《电力工程基础第2版》孙丽华课件讲义第2章
一、负荷计算的目的及意义
计算负荷是选择电力变压器、开关设备及导线、电缆等额 定参数的依据。
二、电力负荷的分级
1．一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，重大设备损坏，重 大产品报废，或在政治、经济上造成重大损失。
✓供电方式:由两个独立电源供电。 2．二级负荷：中断供电将造成主要设备损坏，大量产品报 废，重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失。
持续运行所消耗的电能恰好等于
全年实际消耗的电能，如图2-4所示。来自8760Tmax
Wa Pmax
pdt
0
Pmax
图2-4 年最大负荷与年最大负荷利用小时数
可见：年负荷曲线越平坦，Tmax越大；年负荷曲线越陡，Tmax越小。
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2．平均负荷与负荷系数
➢平均负荷Pav：电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，即
Pe PN
N 25
2PN
N
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✓ 电焊机及电焊变压器的设备容量：指统一换算到ε=100%时 的额定功率（kW），即
P eP N
N P N 100
NSNcoN sN
➢照明设备的设备容量：
✓ 白炽灯、碘钨灯的设备容量：等于灯泡上标注的额定功率；
✓ 荧光灯应考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的20%）， 其设备容量应为灯管额定功率的1.2倍；
Kd
Pmax P30 PN PN
➢利用系数Ku：负荷曲线中的平均计算负荷Pav与全部用电设
备额定功率 PN之比值，即
Ku
Pav PN
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4．计算负荷
一般中小截面导体的发热时间常数τ
为10min以上，而导体通过电流达到
通过负荷的统计计算求稳出定温的升、的用时间以大按约发为3热τ～条4τ件，即选载择导体和
《电力工程基础第2版》孙丽华课件第2章
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第2章 负荷计算与无功功率补偿
2.1 电力负荷与负荷曲线 2.2 计算负荷的确定 2.3 功率损耗与电能损耗计算 2.4 企业计算负荷的确定 2.5 无功功率补偿 2.6 尖峰电流的计算
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2.1 电力负荷与负荷曲线
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t 10% 0 t 10% 0
T
tt0
吊车：标准暂载率有15%、25%、40%和60%四种
电焊机：标准暂载率有50%、65%、75%和100%四种
2．设备容量Pe的确定
➢对长期工作制的用电设备： Pe PN ➢对反复短时工作制的用电设备：其设备容量是指换算到统 一暂载率下的额定功率。
✓年最大负荷曲线（图2-2 ）：或称运行年负荷曲线。
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图2-1 日有功负荷曲线
a）折线图 b）梯形图
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图2-2 年最大负荷曲线
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✓全年时间负荷曲线（图2-3 ）：或称年负荷持续曲线。
图2-3 全年时间负荷曲线的绘制 a）冬季典型日负荷曲线 b）夏季典型日负荷曲线 c）全年时间负荷曲线
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一、概述
2.2 计算负荷的确定
求计算负荷的方法有：需要系数法、二项式系数法、利 用系数法和单位产品耗电量法等。
二、用电设备的工作制及设备容量的计算
1．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）
暂载率（负荷持续率）：指设备工作时间与工作周期的 百分比值，即
折算方法：按同一周期等效发热条件进行换算。
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QI2R， t R 当 、 Q 一 定I时 1， t
而PI，同一周 期 t，的 因此P 1
∴
Pe N
PN
✓ 吊车电动机组（包括电葫芦、起重机、行车等 ）的设备容 量：指统一换算到ε=25%时的额定功率（kW），即
✓ 单相设备接于相电压时：Pe 3Pe.m 式中，Pe 为等效三相设备容量（kW）；P e .m 为最大负荷相所
接的单相设备容量（kW）。
✓供电方式:由双回路供电。
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3．三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。 ✓供电方式:对供电电源无特殊要求。
三、负荷曲线
1．负荷曲线的分类 ➢按性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线 ➢按负荷持续时间分：日负荷曲线和年负荷曲线
2．负荷曲线的绘制 ➢日负荷曲线（图2-1） ：逐点描绘法、梯形曲线法 ➢年负荷曲线：
流导体大约经半小时（30min）后可
电气设备的一个假想的持续达负到稳荷定值温，升值称为计算负荷，用Pc（或
Qc 、Sc 、 Ic ）表示。
通常把根据半小时平均负荷所绘制的负荷曲线上的 “最 大负荷”称为计算负荷，并作为按发热条件选择电气设备的依 据，因此
Pc Pmax P30
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取冬季为213天，夏季为152天，则图中功率P1所占时间为：
T1(t1t1)213
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四、与负荷曲线有关的物理量
1．年最大负荷和年最大负荷利用小时数
➢年最大负荷Pmax ：指全年中消耗电能最多的半小时的平均
功率，即
PmaxP30
➢年最大负荷利用小时数Tmax： 在此时间内，用户以年最大负荷
✓ 高压水银荧光灯和金属卤化物灯也应考虑镇流器中的功率损 失（约为灯泡功率的10%），其设备容量可取灯管额定功率 的1.1倍。
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➢单相负荷的设备容量：
当单相用电设备的总容量不超过三相用电设备总容量的 15%时，其设备容量可直接按三相平衡负荷考虑；当超过15% 时，应将其换算为等效的三相设备容量，再同三相用电设备一 起进行三相负荷计算。换算方法如下：
Pav
Wt t
年平均负荷为（图2-5）:
Pav
Wa 8760
➢负荷系数 KL：平均负荷与最大负荷
的比值，即
KL
Pav Pmax
图2-5 年平均负荷
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KL越大，负荷曲河北线科越技大平学坦电气，信负息荷学院波动越小。
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3．需要系数和利用系数
➢需要系数Kd：负荷曲线中的最大有功计算负荷Pmax与全部 用电设备额定功率 PN 之比值，即
计算负荷是选择电力变压器、开关设备及导线、电缆等额 定参数的依据。
二、电力负荷的分级
1．一级负荷：中断供电将造成人身伤亡，重大设备损坏，重 大产品报废，或在政治、经济上造成重大损失。
✓供电方式:由两个独立电源供电。 2．二级负荷：中断供电将造成主要设备损坏，大量产品报 废，重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损失。
持续运行所消耗的电能恰好等于
全年实际消耗的电能，如图2-4所示。来自8760Tmax
Wa Pmax
pdt
0
Pmax
图2-4 年最大负荷与年最大负荷利用小时数
可见：年负荷曲线越平坦，Tmax越大；年负荷曲线越陡，Tmax越小。
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2．平均负荷与负荷系数
➢平均负荷Pav：电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，即
Pe PN
N 25
2PN
N
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✓ 电焊机及电焊变压器的设备容量：指统一换算到ε=100%时 的额定功率（kW），即
P eP N
N P N 100
NSNcoN sN
➢照明设备的设备容量：
✓ 白炽灯、碘钨灯的设备容量：等于灯泡上标注的额定功率；
✓ 荧光灯应考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的20%）， 其设备容量应为灯管额定功率的1.2倍；
Kd
Pmax P30 PN PN
➢利用系数Ku：负荷曲线中的平均计算负荷Pav与全部用电设
备额定功率 PN之比值，即
Ku
Pav PN
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4．计算负荷
一般中小截面导体的发热时间常数τ
为10min以上，而导体通过电流达到
通过负荷的统计计算求稳出定温的升、的用时间以大按约发为3热τ～条4τ件，即选载择导体和
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第2章 负荷计算与无功功率补偿
2.1 电力负荷与负荷曲线 2.2 计算负荷的确定 2.3 功率损耗与电能损耗计算 2.4 企业计算负荷的确定 2.5 无功功率补偿 2.6 尖峰电流的计算
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2.1 电力负荷与负荷曲线
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t 10% 0 t 10% 0
T
tt0
吊车：标准暂载率有15%、25%、40%和60%四种
电焊机：标准暂载率有50%、65%、75%和100%四种
2．设备容量Pe的确定
➢对长期工作制的用电设备： Pe PN ➢对反复短时工作制的用电设备：其设备容量是指换算到统 一暂载率下的额定功率。
✓年最大负荷曲线（图2-2 ）：或称运行年负荷曲线。
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图2-1 日有功负荷曲线
a）折线图 b）梯形图
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✓全年时间负荷曲线（图2-3 ）：或称年负荷持续曲线。
图2-3 全年时间负荷曲线的绘制 a）冬季典型日负荷曲线 b）夏季典型日负荷曲线 c）全年时间负荷曲线
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一、概述
2.2 计算负荷的确定
求计算负荷的方法有：需要系数法、二项式系数法、利 用系数法和单位产品耗电量法等。
二、用电设备的工作制及设备容量的计算
1．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）
暂载率（负荷持续率）：指设备工作时间与工作周期的 百分比值，即
折算方法：按同一周期等效发热条件进行换算。
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QI2R， t R 当 、 Q 一 定I时 1， t
而PI，同一周 期 t，的 因此P 1
∴
Pe N
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✓ 吊车电动机组（包括电葫芦、起重机、行车等 ）的设备容 量：指统一换算到ε=25%时的额定功率（kW），即
✓ 单相设备接于相电压时：Pe 3Pe.m 式中，Pe 为等效三相设备容量（kW）；P e .m 为最大负荷相所
接的单相设备容量（kW）。
✓供电方式:由双回路供电。
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3．三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。 ✓供电方式:对供电电源无特殊要求。
三、负荷曲线
1．负荷曲线的分类 ➢按性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线 ➢按负荷持续时间分：日负荷曲线和年负荷曲线
2．负荷曲线的绘制 ➢日负荷曲线（图2-1） ：逐点描绘法、梯形曲线法 ➢年负荷曲线：
流导体大约经半小时（30min）后可
电气设备的一个假想的持续达负到稳荷定值温，升值称为计算负荷，用Pc（或
Qc 、Sc 、 Ic ）表示。
通常把根据半小时平均负荷所绘制的负荷曲线上的 “最 大负荷”称为计算负荷，并作为按发热条件选择电气设备的依 据，因此
Pc Pmax P30
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取冬季为213天，夏季为152天，则图中功率P1所占时间为：
T1(t1t1)213
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四、与负荷曲线有关的物理量
1．年最大负荷和年最大负荷利用小时数
➢年最大负荷Pmax ：指全年中消耗电能最多的半小时的平均
功率，即
PmaxP30
➢年最大负荷利用小时数Tmax： 在此时间内，用户以年最大负荷
✓ 高压水银荧光灯和金属卤化物灯也应考虑镇流器中的功率损 失（约为灯泡功率的10%），其设备容量可取灯管额定功率 的1.1倍。
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➢单相负荷的设备容量：
当单相用电设备的总容量不超过三相用电设备总容量的 15%时，其设备容量可直接按三相平衡负荷考虑；当超过15% 时，应将其换算为等效的三相设备容量，再同三相用电设备一 起进行三相负荷计算。换算方法如下：
Pav
Wt t
年平均负荷为（图2-5）:
Pav
Wa 8760
➢负荷系数 KL：平均负荷与最大负荷
的比值，即
KL
Pav Pmax
图2-5 年平均负荷
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KL越大，负荷曲河北线科越技大平学坦电气，信负息荷学院波动越小。
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3．需要系数和利用系数
➢需要系数Kd：负荷曲线中的最大有功计算负荷Pmax与全部 用电设备额定功率 PN 之比值，即
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电力工程基础孙丽华第二版46页PPT
31、只有永远躺在泥坑里的人，才不会再掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克电力工程基础孙丽华第二版
1、战鼓一响，法律无声。——英国 2、任何法律的根本；不，不成文法本 身就是 讲道理 ……法 律，也 ----即 明示道 理。— —爱·科 克
3、法律是最保险的头盔。——爱·科 克 4、一个国家如果纲纪不正，其国风一 定颓败 。—— 塞内加 5、法律不能使人人平等，但是在法律 面前人 人是平 等的。 ——波 洛克
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电力工程基础
第二章 电气设备的原理与功能
②用压缩空气或六氟化硫气体吹弧 将20个左右大气压的压缩空气或5个大气压左右的六
氟化硫气体（SF6）先储存在专门的储气罐中，断路器分 闸时产生电弧，随后打开喷口，用具有一定压力的气体 吹弧。
③产气管吹弧 产气管由纤维、塑料等有机固体材料制成，电弧燃
烧时与管的内壁紧密接触，在高温作用下，一部分管壁 材料迅速分解为氢气、二氧化碳等，这些气体在管内受 热膨胀，增高压力，向管的端部形成吹弧。
电力工程基础
第二章 电气设备的原理与功能
电力工程基础
第二章 电气设备的原理与功能
8. 交流电弧的特性
在交流电路中，电流瞬时值随时间变化，因而电弧的温 度、直径以及电弧电压也随时间变化，电弧的这种特性称为 动特性。由于弧柱的受热升温或散热降温都有一定过程，跟 不上快速变化的电流，所以电弧温度的变化总滞后于电流的 变化，这种现象称为电弧的热惯性。
d——三角形连接， 例 YNd11
电力工程基础
第二章 电气设备的原理与功能
2 性能参数 （1）变压器负载运行，二次侧端电压变化率∆u%。
变压器外特性
电力工程基础
（2）变压器损耗Σp。
第二章 电气设备的原理与功能
（3）变压器效率η。
电力工程基础
（四）变压器分类
第二章 电气设备的原理与功能
电力工程基础
（5）阻抗电压（短路电压），通常以额定电压的百分数表示Uk % 由变压器短路试验获得，其反映在变压器在额定负载下运行时， 漏阻抗压降的大小，相应的有短路损耗Pk
（6）空载电流，通常以额定电流的百分数表示 I0 % 由变压器空载试验获得，相应的有空载损耗P0
（7）连接组号
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。
2020/3/16
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16
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。
2020/3/16
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17
➢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 。
2020/3/16
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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
2020/3/16
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工业企 业
供电系 统
图1-2 电力系统示意图
2020/3/16
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4
➢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。
电力工程基础_第二版_孙丽华主编_课后习题答案(1)
第一章1-1 什么是电力系统？建立联合电力系统有哪些好处？答：电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户组成的整体。
建立联合电力系统的优点是：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 电能生产的主要特点是什么？对电力系统有哪些要求？答：电能生产的主要特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；与国民经济各部门和人民日常生活的关系极为密切。
对电力系统的基本要求是：保证供电的可靠性；保证良好的电能质量；为用户提供充足的电能；提高电力系统运行的经济性。
1-3 我国规定的三相交流电网额定压等级有哪些？用电设备、发电机、变压器的额定电压与同级电网的额定电压之间有什么关系？为什么？答：我国规定的三相交流电网额定压等级，低压有0.22/0.127 kV、0.38/0.22 kV和0.66/0.38kV；高压有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV和750 kV。
用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同；发电机的额定电压应比同级电网额定电压高5%；变压器一次绕组的额定电压，对于降压变压器，应等于电网的额定电压，对于升压变压器，应等于发电机的额定电压；变压器二次绕的额定电压，当二次侧供电线路较长时，应比电网额定电压高10%，当变压器二次侧供电线路较短时，应比同级电网额定电压高5%。
1-4 衡量电能质量的主要指标有哪些？简述它们对电力系统的主要影响。
答：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。
对电力系统的主要影响（略）。
1-5 什么叫小电流接地系统？什么叫大电流接地系统？小电流接地系统发生一相接地时，各相对地电压如何变化？这时为何可以暂时继续运行，但又不允许长期运行？答：中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的系统称为小电流接地系统；性点直接接地（或经低电阻接地）的系统称为大电流接地系统。
第2章习题答案(孙丽华)
Q 30 ( 2 ) P30 ( 2 ) tan 900 tan(arccos 0 .8 ) 675 kvar
kVA S 30 ( 2 ) P30 （2） cos 900 0 . 86 1125 变压器的负荷率为：
1125 0.703 2 800
查附录表 1 可知，S9-800/10 型（Dyn11）变压器的技术数据为：
2 PWL 3I 30 RWL 10 3 3 68.26 2 0.46 6 10 3 38.58 kW
2 QWL 3I 30 X WL 10 3 3 68.26 2 0.358 6 10 3 30 kvar
线路的电能损耗为： W a PWL 38 .58 3650 1 .41 10 5 kWh 2-12 某电力用户 10kV 母线的有功计算负荷为 1200kW，自然功率因数为 0.65，现要求提高到
（2）线路的功率损耗和电能损耗
3
变压器高压侧的计算负荷为： P30 (1) P30 ( 2 ) PT 900 10 .2 910 . 2 kW
Q30 (1) Q30 ( 2 ) QT 675 79.54 754.54 kvar
S 30 (1)
I 30
cos
tan
P30/kW Q30/kvar S30/kVA I30/A
P /kW
e
P /kW
x
b/ c
30/5
200
35.5
0.14/0.4
0.5
1.73
42.2
73
84.32
128.1
2-11 有一条 10kV 高压线路供电给两台并列运行的 S9—800/10（D,yn11 接线）型电力变压器， 高压线路采用 LJ—70 铝绞线，水平等距离架设，线距为 1m，长 6km。变压器低压侧的计算负荷为 900kW， cos 0.8 ，T max 5000 h。试分别计算此高压线路和电力变压器的功率损耗和年电能损耗。 解： （1） 变压器的功率损耗和电能损耗
电力工程基础_第二版_PPT教案
其结构和原理与电磁型电流继电器相似，在供配电系统 中多用低电压（欠电压）继电器。
➢动作电压：能使继电器产生动作的最高电压，称为继电器 的动作电压，用Uop.K表示。 ➢返回电压：能使继电器返回到原始位置的最低电压，称为 继电器的返回电压，用Ure.K表示。 ➢返回系数：是指继电器的返回电压与动作电压的比值。
➢ 当IK≤Ire时，VT1又变为导通，VT2又变为截止，触发器 又翻转到起始状态，继电器也随之复位。
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2021/6/5
2．集成电路型电流继电器
✓由集成电路构成的静态继电器，也是由电压形成回路、整 流滤波回路、逻辑回路和执行回路四部分组成，但在具体构 成时也有些差别。 ✓电压形成回路与晶体管继电器相同，整流滤波回路由运算 放大器构成，逻辑回路由CMOS等数字电路构成。 ✓为了减小直流电压的脉动系数，减轻滤波负担，在整流电 路中采用的是由运算放大器构成的全波整流电路或裂相整流 电路。 ✓为了消除暂态过程中非周期分量及各种谐波分量的影响， 滤波回路一般都采用高品质因数的带通有源滤波器。
电力工程基础_第二版_
会计学
1
6.1 继电保护的基本知识
一、继电保护的作用
电力系统继电保护装置是一种能反应电力系统中电气元 件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出 信号的一种自动装置。
它的基本任务是：
➢自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使 非故障部分迅速恢复正常运行. ➢能正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要求发出 报警信号、减负荷或延时跳闸。
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2021/6/5
6.2 常用保护继电器
一、电磁型继电器（DL型）
1．电磁型电流继电器
结构：如图6-3所示。
工作原理：当在继电器线圈中
➢动作电压：能使继电器产生动作的最高电压，称为继电器 的动作电压，用Uop.K表示。 ➢返回电压：能使继电器返回到原始位置的最低电压，称为 继电器的返回电压，用Ure.K表示。 ➢返回系数：是指继电器的返回电压与动作电压的比值。
➢ 当IK≤Ire时，VT1又变为导通，VT2又变为截止，触发器 又翻转到起始状态，继电器也随之复位。
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2．集成电路型电流继电器
✓由集成电路构成的静态继电器，也是由电压形成回路、整 流滤波回路、逻辑回路和执行回路四部分组成，但在具体构 成时也有些差别。 ✓电压形成回路与晶体管继电器相同，整流滤波回路由运算 放大器构成，逻辑回路由CMOS等数字电路构成。 ✓为了减小直流电压的脉动系数，减轻滤波负担，在整流电 路中采用的是由运算放大器构成的全波整流电路或裂相整流 电路。 ✓为了消除暂态过程中非周期分量及各种谐波分量的影响， 滤波回路一般都采用高品质因数的带通有源滤波器。
电力工程基础_第二版_
会计学
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6.1 继电保护的基本知识
一、继电保护的作用
电力系统继电保护装置是一种能反应电力系统中电气元 件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出 信号的一种自动装置。
它的基本任务是：
➢自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使 非故障部分迅速恢复正常运行. ➢能正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要求发出 报警信号、减负荷或延时跳闸。
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2021/6/5
6.2 常用保护继电器
一、电磁型继电器（DL型）
1．电磁型电流继电器
结构：如图6-3所示。
工作原理：当在继电器线圈中
电力工程基础 第二版 孙丽华主编 课后习题答案
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2-7 功率因数低的不良影响有哪些�如何提高企业的自然功率因数� 答�功率因数低将会引起线路的总电流增大�使供电网络中的功率损耗和电能损耗增大�使供 电网络的电压损失增大�影响负荷端的电压质量�使供配电设备的容量不能得到充分利用�降低了 供电能力�使发电机的出力下降�发电设备效率降低�发电成本提高。 提高企业的自然功率因数的方法有�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。 2-8 并联电容器的补偿方式有哪几种�各有什么优缺点� 答�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�且电容器组在被补偿的设备停止工作时也一并被切除�利用率 较低。 2-9 某工厂车间 380V 线路上接有冷加工机床 50 台�共 200kW�吊车 3 台�共 4.5kW�� � 15% �� 通风机 8 台�每台 3 kW�电焊变压器 4 台�每台 22kVA� � � 65% � cos � N � 0.5 ��空压机 1 台� 55kW。试确定该车间的计算负荷。 解�该车间的计算负荷如下表所示。
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�2�线路的功率损耗和电能损耗 变压器高压侧的计算负荷为� P30(1) � P30(2) � �PT � 900 � 10 .2 � 910 .2 kW
2-7 功率因数低的不良影响有哪些�如何提高企业的自然功率因数� 答�功率因数低将会引起线路的总电流增大�使供电网络中的功率损耗和电能损耗增大�使供 电网络的电压损失增大�影响负荷端的电压质量�使供配电设备的容量不能得到充分利用�降低了 供电能力�使发电机的出力下降�发电设备效率降低�发电成本提高。 提高企业的自然功率因数的方法有�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。 2-8 并联电容器的补偿方式有哪几种�各有什么优缺点� 答�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�且电容器组在被补偿的设备停止工作时也一并被切除�利用率 较低。 2-9 某工厂车间 380V 线路上接有冷加工机床 50 台�共 200kW�吊车 3 台�共 4.5kW�� � 15% �� 通风机 8 台�每台 3 kW�电焊变压器 4 台�每台 22kVA� � � 65% � cos � N � 0.5 ��空压机 1 台� 55kW。试确定该车间的计算负荷。 解�该车间的计算负荷如下表所示。
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�2�线路的功率损耗和电能损耗 变压器高压侧的计算负荷为� P30(1) � P30(2) � �PT � 900 � 10 .2 � 910 .2 kW
电力工程基础课件_孙丽华_第二版_第3章
优点：供电可靠性较高，易于实现配电网自动化。
低压配电系统也有放射式、干线式、环式等接线方式。
2016/4/8
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
一、电力线路的结构
1．架空线路
架空线路主要由导 线、避雷线（即架空地 线）、杆塔、绝缘子和 金具等部件组成，如图 3-10所示。
图3-10 架空线路的结构
电力网的接线对电力系统运行的安全性、 经济性和对用户供电的可靠性都有极大的 关系。
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3.1 电力网的接线方式
按职能分：输电网和配电网 按布置方式分：放射式、干线式、链式、环式及两端供电式 按对供电可靠性的要求分：无备用接线和有备用接线 1．无备用接线方式（开式电力网）
图3-1 开式电力网 a）单回路放射式 b）单回路干线式 c）单回路链式
导线和避雷线：导线的作用是传导电流、输送电能；避雷线 的作用是将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击。
2016/4/8
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导线材料：要求电阻率小、机械强度大、质量轻、不易腐 蚀、价格便宜、运行费用低等，常用材料有铜、铝和钢。 导线的结构型式：导线分为裸导线和绝缘导线两大类，高 压线路一般用裸导线，低压线路一般用绝缘导线。
架空线路采用的导线结构型式主要有单股、多股绞线和 钢芯铝绞线三种，如图3-11所示。
图3-11 裸导线的构造 a）单股线 b）多股绞线 c）钢芯铝绞线
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架空导线的型号有： TJ——铜绞线 LJ——铝绞线，用于10kV及以下线路 GJ——钢绞线，用作避雷线 LGJ——钢芯铝绞线，用于35kV及以上线路
四、环式接线
普通环式：把两路串联型干 线式线路联络起来，如图3-8 所示。
电力系统分析-孙丽华主编-第二章电力系统各元件参数和等效电路
2023/5/20
3. 长线路的等值电路 指电压为330kV及以上、长度大于300km的架空线路。 ——应考虑分布参数特性。
图2-9 长线路的均匀分布参数等值电路
单位长度的阻抗和导纳分别为 z1r1 jx1，y1g1 jb1
长线路的基本方程（略去推导）为
cosh x
U
I
sinh
Zc
10
3
U
2 N
思考：变压器的空载试验
如何测试？
电纳BT：变压器的励磁功率 Q0 与电纳相对应，即
电抗XT：变压器的短路电压百分数为
Uk %
3IN ZT 100 UN
3IN XT 100 SN XT 100
UN
U
2 N
所以
XT
UN2Uk % 100SN
说明：UN 、SN的单 位分别为kV和MVA。
电导GT：变压器电导对应的是变压器的铁耗，它近
似等于变压器的空载损耗 P0，于是
GT
P0
2. 中等长度线路的等值电路 指电压为110～220kV、长度在100～300km的架空
线路。 ——采用π型（或T型）等值电路。
Z R jX Y G jB
图2-8 中等长度线路的等值电路
a）π型 b）T型
注意：这两种等值电路都只是电力线路的一种近似等值电路，相互之 间并不等值，因此两者之间不能用 Y 变换公式进行等效变换。
LGJ-400/50型导线，直径27.63mm铝线部分截面
积399.73mm2 ；使用由13片绝缘子组成的绝缘子
串，长2.6m，悬挂在横担端部。试求该线路单位
长度的电阻，电抗和电纳。
计算时取
1.线路电阻
导线额定 面积
3. 长线路的等值电路 指电压为330kV及以上、长度大于300km的架空线路。 ——应考虑分布参数特性。
图2-9 长线路的均匀分布参数等值电路
单位长度的阻抗和导纳分别为 z1r1 jx1，y1g1 jb1
长线路的基本方程（略去推导）为
cosh x
U
I
sinh
Zc
10
3
U
2 N
思考：变压器的空载试验
如何测试？
电纳BT：变压器的励磁功率 Q0 与电纳相对应，即
电抗XT：变压器的短路电压百分数为
Uk %
3IN ZT 100 UN
3IN XT 100 SN XT 100
UN
U
2 N
所以
XT
UN2Uk % 100SN
说明：UN 、SN的单 位分别为kV和MVA。
电导GT：变压器电导对应的是变压器的铁耗，它近
似等于变压器的空载损耗 P0，于是
GT
P0
2. 中等长度线路的等值电路 指电压为110～220kV、长度在100～300km的架空
线路。 ——采用π型（或T型）等值电路。
Z R jX Y G jB
图2-8 中等长度线路的等值电路
a）π型 b）T型
注意：这两种等值电路都只是电力线路的一种近似等值电路，相互之 间并不等值，因此两者之间不能用 Y 变换公式进行等效变换。
LGJ-400/50型导线，直径27.63mm铝线部分截面
积399.73mm2 ；使用由13片绝缘子组成的绝缘子
串，长2.6m，悬挂在横担端部。试求该线路单位
长度的电阻，电抗和电纳。
计算时取
1.线路电阻
导线额定 面积
电力工程基础_第二版_孙丽华主编_课后习题答案(1)
第一章1-1 什么是电力系统？建立联合电力系统有哪些好处？答：电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户组成的整体。
建立联合电力系统的优点是：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 电能生产的主要特点是什么？对电力系统有哪些要求？答：电能生产的主要特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；与国民经济各部门和人民日常生活的关系极为密切。
对电力系统的基本要求是：保证供电的可靠性；保证良好的电能质量；为用户提供充足的电能；提高电力系统运行的经济性。
1-3 我国规定的三相交流电网额定压等级有哪些？用电设备、发电机、变压器的额定电压与同级电网的额定电压之间有什么关系？为什么？答：我国规定的三相交流电网额定压等级，低压有 kV、 kV和；高压有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV和750 kV。
用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同；发电机的额定电压应比同级电网额定电压高5%；变压器一次绕组的额定电压，对于降压变压器，应等于电网的额定电压，对于升压变压器，应等于发电机的额定电压；变压器二次绕的额定电压，当二次侧供电线路较长时，应比电网额定电压高10%，当变压器二次侧供电线路较短时，应比同级电网额定电压高5%。
1-4 衡量电能质量的主要指标有哪些？简述它们对电力系统的主要影响。
答：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。
对电力系统的主要影响（略）。
1-5 什么叫小电流接地系统？什么叫大电流接地系统？小电流接地系统发生一相接地时，各相对地电压如何变化？这时为何可以暂时继续运行，但又不允许长期运行？答：中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的系统称为小电流接地系统；性点直接接地（或经低电阻接地）的系统称为大电流接地系统。