電氣工程概論重點

1、電氣工程概論重點第一章緒論電能的基本要求：1.安全2.可靠3.優(yōu)質(zhì)4.經(jīng)濟電力系統(tǒng)的基本概念：由發(fā)電機、電力網(wǎng)內(nèi)的變壓器和電力線路以及用戶的各種用電設(shè)備，按照一定的規(guī)律連接而組成的統(tǒng)一整體，稱為電力系統(tǒng)。電力系統(tǒng)的特點：1.電能不能大量存儲2.暫態(tài)過程十分短暫3.地區(qū)性特點較強4.與國民經(jīng)濟各部門有著極為密切的關(guān)系。對電力系統(tǒng)的要求：1.為用戶提供充足的電力2.保證供電的安全可靠3.保證良好的電能質(zhì)量4.提高電力系統(tǒng)運行經(jīng)濟性電能質(zhì)量的主要指標有電壓、頻率和波形。為什么要規(guī)定電力系統(tǒng)額定電壓？為了使電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備制造廠的生產(chǎn)標準化、系列化和統(tǒng)一化，電力系統(tǒng)的電壓等級應(yīng)有統(tǒng)一的標準。電力系統(tǒng)

2、電壓等級特點：1.發(fā)電機的額定電壓較電力系統(tǒng)的額定電壓高出5%。2 .電力變壓器的一次繞組是接受電能的，相當(dāng)于受電設(shè)備，其一次繞組的額定電壓應(yīng)等于電力系統(tǒng)的額定電壓，對于直接和發(fā)電機連接的升壓變壓器的一次繞組額定電壓應(yīng)等于發(fā)電機的額定電壓，使之相互配合。3 .電力變壓器的二次繞組是提供電能的，相當(dāng)于供電設(shè)備，其二次繞組的額定電壓較電力系統(tǒng)額定電壓高出10%。但在3、6、10kV電壓時，如短路阻抗小于7.5%的配電變壓器，則其二次繞組的額定電壓比同級電網(wǎng)的額定電壓高出5%。第二章電氣設(shè)備的原理與功能轉(zhuǎn)差率：轉(zhuǎn)差率為轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速n與同步轉(zhuǎn)速n0之差（n0-n）對同步轉(zhuǎn)速n0的比值，以s表示,貝Us=（

3、n°-n）/n0異步電機三種運行狀態(tài)：1 .電動機狀態(tài)當(dāng)0<n<n0即0<s<1時2 .發(fā)電機狀態(tài)n>n0,s<03 .電磁制動狀態(tài)n<0,s>1斷路器的基本技術(shù)數(shù)據(jù)1 .額定電壓Un。額定電壓是指斷路器長期工作的標準電壓（線電壓）。它決定著斷路器的絕緣尺寸，也決定斷路器的熄弧條件。斷路器可以在1.11.15倍的系統(tǒng)額定電壓下正常工作。2 .額定電流In額定電流是指斷路器長時間允許通過的最大工作電流。額定電流決定著斷路器的導(dǎo)電回路的幾何尺寸。3 .額一開雷電流INbr額定開斷電流是指斷路器在額定電壓下能保證正常開斷的最大短路電流。該電流

4、是斷路器開斷能力的一個重要參數(shù)。開斷電流和電壓有關(guān)，在低于額定電壓時，斷路器開斷電流可以提高，但由于滅弧裝置機械強度的限制，開斷電流有一極限值，該極限值稱為極限開斷電流。4 .短路關(guān)合電流INCl在額定電壓下，能可靠關(guān)合、開斷的最大短路電流稱為額定關(guān)合電流，它是表征斷路器滅弧能力、觸頭和操動機構(gòu)性能的重要參數(shù)之一。斷路器合閘于有潛伏性故障的線路時，就要經(jīng)歷一個先合后跳的操作循環(huán)，此時只有斷路器的額定關(guān)合電流大于沖擊電流，才能可靠地開斷。5 .熱穩(wěn)定電流Ith表示斷路器承受短路電流熱效應(yīng)的能力。我國規(guī)定4s內(nèi)所能承受的熱穩(wěn)定電流為額定熱穩(wěn)定電流。通常斷路器的熱穩(wěn)定電流等于它的額定開斷電流。6 .

5、動穩(wěn)定電流ies動穩(wěn)定電流亦稱為極限通過電流，是指斷路器承受短路電流電動力效應(yīng)的能力。即指斷路器處在合閘位置時，允許通過的短路電流最大峰值。動穩(wěn)定電流決定于導(dǎo)電部分及支持絕緣子部分的機械強度，并決定于觸頭的結(jié)構(gòu)形式。7 .全開斷（分閘）時間tab全開斷時間是指斷路器從接到分閘命令瞬間到電弧完全熄滅為止的時間間隔。全開斷時間是用來表征斷路器開斷過程快慢的一種參數(shù)。該參數(shù)是斷路器固有分閘時間與燃弧時間之和。8 .合閘時間ton合閘時間是指斷路器從接到合閘命令瞬間到各相的觸點均接觸為止的時間間隔。9 .額定斷流容量SNbr斷流容量綜合反映斷路器的開斷能力，與額定電壓和額定開斷電流兩個因素有關(guān)，SNb

6、r=、.3UNINbr互感器互感器的主要作用是：把高電壓和大電流按比例地換成低電壓（100V或100/J3v）和小電流（5A或1A）,以便提供測量和繼電保護所需的信號，并使測量儀表和繼電保護裝置標準化、小型化；把高電壓（一次）部分與低電壓（二次）部分相互隔離，且互感器二次側(cè)均接地，以保證運行人員和設(shè)備的安全。互感器的分類及作用是什么？互感器二次側(cè)為何必須接地？互感器分為電壓互感器和電流互感器，（作用同上）互感器二次側(cè)均接地，以保證運行人員和設(shè)備的安全。電流互感器在運行中，為什么二次繞組不允許開路？當(dāng)電流互感器二次繞組開路時，*2=0,則二次側(cè)磁動勢F2=0,而使一次側(cè)磁動勢Fi全部用來勵磁，即

7、Fo=Fi,從而使鐵心中的合成磁動勢較正常情況下增大很多倍，并使鐵心嚴重飽和。鐵心中磁通的變化d（f）/dt成正比，因此，二次繞組將在磁通過零時，感應(yīng)產(chǎn)生很高的尖頂波電動勢，其值可達數(shù)千甚至上萬伏，這對工作人員及儀表、繼電器等都是極其危險的。同時由于磁感應(yīng)強度劇增，鐵心損耗大大增加，鐵心會產(chǎn)生嚴重過熱，損壞線圈的邊緣。此外鐵心中還會有剩磁，使互感器誤差增大。因此，電流互感器在運行中，二次回路是不允許開路的。若需斷開某個儀表和繼電器，必須先將該儀表或繼電器繞組短路后，才能斷開儀表和繼電器。第三章電氣設(shè)備的分類與系統(tǒng)抽水蓄能電廠工作原理抽水蓄電廠是以一定水量作為能量載體，通過能量轉(zhuǎn)換向電力系統(tǒng)提供

8、電能。為此，其上、下游均需有水庫以容蓄能量轉(zhuǎn)換所需要的水量。在抽水蓄能電廠中，必須兼?zhèn)涑樗桶l(fā)電兩類設(shè)施。在電力負荷低谷時（或豐水時期），利用電力系統(tǒng)的富余電能（或季節(jié)性電能），將下游水庫中的水抽到上游水庫，以位能形式儲存起來；待到電力系統(tǒng)負荷高峰時（或枯水時期），再將上游水庫中的水放下，驅(qū)動水輪發(fā)電機組發(fā)電，并送往電力系統(tǒng)，這時，用以發(fā)電的水又回到下游水庫。顯而易見，抽水蓄能電廠既是一個吸收低谷電能的電力用戶（抽水工況），又是一個提供峰荷電力的發(fā)電廠（發(fā)電工況）。接線圖課本P86圖3-18圖3-19高壓直流輸電系統(tǒng)就是將送端系統(tǒng)的高壓交流電，經(jīng)換流變壓器變壓，由換流器將高壓交流轉(zhuǎn)換成高壓直流

9、，通過直流輸電線路輸送到另一端換流站，再由換流器將高壓直流轉(zhuǎn)換成高壓交流，然后經(jīng)過換流變壓器與受端交流電網(wǎng)相連，將電能送至受端系統(tǒng)。通常將交流轉(zhuǎn)換成直流稱為整流，實現(xiàn)整流功能的裝置稱為整流器；將直流轉(zhuǎn)換成交流稱為逆變，實現(xiàn)逆變功能的裝置稱為逆變器。整流器和逆變器統(tǒng)稱為換流器。配電系統(tǒng)常用的幾個重要指標1 .供電可靠率供電可靠率=1用戶平均停電時間統(tǒng)計期間總時間)x100%2 .網(wǎng)損率網(wǎng)損率電力網(wǎng)電能損耗量總供電量X100%3.電壓合格率電壓合格率是指電力系統(tǒng)某點電壓在統(tǒng)計時間內(nèi)電壓合格的時間占總時間的百分比。電壓合格率有日電壓合格率、月電壓合格率和年電壓合格率之分。電壓系統(tǒng)負荷按供電的可靠性劃

10、分一類負荷（亦稱一級負荷）二類負荷（亦稱二級負荷）三類負荷（亦稱三級負荷）負荷曲線日負荷曲線是描述一天24h負荷變化情況的曲線，分為日有功負荷曲線和日無功負荷曲線。日負荷曲線對電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計和運行十分有用，它是安排日發(fā)電計劃、確定各發(fā)電廠發(fā)電任務(wù)和系統(tǒng)運行方式以及計算用戶日用電量等的重要依據(jù)。年負荷曲線是描述一年內(nèi)每月（或每日）最大有功負荷隨時間變化情況的曲線，分為年最大負荷曲線和年持續(xù)負荷曲線。年最大負荷曲線是描述一年內(nèi)每月（或每日）最大有功負荷隨時間變化情況的曲線。年持續(xù)負荷曲線是按一年內(nèi)系統(tǒng)負荷數(shù)值的大小及其持續(xù)小時數(shù)依次由大到小排列繪制而成的曲線。這種曲線可用來安排發(fā)電計劃及進行可

11、靠性估計。A18760=PdtImaxmaxmax0如果用戶始終保持最大負荷pmax運行，經(jīng)過丁.,時間后所消耗的電能恰好等于全年的實際耗電量，則稱Tmax為年最大負荷利用小時數(shù)，即年最大負荷利用小時數(shù)的大小，在一定程度上反映了實際負荷在一年內(nèi)的變化程度。第四章設(shè)備工作接地與保護接地第一節(jié)概述工作接地為了保證電氣設(shè)備在正?；虬l(fā)生故障情況下可靠工作而采取的接地。工作接地一般都是通過電氣設(shè)備的中性點來實現(xiàn)的，所以又稱為電力系統(tǒng)中性點接地。保護接地為了保證工作人員接觸時的人身安全，將一切正常工作時不帶電而在絕緣損壞時可能帶電的金屬部分接地,稱為保護接地。保護接零在中性點直接接地的低壓電力網(wǎng)中，把電氣

12、設(shè)備的外殼與接地中性線（也稱零線）直接連接，以實現(xiàn)對人身安全的保護作用，稱為保護接零（或簡稱接零）。防雷接地為了防止雷擊和過電壓對電氣設(shè)備及人身造成危害，必須將強大的雷電流安全導(dǎo)入大地，以此為目的的接地稱為防雷接地，也稱過電壓保護接地。防靜電接地為消除生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的靜電積累引起觸電或爆炸而設(shè)置的接地稱為防靜電接地。第二節(jié)工作接地我國電力系統(tǒng)的中性點接地方式主要有四種，即中性點不接地（中性點絕緣）、經(jīng)消弧線圈接地、中性點直接接地和經(jīng)電阻接地。根據(jù)電力系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時接地故障電流的大小，可將中性點接地的方式分為兩類：一類是小電流接地系統(tǒng)，包括中性點不接地和經(jīng)消弧線圈接地；另一類為大電流接

13、地系統(tǒng)，包括中性點直接接地和經(jīng)電阻接地。電力系統(tǒng)中性點經(jīng)消弧線圈接地時，有三種補償方式，即全補償方式、欠補償方式和過補償方式。若選擇消弧線圈的電感時，使得IL=IC，則接地電容電流將全部被補償，接地故障點電流為零，此即全補償方式。采用全補償方式使接地電流為零似乎很理想，但實際上此時容抗等級感抗，系統(tǒng)會發(fā)生串聯(lián)諧振，產(chǎn)生很大的諧振電流，并在消弧線圈的阻抗上形成很高的電壓降，使中性點的對地電位大為升高，可能會損壞設(shè)備的絕緣。若ILVIC,則接地故障點有未被補償?shù)碾娙蓦娏髁鬟^，這種補償方式稱為欠補償方式。采用欠補償方式時，當(dāng)電力網(wǎng)運行方式改變而切除部分線路時，整個電力網(wǎng)對地電容抗將減小，有可能發(fā)展為

14、全補償方式，導(dǎo)致電力網(wǎng)發(fā)生諧振，危及系統(tǒng)安全運行；此外，欠補償方式容易引起鐵磁諧振過電壓等其他問題，所以很少被采用。若IL>IC,則接地故障點有剩余的電感電流流過，這種補償方式稱為過補償方式。在過補償方式下，即使電力網(wǎng)運行方式改變而切除部分線路時，也不會發(fā)展成為全補償方式，致使電力網(wǎng)發(fā)送諧振。同時，由于消弧線圈有一點的裕度，今后電力網(wǎng)發(fā)展，線路增多、對地電容增加后，原有消弧線圈還可以繼續(xù)使用。因此，實際上大多采用過補償方式。保護接地與接零方式混用的危害及中性線重復(fù)接地的必要性如果同時采用了接地和接零兩種保護方式，若實行保護接地的設(shè)備發(fā)生故障，則中性線的對地低呀壓將會升高到電源相電壓的一半

15、或更高。這時，實行保護接零的所有設(shè)備上，便會帶有統(tǒng)樣的高電位，使設(shè)備外殼等金屬部分將呈現(xiàn)較高的對地電壓，從而危及操作人員的安全。所以同一低壓配電系統(tǒng)內(nèi)，保護接地與保護接零這兩種不同的方式一定不能混用。在中性點直接接地的低壓配電系統(tǒng)中，為確保接零保護方式的安全可靠，防止中性線斷線所造成的危害，系統(tǒng)中除了工作接地外，還必須在整個中性線的其他部位再行接地，稱之為重復(fù)接地。當(dāng)中性點直接接地的低壓配電系統(tǒng)實行重復(fù)接地后，可保證在萬一出現(xiàn)中性線斷線的情況下，配電系統(tǒng)的保護方式可以從保護接零的TN方式轉(zhuǎn)化為保護接地的TT方式，從而減輕觸點的危險程度。L單元接線L1L2L3L4雙母線帶旁路母線接線QF2一專用

16、旁路斷路器；QS1、QS2一旁路隔離開關(guān)；W3一旁路母線第五章電壓、功率及電能損耗的計算工程上常用的幾個計算量1.電壓降落指網(wǎng)絡(luò)元件首、末端電壓的相量差（U1-U2）U1-U22 .電壓損耗指網(wǎng)絡(luò)兀件首、末端電壓的數(shù)值差（U一U2）電壓損耗=L，_x100%Un3 .電壓偏移指網(wǎng)絡(luò)中某點的實際電壓值與網(wǎng)絡(luò)額定電壓的數(shù)值差（U-Un）電壓偏移U-Uz常以百分比值表不，即電壓偏移=NX100%Un4 .輸電效率指線路末端輸出的有功功率P2與線路首端輸入的有功功率E的比值，常以百分值表示，即輸電效率=艮M100%P1中樞點是指那些反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠或樞紐變電站的母線，系統(tǒng)中大部分負荷由這些節(jié)點供電。1 .逆調(diào)壓高峰負荷時升高電壓（1.05UN）、低谷負荷時降低電壓（Un）的中樞點電壓調(diào)整方式，稱為逆調(diào)壓。這種