第一章--电力系统基础知识

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。

变电站内一次电气设备主要有变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、负荷开关等。

变电站内还配备有继电保护和自动装置、测量仪表、自动控制系统及远动通信装置等.（3)输电网.输电网是通过高压、超高压输电线将发电厂与变电站、变电站与变电站连接起来，完成电能传输的电力网络，又称为电力网中的主网架。

电力系统基础知识电力系统是由发电厂、送变电线路、供配电所和用电单位组成的整体，在同一瞬间，发电厂将发出的电能通过送变电线路，送到供配电所，经过变压器将电能送到用电单位，供给工农业生产和人民生活。

因此掌握电力系统基础知识和电力生产特点，是对进网作业电工的基本要求。

第一节电力系统、电力网构成发电厂将燃料的热能、水流的位能或动能以及核能等转换为电能。

电力经过送电、变电和配电到各用电场所，通过各种设备在转换成为动力（机械能）热、光、等不同形式的能量，为国民经济、工农业生产和人民生活服务。

由于目前电力不能大量储存，其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成，因此，必须将各个环节有机的联成一个整体。

这个由发电、送电、变电、配电和用电组成的整体称为电力系统。

电力系统中的送电、变电、配电三个部分称为电力网。

什么叫电力网？电力网是将各电压等级的输电线路和各个类型的变电所连接而成的网络，简称电网。

配电网中又分为高压配电网指110KV及以上电压、中压配电网指（35KV）10KV、6KV、3KV 电压及低压配电网220V、380V。

我国标准：0.38，3，6，10，35，66，110，220，（330），500，750，1000 KV。

辽宁电网的电压中枢点为：南关岭、红旗堡、沙河营、沈东变、清河厂220KV母线及辽阳变500KV母线辽宁沈阳电网一次系统结线图什么叫电力系统？电力系统：是指由发电厂（不包括动力部分）、变电站、输配电线路直到用户等在电气上相互联结的整体，它包括了发电、输电、配电直到用电这样一个全过程。

10kV输电线路动力系统与电力系统、电力网关系示意图为什么要采用高压输电低压配电？采用高压输电，可以减小功率损耗、电能损耗和电压降落，保证电能质量，提高运行中的经济性。

P=√3UI （U↑I ↓）一、大型电力系统优点1提高了供电可靠性2减少了系统的备用容量3通过合理地分配负荷4提高了供电质量5形成大的电力系统，便于利用大型动力资源，特别是能充分发挥水力发电厂的作用。

第一章电力系统基础知识一、单项选择题（每题的备选项中，只有一项最符合题意，每题1分，错选或不选为0分。

）1、无限大容量系统的特征为（C ）。

A．当被供电系统中负荷变动甚至发生故障，电力系统母线电压应维持不变，频率不作要求B．当被供电系统中负荷变动甚至发生故障，电力系统母线频率应维持不变，电压不作要求C．当被供电系统中负荷变动甚至发生故障，电力系统母线电压及频率基本维持不变D．当被供电系统中负荷变动甚至发生故障，电力系统母线电压及频率不作要求2、电力系统中至少有一个中性点直接与接地设施相连接的接地方式称为（A ）。

A．中性点直接接地B．中性点经电阻接地C．中性点经电抗接地D．中性点经消弧线圈接地3、发电厂、变电站的电气系统，按其作用分为一次系统和（ C ）。

A．模拟系统B．数字系统C．二次系统D．变换系统4、电力系统发生相间短路时的主要特征是（A ）。

A．电流增大B．电流减小C．电压升高D．功率因数增大5、电力系统中相与相之间或相与地之间，通过电弧或其他较小阻抗形成的一种非正常连接称为（ B ）。

A．开路B．短路C．断路D．虚接6、电力系统正常运行时仅有（A ）。

A．正序分量B．负序分量C．零序分量7、规程规定：6-10kV电网中接地电容电流大于30A时，中性点接地方式采用（B ）。

A．直接接地B．经消弧线圈接地C．经电阻接地8、低压配电网中保护中性线代号为（ C ）。

A．N B．PEC．PEN D．ABC9、电力网根据在电力系统中的作用，又分为输电网和（ C ）A．高压网 B.低压网 C.配电网10、高压配电网是指电压在（ B ）及以上的配电网。

A．1kV B．35kV C．110kV11、以下设备中，属于一次设备的是（A ）。

A．隔离开关B．继电器C．操作电源12、低压配电网是指（ C ）网络A.10 kVB.35 kVC.220/380V13、当发生不对称短路时，对于接地短路除了有正序分量、负序分量外，还有（B）分量。

电力系统基础电气与自动化工程学院2012年电力系统基础本课程是电力系统中重要的基础知识，包括：（1）电力系统的基本知识；（2）电力网元件的等值电路和参数计算；（3）简单电力系统的潮流计算（4）电力系统的正常运行与控制；（5）电力系统故障与实用短路电流计算。

本课程：（1）与房大中老师等编电力系统分析配套（2）是考电力（电力系统及其自动化、高电压技术）方面的研究生的笔试面试主要课程第1章电力系统基本知识1.1 电力系统的组成1.2 电力系统概况1.3 电力系统的特点和对运行的基本要求1.4 电力系统的接线方式和中性点接地方式1.5 电力系统的输电方式1.6 电力系统负荷1.7 电力系统电源类型及特点简介第1章电力系统基本知识1.1电力系统的组成电能是由一次能源经加工转换成的能源，现在是人类最主要的二次能源。

¾优点：便于大量生产和远距离输送；方便转换和易于控制；损耗小；效率高；污染小。

¾缺点：不便大量储存；作为统一、不可分割的系统，它的生产、输送、消费需同步完成；需要维持电压、频率的稳定，系统安全稳定。

发电厂输电线路升压站配电线路枢纽、降压站照明、动力配变分布式发电1.1电力系统的组成第1章电力系统基本知识(1) 电力系统--是由生产、输送、分配和消耗电能的所有电气设备所组成的统一整体。

它的主要设备是生产电能的发电机、输送和分配电能的变压器和电力线路以及消耗电能的各种用电设备（如电动机等）。

习惯上称其为一次系统；电力系统还包括继电保护装置、安全自动装置、通信设备和调度自动化等辅助系统，一般称为二次系统。

1.1电力系统的组成1.1电力系统的组成(2) 电力网--是电力系统中除去发电机和用户，剩余的变压器和电力线路所组成的输送、分配电能的网络。

1.1电力系统的组成(3) 动力系统--是电力系统再加上电厂的原动机等动力部分。

动力部分主要有：火电厂的锅炉和汽轮机等；水电厂的水库和水轮机等；原子能电厂的反应堆等；风力发电场的风机等。

第一章电力系统继电保护基础知识1.1 判断题1.1。

1电力系统振荡时任何一点电流与电压之间的相位角都随功角的变化而改变；而短路时，系统各点电流与电压之间的角度基本不变的。

（）答:对1.1.2 某电厂的一条出线负荷功率因数角发生了摆动，由此可以断定电厂与系统之间发生了振荡。

（ )答：错1.1。

3 系统振荡时，变电站现场观察到表计每秒摆动两次，系统的振荡周期应该是0.5秒。

（ )答:对1。

1。

4 暂态稳定是指电力系统受到小的扰动（如负荷和电压较小的变化)后，能自动地恢复到原来运行状态的能力。

（）答：错1.1.5 全相振荡是没有零序电流的,非全相振荡是有零序电流的，但这一零序电流不可能大于此时再发生接地故障时,故障分量中的零序电流.（）答：错1。

1。

6 系统振荡时，线路发生断相，零序电流与两侧电动势角差的变化无关,与线路负荷电流的大小有关.( ）答：错1。

1.7 电力系统振荡时,电流速断、零序电流速断保护有可能发生误动作。

（）答：错1。

1.8 快速切除线路和母线的短路故障是提高电力系统静态稳定的重要手段。

（）答：错1。

1.9 电力系统的不对称故障有三种单相接地、三种两相短路接地、三种两相短路和断线、系统振荡。

（）答:错1。

1.10 零序、负序功率元件不反应系统振荡和过负荷。

（）答:对1。

1。

11 220kV系统时间常数较小，500kV系统时间常数较大，后者短路电流非周期分量的衰减较慢。

（ )答：对1。

1.12 电力系统有功出力不足时,不只影响系统的频率，对系统电压的影响更大。

( ）答：错1.1.13 空载长线路充电时，末端电压会升高。

这是由于对地电容电流在线路自感电抗上产生了电压降。

（）答：对1。

1。

14 无论线路末端断路器是否合入，始端电压必定高于末端电压.（）答：错1.1。

15 输电线路采用串联电容补偿,可以增加输送功率、改善系统稳定及电压水平。

（ )答：对1.1.16 连锁切机即指在一回线路发生故障而切除这回线路的同时，连锁切除送电端发电厂的部分发电机。

第二篇电力系统基础知识第一章电力系统和发电厂概述第一节电力系统的概念为了提高供电的可靠性和经济性，目前，都尽量将许多发电厂用电网联接起来并列运行。

1、电力系统由发电厂（热力、水动部分除外）、电力网、变电所及电力用户组成的统一整体，称为电力系统。

一、电力系统的基本概念通常，电能由发电厂供给，为了经济起见，发电厂多建立在动力资源丰富的地方。

这样离工业企业就可能相距很远，这样就产生了电能的输送问题；电能输送到工矿企业后，由于生产厂房和车间分布很广，因而产生了电能分配问题。

电力主要来自火力和水利发电厂。

为了是工业布局更加合理，常需要将发电厂建造在动力资源如水、煤、石油丰富的地区。

但由于用电的分散性，或者受地理及历史条件的限值，可能会使负荷中心与动力资源相隔很远，这样就必须将电能经变压器升高电压后，由输电线路输送到遥远的用户处，因此便有必要在发电厂与用户之间建立升压和降压变电所。

此外，为了供电的可靠性性和经济性，还须将各发电厂用电力网联起来并列运行。

电力网是电力系统的一部分，它是有各类变电所和各种不同电压等级的线路联接起来组成的统一网络。

它是联系发电厂和用户的中间环节。

电力网的作用是将电能从发电厂输送并分配到用户处。

通常，把发电厂生产的电能直接分配电能给用户，或由降压变电所分配给用户的10KV及以下电力线路，称为配电线路；而把电压在35KV及以上的高压电力线路称为送电线路。

电力用户在电力系统中，一切消费电能的用电设备均称为电力用户。

用电设备按其用途可分为：动力用电设备（如电动机等）、工艺用电设备（如电解、冶炼、电焊、热处理等设备）、电热用电设备（电炉、干燥箱、空调等）、照明用电设备和试验用电设备等，它们分别将电能转换为机械能、热能和光能等不同形式的适于生产需要的能量。

电力系统是动力系统的一部分，它是由发电厂的发电机及配电装置、升压及降压变电所、输配电线路及用户的用电设备所组成。

电力系统的作用是使个发电厂、变电所并列运行，从而提高整个系统运行的可靠性和经济性。

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)。

电力系统分析基础知识第一部分：电力系统分析基础知识1、电力系统中性点有哪些接地方式？各具什么特点？2、输电线的等值电路存有那几种形式？它们适用于的条件就是什么？3、当变压器带有一定负荷时，在其中要产生哪些功率损耗？它们与变压器的容量、负荷和电压有怎样的关系？空载时有无损耗？为什么？4、在展开多电压级电力网络的排序时，为什么功率不展开隆哥蒙，而电阻和磁滞应当隆哥蒙？电压和电流应不应隆哥蒙？5、电力系统接线如图所示，电网各级电压示于图中，求1)发电机和各变压器高低压侧额定电压；2)设t-1高压两端工作于+2.5%粘毛，t-2工作于主粘毛，t-3高压两端工作于-5%粘毛，谋各变压器实际变比。

6、降压变压器型号为sfl1-20000／110，额定容量为20000kva，电压110±2×2.5%／11kv，空载损耗p0=22kw，空载电流百分数i0%=0.8，短路损耗pk=135kw，短路电压百分数ud%=10.5。

求变压器等值电路及其参数。

7、某电力网接线如下图右图，各元件参数见到下表中，其中t-2高压两端直奔+2.5%分后接点运转，其它变压器均在主接头运行。

试1）做出元件参数用出名值则表示的等值电路，挑110kv为基本级；2）作出元件参数用标么值表示的等值电路，要求用两种方法计算。

取sb=100mva,ub=110kv。

第二部分：潮流计算1、推论电压损耗的公式。

2、推论功率损耗的公式。

3、计算电压损耗和功率损耗的公式中，所计算的功率是每相损耗还是三相总损耗？如果是每相损耗，试说明各参数的意义；如果是三相总损耗，说明各参数的意义。

4、电网线路和变压器电阻元件上的电压迫降如何排序？电压迫降的大小主要由什么同意？电压迫降的增益主要由什么同意？什么情况下可以发生线路末端电压低于首端电压的情况？=p+jq，5、如图所示系统，已知线路阻抗分别为r12+jx12，r23+jx23，节点运算负荷为s222，试进行潮流计算，画出节点1、节点=p+jq。