电力系统概论.pdf

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1、电气工程基础电力系统基本知识考试大纲1.1 了解电力系统运行特点和基本要求1.2 掌握电能质量的各项指标1.3 了解电力系统中各种结线方式及特点1.4 掌握我国规定的网络额定电压与发电机、变压器等元件的额定电压1.5 了解电力网络中性点运行方式及对应的电压等级电力系统运行特点和基本要求1电力系统的组成由发电厂的发电机、升压及降压变电设备、电力网及电能用户（用电设备）组成的系统统称为电力系统。（1）发电厂：生产电能。（2）电力网：变换电压、传送电能。由变电所和电力线路组成。（3）配电系统：将系统的电能传输给电力用户。（4）电力用户：高压用户额定电压在1kV以上，低压用户额定电压在1kV以下。（5

2、）用电设备：消耗电能。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300kmms。（3）和国民经济各部门间的关系密切 。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）环境保护问题衡量电能质量的指标1电压偏差（移）电压偏差（移）指当供配电系统改变运行方式或负荷缓慢地变化使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（ 4-1-1）式中 用电设

3、备的额定电压， kV；用电设备的实际端电压， kV。%100% =NNUUUUNUU衡量电能质量的指标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：（ 4-1-2）式中 用电设备端电压的最大波动值， kV；用电设备端电压的最小波动值，kV。%100%minmax=NUUUUmaxUminU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

4、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。衡量电能质量的指标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。（ 1） n次谐波电压、电流含有率（4-1-3）%1001=UUHRUnn%1001=IIHRInn衡量电能质量的指标5正弦波形畸变率（ 2）电压、电流总谐波畸变率（ 4-1-4）式中 、 n次谐波电压、电流的方均 根 值 ， kV、 A；、 基波电压（ 50Hz）、电流的

5、方均根值，kV、 A。%100%100122221=UUUUTHDnnnnu）（%100%100122221=IIIITHDnnnni）（nUnI1U1I衡量电能质量的指标（ 3）谐波电压的总平均畸变系数（ 4-1-5）式中 谐波电压的总平均畸变系数；变化时间， 3s；n次谐波电压的方均根值， kV；+=tttnndttUt221）（t tnU衡量电能质量的指标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

6、率。衡量电能质量的指标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）环网式电网接线方式与特点1无备用接线（开式电力网）方式无备用接线包括：（ 1）单回放射式（ 2）树干式（ 3）链式网络a）放射式 b）干线式 c）链式电网接线方式与特点2有备用接线（闭式电力网）方式有备用接线方式包括（ 1）双回放射式（ 2）树干式（ 3）链式（ 4）环式（ 5）两端供电网络a）放

7、射式 b）干线式 c）链式 d）环式 e）两端供电网络电网接线方式与特点有备用接线的双回放射式、树干式和链式网络用于一、二级负荷。环式接线，供电经济、可靠，但运行调度复杂，线路发生故障切除后，由于功率重新分配，可能导致线路过载或电压质量降低。两端供电接线方式必须有两个独立的电源。额定电压1. 电网的额定电压线路首末两端电压的平均 值应等于电网额定电压。此电压做为确定其他电力设备额定电压的依据 。2. 用电设备的额定电压用电设备的额定电压等于电网额定电压。3. 发电机的额定电压发电机的额定电压规定比同级电网电压高 5。补偿电压损失。额定电压4. 电力变压器的额定电压电力变压器的一次绕组的额定电压

8、根据连接情况不同分为两种：当变压 器直接与发电机相连时，其一次绕组的额定电压 与发电机的额定电压相同，即高出同级电网额定电压 5；当变压器直接与电网相连时，其一次绕组的额定电压与电网的额定电压 相同，即等于同级电网额定电压。额定电压电力变压器的二次绕组的额定电压是指一次绕组在额定电压作用下，二次绕组的空载电压。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，变压器的二次绕组的额定电压应高于电网额定电压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；若变压器靠近用户，供电

9、半径较小时，由于线路较短，线路的电压损失可以忽略不计，这时变压器的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。电力系统的中性点运行方式1中性点不接地系统系统中性点不接地是指系 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，故对于 该中性点不接地系统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运行时对地电容电流的 3倍。在我国配电网电压在1035kV之间的架空线路多采用此接地方式。电力系统的中性点运行方式2中性点直接接地系统系统中性点

10、经一无阻抗（金属 性）接地线接地的方式成为中性点直接接地。此接地系统一般应用在接有单相负载的低压（ 380/220V） 配电系统和电力系统高压（ 110kV以上）输电线路上。电力系统的中性点运行方式3中性点经阻抗接地系统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。（ 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。目前我国大城市10kV配电网的接地方式大多采用经低电阻接地的方式。