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电力系统读书笔记【篇一：《电力系统及电气设备概论》读书笔记】《电力系统及电气设备概论》读书笔记刘镜婧（武汉大学经济与管理学院）经过一学期的学习，在宋老师的悉心教导下，我对《电力系统及电气设备概论》这门课有了较为深刻的认识。
作为一个文科学生，理工科的知识相对较为欠缺，但是我一直以来始终保持了对理工科类知识浓厚的兴趣，这也是我选择这门课的重要原因。
现将学习本门课的一些领悟和体会总结如下：1电力系统概述在第一章电力系统概述中，主要学到了电力工业的发展概况、电力系统的组成与特点、发电厂（站）和变电站的类型及特点、电力系统的接线方式及电压等级、电力系统的电能质量及负荷曲线、电力系统中性点的运行方式以及电力系统短路这7 大块内容。
1.1发展概况电力是国民经济各行业必不可少的动力，人民群众的生活须臾不可缺少。
电能能够简便地转换成另一种形式的能量，能够通过高压电线路输送到很远的距离，能够帮助实现自动化，提高产品的质量和经济效益。
我国在1949年之前电力工业极端落后。
建国以后，我国的电力工业建设得到了高速发展，并为国民经济的发展作出了巨大贡献。
80年代以来，尽管电力工业发展比较平稳，速度还是比较快的，但是同期国民经济的发展却远快于电力工业。
这一趋势若不及时遏止，必将再度危及国民经济的健康发展。
1.2组成和特点电力系统是由发电厂、变电所、输电线、配电系统及用电设备组成的。
是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。
组成电力系统后，在技术和经济上都有很大的效益，主要有一下几个方面：1减少系统中的总装机容量2装设大容量机组3能够充分地利用动力资源4提高供电可靠性5提高电能质量6提高运行的经济型。
由于电能的特性，电力系统具有以下特点：1电能难以存储2电能生产与国民经济各行业及人民生活密切相关3过度过程十分短暂4电力系统组成结构的地区特点较强。
基于电力系统的特点，对电力系统提出了4条基本要求：1最大限度地满足用户的用电需要，为国民经济各行业提供充足的电力2保证供电的可靠性，根据用户对供电可靠性的要求，将用户分为三类3保证电能的良好质量4保证电力系统运行的经济性。
《814电力系统分析基础》一、考试内容范围：1．电力系统的基本概念电力系统概述、电力系统运行应满足的基本要求、电力系统接线方式和电压等级。
2．电力系统各元件特性和数学模型发电机的运行特性和数学模型、变压器参数和数学模型、电力线路参数和数学模型、负荷的运行特性和数学模型、电力网络的数学模型。
3．简单电力网络的计算和分析电力线路和变压器运行状况的计算和分析、辐射形和环形网络中的潮流分布、电力网络潮流的调整控制。
4．复杂电力系统潮流的计算机算法电力网络方程、功率方程及其迭代解法、掌握牛顿-拉夫逊法潮流计算、P-Q分解法潮流计算。
5．电力系统的有功功率和频率调整电力系统有功功率平衡、电力系统有功功率的最优分配、电力系统的频率调整。
6．电力系统的无功功率和电压调整电力系统无功功率平衡、电力系统无功功率最优分布、电力系统的电压调整。
7．电力系统故障分析的基本知识故障概述、标幺制、无限大电源供电的三相短路电流分析。
8．电力系统三相短路电流的实用计算短路电流交流分量初始值计算、其他时刻短路电流交流分量有效值的计算。
9．对称分量法及电力系统元件各序参数和等值电路对称分量法、对称分量法在不对称故障分析中的应用、各元件各序参数和等值电路、零序网络的构成。
10．不对称故障的分析计算各种不对称故障时故障处和非故障处的短路电流和电压计算、非全相运行分析计算的基本原理。
《816电力系统基础》一、考试内容范围：1．电力系统的基本概念电力系统概述、电力系统运行应满足的基本要求、电力系统接线方式和电压等级。
2．电力系统各元件参数及等值网络电力线路参数和等值电路、变压器参数和等值电路、发电机和负荷的参数和等值电路、简单电力系统的等值网络。
3．电力系统的潮流分布电力线路和变压器运行状况的计算和分析、辐射形和环形网络中的潮流分布；潮流计算的数学模型、牛顿-拉夫逊法潮流计算。
4．电力系统运行状况的优化和调整电力系统有功功率的优化分配、电力系统的频率调整；电力系统的无功电源、无功负荷、电力系统电压调整的基本概念、调压措施。
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均为220/380V 0.4 kV 低压系统发电厂发出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变电站是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。
变电站的分类有如下几种：1.按照变电站在电力系统中的地位和作用可划分(1)系统枢纽变电站：枢纽变电站位于电力系统的枢纽点，它的电压是系统最高输电电压，目前电压等级有220kV、330kV(仅西北电网)和500kV，枢纽变电站连成环网，全站停电后，将引起系统解列，甚至整个系统瘫痪，因此对枢纽变电站的可靠性要求较高。
枢纽变电站主变压器容量大，供电范围广。
(2)地区一次变电站：地区一次变电站位于地区网络的枢纽点，是与输电主网相连的地区受电端变电站，任务是直接从主网受电，向本供电区域供电。
全站停电后，可引起地区电网瓦解，影响整个区域供电。
电压等级一般采用220kV或330kV。
电网电压等级电力系统电压等级有220/380v（0.4kv），3kv、6kv、10kv、20kv、35kv、66kv、110kv、220kv、330kv、500kv。
随着电机制造工艺的提高，10kv电动机已批量生产，所以3kv、6kv已较少使用，20kv、66kv也很少使用。
供电系统以10kv、35kv为主。
输配电系统以110kv以上为主。
发电厂发电机有6kv与10kv两种，现在以10kv为主，用户均为220/380v（0.4kv）低压系统。
根据《城市电力网规定设计规则》规定：输电网为500kv、330kv、220kv、110kv，高压配电网为110kv、66kv，中压配电网为20kv、10kv、6kv，低压配电网为0.4kv（220v/380v）。
发电厂发出6kv或10kv电，除发电厂自己用（厂用电）之外，也可以用10kv电压送给发电厂附近用户，10kv供电范围为10km、35kv 为20~50km、66kv为30~100km、110kv为50~150km、220kv为100~300km、330kv为200~600km、500kv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），220kv/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/10kv或35kv/10kv。
用户本身的变电站一般只有两个电压等级（双圈变压器）110kv/10kv、35kv/0.4kv、10kv/0.4kv，其中以10kv/0.4kv 为最多。
第五节电力系统的接线方式和电压等级
一、电力系统的接线方式
（一）系统发展的基本结构型式
近代电力系统的接线是很复杂的，这是由于一个具有一定规模的电力系统常常是逐步发展壮大的，往往包括了各种新旧设备，反映了新老技术的结合，这是电力系统的有一个特点。
下面首先从发展的角度来研究系统结构的基本型式。
通常，根据电源位置、负荷分布等的不同，电力系统的结构是各不相同的，但大致可区别为下列两类。
（1）大城市型。
这类系统是面向大城市为中心的负荷密度很高的地区供电的电力系统，它以围绕城市周围的环形系统作为主干（见图1—9）。
其电源中既有一些地区性火电厂，也有从远方水电厂、矿口火电厂以及核能电厂输送来的功率。
（2）远距离型。
这类系统一般是指通过远距离输电线路把远处的大型水电厂、矿口火电厂、核能电厂的功率送往负荷中心的开式系统，如图1—10所示。
这这种大容量、远距离的功率输送，既可以采用超高压交流输电线路，也可以用超高压直流或交、直流并列的输电线路。
（二）电力网络的接线
电力网络的接线大致可以分为无备用和有备用两种类型。
（1）无备用网络接线。
用户只能从一个方向取得电源的接线方式，也成为开始电力网。
这类接线方式可以分为单回路放射式、单回路干线式、单回路链式等，如图1—11所示。
无备用接线的主要优点是简单、经济、运行方便，主要缺点是可靠性差，因而不能用于对重要用户供电。
（2）有备用网络接线。
它是指用户可以从两个或两个以上方向取得电源的接线方式，如双回路的放射式、环网以及两端供电网络等，如图1—12所示。
有备用接线的特点是供电可靠，缺点是运行操作和继电保护复杂、经济性也较差。
但是由于保证对用户不间断供电是电力系统的首要目标之一，所以目前以有备用网络接线（尤其是两端供电方式）采用较多。
二、电力系统的额定电压等级
我们知道，电力系统中的电机、电器和用电设备都规定有额定电压，只有在额定电压下运行时，其技术经济性能才最好，也才能保证安全可靠运行。
此外，为了使电力工业和电工制造业的生产标准化、系列化和统一化，世界上的许多国家和有关国际组织都制定有关于额定电压等级的标准。
我国所制定的1000V以上电压的额定电压的国家标准如表1—1所示。
对表1—1进行分析，可以发现下列特点。
（1）发电机的额定电压较用电设备的额定电压高出5%。
（2）变压器的一次绕组是接受电能的，可以看成是用电设备，其额定电压与用电设备的额定电压相等，而直接与发电机相连接的升压变压器的一次侧电压应与发电机电压相配合。
（3）变压器的二次绕组相当于一个供电电源，从表上可以看出，它的额定电压要比用电设备的额定电压高出10%。
但在3、6、10KV电压时，如为短路阻抗小于7.5%的配电变压器，则二次绕组的额定电压仅高出用电设备额定电压5%。
下面简单说明一下为什么发电机、变压器一、二次绕组的额定电压各不一致以及它们与用电设备的额定电压之间的关系。
如前所述，根据保证电能质量标准的要求，用户处的电压波动一般不得超过其额定电压的±5%。
当传输电能时，在线路、变压器等元件上总会产生一定的阻抗下降，电网中各部分的电压分布大致情况如图1—13所示（图中U N为额定电压）。
因此当一般情况下规定线路正常运行时的压降不会超过10%时，为保证末端用户的电压不低于额定电压的95%，需要使发电机的额定电压比用电设备的额定电压高出5%。
对于变压器来说，其一次侧接电源，相当于用电设备，二次侧向负荷供电，又相当于发电机。
所以它的一次侧电压应等于用电设备的额定电压；只有当发电机出口直接与升压变压器连接时，升压变压器的一次侧电压才应与发电机电压相配合，这时它的额定电压应比用电设备高出5%。
由于变压器本身还有阻抗压降，为了保证电能质量，在制造时就规定变压器的二次绕组电压一般应该比用电设备的额定电压高出10%，只有当内部阻抗较小时，其二次绕组电压才可以只较用电设备的额定电压高出5%。
三、电压等级的选择
输配电网络额定电压的选择在规划设计时又称电压等级的选择，它是关系到电力系统建设费用高低、运行是否方便、设备制造是否经济合理的一个综合性问题，因而是较为复杂的。
下面只做简略的介绍。
我们知道，在输送距离和传输容量一定的条件下，如果所选用的额定电压愈高，则线路上的电流愈小，相应线路上的功率损耗、电能损耗和电压损耗也就愈小。
并且可以采用较小截面的导线以节约有色金属。
但是电压等级愈高，线路的绝缘性能愈要加强，杆塔的几何尺寸也要随导线之间的距离的增加而增大。
这样线路的投资和杆塔的材料消耗就要增加。
同样线路两端的升压、降压变电所的变压器以及断路器等设备的投资也要随着电压的增高而增大。
因此，采用过高的额定电压并不一定恰当。
一般说来，传输功率愈大，输送距离愈远，选择较高的电压等级就比较有利。
关于交流输电电压的选择，以往在国外有著名的still公式，即
U=5.5
式中U—线电压，kV；
l—线路全长，km；
P R——受端功率，kW。
式（1—3）常用与估算输电电压，可按所计算出的值，就近选择国家标准规定的额定电压值。
此外，还可以根据自然功率，稳定条件等来估计自然功率值，对此，本书后面还要做介绍。
根据以往的设计和运行经验，我国的电力网的额定电压、传输距离和传输功率之间的大致关系如表1—2所示。
此表可供选择电力网额定电压时的参考。
目前，我国的超高压交流远距离输电电压为330~500kV（330kV仅在我国西北地区使用），几年后即将有750kV线路投入运行。
以大区（或省）为中心的电网电压为500（330）~220kV，专区（或县）电网电压为220~110kV，城市电网供电电压为110kV（部分城市可到220kV)及10kV，只有个别城市仍采用35kV。
东北地区的个别城市由于历史原因仍有采用66kV电压级的。
农网供电电压一般为35~10kV，6kV已较少采用。
