电力系统的电压等级
额定电压：各用电设备、发电机、变压器都是按一定标准电压设计和制造的。当它们运行在标准电压下时，技术、经济性能指标都发挥得最好。此标准电压就称为~。
一、电力系统的额定电压等级
1、电力系统的额定电压等级（输电线路的额定线电压）
380220，
kV 3， kV 6， kV 10， kV 35， kV 60， kV 110， kV 220， kV 330， kV 500， kV 750， kV 1000
一般来说：110kV 以下的电压等级以3倍为级差：10kV 35kV 110kV
110kV 以上的电压等级，则以两倍为级差：110kV 220kV 500kV
按电压等级分类：
低压网：电压等级在1kV 以下；
中压网：1～10kV ；
高压网：高于10kV 、低于330kV ；
超高压网：低于750kV ；
特高压网：1000kV 及以上
确定额定电压等级的考虑因素：
三相功率S 和线电压U 、线电流I 的关系是UI S 3=。
当输送功率一定时，输电电压越高，电流越小，导线等载流部分的截面积越小，投资越小；
但电压越高，对绝缘的要求越高，杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也越大。 所以，对应于一定的输送功率和输送距离应有一个最合理的线路电压。
但从设备制造的角度考虑，线路电压不能任意确定。规定的标准电压等级过多也不利于电力工业的发展。
2、 发电机、变压器、用电设备的额定电压的确定
1） 用电设备的额定电压=线路额定电压
允许其实际工作电压偏离额定电压%5±
2）线路的额定电压：
指线路的平均电压（Ua+Ub ）/2，
线路首末端电压损耗为10% ；因为用电设备允许的电压波动是±5% ，所以接在始端
的设备，电压最高不会超过5%；接在末端的设备最低不会低于-5% ；
3）发电机的额定电压
总在线路始端，比线路额定电压高5%；3kV的线路发电机电压为3.15kV。
4）变压器的额定电压
一次侧：相当于用电设备
A、直接与发电机相连，额定电压与发电机一致。
B、直接与线路相连，额定电压与线路额定电压相同；
二次侧：相当于电源
A、二次侧位于线路始端，比线路额定电压高5%。计及自身5%的电压损耗，总共比
线路额定电压高10%。
B、二次侧直接接用电设备（负荷）时，只需考虑自身5%的电压损耗。
二、不同电压等级的适用范围
3kV——工业企业内部采用
500 kV、330 kV、220kV——大电力系统主干线
110kV——中小电力系统的主干线，也用于大电力系统的二次网络。
35kV——大城市或大工业企业内部网络，或农村电网
10kV——最低一级配电电压
输、配电网的划分
输电网：将电能从发电厂输送到负荷中心。
配电网：将电能从负荷中心输送到各级电力用户，起分配电能的作用。通常电压在220kV 以下。可分为高压配电网（35－110kV）、中压配电网（3－10kV）、低压配电网（220－380V）。主网:指110KV及其以上电压等级的电网，主要起连接区域高压（220KV及以上）电网的作用。
配电网:指35KV及其以下电压等级的电网，作用是给城市里各个配电站和各类用电负荷供给电源。
供电电压： A与部分B、C来自调度其余来自供电电压监测点
供电电压指标主要由各级调度部门和运维检修部门负责，部分单位用户侧电压指标由营销部门负责管理。供电电压包括A、B、C、D四类监测点电压，
其中A类为带地区供电负荷的变电站10（6）千伏母线电压，
B类为35（66）千伏专线供电和110千伏及以上供电的用户端电压，
C类为35（66）千伏非专线供电的和10（6）千伏供电的用户端电压，
D类为380/220伏低压网络和用户端的电压。
目前，A类电压数据主要省级调度技术支持系统管理；
B、C类电压数据部分省级调度技术支持系统管理，部分由省级用电信息采集系
统管理；
D类电压数据部分由省级用电信息采集系统管理，部分由人工采集方式采集，其在线监测能力相对较差。
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电力系统的电压等级与规定 1、用电设备的额定电压 要满足用电设备对供电电压的要求，电力网应有自己的额定电压，并且规定电力网的额定电压和用电设备的额定电压相一致。为了使用电设备实际承受的电压尽可能接近它们的额定电压值，应取线路的平均电压等于用电设备的额定电压。 由于用电设备一般允许其实际工作电压偏移额定电压±5%，而电力线路从首端至末端电压损耗一般为10%，故通常让线路首端的电压比额定电压高5%，而让末端电压比额定电压低5%。这样无论用电设备接在哪一点，承受的电压都不超过额定电压值的±5% 2、发电机的额定电压 发电机通常运行在比网络额定电压高5%的状态下，所以发电机的额定电压规定比网络额定电压高5%。具体数值见表4.1-1的第二列。 表4.1-1 我国电力系统的额定电压 网络额定电压发电机额定电压 变压器额定电压 一次绕组二次绕组 3 6 103.15 6.3 10.5 3及3.15 6及6.3 10及10.5 3.15及3.3 6.3及6.6 10.5及11 13.8 15.75 18 20 13.8 15.75 18 20 35 110 220 330 500 35 110 220 330 500 38.5 121 242 363 550 3、变压器的额定电压 根据功率的流向，规定接收功率的一侧为一次绕组，输出功率的一侧为二次绕组。对于双绕组升压变压器，低压绕组为一次绕组，高压绕组为二次绕组；对于双绕组降压变压器，高压绕组为一次绕组，低压绕组为二次绕组。 ①变压器一次绕组相当于用电设备，故其额定电压等于网络的额定电压，但当直接与发电机连接时，就等于发电机的额定电压。 ②变压器二次绕组相当于供电设备，再考虑到变压器内部的电压损耗，故当变压器的短
国内电网电压等级划分 局民用电是220V，工业用电是380V，为什么同样是变电站出来的电，到了用户端就不同呢？高压与低压有什么不同呢？ 工业用电与居民用电 工业用电其实就是我们经常提到的三相交流电（由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差 120 °角的交流电路组成的电力系统），而民用电采用的是单相220V对居民供电。 三相交流电可以使电机转动，当三相交流电流通入三相定子绕组后，在定子腔内便产生一个旋转磁场。转动前静止不动的转子导体在旋转磁场作用下，相当于转子导体相对地切割磁场的磁力线，从而在转子导体中产生了感应电流(电磁感应原理)。这些带感应电流的转子导体在磁场中便会发生运动，因此工业用电都是三相交流电。 民用电的火线与零线之间电压为220V ，工业用电则是各相线间电压380V ，相地之间电压220V。民用电其实就是三相之中的一相。电厂到居民变电站都是3相5线，变电站的作用之一就是把电分成很多个1相3线给居民使用。 高压与低压的分界线 根据GB/T 2900.50-2008中定义2.1规定，高[电]压通常指高于1000V（不含）的电压等级，低[电]压指用于配电的交流电力系统中1000V及以下的电压等级；国际上公认的高低压电器的分界线交流电压则是1000V（直流则为1500V）。 在工业上也有另外一种说法，电压为380V或以上的称之为高压电，因此我们习惯上所说的220V、380V都是低压，高于这个电压都是高压；再之前的电业规程中规定分界线为250V，虽然新的《电业安全工作规程》已经出台，但很多地方执行的还是以前的标准。 高压电器的通俗分类 1、所谓的高压、超高压、特高压并无本质区别（随着电压增高，绝缘要求、安全要求会有不同），只是人们的叫法不同而已，其分界线也是约定俗成，并无明确规定。 2、电网就是指整个供配电系统，包括发电厂，变电站，线路，用电侧。
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
电力系统的电压等级 额定电压：各用电设备、发电机、变压器都是按一定标准电压设计和制造的。当它们运行在标准电压下时，技术、经济性能指标都发挥得最好。此标准电压就称为~。 一、电力系统的额定电压等级 1、电力系统的额定电压等级（输电线路的额定线电压） 220，kV 3，kV 6，kV 10，kV 35，kV 60，kV 110，kV 220，kV 330，kV 500，kV 750，kV 1000一般来说：110kv 以下的电压等级以3倍为级差：10kv 35kv 110kv 110kv 以上的电压等级，则以两倍为级差：110kv 220kv 500kv 确定额定电压等级的考虑因素： 三相功率S 和线电压U 、线电流I 的关系是UI S 3=。 当输送功率一定时，输电电压越高，电流越小，导线等载流部分的截面积越小，投资越小；但电压越高，对绝缘的要求越高，杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也越大。所以，对应于一定的输送功率和输送距离应有一个最合理的线路电压。 但从设备制造的角度考虑，线路电压不能任意确定。规定的标准电压等级过多也不利于电力工业的发展。 2、发电机、变压器、用电设备的额定电压的确定 1）用电设备的额定电压=线路额定电压 允许其实际工作电压偏离额定电压% 5±2）线路的额定电压： 指线路的平均电压（Ua+Ub ）/2， 线路首末端电压损耗为10%；因为用电设备允许的电压波动是±5%，所以接在始端的设备，电压最高不会超过5%；接在末端的设备最低不会低于-5%； 3）发电机的额定电压 总在线路始端，比线路额定电压高5%；3kv 的线路发电机电压为3.15kv。
4）变压器的额定电压 一次侧：相当于用电设备 A、直接与发电机相连，额定电压与发电机一致。 B、直接与线路相连，额定电压与线路额定电压相同； 二次侧：相当于电源 A、二次侧位于线路始端，比线路额定电压高5%。计及自身5%的电压损耗，总共比线路额定电压高10%。 B、二次侧直接接用电设备（负荷）时，只需考虑自身5%的电压损耗。
第一章电力系统的基本概念 1、何谓电力系统、电力网? 电力系统——是由发电机（发电厂）、变压器（变电站）、电力线路及用户组成的。 电力网络——是由变压器、电力线路等变换、输送、分配电能设备所组成的部分。 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。 2、电力系统运行有什么特点及要求? 特点：1 电能不能大量储存2 暂态过程非常短促2 与国民经济及日常生活关系密切。要求：1 保证安全可靠的供电（安 全）2 保证良好的电能质量（优质）3 良好的经济性（经济）4 提供充足的电能（充足）5 环保问题（环保） 3、我国目前3KV 及以上的电压等级是什么? 我国规定的电力系统额定电压等级（KV）：3、6、10、35、（60）、110、（154）、220、330、500KV 4、电力系统各元件的额定电压是如何确定的? 1 用电设备的额定电压与系统的额定电压相同 2 线路的额定电压：线路额定电压即线路的平均电压(Ua＋Ub)/2 。线路两端都可以接用电设备,而用电设备的容许电压 偏移一般为±5%；沿线路的电压降落一般为10%；线路首端电压：
Ua=UN(1+5%)；线路末端电压：Ub＝UN (1－5%)； ULN＝（Ua＋Ub）∕2=UN 3 发电机的额定电压：发电机通常接于线路始端，因此发电机的额定电压为线路额定电压的1.05 倍UGN ＝UN（1＋5％） 4 变压器的额定电压：变压器一次侧：额定电压取等同于用电设备额定电压，对于直接和发电机相联的变压器，其一次侧额定电压等于发电机的额定电压即： U1N＝UGN ＝UN（1＋5％） 二次侧：相当于电源，额定电压取比线路额定电压高5% 。因变压器二次侧额定电压规定为空载时的电压，而额定负荷下变压器内部电压降落约为5%。为使正常时变压器二次侧电压较线路额定电压高5%，变压器二次侧额定电压取比线路额定电压高10%。 6、电力系统的中性点接地方式有哪几种?各应用在哪些场合? 电力系统的中性点接地方式：一：不接地（小电流接地）1 中性点不接地（中性点绝缘）2 中性点经消弧线圈接地 二：直接接地（大接地电流）：1 中性点直接接地 110KV 及以上的系统直接接地 60KV 及以下的系统不接地 1）当容性电流超过下列值时采用消弧线圈接地 3~6kV 电力网 (接地电流 >30A) 10kV 电力网 (接地电流 > 20A) 35~60kV 电力网 (接地电流 > 10A) 2）其它情况采用中性点不接地
电压等级（voltage class）电力系统及电力设备的额定电压级别系列。 额定电压是电力系统及电力设备规定的正常电压，即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。 电力系统各点的实际运行电压允许在一定程度上偏离其额定电压，在这一允许偏离范围内，各种电力设备及电力系统本身仍能能正常运行。 在我国电力系统中，把标称电压1kV及以下的交流电压等级定义为低压，把标称电压1kV以上、330kV以下的交流电压等级定义为高压，把标称电压330 kV及以上、1000 kV以下的交流电压等级定义为超高压，把标称电压1000 kV及以上的交流电压等级定义为特高压，把标称电压±800 kV以下的直流电压等级定义为高压直流，把标称电压±800 kV及以上的直流电压等级定义为特高压直流。通常还有一个“中压”的名称，美国电气和电子工程师协会（IEEE）的标准文件中把2.4 kV至69 kV的电压等级称为中压，我国国家电网公司(SG)的规范性文件中把1 kV 以上至20 kV 的电压等级称为中压。 目前我国常用的电压等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV、500kV。
电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。 通常将35kV及35kV以上的电压线路称为送电线路。（35KV、60KV 线路为输电线路，110KV、220KV线路为高压线路，330KV以上线路称为超高压线路。把60KV以下电网称为地域电网，110KV、220KV电网称为区域电网，330KV以上电网称为超高压电网。把电力用户从系统所取用的功率称为负荷。） 10kV及其以下的电压线路称为配电线路。 将额定1kV以上电压称为“高电压”，额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。 我国规定安全电压为36V、24V、12V三种。
电力系统分析自测题 第1章绪论 二、简答题 1、电力系统的额定电压是如何定义的？电力系统中各元件的额定电压是如何规定的？ 答：电力系统的额定电压：能保证电气设备的正常运行，且具有最佳技术指标和经济指标的电压。 电力系统各元件的额定电压：a.用电设备的额定电压应与电网的额定电压相同。 b.发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5%用于补偿线路上的电压损失。c.变压器的一次绕组额定电压等于电网额定电压，二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10% 2、什么是最大负荷利用小时数？ 答：是一个假想的时间，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消耗的电能。 三、计算题 P18 例题1-1 P25 习题1-4
第2章电力系统元件模型及参数计算 二、简答题 1、多电压等级网络参数归算时，基准值选取的一般原则？ 答：电力系统基准值的原则是：a.全系统只能有一套基准值 b. 一般取额定值为基准值c.电压、电流、阻抗和功率的基准值必须满足电磁基本关系。 2、分裂导线的作用是什么？分裂数为多少合适？ 答：在输电线路中，分裂导线输电线路的等值电感和等值电抗都比单导线线路小，分裂的根数越多，电抗下降也越多，但是分裂数超过4时，电抗的下降逐渐趋缓。所以最好为4分裂。 3、什么叫电力线路的平均额定电压？我国电力线路的平均额定电压有哪些？ 答：线路额定平均电压是指输电线路首末段电压的平均值。我国的电力线路平均额定电压有 3.15kv、6.3kv、10.5kv、15.75kv、37kv、115kv、230kv、345kv、525kv。 三、计算题 1、例题2-1 2-2 2-5 2-7 2、习题2-6 2-8 3、以下章节的计算公式掌握会用。 2.2 输电线路的等值电路和参数计算 2.4 变压器的等值电路和参数的计算 2.5 发电机和负荷模型（第45页的公式）2.6电力系统的稳态等值电路 第3章简单电力网的潮流计算 二、简答题 1、降低网络损耗的技术措施？ 答：减少无功功率的传输，在闭式网络中实行功率的经济分布，合理确定电力网的运行电压，组织变压器的经济运行等。 2、什么是电压降落，电压损耗和电压偏移？ 答：电压降落是指变压器和输电线路两端电压的向量差，电压损耗是指始末端电压的数值差。电压偏移是指网络中某节点的实际电压同网络该处的额定电压之间的数值差。
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 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)。 % 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
2－9 电力系统采用标么值进行计算，有什么好处？基准值如何选取？ 答：采用标么值的优点：（1）三相电路的计算公式与单相电路的计算公式完全相同，线电压的标么值与相电压的标么值相等，三相功率的标么值和单相功率的标么值相等。（2）只需确定各电压级基准值，直接在各自基准值下计算标么值，不需要进行参数和计算结果的归算。（3）用标么值后，电力系统元件参数比较接近，易于进行计算和对结果的分析比较。 4－3 电力系统中变量的约束条件是什么？ 答：（1）所有节点电压必须满足： （2）所有电源节点的有功功率和无功功率必须满足： （3）某些节点之间电压的相位差应满足 4－4 牛顿－拉夫逊法的基本原理是什么？其潮流计算的修正方程式是什么？直角坐标表示的与极坐标表示的不平衡方程式的个数有什么不同？为什么？ 答：牛顿－拉夫逊法就是对非线性方程通过线性化处理逐步近似。 其修正方程： 直角坐标与极坐标表示的不平衡方程个数要多n -1-m 个。原因在于，PU 节点的U 的幅值已知，只有其相角未知，减少了极坐标下的方程个数。 5－6 电力系统频率的一次调整指的是什么？能否做到频率的无差调节？ 答：电力系统频率的一次调整，就是按照电力系统有功功率与频率的静态特性，负荷的增量是由调速器作用使发电机有功出力增加和负荷功率随频率下降而自动减少两方面共同调节来平衡的。 不能做到无差调节。 6－4 何为电力系统的中枢点？系统中枢点有哪三种调压方式？其要求如何？ 答：电力系统中负荷点数目众多而分散，不可能也没有必要对每个负荷点电压进行监视调整，系统中常选择一些有代表性的电厂和变电站母线作为电压监视点，称电压中枢点。 中枢点的调压方式：逆调压、顺调压和常（恒）调压三类。 逆调压：在大负荷时升高电压，小负荷时降低电压的调压方式。一般采用逆调压方式，在最大负荷时可保持中枢点电压比线路额定电压高5％，在最小负荷时保持为线路额定电压。供电线路较长、负荷变动较大的中枢点往往要求采用这种调压方式。 顺调压：大负荷时允许中枢点电压低一些，但不低于线路额定电压的102.5％；小负荷时允许其电压高一些，但不超过线路额定电压的107.5％的调压模式。对于某些供电距离较近，或者符合变动不大的变电所，可以采用这种调压方式。 常（恒）调压：介于前面两种调压方式之间的调压方式是恒调压。即在任何负荷下，中枢点电压保持为大约恒定的数值，一般较线路额定电压高2％～5％。 6－6 当电力系统无功功率不足时，是否可以通过改变变压器的变比来进行调压？为什么？答：无功功率不足时，不能通过改变变压器变比来进行调压。改变变压器变比调压的实质是改变系统无功功率的分布，并不能增加系统总的无功功率总量，当系统无功功率不足时，仅通过改变变压器变比的方式，只会加剧局部无功功率的不平衡，影响电压。 8－2 无限大容量电源的含义是什么？由这样电源供电的系统三相短路时，短路电流包括几种分量？有什么特点？答：无限大容量电源指的一种假设的理想情况，描述为其电动势为1，阻抗为0，即通常所说的恒定电动势。 无限大容量电源供电系统三相短路时，短路电流包括两种分量：周期分量（强制分量）与非周期分量（自由分量）。周期分量是短路稳态电流的主要成分；非周期分量则最终衰减到零。 ()min max 1,,i i i U U U i n ≤≤ =L min max min max Gi Gi Gi Gi Gi Gi P P P Q Q Q ≤≤??≤≤?max i j i j δδδδ-<-1k k k -??=-??()()()ΔX J F(X )
2.4多电压级电力系统 ?电力系统由不同电压的电力网通过变压器联结而成，系统的各设备均处于不同的电压等级中。在进行电力系统计算时必须建立全系统的等值电路。有两种方法： 1、把所有的电流归算到指定的电压等级下 为了减少运算量，一般选元件较多的高压网作为基准级。设乞，忍,…,心为某元件所在电压等级与基准级之间串联的n台变压器的变比。可按下列各式将该电压级中元件的参数及电气量归算到基准级： = B( __________ kg…-S u，==ugk? ?--心) z =z(--- 1———)**以上各式的变压器变比k取为: 指向基准级一侧的电压 = 被归算一侧的电压
2、标幺值表示 ＞标幺值定义： 标幺值计算的关键在于基准值的选取，遵循两个原则： ?首先各基准值必须应满足各有名物理量之间的各种关系 这样就可以保证标幺值表示的电路公式中各量之间的关系保持不变。在实际系统的计算中，一般先选定S B和4,其它的基准值可按电路公式求出： ?其次，基准值的选取应尽可能使标幺值直观，易于理解。 注意：嗣如目幽銅越舷區連蜩翊豳U岛艇初越舷凰
2.5简单电力系统的运行分析 ?电力系统正常运行情况下，运行、管理和调度人员需要知道在给定运行方式下各母线的电压是否满足要求，系统中的功率分布是否合理，元件是否过载，系统有功、无功损耗各是多少等等情况。为了了解上述运行情况所做的计算，称为系统的
?视在功率、有功功率、无功功率及复功率的概念 ,为此引入 u = y[2U COS （COt + 久） i = V2Z cos（N +（p i） =u i = V2t/ cos（E + 久）x V2/ cos（曲+ ? ）=Ul cos（0“ —?）+ ui cos（2奴 +（p u + ?）=UI cos 0 +1// cos（2d/ +（p u +（p.y 用来表述有功、 无功和视在功率 三者之间关系的 二 呼=UI厶入一? =VI cos cp + jUI sin （p 了的概念，其定义为： 瞬时功率P为^ I 指的是瞬时功率p在一个周期内的平均值：
一、单项选择题 1. 用于支持导线并且使带电和不带电体保持安全距离的器件是【c 】 A. 杆塔 B. 金具 C. 绝缘子 D. 避雷器 2. 下列变量中属于电能质量指标的是【b 】 A. 电流 B. 频率 C. 功率 D. 阻抗 3. 以下三绕组变压器关于短路电压百分数计算的公式哪个是正确的【b 】 https://www.doczj.com/doc/8d4356663.html,(1-2)%=1/2(Uk1%+Uk2%) https://www.doczj.com/doc/8d4356663.html,3%=1/2［Uk(3-1)%+Uk(2-3)%-Uk(1-2)%］ https://www.doczj.com/doc/8d4356663.html, (2-3)%=Uk2%-Uk3% https://www.doczj.com/doc/8d4356663.html,3%=1/3［Uk(3-1)%+Uk(2-3)%-Uk(1-2)%］ 4. 10kV 电压等级对应的平均额定电压为【c】 A. 10kV B. 10.25kV C. 10.5kV D. 11kV 5. 使用分裂导线的主要目的是【a 】 A. 提高输电能力 B. 增加线路电抗 C. 减少线路导纳 D. 提高电晕临界电压 6. 普通型钢芯铝绞线型号表示为【a 】 A. LGJ B. LGJJ C. LGJQ D. LJ 7. 当电力系统正常运行时，发电机的机械功率与电磁功率相比【 c 】 A．机械功率远大于电磁功率B．机械功率远小于电磁功率 C．机械功率与电磁功率基本相等D．无法确定 8. 分析简单系统的暂态稳定性可以应用【b 】 A.等耗量微增率准则 B.等面积定则 C.小干扰法 D.对称分量法 9. 冲击电流主要用于检验电气设备和载流导体的【b 】 A．热稳定B．动稳定C．绝缘强度D．电压水平 10. 三相系统对称情况下中性点电压为【a 】 A.0 B线路电压 C.线路额定电压 D.线路平均额定电压 11. 电力系统短路故障中，最严重的故障是【 d 】 A. 二相接地 B. 单相接地 C. 二相短路 D. 三相短路 12. 根据对称分量法，a、b、c三相零序分量相位是【 d 】 A．a相超前b相120°B．b相超前a相120° C．c相滞后b相120°D．相同
电力系统的额定电压 我国三相交流电网和电力设备的额定电压，如表1—1所示。 (一)电力线路的额定电压 电力线路(或电网)的额定电压等级是国家根据回民经济发展的需要及电力工业的水平，经全面技术经济分析后确定的。它是确定各类用电设备额定电压的基本依据。 (二)用电设备的额定电压 由于用电设备运行时，电力线路亡要有负荷电流流过，因而在电力线路上引起电压损耗，造成电力线路亡各点电压略有不问，Atmel代理如图1—2的虚线所示。但成批生产的用电设备 其额定电压不可能按使用地点的实际电压来制 造，只能按线路首端与末端的平均电压，即电力 线路的额定电压yN来制造。所以，规定用电设 备的额定电压与问级电力线路的额定电压相同。 (三)发电机的额定电压
由于电力线路允许的电压损耗为+_5％％，即整 个线路允许有10％的电压损耗。因此，为了维持 线路首瑞与末端平均电压的额定位，线路首端(电 源端)电压应比线路额定电压局5％，而发电机是接在线路首端的，所以规定发电机的额定电压高于同级线路额定电压5％，用以补偿线路上的电压损耗，如图1—2所示。 (四)电力变压器的额定电压 1．变压器一次绕组的额定电压 (1)当变压器直接与发电机相连．如图1—3中的变压器T1，则义“次绕组的额定电压府与发电机额定电压相同，即高于问级线路额定电压5％。 (2)当变压器不与发电机相连，W是连接在线路L，如图1—3小的变压器呢，则可将变压 器看作是线路亡的用电设备，因此，其—“次绕组的额定电压府与线路额定电压相同o 2．变压器二次绕组的额定电压 变压器二次绕组的额定电压，是指变压器一次绕组接上额定电压而一次绕组开路时的电压，即空载电压u而变压器在满载运行时，二次绕组内约有5％的阻抗电压降。因此，分两种 情况讨论： (1)如果变压器二次侧供电线路很氏(如较大容量的高压线路)．则变压器二次绕组额 定电压，一方面要考虑补偿变压器二次绕组本身5％的阻抗电压降，；4一方面还要考虑变压器满载时输出的二次电压要满足线路首端应高于线路额定电压的5％，以补偿线路上的电压损耗。所以，变压器二次绕组的额定电压要比线路额定电压高10％，见图1—3中变压器T1。 (2)如果变压器二次侧供电线路不氏(如为低压线路或直接供电给高、低压用电设备的线路)，则变压器二次绕组的额定电压，ATMEL代理商只需高于其所接线路额定电乐5％p即仅考虑补偿变压器 内部5％的阻抗电压降，见图1—3中变压器T2。 综上所述，在同—“电压等级中，电力系统中各个环节(发电机、变压器、电力线路、用电设 备)的额定电压数值并不部相同。wxq$#
电压等级划分 我国的电力网额定电压等级（KV）： 0.22，0.38，3，6，10，35，60，110，220，330，500。 习惯上称10KV以下线路为配电线路，35KV、60KV线路为输电线路，110KV、220KV线路为高压线路，330KV以上线路称为超高压线路。把60KV以下电网称为地域电网，110KV、220KV电网称为区域电网，330KV以上电网称为超高压电网。把电力用户从系统所取用的功率称为负荷。另外，通常把1KV以下的电力设备及装置称为低压设备，1KV以上的设备称为高压设备。 电压等级（voltage class）电力系统及电力设备的额定电压级别系列。额定电压是电力系统及电力设备规定的正常电压，即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。电力系统各点的实际运行电压允许在一定程度上偏离其额定电压，在这一允许偏离范围内，各种电力设备及电力系统本身仍能正常运行。 我国最高交流电压等级是750KV（兰州---官亭线），其下有500、330、220、110、（60）、35、10KV，380/220V，国家电网公司正在实验1000KV特高压交流输电。 我国最高直流电压等级为正负500KV（葛洲坝---上海南桥线、天生桥---广州线、贵州---广东线、三峡---广东线），另有正负50KV（上海---嵊泗群岛线），100KV（宁波---舟山线），南方电网公司将建设正负800KV特高压直流输电线。
目前我国常用的电压等级：220V、380V、6KV、10KV、35KV、110KV、220KV、330KV、500KV。电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。通常35KV及以上的电压线路称为送电线路。10KV及以下的电压线路称为配电线路。将额定1KV以上电压称为“高电压”，额定电压在1KV以下电压称为“低电压”。我国规定安全电压为36V、24V、12V三种。 我国规定的额定电压为：42V、36V、24V、12V、6V五种。 我国高压为：750KV、500Kv、220KV、110KV、35KV、10Kv、6KV。我国低压为：380V、220V、110V、36V、24V、12V。
10 标出图１－10 中发电机和变压器的额定电压。 自测题（一）---- 电力系统的基本知识 一、单项选择题（下面每个小题的四个选项中，只有一个是正确的，请你在答题区填入正确答案的序号，每小题2.5分，共50分） 1、对电力系统的基本要求是（A）。 A、保证对用户的供电可靠性和电能质量，提高电力系统运行的经济性，减少对环境的不良影响； B、保证对用户的供电可靠性和电能质量； C、保证对用户的供电可靠性，提高系统运行的经济性； D、保证对用户的供电可靠性。 2、停电有可能导致人员伤亡或主要生产设备损坏的用户的用电设备属于（A）。 A、一级负荷； B、二级负荷； C、三级负荷； D、特级负荷。 3、对于供电可靠性，下述说法中正确的是（D）。 A、所有负荷都应当做到在任何情况下不中断供电； B、一级和二级负荷应当在任何情况下不中断供电； C、除一级负荷不允许中断供电外，其它负荷随时可以中断供电； D、一级负荷在任何情况下都不允许中断供电、二级负荷应尽可能不停电、三级负荷可以根据系统运行情况随时停电。 4、衡量电能质量的技术指标是（B）。 A、电压偏移、频率偏移、网损率； B、电压偏移、频率偏移、电压畸变率； C、厂用电率、燃料消耗率、网损率； D、厂用电率、网损率、电压畸变率 5、用于电能远距离输送的线路称为（C）。 A、配电线路； B、直配线路； C、输电线路； D、输配电线路。
6、关于变压器，下述说法中错误的是（B） A、对电压进行变化，升高电压满足大容量远距离输电的需要，降低电压满足用电的需求； B、变压器不仅可以对电压大小进行变换，也可以对功率大小进行变换； C、当变压器原边绕组与发电机直接相连时（发电厂升压变压器的低压绕组），变压器原边绕组的额定电压应与发电机额定电压相同； D、变压器的副边绕组额定电压一般应为用电设备额定电压的1.1倍。 7、衡量电力系统运行经济性的主要指标是（A）。 A、燃料消耗率、厂用电率、网损率； B、燃料消耗率、建设投资、网损率； C、网损率、建设投资、电压畸变率； D、网损率、占地面积、建设投资。 8、关于联合电力系统，下述说法中错误的是（D）。 A、联合电力系统可以更好地合理利用能源； B、在满足负荷要求的情况下，联合电力系统的装机容量可以减少； C、联合电力系统可以提高供电可靠性和电能质量； D、联合电力系统不利于装设效率较高的大容量机组。 9、我国目前电力系统的最高电压等级是（D）。 A、交流500kv，直流； B、交流750kv，直流； C、交流500kv，直流；； D、交流1000kv，直流500 kv 。 10、用于连接220kv和110kv两个电压等级的降压变压器，其两侧绕组的额定电压应为（D）。 A、220kv、110kv； B、220kv、115kv； C、242Kv、121Kv； D、220kv、121kv。 11、对于一级负荷比例比较大的电力用户，应采用的电力系统接线方式为（B）。 A、单电源双回路放射式； B、双电源供电方式； C、单回路放射式接线； D、单回路放射式或单电源双回路放射式。 12、关于单电源环形供电网络，下述说法中正确的是（C）。 A、供电可靠性差、正常运行方式下电压质量好； B、供电可靠性高、正常运行及线路检修（开环运行）情况下都有好的电压质量； C、供电可靠性高、正常运行情况下具有较好的电压质量，但在线路检修时可能出现电压质量较差的情况； D、供电可靠性高，但电压质量较差。 13、关于各种电压等级在输配电网络中的应用，下述说法中错误的是（D）。 A、交流500kv通常用于区域电力系统的输电网络； B、交流220kv通常用于地方电力系统的输电网络； C、交流35kv及以下电压等级通常用于配电网络；
电网电压等级的确定，是与供电方式、供电负荷、供电距离等因素有关的。 有关资料提供了供电电压与输送容量的关系： 当负荷为2000KW时，供电电压易选6KV，输送距离在3-10公里； 当负荷为3000KW-5000KW时，供电电压易选10KV，输送距离在5-15公里； 当负荷为2000KW-10000KW时，供电电压易选35KV，输送距离在20-50公里； 当负荷为10000KW-50000KW时，供电电压易选110KV，输送距离在50-150公里； 当负荷为50000KW-200000KW时，供电电压易选220KV，输送距离在150-300公里； 当负荷为200000KW以上时，供电电压易选500KV，输送距离在300公里以上。 但近年来，随着电气设备的进步及电力技术的发展，输送容量及距离有了很大进步。 电力系统电压等级与变电站种类 电力系统电压等级有220/380V（0.4 kV），3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。随着电机制造工艺的提高，10 kV 电动机已批量生产，所以3 kV、6 kV已较少使用，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。发电厂发电机有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，用户均为220/380V（0.4 kV）低压系统。 根据《城市电力网规定设计规则》规定：输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV，高压配电网为110kV、66kV，中压配电网为20kV、10kV、6 kV，低压配电网为0.4 kV（220V/380V）。 发电厂发出6 kV或10 kV电，除发电厂自己用（厂用电）之外，也可以用10 kV电压送给发电厂附近用户，10 kV供电范围为10Km、35 kV为20~50Km、66 kV为30~100Km、110 kV为50~150Km、220 kV为100~300Km、330 kV为200~600Km、500 kV为150~850Km。 2.变配电站种类 电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换，电压升高为升压变压器（变电站为升压站），电压降低为降压变压器（变电站为降压站）。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈（绕组）的双圈变压器，一种电压变为两种电压的选用三个线圈（绕组）的三圈变压器。 变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽站，区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个（三圈变压器），550kV /220kV /110kV。区域站一般也有三个电压等级（三圈变压器），220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。终端站一般直接接到用户，大多数为两个电压等级（两圈变压器）110kV /10 kV 或35 kV /10 kV。用户本身的变电站一般只有两个电压等级（双圈变压器）110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV，其中以10kV /0.4kV为最多。 3.变电站一次回路接线方案 1）一次接线种类 变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后，所有电力设备（变压器及进出线开关等）的相互连接方式。其接线方案有：线路变压器组，桥形接线，单母线，单母线分段，双母线，双母线分段，环网供电等。
电压稳定基本概念 从80年代以来，电网运行越来越接近于极限状态。主要有几个原因： ?环保对电源建设和线路扩建的压力 ?重负荷区域的用电消费增加 ?电力市场下的新的系统负荷方式（潮流方式） ?。。。 无论发达国家还是发展中国家，都存在负荷、线路和电源间的矛盾 用户负荷在增加<——> 电网扩建却面临着更大的问题 由于网络运行在重载情况下，出现了慢速或快速的电压跌落现象，有时甚至产生电压崩溃，电压稳定已成为电力系统规划和运行的主要问题之一。 （介绍电压稳定的三本国际性的书籍：） 那么什么是电压失稳？（在国际上，有多种公认的定义。）在这里，我们观察文献[TVCUTSEM]的定义： 电压失稳产生于动态的负荷功率的恢复在传输网和发电系统的能力之外。作者进一步解释道： ?电压：许多母线的电压发生明显的、不可控的下跌。 ?失稳：超越了最大的传输功率极限，负荷功率的恢复变得不稳，反面降 低了功率的消耗，这是电压失稳的关键。 ?动态：任何稳定问题与动态有关，可以用微分方程（连续变化）或用差 分方程（离散变化）模拟。 ?负荷：是电压失稳的原动力，因此这一现象也被称为负荷失稳，但负荷 不是仅有的角色。 ?传输网：有传输极限，从基本电工理论就可是到这个结论，这一极限是 电压失稳的开始。 ?发电系统：发电机不是理想的电压源，其模型的准确性对正确的电压稳 定十分重要。 与电压稳定相关的另一术语是电压崩溃。电压崩溃可能不是电压失稳的最终结果。
无功功率的角色 可以注意到上述定义中没有引入无功功率。众所周知，在交流网中，电抗线路占主导，电压控制和无功功率有密切的关系。这里作者的目的是不想过于强调无功功率在电压稳定中的作用。的确，有功功率和无功功率二者同时对电压稳定有重要的作用。作者引用了一个例子，表明电压失稳与无功功率没有因果关系。 假设电源电压E 恒定，控制R L ，使功率消耗达到予定值P o ： o L L P R I R -=2& 同时，我们知道最大的传输功率发生在R L = R ： R E P 42max = 如果需求的P o 大于P max , 负荷电阻会下降比R 更小，电压失稳就会产生了。 这个范例虽然没有无功功率，没有功角稳定问题，但具有电压失稳的主要特征。在交流电力系统中，无功功率使得问题变得更复杂，但不是问题的唯一根源。传输有功功率仍然是电力系统的主要功能，而无功功率的传输和消耗也是的电力系统的不可缺少的一部分。 电压稳定VS 电力系统稳定 可以把电压稳定归到一般的电力系统稳定问题，下表显示根据时间域和失稳原因方式进行的分类。我们应该知道，可以用不同的方法对稳定问题进行分类。这里的分类可有效地分别电压稳定与功角稳定的差异。 快速稳定问题：
我国电力系统额定电压等级 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。 我国最高交流电压等级是750KV（兰州---官亭线），其下有500、330、220、110、（60）、35、10KV，380/220V，国家电网公司正在实验1000KV特 高压交流输电；我国最高直流电压等级为正负500KV（葛洲坝---上海南桥线、天 生桥---广州线、贵州---广东线、三峡---广东线），另有正负50KV（上海---嵊泗群 岛线），100KV（宁波---舟山线），南方电网公司将建设正负800KV特高压直流 输电线。 目前我国常用的电压等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、 220kV、330kV、500kV。电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线 路及用电设备构成。通常将35kV及35kV以上的电压线路称为送电线路。10kV及其以下的电压线路称为配电线路。将额定1kV以上电压称为“高电压”，额定电压在 1kV以下电压称为“低电压”。我国规定安全电压为36V、24V、12V三种。 随着电力电子技术的广泛应用与发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，特别是静止变流器，从低压小容量家用电器到高压大容量用的工业交直流变换装置，由于静止变流器是以开关方式工作的，会引起电网电流、电压波形发生畸变，引起电网的谐波“污染”。另外，冲击性、波动性负荷，如电弧炉、大型轧钢机、电力机 车等运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且使得电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重，这些对电网的不利影响不仅会导致供用电设备本身的安全性降低，而且会严重削弱和干扰电网的经济运行，造成对电网的“公害”，为此，国家技术监督局相 继颁布了涉及电能质量五个方面的国家标准，即：供电电压允许偏差，供电电压允许波动和闪变，供电三相电压不允许平衡度，公用电网谐波，以及供电频率允许偏差等的指标限制。 1.电压允许偏差 用电设备的运行指标和额定寿命是对其额定电压而言的。当其端子上出现电压偏差时，其运行参数和寿命将受到影响，影响程度视偏差的大小、持续的时间和设备状况而异，电压偏差计算式如下： 电压偏差（％）=（实际电压－额定电压）/额定电压×100％ (1) 《电能质量供电电压允许偏差》（GB12325－90）规定电力系统在正常运 行条件下，用户受电端供电电压的允许偏差为：