電氣工程基礎(chǔ)知識(shí)講義

1、1電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻與二次調(diào)頻。一次調(diào)頻：由發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器 （所有發(fā)電機(jī)組均裝有調(diào)速器， 所以除已滿載的機(jī)組外， 每 臺(tái)機(jī)組均參加頻率的一次調(diào)整） 來完成，按發(fā)電機(jī)組調(diào)速器的靜態(tài)頻率特性自動(dòng) 完成。頻率的一次調(diào)整：由發(fā)電機(jī)組的調(diào)速器自動(dòng)實(shí)現(xiàn)的不改變變速機(jī)構(gòu)位置的調(diào)節(jié)過 程就是頻率的一次調(diào)整。 這一調(diào)節(jié)是有差調(diào)節(jié)， 是對第一種負(fù)荷變動(dòng)引起的頻率 偏差進(jìn)行的調(diào)整。二次調(diào)頻：由發(fā)電機(jī)組的調(diào)頻器完成， 使發(fā)電機(jī)組的靜態(tài)特性平行上移， 以保證頻率偏差在 允許范圍內(nèi)。由主調(diào)頻廠和輔助調(diào)頻廠來完成。頻率的二次調(diào)整： 在電力負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)， 僅靠發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)頻率特性而引起 的一次調(diào)頻是不能恢復(fù)原運(yùn)行頻率的

2、， 為使頻率保持不變， 需運(yùn)行人員手動(dòng)或自 動(dòng)操作調(diào)速器， 使發(fā)電機(jī)的頻率特性平行地上下移動(dòng)， 進(jìn)而調(diào)整負(fù)荷， 使頻率不 變。保持系統(tǒng)頻率不變是由一次調(diào)整和二次調(diào)整共同完成的。頻率的三次調(diào)整： 即有功功率的經(jīng)濟(jì)分配。 按最優(yōu)化準(zhǔn)則分配預(yù)計(jì)負(fù)荷中的持續(xù) 分量部分，安排系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)各有關(guān)發(fā)電廠按給定的負(fù)荷曲線發(fā)電，在各發(fā)電廠、 各發(fā)電機(jī)組之間最優(yōu)分配有功功率負(fù)荷2電力系統(tǒng)中樞點(diǎn)電壓的調(diào)節(jié)方式：逆調(diào)壓，恒調(diào)壓，順調(diào)壓 3電力系統(tǒng)的無功電源、電壓調(diào)整的措施 無功電源：發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、靜止無功補(bǔ)償器、靜電電容器 電壓調(diào)整的措施：改變發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁調(diào)壓； 改變變壓器變比； 改變電力網(wǎng)的無功功率分布； 改變

3、輸 電線路參數(shù)。但是，需要注意的是，在無功不足的系統(tǒng)中，不能用改變變壓器變 比的辦法來改善用戶的電壓質(zhì)量， 否則會(huì)顧此失彼， 不能從根本上解決全系統(tǒng)的 調(diào)壓問題。4、諧振過電壓：電力系統(tǒng)中一些電感、電容元件在系統(tǒng)進(jìn)行操作或發(fā)生故障時(shí) 可形成各種振蕩回路， 在一定的能源下， 會(huì)產(chǎn)生串聯(lián)諧振現(xiàn)象， 導(dǎo)致系統(tǒng)某些元 件出現(xiàn)嚴(yán)重的過電壓。5、發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的頻率靜態(tài)特性：當(dāng)系統(tǒng)頻率變化時(shí)，發(fā)電機(jī)組的調(diào)速系統(tǒng) 將自動(dòng)地改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量或水輪機(jī)的進(jìn)水量， 以增減發(fā)電機(jī)組的出力， 這種 反映由頻率變化而引發(fā)發(fā)電機(jī)組出力變化的關(guān)系， 叫發(fā)電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)的頻率靜態(tài) 特性。6、逆調(diào)壓方式：在最大負(fù)荷時(shí)提高中樞點(diǎn)電

4、壓以抵償因線路上最大負(fù)荷而增大 的電壓損耗， 在最小負(fù)荷時(shí)將中樞點(diǎn)電壓降低一些以防止負(fù)荷點(diǎn)的電壓過高。 這 種中樞點(diǎn)的調(diào)壓方法稱為逆調(diào)壓。 在最大負(fù)荷時(shí)， 使中樞點(diǎn)電壓比線路額定電壓 高 5% ，在最低負(fù)荷時(shí)，使中樞點(diǎn)電壓下降至線路的額定電壓，大多能滿足用戶 要求。7、恒調(diào)壓：如果負(fù)荷變動(dòng)較小，即將中樞點(diǎn)電壓保持在較線路額定電壓高2%-5%）的數(shù)值，不必隨負(fù)荷變化來調(diào)整中樞點(diǎn)的電壓仍可保證負(fù)荷點(diǎn)的電 壓質(zhì)量，這種調(diào)壓方法叫恒調(diào)壓或常調(diào)壓。8、順調(diào)壓：如負(fù)荷變化甚小，或用戶處于允許電壓偏移較大的農(nóng)業(yè)電網(wǎng)，在最 大負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓低一些（不得低于線路額定電壓的102.5%），在最小負(fù)荷時(shí)允許中

5、樞點(diǎn)電壓高一些（不得高于線路額定電壓的 107.5%）。在無功調(diào)整手 段不足時(shí)，可采取這種調(diào)壓方式，但一般應(yīng)避免采用。9、大接地電流系統(tǒng)：中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中，發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地短路 電流很大，這種系統(tǒng)稱為大接地電流系統(tǒng)。10、小接地電流系統(tǒng)中，消弧線圈的三種補(bǔ)償方式為欠補(bǔ)償 、 全補(bǔ)償、過補(bǔ)償。小接地電流系統(tǒng)一般以過補(bǔ)償為補(bǔ)償方式。11、電力系統(tǒng)的頻率靜態(tài)特性取決于負(fù)荷的頻率靜態(tài)特性和發(fā)電機(jī)的頻率靜態(tài)特 性。12、電力系統(tǒng)的頻率調(diào)整需要分工和分級(jí)調(diào)整， 即將所有電廠分為主調(diào)頻廠、 輔 助調(diào)頻廠、非調(diào)頻廠三類。 主調(diào)頻廠負(fù)責(zé)全系統(tǒng)的頻率調(diào)整工作， 輔助調(diào)頻廠負(fù) 責(zé)只有當(dāng)頻率超出某一規(guī)定值

6、后才參加頻率調(diào)整工作， 非調(diào)頻廠在正常時(shí)帶固定 負(fù)荷。13、電力系統(tǒng)的調(diào)峰是指為滿足電力系統(tǒng)日負(fù)荷曲線的需要， 對發(fā)電機(jī)組出力所 進(jìn)行的調(diào)整。14、電壓監(jiān)測點(diǎn)是指作為監(jiān)測電力系統(tǒng)電壓值和考核電壓質(zhì)量的接點(diǎn)。 電壓中樞 點(diǎn)是指電力系統(tǒng)重要的電壓支撐點(diǎn)。15、電壓調(diào)整方式一般分為逆調(diào)壓、恒調(diào)壓、順調(diào)壓。16、并聯(lián)電容器補(bǔ)償調(diào)壓是通過提高負(fù)荷的功率因數(shù)， 以便減少通過輸電線路的 無功功率來達(dá)到調(diào)壓目的的17、并聯(lián)電容器增加了系統(tǒng)的無功功率， 其容量與電壓平方成正比， 其調(diào)壓效果 隨電壓上升顯著增大，隨電壓下降顯著下降。18、系統(tǒng)無功功率的平衡應(yīng)本著分層、分區(qū)和就地平衡的原則。19、電力系統(tǒng)過電壓的類

7、型分為：大氣過電壓、工頻過電壓、操作過電壓、諧振 過電壓。20、避雷線和避雷針的作用：防止直擊雷。避雷器的作用：防護(hù)大氣過電壓和操作過電壓。21、不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地時(shí)，接地時(shí)間要求不能超過 2 小時(shí)。22、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有： 中性點(diǎn)直接接地 、 中心點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地、 中性點(diǎn)不接地。23、諧振過電壓分為線性諧振過電壓、鐵磁諧振過電壓、參數(shù)諧振過電壓。24、在我國， 110kV 及以上的系統(tǒng)中性點(diǎn)采用直接接地方式， 60kV 及以下系統(tǒng) 中性點(diǎn)采用不直接接地方式。25、小接地電流系統(tǒng)發(fā)供電可靠性高，對絕緣的水平要求也高。26、變壓器中性點(diǎn)接地運(yùn)行方式的安排，應(yīng)盡量保持變電所零序阻抗基

8、本不變。27、變壓器中性點(diǎn)放電間隙保護(hù)應(yīng)在變壓器中性點(diǎn)接地刀閘斷開后投入。28、變壓器中性點(diǎn)零序過電流保護(hù)和間隙過電壓保護(hù)不得同時(shí)投入。29、系統(tǒng)電壓調(diào)整的常用方法有幾種？答：（1）增減無功功率進(jìn)行調(diào)壓，如發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器調(diào)壓。（2）改變有功功率和無功功率的分布進(jìn)行調(diào)壓，如調(diào)壓變壓器、改變變壓器分解頭調(diào)壓。（30改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行調(diào)壓， 如串聯(lián)電容、 投停并列運(yùn)行變壓器、 投?？蛰d或青載高壓線路調(diào)壓。 特殊情況下有時(shí)采用調(diào)整用電負(fù)荷或限電的方法調(diào)整電壓30、電力系統(tǒng)過電壓分幾類？其產(chǎn)生原因及特點(diǎn)是什么？ 答：（1）大氣過電壓。由直擊雷引起，特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間短暫，沖擊性強(qiáng)，與雷

9、擊 活動(dòng)強(qiáng)度有直接關(guān)系，與設(shè)備電壓等級(jí)無關(guān)。因此， 220kV 以下系統(tǒng)的絕緣水平 往往由防止大氣過電壓決定。 （2）工頻過電壓： 由長線路的電容效應(yīng)及電網(wǎng)運(yùn)行 方式的突然改變引起， 特點(diǎn)是持續(xù)時(shí)間長， 過電壓倍數(shù)不高， 一般對設(shè)備絕緣危 險(xiǎn)性不大，但在超高壓、遠(yuǎn)距離輸電確定絕緣水平時(shí)起重要作用。 （ 3）操作過電 壓：由電網(wǎng)內(nèi)開關(guān)設(shè)備操作引起， 特點(diǎn)具有隨機(jī)性， 但在不利情況下過電壓倍數(shù) 較高。因此， 330kV 及以上超高壓系統(tǒng)的絕緣水平往往由防止操作過電壓決定。 諧振過電壓： 由系統(tǒng)電容及電感組成諧振回路時(shí)引起， 特點(diǎn)是過電壓倍數(shù)高、 持 續(xù)時(shí)間長。31 、電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t是什么？ 答

10、：電網(wǎng)無功補(bǔ)償?shù)脑瓌t是電網(wǎng)無功補(bǔ)償應(yīng)基本上按分層分區(qū)和就地平衡原則考 慮，并應(yīng)能隨負(fù)荷或電壓進(jìn)行調(diào)整， 保證系統(tǒng)各樞紐變的電壓在正常和事故后均 能滿足規(guī)定的要求，避免經(jīng)長距離線路或多級(jí)變壓器傳送無功功率。32、什么是系統(tǒng)電壓監(jiān)測點(diǎn)、中樞點(diǎn)？有何區(qū)別？電壓中樞點(diǎn)一般如何選擇?答 :監(jiān)測電力系統(tǒng)電壓值和考核電壓質(zhì)量的節(jié)點(diǎn) ,稱為電壓監(jiān)測點(diǎn)。電力系統(tǒng)中重 要的電壓支撐節(jié)點(diǎn)稱為電壓中樞點(diǎn)。因此 ,電壓中樞點(diǎn)一定是電壓監(jiān)測點(diǎn) ,而電壓 監(jiān)測點(diǎn)卻不一定是電壓中樞點(diǎn)。電壓中樞點(diǎn)的選擇原則是 :1） 區(qū)域性水、火電廠的高壓母線 （高壓母線有多回出 線）;2）分區(qū)選擇母線短路容量較大的220kV變電站母線；3）

11、有大量地方負(fù)荷的 發(fā)電廠母線。33、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式有幾種 ?什么叫大電流、 小電流接地系統(tǒng) ?其劃分標(biāo)準(zhǔn)如何?答：我國電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式主要有兩種 ,即:1、中性點(diǎn)直接接地方式 （包括 中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式 ）。 2、中性點(diǎn)不直接接地方式 （包括中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈 接地方式 ）。中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng) （包括中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng) ）,發(fā)生單相接地故障時(shí) ,接地 短路電流很大 ,這種系統(tǒng)稱為大接地電流系統(tǒng)。中性點(diǎn)不直接接地系統(tǒng) （包括中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng) ）,發(fā)生單相接地故 障時(shí) ,由于不直接構(gòu)成短路回路 ,接地故障電流往往比負(fù)荷電流小得多,故稱其為小接地電流系統(tǒng)。在我國劃分標(biāo)準(zhǔn)為

12、:X0/X1 冬4的系統(tǒng)屬于大接地電流系統(tǒng)，X0/X1 > 45 的系統(tǒng)屬于小接地電流系統(tǒng)注:X0為系統(tǒng)零序電抗,X1為系統(tǒng)正序電抗。34、電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地和不直接接地系統(tǒng)中,當(dāng)發(fā)生單相接地故障時(shí)各有什么特點(diǎn)?答:電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式主要分兩類 ,即直接接地和不直接接地。直接接地系 統(tǒng)供電可靠性相對較低。這種系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí) ,出現(xiàn)了除中性點(diǎn)外的 另一個(gè)接地點(diǎn) ,構(gòu)成了短路回路 ,接地相電流很大 ,為了防止損壞設(shè)備 ,必須迅速切 除接地相甚至三相。不直接接地系統(tǒng)供電可靠性相對較高 ,但對絕緣水平的要求 也高。因這種系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí) ,不直接構(gòu)成短路回路 ,接地相電

13、流不大 , 不必立即切除接地相 ,但這時(shí)非接地相的對地電壓卻升高為相電壓的1.7倍。35、小電流接地系統(tǒng)中 ,為什么采用中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地 ?答 :小電流接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí) ,接地點(diǎn)將通過接地故障線路對應(yīng)電壓等級(jí)電網(wǎng)的全部對地電容電流。如果此電容電流相當(dāng)大 ,就會(huì)在接地點(diǎn)產(chǎn)生間歇 性電弧,引起過電壓 ,使非故障相對地電壓有較大增加。在電弧接地過電壓的作用 下 ,可能導(dǎo)致絕緣損壞 ,造成兩點(diǎn)或多點(diǎn)的接地短路 ,使事故擴(kuò)大。為此 ,我國采取的措施是 :當(dāng)小電流接地系統(tǒng)電網(wǎng)發(fā)生單相接地故障時(shí) ,如果接地電容電流超過一定數(shù)值（35kV電網(wǎng)為10A,10kV電網(wǎng)為10A,36kV電網(wǎng)為30A

14、）, 就在中性點(diǎn)裝設(shè)消弧線圈 ,其目的是利用消弧線圈的感性電流補(bǔ)償接地故障時(shí)的 容性電流 ,使接地故障點(diǎn)電流減少 ,提高自動(dòng)熄弧能力并能自動(dòng)熄弧 ,保證繼續(xù)供 電。36、在直接接地系統(tǒng)中，當(dāng)線路發(fā)生單相接地短路時(shí)，零序保護(hù)動(dòng)作于跳閘。37、調(diào)整消弧線圈的分頭， 使感性電流等于容性電流， 即使 IL=IC ，稱為全補(bǔ)償； 如使 IL>IC ，稱為過補(bǔ)償；如使 IL <IC ，稱為欠補(bǔ)償。38、電力系統(tǒng)中的無功電源有三種，調(diào)相機(jī)、電容器和同步發(fā)電機(jī)。39、頻率主要取決于系統(tǒng)中有功功率的平衡。頻率偏低表示發(fā)電功率不足。40、電力系統(tǒng)無功容量不足必將引起電壓普遍下降。41、變壓器中性點(diǎn)接地

15、屬于工作接地。42、電壓調(diào)整有哪些方法？ 答：電壓調(diào)整的方法： 電壓調(diào)整，必須根據(jù)系統(tǒng)的具體要求，在不同的結(jié)點(diǎn)，采用不同的方法。（1） 增減無功功率進(jìn)行調(diào)壓，如發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器調(diào) 壓。2） 改變有功和無功的重新分布進(jìn)行調(diào)壓，如調(diào)壓變壓器、改變變壓器分接頭的調(diào)壓 （ 3） 改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行調(diào)壓，如串聯(lián)電容器、停投并列運(yùn)行變壓器的調(diào)壓。43、中性點(diǎn)接地方式有幾種 ?什么叫大電流、小電流接地系統(tǒng) ? 答：我國電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式主要有兩種，即：（ 1）中性點(diǎn)直接接地方式（包括中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地方式） 。（ 2）中性點(diǎn)不接地方式（包括中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式） 。中性點(diǎn)直接接地

16、系統(tǒng)（包括中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地系統(tǒng)） ，發(fā)生單相接地故障時(shí)， 接地短路電流很大，這種系統(tǒng)稱為大接地電流系統(tǒng)。中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)（包括中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)） ，發(fā)生單相接地故障時(shí)， 由于不構(gòu)成短路回路， 接地故障電流往往比負(fù)荷電流小得多， 故稱其為小接地電 流系統(tǒng)。44、小電流接地系統(tǒng)中，為什么采用中性點(diǎn)消弧線圈接地 ?答： 中性點(diǎn)非直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地點(diǎn)將通過接地線路對應(yīng) 電壓等級(jí)電網(wǎng)的全部對地電容電流。 如果此電容電流相當(dāng)大， 就會(huì)在接地點(diǎn)產(chǎn)生 間歇性電 弧，引起過電壓，從而使非故障相對地電壓極大增加。在電弧接地過 電壓的作用下，可能導(dǎo)致絕緣損壞，造成兩點(diǎn)或多點(diǎn)的接地短路，使

17、事故擴(kuò)大。 中性點(diǎn)裝設(shè)消弧 線圈的目的是利用消弧線圈的感性電流補(bǔ)償接地故障時(shí)的容性 電流，使接地故障電流減少，以致自動(dòng)熄弧，保證繼續(xù)供電。45怎樣根據(jù)電壓的變化來判斷是 10kV 線路接地，還是壓變設(shè)備異常？ 答： 10kV 線路單相接地，接地相電壓為零，兩健全相電壓升高為線電壓。壓變 設(shè)備發(fā)生異常，通常高壓或低壓一相熔絲熔斷，熔斷相所接的表計(jì)指示要降低， 未熔斷相電壓指示不會(huì)升高46、10kV 線路發(fā)生單相接地的處理原則？ 答： 要根據(jù)供電線路的長短、運(yùn)行質(zhì)量、負(fù)荷的重要性來決定拉路順序。一般 先拉供電半徑較長、 非重要負(fù)荷的線路、 再拉運(yùn)行質(zhì)量較好的城區(qū)線路。 有特別 要求的重要 用戶，要

18、與之聯(lián)系后方可拉路。有自動(dòng)裝置的要視其動(dòng)作原理和作 用考慮是否先將其停用再拉路。 確定了接地線路后， 對城區(qū)和重要負(fù)荷的線路可 以帶接地故障運(yùn)行 兩小時(shí)，進(jìn)行帶電查線。47、當(dāng)10kV母線發(fā)生單相接地，在所有線路輪流拉路一遍后仍然沒有找到故障 線路，是什么原因？答：（1）兩條線路同時(shí)發(fā)生單相接地。（2）10kV母線或母線上設(shè)備發(fā)生單相接地。48、小接地系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)出現(xiàn)的異常現(xiàn)象為什么不會(huì)波及到經(jīng)變壓 器與故障相連接的其它電壓等級(jí)的網(wǎng)絡(luò)中去？答：因?yàn)樵摼W(wǎng)絡(luò)發(fā)生單相接地故障時(shí)， 故障相只有另序電流， 而另序電流是不能 通過以Y/或線的變壓器的，所以出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象不會(huì)波及到經(jīng)變壓器與故障相 連接的其它電壓