电力工程基础知识总结

1、各类专业好文档，值得你下载，教育，管理，论文，制度，方案手册，应有尽有第一章概述1电力系统：通过各级电压的电力线路，将发电厂、 变电所、电力用户连接起来的一个整体，起着电能的产生、输送、分配和消耗的作用。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叫做电力网， 它由变电所和各种不同电压等级的电力线路组成，可分为地方电力网、区域电力网、超高压远距离输电网三种 类型。3建立大型电力系统（联合电网）的优点：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。4电 力系统运行的首要任务是： 满足用户对供电

2、可靠性的要 求。5电能质量：指电压、频率和波形的质量。6变电所：联系发电厂和电力用户的中间环节，由电力变压器和配电装置组成，起着变换电压、分配和交换电能的作 用。7衡量电能质量的指标： 频率偏差（我国电力系 统的额定频率是 50Hz，正常允许偏差为正负 0.2Hz，当 电网容量较小时，可以放宽到正负0.5Hz ）电压偏差电压波动与闪变（电压波动是由负荷急剧变化引起 的）谐波（危害：使变压器和电动机的铁芯损耗增加， 引起局部过热，同时振动和躁动增大，缩短使用寿命； 使线路的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

3、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的计量不准； 对附近的通信线路产生信 号干扰，从而使数据传输失真等） 三相不平衡（危害： 三相不平衡电压或电流按对称分量法产生的负序分量 会对系统中电气设备的运行产生不良影响。例如使电动机产生一个反向转矩，从而降低了电动机的输出转矩， 使电动机效率降低，同时使电动机的总电流增大，使绕组温升增高，加速绝缘老化，缩短使用寿命。对于变压 器，由于三相电流不平衡当最大相电流达到变压器额定 电流时，其他两项电流均低于额定值， 从而使其容量得 不到充分利用。对多相整流装置，三相电压不对称将严 重影响多相触发脉冲的对称性， 使整流设

4、备产生更多的 高次谐波，进一步影响电能质量。 此外，负序电流分量 偏大还有可能导致一些用于负序电流的继电保护和自 动装置的误动，威胁电力系统的安全运行）。8电力系统中性点的运行方式主要有三种中性点不接地（此接地系统仅适用于单相接地电容电流不大的小电网）中性点经消弧线圈接地中性点直接接地（或经低电阻接地）（在380/220V系统中，一般都采用此种接地方式） 9课后6消弧线圈的补偿方式有几种 ？ 一般采用那种 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

5、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】 第二章负荷计算与无功功率补偿1负荷计算：求计算负荷这项工作叫做负荷计算。2电力负荷按对供电可靠性的要求可分为三级：一级负荷：中断供电将造成人身伤亡， 或重大设备损坏且难以 修复，或在政治、经济上造成重大损失者均属于一级负 荷。应由两个独立电源供电。对特别重要的一级负荷， 两个独立电源应来自不同的地点。 独立电源是指若干电 源中任一电源发生故障或停止供电时，不影响其他电源继续供电，同时具备下列两个条件的发电厂或变电所的 不同母线段，均属独立电源：每段母线的电源来自不 同发电机母线段之间无联系

6、，或虽有联系但在其中一 段发生故障时，能自动将其联系断开， 不影响另一段母线继续供电。二级负荷：中断供电将造成设备局部破 坏或生产流程紊乱且较长时间才能恢复，或大量产品报废、重点企业大量减产，或在政治、经济上造成较大损 失者均属于二级负荷。 二级负荷应由两回线路供电。 三级符合：所有不属于一级和二级的一般电力负荷，均属于三级符合。三级符合对供电电源无特殊要求，允许较长时间停电，可用单回线路供电。3负荷曲线：表征 电力负荷随时间变动情况的一种图形。按负荷性质不同可分为有功负荷曲线和无功负荷曲线。4年最大负荷利用小时数 Tmax是一个假想时间，在此时间内，用户 以年最大负荷 Pmax持续运行所消耗

7、的电能恰好等于全 年实际消耗的电能。Tmax为1显然年负荷曲年线越平坦Tmax值越大；反之，年负荷曲线越陡 Tmax越小。因此Tmax的大小说明了用 户用电的性质，也说明了用户符合曲线的大致趋势。对于相同类型的用户， 尽管Pamx有所不同，但Tmax却是 基本接近的，这是生产流程大致相同的缘故。所以Tmax亦是反应用电规律性的参数。5平均负荷Pav:指电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，Pav=Wt/t，式中 Wt为时间t内消耗的电能量。|6负荷系数：平均负荷 与最大负荷的比值叫做负荷系数KI=Pav/Pmax,也称负荷率，又叫负荷曲线填充系数，它是表征负荷变化规律 的一个参数,其值愈大，说

8、明负荷曲线越平坦，负荷波 动越小。7计算负荷：根据已知的用电设备安装容量确 定的、按发热条件选择导体和电气设备时所使用的一个 假想负荷，计算负荷产生的热效应与实际变动负荷产生 的热效应相等。【确定计算负荷为正确选择供配电系统 中的导线、电缆、开关电器、变压器等提供技术参数】 8确定计算负荷的方法需要系数法：计算简单方便， 对于任何性质的企业负荷均适用，且计算结果基本上符 合实际，尤其对各用电设备容量相差较小且用电设备数量较多的用电设备组，因此，这种方法是世界上普遍使用的确定计算负荷的方法。二项式系数法：应用局限 性较大，主要适用于设备台数较少而容量差别悬殊较大 的场合。利用系数法单位产品耗电量

9、法。9用暂载率（负荷持续驴）£来表示反复短时工作制用电设备的 工作繁重程度。暂载率是指设备工作时间与工作周期的 百分比值：£ =t/T X 100%=t/（t+t0） X 100% 10提高功率因数的方法有提高自然功率因数和功率因 数的人工补偿法两种方法。 提高自然功率因数真确选 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。第三章电力网1电力网按其职能分为输电网和配电网两种类型。2电力网的接线方式按其布置方式可分为放射式、干线式、 链式、环式、两端供电式；按其对负荷供电可靠性的要 求可分为无备用接线和有备用

10、接线。13两端供电网络在 有备用接线方式中最为常见，其供电可靠性较高，但这种接线方式必须有两个独立电源。4干线式接线分为直 接连接干线式和串联型干线式两种类型。直接连接干线式：优点是线路敷设比较简单，变电所出线回路数少， 高压配电装置和线路投资较小，有色金属消耗量低， 比较经济。缺点是供电可靠性差。 这种接线方式只能用于 向三级负荷配电，且分支数目不宜过多， 变压器容量也 不宜过大。5电力线路按结构可分为架空线路、电缆线路两种。6档距：同一线路上相邻两个杆塔之间的水平 距离称为架空线路的档距 |弧垂：导线悬挂在杆塔的绝 缘子上，自悬挂点至导线最低点的垂直距离。7输电线路的等效电路一字型等效线路

11、，对于长度不超过 100km电压在35kv及以下的架空线路和线路不长的电 缆线路，线路的电导和电纳均忽略不计。T型等效电 路，对于长度在100-300km的架空线路（电压等级一般 在110-220kv之间）和长度不超过 100km的电缆线路， 线路的电纳已不可忽略，常采用 T型等效电路。8电压降落是指线路始末端电压的相量差电压损失是指线路始末端电压的代数差9输电线路导线截面选择的基本原则：发热条件（保证导线在通过正常最大负荷电流时产生的发热温度不 超过其正常运行时的最高允许温度）电压损失条件（按允许电压损失来选择导线截面，使线路电压损失低于允许值，以保证供电质量）机械强度条件经济条 件电晕条件

12、。根据设计经验对于区域电力网，通常先按经济电流密度选择导线截面，然后再校验机械强度和电晕条件对于地方电力网，通常先按允许电压损失条件选择导线截面， 以保证用户的电压质量， 然后再 校验机械强度和发热条件对于低压配电网，通常先按发热条件选择导线截面， 然后再校验机械强度和电压损 失。10按发热条件算则三相系统中的相线截面时，应 使导线的允许载流量Ia1不小于通过相线的计算电流I30 即 Ia1I30第四章 短路电流及其计算1短路：电力系统正常情况以外的一切相与相或相与地 之间发生通路的情况。短路是电力系统中最常见和最严 重的一种故障。短路的类型有三相短路、两相短路、单 相接地短路、两相接地短路。

13、|伴随短路的基本现象：电流剧烈增加，系统中的电压大幅度下降， 例如发生三相 短路时，短路点的电压降到零。短路所引起后果的具体表现短路电流的热效应短路电流的力效应影 响电气设备的正常运行破坏系统的稳定性造成电 磁干扰。对短路过程的研究举例： 选择合理的电气接线 图，选择有足够动稳定度和热稳定度的电气设备和载流 导体，合理配置各种继电保护和自动装置并正确而整定其参数等。2标幺制：把各个物理量均用标幺值来表示 的一种相对单位制。为了计算方便，常取基准容量 Sd=100MVA,基准电压用各级线路的平均额定电压， 即Ud=Uav线路平均额定电压：指线路始端最大额定 电压与线路末端最小额定电压的平均值。一

14、般取线路平均额定电压为其额定电压的1.05倍。3课后题：短路对电力系统的危害有：短路电流的热效应可使设备因过 热而损坏甚至烧毁；短路电流的力效应可引起设备机械 变形扭曲甚至损坏； 影响电气设备的正常运行， 造成产 品报废甚至设备损坏；会导致并列运行的发电厂失去同 步，破坏系统的稳定性；不对称接地短路所产生的不平 衡电流会对邻近的平行线路造成电磁干扰。课后什么 叫无限大容量系统？他有什么特征？【无限大容量系统亦称无限大功率电源， 是指系统的容量为无限大，内阻抗为零。它是一个相对概念， 真正的无限大功率电源是 不存在的】【特征：在电源外部发生短路时，电源母线 上的电压基本不变， 即认为它是一个恒压

15、源。 当电源内 阻抗不超过短路回路总阻抗的5%-10%寸，就可认为该电源是无限大功率电源】第五章变电所的一次系统1电气系统按其作用不同可分为一次系统和二次系统。 其中担负电能输送和分配任务的系统，称为一次系统（或一次回路），一次系统中的所有电气设备，成为一 次设备；对一次系统进行监视、控制、测量和保护的系 统，称为二次系统（或二次回路），二次系统中的所有 电气设备称为二次设备。2产生电弧的游离方式主要有 四种：高电场发射热电发射碰撞游离热游离。 3去游离主要有复合和扩散两种形式。4倒闸操作：先合上隔离开关，最后再合上断路器； 跳闸断电时，应先 断开断路器，最后再断开隔离开光。5电力变压器是变

16、电所最重要的一次设备， 其功能是将电力系统中的电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。电力变压器的种类有很多，按用途分，有升压变压器和降压变压器；按相数分，有单相变压器和三相变压器；按绕组材料分，有铜绕组变压器和铝绕组变压器；按绕组形式分，有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器； 按调压方式分，有无载调压变压器和有载调压变压器； 按绕组绝缘和冷却方式分，有油浸式、干式（环氧树脂 浇注绝缘）和充气式（SF6气体）变压器。6变压器采 用Dy nil联接有以下优点Dy nil联结变压器能有效 地抑制3的整数倍高次谐波电流的影响Dy nil联结变压器的零序电抗比YynO联结变压器小得多，因

17、此Dyn11联结变压器二次侧的单相接地短路电流比YynO联结变压器二次侧的单相接地短路电流大得多，从而更有利于低压测单相接地短路故障的切除Dy nil联结变压器承受单相不平衡负荷的能力远比YynO联结的变压器大。7互感器是一次回路与二次回路的联络元件， 在电力系统中专为测量和保护服务。分为电流互感器和电压互感器两大类。互感器在供配电系统中的作用是 使测量仪表、继电器等二次设备与主电路隔离使测量 仪表、继电器等标准化，有利于大批量生产使测量仪 表、继电器等二次设备的适用范围扩大。8成套配电装置是按一定的线路方案将有关一、二次设备组装而成的 一种成套设备的产品，供供配电系统作控制、监测和保 护之用

18、。其中安装有开关电器、 检测仪表、保护和自动 装置以及母线和绝缘子等。9高压开关柜按按开关电器 的安装方式分，有固定式和手车式（移开式）。10电气主接线图：按行业标准规定的设备图形符号和文字符 号，按电气设备的实际连接顺序绘制而成的接线图。11线路一一变压器单元接线的优点是接线简单，所用电气设备少，配电装置简单，节约投资。缺点是该单元中任 一设备发生故障或检修时，变电所要全部停电，供电可靠性都不高，只可供三级负荷。12高压断路器、高压隔离开关和高压负荷开关各有哪些功能？【高压断路 器：不仅能通断正常负荷电流， 而且能切断一定的短路 电流，并能在保护装置作用下自动跳闸，切除短路故障】【高压隔离开

19、关：隔离高压电源，保证人身和设备检修 安全，同时还具有倒闸操作和通断小电流的功能】【高压负荷开关：可以通断一定的负荷电流和过负荷电流， 有隔离开关的作用，但不能断开短路电流】第七章 变电所的监控系统和自动装置1操作电源：用来对断路器的分、合闸回路，继电保护 装置以及其他信号回路供电的电源。变电所的操作电源应能保证在正常情况下和事故情况下不间断供电，当电网发生故障时，能保证继电保护和断路器可靠动作，以及当断路器合闸时有足够的容量。 操作电源分为直流电 源和交流电源。2断路器的控制分为集中控制和就地控 制两类。3 （理解）断路器的控制回路应满足一下基本 要求断路器既能在远方由控制开关进行手动跳合闸

20、， 又能在继电保护和自动装置作用下自动跳合闸断路 器操作机构的跳合闸线圈是按短时通电设计制造的，当断路器跳闸或合闸完成后， 应能自动切断跳闸或合闸回 路，防止因通电时间过长而烧坏线圈控制回路应有指 示断路器跳闸与合闸的位置信号， 而且能够区分自动跳 闸或合闸与手动跳闸或合闸的位置信号应有防止断 路器多次连续跳合闸的跳跃闭锁装置应有指示断路 器控制回路完好性的监事信号在满足以上基本要求 的前提下，应力求简单、可靠。|4变电所的信号回路， 用来指示一次系统中电气设备工作状态的二次回路。按用途分为断路器位置信号、 事故信号和预告信号 【断路 器位置信号：用来指示断路器正常工作的位置状态，一般用红灯亮

21、表示断路器处于合闸位置，绿灯亮表示断路器处于跳闸位置】【事故信号：用来指示断路器事故跳闸时的状态，包括灯光信号（绿灯闪光）和音响信号（蜂 鸣器）】【预告信号：用来指示设备出现不正常运行时的 报警信号，该信号是区别于事故信号和音响信号（电 铃），同时有光字牌显示事故性质和地点】5 （理解）三相一次自动重合闸装置应满足以下基本要求：除遥控变电所外，应采用控制开关手柄位置与断路器位置“不对应原则”起动 ARD，即ARD的起动条件为“ SA在' 合闸后位置，而QF在'跳闸位置”手动跳闸时不应 重合，即当运行人员手动或遥控跳开断路器QF时，ARD不应起动手动合闸于故障线路不重合，即当手

22、动合闸于故障线路时，继电保护动作使断路器跳闸后， ARD不应动作ARD只能动作一次，以避免将断路器 多次重合到永久性故障上去 ARD动作后应能自动复 归，准备再次动作ARD的动作时间应尽可能短，以 减少临时停电时间，一般为0.51.5sARD应能实现重 合闸“后加速”或“前加速”，以便与继电保护配合。6（理解）备用电源自动投入装置应满足以下基本要求 工作电源不论何种原因断开（如工作电源故障或被错误 断开等），备用电源应能自动投入必须在工作电源确 已断开，而备用电源电压也正常时， 才允许投入备用电 源APD的动作时间应尽可能短，以利于电动机的自 启动ADP只能动作一次，以免将备用电源重复投入 到永久性故障上去当电压互感器的二次回路断线时， APD不应误动作若备用电源容量不足，应在APD动作的同时切除一部分次要符合。第九章 防雷、接地与电气安全1过电压：电力系统运行中，由于雷击