供电技术复习资料

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第一节 电力系统基础

一、什么是电力系统？

1、定义： 完成电能生产、输送、分配、消费 的统一整体。通常由发电机、变压器、电力线路和负荷等电力设备组成的三相交流系统。

2 电力系统的组成

一次系统（高电压）：与电能量生产、传递、转化直接相关的电气设备

二次系统（低电压）：保证一次系统安全/可靠/经济运行的信息系统及其操作机构。

3 电力系统运行的特点

电能不能大量储存

暂态过程非常短促

与国民经济及日常生活关系密切

现代电力系统的高度自动化

4 电力系统联网运行

从工程角度看，联网运行有以下好处：

提高发电设备利用率

提高供电可靠性

提高电能质量

优化一次能源的利用

二、电力负荷及对供电的要求

1、电力负荷的含义：

用电设备

电力用户

用电负荷

2 电力负荷分级（一级 二级 三级） 一级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成人身事故，经济严重损失，人民生活发生混乱。

二级负荷：对这一级负荷中断供电，将造成大量减产，人民生活受影响。

三级负荷：所有不属于一、二级的负荷。

3、电力负荷对供电的要求

一级负荷应有两个独立电源供电。所谓独立电源，就是当一个电源发生故障，另一个电源应不致同时受到损坏。

二级负荷应由双回线路供电，供电变压器亦应有两台。做到当电力变压器发生故障或电力线路发生常见故障时，不致中断供电或中断后能迅速恢复。

三级负荷对于供电电源没有特殊要求，一般由单回电力线路供电。

4、用户对供电的基本要求

保证供电安全、可靠

保证供电电能质量

保证供电系统的经济性

三 电力系统电压等级

1、电网电压等级的确定考虑两个方面

a.截面积与损耗 b.绝缘与投资

2、电力网为何要采用高电压？

输送同样功率的电能若采用高压输电，电路中的电流就会减小，这样就会减少线路中的电能损耗和电压损失，提高了输电效率和供电质量，同时导线截面也随电流的减小而减小，从而节省了金属。

3、为何要确定额定电压?

电能规格，可以建立规范的工程体系

标准化：避免电压等级数量的无限制扩大，导致互联困难。

最佳的技术经济性能：电力设备需要在额定电压下进行优化设计、制造和使用。 4 如何确定额定电压？

系统标称电压(电网电压)UN

是量值标准：用来划分电力系统电压等级，也是制定电气设备额定电压的依据，但不是系统实际运行电压。

线路的额定电压

用电设备的额定电压:用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同。实际运行电压允许有±5%的偏差。

发电机的额定电压:发电机额定电压规定高

于同级电网额定电压5％。

电力变压器的额定电压：

电力变压器一次绕组的额定电压分两种情况：

当变压器直接与发电机相联时，如图中的变压器T1，高于同级电网额定电压5％。

当变压器不与发电机相联而是连接在线路上时，如图的变压器T2，此其一次绕组额定电压应与电网额定电压相同。

电力变压器二次绕组的额定电压一亦分两种情况：

变压器二次侧供电线路较长，如图中的变压器T1，其二次绕组额定电压应比相联电网额定电压高10％。

变压器二次侧供电线路不长时，如图中的变压器T2，其二次绕组额定电压只需高于所联电网额定电压5％。

2 中性点经消弧线圈接地的电力系统

消弧线圈： 安装在变压器或发电机中性点与大地之间的具有气隙铁芯的电抗器。

消弧线圈的作用

当发生单相接地故障时，接地故障相与消弧线圈构成了另一个回路，接地故障相接地电流中增加了一个感性电流，它和装设消弧线圈前的容性电流的方向刚好相反，相互补偿，减少了接地故障点的故障电流，使电弧易于自行熄灭，从而避免了由此引起的各种危害，提高了供电可靠性。

消弧线圈的补偿方式： 全补偿方式：按IL=IC选择消弧线圈的电感，使接地故障点电流为零，此即全补偿方式。

欠补偿方式：按IL

过补偿方式：按IL>IC选择消弧线圈的电感，此时接地故障点有剩余的电感电流流过。

全补偿方式会使电力网将发生谐振；欠补偿方式在切除线路时有可能发展成为全补偿方式；在过补偿方式下，即使电力网运行方式改变而切除部分线路时，也不会发展成为全补偿方式，致使电力网发生谐振因此，实际上大多采用过补偿方式。

补偿后希望故障点故障电流尽可能小

综自系统的自动调谐接地补偿装置可以实现系统中性点的无谐振全补偿运行

3、如何确定电力系统中性点接地方式 ？

中性点不同的运行方式，在电网发生单相接地时有明显的不同，因而决定着系统保护与监测装置的选择与运行。各种接地方式都有其优缺点，对不同电压等级的电网亦有各自的适用范围。

应从供电可靠性、绝缘水平、对通信线路的干扰、继电保护以及确保人身安全诸方面综合考虑。

电力系统中性点接地点的数量和位置决定单相短路电流的大小和分布。

四 供电系统的电能质量指标

电能的质量是指电压质量、频率质量和供电可靠性三项指标 。

电压

电压是以电压偏差、电压波动与闪变和电压波形来衡量。

电压偏差

电压偏差是以电压偏离额定电压的幅度，一般以百分数表示，即

频率

频

率的质量是以频率偏差来衡量

供电可靠性

供电可靠性是以对用户停电的时间及次数来衡量

第二节 供电系统接线方式

一 、什么是供电系统接线方式？

供电系统接线方式就是供电系统一次电气设备的设置及连接方式

电气设备设置

电气设备连接方式

供电系统接线主要包括：

供电系统网络接线（含义）

变电所电气主接线（主接线含义）

2、电力系统有哪些接线方式？

按网络接线物理结构可分为放射式、干线式、环式及两端供电式等接线系统；

按其网络接线运行方式可分为开式和闭式网络接线系统；

按对负荷供电可靠性的要求可分为无备用和有备用接线系统。

3、对电力系统接线方式的要求

①安全可靠 ②操作方便，运行灵活 ③经济合理 ④便于发展

二 电力系统的中性点运行方式

1、电力系统中性点概念、特点和作用

电力系统的中性点：星形连接的变压器或发电机的中性点。

特点：三相对称交流系统中性点电位为零。

作用：构成三相交流系统电流流通回路；中性点接地时可防止过电压危害以及形成系统内故障时接地电流通路；

所谓中性点运行方式是指系统中性点与大地的电气联系方式，即系统中性点接地方式。

电力系统的中性点接地方式

小电流接地：

中性点不接地（中性点绝缘）

中性点经消弧线圈接地

中性点经电阻接地

大接地电流：

中性点直接接地

中性点不接地系统单相接地故障的结论

故障相对地电压降为零；非故障相对地电压升高为线电压，且相位相差600。因此，线路及各种电气设备的绝缘要按线电压设计，绝缘投资所占比重加大，显而易见，电压等级越高绝缘投资越大。

三相之间的线电压仍然对称，用户的三相用电设备仍能照常运行，但允许继续运行的时间不能超过2h。

接地电流在故障处可能产生稳定的或间歇性的电弧。

如果接地电流大于30A时，将形成稳定电弧，成为持续性电弧接地，这将烧毁电气设备和可能引起多相相间短路。

如果接地电流大于5A~10A，而小于30A，则有可能形成间歇性电弧；间歇性电弧容易引起弧光接地过电压，其幅值可达（2.5~3）U?，将危害整个电网的绝缘安全。

如果接地电流在5A以下，当电流经过零值时，电弧就会自然熄灭。

第二章 负荷计算与功率因素补偿

1 什么是负荷？

概念：“电力负荷”在不同的场合可以有不同的含义，它可以指用电设备或用电单位，也可以指用电设备或用电单位的功率或电流的大小。 2、负荷分类：

按用途可分为：照明负荷和动力负荷

按行业分：工业负荷、非工业负荷和居民生活负荷（民用电）

电力负荷（设备）按

工作制的分类

长期连续工作制

短时工作制?

断续周期工作制

3、什么是负荷曲线？

电力负荷随时间变化的曲线，反映了用户用电的特点和规律。描述负荷变化趋势的数学手段：可用来预测负荷变化趋势。

负荷曲线用途

确定系统运行方式

安排供电计划

安排设备检修计划

负荷统计计算

4、负荷曲线的几个指标

年最大负荷Pmax

年负荷持续时间曲线上的最大负荷， 它是全年中负荷最大的工作班消耗电能最多的半小时平均负荷P30。

年最大负荷利用小时Tmax

假设负荷按最大负荷Pmax持续运行时，在此时间内电力负荷所耗用的电能与电力负荷全年实际耗用的电能相同。

平均负荷

平均负荷就是负荷在一定时间t内平均消耗的功率

负荷系数:

负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷Pav,与其最大负荷Pmax的比值，

5、计算负荷，是在设计阶段通过统计计算求出的，用来按发热条件选择供电系统中导体和电气设备的假想负荷。

三 变压器选择及经济运行

变压器台数选择

1．变电站变压器台数原则

根据供电可靠性要求选择变压器是否有备用

根据供电经济性要求选择变压器台数

根据供电安全性要求选择变压器台数

2．两台变压器互为备用的方式

明备用。

暗备用。

3 提高负荷功率因素的意义

提高电力系统的供电能力

降低网络中的功率损耗

减少网络中的电压损失，提高供电质量

降低电能成本

4、提高功率因素的方法

正确选用电气设备

电气设备的合理运行

人工补偿提高功率因数

第四章 短路电流计算

1、短路的种类

三相短路

两相短路

单相接地短路

两相接地短路

2 短路原因