供电技术复习提纲.doc

供电技术知识点常用字符第一章1. 电能的优点2. 电力系统的组成和结构电力系统：是指进行生产(发电厂)、传输、分配（输配电网）、消费（电力用户）电能的各个环节构成的一个整体。电力网：指的是联系发电厂和用户的中间环节，由变电站（所）和各种不同电压等级的电力线路组成。变电站（所） ：完成电压变换和电能再分配。发电厂（站）： 指将一次能源转换成电能的场所。3.能源的类型一次能源包括：煤炭、石油、天然气、水能、原子核能、风能、太阳能、地热、潮汐能等。我国一次能源主要是：煤炭、水力和原子能。其它新型能源：可燃冰，海洋能，核聚变能，空间太阳能，氢能4.电能传输的方式交流输电，直流输电5. 组成大型电力系统的优点6. 电网的额定电压等级，用电设备、发电机和变压器的额定电压如何确定用电设备的额定电压和电网的额定电压是一致的。 发电机的额定电压高于电网额定电压5%（一般正常工作时，线路电压损耗约10%；用电设备允许电压偏差）。变压器额定电压一次绕组 ：升压变压器，比电网的额定电压高5% (等于发电机的额定电压)。降压变压器，与电网额定电压相同。二次绕组 （指的是变压器的空载电压）：升压变压器， 高出电网额定电压10%。降压变压器，高出电网额定电压10%（或5%）7. 电力系统中性点，中性点运行方式种类、特点和应用，消弧线圈的补偿方式电网中性点：变压器（或发电机）星形绕组的公共端。常用为三种：直接接地、不接地、经消弧线圈接地。中性点不接地方式：主要特点：单相接地电流小。适用范围：3-35kV的电网(单相接地电流小于30A，35kV及以上电网小于10A。) 。因为在这类电网中，发生单相接地故障的比例很大。采用中性点不接地方式可以减少单相接地电流，从而减轻其危害。单相接地故障：1.非故障相对地电压由相电压升高为线电压，2.单相接地电流，等于正常运行时一相对地电容电流的三倍，为容性电流。3.三相的线电压仍保持对称且大小不变，对电力用户接于线电压的设备的工作并无影响，无须立即中断对用户供电。4.过大的单相接地电容电流会产生稳定的电弧致使电网出现暂态过电压，危及电气设备安全运行。中性点经消弧线圈接地：1.发生单相接地故障时，通过消弧线圈使接地处流过一个与容性接地电流相反的感性电流，从而减小、甚至抵消接地电流，消除接地电弧引发的问题，提高供电可靠性。2.消弧线圈的补偿方式：完全补偿，欠补偿，过补偿中性点直接接地：正常运行时，三相系统对称，中性点对地电压为零。发生单相接地，就变成单相短路。继电保护装置应立即动作，使断路器断开，迅速切除故障部分，从而造成停电。单相短路时，故障相对地电压为零，非故障相对地电压基本不变，仍接近于相电压。目前我国电压等级为110kV及以上，380/220V三相四线制的系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式。8.用户供电系统电力用户供电系统由用户内部变配电所、供电线路和用电设备等组成，其中变配电所是电力系统的一个终端降压变配电所。电力用户供电系统的供电电压一般在110KV及以下。大多为国家电网供电，也可建立自备发电站。9.决定供电质量的主要指标决定用户供电质量的主要指标为电压、频率和可靠性。第二章10用户供电系统设计的基本要素11设备安装容量、工作制、负荷持续率设备安装容量PN（亦称设备功率）是指连续工作的用电设备铭牌上的标称功率PE。连续工作制和短时工作制的设备容量 : PN.M=PE断续周期工作制的设备容量：电动机统一换算到FC=25%时的额定功率电焊机及电焊变压器的设备安装容量统一换算到FC100%时的额定容量12负荷曲线13平均负荷、最大负荷、有效负荷与计算负荷在供电系统设计中，将等效负荷称为计算负荷Pc，从等效的含义上讲， “半小时最大平均负荷”就是等效负荷即计算负荷。对于筹建中的电力用户，计算负荷则是根据统计规律按照一定的计算方法得到的半小时最大平均负荷的假想值。14负荷系数、利用系数、需要系数与形状系数负荷系数 负荷系数是指平均负荷与最大负荷之比，它反映了负荷的平稳程度。负荷系数常分为有功负荷系数a和无功负荷系数b 利用系数Kx定义为用电设备组在最大负荷工作班内消耗的平均负荷Pav与该设备组的总安装容量PN之比需要系数Kd定义为用电设备组的最大负荷Pmax（或P30）与该设备组的总安装容量PN之比形状系数Kz定义为有效负荷Pe与平均负荷Pav之比15年最大负荷利用小时数年最大负荷利用小时数Tmax是这样一个假想时间：电力负荷按照最大负荷Pmax持续运行Tmax时间所消耗的电能恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能Wa。16负荷计算：需要系数法17功率因数及要求高压供电的工业用户和高压供电装有带负荷调压装置的电力用户，功率因数应达到0.9以上，其他用户功率因数应在0.85以上。 18无功补偿的方式和补偿容量的计算补偿无功功率的方法主要有以下三种：并联电容器补偿，同步电动机补偿，动态无功功率补偿 19线路电压损失、负荷距、电压与负荷容量和输送距离的关系线路电压损失：1、一个集中负荷线路的电压损失 2.带多个集中负荷线路的电压损失 20负荷等级(1) 一级负荷（关键负荷） 突然停电将关乎人身生命安全，或在经济上造成重大损失，或在政治上造成重大不良影响者。 (2)二级负荷（重要负荷） 突然停电将在经济上造成较大损失，或在政治上造成不良影响者。 (3)三级负荷（一般负荷） 不属于一级和二级负荷者。21变压器的选择、过负荷能力、经济运行变压器的选择：具体内容：选用低损耗节能型普通变压器或有载调压变压器：总降压变压器可选用有载调压型，车间变压器选用普通型。双绕组变压器或三绕组变压器：具有三级高压的大型工厂变电所，如通过主变压器各侧的功率达到该变压器容量的15以上，宜采用三绕组变压器。变压器的台数：根据供电条件、负荷性质、用电容量和运行方式等综合确定。变压器的容量：除了考虑正常负荷外，还应考虑到变压器的过负荷能力和经济运行条件。变压器的绕组接线型式：依据中性点接地方式不同选择。Y/-11、 Y/Yn-0等。1 变压器的过负荷能力2变压器的经济运行22变电所主要电气设备，倒闸操作，电压、电流互感器，开关柜五防变电所的主要电气设备：由一次设备和二次设备组成：一次设备：指直接生产、输送和分配电能的设备。包括变压器、高压断路器、隔离开关、电抗器、并联补偿电力电容器、电力电缆、送电线路、母线等。又称为一次部分。二次设备：对一次设备的工作状态进行监视、测量、控制和保护的辅助电气设备称为二次设备。包括测量仪表、控制与信号回路、继电保护装置、制动装置以及远动装置等。又称为二次部分。这些设备通常由电压互感器、电流互感器、蓄电池组或低压电源供电。倒闸操作：指电气设备或电力系统由一种运行状态变换到另一种运行状态，由一种运行方式变换到另一种运行方式所进行的一系列的有序操作。常指：断路器和隔离开关的操作。倒闸操作规定：分闸时，先断QF，后断QS；合闸时，先合QS，后合QF。开关柜“五防”“五防”的概念 防止误分、合断路器。 防止带负荷分、合隔离开关。 防止带电挂（合）接地线（接地开关）。 防止带接地线（接地开关）合断路器（隔离开关）。 防止误入带电间隔。 23母线制母线是从配电变压器或电源进线到各条馈出线路之间的电气主干线，它起着从电源接收电能和给各馈出线分配电能的作用。母线制是指电源进线与各馈出线之间的连接方式。常用母线制主要有三种：单母线制、单母线分段制和双母线制。24总降压变电所的主接线：线路-变压器组接线、桥形接线25变电所主接线图的绘制变电所主接线图应说明：电源电压、电源进线回路数和线路结构；变电所的接线方式和运行方式；高压开关柜和低压配电屏的类型和电路方案；高低压电气设备的型号及规格；各条馈出线的回路编号、名称及容量等。26断路器的操作控制与信号回路、不对应、防跳、信号装置、操作电源、保护跳闸方式27配电网的接线方式、结构配电网常用的典型配电方式分为放射式、树干式和环式三种。工厂高低压配电网最普通的两种户外结构是架空线和电缆28导线截面的选择从满足正常发热条件看，要求通过导线或电缆的电流不应大于它的允许载流量。从满足机械强度条件看，要求架空导线的截面不应小于它的最小截面。从保证电压质量看，线路电压损失不应大于正常运行时允许的电压损耗。满足经济要求。对于35kV及110kV高压供电线路，其截面主要按照经济电流密度来选择，但应按允许载流量来校验。对于工厂内较短的高压线路，可不进行电压损耗的校验。车间内动力线路一般按照允许载流量来选择截面。照明线路一般按照电压损耗来选择。 29电能节约的途径，降低电能损耗的途径，供电系统的节电措施，削峰填谷电能节约的途径：降低供电系统的电能损耗，提高供电效率。降低生产中的电能消耗，提高电能的生产利用率 降低电能损耗的主要途径有变压器的经济运行、线路的经济运行、供电系统负荷的经济调配、无功功率补偿等。 在输送同等电能的条件下，Tmax越大或功率因数越高，则计算负荷越小。变压器和线路中的电能损耗就越小。因此，可通过负荷经济调配来平稳负荷、通过装设电容器来补偿无功这两种措施达到节能的目的。 在时间上对负荷进行调整，削峰填谷，使负荷曲线接近均衡。第三章30短路的类型、计算短路电流的目的短路电流研究目的：选择：导体和设备校验：短路时能承受瞬时冲击及热效应整定和保护：出现短路时能迅速和准确地切除故障确定限流措施：是否串联电抗器确定合理的主接线方式：分列运行和并列运行31产生非周期分量的原因32短路全电流最大值的条件（1）短路前电路处于空载状态，即（2）短路回路为纯感性回路，即回路的感抗比电阻大得多，可以近似认为阻抗角 ；（3）短路瞬间电源电压过零值，即初始相角 。33短路电流计算：标幺值法34感应电动机对短路电流的影响35电气设备的选择和校验电气设备选择的一般原则按正常工作条件下选择额定电流、额定电压及型号等，按短路情况下校验热稳定和动稳定。（1） 按正常工作条件选择电气设备 （二）按短路情况进行校验:1短路动稳定校验2短路热稳定校验（三）电气设备的选择与校验:1. 断路器2.高压隔离开关的选择3.电流互感器4.电压互感器的选择5.母线的选择第四章36电力系统继电保护的基本要求（1） 可靠性:不误动；不拒动。 (2)灵敏性:保护装置对其保护区内发生故障或不正常运行状态的反应能力称为灵敏性，用灵敏系数（ks）来衡量。（3）选择性 :当供电系统发生故障时，离故障点最近的保护装置应先动作，切除故障，而供电系统的其他无故障部分继续运行，满足这一要求的动作就叫有选择性。 （4）速动性为了减小由于故障引起的损失，减少用户在故障时低电压下的工作时间，以及提高电力系统运行的稳定性，要求继电保护在发生故障时尽快动作将故障切除。注意：必须在满足选择性的基础上 结论：四个方面相互联系又相互矛盾。可靠性最重要。灵敏性直接影响可靠性。快速性是尽量要求的，有时不要求选择性影响快速性。选择性通过装置的可靠性和时间的合理配合实现，能最大限度地减小停电范围。37继电器、继电特性、返回系数继电器是一种能自动执行断、续控制的部件，当其输入量达到一定值时，能使其输出的被控制量发生预计的状态变化，如触点打开、闭合，或电平由高变低、由低变高等，具有对被控电路实现“通”、“断”控制的作用。电磁式电流继电器及其继电特性： 动作电流Iop过电流继电器线圈中的使继电器动作的最小电流。 返回电流Ire过电流继电器线圈中的使继电器由动作状态返回到起始位置的最大电流。 无论起动和返回，继电器的动作都是明确的，它不可能停留在某一个中间位置，这种动作特性常称之为“继电特性”。 动作时限（由时间继电器预先调整）与故障电流的大小无关，是固定的，所以其保护特性称为“定时限特性”。返回系数：kre=Ire/Iop38电流互感器的接线方式电流互感器的接线方式是指作为相间短路的过电流保护用的电流继电器与电流互感器二次线圈之间的连接方式。分为三种：三相完全星形接线方式,两相不完全星形接线 ,两相电流差接线接线系数kkx ：指通过继电器的电流 IK与电流互感器二次电流 ITA.2的比值，即： kkx IKITA.2 。 39过电流保护的保护原理(p94)、动作电流整定、灵敏系数校验、时限配合 当流过被保护元件中的电流超过预先整定的某个数值时，保护装置启动，并用时限保证动作的选择性，使断路器跳闸或给出报警信号，这种继电保护称为过电流保护。 动作电流整定：1为保证在正常情况下过电流保护绝对不动作，显然保护装置的起动电流必须整定得大于该线路上出现的最大负荷电流；2同时还必须考虑在外部故障切除后电压恢复，负荷自起动电流作用下保护装置必须能够返回，其返回电流应大于负荷自起动电流。3一般情况下，负荷自起动电流大于最大负荷电流，因此往往以负荷自起动电流决定过电流保护的起动电流。 过电流保护灵敏系数的校验 ：定时限过电流保护的灵敏系数是以其保护末端最小短路电流Ikmin与动作电流Iop之比ks来衡量，要求ks1.31.5。对于中性点不接地的供电系统，最小短路电流出现在最小运行方式下末端两相短路时的短路电流， 故 ：k=Ik.min/Iop 时限配合：40电流速断保护的保护原理、动作电流整定、灵敏系数校验41三段式保护1.过电流保护和电流速断保护 2零序电流保护 3变压器的过负荷保护 42瓦斯保护（p104）、差动保护的保护原理(p107)、差动保护的不平衡电流43微机保护算法(p121)，比率制动式差动保护(p125)，二次谐波制动(p125)供电系统微机保护中的一些基本算法：（1）半周绝对值积分算法 ；（2）全周傅里叶算法；（3）突变量起动判据的算法 第五章44电气设备的保护接地(p130)、保护接零、漏电保护(p139)为保证人体触及意外带电的电气设备时的人身安全，而将电气设备的金属外壳进行接地即为保护接地（又称安全接地）。1、 IT系统 2、 TT系统 3.TN系统 45共同接地、重复接地的作用(p138)46直击雷、感应雷和雷电波入侵的防护(p141)避雷针是防止直击雷的有效措施。一定高度的避雷针（线）下面，有一个安全区域，此区域内的物体基本上不受雷击。我们把这个安全区域叫做避雷针的保护范围。避雷器是用来防止线路的感应雷及沿线路侵入的过电压波对变电所内的电气设备造成的损害。它一般接于各段母线与架空线的进出口处，装在被保护设备的电源侧，与被保护设备并联 第六章47电能质量的核心，影响电压质量的因素 电压质量是电能质量的核心。影响电压质量的主要因素有：负荷无功功率或无功功率变化量；电网短路容量或电网等效电抗。负荷无功功率或无功变化量越大，对电压质量的影响越大；电网短路容量越大，则负荷变化对电网电压质量的影响越小。 48变压器分接头调节(p155)、中枢点调压方式、电压调节的方法中枢点调压方式：常调压：不管中枢点的负荷怎样变动，都要保持中枢点的电压偏差为恒定值；逆调压：在最大负荷时，升高母线电压，在最小负荷时，降低母线电压。电压调节的方法:对于电力用户的供配电系统，电压偏差调节主要以下两方面入手。1. 减小线路电压损失:合理地减少系统的阻抗，减少系统的变压级数；尽量保持系统三相平衡；使高压线路深入负荷中心；采用多回路并联供电；设置无功补偿装置等。 2. 合理选择变压器的分接头49电压波动和闪变、电压波动值的影响因素，抑制措施 电压波动是指电压在系统电网中作快速短时的变化。电压波动值，以用户公共供电点的相邻最大与最小电压方均根值之差对电网额定电压UN的百分值表示。 闪变是指人眼对灯闪的主观感觉。引起灯光（照度）闪变的波动电压，称为闪变电压。 电压波动是由于负荷急剧变动的冲击负荷所引起 抑制电压波动和闪变的主要措施有：采用合理的接线方式，对负荷变化剧烈的大型设备，采用专用线或专用变压器供电；提高供电电压；减少电压损失；增大供电容量；减少系统阻抗；增加系统的短路容量等方法，对抑制电网的电压波动和闪变能起到良好的作用。在系统运行时，也可以在电压波动严重时减少、甚至切除引起电压波动的负荷。50谐波源、谐波危害，谐波评价指标，谐波抑制方法，滤波原理谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整倍数，也称为高次谐波。 系统中的主要谐波源可分为两大类：含半导体非线性元件的谐波源；含电弧和铁磁非线性设备的谐波源。 谐波对几乎所有连接于电网的电气设备都有损害，主要表现为产生谐波损耗，使设备过热以及谐波过电压、加速设备绝