关系：
Ia IaN Ib IbN Ic IcN
Ia Ib Ic 0
对称三相电路用一相等值电路进行分析
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功率
单相功率
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高压侧和低压侧变比 KT
变压器基本参数
电阻R 电抗X 电导G 电纳B
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称为电气主接线，也称电气一次接线或一次系统
输变电网络接线
无备用接线方式 可靠性低 用于三级负荷 有备用接线方式 可靠性高 用于重要负荷 一级和二级负荷
无备用接线
有备用接线方式
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输变电系统
电气主接线基本形式
有汇流母线接线 无汇流母线接线
有汇流母线接线
单母线 单母线分段 双母线 双母线分段 一台半短路器接线
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输变电系统
双母线接线— 检修一组线路，可使回路供电不中断，一组母线故障，部分进 出线会暂时停电，经母线隔离开关切换，线路供电可迅速恢复
双母线三种运行方式
电力系统工程基础模拟试卷及答案(可编辑)
电力系统工程基础模拟试卷及答案《电力系统工程基础》模拟试卷1一、填空题(本大题共10空,每空1.5分,共15分)1、应用计算曲线确定任意时刻短路电流周期分量有效值的方法称为__________。
2、无功补偿设备:如_________,_________,_________。
3、我国电力网目前所采用的中性点接地方式主要有4种: , ,和经小电阻接地等。
4、对一次设备进行控制、保护、测量、监察、信号、操作、同期等的回路属于回路。
5、采用母线可以实现不停电检修出线断路器。
6、我国技术标准规定, 电力系统额定频率为 Hz。
二、单项选择题(本大题共5小题,每小题2分,共10分)7、三相系统的一相零序等值网络中,中性点接地阻抗值须乘以( )A.一倍B.二倍C.三倍D. 四倍8、( )将一次回路的高电压变为的二次?的低电压。
A. 电流互感器(TA)B.感应电动机C. SF6断路器D.电压互感器(TV)9、变压器的电纳BT是由( )计算得到的A.短路损耗△PskB.短路电压百分值Uk(%)C.空载损耗△P0D.空载电流百分值I0%10、采用正序等效定则进行电力系统不对称故障计算时,若发生的故障是两相短路接地,则附加电抗应为 A. X0∑ B. X2∑//X0∑;C. X2∑ +X0∑;D. X2∑;11、根据对称分量法,a、b、c三相负序电流分量相位是 A. a 相超前b相120B. c相滞后b相120C.b相超前a相120D.相位相同三、判断题,对的打√,错的打×(本大题共10小题,每小题1.5分,共15分)12、频率的“一次调整”由发电机组上装设的调速器承担。
()13、输电线路等值电路中两端对地电纳的无功功率损耗呈电感性()14、正常工作时不带电而在绝缘损坏时可能带电的金属部分接地,称为保护接地。
()15、无限大功率电源供电的系统发生三相短路时,短路电流中不含非周期分量,所以冲击系数取1。
()16、中性点不接地系统发生单相接地故障时,其它两相对地电压保持不变。
电力工程基础
电力工程基础知识总结一、电力系统概述：1。
1 电力系统定义：电力系统是电能生产、变换、输送、分配、消费的各种设备按照一定的技术和经济要求有机组成的一个统一系统的总称。
简言之,电力系统是由发电机、变压器、输电线路、用电设备组成的网络，它包括通过电的或机械的方式连接在网络中的所有设备。
1.2 动力系统的构成:动力系统是由锅炉（反应堆)、汽轮机(水轮机)、发电机等生产电能的设备，变压器、输电线路等变换、输送、分配电能的设备，电动机、电热电炉、家用电器、照明等各种消耗电能的设备以及测量、保护、控制乃至能量管理系统所组成的统一整体。
1。
3 电力系统的电压等级额定电压：通常取线路始末电压的算术平均值作为用电设备以及电力网的额定电压。
由于用电设备的允许电压偏移为±5％,而延线路的电压降落一般为10％，这就要求线路始端电压为额定值的105%，以保证末端电压不低于95%.发电机往往接于线路始端，因此发电机的额定电压为线路的105％.通常，6.3KV 多用于50MW及以下的发电机;10。
5KV用于25~100MW的发电机；13。
8KV用于125MW的汽轮发电机和72.5MW的水轮发电机;15.75KV用于200MW的汽轮发电机和225MW的水轮发电机；18KV用于300MW的汽轮发电机。
变压器的一次额定电压:升压变压器一般与发电机直接相连，故与发电机相同降压变压器相当于用电设备，故与线路相同.变压器的二次额定电压：考虑到变压器内部的电压降落一般为5％，故比线路高5%～10%。
只有漏抗很小的、二次测线路较短和电压特别高的变压器，采用5%。
习惯上把1KV以上的电气设备称为高压设备反之为低压设备。
◇ 500、330、220KV多半用于大电力系统的主干线；◇ 110KV既用于中小电力系统的主干线，也用于大电力系统的二次网络；◇ 35、10KV既用于大城市或大工业企业内部网络,也广泛用于农村网络。
◇大功率电动机用3、6、10KV，小功率电动机用220、380V；◇照明用220、380V。
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z 关于电能的输送方式，是采用直流输电还是交流输电，在历史上 曾引起过很大的争论。美国发明家爱迪生、英国物理学家开尔文 都极力主张采用直流输电，而美国发明家威斯汀豪斯和英国物理 学家费朗蒂则主张采用交流输电。
1.1 电力系统的形成和发展（续）
z 1882年，法国人M·德波列茨将位于 弥斯巴赫煤矿的蒸汽机发出的电能 输送到57公里外的慕巴黑，并用以 驱动水泵，采用的电压是直流 1500~2000V，输送的功率约为 1.5kW。这个输电系统虽然规模很 小，却可认为是世界上第一个电力 系统。
第一个直流输电系统中使用的发电机
汽轮机与蒸汽机
1.1电力系统的形成和发展（续）
z 近代电力系统不仅在输电电压、输送距离和输送功率等方面有了千百倍的 增长，而且在电源构成、负荷成分等方面也有很大变化。系统中不仅有燃 烧煤、石油、天然气等利用化学能的火力发电厂，利用水能的水力发电厂， 利用核能的原子能发电厂，也有利用太阳能、风能、潮汐能、地下热能等 的发电厂。在负荷成分方面，不仅有电动机、电灯，还有相当比重的电热 电炉、整流装置等。
水从高位向低位冲泻（势 能—>动能）、水轮机带动发 电机的转子旋转（动能—>电 能） z 抽水蓄能：在负荷低谷时， 将水由低位水库抽出注入高 位水库，发电机工作于电动 机模式；在负荷高峰时，工 作于发电模式，起到削峰填 谷的作用
z 近代电力系统的另一特点是其运行管理上的高度自动化。如今，不仅组成 电力系统的各主要环节都配备有数字化的测量、保护、控制装置，而且配 有用以管理全系统运行的数字计算机系统（能量管理系统）。它与电力系 统联机，具有持续不断监视、控制后者的功能。
z 至于输电电压、输送距离和输送功率，当前世界上输电线路的输电电压已 超过1000kV，输送距离已超过1000公里，输送功率已超过5000MW。值得 一提的是，为彻底解决同步发电机并列运行的稳定性问题，进一步提高输 送能力，直流输电又重新被起用。但今日的直流输电，输电电压已超过 ±600kV，输送距离已超过1000公里，输送功率已超过3000MW。
麦克斯韦方程组
z 在此基础上很快出现了原始的交流发电机、直流发电机和直流电 动机，开始了电能的生产和使用。当时所使用的主要是 100~400V的低压直流电，由于输电电压低，输送的距离不可能 远，输送的功率也不可能大。
z Edison(爱迪生)从1878年开始向用户出售由分布式的直流发电系 统所生产的电能。
1.1 电力系统的形成和发展（续）
z 1885年在制成变压器的基础上，实现了单相交流输电，1891年在 制成三相变压器和三相异步电动机的基础上，实现了三相交流输电。 在1891年在法兰克福举行的国际电工技术展览上，在德国人奥斯 卡·冯·密勒主持下展出的输电系统，奠定了近代输电技术的基础。 这已是近代电力系统的雏形，它的建成标志着电力系统发展取得了 重大突破。
晋东南—南阳—荆门1000kV交流特高压试 验示范工程
工人维护
1000kv南阳开关站 1000kv架构安装
宁东—山东±660千伏直流输电工程
换流站
1.2 电力系统的组成
z 电力系统主要包含发电厂、输电和配电网络以及用户三个部分。 z 电力系统是一个能量流系统。
多种形式的一次能源在发电厂转化为电能，通过较高电压等级的输电网 输送至各负荷中心，配电网将来自输电网的电能降压而对负荷供电。 z 电力系统是一个网络流系统。 输电网与配电网是将电能从电源输送至用户的途径，电能（功率）在电 网中的传输受到网络结构的约束。 z 电力系统是一个信息流系统。 电力系统在运行管理上是高度自动化的：组成电力系统的各主要环节都 配备了数字化的测量、保护与控制装置，在控制中心，数字计算机通过 对各种信息的接收、处理和发送，持续不断地监视及控制全系统的运行。
奥斯卡·冯·密勒展出的电力系统
劳芬镇
法兰克福
230kVA 95V G
水轮发电机组 150r/min
25000V
178公里
直径 4mm的铜线
112V 白炽灯
112V M 异步电动机
75W 水泵
1.1电力系统的形成和发展（续）
z Westinghouse公司所建造的Niagara发电站于1895年4月20日 投运，该电站将3.75 MW的功率通过三相输电线路输送到35公里 之外的用户侧，它标志着电力工业的开端。
1.1 电力系统的形成和发展
z 1831年Faraday(法拉第)发现了电磁感应定律。
迈克尔·法拉第（1791年9月22日 —1867年8月25日） 英国物理学家，也精于化学 在电磁学及电化学领域有贡献。
z Maxwell(麦克斯韦)在1873年出版了A Treatise on Electricity and Magnetism，系统阐述了电磁场理论。
电力系统工程基础
Electric Power System Engineering Basis
1 绪论
主要内容：
电力系统的形成和发展（了解） 电力系统的组成（掌握） 我国电力系统发展情况（了解） 交流系统中性点运行方式（掌握，重要知识点） 高压直流输电（了解） 电力工程基础的主要内容（了解）
电
锅 炉
汽 轮 机
力
系
统 示
核 反 应 堆
汽 轮 机
意
图 发电
500kV
500kV 110kV
500kV
23kV
220kV
汽 轮 机
水 库
发电
220kV
配电网络 负荷
110kV 10kV
M
M
MMMM
380/220V
输电网络
火力发电厂：以煤、石油和天然气为燃料
z 将煤炭、石油或天然气等化 石燃料燃烧所产生的热能转 化为机械能以生产电能
z 主要的能量转换设备包括锅 炉、汽轮机与发电机组
z 发电流程（能量转换过程）： 锅炉将水加热变成蒸汽（化 学能—>热能）、蒸汽吹动汽 轮机的叶片（热能—>机械 能）、汽轮机带动发电机的 转子旋转（机械能—>电能）
火力发电
水力发电厂 ：利用水能发电
z 将水的机械能转化为电能 z 发电流程（能量转换过程）：