電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)

關(guān)于電力系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)第一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1電力系統(tǒng)基本知識(shí)

考試大綱1.1了解電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和基本要求1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)1.3了解電力系統(tǒng)中各種結(jié)線方式及特點(diǎn)1.4掌握我國(guó)規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)額定電壓與發(fā)電機(jī)、變壓器等元件的額定電壓1.5了解電力網(wǎng)絡(luò)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及對(duì)應(yīng)的電壓等級(jí)第二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.1電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和基本要求

1．電力系統(tǒng)的組成由發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)、升壓及降壓變電設(shè)備、電力網(wǎng)及電能用戶（用電設(shè)備）組成的系統(tǒng)統(tǒng)稱為電力系統(tǒng)。

（1）發(fā)電廠：生產(chǎn)電能。（2）電力網(wǎng)：變換電壓、傳送電能。

由變電所和電力線路組成。（3）配電系統(tǒng)：將系統(tǒng)的電能傳輸給電力用戶。（4）電力用戶：高壓用戶額定電壓在1kV以上，低壓用戶額定電壓在1kV以下。（5）用電設(shè)備：消耗電能。第三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.1電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和基本要求

2．電能的特點(diǎn)（1）電能不能儲(chǔ)存電能的生產(chǎn)、輸送、分配和使用同時(shí)完成。

（2）暫態(tài)過(guò)程非常迅速電能以電磁波的形式傳播，傳播速度為300km／ms。

（3）和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門間的關(guān)系密切。第四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.1電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和基本要求3．對(duì)電力系統(tǒng)提出的要求（1）保證供電可靠性

（2）保證電能質(zhì)量

（3）提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性（4）環(huán)境保護(hù)問(wèn)題

第五頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.2衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)

1．電壓偏差（移）電壓偏差（移）指當(dāng)供配電系統(tǒng)改變運(yùn)行方式或負(fù)荷緩慢地變化使供配電系統(tǒng)各點(diǎn)的電壓也隨之改變，各點(diǎn)的實(shí)際電壓與系統(tǒng)額定電壓之差，通常用與系統(tǒng)額定電壓的百分比值數(shù)表示。用公式表示為

（4-1-1）式中——用電設(shè)備的額定電壓，kV；

——用電設(shè)備的實(shí)際端電壓，kV。第六頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.2衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)2．電壓波動(dòng)一系列的電壓變動(dòng)或電壓包絡(luò)線的周期性變動(dòng)，電壓的最大值與最小值之差與系統(tǒng)額定電壓的比值以百分?jǐn)?shù)表示，其變化速度等于或大于每秒0.2％時(shí)稱為電壓波動(dòng)。波動(dòng)的幅值為：

（4-1-2）式中——用電設(shè)備端電壓的最大波動(dòng)值，kV；

——用電設(shè)備端電壓的最小波動(dòng)值，kV。

第七頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.2衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)3．電壓閃變負(fù)荷急劇的波動(dòng)造成供配電系統(tǒng)瞬時(shí)電壓升高，照度隨之急劇變化，使人眼對(duì)燈閃感到不適，這種現(xiàn)象稱為電壓閃變。

4．不對(duì)稱度不對(duì)稱度是衡量多相負(fù)荷平衡狀態(tài)的指標(biāo)，多相系統(tǒng)的電壓負(fù)序分量與電壓正序分量之比值稱為電壓的不對(duì)稱度，電流負(fù)序分量與電流正序分量之比值稱為電流的不對(duì)稱度，均以百分?jǐn)?shù)表示。

第八頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.2衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)5．正弦波形畸變率當(dāng)網(wǎng)絡(luò)電壓波形中出現(xiàn)諧波（有時(shí)為非諧波）時(shí)網(wǎng)絡(luò)電壓波形就要發(fā)生畸變。諧波干擾是由于非線性系統(tǒng)引起的。它產(chǎn)生出不同于網(wǎng)絡(luò)頻率的電壓波，或者具有非正弦形的電流波。（1）n次諧波電壓、電流含有率

（4-1-3）第九頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.2衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)5．正弦波形畸變率（2）電壓、電流總諧波畸變率（4-1-4）式中、——n次諧波電壓、電流的方均根值，kV、A；、——基波電壓（50Hz）、電流的方均根值，

kV、A。第十頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.2衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)（3）諧波電壓的總平均畸變系數(shù)（4-1-5）式中——諧波電壓的總平均畸變系數(shù)；

——變化時(shí)間，＝3s；

——n次諧波電壓的方均根值，kV；第十一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.2衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)6．頻率偏差頻率偏差是指供電的實(shí)際頻率與電網(wǎng)的額定頻率的差值。我國(guó)電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz，又叫工頻。頻率偏差一般不超過(guò)±0.25Hz，當(dāng)電網(wǎng)容量大于3000MW時(shí)，頻率偏差不超過(guò)±0.2Hz。調(diào)整頻率的辦法是增大或減小電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)有功功率。

第十二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.2衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)7．供電可靠性供電可靠性指標(biāo)是根據(jù)用電負(fù)荷的等級(jí)要求制定的。衡量供電可靠性的指標(biāo)，用全年平均供電時(shí)間占全年時(shí)間百分?jǐn)?shù)表示。第十三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.3電網(wǎng)接線方式與特點(diǎn)

電力系統(tǒng)的接線方式大致分為兩大類：（1）無(wú)備用電源接線（2）有備用電源接線具體表現(xiàn)型式有（1）放射式（2）樹干式（3）混合式（4）環(huán)網(wǎng)式第十四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.3電網(wǎng)接線方式與特點(diǎn)1．無(wú)備用接線（開(kāi)式電力網(wǎng)）方式無(wú)備用接線包括：（1）單回放射式（2）樹干式（3）鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)a）放射式b）干線式c）鏈?zhǔn)降谑屙?yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.3電網(wǎng)接線方式與特點(diǎn)2．有備用接線（閉式電力網(wǎng)）方式有備用接線方式包括（1）雙回放射式（2）樹干式（3）鏈?zhǔn)剑?）環(huán)式（5）兩端供電網(wǎng)絡(luò)a）放射式b）干線式c）鏈?zhǔn)絛）環(huán)式e）兩端供電網(wǎng)絡(luò)

第十六頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.3電網(wǎng)接線方式與特點(diǎn)

有備用接線的雙回放射式、樹干式和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)用于一、二級(jí)負(fù)荷。環(huán)式接線，供電經(jīng)濟(jì)、可靠，但運(yùn)行調(diào)度復(fù)雜，線路發(fā)生故障切除后，由于功率重新分配，可能導(dǎo)致線路過(guò)載或電壓質(zhì)量降低。兩端供電接線方式必須有兩個(gè)獨(dú)立的電源。第十七頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.4額定電壓1.電網(wǎng)的額定電壓線路首末兩端電壓的平均值應(yīng)等于電網(wǎng)額定電壓。此電壓做為確定其他電力設(shè)備額定電壓的依據(jù)。

2.用電設(shè)備的額定電壓用電設(shè)備的額定電壓等于電網(wǎng)額定電壓。

3.發(fā)電機(jī)的額定電壓發(fā)電機(jī)的額定電壓規(guī)定比同級(jí)電網(wǎng)電壓高5％。補(bǔ)償電壓損失。第十八頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.4額定電壓4.電力變壓器的額定電壓電力變壓器的一次繞組的額定電壓根據(jù)連接情況不同分為兩種：當(dāng)變壓器直接與發(fā)電機(jī)相連時(shí)，其一次繞組的額定電壓與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同，即高出同級(jí)電網(wǎng)額定電壓5％；當(dāng)變壓器直接與電網(wǎng)相連時(shí)，其一次繞組的額定電壓與電網(wǎng)的額定電壓相同，即等于同級(jí)電網(wǎng)額定電壓。第十九頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.4額定電壓

電力變壓器的二次繞組的額定電壓是指一次繞組在額定電壓作用下，二次繞組的空載電壓。當(dāng)變壓器滿載時(shí)，變壓器的一、二次繞組的阻抗將引起變壓器自身的電壓降（大約相當(dāng)于電網(wǎng)額定電壓的5％），從而使二次繞組的端電壓小于空載電壓。為了彌補(bǔ)線路中的電壓損失，變壓器的二次繞組的額定電壓應(yīng)高于電網(wǎng)額定電壓5％，因此變壓器二次繞組的額定電壓規(guī)定比同級(jí)電網(wǎng)額定電壓高10％；若變壓器靠近用戶，供電半徑較小時(shí)，由于線路較短，線路的電壓損失可以忽略不計(jì)，這時(shí)變壓器的二次繞組的額定電壓應(yīng)高于電網(wǎng)額定電壓5％，用以補(bǔ)償變壓器自身的電壓損失。第二十頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.5電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式

1．中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)系統(tǒng)中性點(diǎn)不接地是指系統(tǒng)中性點(diǎn)對(duì)地絕緣。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障后系統(tǒng)的三相對(duì)稱關(guān)系并未破壞，僅中性點(diǎn)及各相對(duì)地電壓發(fā)生變化，中性點(diǎn)的電壓上升到相電壓，非故障相對(duì)地電壓值增大為倍相電壓，故對(duì)于該中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)可以帶故障繼續(xù)運(yùn)行2小時(shí)。故障相接地點(diǎn)的對(duì)地故障電流為正常運(yùn)行時(shí)對(duì)地電容電流的3倍。在我國(guó)配電網(wǎng)電壓在10～35kV之間的架空線路多采用此接地方式。

第二十一頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.5電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式2．中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)系統(tǒng)中性點(diǎn)經(jīng)一無(wú)阻抗（金屬性）接地線接地的方式成為中性點(diǎn)直接接地。此接地系統(tǒng)一般應(yīng)用在接有單相負(fù)載的低壓（380/220V）配電系統(tǒng)和電力系統(tǒng)高壓（110kV以上）輸電線路上。第二十二頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二4.1.5電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式3．中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地系統(tǒng)在系統(tǒng)中性點(diǎn)與大地之間用一阻抗相連的接地方式稱為中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地。根據(jù)接地電阻器電阻值的大小，接地系統(tǒng)分為高電阻接地和低電阻接地。（1）高電阻接地：此種方式接地電流較小，通常在5～10A范圍內(nèi)，但至少應(yīng)等于系統(tǒng)對(duì)地的總電容電流。保護(hù)方式需要配合接地指示器或警報(bào)器，保證故障時(shí)線路立即跳脫。（2）低電阻接地：增大接地短路電流，使保護(hù)迅速動(dòng)作，切除故障線路。電阻值的大小，必須使系統(tǒng)具有足夠的最小接地故障電流（大約400A以上），保證接地繼電器準(zhǔn)確動(dòng)作。目前我國(guó)大城市10kV配電網(wǎng)的接地方式大多采用經(jīng)低電阻接地的方式。

第二十三頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二思考題、習(xí)題1-1．電力網(wǎng)、電力系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)的定義是什么？

1-2．對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求是什么？

1-3．電力系統(tǒng)的電氣接線圖和地理接線圖有何區(qū)別？1-4．何為電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)？其運(yùn)行方式如何？它們有什么特點(diǎn)？我國(guó)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行情況如何？1-5．中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時(shí)，各相對(duì)地電壓有什么變化？單相接地電流的性質(zhì)如何？怎樣計(jì)算？1-6．消弧線圈的工作原理是什么？補(bǔ)償方式有哪些？電力系統(tǒng)一般采用哪種補(bǔ)償方式？為什么？第二十四頁(yè)，共二十六頁(yè)，編輯于2023年，星期二思考題、習(xí)題1-7．電力系統(tǒng)的額定電壓是如何確定的？系統(tǒng)各元件的額定電壓如何確定？

1-8．目前我國(guó)電