电力系统简单介绍
u电力系统由各类发电厂、输变电线路、供配电所和用电单位组成；
功能是完成电能的生产、输送、分配和使用
u火力发电厂的热能动力装置（锅炉、气轮机）和水力发电厂的水能动力装置（水坝、水轮机）及核电厂的反应堆等就组成动力系统；
u电力系统中的各种电压的变电所和输电线路组成电力网；电力网的主要任务是输送和分配电能；并根据需要改变电压；
u动力系统、电力系统和电力网的关系示意图如上图所示
u电力生产的特点：
由于电能不能大量储存；发电、供电和用电是在同一时间内完成；决定了发电、和用电必须时刻保持平衡；即发供电量大小随用电负荷的变化而变化；在同一电网里的发电厂、输变电公司和供电公司都要接受电网的统一调度；电能适用性比较广泛；使用很方便；同时电能是一种对人类环境无污染的清洁能源；u电力参数及电能质量：
u 频率：电网中发电机发出的正弦交流电压每分钟交变的次数称为频率；我国技术标准规定电网频率为50HZ;即发电机每分钟转3000转；
u 电压：按照国家标准规定；我国三相交流电网的额定电压等级分为高压和超高压电网（110KV、220KV、330KV及500KV、750KV）、中压电网（35KV、10KV、6KV 和3KV）和低压电网（380/220V）
u波形：电网的电压为三相正弦交流电；三相电压波形用图形表示如下：
三相电压瞬时值用数学公式表示为：Uu = 2Usinωt
UV = 2Usin(ωt-2/3π) UW = 2Usin(ωt＋2/3π) 其中U为相电压参考值 u
电能质量：
电能质量是指供给用电单位受电端电能品质的优劣程度；电能质量包括电压、频率和波形质量；由于用电设备都是在一定的额定电压和额定频率的条件下工作；如果供电的电压和频率变化范围超出允许范围;会直接影响设备的工作效率；导致产品出现质量问题；甚至会造成设备故障和人员伤亡事故；还会危及电力系统的安全运行；所以国家对电网电压、频率和波形等参数的变化范围作出了规定：
a)电压：电网电压允许变化范围为额定电压的±5％
b)频率：频率允许偏差为±（0.2~ 0.5）HZ
c)波形：要求为正弦波且畸变率很小
三相电压和电流之间的简单关系
u星型接法
u三角型接法
u功率
视在功率S=3UXIX = √3 U1I1
u电力系统的接地
u工作接地:配电变压器或低压发电机的中性点通过接地装置与大地相连称为工作接地；工作接地分为直接接地和非直接接地两类；
1）直接接地：指电力系统中至少有一个中性点直接或经小阻抗与接地装置相连接；110KV、220KV和380/220V系统采用直接接地；如图a
2）非直接接地：指电力系统中性点不接地或经消弧线圈、高电阻与接地装置相连接；10KV和35KV系统采用消弧线圈或小电阻接地；如图b
u保护接地：考虑到人和设备的安全；将设备的金属外壳直接接地为保护接地；
u低压系统的接地型式
1）TN接地系统：电力系统有一中性点直接接地；电气装置的外露可接近导体通过保护线与该接地点相连；如下图
2）TT接地系统：电力系统有一中性点直接接地；电气装置的外露可接近导体通过保护线接至与电力系统接地点无关的接地极；如下图a
3）IT接地系统：电力系统不直接接地；电气装置的外露可接近导体通过保护线与接地极连接；如下图b
高低压电器元件和成套设备介绍
u电气系统分为一次系统和二次系统；一次系统为电流电压主回路系统；如下图；二次系统是对主回路系统进行测量、控制和保护作用；
从上图可以看出一次系统主要由变压器、高低压断路器、隔离开关、负荷开关、熔断器、接触器等各种一次元件构成;下面对各种一次元件作简单的介绍：u变压器：是利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电能转变成另一种电压等级的交流电能；
a）工作原理：
根据电磁感应定律可以导出：
一次侧绕组感应电动势为E1＝4.44fN1∮，二次侧绕组感应电动势为E2＝4.44fN2∮。
其中f为频率；N1;N2分为一二次绕组匝数∮为主磁通；
由此可得E1/E2=N1/N2; 由于变压器漏电抗和电阻比较小；可以忽略不计；因此可近似认为一次电压有效值U1=E1;二次电压有效值U2=E2;
故可得U1/U2=N1/N2;如果忽略变压器内损耗；则可认为变压器二次侧输出功率等于一次侧输出功率；即U1I1=U2I2;由此可得I1/I2=N2/N1 由此可见变压器一二次绕组因匝数的不同将导致一二次绕组的电压高低不同；从而改变电压；起到升压和降压的作用；同时；变压器一二次电流之比与一二次绕组匝数成反比；
b）种类型号：按冷却介质分为油浸式和干式两种；油浸式型号主要有
S9;S11;SH11（非晶）等；干式型号主要有SC9;SCB(10);SGB10等
c)主要技术参数
1)相数：分单相和三相；2）额定频率：国内规定为50HZ；3）额定电压：指变压器线电压；它应与所连接的输变电路电压相符合；4)额定容量：规定的额定条件下变压器二次侧的输出能力（KVA); 5)额定电流：规定的额定状态下通过绕组线端的电流；它的大小等于变压器的额定容量除以变压器的额定电压及相应的相系数（单相为1；三相为√3）；6）绕组联结组标号：三相绕组可连接成星型和三角型等；高压用D、Y(N)表示；低压用d、y(yn)表示；7）调压范围:一般为高压侧额定电压U±5％；调压方式分为无励磁调压和有载调压；8）空载电流：当变压器二次绕组开路；一次绕组施加额定电压时；一次绕组中所流过的
电流；9）阻抗电压和短路损耗：变压器二次侧短路；一次侧施加电压使其电流达到额定值时所施加的电压为阻抗电压；变压器从电源吸取的功率为短路损耗； u断路器:用于正常运行时接通和断开电路；在过载和短路等故障情况下能迅速切断故障电路；特殊情况（如自动重合闸到故障线路）下能可靠接通短路电流：主要由触头系统、灭弧室、绝缘底板、操作结构、脱扣机构等
a)高压断路器类型：按安装地点分为户内式（ZN4-10)和户外式（ZW8-12)；按安装方式分为固定式（ZN28A-12)和手车式(VS1-12)；按灭弧介质分为油断路器、真空断路器和六氟化硫（SF6)断路器；
(断路器分断电路时；断开的触头之间会产生电弧；即触头之间的正离子在触头电场力的作用下向负极运动、负离子和电子向正极运动形成的电流；触头断开后；如果之间有电弧存在；则电路实际没切断；直到触头间电弧熄灭后电路才断开；所以要求断路能尽快灭弧）
b)低压断路器类型：按极数分单极、两极、三极和四极；按安装方式分固定式、抽屉式、抽出式、插入式和卡轨式安装等；按类型和使用场合分框架式（ME、CW1、HSW1)和万能式（DW15、DW17)、塑壳式、小型断路器（DZ47、C65N)；按用途分配电型和电动机保护型；
u主要参数：
1）额定电流In：在规定的使用条件下；允许连续长期通过的最大工作电流（有效值）；小型断路器一般有3A-100A;塑壳断路器从63A-800A;框架断路器从400A-6300A
2）额定电压Ue：正常工作时所能承受的电压；是表征断路器绝缘强度的参数；额定电压有380V、3KV、6KV、10KV、35KV等
3）额定开断电流Ics：指额定电压下断路器能可靠分断的最大短路电流；它是表征断路器灭弧能力的参数；断路器的开断电流有6KA、10KA、20KA、25KA、31.5KA、35KA、40KA、50KA、65KA、80KA等
4）短时耐受电流Icw：在规定的使用条件下；在规定的短时间内（通常是1S）所能承受的最大电流;一般Icw≤Ics
隔离开关：一般只用来闭合和断开有电压无负荷的线路；将需要停电或检修的设备与电源隔离；形成明显的断开点；以保证工作人员和设备的安全；因其没有灭弧装置或比较简单的灭弧罩；不能用于开断大的负荷电流和短路电流；需要和断
路器或熔断器配合使用；主要由动触头、静触头、安装底板、操作机构等组
成
a)高压隔离开关的类型:按安装地点分为户内（GN）和户外（GW）；按刀闸运动方式分水平旋转、垂直旋转和插入式；按操作特点分单极操作和三极操作；按有无接地刀闸分带接地刀(GN30-10D/630)和不带接地刀(GN30-10/630)；
b)低压隔离开关类型：按极数分1、2、3、4极；按操作方式分旋转式操作和杠杆式操作；按触头型式分单投（HD）和双头（HS);还有带熔断器组合的隔离开关如HR3、HR5、HR6、QSA等和不带熔断器的隔离开关如HD13、HD11和QA等
u主要参数：1）额定工作电压：380V;10KV等；2）额定工作电流：100、200、400、630、1000、1250、1500、2000、2500等；3）额定发热电流：大小等于额定工作电流；4）短时耐受电流：有6KA、10KA、20KA、25KA、31.5KA、35KA、40KA、50KA等；5）动稳定电流:从20KA至100KA
u负荷开关：在额定电压下接通和分断正常负荷电流的电器；它虽然有灭弧装置；但灭弧能力较差；只能切断正常的负荷电流；不能切断短路电流；一般需要与熔断器配合；有熔断器起短路保护作用；主要由安装框架、动触头、静触头、灭弧装置和操作机构等组成；
a)高压负荷开关类型：按安装地点分户内式(FN)和户外式(FW);按IE弧方式分为压气式（FN11）、真空式和六氟化硫（SF6)负荷开关；
b)低压负荷开关类型：分封闭式（HH3）和开启式（HK2）等
u主要参数：1）额定工作电压；220V、380V、10KV等；2）额定工作电流：高压有125A（带熔座）、400A和630A；低压有10A、32、63、100、200、400等不同规格；3）额定短路开断电流：高压带熔断器为31.5KA；低压HH3为50KA;HK2为2000A等
u熔断器：用作对线路进行过载和短路保护；一般由熔断器支持件和容断体组成；
a)高压熔断器的类型：按安装地点分户内式（RN）和户外式（RW）;按动作特征分为固定式（RN2）和自动跌落式（RW4）;按工作特性分有限流作用(冲击短路电流到达之前切断电路如XRNT;XRNP）和无限流作用
b)低压熔断器的类型：有螺旋式（RL1）、有填料封闭管式（RT14、RT18、RT0）和无填料封闭管式;
u主要参数：1）额定工作电压；220V、380V、10KV等；2）额定工作电流：20A、32A、63A、100A、200A、300A等；熔体额定电流0.5A、2A、4A、6A、10A、16、25、32、63、100、200、400等不同规格；3）额定分断能力：低压熔断器有25KA、50KA等；高压熔断器有最大断流容量有200WVA;
u避雷器：由于雷击或电力系统中的操作、事故等原因使电器设备或电力线路承受的电压远远超过正常运行电压；从而危及设备和线路的绝缘安全因此在系统中安装避雷器进行过电压保护以防止过电压对线路和设备造成危害；
u高压避雷器的类型:1)普通阀型避雷器:FS为配电型避雷器主要用于10KV 及以下变压器；隔离开关；电缆头和电容器等设备的保护；FZ为电站型避雷器；
用于发电厂和变电站型避雷器；磁吹阀型避雷器（FCD和FCZ)和金属氧化物避雷器(HY5WS-12.7/50和HY5WZ-17/45)
u低压避雷器的类型：低压阀型避雷器（FS)和低压氧化锌避雷器（FYS); u额定参数；1）额定电压：0.22KV;0.28KV；0.5KV;3KV;6KV;12.7KV;17KV等；2）标称放电电流：5KA等；3）雷电冲击电流时的最大残压峰值:45KV和50KV;
u电容器：电容器在电力系统中主要用做无功补偿；以提高电网的功率因数；以节约电能；也用于提高线路电压水平等；电网中有很多如电动机等电感性设备运行时需要从电网中吸收一定的功率这样会导致电网功率因数降低；还会造成电压下降；电厂是通过调节发电机励磁电流来调节无功稳定电网电压；其他场合主要通过高低压电容器进行补偿来提高功率因数；一般高压侧电容补偿按主变压器容量的20%-30%配置；配电变压器低压侧电容补偿按变压器容量的10%-30%补偿；一般功率因数补偿到0.9-0.95之间比较合适；低压电容补偿分为共补；分补和混合补偿；电容投切元件有容性接触器；复合开关和可控硅三种；
u电容器的分类：按电压分高压电容器和低压电容器；按安装地点分户外（W）和户内；按相数分单相电容和三相电容；也可按液体介质和固体介质分类；现在低压电容一般为金属化膜；如BCMJ；BZMJ；BSMJ等；高压电容器有BGF；BGF 等；
u主要技术参数：1）额定电压：0.23；0.4；0.45；0.525；3.15；6.3和10.5KV；2）额定容量：3；5；7.5；10；20；25；30；40KVAR等；3）额定电流：与额定容量有关；
u接触器：用于远距离接通和分断电路；适用于频繁启动和控制电动机；主要由触头、灭弧系统、支架、外壳和辅助触头等组成；
u接触器的类型：按极数分单极；双极和三极；按灭弧介质分空气和真空；按工作电路分直流接触器和交流接触器；还分为普通接触器（CJ20；CJ40；CJX1；CJX2；3TB和LD1等）和容性接触器（CJ19）
u主要参数：1）额定电压：220V；380V；1140V；2）额定电流：9A；12A-250A；3）可控制电动机功率
u热继电器：主要用于交流电动机的过载和断相保护；一般与接触器配合使用；当电路过载时；继电器的双金属片发热变形；因膨胀系数不同从而使主回路断开；主要型号有JR36；JR16；JS1等；
u主要参数：额定电流和额定电流范围等；
电压互感器（PT）：利用变压器原理将高电压转换为标准的低电压供测量和控制用；二次电压一般为100V或100/√3V；要求二次侧不能短路；
电压互感器的分类：分计量用（0·2级）；测量用（ 0·5级）和保护用（3P 和6P）
主要参数：变比；准确级和线圈容量
电流互感器（CT）：利用变压器原理将大电流转换为标准的小电流供测量和控制用；二次电流一般为5A或1A；要求二次侧不能开路；
电流互感器的分类：分计量用（0·2S级）；测量用（ 0·5级； 1·0级； 3·0级）和保护用（5PX和10PX）
主要参数：变比；准确级和线圈容量；
u二次元件：信号灯；按钮；控制开关；电流表；电压表；各种继电器；温湿度控制器以及各种显示和保护装置；
u材料和辅料：连接一次元件所用的汇流排（铜排TMY和铝排LMY）；电缆和导
线（BVR；BV）；绝缘子；母线框；线鼻子；扎带；卡轨
u高压开关柜
u高压开关柜特点：开关柜具有“五防”功能；即防误分合断路器；防带负荷拉合隔离开关；防带电合接地刀；防带接地线合断路器以及防误入带电间隔；“五防”功能是通过断路器；隔离开关；接地开关和柜门之间通过机械互锁和电气互锁方式来实现；
u高压开关柜分类：按结构特点分为金属封闭固定式和金属封闭铠装式等；按断路器安装方式分为固定式和手车式；常见的几种高压开关柜有；GG1A-10；JYN-10；XGN2-10；KYN28A-10等
1）XGN2-10：柜中断路器采用ZN28A-10或ZN63A-10一体化断路器固定式安装；隔离开关采用GN30-10；隔离开关通过操作闭锁板与断路器和柜门之间通过机械实现互锁；前后门通过程序锁实现互锁；同时必要时通过电磁锁实现“五防”；
2）KYN28A-10：称为中置式金属铠装开关柜；广泛应用于变电站；开闭所及用户高压配电室中；属于比较先进应用也比较广泛的开关设备；柜中断路器采用VS1-10手车移动式安装；“五防”功能是通过手车断路器；接地刀和柜门之间的机械互锁及闭锁电磁铁和电磁锁的电气互锁来实现的；柜体尺寸为800（1000）X1500（1660）X2300；
u高压环网柜：在工矿企业、住宅小区、港口等交流10KV配电系统中，因负载容量不大，其高压回路通常采用负荷开关控制，并配有熔断器保护；而且为提高供电可靠性；使用户可以从两个方向获得电源；通常将供电网连成环形；该系统所使用的高压柜习惯称为环网柜；
u环网柜的类型；主要有HXGN17-10和XGN15-10；前者柜中采用压气式或真空式负荷开关；后者柜中采用SF6负荷开关；都是通过负荷开关的操作机构和柜门之间及电磁锁实现“五防”功能；
u低压开关柜
u低压开关柜分类：主要有固定式和抽屉式两种；固定式有GGD和PGL；进线柜一般采用固定式框架断路器；出线柜采用塑壳断路器固定安装；抽屉式主要有GCS；GCK和MNS；进线柜采用抽屉式框架断路器；出线柜采用塑壳断路器安装在抽屉单元中或插入式开关安装在固定间隔中；低压柜标准尺寸为宽600（800；1000）X深600（800；1000）X高2200
u预装式箱式变电站
将高压单元、变压器和低压开关控制设备及测量设备组装在一个整体箱式结构中称为箱式变电站；由于其占地少，投资少施工周期短，故应用比较广泛，分为欧变和美式变；外壳有景观式和金属彩钢板；
u低压设备还有动力箱；电缆分线箱和三箱（照明配电箱；插座箱和计量箱）用于各单位企业、学校、住宅场所，作为照明、配电、线路转换及电能计量用。
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
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 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。 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。 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。⑶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。 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。 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%。 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） 答：三相功率S和线电压U、线电流I之间的固定关系为S、3UI。当功率一定时电压越高电流越小，导线的载 流面积越小，投资越小；但电压越高对绝缘要求越高，杆塔、变压器、断路器等绝缘设备投资越大。综合考虑，对应一定的输送功率和输送距离应有一最合理的线路电压。但从设备制造角度考虑，又不应任意确定线路电压。考虑到现有的实际情况和进一步发展，我国国家标准规定了标准电压等级。 导线型号LGJ-300/40中各字母和数字代表什么？（ p27） 2 答：L表示铝，G表示钢，J表示多股导线绞合。300表示铝线额定截面积为300 mm , 2
1.电力系统各级的平均电压：3.15 ， 6.3，10.5，15.75，37，115，230，345，525（kV） 2.电压降落的纵分量电压降落的横分量 3.电力网络的简化方法：等值电源法，负荷移置法，星网变换 4.节点分类：PQ节点，PV 节点，平衡节点 5.电力系统无功率电源：同步发电机、调相机、静电电容器、静止补偿器。 6.调压措施：发电机调压、改变变压器的变比调压、利用无功补偿设备调压。 7.中枢点调压方式：逆调压、顺调压、常调压。 8.中性点接地方式：直接接地、不接地、从属于不接地方式的经消弧线圈接地。 9.电晕影响：消耗有功功率、泄漏电流。 阻尼绕组的作用：电力系统的扰动起到阻尼的作用。 10.变压器参数：电阻、电抗、电导、电纳。 11.极限切除角：加速面积等于最大可能减速面积时对应的切除角。 12.短路冲击电流：短路电流的最大可能瞬时值。 13.电压降落：指串联阻抗元件首末两端电压的向量差。 14.电力系统：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。 15.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。 16.调整潮流的手段有：串联电容(抵偿线的感抗)、串联电抗（限流）、附加串联加压器。 17.短路：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连接。 18.短路的类型：三相短路、二相短路、二相接地短路和单相接地短路。 19.无功负荷的无功特性：分串联之路和并联之路。 20.闭式电力网络分类：简单环式、两端供电式网络。 21.电压降落、电压损耗、电压偏移的定义有所不同：网络元件的电压降落是指元件首末端两点电压的相量差，即；把两点间电压绝对值之差称为电压损耗，用表示，；电压偏移是指网络中某点的实际电压同网络该处的额定电压之差，可以用KV表示，也可以用额定电压的百分数表示。若某点的实际电压为V，该处的额定电压为，则用百分数表示的电压偏移为，电压偏移（%） 22.潮流方程中节点的分类及相应的定义：⑴节点可分为：PQ节点、PV节点和平衡节点三种类型。（2）各类节点介绍：①PQ节点的有功功率P和无功功率Q是给定的，节点电压（V，δ）是待求量；②PV节点的有功功率P和电压幅值V是给定的，节点的无功功率Q和电压的相位δ是待求量；③平衡节点在潮流分布算出以前，网络中的功率损失是未知的，因此，网络中至少有一个节点的有功功率P不能给定，这个节点承担了系统的有功功率平衡。 23.潮流计算的基本步骤：①形成节点导纳矩阵②设定节点电压的初值③将各节点电压初值代入求得修正方程式中的不平衡量④将各节点电压初值代入求雅可比矩阵的各元素⑤求解修正方程式，求得各节点电压的增量⑥计算各节点电压的新值，返回第3步进入下一次迭代，直到满足收敛判据为止。⑦最后计算平衡节点功率和线路功率、损耗。 24.降低网损的技术措施：①提高用户的功率因数，减少线路输送的无功功率；②改善网络中的功率分布； ③合理地确定电力网的运行电压水平；④组织变压器的经济运行；⑤对原有电网进行技术改造。 25.等面积定则：发电机受大扰动后转子将产生相对运动,当代表动能增量的加速面积和减速面积大小相等时，转子动能增量为零，发电机重新恢复到同步速度 26.引起电力系统大扰动的主要原因：①负荷的突然变化，如投入或切除大容量的用户等②切除或投入系统的主要元件，如发电机、变压器及线路等③发生短路故障，短路故障扰动最严重，作为检验系统是否具有暂态稳定的条件。 27.三相短路电流计算机算法的基本步骤：①输入数据；②形成节点导纳矩阵；③应用节点导纳矩阵计算点的自阻抗、互阻抗Z1k,…Zkk,…Znk。④计算短路点的三相短路电流
电力系统分析课程总结报告 学院（部）：电气学院 专业班级：电气工程学生姓名：** 指导教师：**** 2014年6 月28 日
目录 1电力系统概述和基本概念 (1) 1.1电力系统概述 (1) 1.2电力系统中性点的接地方式 (3) 2电力系统元件参数和等值电路 (3) 2.1电力线路参数和等值电路 (4) 2.2变压器、电抗器的参数和等值电路 (4) 2.3发电机和负荷的参数及等值电路 (5) 2.4电力网络的等值电路 (5) 3简单电力网络潮流的分析与计算 (6) 3.1电力线路和变压器的功率损耗和电压降落 (6) 3.2开式网络的潮流计算 (7) 3.3环形网络的潮流分布 (7) 4电力系统潮流的计算机算法 (7) 4.1电力网络的数学模型 (8) 4.2等值变压器模型及其应用 (8) 4.3节点导纳矩阵的形成和修改 (8) 4.4功率方程和变量及节点分类 (9) 4.5高斯-塞德尔法潮流计算 (9) 4.6牛顿-拉夫逊法潮流计算 (9) 4.7P-Q分解法潮流计算 (9) 5电力系统有功功率的平衡和频率调整 (10) 5.1电力系统中有功功率的平衡 (10) 5.2电力系统的频率调整 (11) 6电力系统的无功功率平衡和电压调整 (11) 6.1电力系统中无功功率的平衡 (12) 6.2电力系统的电压管理 (12) 6.3电力系统的几种调压方式 (13) 6.4电力线路导线截面的选择 (13) 7电力系统各元件的序参数和等值电路 (14)
7.1对称分量法 (14) 7.2同步发电机的负序电抗和零序电抗 (14) 7.3异步电动机的参数和等值电路 (15) 7.4变压器的零序参数和等值电路 (15) 7.5电力系统的序网络 (15) 8电力系统故障的分析与实用计算 (15) 8.1由无限大容量电源供电的三相短路的分析与计算 (16) 8.2电力系统三相短路的实用计算 (16) 8.3电力系统不对称短路的分析与计算 (16) 8.4电力系统非全相运行的分析 (17) 9机组的机电特性 (17) 9.1电力系统运行稳定性的基本概念 (17) 9.2同步发电机组的运动方程式 (17) 9.3发电机的功-角特性方程式 (18) 9.4异步电动机的机电特性 (18) 9.5自动调节励磁系统对功-角特性的影响 (18) 10电力系统的静态稳定性 (19) 10.1电力系统静态稳定性的基本概念 (19) 10.2小扰动法的基本原理和分析在电力系统静态稳定性中的应用 (19) 10.3电力系统电压、频率及负荷的稳定性 (20) 10.4调节励磁对电力系统静态稳定性的影响 (20) 10.5保证和提高电力系统静态稳定性的措施 (20) 11电力系统的暂态稳定性 (21) 11.1电力系统暂态稳定性概述 (21) 11.2简单电力系统暂态稳定性的定性分析 (22) 11.3简单电力系统暂态稳定性的定量分析 (22) 11.4发电机转子运动方程的数值解法 (22) 11.5提高电力系统暂态稳定性额措施 (23) 致谢 (23)
电力系统分析考点总结(吐血整理)汇总 电机转子在结构上对于纵轴和横轴分别对称；3，定子的a，b，b三相绕组的空间位置互差120度电角度，在结构上完全相同，他们均在气隙中长生正弦分布的磁动势；4，电机空载，转子恒速旋转时，转子绕组的磁动势在定子绕组所感应的空载电势是时间的正弦函数；5，定子和转子的槽和通风沟不影响定子和转子的电感，即认为电机的定子和转子具有光滑的表面。假定正向的选择定子回路中，定子电流的正方向即为由绕组中性点流向端点的方向，各相感应电势的正方向和相电流的相同，向外电路送出纵向相电流的极端相电压是正的。在转子方面，各个绕组感应电势的正方向与本绕组电流的正方向相同。向励磁绕组提供正向励磁电流的外加励磁电压是正的。两个阻尼回路的外加电压均为零。帕克变换目的（为何进行）：在磁链方程中许多电感系数都是随转子角a而周期变化。转子角a又是时间的函数，因此，一些自感系数和互感系数也是将随时间而周期变化。若将磁链方程式带入电磁方程式，则电磁方程将成为一组以时间的周期函数为系数的微分方程。这类方程组的求解是颇为困难的。为了解决这个困难，可以通过坐标变换，用一组新的变量代替原来的变量，将变系数的微分方程变换成为常系数微分方程，然后求解。物理意义：采用派克变换，实现从a，b，c坐标系到d，q，o坐标系的转换，把观察者的立场从静止的定子上转到了转子，定子
的三相绕组被两个同转子一起旋转的等效dd绕组和qq绕组所代替，变换后，磁链方程的系数变为常说，大大简化计算同步电机基本方程的实用化中采用了哪些实用化假设？其实用化范围是什么？基本方程的实用化中采用了以下实用化假设（1）转子转速不变并等于额定转速。（2）电机纵轴向三个绕组只有一个公共磁通，而不存在只同两个绕组交链的漏磁通。为了便于实际应用，还可根据所研究问题的特点，对基本方程作进一步的简化。（3）略去定子电势方程中的变压器电势，即认为ψd=ψq=0，这条假设适用于不计定子回路电磁暂态过程或者对定子电流中的非周期分量另行考虑的场合。（4）定子回路的电阻只在计算定子电流非周期分量衰减时予以计及，在其他计算中则略去不计。上述四项假设主要用于一般的短路计算和电力系统的对称运行分析。第四章 1、节点导纳矩阵的主要特点。（1，导纳矩阵的元素很容易根据网络接线图和支路参数直观地求得，形成节点导纳矩阵的程序比较简单2，导纳矩阵是稀疏矩阵，它的对角线元素一般不为零，但在非对角线元素中则存在不少零元素。）节点导纳矩阵的修改1，从网络的原有节点i引出一条导纳为yik的支路，同时增加一个节点k。由于节点数加一，导纳矩阵将增加一行一列。新增的对角线元素Ykk=Yik。新增的非对角元素中，只有Yik=Yki=-yik，其余的元素都为零。矩阵的原有部分，只有节点i的自导纳应增加△Yii=yik。2，在网络的原有节点i，j之间增加一条导纳为yij的支路。由于只增加支路不增加节点，故导纳矩阵的阶
《电路分析基础》学习总结 通过电路基础的学习，我们的科学思维能力，分析计算能力，实验研究能力和科学归纳能力有了很大的提高，为下学期我们学习电子技术打下了基础。 对于我们具体的学习内容，第一到第四章，主要讲了电路分析的基本方法，以及电路等效原理等，而后面的知识主要是建立在这四章的内容上的，可以说，学好前面这四章的内容是我们学习电路基础的关键所在。在这些基础的内容中又有很多是很容易被忽略的。对于第五章的内容，老师让我们自主讲解的方式加深了我们的印象，同时也让我们学会如何去预习，更好的把握重点，很符合自主学习的目的。至于第六章到第十章的内容则完全是建立在前四章的内容上展开的，主要就是学会分析电路图结构的方法，对于一二阶电路的响应问题，就是能分析好换路前后未变量和改变量，以及达到稳态时所求量的值。 对于老师上课方法的感想：首先感谢窦老师和杨老师的辛苦讲课，窦老师声音洪亮，讲课思路清晰，让我们非常受益，杨老师的外语水平让我们大开眼界，在中文教学中，我们有过自主学习的机会，也让大家都自己去讲台上讲课，加深了我们的印象，而且对于我们学习能力有很大提高，再是
老师讲课的思路，让我受益不凡，在这之中感受到学习电路的方法。在双语班的教学中，虽然外语的课堂让我们感觉很有难度，有的时候甚至看不懂ppt上的单词，临时上课的时候去查，但是老师上课时经典的讲解确实很有趣味，不仅外语水平是一定的锻炼，同时也是学习电路知识，感觉比起其他班的同学，估计这应该是一个特色点吧。 对于学习电路感想：学习电路，光上课听老师讲课那是远远不够的，大学的学习都是自主学习，没有老师的强迫，所以必须自己主动去学习，首先每次上完课后的练习，我觉得很有必要，因为每次上完课时都感觉听的很懂，看看书呢，也貌似都能理解，可是一到做题目就愣住了，要么是公式没有记住，要么是知识点不知道如何筛选，所以练习很重要，第二点，应该要反复回顾已经学过的内容，只有反复记忆的东西才能更深入，不然曾经学过的东西等到要用就全都忘记了，不懂得应该多问老师，因为我们是小班，这方面，老师给了我们足够的机会。 另外，我们电路分析基础的课程网站，里面的内容已经比较详实，内容更新也比较快，经常展示一些新的内容，拓宽了我们的视野。
电力系统仿真软件 电力系统仿真软件简介 一、PSAPAC 简介: 由美国EPRI开发，是一个全面分析电力系统静态和动态性能的软件工具。 功能：DYNRED（Dynamic Reduction Program）：网络化简与系统的动态等值，保留需要的节点。 LOADSYN（Load Synthesis Program）：模拟静态负荷模型和动态负荷模型。 IPFLOW（Interactive Power Flow Program）：采用快速分解法和牛顿－拉夫逊法相结合的潮流分析方法，由电压稳态分析工具和不同负荷、事故及发电调度的潮流条件构成。 TLIM（Transfer Limit Program）：快速计算电力潮流和各种负荷、事故及发电调度的输电线的传输极限。 DIRECT：直接法稳定分析软件弥补了传统时域仿真工作量大、费时的缺陷，并且提供了计算稳定裕度的方法，增强了时域仿真的能力。 LTSP（Long Term Stability Program）：LTSP是时域仿真程序，用来模拟大型电力系统受到扰动后的长期动态过程。为了保证仿真的精确性，提供了详细的模型和方法。 VSTAB（Voltage Stability Program）：该程序用来评价大型复杂电力系统的电压稳定性，给出接近于电压不稳定的信息和不稳定机理。为了估计电压不稳定状态，使用了一种增强的潮流程序，提供了一种接近不稳定的模式分析方法。 ETMSP（Extended Transient midterm Stability Program）：EPRI为分析大型电力系统暂态和中期稳定性而开发的一种时域仿真程序。为了满足大型电力系统的仿真，程序采用了稀疏技术，解网络方程时为得到最合适的排序采用了网络拓扑关系并采用了显式积分和隐式积分等数值积分法。 SSSP(Small－signal Stability Program)：该程序有助于局部电厂模式振荡和站间模式振荡的分析，由多区域小信号稳定程序(MASS)及大型系统特征值分析程序（PEALS）两个子程序组成。MASS程序采用了QR变换法计算矩阵的所有特征值，由于系统的所有模式都计算，它对控制的设计和协调是理想的工具；PEALS使用了两种技术：AESOPS算法和改进Arnoldi 方法，这两种算法高效、可靠，而且在满足大型复杂电力系统的小信号稳定性分析的要求上互为补充。 二、EMTP/ATP 简介: EMTP是加拿大H.W.Dommel教授首创的电磁暂态分析软件,它具有分析功能多、元件模型全和运算结果精确等优点,对于电网的稳态和暂态都可做仿真分析，它的典型应用是预测电力系统在某个扰动（如开关投切或故障）之后感兴趣的变量随时间变化的规律，将EMTP 的稳态分析和暂态分析相结合，可以作为电力系统谐波分析的有力工具。 ATP（The alternative Transients Program）是EMTP的免费独立版本，是目前世界上电磁暂态分析程序最广泛使用的一个版本, 它可以模拟复杂网络和任意结构的控制系统，数学模型广泛，除用于暂态计算，还有许多其它重要的特性。ATP程序正式诞生于1984年，由Drs.
电力系统基本概述 一、电力系统与电网 发电厂将一次能源转变成电能，这些电能需要通过一定方式输送给电力用户，在由发电厂向用户供电过程中，为了提高其可靠性和经济性，广泛通过升、降压变电站，输电线路将多个发电厂用电力网连接起来并联工作，向用户供电。这种由发电厂、升压和降压变电站、送电线路以及用电设备有机连接起来的整体，称为电力系统。发电机的原动机、原动机的力能部分、供热和用热设备，则称为动力系统。在电力系统中，由升压和降压变电站和各种不同电压等级的送电线路连接在一起的部分称为电网。 二、电力生产的特点 电能的生产与其它工业生产有着显然不同的特点。 1．电能不能大量储藏 电力系统中发电厂负荷的多少，决定于用户的需要，电能的生产和消费时时刻刻都是保 持平衡的。电能的生产、分配和消费过程的同时性，使电力
系统的各个环节形成了一个紧密 的有机联系的整体，其中任一台发、供、用电设备发生故障，都将影响电能的生产和供应。 2．电力系统的电磁变化过程非常迅速 电力系统中，电磁波的变化过程只有千分之几秒，甚至百万分之几秒；而短路过程、发 电机运行稳定性的丧失则在十分之几秒或几秒内即可形成。为了防止某些短暂的过渡过程对 系统运行和电气设备造成危害，要求能进行非常迅速和灵敏的调整及切换操作，这些调整和 切换，靠手动操作不能获得满意的效果，甚至是不可能的，因此必须采用各种自动装置。 3．电力工业和国民经济各部门之间有着极其密切的关系 电能供应不足或中断，将直接影响国民经济各个部门的生产，也将影响人们的正常生活， 因此要求电力工业必须保证安全生产和成为国民经济中的
先行工业，必须有足够的负荷后备 容量，以满足日益增长的负荷需要。 三、电力系统的运行要求 为了保证为用户提供电能，电力系统的运行必须满足下列基本要求。 1．保证对用户供电的可靠性 在任何情况下都应该尽可能的保证电力系统运行的可靠性。系统运行可靠性的破坏，将 引起系统设备损坏或供电中断，以致造成国民经济各部门生产停顿和人民生活秩序的破坏,甚至发生设备和人身事故。 电力用户，对供电可靠性的要求并不一样，即使一个企业中各个部门或车间，对供电持 续性的要求也有所差别。根据对供电持续性的要求，可把用户分为三级。
1、有发电厂中的电气部分、各类变电所、输配电线路及各种类型的用电器组成的整体，称为电力系统 2、按电压等级的高低，电力网可分为：1低压电网（<1kv）2中低电网（1