电力工程基础8
电力工程基础8
电力工程根底81. 介绍电力工程是现代社会中至关重要的根底设施之一，它提供了人们生活所需的电能。
电力工程根底涵盖了电力系统的设计、建设、运维等方面的知识。
本文将介绍电力工程根底的第八局部内容。
2. 发电机组发电机组是电力系统中的核心部件，负责将机械能转化为电能。
它由发电机、励磁系统和控制系统组成。
发电机是将旋转机械能转化为电能的装置，励磁系统那么提供发电机所需的磁场。
控制系统那么负责监测和调节发电机组的运行状态。
2.1 发电机的工作原理发电机通过电磁感应的原理来工作。
当发电机的转子被机械能驱动旋转时，它在磁场中感应出电势。
通过引出电势，就能够提供电流给外部电路，并将机械能转化为电能。
2.2 励磁系统的作用励磁系统是控制发电机磁场的装置。
通过控制励磁系统的电流，可以调节发电机的输出电压和频率。
励磁系统的稳定性对于发电机组的正常运行非常重要。
2.3 控制系统的功能控制系统是发电机组的大脑，负责监测和调节发电机组的运行状态。
通过控制系统，运维人员可以实时监测发电机组的性能参数，例如电压、频率、温度等。
控制系统还可以自动调节发电机组的工作模式，以满足不同负载的需求。
3. 电压传输与配电系统电压传输与配电系统是将发电机产生的电能传输到用户终端的关键环节。
它包括输电线路、变电站和配电线路等组成局部。
3.1 输电线路输电线路将高压电能从发电厂传输到变电站。
它通常使用高压输电线路，例如110千伏、220千伏等。
输电线路需要考虑线路的电压降、电流、线路损耗等因素，以确保传输效率和电能的质量。
3.2 变电站变电站是电力系统中的重要枢纽，负责将高压电能转换成适合用户使用的低压电能。
变电站主要包括变压器、开关设备和保护装置等。
通过变电站，电能可以按照用户的需求进行分配和供给。
3.3 配电线路配电线路将低压电能从变电站传输到用户终端。
它通常使用低压配电线路，例如10千伏、0.4千伏等。
配电线路需要考虑线路的负载能力、线损、电压稳定性等因素，以保证电能的可靠供给。
电力工程基础试题及参考答案
一一、填空题1．降压变压器高压侧的主分接头电压为220kv ，若选择＋2×2.5%的分接头，则该分接头电压为 231KV 。
2．电力系统中性点有效接地方式指的是 中性点直接接地 。
3．输电线路的电气参数包括电抗、电导、电纳和 电阻 。
4．输电线路的电压偏移是指线路始端或末端母线的实际运行电压与线路 额定电压 的数值差。
5．电力系统的潮流分布一般是用各节点的电压和 功率 表示。
6．调整发电机组输出的有功功率用来调整电力系统运行的 频率 。
7．复合故障一般是指某一时刻在电力系统 二个及以上地方 发生故障。
8．减小输出电元件的电抗将 提高 系统的静态稳定性。
二、单项选择题11．同步发电机的转速和系统频率之间是否有严格的关系（ ② ）①否 ②是 ③不一定 ④根据发电机的形式定 12．三绕组变压器的结构、通常将高压绕组放在（ ③ ）①内层 ②中间层 ③外层 ④独立设置 13．中性点以消弧线圈接地的电力系统，通常采用的补偿方式是（ ③ ）①全补偿 ②欠补偿 ③过补偿 ④有时全补偿，有时欠补偿 14．三相导线的几何均距越大，则导线的电抗（ ② ）①越大 ②越小 ③不变 ④无法确定 15．变压器的电导参数G T ，主要决定于哪一个实验数据（ ① ）①△P O ②△P K ③U K % ④I O %16.当功率的有名值为s ＝P ＋jQ 时（功率因数角为ϕ）取基准功率为S n ，则有功功率的标么值为（ ③ ）①ϕcos S P n ⋅ ②ϕsin S P n ⋅ ③n S P ④nS cos P ϕ⋅ 17.环网中功率的自然分布是（ ④ ）①与电阻成正比分布 ②与电抗成正比分布 ③与阻抗成正比分布 ④与阻抗成反比分布18．在同一时间内，电力网的电能损耗与供电量之比的百分值称为（ ② ）①负载率 ②网损率 ③供电率 ④厂用电率 19．电力系统的频率主要决定于（ ① ）①有功功率的平衡 ②无功功率的平衡 ③电压质量 ④电流的大小 20．关于顺调压电压调整方式的描述，错误的是（ ② ）①高峰负荷时允许中枢点电压略低 ②低谷负荷时允许中枢点电压略低 ③适用于用户对电压要求不高的场合 ④适用于供电线路不长的场合21．通过改变变压器变比，实质上（ ③ ）①改变了电压损耗的数值 ②改变了负荷变化时次级电压的变化幅度 ③改变了电力网的无功功率分布 ④增加了整个电力系统的无功功率容量 22．三相短路时，非周期分量极小值，只能是在某种情况（① ）①一相中出现 ②同时在两相中出现③三相均不出现 ④只有故障相出现其它相不出现 三、简答题23．电力变压器的主要作用是什么？答：电力变压器的主要作用是升高或降低电压，另外还起到将不同电压等级电网相联系的作用。
电力工程基础ppt课件全文编辑修改
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(改好)
电力工程基础1、电力系统：由发电厂，变电所，输配电线路和电力用户组成的整体。
2、电力网：在电力系统中，通常将输送、交换和分配电能的设备称为电力网。
3、电力网的分类①地方电力网（110kv以下）②区域电力网（110kv-220kv）③超高压远距离输送电网（330-500kv）4、电力系统的基本参量：总装机容量；年发电量；最大负荷；额定频率；电压等级5、电力系统运行的特点①电能不能大量存储②过渡过程十分短暂③与国民经济各部门和人名日常生活的关系极为密切6、对供电的系统的基本要求①保证供电的可靠性②保证良好的电能质量③为用户提供充足的电能④提高电力系统运行的经济型7、发电厂的类型：火力发电厂、水力发电厂、核电厂、其他能源发电8、变电所的类型L：枢纽变电所、地区变电所、终端变电所9、电压等级的选择对于交流输电而言，一般将35～220k的电压等级称为高压（HV），330kV 及以上、1000kV以下的电压称为超高压（EHV），1000kV及以上的电压称为特高压UHV）一般交流电常用的电压有：110v，220v，380v，3kv，6kv10kv，20kv，50kv，35kv，66kv，110k，220kv，330kv，500kv，750kv等10、电能质量：通过共用电网供给用户端的交流电能的品质。
11、电能质量的指标：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、谐波三相不平衡、暂时过电压和瞬间过电压。
12、电力系统中性点的运行方式？（1）中性点不接地；（2）中性点经消弧线圈接地；（3）中性点直接接地；中性点不接地系统正常运行时的电路图和相量图0=++CCCB CA I I I ϕωCU I I I I C CC CB CA ====0 中性点对地电压0=U中性点不接地系统发生A 相接地故障时的电路图和相量图⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫=-=+='=-=+='=-=+='CA A C C C BA A B B BAA A A U U U U U U U U U U U U U U U U U 0000在数值上ϕU U U C B3='='13.各种接地方式适用于哪种场合？单相接地电流小于30A 的3~10kV 电力网； 单相接地电流小于10A 的35kV 电力网。
电力工程基础试卷与答案模拟试卷一到九答案
电力工程基础试卷与答案1、电压调整的措施有_改变发电机端电压_、_改变变压器变比_、_改变电网无功分布 、_降低输电线电抗等。
(4分)2、衡量电能质量的主要指标有电压 、频率、波形、电压波动与闪变、三相不平衡度。
（5分）3、列举四种无汇流母线的电气设备连接方式：单元接线 、外桥接线、内桥接线、角形接线。
(4分)4、高压断路器选择及检验的内容包括型式选择、额定电压选择、额定电流选择、开断电流校验、热稳定校验、动稳定校验。
(6分)5、三绕组变压器分接头分别是装于_高、_中_压侧。
（2分）6、对继电保护装置的基本要求是_选择性_、_速动性 、_灵敏性、_可靠性_。
（4分）7、电流的I 、II 、III 段保护分别是_无时限电流速断保护、带时限电流速断保护、定时限过电流保护。
(3分)二、简答1、大接地和小接地电流系统的接线方式分别包括哪些？各有什么特点？答：大接地电流系统中性点直接接地；小接地电流系统包括中性点不接地和中性点经消弧线圈接地。
中性点直接接地方式供电可靠性低，出现单相接地时，形成回路，接地电流大；不接地系统供电可靠性高，但绝缘要求也高，出现单相接地时，不形成回路，接地电流不大，但非接地相对地电压却升高为相电压的倍。
中性点经消弧线圈接地系统比不接地系统的单相接地电流小，绝缘要求比较低。
2、高压断路器的作用是？隔离开关与其配合的原则是什么？答：高压断路器具有灭弧装置，可以开断或闭合负荷电流和开断短路电流，可用来作为接通或切断电路的控制电器。
隔离开关与其配合的原则是：先通后断。
即停止供电时，隔离开关相对断路器“先通后断”，母线隔离开关相对线路隔离开关也是“先通后断”。
3、频率的一、二次调整分别是通过什么作用的？两者最大的区别是什么？答：当系统频率下降时，发电机输出的有功功率将因调速器的一次调整作用而增加，同时负荷所需的有功功率将因本身的调节效应而减少。
因此，频率的一次调整是由发电机调速器作用和负荷本身的调节效应共同完成的。
电力工程基础 第8章习题答案
第八章8-1 什么叫过电压？过电压有哪些类型？各是怎样产生的？答：电力系统在运行中，由于雷击、误操作、故障、谐振等原因引起的电气设备电压高于其额定工作电压的现象称为过电压。
过电压分为内部过电压和外部过电压两大类。
内部过电压又分为操作过电压和谐振过电压。
对于因开关操作、负荷剧变、系统故障等原因而引起的过电压，称为操作过电压；对于系统中因电感、电容等参数在特殊情况下发生谐振而引起的过电压，称为谐振过电压。
外部过电压又称雷电过电压或大气过电压，它是由于电力系统的导线或电气设备受到直接雷击或雷电感应而引起的过电压。
8-2 什么叫接闪器？其主要功能是什么？避雷针、避雷线和避雷网（带）各用在什么场合？ 答：接闪器又称受雷装置，是接受雷电流的金属导体，常用的有避雷针、避雷线和避雷网（带）三种类型。
接闪器的功能是将雷电吸引到自身，并经引下线和接地装置将雷电流安全地泄入大地，从而保护附近的电力设备和建筑物免遭雷击。
避雷针主要用于保护发电厂、变电站及其他独立的建筑物；避雷线主要用于保护输电线路或建筑物的某些部位；避雷网主要用于保护重要建筑物或高山上的文物古迹等。
8-3 单支避雷针的保护范围如何计算？答：（1）当避雷针高度h ≤h r 时：在距地面 h r 处作一平行于地面的平行线；以避雷针的针尖为圆心、h r 为半径作弧线，交于平行线的A 、B 两点；以A 、B 为圆心、h r 为半径作弧线，该弧线与针尖相交并与地面相切；避雷针在h x 高度的X X '平面上的保护半径为：)2()2(x r x r x h h h h h h r ---=；避雷针在地面上的保护半径为：)2(0h h h r r -=。
（2）当避雷针高度h ＞h r 时：在避雷针上取高度为h r 的一点代替避雷针的针尖作为圆心，其余的作法与h ≤h r 时相同。
8-4 变电所有哪些防雷措施？答：变电所内的设备和建筑物必须有完善的直击雷防护装置，通常采用独立避雷针或避雷线；对于雷电侵入波的过电压保护是利用阀型避雷器以及与阀型避雷器相配合的进线段保护。
最全的电力工程基础知识(PPT82页)
值，以MW、GW计。
4. 额定频率：50Hz
5. 最高电压等级：指系统中最高电压等级线路的额定电压，
以kV计 。
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四、电力系统的特点
1．电能不能大量储存。 2．电力系统的过渡过程十分短暂。 3．与国民经济各部门的关系密切。
五、对电力系统的基本要求
1．保证供电的可靠性。 2．保证良好的电能质量。 3．为用户提供充足的电能。 4．提高电力系统运行的经济性。
全所停电后，将使该地区中断供电；
2终．端工变业电所企：业是供电电网的系末统端变电所，主要由地区变电所供电，其高压侧
为10～110kV，全所停电后，将使用户中断供电。
工厂供配电系统由总降压变电所、高压配电线路、车间变电
所、低压配电线路及用电设备组成。
➢总降压变电所：将35～110kV的供电电压变换为6～10kV的 高压配电电压，给厂区各车间变电所或高压电动机供电。
2．水电厂的总发电功率： P 9.8QH
3．水电厂的分类 ➢堤坝式水电厂 ✓坝后式：如三门峡、刘家峡、丹江口、三峡水电站 ✓河床式：如葛洲坝水电站 ➢引水式水电厂 ➢抽水蓄能电站
4．水电厂的组成：水库、水轮1机4 、电力系统
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1.2 发电厂的生产过程
5．水电厂的生产过程（见图1-4）
图1-6为供电线路上的 电压变化示意图。
24 图1-6 供电线路上的电压变化示意20图20/4/9
1.3 电力系统的电压与电能质量
变压器的额定电压
➢变压器其载的中供一电5%次时用绕一于、组补二：偿次相变绕压当组器于上满的是用电设备，其额定电压应
与电网的电额压定损电失；压另相外同5。%用于补
偿线路上的电压损失，用于
电力工程基础课程要点和综合练习
《电力工程基础》课程要点和综合练习试卷题型：填空题、选择题、判断题、简答题和计算题。
第12章不作要求。
第1章绪论重要概念：1电力系统是由发电机、电力网和用电设备组成，而电力网由变压器和输电线路组成。
2对电力系统的基本要求：电力充足，供电可靠，电能质量良好，运行经济，环保。
3电能的质量指标主要包括电压、频率和波形三个方面。
4电力系统额定电压等级：3，6，10，35，110，220，330，500，750，1000千伏5中性点接地方式：同步发电机三相绕组采用星形接线；变压器各侧三相绕组或采用星形接线，或采用三角形接线。
星接绕组的公共点称为中性点。
三角形连接的绕组没有中性点中性点接地方式：中性点不接地、经消弧线圈接地、经小电阻接地、直接接地。
1 / 32采用前三种接地方式的电力系统称为小电流接地系统，采用中性点直接接地方式的系统称为大电流接地系统。
第2章发电系统重要概念1发电厂主要类型有火电厂、水电厂和核电厂。
2火电厂的三大主要设备是锅炉、汽轮机和发电机。
3水电厂主要包括水系统（水库、引水管道等）、水轮机和发电机三大部分。
4抽水蓄能电厂的特点和作用：抽水蓄能电厂是一种特殊形式的水电厂，具有上下水池和可逆式机组。
它在高峰负荷时发电，以水轮机-发电机方式运行，将水能转换为电能；低谷负荷时用电，以电动机-水泵方式运行，将电能转换为水能。
主要用于平调电力系统负荷的峰谷差，提高大型火电机组和核电机组运行的平稳性和经济性。
2 / 32第3章输变电系统重要概念：1输电系统包括交流和直流两种类型。
交流输电系统主要由升压变压器、交流输电线路和降压变压器组成。
直流输电系统由整流站、直流输电线路和逆变站组成，主要用于远距离输电。
2输变电设备主要有电力变压器、输电线路（架空线路，电缆线路）、开关电器（断路器，隔离开关等）和互感器（电压互感器，电流互感器）等。
3电力变压器用于升高或降低电压，有双绕组变压器、三绕组变压器等。
4高压输电较低压输电的输电损较小。
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➢变压器巡检与无功补偿：变压器巡检是指对配电网中变压 器、箱变的参数进行远方监视，无功补偿是指对补偿电容器 进行自动投切和远方投切等。
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•8.1 配电网自动化概述
2. 地理信息系统（GIS） 地理信息系统是将配电网设备的地理位置与一些属性数
据库（如用户信息、需方管理上报的实时数据等）结合，以 便操作和管理人员更加直观地进行配电网的动态分析和运行 管理。
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•8.1 配电网自动化概述
三、配电网自动化的内容
配电自动化系统（DAS）是配电管理系统（DMS）中 最主要的内容，它是一种可以使配电企业在远方以实时方式 监视、协调和操作配电设备的自动化系统，包括所、变电站自动化 •配电SCADA系统 •馈线自动化（FA）
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•8.2 配电网自动化的通信
一、配电自动化通信系统的层次
• 配电自动化通信系统一般可分为用户级通信、主站级 通信和现场设备级通信三个层次。
❖用户级通信：指配电控制中心或配电子站的各计算机之间 的相互通信，一般通过局域网相连，本书不作讨论。
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•8.1 配电网自动化概述
它包括负荷监控与管理和远方抄表与计费自动化两个 方面内容。
➢负荷监控与管理（LCM）：根据用户情况进行综合分析， 确定最优运行和负荷控制计划，对集中负荷及部分工厂用电 负荷继续监视、控制和管理，通过合理的电价结构引导用户 转移负荷，平坦负荷曲线，降低运行成本，实现负荷均衡化。
•变压器巡检与无功补偿 •配电自动化系统（DAS）
•地理信息系统（GIS）
•负荷监控与管理（LCM） •需方管理（DSM）
•远方抄表与计费自动化（AMR）
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•8.1 配电网自动化概述
1. 配电SCADA系统 （配电网数据采集与监控系统） 配电SCADA系统 采集安装在各个配电设备处的终端单
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•8.1 配电网自动化概述
➢馈线自动化（FA）：在正常情况下，远方实时监视馈线分 段开关与联络开关的状态和馈线电流、电压情况，并实现线 路开关的远方合闸和分闸操作；在故障时获取故障记录，并 自动判别和隔离馈线故障区段以及恢复对非故障区域供电。
➢闭所和配电变电站自动化（SA）：对配电网中10kV开闭 所和小区变的开关位置、保护动作信号、小电流接地选线情 况、母线电压、线路电流、有功和无功功率以及电度量的远 方监视、开关远方控制、变压器远方有载调压等。
➢SCADA功能及故障信息显示：指GIS通过调用CIS和 SCADA功能，迅速查明故障地点和影响范围，选择合理的操 作顺序和路径，并自动显示故障处理过程的进展信息。
3. 需方管理（DSM） 需方管理是指电力的供需双方对用电市场进行管理，以
达到提高供电可靠性，减少能源消耗及供需双方的费用支出 的目的。
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2020/11/27
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第八章 配电网自动化
• 8.1 配电网自动化概述 • 8.2 配电网自动化的通信 • 8.3 配电网的馈线自动化 • 8.4 配电及用电管理自动化
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8.1 配电网自动化概述
一、配电网自动化的产生
➢我国电网现状：前些年加大了发电厂及输电网的建设，实 现了输电网自动化，当前的主要矛盾出现在配电环节。 ➢我国配电网现状：配电网结构不合理，供电可靠性差、设 备落后、自动化水平低。 ➢国家电力公司从1998年起对全国城乡电网开始进行大规模 的建设与改造，并从总体上提出了明确目标：提高供电的可 靠性，使我国城市供电可靠性达到99.99%；提高供电质量， 使电压合格率≥98%。
•要达到上述指标，必须实施配电系统自动化。
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•8.1 配电网自动化概述
二、配电网自动化的定义
配电网自动化是利用计算机技术、现代电子技术和 通信技术，将配电网在线数据和离线数据、配电网数据和 用户数据、电网结构和地理图形进行信息集成，构成完整 的自动化系统，实现配电网及其设备正常运行及事故状态 下的监测、保护、控制以及用电和配电管理的自动化，使 配电网始终处于安全、可靠、优质、经济、高效的最优运 行状态。
元上报的实时数据，并使调度员能够在控制中心遥控现场设 备，它一般包括数据库管理、数据采集、数据处理、远方监 控、报警处理、历史数据管理以及报表生成等功能。
SCADA包括配电网进线监控、变配电站自动化、馈 线自动化和配电变压器巡检及无功补偿四个部分 ：
➢配电网进线监控：对配电网进线变电所开关位置、保护 动作信号、母线电压、线路电流、有功和无功功率以及电 度量的监视。
配电自动化中的GIS主要包括设备管理、用户信息系统、 SCADA功能及故障信息显示等。
➢设备管理（FM）：将变电站、馈线、变压器、开关、电杆 等设备的技术数据反映在地理背景图上，便于进行设备及其 静态信息的查询。
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•8.1 配电网自动化概述
➢用户信息系统（CIS）：指借助GIS对大量用户信息，如用 户名称、地址、账号、电话、用电量和负荷、供电优先级、 停电记录等进行处理，以便于迅速判断故障的影响范围，而 用电量和负荷的统计信息还可作为网络潮流分析的依据。
➢远方抄表与计费自动化（AMR）：通过各种通信手段读取 远方用户电表数据，并将其传至控制中心，自动生成电费报 表或曲线等。
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•8.1 配电网自动化概述
四、实施配电网自动化的目的和意义
当配电网发生故障或异常运行时，迅速查出故障区段 及异常情况，快速隔离故障区段，及时恢复非故障区域用户 的供电，缩短对用户的停电时间，减少停电面积。在正常运 行情况下，通过监视配电网运行工况，优化配电网运行方式； 根据配电网电压合理控制无功功率和电压水平，改善供电质 量，达到经济运行目的；合理控制用电负荷，提高设备利用 率；自动抄表计费，保证抄表计费的及时和准确，提高企业 的经济效益和工作效率，降低劳动强度，达到减人增效的目 的；提高管理现代化水平和服务质量，并可为用户提供自动 化的用电信息服务等。