武大電氣工程基礎(chǔ)讀書筆記

1、電氣工程基礎(chǔ)（上）讀書筆記第一章 概論一、電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位一次能源：由自然界提供的能源，如：煤炭、石油、天然氣、水能、核能、風(fēng)能等。二次能源：由一次能源轉(zhuǎn)換而成的能源，如：電能等。電力工業(yè)：把一次能源轉(zhuǎn)換成供人們直接使用的電能產(chǎn)業(yè)。電力工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位：國民經(jīng)濟每增長1%，電力工業(yè)要相應(yīng)增長1.3%1.5%才能為國民經(jīng)濟其他各個部門的快速發(fā)展提供足夠動力。二，電力網(wǎng)、電力系統(tǒng)和動力系統(tǒng)的劃分相關(guān)概念：電力網(wǎng)：由各類降壓變電所、輸電線路和升壓變電所組成的電能傳輸和分配的網(wǎng)絡(luò)。電力系統(tǒng)：由發(fā)電機、電力網(wǎng)和負荷所組成的統(tǒng)一整體。動力系統(tǒng)：由帶動發(fā)電機轉(zhuǎn)動的動力部分、發(fā)電機、升壓變電所

2、、輸電線路、降壓變電所和負荷等環(huán)節(jié)構(gòu)成的整體。三，發(fā)電廠發(fā)電廠：將一次能源轉(zhuǎn)換為電能的工廠。按所用能源將發(fā)電廠劃分如下幾類：火力發(fā)電廠水力發(fā)電廠核電廠風(fēng)力發(fā)電廠地?zé)岚l(fā)電廠潮汐發(fā)電廠太陽能發(fā)電廠四，電力網(wǎng)電力網(wǎng)作用：輸送、控制和分配電能。電力網(wǎng)電壓等級我國國家標準規(guī)定的額定電壓等級：3、6、10、20、35、63、110、220、330、500、750和1000kV，均指三相交流系統(tǒng)的線電壓。高壓輸電的原因：當輸送的功率一定時，線路的電壓越高，線路中通過的電流就越小，所用的導(dǎo)線截面積就可以減小，用于導(dǎo)線的投資就減少，而且線路中的功率損耗、電能損耗和電壓損耗就會相應(yīng)降低。電氣設(shè)備的額定電壓用電設(shè)備

3、的額定電壓用電設(shè)備的額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓要一致。為使電氣設(shè)備有良好的運行性能，國家標準規(guī)定各級電網(wǎng)電壓在用戶出的電壓偏差不能超過±5%.發(fā)電機的額定電壓由于發(fā)電機總是在線路的首端，所以它的額定電壓應(yīng)比電網(wǎng)額定電壓高5%，用于補償電網(wǎng) 的電壓損失。變壓器的額定電壓a、變壓器一次繞組的額定電壓等于電網(wǎng)的額定電壓，但是，當變壓器一次繞組直接與發(fā)電機的出線端相連時，其一次繞組的額定電壓應(yīng)與發(fā)電機的額定電壓相同。b、變壓器二次繞組的額定電壓應(yīng)比同級電網(wǎng)的額定電壓高10%，但是，當變壓器的二次側(cè)輸電距離較短，或變壓器阻抗較小時，則變壓器二次繞組的額定電壓可比同級電網(wǎng)的額定電壓高5%。電力網(wǎng)的

4、類型五，電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的優(yōu)點合理利用資源，提高系統(tǒng)運行的經(jīng)濟效益可以減少總負荷的峰值，充分利用系統(tǒng)的裝機容量，減小備用容量可以大大提高供電的可靠性和電能質(zhì)量可以采用高效率的大容量發(fā)電機電力系統(tǒng)運行的特點電能的生產(chǎn)和使用是同時完成的，所以電能難以儲藏是電能生產(chǎn)的最大特點正常輸電過程和故障過程都非常迅速具有較強的地區(qū)性特點與國民經(jīng)濟各部門關(guān)系密切對電力系統(tǒng)運行的基本要求基本要求可以簡單概括為：安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟。保證供電的安全可靠電力用戶分為三類（一類用戶、二類用戶和三類用戶），當系統(tǒng)發(fā)生事故，出現(xiàn)供電不足情況時，應(yīng)首先切除三類用戶的用電負荷，以保證一類、二類用戶的用電。保證電能的良好質(zhì)量頻

5、率、電壓和波形是電能質(zhì)量的三個基本指標。系統(tǒng)的頻率主要取決于系統(tǒng)的有功功率的平衡，節(jié)點電壓主要取決于系統(tǒng)中無功功率的平衡，波形質(zhì)量問題是由諧波污染引起。我國規(guī)定的電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz，大容量系統(tǒng)允許頻率偏差±0.2Hz，中小容量系統(tǒng)允許頻率偏差±0.5Hz。35kV及以上線路的額定電壓允許偏差±5%；10kV線路額定電壓允許偏差±7%，電壓波形為正弦形，其波形總畸變率不大于4%，380V/220V線路額定電壓允許偏差±7%，電壓波形總畸變率不大于5%。保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性保證運行人員和電氣設(shè)備工作的安全保證電力系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性第二章

6、 電力系統(tǒng)的負荷電力系統(tǒng)的用戶：電力系統(tǒng)中的用電設(shè)備，如電動機、電爐、家用電器等。綜合負荷：電力系統(tǒng)用戶用電設(shè)備所消耗的電功率的總和，簡稱負荷。供電負荷：綜合負荷加上電力網(wǎng)的功率損耗。發(fā)電負荷：供電負荷與發(fā)電廠的廠用電之和。一， 負荷的表示方法負荷功率復(fù)數(shù)功率：（單相） （三相） P 為有功功率，Q為無功功率，復(fù)數(shù)功率的模為視在功率。負荷曲線基本概念：負荷曲線：描述在某一段時間內(nèi)用電負荷大小隨時間變化規(guī)律的曲線。日負荷曲線曲線的最大值和最小值分別代表日最大負荷和日最小負荷。日有功負荷曲線所圍成的面積為電力系統(tǒng)的日用電量。日平均負荷：負荷率：最小負荷系數(shù)：日負荷曲線的作用：安排日發(fā)電計劃、確定各

7、發(fā)電廠發(fā)電任務(wù)、系統(tǒng)的運行方式和計算用戶日用電量等。年負荷曲線年負荷曲線：年最大負荷曲線和年持續(xù)負荷曲線。年負荷曲線作用：用于制定發(fā)電設(shè)備的檢修計劃和新建或擴建電廠容量提供依據(jù)。最大負荷利用時間：二，負荷特性與模型負荷特性：電力系統(tǒng)綜合負荷取用功率隨系統(tǒng)運行參數(shù)（主要是電壓和頻率）變化而變化，反映此變化規(guī)律的曲線或數(shù)學(xué)表達式成為負荷特性。分為靜態(tài)特性和動態(tài)特性。靜態(tài)特性：反映電壓和頻率緩慢變化時負荷功率的變化特性。動態(tài)特性：反映電壓和頻率急劇變化時負荷功率的變化特性。研究負荷特性的方法有：實測法和辨識法。負荷靜態(tài)特性多項式負荷靜態(tài)特性冪函數(shù)式負荷靜態(tài)特性恒定阻抗式負荷靜態(tài)特性負荷動態(tài)特性動態(tài)特

8、性通常分為：機械暫態(tài)過程、機電暫態(tài)過程和電磁暫態(tài)過程。三，電力系統(tǒng)中的諧波主要諧波參數(shù)含有諧波的電壓和電流的有效值諧波分析中的特征量諧波含量諧波總畸變率諧波含有率含有諧波時的有功功率和功率因數(shù)有功功率功率因數(shù)諧波源含電弧和鐵磁非線性設(shè)備的諧波源整流和換流電子器件所形成的諧波源諧波的危害使旋轉(zhuǎn)電機附加損耗增加、出力降低、絕緣老化諧波電流流入變壓器將因集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，在變壓器繞組中引起附加銅耗謝波電壓作用在對頻率敏感的電容元件上，會出現(xiàn)嚴重過電流、導(dǎo)致發(fā)熱、介質(zhì)老化和損壞高次諧波電流流過電抗器，會形成過高電壓降，使電抗器匝間絕緣受損高次諧波電流流過輸電線，線電阻會因集膚效應(yīng)而增加，加大線路損耗

9、諧波電壓和電流會對電工儀表的測量正確造成影響供電線路中的諧波產(chǎn)生的電磁場會影響到通信線路第三章 電力系統(tǒng)主設(shè)備元件一， 電力變壓器的等值電路及參數(shù)計算雙繞組變壓器參數(shù)：短路電阻、短路電抗、勵磁電導(dǎo)和勵磁電納短路電阻短路電抗勵磁電導(dǎo)勵磁電納公式中的各量的單位：短路損耗、空載損耗為kW，額定電壓為kV，額定容量為kVA。三繞組變壓器導(dǎo)納支路的參數(shù)計算公式與雙繞組變壓器相同，短路參數(shù)注意按容量變比進行計算。三繞組布置方式：升壓布置：中壓繞組、低壓繞組、高壓繞組降壓布置：低壓繞組、中壓繞組、高壓繞組自耦變壓器計算方法公式與雙繞組變壓器相似，注意短路參數(shù)要按容量變比進行換算。變壓器的型等值電路二， 輸電

10、線路架空線路架空線路由導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子串和金具組成。導(dǎo)線與避雷線導(dǎo)線的作用：傳導(dǎo)電流、輸送電能。導(dǎo)線應(yīng)具備的條件：具有良好的導(dǎo)電性能、柔軟且有韌性、具有足夠的機械強度和抗腐蝕性能。導(dǎo)線的常用材料：銅、鋁。分裂導(dǎo)線的作用：防止電暈（增大導(dǎo)線面積），減小線路感抗。避雷線用于將雷電流引入大地，對線路進行直擊雷的保護。避雷線常采用鋼絞線或銅線（超高壓大接地電流系統(tǒng)）。桿塔桿塔分類按用途分：直線桿塔、耐張桿塔、終端桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔、跨越桿塔和換位桿塔。按材料分：木桿、鋼筋混凝土桿和鐵塔。絕緣子金具金具：架空線路中使用的所有金屬部件的總稱。電纜線路電纜：將導(dǎo)電芯線用絕緣層及保護層包裹后，敷設(shè)于地下

11、、水中、溝槽等處的電力線路。優(yōu)點：占地面積小，受外力破壞的概率低、供電可靠、對人身較安全、使城市美觀。電纜結(jié)構(gòu)：包括導(dǎo)體、絕緣層和保護層電纜分類：按芯數(shù)分：單芯、三芯、四芯等；按內(nèi)保護層結(jié)構(gòu)分：三相統(tǒng)包型、屏蔽型和分相鉛包型。電纜附件：電纜的連接頭和終端盒。三相對稱運行時電力線路的參數(shù)計算電阻：反映線路通過電流是產(chǎn)生的有功功率損耗電抗（電感）：反映載流線路周圍產(chǎn)生的磁場效應(yīng)其中、m為每相導(dǎo)線分裂根數(shù)。電導(dǎo)：反映電暈現(xiàn)象產(chǎn)生的有功功率損失為實測三相電暈損耗總功率。電納（電容）：反映載流線路周圍產(chǎn)生的電場效應(yīng)電力線路的等值電路一字型等值電路使用條件：線路長度不超過100km的架空線路及不長的電纜線

12、路，工作電壓不高。忽略線路電納和電導(dǎo)。形和T形等值電路使用條件：線路長度在100300km之間的架空線路或長度不超過100km的電纜線路。三，高壓開關(guān)電器隔離開關(guān)：只起隔離電壓的作用不需要開斷電流的開關(guān)電器。負荷開關(guān)：用于開斷和關(guān)合負載電流的開關(guān)電器。斷路器：既能開斷負載電流又能開斷短路電流的開關(guān)電器。電弧是一種等離子體。開關(guān)電弧的產(chǎn)生和熄滅電弧產(chǎn)生：消游離方式：擴散方式和復(fù)合方式電弧熄滅交流電弧的特點：電流每半個周期經(jīng)過零值一次，在電流經(jīng)過零值時，電弧會自動熄滅。電弧熄滅后，雖然電源已不再向電弧間隙輸入熱能，但弧隙中仍存在游離粒子，不能立即恢復(fù)到完全絕緣的狀態(tài)。斷口介質(zhì)強度的恢復(fù)：斷口耐壓能

13、力隨時間增長的過程。斷口電壓恢復(fù)：斷口電壓隨時間變化的過程。提高開關(guān)熄弧能力的主要方法：加速斷口介質(zhì)強度的恢復(fù)速度并提高其數(shù)值。提高開關(guān)熄弧能力的措施：采用絕緣性能高的介質(zhì)；提高觸頭的分斷速度或斷口數(shù)目；采用各種結(jié)構(gòu)的滅弧裝置來加強電弧的冷卻。高壓斷路器組成部分：開斷部分，包括導(dǎo)電和出頭系統(tǒng)及滅弧室；操動和傳動部分；絕緣部分。其核心是開斷部分中的滅弧室。種類（按滅弧介質(zhì)分）：油斷路器、壓縮空氣斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器、固體產(chǎn)氣斷路器。油斷路器滅弧原理：（以自能式縱吹滅弧為例）滅弧室分自能式和外能式。吹弧方式分縱吹和橫吹。六氟化硫斷路器優(yōu)點：六氟化硫氣體有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能，斷路

14、器檢修周期長，無火災(zāi)危險。真空斷路器真空電弧為金屬蒸汽電弧。真空斷路器優(yōu)點：真空絕緣性能好，觸頭開距可以較小，能延長斷路器的機械壽命；真空滅弧能力強，開斷時觸頭表面燒損輕微；結(jié)構(gòu)簡單，維修工作量小，無火災(zāi)危險，無環(huán)境污染。高壓負荷開關(guān)高壓熔斷器熔斷器判斷短路電流大小的能力取決于熔件的熱特性：時間電流特性和最小熔化電流。高壓隔離開關(guān)隔離開關(guān)作用：使電力系統(tǒng)中運行的各種高壓電器設(shè)備與電源間形成可靠的絕緣間隔，以便對退出運行的設(shè)備進行試驗和檢修。四，高壓互感器互感器的任務(wù)：把高電壓和大電流按比例地變換成低電壓和小電流；把電力系統(tǒng)處于高電位的部分與處于低電位的測量儀表和繼電保護部分分開，保證運行人員和

15、設(shè)備的安全?；ジ衅鞣诸悾弘妷夯ジ衅骱碗娏骰ジ衅鳌y量準確度是表征互感器性能的重要指標。絕緣方式是決定高壓互感器結(jié)構(gòu)形式的主要因素。電壓互感器電壓互感器工作方式：一次繞組跨接所測電壓，負載側(cè)并接在二次繞組上的儀表和幾點器的電壓線圈。（因此其一次繞組的匝數(shù)遠大于二次繞組）為提高測量精度，變比通常要大于其匝比。誤差一、二次側(cè)電壓關(guān)系：誤差來源：勵磁電流在一次繞組上的壓降，負載電流在一次繞組和二次繞組上的壓降電流互感器電流互感器的工作方式：其一次繞組串接在線路中，負載側(cè)是串聯(lián)后接到二次線圈上的儀表和繼電器的電流線圈。（因此其一次繞組的匝數(shù)遠小于二次繞組）為提高電流互感器測量精度，其變比要略大于匝比。電

16、流互感器的特點：二次側(cè)必須短路；電流互感器能在電流變化范圍較大情況下保持所需的準確度。誤差來源以及相應(yīng)的減小誤差的措施最大二次電流倍數(shù)定義：在額定負載阻抗下，電流互感器二次可能出現(xiàn)的最大電流和二次額定電流的比值。減小鐵芯的截面可以降低電流互感器的最大二次電流倍數(shù)。10%誤差倍數(shù)定義：電流誤差達到-10%時的一次電流和一次額定電流的比。10%誤差倍數(shù)隨負載阻抗的增大而減小，隨鐵芯截面的增大而增大。注意繼電保護要求電流互感器具有較高的10%誤差倍數(shù)，測量儀表要求電流互感器具有較低的最大二次電流倍數(shù)，因此電流互感器通常具有兩個鐵芯和兩個二次繞組，一個專門為接測量儀表用，另一個專供繼電保護用，一次繞組

17、則是公用的。第四章 電力系統(tǒng)的接線方式一， 電力網(wǎng)的接線二， 發(fā)電廠、變電所主接線電器主接線：由發(fā)電廠或變電所的所有高壓電氣設(shè)備通過連接線組成的用來接受和分配電能的電路。對電氣主接線的基本要求可靠性、靈活性、經(jīng)濟性主接線的基本形式三， 中性點接地方式大電流接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地短路時，接地相電源被短接，造成停電事故。中性點經(jīng)消弧線圈接地脫諧度：消弧線圈的補償方式：過補償和欠補償。在欠補償情況下，當線路非全相運行時或中性點電壓偶然升高，使消弧線圈飽和，導(dǎo)致電感變小，脫諧度趨近0，從而產(chǎn)生嚴重的中性點偏移。因此消弧線圈一般采用過補償?shù)倪\行方式。第五章 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析一， 電力系統(tǒng)的潮流計算電力系

18、統(tǒng)的潮流計算：針對具體的電力網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)給定的負荷功率和電源母線電壓，計算網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點的電壓和各支路中的功率及功率損耗。電力網(wǎng)的功率損耗電力線路功率損耗計算變動損耗：隨電流變化而變化的功率損耗。變動損耗：固定損耗：與負荷無關(guān)的功率損耗固定損耗（充電功率）：變壓器功率損耗的計算雙繞組變壓器阻抗支路中的變動損耗：導(dǎo)納支路中的固定損耗：利用變壓器的銘牌參數(shù)計算變壓器的功率損耗：三繞組變壓器電力網(wǎng)環(huán)節(jié)的功率平衡和電壓平衡電壓降落定義：電力網(wǎng)任意兩點電壓的矢量差電壓降落縱分量：電壓降落橫分量：（注意：算式中的功率和電壓應(yīng)該使用同一端的數(shù)值）電壓損耗定義：電力網(wǎng)中任意兩點電壓的代數(shù)差計算式：110kV及以下

19、電壓等級電網(wǎng)中可近似為：電壓偏移定義：電力網(wǎng)中任意點的實際電壓同該處網(wǎng)絡(luò)的額定電壓的數(shù)值差，工程中常用其百分數(shù)。計算式：潮流計算迭代法應(yīng)用假設(shè)的末端電壓和已知的末端功率向首端推算，求出首端功率；再用給定的首端電壓和求得的首端功率逐段向末端推算，求出末端電壓；用已知的末端功率和計算得到的末端電壓向首端推算；以此類推，逐步逼近。電力網(wǎng)環(huán)節(jié)中功率的傳輸方向電壓降落的縱分量主要由無功功率影響，橫分量主要由有功功率影響。法拉第效應(yīng)：當線路空載運行時，負荷有功和無功均為零，只有末端電容功率通過線路的阻抗支路，此時有.末端電壓將高于首端電壓。開式網(wǎng)潮流計算區(qū)域網(wǎng)潮流計算計算的簡化：變電所作為一個等值負荷（變

20、電所運算負荷）：低壓母線負荷加上變壓器總功率損耗，再加上高壓母線上的負荷和與高壓母線相連的所有線路電容功率的一半。發(fā)電廠作為一個等值功率（發(fā)電廠的運算功率）：發(fā)出的總功率減去廠用電及地方負荷，再減去升壓變壓器中的總功率損耗和與其高壓母線相連的所有線路電容功率的一半。地方網(wǎng)潮流計算計算簡化：忽略電力網(wǎng)等值電路中的導(dǎo)納支路；忽略阻抗中的功率損耗；忽略電壓降落的橫分量；用線路額定電壓帶起各點的實際電壓計算電壓損耗。二， 電力系統(tǒng)的頻率與有功功率頻率調(diào)整的必要性頻率變化對生產(chǎn)實際的影響：頻率變化會引起異步電機轉(zhuǎn)速變化，影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量；頻率變化影響各種電子技術(shù)設(shè)備的精確性；頻率變化使計算機發(fā)生誤計

21、算和誤打?。活l率變化不利于電力系統(tǒng)的正常運行，甚至?xí)斐伞邦l率崩潰”等。系統(tǒng)負荷可以視為由三種變化規(guī)律的變動負荷組成：變化幅度小，周期短的負荷分量；變化幅度較大，周期較長的負荷分量；變化緩慢的持續(xù)變動的負荷分量。調(diào)整的方法：對于第一種變化負荷，通過發(fā)電機的調(diào)速器自動調(diào)整，為一次調(diào)頻；對于第二種變化負荷，需手動調(diào)整調(diào)頻器調(diào)節(jié)，為二次調(diào)頻；對第三種變化負荷，需通過制定發(fā)電廠的發(fā)電量分配解決。電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)綜合負荷有功-頻率靜態(tài)特性定義：描述電力系統(tǒng)負荷的有功功率隨頻率變化的關(guān)系曲線。（在額定頻率附近，該曲線近似為直線）負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)：,標幺值為負荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)不能人為整定，其大小取決

22、于系統(tǒng)各類負荷的比重和性質(zhì)。通常=13.發(fā)電機組有功-頻率靜態(tài)特性定義：描述發(fā)電機組輸出的有功功率隨頻率變化的關(guān)系曲線。（在額定頻率附近，該曲線近似為直線）發(fā)電機組單位調(diào)節(jié)功率：發(fā)電機組功頻靜態(tài)特性系數(shù)：發(fā)電機單位調(diào)節(jié)功率可以人為整定，但其調(diào)整范圍受到機組調(diào)速機構(gòu)的限制。負荷變化時，除了已經(jīng)滿載運行的機組外，系統(tǒng)中的每臺機組都要參與一次調(diào)頻。一次調(diào)頻是有差的，頻率回升后仍低于初始值。二次調(diào)頻是無差的，它由一個或數(shù)個發(fā)電廠來承擔。電力系統(tǒng)頻率調(diào)整一次調(diào)頻負荷功率增量：電力系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率：二次調(diào)頻即主調(diào)頻廠的選擇調(diào)頻廠分為：主調(diào)頻廠、輔助調(diào)頻廠、非調(diào)頻廠。主調(diào)頻廠：具有足夠的調(diào)節(jié)容量和范圍；具有

23、較快的調(diào)節(jié)速度；具有安全性和經(jīng)濟性。注意：枯水季節(jié)，選擇水電廠為主調(diào)頻廠；豐水季節(jié)，選擇裝有中溫中壓機組的火電廠為主調(diào)頻廠。事故調(diào)頻的措施和步驟投入旋轉(zhuǎn)備用容量，迅速啟動備用發(fā)電機組；切除部分負荷；選取合適地點，將系統(tǒng)解列運行；分離廠用電，確保發(fā)電廠迅速恢復(fù)正常，與系統(tǒng)并列運行。有功功率平衡發(fā)電機組有功輸出=所有負荷有功之和+電力網(wǎng)有功損耗之和+發(fā)電廠廠用電有功之和。即 備用容量按用途分：負荷備用、檢修備用、事故備用、國民經(jīng)濟備用。按備用形式分：熱備用（旋轉(zhuǎn)備用）、冷備用（停機備用）。三， 電力系統(tǒng)電壓與無功功率電壓調(diào)整必要性電壓降低導(dǎo)致電動機繞組電流增大，溫度升高，絕緣老化加速，甚至燒毀電機

24、。電壓降低會降低系統(tǒng)并列運行的穩(wěn)定性，甚至導(dǎo)致供電中斷或系統(tǒng)解列。電力系統(tǒng)電壓特性綜合負荷無功-電壓靜態(tài)特性定義：各種用電設(shè)備所消耗的無功功率隨電壓變化的關(guān)系綜合負荷無功-電壓靜態(tài)特性主要取決于異步電機的無功-電壓靜態(tài)特性。電動機消耗的無功為 發(fā)電機無功-電壓靜態(tài)特性定義：發(fā)電機向系統(tǒng)輸出的無功功率隨電壓變化的關(guān)系發(fā)電機所發(fā)無功功率 電力系統(tǒng)中無功與電壓的關(guān)系造成電力系統(tǒng)電壓下降的主要原因就是系統(tǒng)電源無功功率不足，因此要保證電力系統(tǒng)運行質(zhì)量，必須使系統(tǒng)保持無功平衡。電力系統(tǒng)無功功率無功損耗無功電源發(fā)電機、同步調(diào)相機、電力電容器、靜止補償器無功平衡電力系統(tǒng)中無功電源之和=無功負荷之和+發(fā)電廠廠用

25、無功負荷之和+電力網(wǎng)無功損耗之和+無功備用容量之和。即 電力系統(tǒng)中電壓管理中樞點調(diào)壓電壓中樞點：對電力系統(tǒng)電壓監(jiān)視、控制和調(diào)整的母線。電壓調(diào)整的措施由上式可知，調(diào)壓措施有：改變發(fā)電機勵磁電流，從而改變發(fā)電機機端電壓；改變升、降壓變壓器變比；改變網(wǎng)絡(luò)無功功率分布；改變網(wǎng)路參數(shù)R、X。改變變壓器分接頭調(diào)壓普通雙繞組變壓器分接頭選擇降壓變壓器分接頭選擇：升壓變壓器分接頭選擇：分接頭選擇步驟：首先分別計算最大負荷和最小負荷運行時，通過公式計算分接頭電壓，然后計算這兩個結(jié)果的平均值，最后從變壓器分接頭中選擇最接近該平均值的分接頭電壓。普通三繞組變壓器分接頭選擇步驟：先按抵押母線對調(diào)壓的要求，選擇高壓側(cè)的

26、分接頭電壓，再按中壓側(cè)所要求的電壓和選定的高壓側(cè)分接頭電壓確定中壓繞組的分接頭電壓。改變無功分布的調(diào)壓改變電力網(wǎng)無功分布的調(diào)壓是采用無功補償裝置就近向負荷提供無功補償。補償容量的計算式：電力電容器容量選擇最小負荷運行時，按無補償情況選擇變壓器分接頭，確定變比最大負荷運行時，計算無功補償容量同步調(diào)相機容量選擇調(diào)相機在最大負荷運行時可過激運行，按額定容量發(fā)出無功；在最小負荷運行時可欠激運行，按額定容量的50%65%吸收無功。容量選擇的步驟：先計算最大負荷過激運行時調(diào)相機容量，其次計算最小負荷欠激運行時調(diào)相機容量，再聯(lián)立求解變比，然后按所算變比確定分接頭電壓，最后計算調(diào)相機容量。無功補償裝置與電力網(wǎng)

27、的連接補償?shù)男问剑簜€別補償、分散補償、集中補償。改變電力網(wǎng)參數(shù)調(diào)壓（串聯(lián)電容器）所串聯(lián)電容器容抗：所串聯(lián)電容補償容量：5.4 電力系統(tǒng)經(jīng)濟運行電力網(wǎng)的能量損耗電力網(wǎng)的能量損耗率能量損耗的計算方法最大負荷損耗時間法： 即，若線路輸送功率一直保持為最大負荷功率，在小時內(nèi)能量損耗等于線路全年實際電能損耗，則此為最大負荷損耗時間。等值功率法：其中 ,K、L均為形狀系數(shù)。降低網(wǎng)損的措施火電廠有功負荷經(jīng)濟分配耗量特性：反映發(fā)電設(shè)備單位時間內(nèi)能量輸入和輸出功率關(guān)系的曲線。比耗量：即輸入與輸出之比，發(fā)電廠效率：輸出與輸入之比，耗量微增率：耗量特性曲線上某點切線的斜率，等微增率準則：電力系統(tǒng)中各發(fā)電機組按相等的

28、耗量微增率運行，能使得總的能源消耗最小，運行最經(jīng)濟。第六章 電力系統(tǒng)的對稱故障分析一， 短路一般概念短路：相與相或相與地之間發(fā)生不正常通路的情況。二 標幺制標幺值：基準值選擇首先選擇基準功率和基準電壓：基準功率多選為100MVA、1000MVA或系統(tǒng)總?cè)萘炕蚰嘲l(fā)電廠機組容量之和；基準電壓為平均額定電壓或額定電壓。其次根據(jù)所選基準功率和基準電壓確定基準電流和基準阻抗。標幺值換算電抗器電抗標幺值換算發(fā)電機 變壓器 輸電線路 各級額定電壓相應(yīng)的平均電壓額定電壓（kV）361035110220330500平均電壓(kV)3.156.310.537115230345525三 恒定電勢源供電系統(tǒng)的三相短路

29、三相短路時，短路電流的周期分量是三相對稱的，非周期分量是三相不對稱的，因而，非周期分量有最大初始值或零值的情況只可能在一相出現(xiàn)。短路沖擊電流：短路電流最大可能的瞬時值。其中，為沖擊系數(shù)，當在發(fā)電機端部短路時，取1.9；當在發(fā)電廠高壓母線上短路時，取1.85；在其他點短路時，取1.8.短路電流有效值：以任一時刻t為中心的一個周期內(nèi)瞬時電流的均方根值。短路電流最大有效值：（出現(xiàn)在短路后第一個周期）母線殘壓：三相金屬性短路時，電源側(cè)距故障點電抗為X的任意母線上的電壓。四 有限容量電源的三相短路同步電機對稱短路的暫態(tài)過程空載運行時短路瞬間同步機的起始暫態(tài)電流 ，其中負載運行時暫態(tài)電勢為暫態(tài)電流為次暫態(tài)

30、電抗次暫態(tài)電勢次暫態(tài)電流短路沖擊電流 短路電流最大有效值 異步電動機對稱短路的暫態(tài)過程短路瞬間的異步電動機可以用次暫態(tài)電勢和次暫態(tài)電抗串聯(lián)的模型表示。次暫態(tài)電勢 次暫態(tài)電抗 （近似計算）次暫態(tài)電流 五 對稱短路實用計算轉(zhuǎn)移電抗：僅在i支路加電勢，其他電源電勢均為零時，則該電勢與f支路中所產(chǎn)生的電流的比值即支路i和支路f之間的轉(zhuǎn)移電抗。輸入電抗：所有電源電勢均為零，f支路加電源，則此電源電勢與f支路所產(chǎn)生的電流的比值即支路f對其余節(jié)點的輸入電抗。輸入電抗與轉(zhuǎn)移電抗的關(guān)系：單位電流法求轉(zhuǎn)移電抗單位電流法：設(shè)某一支路電流為1，據(jù)此推算其他支路的電流以及短路支路應(yīng)施加的電勢，進而求得轉(zhuǎn)移電抗。電流分布

31、系數(shù)電流分布系數(shù)：網(wǎng)絡(luò)中的某一支路電流和短路電流的比值。計算曲線法計算電抗：發(fā)電機的縱軸次暫態(tài)電抗和硅酸到發(fā)電機額定容量的外接電抗的標幺值之和，即 。計算曲線法：通過計算電抗和在計算曲線或計算曲線數(shù)字表中查找任意時刻的短路電流。原是網(wǎng)絡(luò)的化簡：將多個電源合并為一個等值電源使用前提：認為網(wǎng)絡(luò)中所有發(fā)電機（不管電機形式和距短路點的遠近等）在短路暫態(tài)過程中具有完全相同的變化規(guī)律。計算步驟：認為發(fā)電機支路始端電位相同，用戴維南定理進行等值變換，等值電源容量取供給短路電流的所有電源額定容量之和，把等值總電抗歸算為以等值容量和平均額定電壓為基準值的計算電抗后，通過查圖（表）得到短路電流標幺值。將多個電源合

32、并為若干個不同的等值電源合并的基本原則：距短路點遠近相差很大的電源不能合并；發(fā)電機類型不同的電源不能合并；無限大容量電源不能合并，需單獨計算。第七章 電力系統(tǒng)元件的序阻抗和等值網(wǎng)絡(luò)一 對稱分量的原理三相不對稱量的分解與合成用序分量表示不對稱量用不對稱量表示序分量對稱分量的獨立性各序分量的獨立性：在對稱網(wǎng)絡(luò)中，通以某一序的對稱分量電流時，只產(chǎn)生同一序的對稱分量的電壓；在施以某一序的對稱分量電勢時，只產(chǎn)生同一序的對稱分量的電流。序分量的獨立性是對稱分量運算的前提。不對稱電路的運算方法將故障點的三個不對稱電壓用對稱分量法分解為三相對稱的序電壓；應(yīng)用疊加原理將原網(wǎng)絡(luò)分解為正序、負序和零序三個網(wǎng)絡(luò)后獨立

33、進行計算；最后將所得三序結(jié)果合成，得到實際電壓二 變壓器各序等值電路和序阻抗特性變壓器正序等值電路與變壓器正常運行時的等值電路相同（可以忽略繞組電阻，將勵磁支路開路）。正序阻抗即變壓器漏抗。負序等值電路與正序等值電路相同。負序阻抗也是變壓器漏抗。零序等值電路與變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)、繞組連接方式及中性點工作方式有關(guān)。若一側(cè)繞組中性點經(jīng)阻抗接地，即相當于將中性點阻抗的三倍與繞組漏抗相串聯(lián)。三 同步電機序阻抗正序阻抗與電機正常運行時阻抗相同。負序阻抗：有阻尼繞組時負序電抗為；無阻尼繞組時負序電抗為零序阻抗：中性點不接地時，為無窮大； 中性點接地時，零序電抗為漏抗（此時的漏抗不同于正常運行時的漏抗，它與繞組的節(jié)距和布置形式有關(guān)）。四 負荷的序阻抗正序阻抗：負序阻抗：負序電抗即異步電機次暫態(tài)電抗（當忽略降壓變壓器及饋電線路的負序電抗時）。零序電抗：由于異步電機中性點不接地，故零序阻抗無窮大。第八章 電力系統(tǒng)不對稱故障的分析不對稱短路計算步驟：先計算短路點各序電流、電壓分量；然后根據(jù)需要計算各序電流、電壓在網(wǎng)絡(luò)中的分布；最后將各序分量合成可到網(wǎng)絡(luò)各支路中各相電流和各節(jié)點上的各相電壓。一 不對稱短路分析單相接地短路設(shè)特殊相為A相（即A相短路，BC相開路），則可以得到，可作如下復(fù)合序網(wǎng)。則短路點電流為：兩相短路設(shè)特殊相為A相（即BC兩相短路，A相開路），則可以得到，可