電氣工程基礎(chǔ)知識點整理

1、第一章1. 由生產(chǎn)、輸送、分配和消費電能的各種電氣設(shè)備連接在一起而組成的整體稱為電力系統(tǒng)。2. 輸送和分配電能的部分稱為電力網(wǎng)，或電力網(wǎng)絡(luò)， 包括升、降壓變壓器和各種電壓等級的輸電線路。電力網(wǎng)+發(fā)電機=電力系統(tǒng)（輸送，分配） 動力系統(tǒng)：包括所有，把水輪機也包進(jìn)去3. 輸送功率一定時，輸電電壓越高，電流越小，導(dǎo)線電阻一定時，導(dǎo)線損耗也相應(yīng)減小。理論上，輸電線路的輸電能力與輸電電壓的平方成正比。 V 2 Se4國家從設(shè)備設(shè)計制造角度考慮，為保證生產(chǎn)的系列性，R jX就規(guī)定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)的電壓等級，又稱額定電壓。3/6/10/35/110/220/330/5005. 同一個電壓等級下（同一行中），各

2、種設(shè)備的額定電壓并不完全相等6. 電壓等級越高，傳輸功率隨傳輸距離增大下降得越快。7. 我國規(guī)定電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz，簡稱工頻或基頻。頻率：50Hz 允許偏移：土 0.2土 0.5Hz與有功功率有關(guān)電壓：35kV及以上的允許偏差為± .5%10kV及以下的允許偏差為土7%與系統(tǒng)的無功功率有關(guān)波形：610kV供電電壓的波形畸變率不超過4%0.38kV供電電壓的波形畸變率不超過5%8. 每一個負(fù)荷都只能沿唯一的路徑取得電能的網(wǎng)絡(luò)，稱為開式網(wǎng)絡(luò)。有備用接線的網(wǎng)絡(luò)中，每一個負(fù)荷點至少通過兩條線路從不同的方向取得電能，統(tǒng)稱 為閉式網(wǎng)絡(luò)。第二章1. 電力線路包括：輸電線路和配電線路從結(jié)構(gòu)

3、上分為：架空線路、電纜線路2. 架空線路由導(dǎo)線、避雷線（即架空地線）、桿塔、絕緣子和金具等主要部件組成。3. 導(dǎo)線型號后的數(shù)字代表主要載流部分（非整根導(dǎo)線）額定截面積的平方毫米數(shù)4. 絕緣子片數(shù)越多，電壓等級越咼5. 在220kV及以上的超高壓架空線路上，為了減小電暈放電和單位長度電抗，普遍采用分裂導(dǎo)線。6分裂導(dǎo)線由數(shù)根相同的鋼芯鋁絞線并聯(lián)構(gòu)成，每相導(dǎo)線分裂成若干根，各根導(dǎo)線之間每隔一定長度用金具支撐，以固定尺寸。所用的導(dǎo)線根數(shù)稱分裂數(shù)，常用的有2、3和 4分裂。7.普通的分裂導(dǎo)線的分裂根數(shù)一般不超過4，而且是布置在正多邊形的頂點上。正多邊Deq形的邊長d稱為分裂間距，一般取40cm左右。葉一

4、2 Ds8.1 d>>Ds，二Dsb>Ds，二L分裂 <L單。日 分裂數(shù)越多， Qs越大I越小電抗越小。9. 電暈的出現(xiàn)與施加線路上的電壓有關(guān)，而與線路上通過的電流大小無關(guān)，電暈開始出現(xiàn)的電壓稱為臨界電壓。10. V d>>r， req>r，二C分裂>C單。電容C隨分裂數(shù)增大而增C二0.0241 10 6大0 D eqlgr11. 電納B也隨分裂數(shù)增大而增大。12. 例2-2有一 330kV架空輸電線路，導(dǎo)線水平排列，相間距離8m，每相采用2 XLGJQ-300分裂導(dǎo)線，分裂間距為400mm，計算直徑為 23.5mm，試求線路參數(shù)。r=31.5o

5、m mm2/km13.（1）當(dāng)架空線路>1000km，電纜線路>300km時，需要用金耐黎系數(shù)進(jìn)行修正；（2）當(dāng)架空線路<300km，電纜線路<50100km 時，各修正系數(shù)均可取1; （3） 35kV及更低電壓的架空線路，不計并聯(lián)導(dǎo)納。等值電路只有一個串聯(lián)阻抗Z; (4)工程計算中，當(dāng)線路>300km，用若干個串級聯(lián)接的p型等值電路來模擬，每一個 p型等值電路代替長度為200km300km的一段線路。采用修正系數(shù)時， 一個p型電路可以代替500km600km長的線路。(5)以上方法適應(yīng)于工頻下的穩(wěn)態(tài)計算。14. 近似參數(shù)的誤差隨線路長度而增大；電阻的誤差最大，電

6、抗次之，電納最??；修正值的誤差也隨線路長度而增大，但接近精確參數(shù)；即使線路電導(dǎo)為零，精確參數(shù)中仍有一個數(shù)值很小的電導(dǎo)15. 變比KT:變壓器兩側(cè)繞組的空載線電壓之比 注意：與同一鐵芯柱上的原副邊繞組匝數(shù)比不同Y-y 及 D-d : KT=V1N/V2N=w1/w2 Y-D : KT=V1N/V2N=(根號 3)w1/w216. 例2-4某降壓變電所有一臺 SFL1-20000/110型雙繞組變壓器，變比為 110/11，試驗 數(shù)據(jù)為DPS=135kW, VS%=10，.5DP0=22kW, 10%=0.8,試求變壓器歸算至高壓側(cè)的參數(shù)。17.三繞組變壓器額定容量：變壓器銘牌上的額定容量是指容量

7、最大的一個繞組的容量，也就是高壓繞組的容量。18.近似計算法：變壓器的變比的標(biāo)幺值用變壓器兩側(cè)的平均額定電壓做為基準(zhǔn)值。(121+110 ) /2=115kv全系統(tǒng)的基準(zhǔn)功率默認(rèn) Sb=100MV A第四章1. 自導(dǎo)納物理意義：是節(jié)點 i以外所有節(jié)點都接地時，單位值電壓作用下流入節(jié)點的電流值Yii - yi 0yj I，- Yj - yj (i - 1,2, , n)j互導(dǎo)納是節(jié)點j以外所有節(jié)點都接地時，單位值電壓作用下流入節(jié)點i的電流值2. 節(jié)點阻抗矩陣元素的物理意義：在節(jié)點i上注入一單位值電流，而其它節(jié)點的注入電流為零時，加在節(jié)點i上的電壓值即為自阻抗 Zii的值，節(jié)點k上的電壓值即為節(jié)點

8、i和節(jié)點k之間的互阻抗 Zki。(1) Zii為從i點看進(jìn)去的對地總阻抗(2) Zij<Zii(3) Zij工0滿矩陣 Zij無法直觀求解第九章1. 負(fù)荷定義：系統(tǒng)中所有電力用戶的用電設(shè)備所消耗的電功率總和稱為電力系統(tǒng)負(fù)荷(綜合用電負(fù)荷)。2綜合用電負(fù)荷加上電力網(wǎng)的功率損耗就是各發(fā)電廠應(yīng)該供給的功率，稱為電力系統(tǒng)的供電負(fù)荷。供電負(fù)荷再加上發(fā)電廠廠用電消耗的功率，就是各發(fā)電廠應(yīng)該發(fā)出的功率，稱為電力系統(tǒng)的發(fā)電負(fù)荷。3. 表達(dá)電力負(fù)荷隨時間變動情況的曲線圖形稱為負(fù)荷曲線。4一般火力發(fā)電廠承擔(dān)基本負(fù)荷(穩(wěn)定不用調(diào))。不一定，看十三章5. 年最大負(fù)荷曲線：把一年內(nèi)每月(或每日)的最大負(fù)荷抽取出來

9、按年繪成曲線，描述一一年內(nèi)每月(或每日)最大有功功率負(fù)荷的變化，為年最大負(fù)荷曲線。6. 年持續(xù)負(fù)荷曲線：按一年中系統(tǒng)負(fù)荷的數(shù)值大小及其持續(xù)小時數(shù)順序排列而繪制成的曲線稱為年持續(xù)負(fù)荷曲線。7. 當(dāng)所涉及的節(jié)點電壓幅值變化范圍過大時，采用靜態(tài)模型將會使計算誤差過大。8. 反映負(fù)荷動態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型一般都由微分方程和代數(shù)方程組成；9. 改變環(huán)網(wǎng)功率分布的措施(1) 裝設(shè)混合型加壓調(diào)壓變壓器；(2) 串聯(lián)電容補償；(3) 開環(huán)運行；(4) FACTS 裝置。第十二章1.運行中要消耗無功功率的負(fù)荷，即無功負(fù)荷。無功損耗包括電力線路上的無功損耗和變壓器的無功損耗。無功負(fù)荷Q-V特性曲線:(1) 在額定電壓

10、附近，消耗的無功功率隨電壓降低而低，電壓升高而高；明顯低于額定值，消耗的無功功率隨電壓的下降而上升；(3)與受載系數(shù)b有關(guān)，b高，Qs高。變壓器的無功損耗在系統(tǒng)的無功需求中占有相當(dāng)?shù)谋戎?。變壓器的無功損耗電壓特性與異步電動機的相似。2. (1 ) 35kV及以下，一般消耗無功功率。(2) 110kV及以上，傳輸功率較大時，無功負(fù)載。110kV及以上，傳輸功率較小時，無功電源。3. 向系統(tǒng)發(fā)出感性無功功率的電源為無功電源。(1)發(fā)電機;(2)無功補償裝置;(3)110kV及以上電壓線路的充電功率發(fā)電機只有在額定狀態(tài)下運行時，視在功率才能達(dá)到額定值。降低功率因數(shù)，無功功率輸出將受轉(zhuǎn)子電流的限制。高

11、功率因數(shù)受有功出力限制。無功補償裝置：同步調(diào)相機靜電電容器靜止無功補償器靜止無功發(fā)生器4同步調(diào)相機實質(zhì)上相當(dāng)于專用的空載運行的大容量同步電動機 同步調(diào)相機優(yōu)點：一.(1) 平滑地改變輸出(或吸收)的無功功率；(2) 有利于提高穩(wěn)定性。缺點：(1) 運行維護(hù)比較復(fù)雜；響應(yīng)速度慢；(2) 有功功率損耗較大；(3) 投資費用較大(4) 響應(yīng)速度較慢。靜電電容器優(yōu)點：(1) 單位容量費用最低；(2) 有功功率損耗最小(約為額定容量的0.3%0.5%);(3) 運行維護(hù)最簡單；(4) 就地補償；(5) 改變?nèi)萘?、拆遷方便。缺點：調(diào)節(jié)性能比較差。靜止無功補償器：由靜電電容器和電抗器并聯(lián)組成。當(dāng)作恒電壓的無

12、功功率電源。 優(yōu)點：(1) 快速、平滑地調(diào)節(jié)無功功率；(2) 運行維護(hù)簡單；(3) 功率損耗較?。?4) 分相補償；(5) 適應(yīng)沖擊負(fù)荷。靜止無功發(fā)生器(靜止同步補償器)貴死了！缺點少 優(yōu)點：(1) 響應(yīng)速度更快；(2) 運行范圍更寬；(3) 諧波電流含量更少；(4) 電壓較低時仍可向系統(tǒng)注入較大的無功電流；(5) 儲能元件(如電容器)的容量小。需要裝設(shè)5.超高壓輸電網(wǎng)的線路分布電容產(chǎn)生大量的無功功率，I從系統(tǒng)安全運行考慮,并聯(lián)電抗器予以吸收。6. 無功功率平衡所有無功電源可發(fā)無功功率應(yīng)該大于或等于負(fù)荷、變壓器、電力線路消耗的無功功率之和。必須配置一定的無功備用容量，一般取最大無功負(fù)荷的7%8

13、%。無功功率平衡方程式Qgc-Qld-Ql=QgsQgc無功電源G,C總出力;Qld無功負(fù)荷;Ql無功損耗；Qres無功備用盡量避免通過電網(wǎng)元件大量地傳送無功功率。無功功率就地補償7.35kV及以上供電電壓正、負(fù)偏移的絕對值之和不超過額定電壓的10%，如供電電壓上下偏移同號時，按較大的偏移絕對值作為衡量依據(jù)；10kV及以下三相供電電壓允許偏移為額定電壓的士.7%；220V單相供電電壓允許偏移為額定電壓的+7%和-10%。8. 在電力系統(tǒng)的大量節(jié)點中選擇一些具有代表性的節(jié)點加以監(jiān)視、控制，如果這些節(jié)點的電壓滿足要求，則該節(jié)點鄰近的其他節(jié)點的電壓基本上也滿足要求，這些節(jié)點稱為電壓監(jiān)視中樞點。電壓中

14、樞點一般選擇在：(1) 區(qū)域性發(fā)電廠的高壓母線；(2) 有大量地方性負(fù)荷的發(fā)電廠母線；(3) 區(qū)域變電所的二次母線。9. 發(fā)電機調(diào)壓(1) 是充分利用發(fā)電機設(shè)備，無需額外投資的調(diào)壓手段；(2) 對于供電線路不長、電壓損耗不大的系統(tǒng)，是最經(jīng)濟(jì)合理的調(diào)壓方式；(例如逆調(diào)壓)(3) 主要用于滿足近處地方負(fù)荷電壓質(zhì)量的要求。問題：(1)難以解決線路較長、供電范圍較大、有多級變壓的供電系統(tǒng)的電壓調(diào)整問題。(2) 發(fā)電機端電壓的調(diào)節(jié)受發(fā)電機無功功率極限的限制(3) 若干發(fā)電廠并聯(lián)運行時，調(diào)節(jié)發(fā)電機母線電壓會引起無功功率的重新分配 發(fā)電機調(diào)壓為輔助性調(diào)壓措施10. 串聯(lián)電容器：(1) 補償用的串聯(lián)電容器是專

15、門生產(chǎn)的串聯(lián)電容器。(2) 調(diào)壓效果隨負(fù)荷增大而增大，負(fù)荷減小而減小。(3) 通常用在供電電壓為35kV或10kV、負(fù)荷波動大而頻繁、功率因數(shù)很低的配電線 路上。11.綜合調(diào)壓：(1) 發(fā)電機調(diào)壓不需要增加費用，滿足近處地方負(fù)荷的調(diào)壓，無功功率輸出不應(yīng)超過 允許限值。(2) 無功功率充裕，選擇變壓器的分接頭來調(diào)壓。 當(dāng)QX/V分量在電壓損耗中比重大時，并聯(lián)電容補償和串聯(lián)電容補償?shù)恼{(diào)壓效果明顯。并聯(lián)補償減少Q(mào),串聯(lián)補償減少X。(4) 對于10kV及以下電壓級的電力網(wǎng)，按允許電壓損耗來選擇導(dǎo)線截面。第十三章1. 我國電力系統(tǒng)的額定頻率fN為50Hz，頻率偏差范圍為土 .(0.20.5)Hz。用百分

16、數(shù)表示為士 (0.41)%。2. 電力系統(tǒng)的頻率變化是由于有功負(fù)荷的變化引起的。3.類型特征原因調(diào)節(jié)方式I變化幅度很小、變化周期短(<10s)隨機小負(fù)荷的變化一次調(diào)整(調(diào)速)II變化幅度較大、變化周期長(10s<t<3min )電弧爐、電力機車二次調(diào)整(調(diào)頻)III變化幅度最大、變化緩慢的持續(xù)變動負(fù)荷生產(chǎn)、生活規(guī)律、氣象三次調(diào)整(按最優(yōu)化準(zhǔn)則分配負(fù)荷)3. 頻率特性，是指有功功率-頻率靜態(tài)特性，常常稱為功頻靜特性。4. 系統(tǒng)處于運行穩(wěn)態(tài)時，系統(tǒng)中有功負(fù)荷隨頻率的變化特性稱為負(fù)荷的靜態(tài)頻率特性5. (1) x f 0，如照明、電阻爐、整流負(fù)荷等；(2) xf 1，如壓縮機、切削

17、機床等；(3) xf 2，如變壓器中的渦流損耗；(4) xf 3，如通風(fēng)機、靜水頭阻力不大的循環(huán)水泵等；(5) xf i,如靜水頭阻力很大的給水泵。6. (1)負(fù)荷靜態(tài)頻率特性曲線整體上呈現(xiàn)非線性關(guān)系。(2)在額定頻率附近，系統(tǒng)負(fù)荷與頻率呈線性關(guān)系。 A*PK 二 Pd/PDN 二D* = f N8. D * K dPf / f nf*DN說明：(1 )系統(tǒng)頻率變化時，負(fù)荷參與對頻率的調(diào)節(jié)；(2) Kd*的變化取決于全系統(tǒng)各類負(fù)荷的比重，不能整定；(3 )通常取值KD*=13 ；(4) Kd*的具體數(shù)據(jù)常由試驗或計算得到。(5) Kd*是考慮按頻率減負(fù)荷方案和低頻率事故時用一次切除負(fù)荷來恢復(fù)頻

18、率 的計算依據(jù)。9. 當(dāng)調(diào)速器的調(diào)節(jié)過程結(jié)束，建立新的穩(wěn)態(tài)時，發(fā)電機的有功出力同頻率之間的關(guān)系稱為發(fā)電機組的功頻靜態(tài)特性。10. 離心式機械液壓調(diào)速系統(tǒng)組成：1飛擺 2錯油門 3油動機 4同步器123調(diào)速器；234調(diào)頻器11. (1)負(fù)荷增大，轉(zhuǎn)速略有下跌；一次調(diào)節(jié)是有差調(diào)節(jié)(2)負(fù)荷增大，發(fā)電機組輸出功率增加。12. 頻率的一次調(diào)整：對應(yīng)著增大的負(fù)荷，發(fā)電機組輸出功率增加，頻率低于初始值； 反之，如果負(fù)荷減小，則調(diào)速器調(diào)節(jié)的結(jié)果使機組輸出功率減小，頻率高于初始值。13. Ka心）負(fù)號表示頻率下降時發(fā)電機組有功出力增加。一舛2） d或Kg是可以整定的。對相同的功率變化，調(diào)差系數(shù)d越小，Kg越大

19、，則頻率偏移也越小。14. 負(fù)荷變化引起頻率偏差時，系統(tǒng)中凡裝有調(diào)速器又留有可調(diào)容量的發(fā)電機組都自動參加頻率調(diào)整，這就是電力系統(tǒng)頻率的一次調(diào)整。一次調(diào)整為有差調(diào)節(jié)。15. 一次調(diào)頻的圖中看出：1）負(fù)荷增加，頻率下降，發(fā)電機按有差調(diào)節(jié)特性增加輸出；2）負(fù)荷實際取用的功率因頻率的下降而有所減小。16. 系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率K=Kg+Kda）K表示在計及發(fā)電機組和負(fù)荷的調(diào)節(jié)效應(yīng)時，引起頻率單位變化的負(fù)荷變化量。b）K可以確定在允許的頻率偏移范圍內(nèi)，系統(tǒng)所能承受的負(fù)荷變化量。c）K的數(shù)值越大，負(fù)荷增減引起的頻率變化就越小，頻率越穩(wěn)定。17. 系統(tǒng)的備用系數(shù)1kr PgnPDN18. 系統(tǒng)中有功功率電源的

20、出力不僅應(yīng)滿足在額定頻率下系統(tǒng)對有功功率的需求，并且為了適應(yīng)負(fù)荷的增長，還應(yīng)該有一定的備用容量。19. 在計算Kg時，若第j臺機組已滿載運行，當(dāng)負(fù)荷增加時應(yīng)取KGj=O。20. 調(diào)差系數(shù)越小（K越大）的機組增加的有功出力（相對于本身的額定值）就越多21. 系統(tǒng)的單位調(diào)節(jié)功率K*愈大，頻率就愈穩(wěn)定；備用容量較小時，K*也較??；一次調(diào)整適應(yīng)于變化幅度較小、變化周期較短的負(fù)荷變化。22. 電力系統(tǒng)頻率的二次調(diào)整由主調(diào)頻廠承擔(dān)，調(diào)頻機組通過同步器調(diào)整機組的功頻靜特性，改變機組的有功功率輸出，以承擔(dān)系統(tǒng)變化的負(fù)荷，實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)。23. 二次調(diào)頻：負(fù)荷增大，機組輸出功率增大，頻率不變。負(fù)荷減小，機組輸出功

21、率減小，頻率不變。K _ w -人叮24.（1）二次調(diào)整不能改變K的數(shù)值； 由于dPGS，對于相同的df,系統(tǒng)能承受的dPDO增加了；dPDO- dPGS=O時，df=O，無差調(diào)節(jié)。25. 若互聯(lián)系統(tǒng)發(fā)電功率的二次調(diào)整增量DPG能同全系統(tǒng)負(fù)荷增量 DPD相平衡，則可實現(xiàn)無差調(diào)節(jié)，即 Df=O ;否則，將出現(xiàn)頻率偏移。26. 滬ab =一 GA ） 1） A系統(tǒng)無功率缺額，聯(lián)絡(luò)線上的由 A流向K A +K BB的功率要增大；反之，如B系統(tǒng)無功率缺額，聯(lián)絡(luò)線上由A流向B的功率要減小。（2）deltaP ab=O的條件 deltaP ab最大的條件27. 主調(diào)頻廠：一般是 12個電廠，負(fù)責(zé)全系統(tǒng)的頻

22、率調(diào)整（即二次調(diào)整）輔助調(diào)頻廠：在系統(tǒng)頻率超過某一規(guī)定的偏移范圍時才參與頻率的調(diào)整，這樣的電廠一般也只有少數(shù)幾個；非調(diào)頻廠：在系統(tǒng)正常運行情況下按預(yù)先給定的負(fù)荷曲線發(fā)電。28. 選擇：（1）應(yīng)擁有足夠的調(diào)整容量及調(diào)整范圍；（2）調(diào)頻機組具有與負(fù)荷變化速度相適應(yīng)的調(diào)整速度；（3）調(diào)整出力時負(fù)荷安全及經(jīng)濟(jì)的原則。29. 枯水季節(jié)，宜選水電廠作為主調(diào)頻廠，火電廠中效率較低的機組則承擔(dān)輔助調(diào)頻的 任務(wù)；在豐水季節(jié)，為了充分利用水力資源，避免棄水，水電廠宜帶穩(wěn)定的負(fù)荷，而 由效率不高的中溫中壓凝汽式火電廠承擔(dān)調(diào)頻任務(wù)。30. 有功功率平衡：電力系統(tǒng)內(nèi)所有電源輸出的有功功率必須與系統(tǒng)內(nèi)所有的用電設(shè)備 消耗的有功功率加上輸配電網(wǎng)中所有元件損耗的有功功率相等。31. 為保證供電可靠性和電能質(zhì)量、以及有功功率的經(jīng)濟(jì)分配，發(fā)電廠必須有足夠的備用容量。一般要求備用容量達(dá)最大負(fù)荷的15%30%。32. 備用容量按形式：旋轉(zhuǎn)備用（熱備用）：系統(tǒng)中運行著的發(fā)電機的最大可發(fā)功率與實際所發(fā)功率之差。冷備用：設(shè)備完好而未運轉(zhuǎn)的發(fā)電設(shè)備