目录
第一章电力系统基本知识 (1)
1-1电力系统概述 (1)
1-2电力系统的电压 (5)
1-3电力系统的中性点运行方式 (10)
第二章工厂的电力负荷 (11)
2-1工厂的电力负荷 (11)
2-2三相用电设备组计算负荷的确定 (13)
2-3单相用电设备组计算负荷的确定 (20)
2-4工厂供电系统的计算负荷和年耗电量 (21)
第三章电力系统短路的基本知识 (23)
3-1短路的原因、后果及其形式 (23)
3-2短路物理分析及短路电流的计算 (24)
3-3短路电流的效应和稳定度校验 (30)
第四章工厂变配电所及其一次系统 (34)
4-1工厂变配电所的任务和类型 (34)
4-2电气设备中的电弧问题 (34)
4-3高压一次设备 (35)
4-4低压一次设备 (39)
4-5电力变压器 (40)
4-6电压互感器和电流互感器 (42)
4-7变配电所的主电路图 (44)
第五章工厂供电系统的过电流保护 (45)
5-1过电流保护的任务和要求 (45)
5-2单侧电源网络相间短路的电流保护 (48)
5-3发电机的继电保护 (57)
5-4电力变压器的继电保护 (59)
第六章供电系统的二次回路和自动装置 (61)
6-1二次回路的基本概念 (61)
6-2二次回路的操作电源 (61)
6-3高压断路器的控制和信号回路 (64)
6-4中央信号 (65)
6-5电测仪表和绝缘监察装置 (66)
6-6电力线路的自动重合闸 (68)
6-7备用电源自动投入装置 (68)
6-8供电系统的远动装置、综合自动化系统 (70)
第七章公司产品的选型和配置 (74)
7-1如何看电气图纸 (74)
7-2如何根据图纸内容、要求配置公司产品 (75)
第一章电力系统基本知识
1-1电力系统概述
1-1-1工厂供电系统概况
一般中型工厂的电源进线电压是6、10kV。电能先经高压配电所集中，再由高压配电线路将电能分送到各车间变电所，或由高压配电线路直接供给高压用电设备。车间变电所内装设有电力变压器，将6、10kV的高压降为一般低压用电设备所需的电压，如220/380V。注：[“220/380V”的斜线“/”左边（220V）为三相线路的相电压，右边（380V）为其线电压]，然后由低压配电线路将电能分送给各用电设备使用。
图1-1是一个比较典型的中型工厂供电系统简图。只用一根线来表示三相线路，即绘成单线图的形式。
图1-1中型工厂供电系统简图
从图1-1可以看出，该厂的高压配电系统有两条10kV的电源进线，分别接在高压配电所的两段母线上。这两段母线间装有一个分段开关，形成“单母线分段制”。在任一条电源进线发生故障或进行检修而被切除后，可以利用分段开关的闭合来保证对整个配电所的供电。这类接线的配电所通常的运行方式是：分段开关闭合，整个配电所由一条电源进线供电，其电源通常来自公共电网（电力系统），而另一条电源作为备用，通常由邻近单位取得备用电源。
图1-1所示高压配电所有四条高压配电线，供电给三个车间变电所，其中1号车间变电所和3号车间变电所都只有一台配电变压器，而2号车间变电所有两台，并分别由两段母线供电，其低压侧又采用单母线分段制，因此对重要的低压用电设备可由两段母线交叉供电。车间变电所的低压侧母线，设有低压联络线相互连接，以提高供电系统运行的可靠性和灵活性。此外，该高压配电所还有一条高压配电线，直接供电给一台高压电动机，另有一条高压线，直接与一组并联电容器相连，这些并联电容器是用来补偿无功功率以提高功率因数用的。
对于大型工厂及某些电源进线电压为35kV及以上的中型工厂，一般要经过两次降压，
即电源进厂后，先经总降压变电所，其中装有较大容量的电力变压器，将35kV 及以上的电源电压降为6kV 、10kV 的配电电压，然后通过高压配电线将电能送到各个车间变电所，也有的经高压配电所再送到车间变电所，最后经配电变压器将为一般低压用电设备所需的电压，其简图如图1-2所示。
电源进线
电源进线
图1-2具有总降压变电所的工厂供电系统简图
有的35kV 进线的工厂，只经一次降压，即35kV 线路直接引入靠近负荷中心的车间变电所，经车间变电所的配电变压器直接将为低压用电设备所需的电压，如图1-3所示。这种供电方式称为高压深入负荷中心的直配方式。这种直配方式，可以省去一级中间变压，从而简化了供电系统接线，节约了投资和有色金属，降低了电能损耗和电压损耗，提高了供电质量。然而这要根据厂区的环境条件是否满足35kV 架空线路深入负荷中心的“安全走廊”要求而定，否则不宜采用，以确保供电安全。
图1-3高压深入负荷中心的工厂供电系统简图
对于小型工厂，由于所需容量一般不大于1000kVA 或稍多，因此通常只设一个降压变电所，将6~10kV 降为低压用电设备所需的电压，如图1-4所示。
如果工厂所需容量不大于160kVA 时，一般采用低压电源进线，直接由公共低压电网供电，因此工厂只需设一低压配电间，如图1-5所示。
（b）（a）
各车间用电设备C
C
各车间用电设备
图1-4只设一个降压变电所的工厂供电系统简图
（a ）装有一台主变压器
（b ）装有两台主变压器
低压用电设备
图1-5低压进线的小型工厂供电系统简图
由以上分析可知，配电所的任务是接受电能和分配电能，不改变电压；而变电所的任务是接受电能、变换电压和分配电能。以上各供电系统简图中的母线，又称汇流排，其任务是汇集和分配电能。而工厂供电系统是指从电源线路进厂起到高低压用电设备进线端止的整个电路系统，包括工厂内的变配电所和所有的高低压供配电线路。
1-1-2发电厂和电力系统简介
（一）发电厂
发电厂又称发电站，是将自然界的各种一次能源转换为电能（二次能源）的工厂。发电厂按其所利用能源的不同，分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电场以及风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂等类型。
1、火力发电厂
火力发电厂简称火电厂，它利用燃料的化学能来生产电能。我国的火电厂以燃煤为主。煤粉在锅炉的炉膛内充分燃烧，将锅炉内的水烧成高温高压的蒸汽，推动汽轮机带动发电机旋转发电。其能量转换过程是：
现代火电厂一般都根据环境要求，考虑了“三废”（废水、废汽、废渣）的综合利用，有的不仅发电而且供热。兼供热能的火电厂称为热电厂。
2、水力发电厂
水力发电厂简称水电厂或水电站，它利用水流的位能来产生电能。当控制水流的闸门打开时，水流沿进水管进入水轮机蜗壳室，
冲动水轮机，带动发电机发电。其能量转换过程是：
由于水电站的发电容量与水电站所在地点上下游的水位差及流过水轮机的水量的乘积成正比，所以建造水电站必须用人工的办法来提高水位。最常用的提高水位的办法，是在河流上建筑一道很高的拦河坝，形成水库，提高上游水位，使坝的上下游形成尽可能大的落差，电站就建在堤坝的后面。这类水电站称为坝后式水电站。我国一些大型水电站包括长江三峡水电站就属于这种类型。
3、核能发电厂
核能（原子能）发电厂通称核电站，它主要是利用原子核的裂变能来生产电能。其生产过程与火电厂基本相同，只是以核反应堆代替燃煤锅炉，以少量的核燃料代替大量的煤炭。其能量转换过程是：
（二）电力系统
为了充分利用动力资源，减少燃料运输，降低发电成本，因此有必要在有水力资源的地方建造水电站，而在有煤燃料资源多的地方建造火电厂。但这些有动力资源的地方往往离用电中心较远，所以必须用高压输电线路进行远距离输电。由各级电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体，称为电力系统。图1-6是一个电力系统简图。
电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所，称为电力网或电网。习惯上，电网或系统往往以电压等级来区分，比如说10kV 电网或10kV 系统。电网按照电压高低和供电范围大小可分为区域电网和地方电网。区域电网的范围大，电压一般在220kV 及以上。地方电网的范围较小，最高电压一般不超过110kV ，工厂供电系统就属于地方电网的一种。
用户
区域变电所
低压配电线降压变压器高压输电线高压输电线降压变压器升压变压器
发电机发电厂220/380V
6~10kV 35~500kV
3.15~20kV
G
图1-6电力系统简图电力系统加上发电厂的动力部分及其热能系统和热能用户，就称为动力系统。
1-2电力系统的电压
1-2-1概述
电力系统中的所有设备都是在一定的电压和频率下工作的。电压和频率是衡量电能质量的两个基本参数。
在我国，一般交流电力设备的额定频率为50Hz ，此频率通称“工频”。在电力系统正常情况下，工频的频率偏差一般不得超过±0.5Hz 。如果电力系统容量达到3000MW 或以上时，频率偏差则不得超过±0.2Hz 。在电力系统非正常状况下，频率不应超过±1Hz 。频率的调整，主要依靠发电厂来调节发电机的转速实现，频率偏高时增加发电机的转速，频率偏低时减小发电机的转速。
对工厂供电系统来说，提高电能质量主要是指提高电压质量的问题。电压质量是按照国家标准或规范对电力系统电压的偏差、波动、波形及其三相的对称性的一种质量评估。
电压偏差是指电气设备的端电压与其额定电压之差，通常以其对额定电压的百分值来表示。
电压波动是指电网电压有效值（方均根值）的快速变动。电压波动值以用户公共供电点的相邻最大与最小电压方均根值之差对电网额定电压的百分值来表示；电压波动的频率用单位时间内电压波动（变动）的次数来表示。
电压波形的好坏用其对正弦波形畸变的程度来衡量。
三相电压的平衡情况用其不平衡度来衡量。
1-2-2三相交流电网和电力设备的额定电压
我国三相交流电网和发电机的额定电压如表1-1所示。
表1-1我国三相交流电网和电力设备的额定电压一、电网（线路）的额定电压
电网的额定电压等级是国家根据国民经济发展的需要和电力工业的水平，经全面的技术经济分析后确定的。它是确定各类电力设备额定电压的基本依据。
分
类
电网和用电设备额定电压（kV ）发电机额定电压（kV ）电力变压器额定电压（kV ）一次绕组二次绕组低
压0.380.40.380.40.66
0.690.660.69高压3
3.153，3.15 3.15，3.36
6.36，6.3 6.3，6.610
10.510，10.510.5，11—13.8，15.75，18，20，22，24，2613.8，15.75，18，20，22，24，26—
35—3538.5
66—6672.5
110—110121
220—220242
330—330363
500—500
550
二、用电设备的额定电压
由于线路运行时（有电流通过时）要产生电压降，所以线路上各点的电压都略有不同，如图1-7中的虚线所示。用电设备的额定电压按线路首端与末端的平均电压，即电网的额定电压U N 来制造。因此用电设备的额定电压与同级电网的额定电压相同。-5%
+5%N
U M
M M
G
图1-7用电设备和发电机额定电压说明
三、发电机的额定电压
由于电力线路允许的电压偏差一般为±5%，即整个线路允许有10%的电压损耗，因此为了维持线路的平均电压额定值，线路首端（电源端）的电压可较线路额定电压高5%，而线路末端则可较线路额定电压低5%，如图1-7所示。所以发电机额定电压按规定应高于同级电网（线路）额定电压5%。
四、电力变压器的额定电压
1、电力变压器一次绕组的额定电压
当变压器直接与发电机相联时，如图1-8中的变压器T1，其一次绕组额定电压应与发电机额定电压相同，即高于同级电网电压5%；当变压器不与发电机相联，而是连接在线路上时，如图1-8中的变压器T2，则可看作是线路的用电设备，因此其一次绕组额定电压应与电网额定电压相同。
2、电力变压器二次绕组的额定电压
当变压器二次侧供电线路较长，如为较大的高压电网时，如图1-8中的变压器T1，其二次绕组额定电压应比相联电网额定电压高10%，其中有5%是用于补偿变压器满负荷运行时绕组内部的约5%的电压降，因此变压器二次绕组的额定电压是指变压器已次绕组加上额定电压时二次绕组开路的电压；此外变压器满负荷时输出的二次电压还要高于电网电压5%，以补偿线路上的电压损耗。当变压器二次侧供电线路不长，如为电压电网或直接供电给高低压用电设备时，如图1-8中的变压器T2，其二次绕组额定电压只需高于所联电网额定电压5%，仅考虑补偿变压器满负荷运行时绕组内部的约5%的电压降。
+5%+0%
+10%
+5%图1-8电力变压器的额定电压说明五、电压高低的划分
电力系统电压高低的划分，因着眼点不同而有不同的划分方法。
我国的安全规程，例如电力行业标准规定，从人身安全方面着眼划分：
低压——指设备对地电压在250V 及以下者；
高压——指设备对地电压在250V 以上者。
我国的设计、制造和安装规程通常是以1000V （或略高）为界限来划分电压高低的。一般规定：
低压——指额定电压在1000V （有的规定1200V ）及以下者；
高压——指额定电压在1000V （有的规定1200V ）以上者。
我们通常采用1000V 为界限来划分高压和低压，如表1-1所示。
此外，尚有划分为低压、中压、高压、超高压和特高压者，规定1000V 及以下为低压，1000V 至10kV 或35kV 为中压；35kV 或以上至110kV 或220kV 为高压，220kV 或330kV 及以上为超高压，800kV 或1000kV 及以上为特高压。但这种划分尚无统一标准，因此划分的界限并不十分明确。
1-2-3电压偏差与调整
电压偏差或称电压偏移，是指给定瞬间设备的端电压U 与设备额定电压U N 之差对额定电压U N 的百分值，即
（1-1）
%100U U -U U%N N ×=?电压偏差对设备运行的影响如下：
1）、对感应电动机的影响当感应电动机端电压较其额定电压低10%时，由于转矩M 与端电压U 平方成正比，因此其实际转矩将只有额定转矩的81%，而负荷电流将增大5%~10%以上，温升将增高10%~15%以上，绝缘老化程度将比规定增加一倍以上，从而明显地缩短电机的使用寿命。而且会降低生产效率，影响产品质量。当其端电压较其额定电压偏高时，负荷电流和温升也将增加，绝缘相应受损，对电机也是不利的。
2）、对同步电动机的影响当同步电动机的端电压偏高或偏低时，转矩也要按电压平方成正比变化，因此同步电动机的端电压偏差，除了不会影响其转速外，其它如转矩、电流、温升等的影响，与感应电动机相同。
3）、对电光源的影响电压偏差对白炽灯的影响最为显著。当白炽灯的端电压降低10%时，灯泡的使用寿命将延长2~3倍，但发光效率将下降30%以上，灯光明显变暗。当其端电压升高10%时，发光效率将提高1/3，但其使用寿命将大大缩短，只有原来的1/3。
为了满足用电设备对电压偏差的要求，供电系统必须采取相应的电压调整措施：
1）、正确选择无载调压型变压器的电压分接头或采用有载调压型变压器我国工厂供电系统中应用的6~10kV 电力变压器，一般为无载调压型，其高压绕组有U N ±5%的电压分接头，并装设有无载调压分接开关。如果设备端电压偏高，则应将分接开关接到+5%的分接头，以降低设备端电压。如果设备端电压偏低，则应将分接开关接到-5%的分接头，以升高设备端电压。如果用电负荷中有设备对电压偏差要求严格，采用无载调压型变压器满足不了要求，而这些设备单独装设调压装置在技术经济上又不合理，可采用有载调压型变压器，使之在负荷情况下自动地调节电压，保证设备端电压的稳定。
2）、合理减少系统的阻抗由于供电系统中的电压损耗与系统中各元件包括变压器和线路的阻抗成正比，因此可考虑减少系统的变压级数、适当增大导线电缆的截面或以电缆取代架空线等来减少系统阻抗，降低电压损耗，从而减小电压偏差，达到电压调整的目的。但是增大导线电缆截面及以电缆取代架空线，要增加线路投资，因此应进行技术经济的分析比较，合理时才采用。
3）、合理改变系统的运行方式在生产为一班制或两班制的工厂中，工作班的时间内，
负荷重，往往电压偏低，因此需将变压器高压线圈的分接头调在-5%的位置上，但这样一来，到负荷轻时，电压就会过高。这时如能切除变压器，改用与相邻变电所相联的低压联络线供电，既可减少这台变压器的电能损耗，又可由于投入低压联络线而增加线路的电压损耗，从而降低所出现的过高电压。对于两台变压器并列运行的变电所，在负荷轻时切除一台变压器，同样可起降低过高电压的作用。
4）、尽量使系统的三相负荷均衡在有中性线的低压配电系统中，如果三相负荷分布不均衡，则将使负荷端中性点电位偏移，造成有的相电压升高，从而增大线路的电压偏差。
5）、采用无功功率补偿装置系统中由于存在大量的感性负荷，如电力变压器、感应电动机、电焊机、高频炉、气体放电灯等等，因此系统中会出现大量相位滞后的无功功率，导致功率因数的降低和系统的电压损耗的增大。为了提高系统的功率因数，降低电压损耗，可采用并联电容器或同步补偿机，使之产生相位超前的无功功率，以补偿系统中相位滞后的无功功率。这些专用于补偿无功功率的并联电容器和同步补偿机，统称为无功补偿设备。1-2-4电压波动及措施
电压波动是指电网电压有效值的连续快速变动。电压波动值，以用户公共供电点的相邻最大与最小的电压方均根值U max 与U mi n 之差对电网额定电压UN 的百分值来表示，即
（1-2）
%100U U U %U N min max ×?=δ电压波动是由于负荷急剧变动的冲击性负荷引起。负荷急剧变动，使电网的电压损耗相应变动，从而使用户公共供电点的电压出现波动现象。例如电动机的起动，电焊机的工作，均会引起电网电压的波动。
电网电压波动可影响电动机的正常起动，甚至使电动机无法起动；会引起同步电动机的转子振动；可使电子设备和电子计算机无法正常工作；可使照明灯光发生明显的闪变，严重影响视觉。这种引起灯光（照明）闪变的的波动电压，称为闪变电压。
抑制电压波动可采取下列措施：
1）对负荷变动剧烈的大型电气设备，采用专门线路或专用变压器单独供电。这是最简便有效的办法。
2）设法增大供电容量，减小系统阻抗，例如将单回线路改为双回线路，或将架空线路改为电缆线路等，使系统的电压损耗减小，从而减小负荷变动时引起的电压波动。
3）在系统出现严重的电压波动时，减少或切除引起电压波动的负荷。
4）对大容量电弧炉的炉用变压器，宜由短路容量较大的电网容量较大的电网供电，一般是选用更高电压等级的电网供电。
5）对大型冲击性负荷，如果采取上列措施尚达不到要求时，可装设能“吸收”冲击无功功率的静止型无功补偿装置（SVC ）。
1-2-5电网谐波及措施
谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量，通常称为高次谐波。基波是指其频率与工频（50Hz ）相同的分量。向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备，称为谐波源。
就电力系统中的三相交流发电机发出的电压来说，可认为其波形基本上是正弦量，即电压波形中基本上无直流和谐波分量。但是由于电力系统中存在着各种各样的谐波源，特别是大型变流设备和电弧炉等的日益广泛应用，使得谐波干扰成了当前电力系统中影响电能质量的一大“公害”。
电网谐波的产生，主要在于电力系统中存在各种非线性元件。产生谐波的电气元件很多，例如荧光灯和高压汞灯等气体放电灯、感应电动机、变压器、感应电炉等，都要产生谐波电
流或电压。最为严重的是大型的晶闸管变流设备和大型电弧炉。
谐波对电气设备的危害很大。谐波电流通过变压器，可使变压器铁心损耗明显增加，从而使变压器出现过热，缩短其使用寿命。谐波电流通过交流电动机，不仅会使电动机的铁心损耗明显增加，而且还会使电动机转子发生振动现象，严重影响机械加工的才能产品质量。谐波对电容器的影响更为突出，谐波电压加在电容器两端时，由于电容器对谐波的阻抗很小，因此电容很容易过负荷甚至烧毁。此外，谐波电流可使电力线路的电能损耗和电压损耗增加，可使电能表计量不准确，可造成系统的继电保护和自动装置发生误动作，并对附近的通信设备和通信线路产生干扰。
抑制电网谐波可采取下列措施：
1）三相整流变压器采用Yd或Dy联结。由于3次及3的整数倍次谐波电流在三角形联结的绕组内形成环流，而星形联结的绕组内不可能产生3次及3的整数倍次谐波电流，因此采用Yd或Dy联结的三相整流变压器，能使注入电网的谐波电流中消除3次及3的整数倍次的谐波电流。又由于电力系统中的非正弦交流电压或电流通常是正、负两半波对时间轴是对称的，不含直流分量和偶次谐波分量，因此采用Yd或Dy联结的整流变压器后，注入电网的谐波电流只有5、7、11…等次谐波。这是抑制高次谐波最基本的方法。
2）增加整流变压器二次侧的相数。整流变压器二次侧的相数越多，整流波形的脉冲数越多，其次数低的谐波被削去的也越多。
3)使各台整流变压器的二次侧互有相角差。多台相数相同的整流装置并列运行时，使其整流变压器的二次侧互有适当的相角差，这与增加二次侧的相数效果相类似，也能大大较少注入电网的高次谐波。
4）装设分流滤波器。在大容量静止“谐波源”（如大型晶闸管整流器）与电网连接处装设分流滤波器，是滤波器的各组R-L-C回路分别对需要消除的5、7、11…等次谐波进行调谐，使之发生串联谐振。由于串联谐振回路阻抗极小，从而使这些次数谐波电流被它分流吸收而不致注入到电网中。
5）选用Dyn11联结组三相配电变压器。由Dyn11联结的变压器高压绕组为三角形联结，使3次及3的整数倍次的高次谐波在其中形成环流而不致注入到高压电网中，从而抑制了高次谐波。
6）其它抑制谐波措施。例如限制电力系统中接入的变流设备和交流调压装置等的容量，或提高对大容量非线性设备的供电电压，或者将“谐波源”与不能受干扰的负荷回路从电网的接线上分开，都能有助于谐波的抑制或消除。
1-2-6工厂供电系统配电电压的选择
工厂供电电压的选择，主要取决于当地电网的供电电压等级，同时也考虑工厂用电设备的电压、容量和供电距离等因素。由于在同一输送功率和输送距离条件下，供电电压越高，则线路电流越小，从而使线路导线或电缆截面越小，可减少线路的初投资和有色金属消耗量。各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离如表1-2所示。
表1-2各级电压电力线路合理的输送功率和输送距离
线路电压（kV）线路结构输送功率（kW）输送距离（km）
0.38架空线≤100≤0.25
0.38电缆线≤175≤0.35
6架空线≤1000≤10
6电缆线≤3000≤8
10架空线≤20006~20
10电缆线≤5000≤10
35架空线2000~1000020~50
66架空线3500~3000030~100
110架空线10000~5000050~150
220架空线100000~500000200~300
供电企业（指供电电网）供电的额定电压，低压有单相220V，三相380V；高压有10、35（66）、110、220kV。并规定：除发电厂直配电压可采用3kV或6kV外，其它等级的电压应逐步过渡到上述额定电压。
工厂供电系统的高压配电电压，主要取决于工厂高压用电设备的电压和容量、数量等因素。工厂采用的高压配电电压通常为10kV。如果工厂拥有相当数量的6kV用电设备，或者供电电源就是从邻近发电厂取得的6.3kV直配电压，则可考虑采用6kV作为工厂的高压配电电压。如果工厂有3kV用电设备，则应通过10/6.35kV变压器单独供电。
如果当地电网供电电压为35kV，而厂区环境条件又允许采用35kV架空线路和较经济的35kV电气设备时，则可考虑采用35kV作为高压配电电压深入工厂各车间负荷中心，并经车间变电所直接降压为低压用电设备所需的电压。
工厂的低压配电电压，一般采用220/380V，其中线电压380V接三相动力设备及额定电压为380V的单相用电设备，相电压220V接额定电压为220V的照明灯具和其它单相用电设备。
1-3电力系统的中性点运行方式
在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和变压器的中性点有三种运行方式：①电源中性点不接地；②中性点经阻抗接地；③中性点直接接地。前两种合称为小接地电流系统，亦称中性点非有效接地系统，或称中性点非直接接地系统。后一种中性点直接接地系统，称为大接地电流系统，亦称中性点有效接地系统。
我国3~66kV的电力系统，特别是3~10kV系统，一般采用中性点不接地的运行方式。如果单相接地电流大于一定值时（3~10kV系统中单相接地电流大于30A，20kV及以上系统中单相接地电流大于10A），则应采用中性点经消弧线圈接地的运行方式或小电阻接地的运行方式。我国110kV及以上的电力系统，则都采用中性点直接接地的运行方式。
我国220/380V低压配电系统，广泛采用中性点直接接地的运行方式，而且引出有中性线N、保护线PE或保护中性线PEN。
中性线N的功能：一是用来接额定电压为系统相电压的单相用电设备；二是用来传导三相系统中的不平衡电流和单相电流；三是减小负荷中性点的电位偏移。
保护线PE的功能：它是用来保障人身安全、防止发生触电事故用的接地线。系统中所有设备的外露可导电部分（指正常不带电压但故障情况下可能带电压的易被触及的导电部分，例如设备的金属外壳、金属构架等）通过保护线接地，可在设备发生接地故障时减少触电危险。
保护中性线PEN的功能：它兼有中性线和保护线的功能。这种保护中性线在我国通称为“零线”，俗称地线。
低压配电系统按接地型式，分为TN系统、TT系统和IT系统。
TN系统：系统中性点直接接地，所有设备的外露可导电部分均接公共的保护线PE或公共的保护中性线PEN。这种接公共PE线或PEN线的方式，通称为“接零”。
TT系统：系统中性点直接接地，而其中设备的外露可导电部分均各自经PE线单独接地。
IT系统：系统中性点不接地或经高阻抗（约1000Ω）接地。该系统没有N线，因此不适于接额定电压为系统相电压的单相用电设备，只能接额定电压为系统线电压的单相用电设
备。系统中所有用电设备的外露可导电部分经各自的PE线分别接地。
第二章工厂的电力负荷
2-1工厂的电力负荷
2-1-1厂电力负荷的分级及其对供电的要求
（一）电力负荷的概念
电力负荷又称电力负载。他有两种含义：一是指耗用电能的用电设备或用电单位（用户），如说重要负荷、不重要负荷、动力负荷、照明负荷等。另一是指用电设备或用电单位所耗用的电功率或电流大小，如说轻负荷（轻载）、重负荷（重载）、空负荷（空载）、满负荷（满载）等。电力负荷的具体含义视具体含义视具体情况而定。
（二）工厂电力负荷的分级
工厂的电力负荷，按GB50052—95规定，根据其对供电可靠性的要求及中断供电造成的损失或影响的程度分为三级：
一级负荷：一级负荷为中断供电将造成人身伤亡者：或者中断供电将在政治、经济上造成重大损失者，如重大设备损坏、重大产品报废、用重要原料生产的产品大量报废、国民经济中重点企业的连续生产工程被打乱需要长时间才能恢复等。
在一级负荷中，当中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，以及特别重要场所的不允许中断供电的负荷，应视为特别重要的负荷。
二级负荷：二级负荷为中断供电将在政治、经济上造成较大损失者，如主要设备损坏、大量产品报废、连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、重点企业大量减产等。
三级负荷：三级负荷为一般电力负荷，所有不属于上述一、二级负荷者。
（三）各级电力负荷对供电电源的要求
1）一级负荷对供电电源的要求
由于一级负荷属重要负荷，如中断供电造成的后果十分严重，因此要求由两个电源供电，当其中一个电源发生故障时，另一个电源应不致同时受到损坏。
一级负荷中特别重要的负荷，除上述两个电源外，还必须增设应急电源。为保证对待别重要负荷的供电，严禁将其他负荷接入应急供电系统。
常用的应急电源可使用下列几种电源：①独立于正常电源的发电机组；②供电网络中对立于正常电源的专门馈电线路；③蓄电池；④干电池。
2）二级负荷对供电电源的要求
二级负荷，要求有两回路供电，供电变压器也应有两台（这两台变压器不一定在同一变电所）。在其中一回路或一台变压器发生常见故障时，二级负荷应不致中断供电，或中断后能迅速恢复供电。只有当负荷较小或在当地供电条件困难时，二次负荷可由一回路6kV及以上的专用架空线路供电。这是考虑架空线路发生故障时，较之电缆线路发生故障时易于发现且易于检查和修复。当采用电缆线路时，必须采用两根电缆并列供电，每根电缆应能承担全部二级负荷。
3）三级负荷对供电电源的要求
由于三级负荷为不重要的一般负荷，因此他对供电电源无特殊要求。
2-1-2工厂用电设备的工作制
工厂的用电设备，按其工作制分以下三类：
1）连续工作制
这类工作制的设备在恒定负荷下运行，且运行时间长到足以使之达到热平衡状态，如通风机、水泵、空气压缩机、电机发电机组、电炉和照明灯等。机床电动机的负荷，一般变动较大，但其主电动机一般也是连续运行的。
2）短时工作制
这类工作制的设备在恒定负荷下运行的时间短（短于达到热平衡所需的时间），而停歇时间长（长到足以使设备温度冷却到周围介质的温度），如机床上的某些辅助电动机（例如进给电动机）、控制闸门的电动机等。
3）断续周期工作制
这类工作制的设备周期性地时而工作，时而停歇，如此反复运行，而工作周期一般不超过10min ，无论工作或停歇，均不足以使设备达到热平衡，如电焊机和吊车电动机等。断续周期工作制的设备，可用“负荷持续率”来表征其工作特征。负荷持续率为一个工作周期内工作时间与工作周期的白分比值，用ε表示，即
（2-1）
%100%1000×+=×=t t t T t ε式中，T 为工作周期；t 为工作周期内的工作时间；t 0为工作周期内的停歇时间。
断续周期工作制设备的额定容量（铭牌参数），是对应于某一标称负荷持续率N P N ε的。如果实际运行的负荷持续率，则实际容量应按同一周期内等效发热条件进行N εε≠e P 换算。由于电流I 通过电阻为R 的设备在时间t 内产生的热量为I 2Rt ，因此在设备产生相同热量的条件下，；而在同一电压下，设备容量，又由式（2-1）知，同一周
t I 1∝I P ∝期T 的负荷持续率。因此，即设备容量与负荷持续率的平方根成反比。由t ∝εε1
P ∝此可知，如果设备在下的容量为，则换算到实际下的容量为
N εN P εe P （2-2）
εεN N
e P P =2-1-3负荷曲线及负荷计算负荷曲线是表征电力负荷随时间变动情况的一种图形，它绘在直角坐标纸上，纵坐标表示负荷（有功功率或无功功率），横坐标表示对应的时间（一般以小时为单位）。
负荷曲线按负荷对象分，有工厂的、车间的或某类设备的负荷曲线。按负荷性质分，有有功和无功负荷曲线。按所表示的负荷变动时间分，有年的、月的、日的或工作班的负荷曲线。
下面介绍几个常用的物理量：
1、年最大负荷和年最大负荷利用小时
1）年最大负荷P max 就是全年中负荷最大的工作班内（这一工作班的最大负荷不是偶然出现的，而是全年至少出现过2~3次）消耗电能最大的半小时的平均功率。因此年最大负荷也称为半小时最大负荷P 30。
2）年最大负荷利用小时T max 是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。如图2-1所示。
年最大负荷利用小时为式中，W a 为年实际消耗的电能量。
max max P W T a =
2、平均负荷和负荷系数1）平均负荷P av 就是电力负荷在一定时间时间t 内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间t 内消耗的电能W t 除以时间t 的值，即。t
W P t av =年平均负荷P av 的说明如图2-2所示。年平均负荷P av 的横线与两坐标轴所包围的矩形截面恰等于年负荷曲线与两坐标轴所包围的面积W a ，即年平均负荷P av 为。h W P t av 8760=
P/kW t/h
Pav t/h
P/kW Pmax 图2-1年最大负荷和年最大负荷利用小时图2-2年平均负荷
2）负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷P av 与其最大负荷P max 的比值，即
（2-3）
max P p K av
L =对负荷曲线来说，负荷系数亦称负荷曲线填充系数，它表征负荷曲线不平坦的程度，即表征负荷起伏变动的程度。从发挥整个电力系统的效能来说，应尽可能使不平坦的负荷曲线“削峰填谷”，提高负荷系数。
对用电设备来说，负荷系数就是设备的输出功率P 与设备额定容量P N 的比值，即
（2-4）
N L P p
K =负荷系数通常以百分值表示。负荷系数（负荷率）的符号有时用β；也有的有功负荷率用α、无功负荷率用β表示。
2-2三相用电设备组计算负荷的确定
供电系统要安全可靠地正常运行，其中各个元件（包括电力变压器、开关设备及导线、电缆等）都必须选择得当，除了应满足工作电压和频率的要求外，最重要的就是要满足负荷电流的要求。因此有必要对供电系统中各个环节的电力负荷进行统计计算。
通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中个元件的负荷值，称为计算负荷。根据计算负荷选择的电气设备和导线电缆，如果以计算负荷连续运行，其发热温度不会超过允许值。
由于导体通过电流达到稳定温升的时间大约需（3~4）τ，τ为发热时间常数。截面在
16mm 2及以上的导体，其τ≥10min，因此载流导体大约经30min 后可达到稳定温升值。由此可见，计算负荷实际上与从负荷曲线上查得的半小时最大负荷P 30（亦即年最大负荷P max ）是基本相当的。所以计算负荷也可以认为就是半小时最大负荷。因此一般借用半小时最大负荷P 30来表示有功计算负荷，无功计算负荷、视在计算负荷和计算电流相应地表示为Q 30、S 30和I 30。
计算负荷是供电设计计算的基本依据，计算负荷确定得是否合理，直接影响到电器和导线电缆的选择是否经济合理。如果计算负荷确定得过大，将造成投资和有色金属的浪费；如果计算负荷确定得过小，又将使电器和导线电缆处于过负荷下运行，增加电能损耗，产生过热。但是，负荷情况复杂，影响计算负荷的因素很多，因此负荷计算只能力求接近实际。
我国目前普遍采用的确定用电设备计算负荷的方法，有需要系数法和二项式法。需要系数法是国际上普遍采用的确定计算负荷的基本方法，最为简便，二项式法的应用局限性较大，但在确定设备台数较少而容量差别悬殊的分支干线的计算负荷时，较之需要系数法合理，且计算也较简便。
2-2-1按需要系数法确定计算负荷
一、基本公式
用电设备组的计算负荷，是指用电设备组从供电系统中取用的半小时最大负荷P 30，如图2-3所示。设备组的设备容量，是指用电设备组所有设备（不含备用的设备）的额定e P 容量之和，即。而设备的额定容量，是设备在额定条件下的最大输出功率N P N e P P Σ=N P （出力）。但是用电设备组的设备实际上不一定都同时运行，运行的设备也不太可能都满负荷，同时设备本身有功率损耗，因此用电设备组的有功计算负荷应为
（2-5）
e W L e L P K K P ηηΣ=30式中，为设备组的同时系数，即设备组在最大负荷时运行的设备容量与全部设备容量之ΣK 比；为设备组的负荷系数，即设备组在最大负荷时输出功率与运行的设备容量之比；L K 为设备组的平均效率，即设备组在最大负荷时输出功率与取用功率之比；为配电线e ηW L η路的平均效率，即配电线路在最大负荷时的末端功率（亦即设备组取用功率）与首端功率（亦即计算负荷）之比。
令式（2-5）中的，这里的称为需要系数。因此需要系数的d W L e L K K K =Σ)(ηηd K 定义式为
（2-6）
e d P P K 30
=也就是说，用电设备组的需要系数，为用电设备组的半小时最大负荷与其设备容量的比值。
由此可得，按需要系数法确定三相用电设备组用功计算负荷的基本公式为
（2-7）
e d P K P =30实际上，需要系数不仅与用电设备组的工作性质、设备台数、设备效率和线路损耗
d K
等因素有关，而且与操作人员的技能和生产组等多种因素有关，因此应尽可能地通过实测分析确定，使之尽量接近实际。
图2-3用电设备组的计算负荷说明在求出有功计算负荷P 30后，可按下列各式分别求出其余的计算负荷。无功计算负荷为式中为对应于用电设备组的正切值。?
tan 3030P Q =?tan ?cos 视在计算负荷为式中，为用电设备组的平均功率因数。
?cos 3030P S =?cos 计算电流为式中，为用电设备组的额定电压。
N U S I 33030=N U 如果为一台三相电动机，则其计算电流应取其额定电流，即?
ηcos 330N N
N U P I I ==负荷计算中常用的单位：有功功率为“千瓦”（kW ），无功功率为“千乏”（kvar ），视在功率为“千伏安”（kV ·A），电流为“安”（A ），电压为“千伏”（kV ）。
例2-1已知某机修车间的金属切削机床组，拥有380V 的三相电动机7.5kW3台，4kW8台，3kW17台，1.5kW10台。求其计算负荷。已知：小批生产的金属冷加工机床电动机=0.2，=0.5，=1.73。
d K ?cos ?tan 解：此机床组电动机的总容量为
=120.5kW
105.11738435.7×+×+×+×=e P 有功计算负荷
P 30=0.2×120.5=24.1kW 无功计算负荷
Q 30=24.1×1.73=41.7kvar 视在计算负荷kV ·A 2.485.01.2430==
S 计算电流
A 2.7338.032.4830=×=I 二、设备容量的计算
需要系数法基本公式中的设备容量，不含备用设备的容量，而且要注意，
e d P K P =30e P
此容量的计算与用电设备组的工作制有关。
1、对一般连续工作制和短时工作制的用电设备组
设备容量是所有设备的铭牌额定容量之和。
2、对断续周期工作制的用电设备组设备容量是将所有设备在不同负荷持续率下的铭牌额定容量换算到一个规定的负荷持续率下的容量之和。容量换算的公式如(2-2)所示。断续周期工作制的用电设备常用的有电焊机和吊车电动机，各自的换算要求如下：
1）电焊机组：要求容量统一换算到（此时），因此由式（2-2）可得%100=ε1=ε换算后的设备容量为，即100
N N 100N N e cos S P P εε?εε==（2-8）N
N N N e cos S P P ε?ε==式中，、为电焊机的铭牌容量；为与铭牌容量对应的负荷持续率（计算中用小数）；N P N S N ε为其值等于100%的负荷持续率（计算中用1）；为铭牌规定的功率因数。
100ε?cos 2）吊车电动机组：要求容量统一换算到（此时
）
，因此由式（2-2）%25=ε0.5=ε可得换算后的设备容量为（2-9）
N e 25N N e 2P P P εεε==三、多组用电设备计算负荷的确定
确定拥有多组用电设备的干线上或车间变电所低压母线上的计算负荷时，应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。因此在确定多组用电设备的计算负荷时，应结合具体情况对其有功负荷和无功负荷分别计入一个同时系数（又称参差系数或综合系数）和p K Σ：
q K Σ对车间干线，取95
.0~85.0K p =Σ97
.0~90.0K q =Σ对低压母线，分两种情况
①由用电设备组计算负荷直接相加来计算时，取
90
.0~80.0K p =Σ95
.0~85.0K q =Σ②由车间干线计算负荷直接相加来计算时，取
95
.0~90.0K p =Σ
97
.0~93.0K q =Σ总的有功计算负荷为
i 30p 30P K P ?ΣΣ=总的无功计算负荷为i
30q 30Q K Q ?ΣΣ=以上两式中的和分别为各组设备的有功和无功计算负荷之和。
i 30P ?Σi 30Q ?Σ总的视在计算负荷为
23023030Q P S +=总的计算电流为N
3030U 3S I =注意：由于各组设备的功率因数不一定相同，因此总的视在计算负荷和计算电流一般不能用各组的视在计算负荷或计算电流之和来计算，总的视在计算负荷也不能按计算。?
cos 3030P S =例2-2某机修车间380V 线路上，接有金属切削机床电动机20台共50kW （其中较大容量电动机有7.5kW1台，4kW3台，2.2kW7台），通风机2台共3kW ，电阻炉1台2kW 。确定次线路上的计算负荷。已知：金属切削机床电动机=0.2，=0.5，=1.73；d K ?cos ?tan 通风电动机=0.8，=0.8，=0.75；电阻炉=0.7，=1，=0。
d K ?cos ?tan d K ?cos ?tan 解：先求各组的计算负荷
1）金属切削机床组
10kW
502.0P 30(1)=×=3kvar
.1773.110Q 30(1)=×=2）通风机组
2.4kW
38.0P 30(2)=×= 1.8kvar
0.752.4Q 30(2)=×=3）电阻炉
1.4kW
27.0P 30(3)=×=0
Q 30(3)=因此总的计算负荷为（取，）
95.0K p =Σ97.0K q =Σ1kW
.13)4.14.210(95.0P 30=++×=
5kvar
.18)08.13.17(97.0Q 30=++×=A
7kV .225.181.13S 2230?=+=5A .3438
.037.22I 30=×=
2-2-2按二项式法确定计算负荷
一、基本公式
二项式法的基本公式是（2-10）
x e 30cP bP P +=式中，表示用电设备组的平均功率，其中是用电设备组的总容量，其计算方法e bP e P 如前需要系数法所述；表示用电设备组中x 台容量最大的设备投入运行时增加的附加负x cP 荷，其中是x 台最大容量的设备总容量；b 、c 为二项式系数。
x P 其余的计算负荷、和的计算与前述需要系数法的计算相同。
30Q 30S 30I 例2-3试用二项式法来确定例2-1所示机床组的计算负荷。已知：小批生产的金属冷加工机床电动机b=0.14，c=0.4，x=5，cos φ=0.5，tan φ=1.73。
解：=120.5kW （见例2-1），而x 台最大容量的设备容量为==7.5×3+4×2=30.5kW e P x P 5P 因此按式（2-10）可求得其有功计算负荷为
1kW
.295.304.05.12014.0cP bP P x e 30=×+×=+=无功计算负荷为
3kvar
.5073.11.29tan 3030=×==?P Q 视在计算负荷为
A 2kV .585
.01.29cos 3030?===
?P S 计算电流为4A .8838
.032.5833030=×==N U S I 比较例2-1和例2-3的计算结果可以看出，按二项式法计算的结果比按需要系数法计算的结果稍大，特别是在设备台数较少的情况下。供电设计的经验说明，选择低压分支干线或支线时，按需要系数法计算的结果往往偏小，以采用二项式法计算为宜。
二、多组用电设备计算负荷的确定
采用二项式法确定多组用电设备总的计算负荷时，亦应考虑各组用电设备的最大负荷不同时出现的因素。但不是计入一个同时系数，而是在各组用电设备中取其中一组最大的附加
负荷，再加上各组的平均负荷，由此求得其总的有功计算负荷为
max x )(cP e bP （2-11）
max
x i e 30)(cP )bP (P +Σ=总的无功计算负荷为（2-12）max
max x i e 30tan )(cP )tan bP (Q ??+Σ=式中，为最大附加负荷的设备组的平均功率因数角的正切值。
max tan ?max x )(cP 关于总的视在计算负荷和总的计算电流，仍分别按和30S 30I 23023030Q P S +=计算。
N 3030U 3S I =例2-4试用二项式法确定例2-2所述机修车间380V 线路的计算负荷。已知：金属切削机床电动机b=0.14，c=0.4，x=5，=0.5，=1.73；通风电动机b=0.65，c=0.25，?cos ?tan x=5，=0.8，=0.75；电阻炉b=0.7，c=0，x=0，=1，=0。
?cos ?tan ?cos ?tan 解：先求各组的和e bP x
cP 1）金属切削机床组
7kW
5014.0bP )1(e =×=68kW
.8)12.23415.7(4.0cP )1(x =×+×+××=2）通风机组
1.95kW
365.0bP )2(e =×=75kW
.0325.0cP )2(x =×=3）电炉组
1.4kW
27.0bP )3(e =×=0
cP )3(x =以上各组设备中，附加负荷以为最大，因此总计算负荷为
x(1)cP 19kW
68.8)4.195.17(P 30=+++=28.6kvar
1.7368.8)075.095.173.17(Q 30=×++×+×=A
3kV .346.2819S 2230?=+=1A .5238
.033.34I 30=×=
一．填空题 1、输电线路的网络参数是指（电阻）、（电抗）、（电纳）、（电导）。 2、所谓“电压降落”是指输电线首端和末端电压的（相量）之差。“电压偏移”是指输电线某点的实际电压和额定 电压的（数值）的差。 3、由无限大的电源供电系统，发生三相短路时，其短路电流包含（强制/周期）分量和（自由/非周期）分量，短路 电流的最大瞬时的值又叫（短路冲击电流），他出现在短路后约（半）个周波左右，当频率等于50HZ时，这个时间应为（0.01）秒左右。 4、标么值是指（有名值/实际值）和（基准值）的比值。 5、所谓“短路”是指（电力系统正常运行情况以外的相与相之间或相与地之间的连接），在三相系统中短路的基本 形式有（三相短路），（两相短路），（单相短路接地），（两相短路接地）。 6、电力系统中的有功功率电源是（各类发电厂的发电机），无功功率电源是（发电机），（电容器和调相机），（并联 电抗器），（静止补偿器和静止调相机）。 7、电力系统的中性点接地方式有（直接接地）（不接地）（经消弧线圈接地）。 8、电力网的接线方式通常按供电可靠性分为（无备用）接线和（有备用）接线。 9、架空线是由（导线）（避雷线）（杆塔）（绝缘子）（金具）构成。 10、电力系统的调压措施有（改变发电机端电压）、（改变变压器变比）、（借并联补偿设备调压）、（改变输电线路参 数）。 11、某变压器铭牌上标么电压为220±2*2.5%，他共有（5）个接头，各分接头电压分别为（220KV）（214.5KV）（209KV） （225.5KV）（231KV）。 二：思考题 1.电力网，电力系统和动力系统的定义是什么？（p2） 答: 电力系统：由发电机、发电厂、输电、变电、配电以及负荷组成的系统。 电力网：由变压器、电力线路、等变换、输送、分配电能的设备组成的部分。 动力系统：电力系统和动力部分的总和。 2.电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？（p4-5） 答：电力系统的地理接线图主要显示该系统中发电厂、变电所的地理位置，电力线路的路径以及它们相互间的连接。但难以表示各主要电机电器间的联系。 电力系统的电气接线图主要显示该系统中发电机、变压器、母线、断路器、电力线路等主要电机电器、线路之间的电气结线。但难以反映各发电厂、变电所、电力线路的相对位置。 3.电力系统运行的特点和要求是什么？（p5） 答：特点：（1）电能与国民经济各部门联系密切。（2）电能不能大量储存。(3)生产、输送、消费电能各环节所组成的统一整体不可分割。（4）电能生产、输送、消费工况的改变十分迅速。（5）对电能质量的要求颇为严格。 要求：（1）保证可靠的持续供电。（2）保证良好的电能质量。（3）保证系统运行的经济性。 4.电网互联的优缺点是什么？（p7） 答：可大大提高供电的可靠性，减少为防止设备事故引起供电中断而设置的备用容量；可更合理的调配用电，降低联合系统的最大负荷，提高发电设备的利用率，减少联合系统中发电设备的总容量；可更合理的利用系统中各类发电厂提高运行经济性。同时，由于个别负荷在系统中所占比重减小，其波动对系统电能质量影响也减小。联合电力系统容量很大，个别机组的开停甚至故障，对系统的影响将减小，从而可采用大容高效率的机组。 5.我国电力网的额定电压等级有哪些？与之对应的平均额定电压是多少？系统各元件的额定电压如何确定？ （p8-9） 答：额定电压等级有（kv）：3、6、10、35、110、220、330、500 平均额定电压有（kv）：3.15、6.3、10.5、37、115、230、345、525 系统各元件的额定电压如何确定：发电机母线比额定电压高5%。变压器接电源侧为额定电压，接负荷侧比额定电压高10%，变压器如果直接接负荷，则这一侧比额定电压高5%。 6.电力系统为什么不采用一个统一的电压等级，而要设置多级电压？（p8） S 。当功率一定时电压越高电流越小，导线答：三相功率S和线电压U、线电流I之间的固定关系为
模拟电路基础知识大全 一、填空题:(每空1分共40分) 1、PN结正偏时(导通),反偏时(截止),所以PN结具有(单向)导电性。 2、漂移电流是(反向)电流,它由(少数)载流子形成,其大小与(温度)有关,而与外加电压(无关)。 3、所谓理想二极管,就是当其正偏时,结电阻为(零),等效成一条直线;当其反偏时,结电阻为(无穷大),等效成断开; 4、三极管是(电流)控制元件,场效应管是(电压)控制元件。 5、三极管具有放大作用外部电压条件是发射结(正偏),集电结(反偏)。 6、当温度升高时,晶体三极管集电极电流Ic(增大),发射结压降(减小)。 7、三极管放大电路共有三种组态分别是(共集电极)、(共发射极)、(共基极)放大电路。 8、为了稳定三极管放大电路的静态工作点,采用(直流)负反馈,为了稳定交流输出电流采用(交流)负反馈。 9、负反馈放大电路和放大倍数AF=(A/1+AF),对于深度负反馈放大电路的放大倍数AF= (1/F )。 10、带有负反馈放大电路的频带宽度BWF=(1+AF)BW,其中BW=(fh-fl ), (1+AF )称为反馈深度。
11、差分放大电路输入端加上大小相等、极性相同的两个信号,称为(共模)信号,而加上大小相等、极性相反的两个信号,称为(差模)信号。 12、为了消除乙类互补功率放大器输出波形的(交越)失真,而采用(甲乙)类互补功率放大器。 13、OCL电路是(双)电源互补功率放大电路; OTL电路是(单)电源互补功率放大电路。 14、共集电极放大电路具有电压放大倍数(近似于1 ),输入电阻(大),输出电阻(小)等特点,所以常用在输入级,输出级或缓冲级。 15、差分放大电路能够抑制(零点)漂移,也称(温度)漂移,所以它广泛应用于(集成)电路中。 16、用待传输的低频信号去改变高频信号的幅度称为(调波),未被调制的高频信号是运载信息的工具,称为(载流信号)。 17、模拟乘法器输出与输入的关系式是U0=(KUxUy ) 1、1、P型半导体中空穴为(多数)载流子,自由电子为(少数)载流子。 2、PN结正偏时(导通),反偏时(截止),所以PN结具有(单向)导电性。 3、反向电流是由(少数)载流子形成,其大小与(温度)有关,而与外加电压(无关)。 4、三极管是(电流)控制元件,场效应管是(电压)控制元件。 5、当温度升高时,三极管的等电极电流I(增大),发射结压降UBE(减小)。
电子电路基础知识点总结 1、 纯净的单晶半导体又称本征半导体，其内部载流子自由电子空 穴的数量相等的。 2、 射极输出器属共集电极放大电路，由于其电压放大位数约等于 1，且输出电压与输入电压同相位，故又称为电压跟随器 （ 射极跟随器 ）。 3、理想差动放大器其共模电压放大倍数为 0,其共模抑制比为乂。 般情况下，在模拟电器中，晶体三极管工作在放大状态，在 数字电器中晶体三极管工作在饱和、截止状态。 限幅电路是一种波形整形电路， 因它削去波形的部位不同分为 4、 5、 上限幅、 下限幅和双向限幅电路。 6、 主从 JK 触发器的功能有保持、计数、置 0、置 1 。 7、 多级放大器的级间耦合有阻容耦合、直接耦合、变压器耦合。 8、 带有放大环节串联稳压电路由调整电路、基准电路、取样电路 和比较放大电路分组成。 9、 时序逻辑电路的特点是输出状态不仅取决于当时输入状态，还 与输出端的原状态有关。 10、 当PN 结外加反向电压时，空间电荷区将变宽。反向电流是由 少数载流子形成的。
11、 半导体具有热敏性、光敏性、力敏性和掺杂性等独特的导电 特性。 12、 利用二极管的单向导电性，可将交流电变成脉动的直流电。 13、 硅稳压管正常工作在反向击穿区。在此区内，当流过硅稳压 管的电流在较大范围变化时，硅稳压管两端的电压基本不变。 电容滤波只适用于电压较大，电流较小的情况，对半波整流 电路来说，电容滤波后，负载两端的直流电压为变压级次级电压的 倍，对全波整流电路而言较为倍。 15、处于放大状态的NPN 管，三个电极上的电位的分布必须符合 UC>UB>UE 而PNP 管处于放大状态时，三个电极上的电位分布须符合 UE>UE>UC 总之，使三极管起放大作用的条件是：集电结反偏，发射 结正偏。 16、 在 P 型半导体中，多数载流子是空穴，而 N 型半导体中，多 数载流子是自由电子。 晶体管放大器设置合适的静态工作点，以保证放大信号时， 三极管应始终工作在放大区。 般来说，硅晶体二极管的死区电压大于锗管的死区电压。 14、 17、 二极管在反向截止区的反向电流基本保持不变。 18、 当环境温度升高时，二极管的反向电流将增大。 19、 20、
二、单选题（电力系统基本知识） 1. 当单电源变电所的高压为（A．线路—变压器组）接线，低压为单母线接线方式，只要线路或变压器及变压器 低压侧任何一元件发生故障或检修，整个变电所都将停电，母线故障或检修，整个变电所也要停电。 2. 下列各项，一般情况下属于一类用电负荷的是（B．中断供电时将造成人身伤亡）。 3. 配电变压器或低压发电机中性点通过接地装置与大地相连，即为（A．工作接地）。 4. 在三相系统中发生的短路中，除（A．三相短路）时，三相回路依旧对称，其余三类均属不对称短路。 5. 电流互感器是将高压系统中的电流或者低压系统中的大电流改变为（A．低压系统）标准的小电流。 6. 环网供电的目的是为了提高（C．供电可靠性）。 7. 低压配电网一般指（C．220V）、400V电压等级的配电网。 8. 电压变化的速率大于（A．1%），即为电压急剧变化。 9. 在10kV变电所中，主变压器将（A．10kV）的电压变为380/220V供给380/220V的负荷。 10. 我国10kV电网，为提高供电的可靠性，一般采用（A．中性点不接地）的运行方式。 11. 用户用的电力变压器一般为无载调压型，其高压绕组一般有（B．1±2×2.5%）UN的电压分接头，当用电设 备电压偏低时，可将变压器电压分接头放在较低档。 12. 一类负荷中的特别重要负荷，除由（B．两个）独立电源供电外，还应增设应急电源，并不准将其他负荷接入 应急供电系统。 13. 交流特高压输电网一般指（C．1000kV）及以上电压电网。 14. 从发电厂到用户的供电过程包括发电机、升压变压器、（A．输电线路）、降压变压器、配电线路等。 15. 在负荷不变的情况下，配电系统电压等级由10kV升至20kV，功率损耗降低至原来的（D．25%）。 16. 为了提高供电可靠性、经济性，合理利用动力资源，充分发挥水力发电厂作用，以及减少总装机容量和备用容量，现在都是将各种类型的发电厂、变电所通过（B．输配电线路）连接成一个系统。 17. 变、配电所主要由（A．主变压器）、配电装置及测量、控制系统等部分构成，是电网的重要组成部分和电能 传输的重要环节。 18. （A．过补偿）可避免谐振过电压的产生，因此得到广泛采用。 19. 供电频率的允许偏差规定，在电力系统非正常状态下供电频率允许偏差可超过（C．±1.0）Hz。 20. 在中性点直接接地的电力系统中，发生单相接地故障时，各相对地绝缘水平取决于（A．相电压）。 21. 交流高压输电网一般指（D．110kV）、220kV电网。 22. 消弧线圈实际是一个铁芯线圈，其（A．电阻）很小，电抗很大。 23. 在中性点不接地的电力系统中，当发生单相接地故障时，流入大地的电流若过大，就会在接地故障点出现断续 电弧而引起（B．过电流）。 24. 过补偿方式可避免（B．谐振过电压）的产生，因此得到广泛采用。 25. 电网按其在电力系统中的作用不同，分为（B．输电网和配电网）。 26. （A．变、配电所）是电力网中的线路连接点，是用以变换电压、交换功率和汇集、分配电能的设施。 27. 中性点非直接接地系统中用电设备的绝缘水平应按（C．倍相电压）考虑。 28. 根据消弧线圈的电感电流对接地电容电流补偿程度的不同，分为全补偿、欠补偿、（C．过补偿）三种补偿方式。 29. 在中性点经消弧线圈接地系统中，当发生单相接地故障时，一般允许运行2h，同时需发出（C．报警信号）。 30. 在中性点经消弧线圈接地系统中，当发生（C．单相接地）故障时，一般允许运行2h，需发出报警信号。 31. 电网谐波的产生，主要在于电力系统中存在各种（C．非线性元件）元件。 32. 中断供电时将在经济上造成较大损失，属于（B．二类）负荷。 33. 按变电所在电力系统中的位置、作用及其特点划分，变电所的主要类型有枢纽变电所、区域变电所、地区变电 所、（A．配电变电所）、用户变电所、地下变电所和无人值班变电所等。 34. 一般直流（D．±500kV）及以下称为高压直流输电。 35. 电能质量包括（B．电压）、频率和波形的质量。 36. 供电电压允许偏差规定，（A．10kV及以下三相供电的）电压允许偏差为额定电压的±7%。 37. 根据（A．消弧线圈的电感电流）对接地电容电流补偿程度的不同，分为全补偿、欠补偿、过补偿三种补偿方式。 38. 灯泡通电的时间越长，则（B．消耗的电能就越多）。 39. 供电质量指（A．电能质量）与供电可靠性。 40. 当消弧线圈的电感电流大于（A．接地电容电流）时，接地处具有多余的电感性电流称为过补偿。
电路图：用规定的符号表示电路连接情况的图。填写以下电路图符号： 二、探究不同物质的导电性能 四、电压 1 电压的作用 1 ）电压是形成电流的原因：电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。电源是 提供电压的装置。 （2）电路中获得持续电流的条件：①电路中有电源（或电路两端有电压）；②电路是 连通的。 、认识电路 1. 电路的基本组成： 将其他能转化为电能的装置 用电器——将电能转化为其他形式能的装置 开关——控制电路的通断 导线——起连接作用，传输电能 2. 电源 开关 灯泡 变阻器 电流表 电压表 3. 电路的连接方式：串联和并联 1. 导体：容易导电的物体。如：常见金属、 酸碱盐的水溶液、人体、大地、石墨等。 容易导电的原因：有大量的自由电荷。 具体情况：金属中有大量的自由电子；酸碱 盐的水溶液中有大量的自由离子） 2. 绝缘体：不容易导电的物体。如：油、酸碱盐的晶体、陶瓷、橡胶、纯水、空气等。 不容易导电的原因：几乎没有自由电荷。 3. 良好的导体和绝缘体都是理想的电工材料，导体和绝缘体没有明显的界限。 三、电流 1. 电流的形成：电荷的定向移动形成电流。（在金属导体中，能够做定向移动的是自由电 子；在酸 碱盐溶液中，能够做定向移动的是正离子和负离子） 2. 电流的方向：正电荷定向移动的方向为电流方向。按照这个规定， 负电荷定向移动的方 向和电流方向相反。 3. 电流用字母 I 表示，国际单位是安培，简称安，符号 A 。 比安小的单位还有毫安（mA 和微安（卩A ）: 1A=10 mA 1 mA=10 3 卩 A 4. 实验室常用的电流表有两个量程：0— 0.6A （分度值0.02A ）； 0—3A （分度值 0.1A ）
一、认识电路 1. 电路的基本组成： 电源——将其他能转化为电能的装置用电器——将电能转化为其他形式能的装置开关——控制电路的通断导线——起连接作用，传输电能 2. 电路图：用规定的符号表示电路连接情况的图。填写以下电路图符号： 电源开关灯泡变阻器电流表电压表 3. 电路的连接方式：串联和并联 二、探究不同物质的导电性能 1. 导体：容易导电的物体。如：常见金属、酸碱盐的水溶液、人体、大地、石墨等。 容易导电的原因：有大量的自由电荷。（具体情况：金属中有大量的自由电子；酸碱盐的水溶液中有大量的自由离子） 2.绝缘体：不容易导电的物体。如：油、酸碱盐的晶体、陶瓷、橡胶、纯水、空气等。 不容易导电的原因：几乎没有自由电荷。 3.良好的导体和绝缘体都是理想的电工材料，导体和绝缘体没有明显的界限。 三、电流 1. 电流的形成：电荷的定向移动形成电流。（在金属导体中，能够做定向移动的是自由电 子；在酸碱盐溶液中，能够做定向移动的是正离子和负离子） 2. 电流的方向：正电荷定向移动的方向为电流方向。按照这个规定，负电荷定向移动的方 向和电流方向相反。 3. 电流用字母I表示，国际单位是安培，简称安，符号A。 比安小的单位还有毫安（mA）和微安（μA）：1A=103 mA 1 mA=103μA 4. 实验室常用的电流表有两个量程：0—0.6A（分度值0.02A）；0—3A（分度值0.1A） 四、电压 1电压的作用 （1）电压是形成电流的原因：电压使电路中的自由电荷定向移动形成了电流。电源是提供电压的装置。 （2）电路中获得持续电流的条件：①电路中有电源（或电路两端有电压）；②电路是连通的。
电力系统基本知识题库 出题人： 1．电力系统中输送和分配电能的部分称为（B） A、电力系统； B、电力网； C、动力系统； D、直流输电系统2．发电机的额定电压与系统的额定电压为同一等级时，发电机的额定电压规定比系统的额定电压（D） A、低10%； B、高10% ； C、低5%； D、高5% 3．下面那种负荷级造成国民经济的重大损失，使市政生活的重要部门发生混乱（A） A、第一级负荷； B、第二级负荷； C、第三级负荷； D、无 4．系统向用户提供的无功功率越小用户电压就（A） A、越低； B、越高； C、越合乎标准； D、等于0 5．电力系统不能向负荷供应所需的足够的有功功率时，系统的频率就（B） A、要升高； B、要降低； C、会不高也不低； D、升高较轻6．电力系统在很小的干扰下，能独立地恢复到它初始运行状况的能力称（B） A、初态稳定； B、静态稳定； C、系统的抗干扰能力； D、动态稳定 7．频率主要决定于系统中的（A） A、有功功率平衡； B、无功功率平衡； C、电压； D、电流
8．电压主要决定于系统中的（B） A、有功功率平衡； B、无功功率平衡； C、频率； D、电流 9．用户供电电压的允许偏移对于35kV及以上电压级为额定值的（C）A、5%； B、10%； C、±5%； D、±10% 10．当电力系统发生短路故障时，在短路点将会（B） A、产生一个高电压； B、通过很大的短路电流； C、通过一个很小的正常的负荷； D、产生零序电流 11．电力系统在运行中发生短路故障时，通常伴随着电压（B） A、上升； B、下降； C、越来越稳定； D、无影响 12．根据国家标准，10kV及以下三相供电电压的允许偏差为额定电压的（D） A、3%； B、±3%； C、5%； D、±5% 13．系统频率波动的原因（B） A、无功的波动； B、有功的波动； C、电压的波动； D、以上三个原因 14．系统的容量越大允许的频率偏差越（C） A、大； B、不一定； C、小； D、不变 15．以下短路类型中（A）发生的机会最多。 A、单相接地短路； B、两相接地短路； C、三相短路； D、两相相间短路
第一章电力系统基本知识 一、单项选择题(每题的备选项中，只有一项最符合题意) 1.电力系统是由(B)、配电和用电组成的整体。 A.输电、变电 B.发电、输电、变电 C.发电、输电 2.电力系统中的输电、变电、(B)三个部分称为电力网。 A.发电 B.配电 C.用电 3.直接将电能送到用户的网络称为(C)。 A.发电网 B.输电网 C.配电网 4.以高压甚至超高压将发电厂、变电所或变电所之间连接起来的送电网络称为（B）。 A.发电网 B.输电网 C.配电网 5.电力生产的特点是(A)、集中性、适用性、先行性。 A.同时性 B.广泛性 C.统一性 6.线损是指电能从发电厂到用户的输送过程中不可避免地发生的 (C)损失。 A.电压 B.电流 C.功率和能量 7.在分析用户的负荷率时，选(A)中负荷最高的一个小时的平均负荷作为高峰负荷。 A.一天24小时 B.一个月720小时 C一年8760小时 8.对于电力系统来说，峰、谷负荷差越(B)，用电越趋于合理。 A.大 B.小 C.稳定 D.不稳定 9.为了分析负荷率，常采用(C)。 A.年平均负荷 B.月平均负荷 C.日平均负荷 10.突然中断供电会造成经济较大损失、社会秩序混乱或在政治上产生较大影响的负荷属(B)类负荷。 A.一类 B.二类 C.三类 11.高压断路器具有开断正常负荷和(B)的能力。 A.过载 B.过载、短路故障 C.短路故障 12.供电质量指电能质量与(A) A.供电可靠性 B.供电经济性 C.供电服务质量 13.电压质量分为电压允许偏差、三相电压允许不平衡度、(C)、电压允许波动与闪变。 A.频率允许偏差 B.供电可靠性 C.公网谐波 14.10kV三相供电电压允许偏差为额定电压的(A) A.±7% B. ±10% C.+7%-10% 15.当电压上升时，白炽灯的(C)将下降。 A.发光效率 B.光通量 C.寿命 16.当电压过高时，电动机可能(B)。 A.不能起动 B.绝缘老化加快 C.反转 17.我国国标对35~110kV系统规定的电压波动允许值是(B)。 A.1.6% B.2% C.2.5% 18.(B)的电压急剧波动引起灯光闪烁、光通量急剧波动，而造成人眼视觉不舒适的现象，称为闪变。 A.连续性 B.周期性 C.间断性 19.电网谐波的产生，主要在于电力系统中存在(C)。 A.电感和电容元件 B.三相参数不对称 C.非线性元件 20.在并联运行的同一电力系统中，任一瞬间的(B)在全系统都是统一的。 A.电压 B.频率 C.波形 21.供电可靠性是指供电企业某一统计期内对用户停电的(C)。 A.时间 B.次数 C.时间和次数 22.停电时间包括事故停电、(C)及临时性停电时间。 A.限电 B.用户非工作时间段停电 C.计划检修停电 23电力系统中有一点直接接地，电气设备的外露可导电部分通过保护地线接至与电力系统接地点无关的接地极，此系统称为(B)。 A.IT系统 B.TT系统 C.TN系统 24.工作接地的接地电阻一般不应超过(A)。 A.4Ω B.5Ω C.10Ω 25.中性点直接接地是指电力系统中(B)中性点直接或经小阻抗与接地装置相连接。 A.只有1个 B.至少1个 C.必须全部 26.中性点直接接地系统中发生单相接地时，非故障相对地电压会 (A)。
一、填空题:(每空1分共40分) 1、PN结正偏时(导通),反偏时(截止),所以PN结具有(单向)导电性。 2、漂移电流是(反向)电流,它由(少数)载流子形成,其大小与(温度)有关,而与外加电压(无关)。 3、所谓理想二极管,就是当其正偏时,结电阻为(零),等效成一条直线;当其反偏时,结电阻为(无穷大),等效成断开; 4、三极管是(电流)控制元件,场效应管是(电压)控制元件。 5、三极管具有放大作用外部电压条件是发射结(正偏),集电结(反偏)。 6、当温度升高时,晶体三极管集电极电流Ic(增大),发射结压降(减小)。 7、三极管放大电路共有三种组态分别是(共集电极)、(共发射极)、(共基极)放大电路。 8、为了稳定三极管放大电路的静态工作点,采用(直流)负反馈,为了稳定交流输出电流采用(交流)负反馈。 9、负反馈放大电路和放大倍数AF=(A/1+AF),对于深度负反馈放大电路的放大倍数AF= (1/F )。 10、带有负反馈放大电路的频带宽度BWF=(1+AF)BW,其中BW=(fh-fl ), (1+AF )称为反馈深度。 11、差分放大电路输入端加上大小相等、极性相同的两个信号,称为(共模)信号,而加上大小相等、极性相反的两个信号,称为(差模)信号。
12、为了消除乙类互补功率放大器输出波形的(交越)失真,而采用(甲乙)类互补功率放大器。 13、OCL电路是(双)电源互补功率放大电路; OTL电路是(单)电源互补功率放大电路。 14、共集电极放大电路具有电压放大倍数(近似于1 ),输入电阻(大),输出电阻(小)等特点,所以常用在输入级,输出级或缓冲级。 15、差分放大电路能够抑制(零点)漂移,也称(温度)漂移,所以它广泛应用于(集成)电路中。 16、用待传输的低频信号去改变高频信号的幅度称为(调波),未被调制的高频信号是运载信息的工具,称为(载流信号)。 17、模拟乘法器输出与输入的关系式是U0=(KUxUy ) 1、1、P型半导体中空穴为(多数)载流子,自由电子为(少数)载流子。 2、PN结正偏时(导通),反偏时(截止),所以PN结具有(单向)导电性。 3、反向电流是由(少数)载流子形成,其大小与(温度)有关,而与外加电压(无关)。 4、三极管是(电流)控制元件,场效应管是(电压)控制元件。 5、当温度升高时,三极管的等电极电流I(增大),发射结压降UBE(减小)。 6、晶体三极管具有放大作用时,发射结(正偏),集电结(反偏)。 7、三极管放大电路共有三种组态()、()、()放大电路。
In Order To Simplify The Management Process And Improve The Management Efficiency, It Is Necessary To Make Effective Use Of Production Resources And Carry Out Production Activities. 编订：XXXXXXXX 20XX年XX月XX日 电力系统的基本知识简易 版
电力系统的基本知识简易版 温馨提示：本安全管理文件应用在平时合理组织的生产过程中，有效利用生产资源，经济合理地进行生产活动，以达到实现简化管理过程，提高管理效率，实现预期的生产目标。文档下载完成后可以直接编辑，请根据自己的需求进行套用。 1、什么叫电力系统的稳定和振荡？ 答：电力系统正常运行时，原动机供给发 电机的功率总是等于发电机送给系统供负荷消 耗的功率，当电力系统受到扰动，使上述功率 平衡关系受到破坏时，电力系统应能自动地恢 复到原来的运行状态，或者凭借控制设备的作 用过度到新的功率平衡状态运行，即谓电力系 统稳定。这是电力系统维持稳定运行的能力， 是电力系统同步稳定（简称稳定）研究的课 题。 电力系统稳定分为静态稳定和暂态稳定。 静态稳定是指电力系统受到微小的扰动（如负
载和电压较小的变化）后，能自动地恢复到原来运行状态的能力。暂态稳定对应的是电网受到大扰动的情况。 系统的各点电压和电流均作往复摆动，系统的任何一点电流与电压之间的相位角都随功角δ的变化而改变、频率下降等我们通常把这种现象叫电力系统振荡。 2、电力系统振荡和短路的区别是什么？ 答：电力系统振荡和短路的主要区别是： 振荡时系统各点电压和电流值均作往复摆动，而短路时电流、电压值是突变的。此外，振荡时电流、电压值的变化速度较慢，而短路时的电流、电压值突变量很大。 振荡时系统任何一点电流与电压之间的相位角随功角δ的变化而改变；而短路时，电流
第一章 电力系统基础知识 继电保护、自动装置对电力系统起到保护和安全控制的作用，因此首先应明确所要保护和控制对象的相关情况，涉及的内容包括：电力系统的构成，电力系统中性点接地方式及其特点，电力系统短路电流计算及其相关概念。这是学习继电保护、自动装置等本书内容的基础。 >>第一节电力系统基本概念 一、电力系统构成 电力系统是由发电厂、变电站(所)、送电线路、配电线路、电力用户组成的整体。其中，联系发电厂与用户的中间环节称为电力网，主要由送电线路、变电所、配电所和配电线路组成，如图1-1中的虚框所示。电力系统和动力设备组成了动力系统，动力设备包括锅炉、汽轮机、水轮机等。 在电力系统中，各种电气设备多是三相的，且三相系统基本上呈现或设计为对称形式，所以可以将三相电力系统用单相图表述。动力系统、电力系统及电力网之间的关系示意图如图1-l所示。
图1-1 动力系统、电力系统及电力网示意图 需要指出的是，为了保证电力系统一次电力设施的正常运行，还需要配置继电保护、自动装置、计量装置、通信和电网调度自动化设施等。 电力系统主要组成部分和电气设备的作用如下。 (1)发电厂。发电厂是把各种天然能源转换成电能的工厂。天然能源也称为一次能源，例如煤炭、石油、天然气、水力、风力、太阳能等，根据发电厂使用的一次能源不同，发电厂分为火力发电厂(一次能源为煤炭、石油或天然气)、水力发屯厂、风力发电厂等。 (2)变电站(所)。变电站是电力系统中联系发电厂与用户的中间环节，具有汇集电能和分配电能、变换电压和交换功率等功能，是一个装有多种电气设备的场所。根据在电力系统中所起的作用，可分为升压变电站和降压变电站；根据设备安装位置，可分为户外变电站、户内变电站、半户外变电站和地下变电站。
电力系统基础知识科普 1．电力系统、动力系统和电力网的划分 电力网：由变电所和不同电压等级输电线路组成的网络。 电力系统：由发电设备、输电设备和用电设备组成的网络。 动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分包含在内的系统。 2．电力系统运行的特点 电力系统运行特点： 电能不能大量存储；各环节组成的统一整体不可分割；过渡过程非常迅速（百分之几秒到十分之几秒）；电力系统的地区性特点较强；对电能质量的要求颇为严格；与国民经济各部门和人民生活关系极其密切 3．电力系统运行的基本要求 保证供电的可靠性：减少停电损失，要求元件有足够的可靠性，要求提高系统运行的稳定性 保证良好的供电质量：电压、频率、波形 提高电力系统运行的经济性：降低能耗 4．发电厂的类型 发电厂的类型： 常规能源发电（主要发电形式）：火力发电厂，水力发电厂，核能电厂 新能源发电：地热电厂、潮汐电厂、风力发电厂、太阳能电站、海洋能发电、磁流体发电、氢能发电、核聚变发电 5．电力系统的中性点接地方式 四种中性点接地方式：（前两种属于小电流接地，后两种属于大电流接地） 中性点不接地；中性点经消弧线圈接地；中性点直接接地；中性点经电阻接地 6．日负荷曲线、年最大负荷曲线的用途。 日负荷曲线对电力系统有很重要的意义，它是安排日发电计划，确定各发电厂发电任务以及确定系统运行方式等的重要依据。每日的最大负荷不尽相同，一般是年初底，年末高。夏季小于冬季。把每天的最大负荷抽取出来按年绘成曲线，成为年最大负荷曲线。年最大曲线的用途：安排各发电厂检修计划的依据；安排新装机组计划的依据。 7．电力系统的电压等级。 我国电力系统的电压等级分为： 电力系统的标称电压 3、6、10、35、60、110 、220、330、500、750 KV 对应的最高电压 3.6、7.2、12、40.5、72.5、126、252、363、550、800 KV 8．架空线路的结构组成 架空线路由导线，避雷线（架空地线），绝缘子，金具，杆塔等主部件组成。 9. 架空线路换位的目的 消除由于位置原因引起的不对称电抗，从而消除产生的电流畸变。 10. 分裂导线的优点 增大导线的有效半径，减少导线的电晕损耗，减少导线的电抗 11．导纳阵的特点 稀疏矩阵，对称矩阵
电力系统基本知识 一、单选： 1、以煤、石油、天然气等作为燃料，燃料燃烧时的化学能转换为热能，然后借助汽轮机等热力机械将热能变为机械能，并由汽轮机带动发电机将机械能变为电能，这种发电厂称（B）。P39 A、风力电站 B、火力发电厂 C、水力发电厂 D、核能发电厂 2、由各级电压的电力线路，将各种发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个(A)和用电的整体，叫做电力系统。P39
A、发电、输电、配电 B、发电、输电、变电 C、变电、输电、配电 D、发电、变电、配电 3、（D）是由于核燃料在反应堆内产生核裂变，释放出大量热能，由冷却剂(水或气体)带出，在蒸发器中将水加热为蒸汽，用高温高压蒸汽推动汽轮机，再带动发电机发电。P40 A、风力电站 B、火力发电厂 C、水力发电厂 D、核能发电厂 4、从发电厂发电机开始一直到( D )为止，这一整体称为电力系统。P41 A、变电设备 B、输电设备C、发电设备D、用电设备
5、环网供电的目的是为了提高（C）。P41 A、调度灵活性 B、供电安全性 C、供电可靠性 D、供电经济性 6、发电厂与用电负荷中心相距较远，为了减少网络损耗,所以必须建设（A）、高压、超高压输电线路，将电能从发电厂远距离输送到负荷中心。P41 A、升压变电所 B、降压变电所 C、中压变电所 D、低压变电所 7、从发电厂到用户的供电过程包括发电机、(D)、输电线、降压变压器、
配电线等。P41 A、汽轮机 B、电动机 C、调相机 D、升压变压器 8、为了提高供电可靠性、经济性，合理利用动力资源，充分发挥水力发电厂作用，以及减少总装机容量和备用容量,现在都是将各种类型的发电厂、变电所通过(B)连接成一个系统。P41 A、用电线路 B、输配电线路 C、发电线路 D、配电线路 9、从发电厂到用户的供电过程包括发电机、升压变压器、(A)、降压变压器、配电线路等。P41
电力系统分析基础 目录 稳态部分 一．电力系统的基本概念 填空题 简答题 二．电力系统各元件的特征和数学模型 填空题 简答题 三．简单电力网络的计算和分析 填空题 简答题 四．复杂电力系统潮流的计算机算法 简答题 五．电力系统的有功功率和频率调整 1．电力系统中有功功率的平衡 2．电力系统中有功功率的最优分配 3．电力系统的频率调整 六．电力系统的无功功率和频率调整 1．电力系统的无功功率平衡 2．电力系统无功功率的最优分布 3．电力系统的电压调整 暂态部分 一．短路的基本知识 1.什么叫短路 2.短路的类型 3.短路产生的原因 4.短路的危害 5.电力系统故障的分类 二．标幺制 1.数学表达式
2.基准值的选取 3.基准值改变时标幺值的换算 4.不同电压等级电网中各元件参数标幺值的计算三．无限大电源 1.特点 2.产生最大短路全电流的条件 3.短路冲击电流Im 4.短路电流有效值Ich 四．运算曲线法计算短路电流 1．基本原理 2.计算步骤 3.转移阻抗 4.计算电抗 五．对称分量法 1.正负零序分量 2.对称量和不对称量之间的线性变换关系 3. 电力系统主要元件的各序参数 六．不对称故障的分析计算 1.单相接地短路 2.两相短路 3.两相接地短路 4.正序增广网络 七．非故障处电流电压的计算 1.电压分布规律 2.对称分量经变压器后的相位变化
稳态部分 一 一、填空题 1、我国国家标准规定的额定电压有3kV 、6kV、10kV、35kV 、110kV 、220kV 、330kV、500kV 。 2、电能质量包含电压质量、频率质量、波形质量三方面。 3、无备用结线包括单回路放射式、干线式、链式网络。 4、有备用界结线包括双回路放射式、干线式、链式，环式、两端供电网络。 5、我国的六大电网：东北、华北、华中、华东、西南、西北。 6、电网中性点对地运行方式有：直接接地、不接地、经消弧线圈接地三种，其中直接接地为大接地电流系统。 7、我国110kV及以上的系统中性点直接接地，35kV及以下的系统中性点不接地。 二、简答题 1、电力网络是指在电力系统中由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。 2、电力系统是指由发电机、各类变电所和输电线路以及电力用户组成的整体。 3、总装机容量是指电力系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和。 4、电能生产，输送，消费的特点： （1）电能与国民经济各个部门之间的关系都很密切 （2）电能不能大量储存 （3）生产，输送，消费电能各个环节所组成的统一整体不可分割 （4）电能生产，输送，消费工况的改变十分迅速 （5）对电能质量的要求颇为严格 5、对电力系统运行的基本要求 （1）保证可靠的持续供电 （2）保证良好的电能质量 （3）保证系统运行的经济性 6、变压器额定电压的确定： 变压器的一次侧额定电压应等于用电设备额定电压（直接和发电机相连的变压器一次侧额定电压应等于发电机的额定电压），二次侧额定电压应较线路额定电压高10%。只有漏抗很小的、二次直接与用电设备相联的和电压特别高的变压器，其二次侧额定电压才可能较线路额定电压仅高5%。 7、所谓过补偿是指感性电流大于容性电流时的补偿方式，欠补偿正好相反，实践中，一般采用欠补偿。 二
第一章 电力系统基本知识
第一章电力系统基本知识 一、概念 1）世界上第一台发电机建于1882年，在美国纽约市，机组容量只有30万千瓦，随着科技的发展，到1976年为止，全世界的发电厂总装机容量已达到16亿4千万千瓦，从世界各国经济发展的经验来看，国民经济增长1%电力系统就要增长1.3~1.5%左 右，发达国家几乎是每7~10年装机容量就要增长一倍，个别特别发达国家为5~6 年装机容量就要增长一倍。这是70年代，从80年代到目前为止，发达国家已达到 2~3年左右装机容量就要增长近一倍，发展相当快，这是跟他们的工业基础有相当 大的关系，而且发电的手段和控制系统的手段都达到了相当的先进。 2）我国的电力发展情况 我国解放前总发电能力还不到2000万千瓦，这个时候主要分为东北地区和上海地 区，上海当时以杨树浦电厂为主，以后发展了南市和闸北电厂，陆续的不断发展， 在上海周边地区发展了很多发电厂。到80年代末，进过三十几年的建设，全国发 电设备的总装机容量达到7000万千瓦，发电量达到近3000亿度，是世界的第四、 第五位（在60年代上海武宁路陆家宅武宁变电所是亚洲第一位），在80年代末容 量在25万千瓦以上的大型电厂全国共有六十多个，发展也相当快，已建成330KV 超高压输电线路，在90年至今上海已达到500KV直流输送超高压输电线路，随着 国民经济的不断增长和经济建设的效率开放，电力系统在内资和外资的作用下装机 容量又发生了更大的变化。装机容量几乎是80年代的3~4倍，但是还不能适应经 济的发展，所以电力系统在不断地发展，作为涉及到电力行业或即将接触到高压电 的人现在也越来越多，在这个领域里工作的人，必须要掌握和熟悉电气安全知识和 各项电气安全规程、规章制度，才能确保电力系统的安全运行，稳定我们的国民经 济的生产。 第一节供电系统 一、了解电力系统及电力网的构成，大型电力系统的优点，电力生产的特点。 1）电力系统是由发电厂→变电站（所）→电力线路和用电设备（用户）联系在一起组成的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。
电力系统的基础知识 一、电力系统的构成 一个完整的电力系统由分布各地的各种类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电力用户组成，它们分别完成电能的生产、电压变换、电能的输配及使用。 二．电力网、电力系统和动力系统的划分 电力网：由输电设备、变电设备和配电设备组成的网络。 电力系统：在电力网的基础上加上发电设备。 动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。 三．电力系统运行的特点 一是经济总量大。目前，我国电力行业的资产规模已超过2万多亿，占整个国有资产总量的四分之一，电力生产直接影响着国民经济的健康发展。 二是同时性，电能不能大量存储，各环节组成的统一整体不可分割，过渡过程非常迅速，瞬间生产的电力必须等于瞬间取用的电力，所以电力生产的的发电、输电、配电到用户的每一环节都非常重要。 三是集中性，电力生产是高度集中、统一的，无论多少个发电厂、供电公司，电网必须统一调度、统一管理标准，统一管理办法;安全生产，组织纪律，职业品德等都有严格的要求。 四是适用性，电力行业的服务对象是全方位的，涉及到全社会所有人群，电能质量、电价水平与广大电力用户的利益密切相关。 五是先行性，国民经济发展电力必须先行。 四、电力系统的额定电压 电网电压是有等级的，电网的额定电压等级是根据国民经济发展的需要、技术经济的合理性以及电气设备的制造水平等因素，经全面分析论证，由国家统一制定和颁布的。 我们国家电力系统的电压等级有220/380V、3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。随着标准化的要求越来越高，3 kV、6 kV、20 kV、66 kV也很少使用。供电系统以10 kV、35 kV、为主。输配电系统以110 kV以上为主。发电机过去有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，低压用户均是220/380V。 用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。实际上，由于电网中有电压损失，致使各点实际电压偏离额定值，为了保证用电设备的良好运行，显然，用电设备应具有比电网电压允许偏差更宽的正常工作电压范围。发电机的额定电压一般比同级电网额定电压要高出5%，用于补偿电网上的电压损失。 变压器的额定电压分为一次和二次绕组。对于一次绕组，当变压器接于电网末端时，性质上等同于电网上的一个负荷(如工厂降压变压器)，故其额定电压与电网一致，当变压器接于发电机引出端时(如发电厂升压变压器)，则其额定电压应与发电机额定电压相同。对于二次绕组，考虑到变压器承载时自身电压损失(按5%计)，变压器二次绕组额定电压应比电网额定电压高5%，当二次侧输电距离较长时，还应考虑到线路电压损失(按5%计)，此时，二次绕组额定电压应比电网额定电压高10%。 五、电力系统的中性点运行方式
电力系统分析基础 稳态部分 一 一、填空题 1、我国国家标准规定的额定电压有 3kV 、6kV、 10kV、 35kV 、110kV 、220kV 、330kV、 500kV 。 2、电能质量包含电压质量、频率质量、波形质量三方面。 3、无备用结线包括单回路放射式、干线式、链式网络。 4、有备用界结线包括双回路放射式、干线式、链式，环式、两端供电网络。 5、我国的六大电网：东北、华北、华中、华东、西南、西北。 6、电网中性点对地运行方式有：直接接地、不接地、经消弧线圈接地三种，其中直接接地为大接地电流系统。 7、我国110kV及以上的系统中性点直接接地，35kV及以下的系统中性点不接地。 二、简答题 1、电力网络是指在电力系统中由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。 2、电力系统是指由发电机、各类变电所和输电线路以及电力用户组成的整体。 3、总装机容量是指电力系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和。 4、电能生产，输送，消费的特点： （1）电能与国民经济各个部门之间的关系都很密切 （2）电能不能大量储存 （3）生产，输送，消费电能各个环节所组成的统一整体不可分割 （4）电能生产，输送，消费工况的改变十分迅速 （5）对电能质量的要求颇为严格 5、对电力系统运行的基本要求 （1）保证可靠的持续供电 （2）保证良好的电能质量 （3）保证系统运行的经济性 6、变压器额定电压的确定： 变压器的一次侧额定电压应等于用电设备额定电压（直接和发电机相连的变压器一次侧额定电压应等于发电机的额定电压），二次侧额定电压应较线路额定电压高10%。只有漏抗很小的、二次直接与用电设备相联的和电压特别高的变压器，其二次侧额定电压才可能较线路额定电压仅高5%。
第一章概述 电力工业是国民经济的一个重要组成部分，它为工业、农业、交通运输和城市提供能源。由于电能易于控制、输配简单经济且便于转变成其他形式的能量（机械能、光能、热能、化学能等），电能已广泛应用到社会生产的各个领域和社会生活的各个方面。 电气化铁道用电量较大。在我国电气化铁道无例外地是由电力系统供电。安全、可靠、经济、合理地为电气化铁道供配电是实现铁路运输安全、可靠的重要保证和基础。 第一节电力系统的基本知识 发电厂多数是建造在燃料、水力资源丰富的地方，这些地区往往远离电能用户，为了给用户供电，须建设较长的输电线路。同时，为了降低输电过程中的功率损耗和电压损耗，必须提高输电电压，这就需要兴建相应的升压变电站。将电能送到用户区之后，为了满足用电设备对工作电压的要求，还需将电压降低。同时，还存在着对用户合理分配电能的问题。 一、电力系统的组成 一个完整的电力系统由分布各地的各种不同类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路和电力用户组成，图1-1是一大型电力系统的示意图。该系统起着电能的生产、输送、分配和消费的作用。 1.发电厂 发电厂是生产电能的工厂，它是把非电形式的能量转换成电能。发电厂的种类很多，根据所利用能源的不同，有火力发电厂、水力发电厂、原子能发电厂、地热发电厂、潮汐发电厂，以及风力发电、太阳能发电等等。
2.变电所 变电所是变换电压和分配电能的场所，由电力变压器和配电装置所组成。它的类型除按升压、降压分类外，还可按设备布置的地点分为户外变电所和户内变电所及地下变电所等。若按变电所的容量和重要性又可分为枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。枢纽变电所一般容量较大，处于联系电能系统各部分的中枢位置，地位重要，如图1-1中A为枢纽变电所。中间变电所则处于发电厂和负荷中心之间，从这里可以转送或抽引一部分负荷，如图1-1的变电所B。终端变电所一般是降压变电所，它只负责供应一个局部地区或一个用户的负荷而不承担功率的转送，如图1-1的C、D。对于仅装有受、配电设备而没有电力变压器的称为配电所。 3.电力网 电力网是联系发电厂和用户的中间环节，由变电所和各种不同电压等级的电力线路所组成。其作用是输送和分配电能。 在电力网中包括输电网和配电网。输电网是将发电厂发出的电能升压后通过输电线送到邻近负荷中心的枢纽变电所。输电线还有联络相邻电力系统的作用。配电网则是将电能从高压变电所降压后分配到用户去的电力网部分。 目前，我国电力网的电压等级主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220、330、500kV 现在，代表性的电压是：从发电厂送出的主干系统的送电电压为200kV~500kV；到用户附近地区，降压到35~110kV；对于大容量用户，就用这种电压直接供电；在配电系统中用高压6~10kV或380、220V供应给一般用户。 对于用电量较大的企业，例如大型化工企业、冶金联合企业、铝厂及大型冶炼厂等，我国已开始采用110千伏或220千伏电压直接对工业企业送电，以减少电力网的电能损失和电压损失。 电气化铁道牵引变电所的供电电压一般为110 kV，东北地区为220 kV。 高压输电具有节约电能、节约有色金属和提高电压质量等优点，随着大型电厂的建设和输电距离的增力，要求逐步提高输电电压。目前；某些国家输电电压已达到750kV，我国也已达500kV。根据国民经济发展的需要，我国电力部门正在根据国情从技术经济等方面研究更高电压的输电问题。 图l—l具有大容量的水电厂、火电厂和热电厂。图中的水电厂容量较大且输送距离较远，所以把电压升至220kV经高压输电线路送到枢纽变电所。火电厂相对水电厂输送距离近一些，所以把电能升压到110kV送到地区变电所，并通过枢纽变电所构成环形电网。热电厂则总是建在热用户附近，它除了以较低电压向近区用户供电外，还升压与地方电力网相联系。 二组成大型电力系统运行的优点 随着对用电量和供电质量的要求的不断提高，电力系统规模日益扩大。组成大型电力系统的优点有： 1)发电量不受地方负荷的限制，可以增大单台机组容量，充分利用地方自然资源，提高发电效率，降低电能成本。 2)利用各类电厂工作特点(水电站的多水和枯水季节、火电厂热能的充分利用)，合理地分配负荷，使系统在最经济的条件下运行。 3)在减少备用机组的情况下，还能提高对用户供电的可靠性。 世界各国都在不断地扩大自己的电力系统，大多数工业发达国家，都建立了自己的全国统一电力系统，相邻国家间还建立了跨国联合电力系统。我国的国家电力公司，正在组织大区电力系统的互联，三峡工程完成后，将实现以长江三峡为中心的全国统一电力系统。