接地电感

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§3-1-2 保证系统频率稳定的重要性
频率变化对用电设备的影响
工业中大量使用异步电动机，其转速和 输出功率均与频率有关。频率变化时，电动 机的转速和输出功率也随之变化，因而严重 影响电动机所拖动机械设备的正常工作和产 品质量。另外，广泛应用的各种电子设备， 当频率变化时，它们的精度会受到影响。
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§2-2-2 电能质量指标☞频率
电力系统供电的额定（标准）频率为50HZ。
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§2-2-3 电能质量指标☞波形
电力系统供电电压/电流的波形应为正弦波， 谐波成分不应超过规定值。
随着功率变换装置容量的不断增大，使用数 量的迅速上升和控制方式的多样化，谐波问 题已成为电气环境的一大公害，由其造成的 谐波污染日益严重，对电力系统的安全、稳 定、经济运行造成极大影响。
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有功负荷的变化规律和频率调整方法
从 系 负 变 变 化 1种 生0为调第称系化间频统幅活统 荷 化 化 变S电~准三 速 二 为 统 实 率实 可 规 周 化计 度 规3针力m种 器 种 二 调 现 稳则际以律期的学较律i对系n：进负次度有定分的大、负分都较原）负统配对行荷调部功。荷解不短因角、气；荷的第调变整门负负的为同（主度 变 候第的负一 整 化 。 预 荷荷来 化 变长 三 。 一 要三变荷，种 ， ， 对 先 的期 种 第 般 和看 周 化种化时负 称 由 第 编 经在研 不 一 为 社， 期 有变规刻荷 为 发 三 制 济各又 较 关究 同 种 会1化律都0发变 频 电 种 日 分、 的 成 的有 长 。S缓，在以化 率 机 负 负 配电观 成 分 作一 （慢相随下， 的 组 荷 荷 ，厂定 一测 分 的 息、应机）和由 一 的 变 曲 来表，变制规 般持的的；发 次 调 化 线 保各明每化度律为续频变第电调频，，证发，种幅、可变率化二机整器由按系电系成度人循动调，种组。调电最统机统分很们。，整但变的对整力优的组的的小的对这分，、
额定电压：为了使电器的设计、制造和选用 实现标准化和系列化，电器设备都要规定其 在正常工作条件下的电压。
对三相电力系统及设备来说，额定电压指其线 电压有效值；对于低压三相四线制系统中的 单相电器，指其相电压的有效值。
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§2-2-1 电能质量指标☞额定电压系列
我国规定： ①电力系统1KV以下的电压等级为220V、
380V； ②1KV及以上的电压等级为3KV、6KV、10KV、
35KV、60KV、110KV、220KV、330KV、500KV、 750KV、1000KV。
其中，60KV多在东北电网中存在， 330KV和750KV在西北电网存在。
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额定电压的关系 受电设备（用电和负荷）的额定电压
＝
系统（电网）的额定电压
造成很大损失。 快速性：电能以光速传输，即使相距千里，电能的
发、供、用都在一瞬间完成。另外，当电力系统运 行情况发生变化时引起的电磁、机电方面的过渡过 程是十分短暂的；在出现异常状态，例如短路故障 时，往往只能用mS甚至是μS来计量时间。
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§1-3 现代电网的主要特征
网络型：现代电网是一个由超高压系统构成 主网架的大电网。大电网具有规模经济效益， 具有较强的资源配置能力。从1989年开始， 我国在六大区域电网的基础上，逐步进行全 国联网。至2005年，除新疆、西藏、青海和 台湾外，全国都运行在一个交、直流联合电 网中，实现了全国基本联网的目标，计划在 2015年左右实现除台湾外全国联网。
第一讲 电力系统简介
本讲义主要讲述：
电力系统的基本概念 对电力系统的基本要求 电力系统的功率平衡 新技术在电力系统中的应用 变电站介绍
§1 电力系统基本概念
电力系统的定义 电力系统的特点 现代电网的主要特征
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§1-1 电力系统的定义
电力系统：由发电厂内的发电机、电力网内的变压
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离心式机械液压调速器示意/外形图
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§3-2 电力系统的无功功率平衡
无功功率平衡及与电压的关系 电压偏移对电力系统的影响 电压系统的无功负荷和无功功率电源 电压系统电压调整方法
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§3-2-1 无功功率平衡及与电压的关系
电力系统的电压水平取决于系统的 无功功率平衡，即系统中各种无功电 源的无功功率输出必须满足系统中无 功负荷和网络无功损耗在额定电压下 对无功功率的需求，否则电压就会偏 离额定值，如同系统的有功功率平衡 和频率的关系一样。
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§2-2-3
铁磁饱和型 电子开关型
电弧型
电能质量指标☞谐波源
各种铁芯设备，如变压器、电 抗器、互感器，其铁芯的铁 磁饱和特性并非线性。
主要为各种交直流变换装置 （整流器、逆变器）以及晶 闸管开关设备等。
各种冶炼电弧炉在融化期间以 及交流电弧焊机在焊接期间， 其电弧的点燃和剧烈变动形成 的高度非线性。
因此，谐波治理的问题已严峻的摆在面前
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§2-2-3 电能质量指标☞谐波
高次谐波产生的根本原因是由于电气系统中某 些设备和负荷的非线性特性，当电力系统向非线性 设备和负荷供电时，这些设备或负荷在传递（如变 压器）、变换（如交直流变换）、吸收（如电弧炉） 系统所供给的基波能量的同时，又把部分基波能量 转变为谐波能量，向系统倒送大量的高次谐波，使 电力系统的正弦波形畸变，电能质量降低。
电力网：由变企电业站、和工不矿同和电农压村等乡级镇输配电电线网路组成的网络。
地方电力网联:系电较压多<3发5K电V,厂供的电电半力径网20-50KM
主要任务是把远处发电厂产生的电能输送到负荷
电力网 局域电中力心，网同:电时压还联地>3系区5K若的V干大,供区型电域电半电力力系径网统>5形0成KM跨省、跨
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§3-2-2 电压偏移对电力系统的影响
电压偏移对用电设备的影响
一切用电设备都是按照它在额定电压条件下运 行来设计、制造的，当其端电压偏离额定值时， 用电设备都要受到影响。 带如有又因系重如 此统载系电的的统压重电中降要动占 低负机负 过荷可荷 多照能比 时明无重 ，灯法最 电，起大 动在动的 机端。异 可电同步能压时电停低，动转于电机，额压， 定 当 降低端值电会5%压使时电下，降动光为机通绕额量定组约值电减流的少显9105著%时，增，发大它光，的效使最率绕大降组转低过矩 1将 热0下 ，%。降 加而为速当绝81端缘%。电老压化增，高严5重%时时，甚光至通烧量毁和电发动光机效。 率 反量 之增 ，加若约端电10压%，升但高寿，命会减使少电一动半机。励磁电流增 大，使铁芯过热，对电动机绝缘也是不利的。 运行经济性
电压 频率 波形
满足节能与环保要求
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§2-1 可靠性
中断供电的后果非常严重，会使各行业生产 停顿，使社会秩序混乱，给国民经济造成巨 大的损失，这就要求电力系统首先要保证可 靠、不间断地向用户供电。
电力系统的可靠 性非常重要
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频率变化对发电机组和电力系统的影响
汽轮发电机在额定频率下运行时效率最佳，频 率偏高时，旋转设备离心力过大，影响机械强度；频 率过低，容易引起汽轮机叶片振动，使其寿命缩短甚 至断裂。
电厂的许多设备（如给水泵、循环水泵、风机等） 在频率降低时都要减小出力、效率降低，因而影响发电 机系统的正常运行，使整个电厂的有功出力减小，从而 导致系统的频率进一步下降，形成恶性循环，严重时甚 至使机组停运解列。同时，频率降低时，异步电动机和 变压器的励磁电流增大，无功功率损耗也会增强，使电 力系统的无功功率平衡和电压调整增加困难。
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§2-3 运行经济性
在电能的生产过程中降低能源消耗，以 及在传输过程中降低损耗是电力系统需要 解决的重要问题。
常采用的措施有：采用节能的大机组、 提高超高压和特高压输电的比重、合理发 展电力系统、选用经济运行方式、无功补 偿降低线路损耗、采用低损耗变压器等。
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§2-4 满足节能与环保要求
要求电力系统的运行满足节能与环 保的要求，如实现水火电联合经济运行， 最大限度地节约煤和天然气等一次能源。 控制火电释放的二氧化硫、二氧化碳等 有害气体的排放。大力发展风电、太阳 能发电。
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§2-2 电能质量指标
电力系统的基本任务就是要保证不间断地供给 各种用户优质、经济的电能。
通常衡量电能质量的基本指标如下：
电压
频率
波形
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§2-2-1 电能质量指标☞电压
额电定压电：压电是力国系家统强供制给规用定户的的一电组压系应列维值持。正各常 电种压电水器平在，其偏额离定不电应压超下过运规行定时值，。它的技术、 经济指标是最好的。
超高压远距离输电网:电压>35KV,供电半径>50KM
东北、华北、华东 华中、西北电 网和南方电网 返
§1-2 电力系统的特点
同时性：发电、输电、变电、用电是同时完成的。 整体性：发电厂、变压器、输电线路、配电线路和
用电设备形成一个不可分割的整体。 连续性：电能生产是连续的，即使短时停顿，也会
二次绕组：
应比同级电网额定电压高10% 当变压器二次侧供电线路较短时：
应比同级电网额定电压高5%
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为适应电力系统运行调节的需要，通常在变 压器的高压绕组上设有分接头，分接头用百 分数表示，即分接头电压与主抽头电压的差 值为主抽头电压的百分比。
当变压器运行于主抽头时，高压侧额定电压 与低压侧额定电压之比为变压器的额定变比。
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§2-2-3 电能质量指标☞谐波影响
对旋转电机和变压器的主要危害是引起附加 损耗、增加发热，还会引起振动并发出噪声， 造成金属疲劳和机械损坏。
引起系统的电感、电容发生谐振，使电压升 高、电流增大、损坏设备，引起继电保护及 自动装置误动，引发系统事故，威胁电力系 统安全运行。
干扰通信设备。 增加电力系统的功率损耗（如线损）。
对于发电机、变压器、互感器等可以作为电 源的设备，其额定容量（功率）是指其能够 带负载的能力；
对于电动机等用电设备，额定容量（功率） 是指其消耗的电功率。
发电机的容量一般用有功功率（KW）表示， 变压器的容量一般用视在功率（KVA）表示， 电动机的容量一般用有功功率（KW/W）表示。
无功功率的单位一般用Var表示
当发电机输入的有功功率减去励磁损耗和各种机械损 耗后，如果能与发电机输出的有功功率保持平衡，则 发电机的转速就能保持转速不变，系统的频率就保持 稳定。反之，系统的频率就不能保持稳定。
我国规定：电力系统的额定频率为50HZ，正常情况下， 频率允许偏差范围为+/-0.2Hz，当系统容量较小或事故 情况下，允许偏差+/-0.5Hz。
电力线路的额定电压 = 系统的额定电压
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变压器的额定电压
接在电网中时：二其次额绕定组电看压成与电电源， 一次绕组： 网的额定电压相规压同定器。其的额 空定 载电 电压 压为 值变
直接与发电机相连时，其额定电
压与发电机的额定电压相同。
3KV – 压等级
10当KV变的压电器二次侧供电线路较长时：
器和输电线路以及用户的各种用电设备，按照一定规
律连接而组成的统一整体。
动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力 部分，例如火电厂的锅炉、汽轮机；水电厂的水库、 水轮机；以及核电厂的反应堆都包括在内的系统。
发电厂
电力
电力网
用户
即由发电厂、电力网和电力用户就构成了电力系统。
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§1-1 电力系统的定义
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§2-2-1 电能质量指标☞额定电流
额定电流是指在一定的周围介质（环境）计 算温度下，电气设备所允许长期通过的最大 电流值。
为了使设备的设计、制造、选用实现标准化 和系列化，额定电流值也是一组规定的系列 值。
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§2-2-1 电能质量指标☞额定容量
电气设备的额定容量（功率）规定的条件与 额定电流相同。
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§3 电力系统的功率平衡
电力系统的有功功率平衡
电力系统的无功功率平衡
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§3-1 电力系统的有功功率平衡
有功功率平衡和频率的关系 保证系统频率稳定的重要性
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§3-1-1 有功功率平衡与频率的关系
频率的变化与电力系统的有功功率之间有直接的关系， 因为频率与发电机组的转速之间为线性关系，而转速 的变化取决于作用于发电机转子上的驱动转矩与制动 转矩的平衡，而转矩的平衡取决于发电机输入有功功 率与输出的负荷有功功率的平衡。