电气工程基础14

1、全国勘察设计注册电气工程师执业资格考试电气工程基础(jch)（不含电机、变压器部分）2014年5月全国注册(zhc)电气工程师考试培训教材共一百六十三页教 材全国勘察设计注册电气工程师执业资格考试精讲精练（专业基础）陈志新 主编（14） 中国(zhn u)电力出版社共一百六十三页复习方法（自学者）着重基础（基本概念、基本方法和基本理论）踏实(t shi)认真适当做题注意：全面前 言共一百六十三页 第 4 章 电 气 工 程 基 础共一百六十三页锅炉发电机升压变压器降压变压器电能用户输电线热能用户汽轮机抽汽电力网电力系统动力系统动力系统与电力系统、电力网关系示意图4.1 电力系统(din l x

2、 tn)基本知识1、电力系统(din l x tn)的组成一、 电力系统运行特点和基本要求共一百六十三页电力系统 是由发电厂发电机、升降压变电设备、输、配电线路和电能(dinnng)用户（用电设备）组成的整体。电力网 电力系统中的输电、变电和配电(pi din)的三个部分称为电力网。电能用户 消耗电能的场所，电能转换为其他形式能量 。4.1 电力系统基本知识共一百六十三页4.1 电力系统(din l x tn)基本知识2、电力系统(din l x tn)运行的特点1）同时性电能生产、输送、分配和使用在同一 时刻完成的。2) 快速性暂态过程迅速。毫秒或微秒3)重要性 与国民经济密切相关共一百六十

3、三页4.1 电力系统(din l x tn)基本知识（1）保证(bozhng)供电可靠性3、对电力系统的要求（可靠、优质、经济、环保）负荷突然中断对供电的影响，用电负荷又分为：1）一类负荷也称一级负荷一类负荷也称一级负荷，指突然中断供电将会造成人身伤亡或会引起对周围环境严重污染，造成经济上巨大损失；以及突然中断供电将会造成社会秩序严重混乱或政治上的严重影响的用电负荷。共一百六十三页3）三类(sn li)负荷也称三级负荷三类负荷也称三级负荷，指不属于一类负荷和二类负荷的其他负荷，对此类负荷，突然中断供电所造成损失不大(b d)或不会造成直接损失。2）二类负荷也称二级负荷二类负荷也称二级负荷，指突

4、然中断供电将会造成较大的经济损失；以及突然中断供电将会造成社会秩序混乱或政治上的较大影响的用电负荷。4.1 电力系统基本知识共一百六十三页 (2) 保证电能(dinnng)质量（ 电压、频率、波形）（3）提高运行的经济性（4）环保问题4.1 电力系统(din l x tn)基本知识共一百六十三页4.1 电力系统(din l x tn)基本知识二、 电能质量的各项指标电压幅值、频率、波形(b xn)1、电压偏差（移）U %电压缓慢变化电压允许偏差 ：35kV及以上5%， 10kV及以下7%，低压及农业用户+ 5% -10%1）定义2）原因：由系统滞后的无功负荷引起3）危害：如异步电动机无法正常起

5、动，照明设备影响4）措施：合适的调压方式、合理选变压器分接头、减小系统阻抗、无功补偿、改善功率因数、使三相负荷平衡共一百六十三页4.1 电力系统(din l x tn)基本知识2、电压(diny)波动和闪变U %电压波动1）220kV及以上为1.6%、2） 35kV-110kV为2%。3）10kV及以下为2.5%。 1）定义 2）原因：电压波动和闪变由冲击性负荷引起3）措施：采用专用线和专用变压器、增大供电容量、减小系统阻抗、减少或切除引起电压波动负荷、选更高电压供电、装无功补偿装置电压闪变 负荷急剧波动引起瞬间电压升高，照度急剧变化，造成人眼对灯闪感到不适的现象。电压短时快速变动，变化速度等

6、于或大于每秒0.2%时称为电压波动。共一百六十三页4.1 电力系统(din l x tn)基本知识3、三相不对称(duchn)度 衡量三相负荷平衡状态的指标。三相系统的电压负序分量与电压正序分量的方均根值百分数表示。1）定义：3）措施：改善三相负荷不平衡,将不对称负荷接到更高电压等级的电网。2）原因：三相负荷不平衡共一百六十三页4、谐波(xi b)1）产生(chnshng)原因：电力系统中存在各种非线性元件。如一部电动机、感应电炉，尤为严重的是大型的晶闸管交流设备和大型电弧炉。电压的波形（1）理想的波形为正弦波（50Hz，基波）（2）非正弦波：基波叠加一系列的高次谐波（3）高次谐波：为基波频率

7、的整数倍4.1 电力系统基本知识共一百六十三页3）谐波危害：对设备危害很大，可使变压器、电动机的铁损增大，产生过热，介质老化，缩短(sudun)寿命。可使变压器噪音增大。电动机的转子振动，影响产品质量。电容易发热击穿。表计不准 。系统发生谐振过电压等等4）改善措施）三相整流变压器采用Yd或Dy联结(linji)增加换流器相数、装滤波装置、限制接入系统的交流设备及交流调压装置的容量、提高对大容量非线性设备的供电电压等4.1 电力系统基本知识共一百六十三页4.1 电力系统(din l x tn)基本知识5、频率偏差(pinch)1）定义 ：f %2）频率不合格的原因 （1）发电容量不足 （2）用户

8、未使用负控装置、低频减载装置3）频率偏差允许值 一般不超过0.2Hz，容量较小为0.5Hz。4）频率偏差的调整共一百六十三页4.1 电力系统(din l x tn)基本知识6、供电可靠性：根据用电负荷(fh)等级制定。三、 电力系统接线方式及特点1、无备用接线（开式电力网）2、有备用接线（闭式电力网）Rs_-年供电可靠率 N -统计用户总数t1 -年每次停电时间 n1 -年每次停电用户数停电时间包括：事故停电、计划检修停电、 临时性停电共一百六十三页4.1电力系统(din l x tn)基本知识四、电力系统额定( dng)电压额定线电压 电网的额定电压：线路首末端电压的平均值用户设备的额定电压

9、=电网的额定电压 发电机额定电压：比网络的额定电压高5%变压器额定电压：1）一次绕组（接谁同谁）：与发电机直接连接，等于发电机的额定电压；与电网直接连接，与电网的额定电压同。2）二次绕组：通常取UN10%，当 ，直接连接用电设备取UN5%。共一百六十三页4.1 电力系统(din l x tn)基本知识T1T2我国电力网络(wnglu)的额定电压等级：3、6、10、35、110、220、330、500kV、750kV、1000kV例共一百六十三页4.1 电力系统(din l x tn)基本知识我国电力(dinl)网络的额定电压等级：电力系统平均额定电压：UavN=1.05UN3.15、6.3、1

10、0.5、37、115、230、345、525kV变压器的分接头及其变比调压额定变比：主抽头额定电压之比实际变比：实际所接分接头的额定电压之比共一百六十三页例1：如图，试求： 4.1 电力系统(din l x tn)基本知识10.5kV10.5/242kV220/121/38.5kV110/11kV10.5/3.3kV35/6.6kV1)发电机、变压器的额定( dng)电压2) T1：5%抽头， T2 、T5 ：主抽头， T3：-2.5%抽头, T4：-5%抽头3) 各线路的平均额定电压共一百六十三页例1：P2414.1 电力系统(din l x tn)基本知识10.5kV10.5/242kV2

11、20/121/38.5kV110/11kV10.5/3.3kV35/6.6kV2) T1：5%抽头(chu tu)， T2 、T5 ：主抽头， T3：-2.5%抽头, T4：-5%抽头T1：10.5/254.1kV， T2 : 220/121/38.5kV T3：107. 25/11kV, T4：33.25/6.6kV T5 ： 10.5/3.3kV共一百六十三页例1：P2414.1 电力系统(din l x tn)基本知识3) 各线路的平均额定( dng)电压共一百六十三页4.1 电力系统(din l x tn)基本知识2011,46T各级电网的额定电压(diny)如图，发电机G、变压器T1

12、、T2的额定电压(diny)分别为（ ）G：10.5kV T1：10.5/242kV， T2 : 220/38.5kV G：10kV T1：10/242kV， T2 : 220/35kVC. G：10.5kV T1：10.5/220kV， T2 : 220/38.5kV D. G：10.5kV T1：10.5/242kV， T2 : 220/35kV T1T2例G10kV220kV35kVA共一百六十三页五、中性点接地(jid)方式4.1 电力系统(din l x tn)基本知识中性点：是指电力系统发电机、变压器接成星形绕组的节点称为中性点。中性点运行方式分为直接接地 单相负载低压（380/2

13、20V） 、 高压 110kV以上输电线路。 非直接接地（不接地或经消弧线圈、电阻、电压互感器等接地），通常1035kV。经小电阻接地 （电缆线路多）10kV共一百六十三页中性点直接(zhji)接地优点：当系统发生一相接地故障时，能限制非故障相对(xingdu)地电压的升高，从而保证单相用电设备的安全。缺点： 很大，继电保护动作，断路器跳开，造成停电；发生人身一相对地电击时，危险性较大。共一百六十三页1、中性点不接地系统1）正常运行时正常运行时各相对(xingdu)地电压是对称的UBUA.120120120UC.4.1 电力系统(din l x tn)基本知识共一百六十三页2）一相接(xin

14、ji)地故障时AXYZBCeA+eC+eB+特点(tdin)4.1 电力系统基本知识共一百六十三页 304.1 电力系统(din l x tn)基本知识共一百六十三页中性点不接地系统特点(tdin)1）发生单相接地故障时，接地相对地电压下降，非故障相对地电压升高(shn o)，最高可达线电压。 对用电设备的绝缘水平应按线电压考虑；2）发生单相接地故障时，三相之间的线电压仍然对称，用户的三相用电设备仍照常运行。可继续运行2小时。3）电容电流较大，接地点可能出现电弧，产生过电压。当电容电流超过一定值时，要求中性点经消弧线圈接地，以减小故障电流。4.1 电力系统基本知识共一百六十三页中性点不接地(j

15、id)系统发生单相接地(jid)故障时，接地(jid)相对地电压（） 。A.最高为线电压 B.最高为相电压 C.最低为零中性点不接地系统发生单相接地故障时，可继续运行(ynxng)（） 。 A. 20小时 B. 2小时 C. 12 小时中性点不接地系统发生单相接地故障时，未接地相对地电压升高，最高升至（） A.最高为线电压 B.最高为相电压 C.最低为零CBA4.1 电力系统基本知识共一百六十三页中性点经消弧线圈接地(jid)为什么采用(ciyng)中性点经消弧线圈接地?电缆线路较多,电容电流较大,单相接地故障时,接地点出现电弧,造成过电压。因此，加消弧线圈。4.1 电力系统基本知识2011,

16、47T在中性点绝缘的35kV系统发生单相接地短路时，其故障处的非故障相电压是（ ）。A.115kV B.110kV C.38.5kV D.35kVD共一百六十三页 电容电流 电感电流 4.1 电力系统(din l x tn)基本知识共一百六十三页4.1 电力系统(din l x tn)基本知识1）完全(wnqun)补偿： IL=IC。串联谐振2）欠补偿： IL IC 。当切除部分线路或故障， IC减小，会串联谐振。3）过补偿： ILIC。一般采用过补偿度通常P= 5%-10% 补偿方式共一百六十三页4.1 电力系统(din l x tn)基本知识2011,58T在中性点非有效(yuxio)接地

17、配电系统中加装消弧是为了（ ）。A.增大系统零序阻抗 B.提高继电保护装置的灵敏性 C.补偿接地短路电流 D.增大电源的功率因数C共一百六十三页我国电力网中性点接地方式为：110 kV及以上(yshng)直接接地2060 kV经消弧线接地10 kV经消弧线接地或经小阻抗接 地（电缆为主)220/380 V直接接地4.1 电力系统(din l x tn)基本知识2012,47T 我国110 kV及以上系统中性点接地方式一般为（ ）A. 中性点直接接地 B.中性点绝缘C. 经小阻抗接地 D.经消弧线接地A共一百六十三页4.1 电力系统(din l x tn)基本知识2011,49T我国电力系统中性

18、点直接接地方式一般(ybn)用在（ ）及以上网络中。A. 110 kV B. 10kVC. 35 kV D. 220kVA共一百六十三页1、线路参数1）电阻2）电抗分裂(fnli)导线：电抗减小4.2 电力(dinl)线路、变压器的参数和等值电路ZY/2Y/2一、 输电线路的参数和等值电路共一百六十三页3）电导4）电纳分裂导线(doxin)：电纳增加4.2 电力线路(xinl)、变压器的参数和等值电路ZY/2Y/2共一百六十三页2、输电线路的等值电路1）一字形(z xn)等值电路： 架空线不超过100km、 电压不高4.2 电力线路、变压器的参数(cnsh)和等值电路2）形和T形等值电路：架空

19、线为100-300km、电缆不超过100km共一百六十三页二、变压器4.2 电力(dinl)线路、变压器的参数和等值电路RTjXTGT-jBT1、双绕组(roz)变压器共一百六十三页双绕组(roz)变压器4.2 电力(dinl)线路、变压器的参数和等值电路RTjXTGT-jBT共一百六十三页2、三绕组(roz)变压器4.2 电力线路、变压器的参数(cnsh)和等值电路RT1jXT2GT-jBTRT2RT3jXT3jXT1例 4-8P224共一百六十三页三、有名(yu mng)值、标幺值参数计算1、有名值2、标幺值：实际值/基准值3、基准值4.2 电力线路(xinl)、变压器的参数和等值电路一般

20、选功率SB=100MVA ，UB=Uav标幺值计算共一百六十三页4、不同(b tn)基准值的标幺值之间的换算4.2 电力线路、变压器的参数(cnsh)和等值电路电网等值电路5、多电压级电网中参数的归算例4-9 P226共一百六十三页2012，46T 电力系统采用标幺值计算时，当元件的额定容量、额定电压为SN、UN，系统统一基准(jzhn)容量、基准(jzhn)电压为SB、UB，设某阻抗原标幺值为Z*N,则该阻抗统一基准Z*为（ ）。4.2 电力线路、变压器的参数(cnsh)和等值电路共一百六十三页4.3 简单电网(dinwng)的潮流计算电力系统的潮流计算(j sun)主要包括的内容：1）电力

21、系统各元件的参数计算2）电力线路和变压器等值电路的计算3）电力线路和变压器电压损耗的计算4）电力线路和变压器功率损耗的计算5）电力线路和变压器电能损耗的计算6）电力系统无功平衡及优化方案计算7）简单电力系统潮流分布计算（解析法）8）复杂电力系统潮流分布计算（计算机计算）9）电力线路导线截面积选择共一百六十三页4.3 简单电网的潮流(choli)计算潮流(choli)计算的方法：1）解析计算2）模拟计算3）计算机计算共一百六十三页4.3 简单(jindn)电网的潮流计算一、基本概念1、电压(diny)降落RjXS1S2一般称为电压降落纵分量一般称为电压降落横分量共一百六十三页4.3 简单(jin

22、dn)电网的潮流计算2012,45T电力系统电压(diny)降定义为（ ）。 B.C. D.A共一百六十三页4.3 简单电网的潮流(choli)计算D2011,48T电力系统电压降定义为（ ）。A. B.C. D.共一百六十三页4.3 简单电网(dinwng)的潮流计算一、基本概念2、电压(diny)损耗RjXS1S2共一百六十三页4.3 简单电网(dinwng)的潮流计算一、基本概念3、功率(gngl)损耗 1）线路功率损耗公式中的功率和电压 可用首端量S1、U1或末端量S2 、U2表示。 共一百六十三页4.3 简单(jindn)电网的潮流计算一、基本概念2）变压器功率(gngl)损耗共一百

23、六十三页4.3 简单电网(dinwng)的潮流计算二、开式网潮流计算已知同一点(y din)电压和功率，求另一点(y din)的电压和功率。S1S2S1S2S2S1S1U1U2例4-10：P229例4-11、例4-12 P230共一百六十三页4.3 简单电网(dinwng)的潮流计算三、已知不同点的电压和功率的潮流(choli)计算（P230） 已知始端电压、末端功率，求始端功率、末端电压（居多）；或已知末端电压、始端功率，求末端功率、始端电压。1、同一电压等级下潮流精确计算2、近似计算例4-13（P231） 设：所有未知电压节点的电压为线路的额定电压。闭式网络的潮流计算 P231共一百六十三

24、页2011，50T 一条(y tio)220kV的单回空载线路，长200km，r1=0.18/km, x1= 0.426/km， b1=2.86 10-6S/km,线路受端电压为242kV，则线路送端电压为(）。（A）236.27kV （B）242.2kV （C）220.35kV （D）230.6kV 解：选A。 A共一百六十三页R=36，X=83，B=5.7210-4S空载时，电压降落纵分量电压降落横分量则送端电压为共一百六十三页2012，50T 某330kV的输电线路的等值电路如图，已知线路始端功率 及末端电压 为(）。（A）（B）（C）（D）解：选D。 共一百六十三页S1S2S1S2U1

25、U2设全网电压为额定电压330kV共一百六十三页共一百六十三页S1S2S1S2U1U2例题2 （09 50）输电线路等值电路及参数如图，已知末段电压 ，末端负荷 MVA，始端功率为： 1.11.121.6+j33（A）14.645+j10.162MVA （B）18.845+j10.162MVA（C）15.645+j11.162MVA（D）20.165+j7.216MVA解：选C。共一百六十三页例题3（07 49）：一条空载(kn zi)运行的220kV单回输电线，长200km，导线型号为LGJ-300，r1=0.18/km, x1= 0.426/km， b1= 2.6610 6 S/=km ，

26、线路受端电压为205kV，则线路送端电压为：（A）200.35kV （B）205kV （C）220kV （D）209.65kV 解：选A。4.4 无功功率平衡(pnghng)和电压调整共一百六十三页空载时，电压降落纵分量电压降落横分量则送端电压为解：4.4 无功功率(w n n l)平衡和电压调整共一百六十三页4.3 简单(jindn)电网的潮流计算四、输电线中的功率流向与电压相角(xin jio)和幅值的关系当R=0虚部相等实部相等 有功流向：电压相位 超前流向滞后无功流向：幅值高端的流向幅值低端共一百六十三页2012,48T在忽略输电线路电阻和电导情况下，输电线路电抗为X，输电线路电纳为B

27、，线路传输功率与两端电压的大小及其相位差之间的关系( ) B.C. D.C共一百六十三页4.3 简单电网的潮流(choli)计算五、输电(shdin)线路的空载与负载运行特性：P2331、输电线路的空载运行特性认为R=0，B0，则U1U2、输电线路的负载运行特性）输电线路轻载时，即 IFIC 时 ，U1U22）输电线路中，当IF IC 时 ，U1 U2此时，传输最大功率共一百六十三页答：开关A合上时线路(xinl)空载，末端电压会升高，（近似计算） 例4-14 P234共一百六十三页4.4 无功功率(w n n l)平衡和电压调整2、应就近满足无功需求，尽量减少无功的流动，分区分级做到无功平衡

28、(pnghng) 。如超高压电网线路电容产生大量无功，需安装并联电抗器予以吸收；配电网却需配置大量的电容器进行无功补偿。一、基本概念1、电压与无功：系统的无功电源充足，运行电压就高；反之，运行电压低。共一百六十三页4.4 无功功率(w n n l)平衡和电压调整3、系统无功平衡的基本要求：无功电源功率应与负荷的无功和无功损耗相平衡，且有一定(ydng)的无功备用电源。-无功电源容量总和，kvar-无功负荷总和，kvar-无功损耗总和，kvar-无功备用容量，kvar共一百六十三页4.4 无功功率(w n n l)平衡和电压调整二、无功电源的调节(tioji)特性1、无功功率负荷和无功功率损耗2

29、）变压器：无功损耗包括励磁支路和绕组漏抗3）线路：无功损耗包括并联电纳（容性） 串联电抗（感性）1）异步电动机：主要无功负荷共一百六十三页4.4 无功功率平衡和电压(diny)调整2、无功功率电源及调节(tioji)特性1）发电机：同步发电机可发有功，亦可发无功。可调4）静止无功补偿器（SVC）：电容器与电抗器串联，配备调节电抗器的电力电子装置。3）电容器：只能发无功。问题：当电压降低时，供给的无功成平方比例减少，更恶化了电压水平。不能连续调节。2）同步调相机：只发无功的同步发电机。按需调节，过励磁时，发无功，欠励磁时，吸无功。宜大量集中使用，常安装在枢纽变电所。逐渐被淘汰5）静止无功发生器（

30、SVG）：与SVC 比较，响应快、允许范围宽、谐波电流含量少，尤其低压时刻向系统注入较大无功电流。共一百六十三页4.4 无功功率平衡和电压(diny)调整三、变压器分接头进行调压时分接头的选择计算(j sun)有载调压变压器：带负荷切换分接头，调压范围宽。U1U2无载调压变压器：工作在一个电压等级下。共一百六十三页1、变压器分接头的确定(qudng)方法：P238变压器分接头装设在：双绕组(roz)变压器高压侧三绕组变压器高压侧、中压侧6300kVA以下，有三个分接头，1.05UN、 UN、 0.95UN 8000kVA以上，有五个分接头，1.05UN、 1.025UN、 UN 、 0.975

31、UN、 0.95UN我国110kV为7个分接头220 kV为9个分接头4.4 无功功率平衡和电压调整共一百六十三页4.4 无功功率(w n n l)平衡和电压调整2、降压变压器分接头的选择(xunz)计算最大负荷时，高压侧为U1，低压侧要求为U2，低压侧为U2N， 共一百六十三页4.4 无功功率(w n n l)平衡和电压调整2、降压变压器分接头的选择(xunz)计算：（3） 分接头确定例4-16P239 例4-17 P240同理， 最小负荷时分接头电压选择最近分接头。校验最大、最小负荷时低压母线电压3、升压变压器分接头的选择计算：共一百六十三页电力系统调压方式（通过中枢(zhngsh)点电压

32、）1）逆调压：高峰负荷时中枢点电压升至1.05UN，低谷负荷时为UN。 2）顺调压：高峰负荷时电压为1.025UN，低谷负荷时为1.075UN。3）恒调压：任何时候中枢点电压不变，一般为1.02UN-1.05UN。4.4 无功功率(w n n l)平衡和电压调整共一百六十三页例题1（08 51） ： 某变电所有一台变比为 110（22.5%）/6.3kV，容量为31.5MVA的降压变压器，归算到高压侧的变压器阻抗为ZT=2.95+j48.8，变压器低压侧最大负荷为24+j18MVA，最小负荷为12+j9MVA，变电所高压侧电压(diny)在最大负荷时保持110kV，最小负荷时保持113kV，变

33、电所低压母线要求恒调压，保持6.3kV，满足该调压要求的变压器分接头电压(diny)为： （A）110kV （B）104.5kV （C）114.8kV （D）121kV 解：选B。4.4 无功功率平衡(pnghng)和电压调整共一百六十三页（2012 51） ： 一降压变电所，变压器归算到高压侧的参数变比为 110（22.5%）/11kV，容量为31.5MVA的降压变压器，归算到高压侧的变压器阻抗为ZT=4.08+j62.5，变压器低压侧最大负荷为20+j15MVA，最小负荷为10+j7MVA，最大负荷时变压器高压母线电压维持(wich)在118kV，最小负荷时变压器高压母线电压维持(wich

34、)在110kV，若不考虑功率损耗，变电所低压母线采用逆调压调压，变压器分接头电压为（ ）。（A）109.75kV （B）115.5kV （C）107.25kV （D）112.75kV 解：选B。共一百六十三页解：最大负荷时的电压损耗 最小负荷时的电压损耗 最大负荷时的抽头电压 最小负荷时的抽头电压 平均值选择最接近(jijn)分接头 115.5kV共一百六十三页4.4 无功功率平衡和电压(diny)调整在无功平衡系统中，应优先采用改变变压器变比调压；在无功不足(bz)系统中，应优先选择装设无功补偿装置，不宜采用改变变压器变比调压。原因：为增加无功功率，只是改善局部电网的电压水平，却有可能恶化其

35、他地区的电压水平。共一百六十三页4.4 无功功率(w n n l)平衡和电压调整四、利用电容器补偿电压(diny)的原理与方法1、补偿调压原理补偿容量与调压要求和降压变压器的变比均有关，在最大负荷时电容器应全部投入，在最小负荷时退出。按最小负荷没有补偿时确定变压器的分接头，按最大负荷时调压要求计算补偿量。共一百六十三页4.4 无功功率平衡(pnghng)和电压调整四、电容器补偿的原理与方法2、并联电容器，可减少线路的电压(diny)损耗。U1U2U2Z=R+jXP+jQ共一百六十三页4.4 无功功率平衡(pnghng)和电压调整U1k:1U2CZ=R+jXP2+jQ2-jQCU2C补偿容量(r

36、ngling)与调压要求和变比有关。共一百六十三页按最小负荷没有补偿(bchng)时确定变压器的分接头，按最大负荷时调压要求计算补偿(bchng)量。共一百六十三页五、提高(t go)功率因数的措施:1、在感性负载两端(lin dun)并电容+-jcos2、补偿方式就地补偿集中补偿4.4 无功功率平衡和电压调整jj1共一百六十三页 某一降压变电所由双回路110kV，长70km的电力线路供电，导线型号为LGJ-120，计算半径为15.2mm，三相导线几何均距为5m。变电所有两台变压器并联运行，其参数：SN=31.5MVA,UN为110(122.5%)/11kV, Uk%=10.5。最大负荷时变电

37、所二次侧折算到一次侧的电压为100.5 kV,最小负荷时为112.0 kV。变电所二次侧母线上的允许电压偏移在最大、最小负荷时为额定电压的2.5%- 7.5%。试根据调压要求，确定(qudng)变电所二次侧母线上所需补偿的最小容量。4.4 无功功率平衡和电压(diny)调整共一百六十三页4.4 无功功率平衡(pnghng)和电压调整解：电路等值参数线路 L变压器T又知双回(shun hu)线共一百六十三页4.4 无功功率(w n n l)平衡和电压调整（1）选择电容器的容量1）最小负荷时补偿设备退出计算变压器的分接头电压选最近分接头为5%，变压器变比2）补偿设备容量取补偿(bchng)容量 Q

38、C=22Mvar共一百六十三页（2011 51） ： 简单电力系统接线如图，母线A电压保持在116kV，变压器低压母线C要求恒调压，电压保持在10.5kV，满足以上要求时接在母线C上的电容(dinrng)容量QC及变压器T的变比分别为（ ）。（A）8.76MVar 115/10.5kV （B） 8.44MVar 112.75/11kV（C） 9.76MVar 121/11kV（D） 9.69MVar 121/10.5kV 解：选B 。共一百六十三页总阻抗(zkng)选最近(zujn)分接头为2.5%，变压器变比2）补偿设备容量1）最小负荷时补偿设备退出计算变压器的分接头电压共一百六十三页4.5

39、 短路电流(dinli)计算一、基本概念1、类型：对称短路、不对称短路。 最常见， 情况最严重。2、短路电流计算目的：设备选择保护配置主接线设计暂态稳定计算3、近似条件：4、无限(wxin)大功率电源及其特点（X=0）共一百六十三页4.5 短路电流(dinli)计算一、基本概念5、短路后果：短路点附近电流增大许多倍，机械应力很大，使导体破坏。设备发热增加，损坏。电压下降，电动机停转，废品。发电机失去(shq)同步，造成大面积停电。通讯受到影响。共一百六十三页4.5 短路(dunl)电流计算二、简单系统三相短路电流的实用(shyng)计算方法1、思路：线性、对称，由简入繁。2、恒电势源电路的三相

40、短路分析ZZea=稳态（周期）分量+暂态（非周期）分量共一百六十三页4.5 短路(dunl)电流计算2、恒电势源电路(dinl)的三相短路分析=稳态（周期）分量+暂态（非周期）分量物理意义：非周期电流的初值越大，暂态过程中短路电流最大瞬时值越大。它与短路发生时刻有关，与短路发生时电源电势的初始相角（合闸角） 有关。冲击电流：短路电流最大瞬时值，在短路发生后约半个周期出现。用于校验设备的动稳定。共一百六十三页4.5 短路电流(dinli)计算3、短路电流周期分量的实用计算计算各元件标么参数(cnsh)、绘制等值电路，取SB， UB=Uav 。系统发电机变压器电抗器负荷线路共一百六十三页4.5 短

41、路(dunl)电流计算短路点的输入阻抗(sh r z kn) ：故障点f的阻抗。共一百六十三页4.5 短路电流(dinli)计算3、短路电流周期分量的实用计算(j sun)化简等值电路，求出电源至短路点f的总阻抗 。计算f 点三相短路电流周期分量初值及其他待求量。短路电流基准值共一百六十三页4.5 短路电流(dinli)计算三、短路(dunl)容量也称短路功率：说明短路容量标么值等于短路电流标么值。应用：主要用于校验开关的切断能力。共一百六十三页4.5 短路电流(dinli)计算四、冲击电流(dinli)和最大有效值电流(dinli)（ 冲击电流=k*短路电流周期分量 最大冲击电流有效值例 4

42、-18 P244、例4-19 P245 冲击电流：最大有效值电流： 共一百六十三页4.5 短路电流(dinli)计算五、对称(duchn)分量法和序网同步机：正常运行参数为正序参数。2）旋转元件：发电机、电动机：各序阻抗不等1、序分量：正序分量、负序分量、零序分量2、序阻抗：参数对称时，某序电压与同序电流之比。1）静止元件：架空线、电缆、变压器 三个单相的电抗器、电容器、变压器组成的三相电抗器、电容器、变压器共一百六十三页4.5 短路电流(dinli)计算变压器：各序等值电路结构相同。变压器的电阻(dinz)、漏抗的正序与负序、零序相同。变压器正序、负序的励磁电抗相同。变压器零序与其连接方式、

43、中性点是否接地、结构（单、三相）有关。共一百六十三页4.5 短路(dunl)电流计算变压器：零序等值电路与外电路的连接，取决于零序电流的流通路径，与绕组的接线方式(fngsh)和中性点是否接地有关。零序电压施加在三角形侧和不接地星形侧，则无论另一侧绕组的接线方式如何，变压器中都无零序电流流过。零序电压施加在接地星形侧，零序电流经由中性点流入大地，构成回路。另一侧绕组的零序电流流通情况取决于该侧绕组的接线方式。共一百六十三页4.5 短路电流(dinli)计算线路(xinl)：静止元件，正、负序阻抗与等值电路相同。零序电抗比正序电抗大。（表4-4）共一百六十三页六、绘制(huzh)各序网等值电路正

44、序：不包括中性点接地阻抗、 和空载线路负序：零序：读图4.5 短路电流(dinli)计算例4-21P249共一百六十三页4.5 短路电流(dinli)计算七、复合(fh)序网方法：故障边界条件。共一百六十三页4.5 短路电流(dinli)计算七、复合序网方法(fngf)：故障边界条件。共一百六十三页4.5 短路电流(dinli)计算 简单不对称短路故障的短路点电流正序分量，与在短路点每一相中加入(jir)附加电抗 X(n)后发生三相短路时的电流相等（加上附加电抗后的等值网络，其实质是复合序网）。短路电流的绝对值与它的正序分量绝对值成正比。正序等效原则：不对称短路时的正序电流Id1(n) :If

45、(n) =m(n) Id1(n)m(n) ：不同短路的系数X(n) :附加电抗共一百六十三页4.5 短路电流(dinli)计算简单(jindn)短路时的X(n) 和m(n) f(n)X(n)m(n)f(3)01f(2)X2f(1)X2 +X03f(1.1)例4-22 、例4-23 P254共一百六十三页4.5 短路电流(dinli)计算八、不对称短路的电流(dinli)电压计算九、经 变压器后的相位变换共一百六十三页4.9 过电压及绝缘(juyun)配合一、基本概念1、过电压：对绝缘(juyun)有危险的电压升高。2、分类：内部过电压 1）操作过电压 2）暂时过电压 ：工频过电压 谐振过电压雷

46、电过电压直接雷过电压感应雷过电压 共一百六十三页4.9 过电压及绝缘(juyun)配合1）工频电压升高：长线的电容(dinrng)效应、不对称短路、甩负荷、中性点位移、共同接地的高压接地串入低压。2）操作过电压：指电网参数的改变，如切断空载线路、空载线路合闸、切断空载变压器、断续电弧接地、切断小电感电流。3）谐振过电压：线性（LCR线性）及非线性（变压器、电压互感器等磁饱和）共一百六十三页4.9 过电压及绝缘(juyun)配合3、绝缘水平：220kV以下系统，由雷电过电压决定绝缘水平。超高压系统，由内部过电压决定绝缘水平。严重污秽地区，电网(dinwng)外绝缘水平主要由系统的最大运行电压决定

47、。共一百六十三页4.9 过电压及绝缘(juyun)配合二、雷电过电压特性1、感应过电压：静电感应(jngdin gnyng)、电磁感应2、直击雷过电压3、侵入雷过电压防护措施:外皮接地、设置浪涌保护器共一百六十三页4.9 过电压及绝缘(juyun)配合三、接地(jid)和接地(jid)电阻、接触电压、跨步电压：1、接地：与大地等电位。3、接触电压：人与接地设备之间的电压。距脚0.8m处与手触摸到1.8m处之间的电压。2、接地电阻：与接地装置的形状、尺寸、大地电阻率有关，而与金属接地体自身的电阻无关。 如重复接地电阻10。4、跨步电压：人的两脚（ 步长0.8m）之间的电压。35kV及以下的小电流

48、接地系统：共一百六十三页4.9 过电压及绝缘(juyun)配合四、氧化锌避雷器特点(tdin)1、氧化锌避雷器的伏安特性2、氧化锌避雷器的特点1）无串联火花间隙，即无灭弧电压、冲击放电电压等特性参数，体积小。2）良好的陡波响应特性：无间隙的放电延时。3）无续流，可重复动作实施保护。4）通流容量大，可重载，可用于对内部过电压进行保护。3、技术参数：共一百六十三页4.9 过电压及绝缘(juyun)配合五、避雷针、避雷线的保护范围1、目的：避免受直击雷击(lij)。受雷击(lij)概率小于0.1%。2、避雷针一般用于保护发电厂、变电所，避雷线用于保护线路。3、保护范围 避雷针在被保护物高度hx的 避

49、雷针在地面上的保护半径共一百六十三页4.9 过电压及绝缘(juyun)配合4、独立避雷针，接地电阻应小于10欧姆(u m)，常用于配网中。5、构架避雷针，经济性好，但在配网中易导致绝缘逆闪络（反击）。故常应用于110kV及以上系统中。 避雷线作用：保护变电所的电器设备、输电线路等免受直击雷过电压。 共一百六十三页09，59T. 威胁(wixi)变压器绕组匝间绝缘的主要因素是：( ) （A）长期工作电压 （B）暂态过电压幅值 （C）工频过电压 （D）过电压陡度 A08，54T. 电磁波传播过程(guchng)中的波反射是因为下列哪种原因引起的( )（A）波阻抗的变化 （B）波速的变化 （C）传播

50、距离 （D）传播媒质的变化A08，56T. 一幅值为U0的无限长直角行波沿波阻抗为Z的输电线路传播至开路的末端时，末端节点上电压值是( )（A）1/2U0 （B）U0 （C）0 （D）2 U0D共一百六十三页58. 绝缘与污秽闪络等事故主要发生(fshng)在( ) （A）下雷阵雨时 （B）下冰雹时 （C）雾天 （D）刮大风时 59. 决定电气设备绝缘水平的避雷器参数是( ) （A）额定电压 （B ) 残压 （C）工频(n pn)参考电压 （D）最大长期工作电压 60. 用超低频（0.1HZ）对大电机进行绝缘试验时，所需的试验设备容量仅为工频试验设备的( ) （A）1/50 （B）1/100

51、（C）1/250 （D）1/500 CBD共一百六十三页55.下列说法(shuf)中正确的是（ ） A.电网中性点接地方式对架空线过电压没有影响 B.内部过电压就是操作过电压 C.雷电过电压可分为感应雷过电压和直击雷过电压 D.间歇电弧接地过电压是谐振过电压中的一种 C共一百六十三页4.10 断路器一、作用、功能(gngnng)、分类1、作用切断/闭合负载/空载电流切断过负荷和短路电流2、功能灭弧特点，基本能可靠地开断工作电流和短路电流。共一百六十三页4.10 断路器三、分类(fn li)1、多油：以绝缘(juyun)油为绝缘(juyun)介质，耗材多，占地大。2、少油：安全，耗材少，占地小，

52、大量使用。3、SF6：以SF6为绝缘介质，断口电压高，允许断路次数多，开断性好，占地小，易维护，检修周期长，价格高。（超高压）4、真空：以真空为绝缘介质，距离间隙小，开断性好，占地小，在35kV及以下系统应用广泛。（配电网）5、压缩空气：以压缩空气为绝缘介质，断路能力大，价格高。共一百六十三页4.10 断路器5、压缩空气：主要用于110kV及以上有较高要求的系统(xtng)以及大型发电机出口需要很大额定电流和开断电路的场合。已被SF6取代(qdi)6、磁吹：利用电弧电流通过吹弧线圈产生的磁束吹弧。灭弧效果好，无油，可多次重复使用。7、GIS(SF6全封闭组合电器)：不含变压器在内的一次设备的“

53、气体绝缘变电站”。占地小，可靠性高，价格贵，主要用于110500kV系统。共一百六十三页4.10 断路器4、断路器操作机构1）手动操作机构（CS）：就地操作2）电磁式操作机构（CD）：远距离控制 直流电源3）弹簧储能操作机构（CT）：可进行一次自动(zdng)重合闸，交流或直流电源。4）压缩空气操作机构（CY）：用于空气断路器。共一百六十三页4.10 断路器二、主要参数1、额定电压2、额定电流 ：200A20000A3、额定开断电流 ： 额定电压下开断的最大电路(dinl)电流。1.6kA100kA4、额定开断容量 ：表征开断能力。5、额定关合电流 ：合到已经短路的系统时断路器能闭合(b h)

54、的最大短路电流。6、耐受性能：发热 电动力共一百六十三页4.10 断路器7、分闸时间(shjin) ：包括固有分闸时间(shjin)和燃弧时间(shjin)，2040ms 合闸时间 ：临时性故障(gzhng)断路器合闸延时断路器跳闸延时：从电弧熄灭到电路重新接通的时间，称为无电流间隔时间，一般为0.30.5s。永久性故障断路器跳闸延时断路器跳闸断路器合闸强送电：自动重合不成功时，隔180s后手动合闸。8、自动重合闸时间：共一百六十三页4.10 断路器四、断路器常用的灭弧方法1、交流电弧熄灭的条件电流过零点(ln din)时熄弧。弧隙介质强度恢复与弧隙电压强度的恢复。阴极效应。共一百六十三页4.

55、10 断路器2、断路器开断短路电流(dinli)时弧隙电压的恢复过程由上式可得出(d ch)1）r可降低恢复电压的上升速度， r越小，恢复电压上升速度越低2）若 ，灭弧难，若不并电阻，恢复电压可达2U03）若 ，可知临界并联电阻值（R忽略）为共一百六十三页4.10 断路器3、断路器常用的灭弧方法(fngf)介质选择：真空灭弧、油、SF6吹弧：横吹、纵吹多断口快速分闸长弧切短弧（低压电器）固体介质的狭缝狭沟QF的主触头两端并低值电阻采用耐高温金属材料做灭弧触头采用优质灭弧介质共一百六十三页五、断路器的运行和维护工作要点1、断路器的操作2、正常运行的操作要求1）断路器的正常操作要求2）断路器操作机

56、构的要求3、故障状态下的操作要求4、高压断路器的异常(ychng)运行5、真空断路器常见异常运行6、SF6断路器常见异常运行4.10 断路器共一百六十三页09,54T. 高压(goy)断路器一般采用多断口结构，通常在每个断口并联电容C。并联电容的作用是（ ） （A）使弧隙电压的恢复过程由周期性变为非周期性 （B）使得电压能均匀地分布在每个断口上 （C）可以增大介质强度的恢复速度 （D）可以限制系统中的操作过电压 A08,60T 为使熔断器的弧隙电压恢复过程为非周期性的，可在熔断器触头两端( )（A）并联电阻 （B）并联电容(dinrng) （C）并联电感 （D）并联辅助触头B共一百六十三页B共

57、一百六十三页4.11 互感器一、电流、电压互感器的工作原理、 接线(ji xin)形式及负载要求1、电流互感器：将一次大电流变为标准(biozhn)小电流，I2N=5A，供仪表或继电器使用。（1）工作原理：与变压器相似。共一百六十三页4.11 互感器1、电流(dinli)互感器（2）接线(ji xin)形式：1）三相完全星接：反映每一相电流2）两相不完全星接：无法反映单相接地故障 3）两相差动式接线：各类短路继电器整定值不同，无法反映单相接地故障 4）单相接线：可用于三相负荷平衡5）两相三完全星接：均可反映各类接地故障共一百六十三页4.11 互感器1、电流(dinli)互感器（3）接线(ji

58、xin)中注意事项1）二次侧在使用时绝对不可开路。不允许装熔丝。2）二次侧必须有一点接地。 保证人身和设备安全。 3）接线时注意极性 4）一次侧串接线路，二次侧串接仪表或继电器5）负荷要求： （4）铁磁性质的选择：测量要求精度高，继保相对低。共一百六十三页4.11 互感器2、电压(diny)互感器1、电压互感器：将一次高电压变为低电压，U2N=100V，供仪表(ybio)或继电器使用。（1）工作原理：电磁式电压互感器的与变压器相同。电容式电压互感器：实质为分压器共一百六十三页4.11 互感器1、电压(diny)互感器（2）接线(ji xin)形式：1）单相接线：可测相间电压，亦可测相对地电压。

59、2）V-V接线（不完全星接）：可测相间电压。4）Y0-Y0接线：可测线电压及相电压。 3） Y0/Y0 /接线：可测线电压、相电压及绝缘监察。共一百六十三页4.11 互感器1、电压(diny)互感器（3）接线(ji xin)中注意事项1）二次侧在使用时绝对不可短路。2）二次侧必须有一点接地。 保证人身和设备安全。 3）接线时注意极性 4）一、二次侧装熔丝起短路保护，一次侧装隔离开关。检修用。（4）负荷要求：5）一次侧并接线路中，二次侧并接仪表或继电器共一百六十三页4.11 互感器二、电流、电压(diny)互感器配置原则及接线1、电流(dinli)互感器1）发电机、变压器、出线、母线分段及母联断

60、路器、旁路断路器等回路。 大接地电流系统：装三相完全星接、两相完全星接 保护线路小接地电流系统：610kV装两相不完全星接,保护线路 610kV装两相差接，保护线路、小容量的电动机、变压器共一百六十三页4.11 互感器二、电流(dinli)、电压互感器配置原则及接线2、电压(diny)互感器母线：一组线路：35kV及以上装一台单相，用于监测线路发电机：两组变压器：一组共一百六十三页09,55. 电压互感器副边开口(ki ku)三角形的作用是( ) （A）测量三次谐波 （B）测量零序电压 （C）测量线电压 （D）测量相电压 06,56. 选择10kV 馈线上的电流(dinli)互感器时，电流(d