華中科技大學(xué)電氣工程基礎(chǔ)課件(熊銀信)第1章緒論

1、HUST_CEEE一、關(guān)于電氣工程基礎(chǔ)一、關(guān)于電氣工程基礎(chǔ)1.課程背景2.課程特點(diǎn)、前修課程、后續(xù)課程 特點(diǎn)：工程思想 前修課程：電路理論、電機(jī)學(xué) 后續(xù)課程：電力系統(tǒng)分析、繼電保護(hù)、電力系統(tǒng)自動(dòng)化、高電壓技術(shù)3.教材：熊信銀，張步涵電氣工程基礎(chǔ)（第二版）華中科技大學(xué)出版社，20104.學(xué)習(xí)方式、要求：5.考核方式：筆試80%平時(shí)成績(jī)20%6.教學(xué)錄像：配合HUST_CEEE二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排第一章 緒論（4 4）電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)、變電站的定義與分類；大系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益簡(jiǎn)介；電力系統(tǒng)的特點(diǎn)；對(duì)電力系統(tǒng)的要求；電能質(zhì)量指標(biāo)；電力系統(tǒng)和電氣設(shè)備額定電壓及其規(guī)定；電壓等

2、級(jí)與傳輸功率及傳輸距離的關(guān)系；接地的基本概念和類型；各種工作接地方式的技術(shù)特點(diǎn)、適用電壓等級(jí)第二章 發(fā)電系統(tǒng)（2）能源的概念與分類，我國(guó)的（發(fā)電）能源分布和能源政策發(fā)電廠的能量轉(zhuǎn)換；各類發(fā)電廠的分類及特點(diǎn)第三章 輸變電系統(tǒng)（4）一次系統(tǒng)和一次設(shè)備的基本概念；一次設(shè)備的類型；母線、斷路器、隔離開關(guān)、輸電線路、TA、TV等一次設(shè)備；各類電氣主接線的接線方式、運(yùn)行特點(diǎn)、檢修特點(diǎn)、適用場(chǎng)合（注意各類主接線之間的比較）；配電裝置的基本概念及分類，安全凈距的概念及ABCDE值簡(jiǎn)介；保護(hù)接地的基本概念、實(shí)現(xiàn)原理及分類。第四章 配電系統(tǒng)（1）配電網(wǎng)基本概念；保護(hù)接零的基本概念、原理及分類。第五章 電力系統(tǒng)負(fù)荷

3、（1）負(fù)荷的基本概念及分類；負(fù)荷曲線的基本概念及分類；最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)Tmax HUST_CEEE二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排第六章 電力網(wǎng)的穩(wěn)態(tài)計(jì)算 張步涵（6 6）電力線路結(jié)構(gòu)、架空輸電線路的參數(shù)計(jì)算和等值電路、變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算、元件的電壓和功率分布計(jì)算、開式電力網(wǎng)（同一電壓級(jí)、不同電壓級(jí)）潮流計(jì)算第七章 電力系統(tǒng)的短路計(jì)算 （10）短路故障、標(biāo)幺制、無限大功率電源供電網(wǎng)絡(luò)的三相短路、網(wǎng)絡(luò)簡(jiǎn)化與轉(zhuǎn)移電抗的計(jì)算、有限容量系統(tǒng)供電網(wǎng)絡(luò)三相短路電流的實(shí)用計(jì)算、各元件的負(fù)序與零序參數(shù)、各序網(wǎng)絡(luò)的建立、不對(duì)稱短路的計(jì)算第八章 電氣主接線的設(shè)計(jì)與設(shè)備選擇（4）載流導(dǎo)體的發(fā)熱

4、和電動(dòng)力；電氣設(shè)備選擇的一般步驟及計(jì)算公式；短路計(jì)算點(diǎn)的基本概念和選擇方法；斷路器、電抗器的選擇 第九章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的運(yùn)行（6）有功功率與頻率的關(guān)系；電力系統(tǒng)無功功率平衡及其與電壓的關(guān)系；電力系統(tǒng)調(diào)壓的基本思路，中樞點(diǎn)電壓管理；電力系統(tǒng)各種調(diào)壓措施的原理、計(jì)算和應(yīng)用；電網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性簡(jiǎn)介（網(wǎng)損概念及計(jì)算、最大負(fù)荷損耗時(shí)間、降損措施）；電力系統(tǒng)穩(wěn)定性基本概念。第十章 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)（4）繼電保護(hù)的基本概念、作用、基本原理；繼電保護(hù)裝置的構(gòu)成，動(dòng)作電流、返回電流、返回系數(shù)的基本概念；繼電保護(hù)的“四性”要求；三段式相間短路電流保護(hù)的實(shí)現(xiàn)原理 HUST_CEEE二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)時(shí)安排二、教學(xué)內(nèi)容及學(xué)

5、時(shí)安排第十一章 發(fā)輸變配電系統(tǒng)的二次系統(tǒng)（4）二次系統(tǒng)和二次設(shè)備的基本概念；原理接線圖、展開接線圖和安裝接線圖的基本概念和繪制原則；對(duì)斷路器控制的基本要求，控制開關(guān)，斷路器控制回路的實(shí)現(xiàn)第十二章 電力系統(tǒng)內(nèi)部過電壓 （6）過電壓的基本概念和分類；操作過電壓產(chǎn)生的基本原理，切除空載變壓器、切除空載長(zhǎng)線路、合閘空載線路、電弧接地等產(chǎn)生過電壓的機(jī)理、過電壓倍數(shù)及其影響因素、限制過電壓的措施；三種諧振過電壓產(chǎn)生的機(jī)理、特點(diǎn)、過電壓倍數(shù)及其影響因素、限制過電壓的措施，電力系統(tǒng)中常見諧振過電壓及其防治；工頻電壓升高基本概念及原理簡(jiǎn)介第十三章 電力系統(tǒng)防雷保護(hù)（2）雷電的放電過程和雷電參數(shù)；防雷裝置的外特性

6、第十四章 電力系統(tǒng)絕緣配合（1）絕緣配合的基本概念；絕緣配合方法第十五章 現(xiàn)代電力系統(tǒng)的管理（0）HUST_CEEE第一章第一章 緒論緒論第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)發(fā)展概況及前景電力系統(tǒng)發(fā)展概況及前景第二節(jié)第二節(jié) 電力系統(tǒng)基本概念電力系統(tǒng)基本概念第三節(jié)第三節(jié) 電能質(zhì)量指標(biāo)電能質(zhì)量指標(biāo)第四節(jié)第四節(jié) 電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)及其選擇電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)及其選擇 第五節(jié)第五節(jié) 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地HUST_CEEE第一節(jié)第一節(jié) 電力系統(tǒng)發(fā)展概況及前景電力系統(tǒng)發(fā)展概況及前景一一、電力工業(yè)發(fā)展概況、電力工業(yè)發(fā)展概況u電力工業(yè)發(fā)展史上的第一電力工業(yè)發(fā)展史上的第一：火電火電：1882年上海電氣公司；年上

7、海電氣公司；水電水電：1912年云南石龍壩年云南石龍壩2240kW；核電核電：1991年浙江秦山年浙江秦山300MW；輸電線路輸電線路： 1974年甘肅劉家峽水電站陜西關(guān)中地區(qū)年甘肅劉家峽水電站陜西關(guān)中地區(qū) 330kV交流；交流； 1981年河南姚孟火電廠到武漢年河南姚孟火電廠到武漢500kV 交流；交流； 1988年葛州壩水電站到上海南橋變電站年葛州壩水電站到上海南橋變電站500kV直流；直流； 2005年青海官?gòu)d年青海官?gòu)d甘肅蘭州東甘肅蘭州東750kV交流；交流； 2008年晉東南年晉東南南陽(yáng)南陽(yáng)荊州荊州1000kV交流交流 2010.06.18：云南省楚雄云南省楚雄廣東省廣州廣東省廣州

8、800kV直流輸電工程直流輸電工程HUST_CEEEu電力系統(tǒng)之最：電力系統(tǒng)之最： 最大單機(jī)：最大單機(jī)： 火電：火電：1000MW（玉環(huán)（玉環(huán)061128、鄒縣、鄒縣061204） 水電：水電：700MW（三峽）（三峽） 核電：核電：1000MW（嶺澳核電廠）（嶺澳核電廠） 最大發(fā)電廠：最大發(fā)電廠： 水電：水電：三峽工程三峽工程，3270萬(wàn)萬(wàn)kW，年均發(fā)電量年均發(fā)電量846億億kWh，比全世界，比全世界70萬(wàn)萬(wàn)kW機(jī)組的總和還多，機(jī)組的總和還多，世界最大世界最大發(fā)電廠發(fā)電廠 火電：火電：500萬(wàn)萬(wàn)kW（北侖電廠，（北侖電廠，5602100萬(wàn)萬(wàn)kW） 核電：核電：200萬(wàn)萬(wàn)kW（嶺澳核電廠，（嶺

9、澳核電廠，2100萬(wàn)萬(wàn)kW） 抽水蓄能：抽水蓄能： 830萬(wàn)萬(wàn)kW（廣蓄，世界最大）（廣蓄，世界最大）HUST_CEEEu我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展：我國(guó)電力系統(tǒng)的發(fā)展：我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量的幾大跨越：我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量的幾大跨越： 1987年，突破年，突破1億億kW(105年年)；1995年年3月，突破月，突破2億億kW；2000年年4月，突破月，突破3億億kW；2004年年5月，以三峽電站月，以三峽電站7號(hào)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電為標(biāo)志，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)突破號(hào)機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電為標(biāo)志，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)突破4億億kW；2005年年10月月突破突破5億億kW；2006年突破年突破6億億kW ；2007年更突破了年更突破了7億億kW

10、；2008年末年末7.9253億億kW 。HUST_CEEEv2007年國(guó)家年國(guó)家/地區(qū)人均發(fā)電量排名地區(qū)人均發(fā)電量排名HUST_CEEE二、電力系統(tǒng)發(fā)展前景二、電力系統(tǒng)發(fā)展前景1.做好電力規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè)做好電力規(guī)劃，加強(qiáng)電網(wǎng)建設(shè) 加強(qiáng)電力規(guī)劃，確定合理的電源結(jié)構(gòu)和加強(qiáng)電力規(guī)劃，確定合理的電源結(jié)構(gòu)和布局，留有足夠的容量和能量的備用，建成布局，留有足夠的容量和能量的備用，建成容量充足、結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)行靈活的聯(lián)合電力容量充足、結(jié)構(gòu)合理、運(yùn)行靈活的聯(lián)合電力系統(tǒng)系統(tǒng) 2. 電力工業(yè)現(xiàn)代化電力工業(yè)現(xiàn)代化u高電壓、大系統(tǒng)高電壓、大系統(tǒng)u大電廠、大機(jī)組大電廠、大機(jī)組u智能電網(wǎng)智能電網(wǎng)HUST_CEEE3.

11、 聯(lián)合電力系統(tǒng)聯(lián)合電力系統(tǒng) v效益效益u 各系統(tǒng)間電負(fù)荷的錯(cuò)峰各系統(tǒng)間電負(fù)荷的錯(cuò)峰效益效益u 提高供電可靠性、減少提高供電可靠性、減少系統(tǒng)備用容量系統(tǒng)備用容量u 有利于安裝單機(jī)容量較有利于安裝單機(jī)容量較大的機(jī)組大的機(jī)組u 進(jìn)行電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度進(jìn)行電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)調(diào)度u 進(jìn)行水電跨流域調(diào)度進(jìn)行水電跨流域調(diào)度u 調(diào)峰能力互相支援調(diào)峰能力互相支援v支出支出u 增加聯(lián)絡(luò)線和電網(wǎng)內(nèi)部增加聯(lián)絡(luò)線和電網(wǎng)內(nèi)部加強(qiáng)所需投資以及聯(lián)絡(luò)加強(qiáng)所需投資以及聯(lián)絡(luò)線的運(yùn)行費(fèi)用線的運(yùn)行費(fèi)用u 當(dāng)系統(tǒng)間聯(lián)系較弱時(shí)，當(dāng)系統(tǒng)間聯(lián)系較弱時(shí)，有可能引起調(diào)頻的復(fù)雜有可能引起調(diào)頻的復(fù)雜性和出現(xiàn)低頻振蕩性和出現(xiàn)低頻振蕩u 增加了系統(tǒng)短路容量，增加了系

12、統(tǒng)短路容量，并可能導(dǎo)致增加或調(diào)換并可能導(dǎo)致增加或調(diào)換已有設(shè)備已有設(shè)備u 增加聯(lián)合電網(wǎng)的通訊和增加聯(lián)合電網(wǎng)的通訊和高度自動(dòng)化的復(fù)雜性高度自動(dòng)化的復(fù)雜性HUST_CEEE4. 電力市場(chǎng)電力市場(chǎng)u基本特征：基本特征：開放、競(jìng)爭(zhēng)、計(jì)劃、協(xié)調(diào)開放、競(jìng)爭(zhēng)、計(jì)劃、協(xié)調(diào)u基本原則：基本原則：公平、公開、公正公平、公開、公正5. 綠色能源的開發(fā)和利用（風(fēng)能、太陽(yáng)能等）綠色能源的開發(fā)和利用（風(fēng)能、太陽(yáng)能等） 6. 節(jié)能、減排、低碳節(jié)能、減排、低碳HUST_CEEE第二節(jié)第二節(jié) 電力系統(tǒng)基本概念電力系統(tǒng)基本概念一、什么是電力系統(tǒng)一、什么是電力系統(tǒng)三、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)三、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)四、對(duì)電力系統(tǒng)的要求四、對(duì)電力系統(tǒng)

13、的要求二、電力系統(tǒng)的形成二、電力系統(tǒng)的形成HUST_CEEE水庫(kù) GMM電力網(wǎng)電力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)發(fā)電廠水輪機(jī) 發(fā)電機(jī)變電所升壓變壓器輸電線路變電所降壓變壓器用戶用電設(shè)備一、什么是電力系統(tǒng)？一、什么是電力系統(tǒng)？v電力網(wǎng)電力網(wǎng)：由：由變電所變電所和不同電壓等級(jí)和不同電壓等級(jí)輸電線路輸電線路組成的網(wǎng)絡(luò)。組成的網(wǎng)絡(luò)。v電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)：由：由發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)、變壓器變壓器、輸電線路輸電線路以及以及用電設(shè)備用電設(shè)備（或（或發(fā)電廠、變電所、輸配電線路以及用戶），按照一定的規(guī)律發(fā)電廠、變電所、輸配電線路以及用戶），按照一定的規(guī)律連接而組成的統(tǒng)一整體。連接而組成的統(tǒng)一整體。v動(dòng)力系統(tǒng)動(dòng)力系統(tǒng)：在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，把

14、發(fā)電廠的動(dòng)力部分包含：在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，把發(fā)電廠的動(dòng)力部分包含在內(nèi)的系統(tǒng)。在內(nèi)的系統(tǒng)。HUST_CEEE水力發(fā)電廠水力發(fā)電廠火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠超高壓遠(yuǎn)距超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)離輸電網(wǎng)地方電力網(wǎng)地方電力網(wǎng)區(qū)域電力網(wǎng)區(qū)域電力網(wǎng)110kV35kV35kV500kV220kV110kV10 kV變電所變電所A：樞紐：樞紐變電所變電所C：地方：地方變電所變電所D：終端：終端變電所變電所B：中間中間v電力網(wǎng)電力網(wǎng)：按電壓等級(jí)的高低、供電范圍大小的分類：按電壓等級(jí)的高低、供電范圍大小的分類u 超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)：電壓等級(jí)為：電壓等級(jí)為330kV500kV的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)u 區(qū)域電力網(wǎng)區(qū)域電力網(wǎng)

15、：電壓等級(jí)在：電壓等級(jí)在35kV以上（一般為以上（一般為110kV220kV）u 地方電力網(wǎng)地方電力網(wǎng)：電壓等級(jí)在：電壓等級(jí)在35kV及以下及以下v變電所變電所：按其在電力系統(tǒng)：按其在電力系統(tǒng)中的地位分類中的地位分類 樞紐變電所樞紐變電所中間變電所中間變電所 地區(qū)變電所地區(qū)變電所終端電站所終端電站所HUST_CEEE二、電力系統(tǒng)的形成二、電力系統(tǒng)的形成 電力系統(tǒng)規(guī)模越大，給人們帶來的技術(shù)經(jīng)濟(jì)電力系統(tǒng)規(guī)模越大，給人們帶來的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益越大：效益越大：u可以提高供電可靠性可以提高供電可靠性 u可以減少備用容量可以減少備用容量 u可以減少系統(tǒng)裝機(jī)容量可以減少系統(tǒng)裝機(jī)容量 u可合理利用能源，充分發(fā)揮水

16、電在系統(tǒng)中的作用可合理利用能源，充分發(fā)揮水電在系統(tǒng)中的作用 u采用高效率大容量的火電機(jī)組采用高效率大容量的火電機(jī)組 1.1. 可以提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性可以提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 HUST_CEEE三、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)三、電力系統(tǒng)的特點(diǎn)v 電能不能大量存儲(chǔ)電能不能大量存儲(chǔ)：電能的生產(chǎn)、變換、輸送、分：電能的生產(chǎn)、變換、輸送、分配和使用是同時(shí)進(jìn)行的。配和使用是同時(shí)進(jìn)行的。P發(fā)發(fā) P用用 P 頻率頻率fQ發(fā)發(fā) Q用用 Q 電壓電壓Vv 過渡過程十分短暫過渡過程十分短暫：控制操作自動(dòng)化程度高。：控制操作自動(dòng)化程度高。 必須借助自動(dòng)裝置對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行控制：繼電保護(hù)必須借助自動(dòng)裝置對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行控制：繼電保護(hù)

17、裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、減載裝置、同期裝置、勵(lì)磁裝置裝置、遠(yuǎn)動(dòng)裝置、減載裝置、同期裝置、勵(lì)磁裝置v電能生產(chǎn)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和人民生活有著極為密電能生產(chǎn)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和人民生活有著極為密切的關(guān)系切的關(guān)系：社會(huì)政治經(jīng)濟(jì)影響巨大。：社會(huì)政治經(jīng)濟(jì)影響巨大。負(fù)荷分類：負(fù)荷分類：一類負(fù)荷、二類負(fù)荷、三類負(fù)荷一類負(fù)荷、二類負(fù)荷、三類負(fù)荷v電力系統(tǒng)的地區(qū)性特點(diǎn)較強(qiáng)電力系統(tǒng)的地區(qū)性特點(diǎn)較強(qiáng)：發(fā)展各具特色。：發(fā)展各具特色。 電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行等不能盲目搬用其它電力系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行等不能盲目搬用其它系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)。系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)。HUST_CEEE四、對(duì)電力系統(tǒng)的要求四、對(duì)電力系統(tǒng)的要求v 保證供電可靠保證供電可靠v

18、保證良好的電能質(zhì)量保證良好的電能質(zhì)量v 提高電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性提高電力系統(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性Exa：一臺(tái)：一臺(tái)1000MW火電機(jī)組，年利用小時(shí)火電機(jī)組，年利用小時(shí)5000h，煤耗，煤耗率率290g/kW.h，煤價(jià)：，煤價(jià)：600元元/噸。噸。Sol： 年發(fā)電量：年發(fā)電量： 1000000kW5000h50億億kW.h 需標(biāo)煤：需標(biāo)煤：50億億kW.h290g/kW.h145萬(wàn)噸標(biāo)煤萬(wàn)噸標(biāo)煤 燃料費(fèi)：燃料費(fèi)：145萬(wàn)噸萬(wàn)噸600元元/噸噸87000萬(wàn)元萬(wàn)元1%節(jié)約：燃料：節(jié)約：燃料：1.45萬(wàn)噸標(biāo)煤萬(wàn)噸標(biāo)煤 燃料費(fèi)：燃料費(fèi)：870萬(wàn)元萬(wàn)元HUST_CEEE第三節(jié)第三節(jié) 電能質(zhì)量指標(biāo)電能質(zhì)量指標(biāo)電能的質(zhì)量

19、指標(biāo)：電能的質(zhì)量指標(biāo)：電電 壓壓 頻頻 率率波波 形形HUST_CEEE140120100806080 90 100 110 120壽命光通量發(fā)光效率電流電壓/%壽命光通量發(fā)光效率電流/%140120100806080 90 100 110 120電壓/%效率cos電流/%電流效率cos圖圖1-3 1-3 照明負(fù)荷（白熾燈）的電壓特性照明負(fù)荷（白熾燈）的電壓特性 圖圖1-4 1-4 異步電動(dòng)機(jī)的電壓特性異步電動(dòng)機(jī)的電壓特性 （圖中的100%表示額定值） （圖中的100%表示額定值）v電壓：電壓：u必要性：必要性：HUST_CEEEu電壓質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：電壓質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)：HUST_CEEEv頻率頻率：u頻

20、率偏差：頻率偏差： 0.2Hz（3000MW系統(tǒng)）系統(tǒng)）0.5Hz（3000MW系統(tǒng)）系統(tǒng)）國(guó)外：國(guó)外：(0.10.2)Hz 或或 0.5Hzu電鐘時(shí)偏：電鐘時(shí)偏： 30s（3000MW系統(tǒng)）系統(tǒng)）1min（3000MW系統(tǒng)）系統(tǒng)）u額定頻率：額定頻率：50Hz（國(guó)外：（國(guó)外：50 或或 60Hz）HUST_CEEEv波形：波形：u 諧波電壓限值諧波電壓限值 表表1-3 1-3 公用電網(wǎng)諧波電壓限值公用電網(wǎng)諧波電壓限值 電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)電壓電壓(kV)kV)電壓總諧電壓總諧波畸變率波畸變率（% %）各次諧波電壓含有率各次諧波電壓含有率（% %）說說 明明奇次奇次偶次偶次0.385.04.02.

21、01. 衡量點(diǎn)為衡量點(diǎn)為PCCPCC，取實(shí)測(cè)，取實(shí)測(cè)95%95%概率值；概率值；2. 對(duì)用戶允許產(chǎn)生的諧波電流，提供對(duì)用戶允許產(chǎn)生的諧波電流，提供計(jì)算方法；計(jì)算方法；3. 對(duì)測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器作出基本規(guī)對(duì)測(cè)量方法和測(cè)量?jī)x器作出基本規(guī)定；定；4. 對(duì)同次諧波隨機(jī)性合成提供算法。對(duì)同次諧波隨機(jī)性合成提供算法。6及及10104.03.21.635及及66663.02.41.21102.01.60.8注：注：220kV220kV電網(wǎng)參照電網(wǎng)參照110kV110kV執(zhí)行。執(zhí)行。 HUST_CEEE2 2諧波電流允許值諧波電流允許值表表1-4 1-4 注入公共連接點(diǎn)的諧波電流允許值（注入公共連接點(diǎn)的諧波電

22、流允許值（A A） 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)電壓電壓/kVkV基準(zhǔn)基準(zhǔn)短路短路容量容量/MVA/MVA諧波次數(shù)諧波次數(shù)23456789101112131415161718192021222324250.381078623962264419211628132411129.7188.6167.88.97.1146.512610043342134142411118.5167.1136.16.85.3104.79.04.34.93.97.43.66.810100262013208.5156.46.85.19.34.37.93.74.13.26.02.85.42.62.92.34.52.147

23、125.18.83.84.13.15.62.64.72.22.51.93.61.73.21.51.81.42.71.32.56650016138.1135.49.34.14.33.35.92.75.02.32.62.03.81.83.41.61.91.52.81.42.6110750129.66.09.64.06.83.03.22.44.32.03.71.71.91.52.81.32.51.21.41.12.11.01.9注：注：220kV220kV基準(zhǔn)短路容量取基準(zhǔn)短路容量取2000MV2000MVA A。 HUST_CEEE第四節(jié)第四節(jié) 電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)及其選擇電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)及其選擇

24、 一、電力系統(tǒng)額定電壓和最高電壓一、電力系統(tǒng)額定電壓和最高電壓二、電氣設(shè)備額定電壓和最高電壓二、電氣設(shè)備額定電壓和最高電壓三、電力系統(tǒng)電壓等級(jí)三、電力系統(tǒng)電壓等級(jí)四、電壓等級(jí)選擇四、電壓等級(jí)選擇HUST_CEEE一、一、電力系統(tǒng)額定電壓和最高電壓電力系統(tǒng)額定電壓和最高電壓 u 電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)的額定電壓額定電壓：由國(guó)家根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件規(guī)：由國(guó)家根據(jù)技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件規(guī)定的電壓等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，又稱電力網(wǎng)的額定電壓或線路定的電壓等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，又稱電力網(wǎng)的額定電壓或線路的額定電壓。的額定電壓。u 電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)的最高電壓最高電壓：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，在任：電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，在任何時(shí)間系統(tǒng)中任何一點(diǎn)上所出現(xiàn)的

25、電壓最高值。何時(shí)間系統(tǒng)中任何一點(diǎn)上所出現(xiàn)的電壓最高值。二、二、電氣設(shè)備額定電壓和最高電壓電氣設(shè)備額定電壓和最高電壓 u 電氣設(shè)備的電氣設(shè)備的額定電壓額定電壓：電氣設(shè)備制造廠根據(jù)所規(guī)定的：電氣設(shè)備制造廠根據(jù)所規(guī)定的電氣設(shè)備工作條件而確定的電壓。電氣設(shè)備工作條件而確定的電壓。u 電氣設(shè)備的電氣設(shè)備的最高電壓最高電壓：考慮到設(shè)備的絕緣性能和與最：考慮到設(shè)備的絕緣性能和與最高電壓有關(guān)的其它性能所確定的允許最高運(yùn)行電壓，高電壓有關(guān)的其它性能所確定的允許最高運(yùn)行電壓，其數(shù)值等于所在電力系統(tǒng)的最高電壓值。其數(shù)值等于所在電力系統(tǒng)的最高電壓值。HUST_CEEE變壓器額定電壓/kV 電力系統(tǒng)額定電壓/kV 發(fā)電

26、機(jī)額定電壓/kV 一次繞組 二次繞組 0.22/0.127 0.23 0.22/0.127 0.23/0.133 0.38/0.22 0.40 0.38/0.22 0.40/0.23 0.66/0.38 0.69 0.66/0.38 0.69/0.40 注注：受（用）電設(shè)備的額定電壓電：受（用）電設(shè)備的額定電壓電力系統(tǒng)的額定電壓。力系統(tǒng)的額定電壓。三、電力系統(tǒng)電壓等級(jí)三、電力系統(tǒng)電壓等級(jí)1. 低于低于3kV系統(tǒng)的額定電壓系統(tǒng)的額定電壓u 直流系統(tǒng)的額定電壓直流系統(tǒng)的額定電壓v 100V以下的額定電壓，受電設(shè)備與供電設(shè)備相同。以下的額定電壓，受電設(shè)備與供電設(shè)備相同。v 對(duì)受電設(shè)備為對(duì)受電設(shè)備為1

27、10V、220V和和440V的直流系統(tǒng)，供電的直流系統(tǒng)，供電設(shè)備的額定電壓分別為設(shè)備的額定電壓分別為115V、230V和和460V。u低于低于3kV3kV交流三相交流三相/ /單單相電力系統(tǒng)額定電壓和相電力系統(tǒng)額定電壓和電氣設(shè)備額定電壓電氣設(shè)備額定電壓HUST_CEEE2、3kV及以上系統(tǒng)的額定電壓及以上系統(tǒng)的額定電壓u 電力線路電力線路額定電壓：額定電壓：等于電力系統(tǒng)的額定電壓等于電力系統(tǒng)的額定電壓UNu 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)的額定電壓：的額定電壓：105% UNu 變壓器一次繞組變壓器一次繞組：相當(dāng)于用電設(shè)備相當(dāng)于用電設(shè)備 UNu 變壓器二次繞組變壓器二次繞組：相當(dāng)于發(fā)電設(shè)備相當(dāng)于發(fā)電設(shè)備110%

28、 UN 特例特例1：變壓器一次繞組變壓器一次繞組105% UN特例特例2：變壓器二次繞組變壓器二次繞組105% UN電電 力力 變變 壓壓 器器 額額 定定 電電 壓壓 /k V 電電 力力 系系 統(tǒng)統(tǒng) 額額 定定 電電 壓壓 /k V 發(fā)發(fā) 電電 機(jī)機(jī) 額額 定定 電電 壓壓 /k V 一一 次次 繞繞 組組 二二 次次 繞繞 組組 電電 氣氣 設(shè)設(shè) 備備 最最 高高 電電 壓壓 /k V 3 3 .1 5 3 及3 .1 5 3 .1 5 及3 .3 3 .6 6 6 .3 0 6 及6 .3 0 6 .3 及6 .6 7 .2 1 0 1 0 .5 0 1 0 及1 0 .5 1 0 .

29、5 及11 .0 1 2 - 1 3 .8 0 1 3 .8 0 - - 1 5 .7 5 1 5 .7 5 - - 1 8 .0 1 8 .0 - 2 0 2 0 .0 2 0 .0 - 2 4 - 2 2 .0 2 2 .0 - - 2 4 .0 2 4 .0 - 3 5 3 5 3 8 .5 4 0 .5 6 0 6 0 6 6 7 2 .5 11 0 11 0 1 2 1 1 2 6 2 2 0 2 2 0 2 4 2 2 5 2 3 3 0 3 3 0 3 6 3 3 6 3 5 0 0 5 0 0 5 5 0 5 5 0 7 5 0 - - 8 0 0 HUST_CEEE三、電壓等

30、級(jí)的選擇三、電壓等級(jí)的選擇U1I U2SZ23SU I電 力 系 統(tǒng) 額 定 電 壓 為電 力 系 統(tǒng) 額 定 電 壓 為220kV220kV及以上電壓等級(jí)與其相及以上電壓等級(jí)與其相適應(yīng)的傳輸功率和傳輸距離適應(yīng)的傳輸功率和傳輸距離的關(guān)系曲線如圖的關(guān)系曲線如圖1-61-6所示。所示。6500600055005000450040003500300025002000150010005000 100 300 500 700 900220kV3305007501000kV傳輸功率傳輸功率(MW)傳輸距離傳輸距離(km)圖圖1-6 220kV1-6 220kV及以上電壓等級(jí)及以上電壓等級(jí)的傳輸功率和傳輸距

31、離的傳輸功率和傳輸距離 I （U1U2）/Z SU2(U1U2)/lz0 10%UN2/lz0u傳輸功率傳輸功率S、電壓等、電壓等級(jí)級(jí)U、輸電距離、輸電距離l之間之間的關(guān)系的關(guān)系SConst， l U 2lConst， S U 2HUST_CEEE第四節(jié)第四節(jié) 電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地一、一、概述概述二、二、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)三、三、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電力系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地電力系統(tǒng)四、四、中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地的電力系統(tǒng)五、五、中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地的電力系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地的電力系統(tǒng)HUST_CEEE一、概述一、概述u 接地：接地： 為了保證電力網(wǎng)

32、為了保證電力網(wǎng)或電氣設(shè)備的正?；螂姎庠O(shè)備的正常運(yùn)行和工作人員的運(yùn)行和工作人員的人身安全，人為地人身安全，人為地使電力網(wǎng)及其某個(gè)使電力網(wǎng)及其某個(gè)設(shè)備的某一特定地設(shè)備的某一特定地點(diǎn)通過導(dǎo)體與大地點(diǎn)通過導(dǎo)體與大地作良好的連接。作良好的連接。u接地分類：接地分類：v工作接地工作接地：為了保證電氣設(shè)備在正常：為了保證電氣設(shè)備在正?；虬l(fā)生故障情況下可靠地工作而采取或發(fā)生故障情況下可靠地工作而采取的接地。的接地。v保護(hù)接地保護(hù)接地：將一切正常工作時(shí)不帶電：將一切正常工作時(shí)不帶電而在絕緣損壞時(shí)可能帶電的金屬部分而在絕緣損壞時(shí)可能帶電的金屬部分接地，以保證工作人員接觸時(shí)的安全。接地，以保證工作人員接觸時(shí)的安全。

33、v保護(hù)接零保護(hù)接零：在中性點(diǎn)直接接地的低壓：在中性點(diǎn)直接接地的低壓電力網(wǎng)中，把電氣設(shè)備的外殼與接地電力網(wǎng)中，把電氣設(shè)備的外殼與接地中性線直接連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)人中性線直接連接，以實(shí)現(xiàn)對(duì)人 身安全身安全的保護(hù)作用。的保護(hù)作用。v防雷接地防雷接地：為消除大氣過電壓對(duì)電氣：為消除大氣過電壓對(duì)電氣設(shè)備的威脅，而對(duì)過電壓保護(hù)裝置采設(shè)備的威脅，而對(duì)過電壓保護(hù)裝置采取的接地措施。取的接地措施。v防靜電接地防靜電接地：對(duì)生產(chǎn)過程中有可能積：對(duì)生產(chǎn)過程中有可能積蓄電荷的設(shè)備所采取的接地。蓄電荷的設(shè)備所采取的接地。HUST_CEEEu電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)接地方式中性點(diǎn)接地方式：小接地電流系統(tǒng)小接地電流系統(tǒng)大接地

34、電流系統(tǒng)大接地電流系統(tǒng)u如何確定如何確定電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式：電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式： 應(yīng)從應(yīng)從供電可靠性、內(nèi)過電壓、對(duì)通供電可靠性、內(nèi)過電壓、對(duì)通信線路的干擾、繼電保護(hù)信線路的干擾、繼電保護(hù)以及以及確保人身確保人身安全安全諸方面綜合考慮。諸方面綜合考慮。HUST_CEEE負(fù)荷ABCCCCICa. 電路圖0UAUBUCIB0IC0IA0b. 矢量圖二、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)二、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)UAUBUC0IAIBIC0u 適用范圍適用范圍3kV60kV的電力系統(tǒng)的電力系統(tǒng)u 正常運(yùn)行時(shí)正常運(yùn)行時(shí)結(jié)論結(jié)論： 三相電壓對(duì)稱，三相導(dǎo)線對(duì)地三相電壓對(duì)稱，三相導(dǎo)線對(duì)地電容電流也是對(duì)稱的，三相電

35、容電容電流也是對(duì)稱的，三相電容電流相量之和為零，這說明沒有電流相量之和為零，這說明沒有電容電流經(jīng)過大地流動(dòng)。電容電流經(jīng)過大地流動(dòng)。HUST_CEEECAACCBAABBAAAUUUUUUUUUUU)()(0)(0UBUAUC60-UA UCUB -UA ICBICC-ICAICAICAICBICBICCICCIPE負(fù)荷ABCCCCUAUBUCu 單相金屬性接地故障時(shí)單相金屬性接地故障時(shí)(A相相)v故障相對(duì)地電壓降為零；非故障相對(duì)地電壓降為零；非故障相對(duì)地電壓升高為線電故障相對(duì)地電壓升高為線電壓，且相位相差壓，且相位相差600。因此，因此，線路及各種電氣設(shè)備的絕緣要按線路及各種電氣設(shè)備的絕緣要按

36、線電壓設(shè)計(jì)，絕緣投資所占比重線電壓設(shè)計(jì)，絕緣投資所占比重加大，顯而易見，電壓等級(jí)越高加大，顯而易見，電壓等級(jí)越高絕緣投資越大。絕緣投資越大。v三相線電壓仍然對(duì)稱三相線電壓仍然對(duì)稱。用戶用戶的三相用電設(shè)備仍能照常運(yùn)行，的三相用電設(shè)備仍能照常運(yùn)行，但允許繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間不能超過但允許繼續(xù)運(yùn)行的時(shí)間不能超過2h。HUST_CEEECAACCBAABBAAAUUUUUUUUUUU)()(0)(0UBUAUC60-UA UCUB -UA ICBICC-ICA603jBCBCBeUCjXUIBCCCCUCjXUI3303)(jBCCCBPEeUCIIIu 接地故障電容電流接地故障電容電流IPECUICO 容

37、電流：正常運(yùn)行時(shí)每相對(duì)地電COPEICUI33 接地故障電流絕對(duì)值：350/)35( NPEUlcablohI式：接地電流的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公HUST_CEEE中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)：u 接地電流接地電流大于大于30A時(shí)，將形成穩(wěn)定電弧，成為持時(shí)，將形成穩(wěn)定電弧，成為持續(xù)性電弧接地，這將燒毀電氣設(shè)備和可能引起多續(xù)性電弧接地，這將燒毀電氣設(shè)備和可能引起多相相相相 間短路。間短路。u 如果接地電流如果接地電流大于大于5A10A，而小于，而小于30A，則有可，則有可能形成間歇性電?。婚g歇性電弧容易引起弧光接能形成間歇性電弧；間歇性電弧容易引起弧光接地過電壓，其幅

38、值可達(dá)（地過電壓，其幅值可達(dá)（2.53）U ，將危害整，將危害整個(gè)電網(wǎng)的絕緣安全。個(gè)電網(wǎng)的絕緣安全。u 如果接地電流在如果接地電流在5A以下以下，當(dāng)電流經(jīng)過零值時(shí)，電，當(dāng)電流經(jīng)過零值時(shí)，電弧就會(huì)自然熄滅?；【蜁?huì)自然熄滅。How to do ？HUST_CEEE0UAUBUC-UCUAUBILICICAICB負(fù)荷ABCCCCILICICCICBICAICCICBICAIPEL三、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)三、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的電力系統(tǒng)u消弧線圈消弧線圈: 安裝在變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)與大地之間的具有氣隙安裝在變壓器或發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)與大地之間的具有氣隙鐵芯的電抗器。鐵芯的電抗器。u單相單相(C

39、相相)金屬性接地故障金屬性接地故障: C相發(fā)生接地時(shí)，中性點(diǎn)電壓變?yōu)橄喟l(fā)生接地時(shí)，中性點(diǎn)電壓變?yōu)?UC ，在消弧線圈，在消弧線圈作用下，產(chǎn)生電感電流（滯后作用下，產(chǎn)生電感電流（滯后90），其數(shù)值為），其數(shù)值為: ILUC / XLU / XLHUST_CEEEu消弧線圈的補(bǔ)償方式消弧線圈的補(bǔ)償方式v全補(bǔ)償方式：全補(bǔ)償方式：按按IL=IC選擇消弧線圈的電感，使接選擇消弧線圈的電感，使接地故障點(diǎn)電流為零，此即全補(bǔ)償方式。地故障點(diǎn)電流為零，此即全補(bǔ)償方式。v欠補(bǔ)償方式：欠補(bǔ)償方式：按按ILIC選擇消弧線圈的電感，此時(shí)選擇消弧線圈的電感，此時(shí)接地故障點(diǎn)有剩余的電感電流流過。接地故障點(diǎn)有剩余的電感電流流過。u消弧線圈容量的選擇消弧線圈容量的選擇3/35. 1NCUISar u下述情況，應(yīng)安裝消弧線圈下述情況，應(yīng)安裝消弧線圈 1 2 3 電 壓 等 級(jí) (k V ) 3 6 1 0 3 5 6 0 電 容 電 流 (