电力工程基础第三版孙丽华主编第一章课件
电力工程基础(第3版)孙丽华(电子课件)第1章
秦山核电站
大亚湾核电站
核电迅速发展的原因 ➢核电是一种新型的巨大能源。
由双回路系统构成， 两个回路各自独立循 环，不会造成设备的 放射性污染
➢煤、石油等火电燃料储量有限，不可再生。
➢发达国家的水资源已基本殆尽。
➢一些资源贫乏国家“能源危机”，不得不发展核电。
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我国能源发展战略 ➢有序开发水电 ➢优化发展煤电 ➢大力推进核电 ➢适度发展天然气发电 ➢积极发展新能源发电������
二、变电所的类型 变电所：由电力变压器和配电装置所组成，起着 变换电压、交换和分配电能的作用。
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➢枢纽变电所：高压侧电压为330～750kV 。 ➢中间变电所：高压侧电压为220～330kV。 ➢地区变电所：高压侧电压为110～220kV 。 ➢终端变电所：高压侧为10～110kV 。
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➢鼓励热电联产。 ➢加强煤炭基地的矿口电厂建设。 2．水力发电厂 能量转换过程：水的位能→机械能→电能。
水电厂的总发电功率： P 9.8QH
水电厂的分类 坝后式：如三门峡、刘家峡、
堤坝式
丹江口、三峡水电站
引水式 河床式：如葛洲坝水电站
混合式
图1-1 从发电厂到用户的送电过程
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工业企 业
供电系 统
图1-2 电力系统示意图
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➢发电厂：生产电能，将一次能源转换成二次能源， 分为火、水、核、风、太阳、地热等发电厂。
电力工程基础_第二版_孙丽华主编_课后习题答案(1)
第一章1-1 什么是电力系统？建立联合电力系统有哪些好处？答：电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户组成的整体。
建立联合电力系统的优点是：可以减少系统的总装机容量；可以减少系统的备用容量；可以提高供电的可靠性；可以安装大容量的机组；可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
1-2 电能生产的主要特点是什么？对电力系统有哪些要求？答：电能生产的主要特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；与国民经济各部门和人民日常生活的关系极为密切。
对电力系统的基本要求是：保证供电的可靠性；保证良好的电能质量；为用户提供充足的电能；提高电力系统运行的经济性。
1-3 我国规定的三相交流电网额定压等级有哪些？用电设备、发电机、变压器的额定电压与同级电网的额定电压之间有什么关系？为什么？答：我国规定的三相交流电网额定压等级，低压有0.22/0.127 kV、0.38/0.22 kV和0.66/0.38kV；高压有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV和750 kV。
用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同；发电机的额定电压应比同级电网额定电压高5%；变压器一次绕组的额定电压，对于降压变压器，应等于电网的额定电压，对于升压变压器，应等于发电机的额定电压；变压器二次绕的额定电压，当二次侧供电线路较长时，应比电网额定电压高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%。
1-4 衡量电能质量的主要指标有哪些？简述它们对电力系统的主要影响。
答：衡量电能质量的主要指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、高次谐波（波形畸变率）、三相不平衡度及暂时过电压和瞬态过电压。
对电力系统的主要影响（略）。
1-5 什么叫小电流接地系统？什么叫大电流接地系统？小电流接地系统发生一相接地时，各相对地电压如何变化？这时为何可以暂时继续运行，但又不允许长期运行？答：中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的系统称为小电流接地系统；性点直接接地（或经低电阻接地）的系统称为大电流接地系统。
电力工程基础(第3版)孙丽华(电子课件)第5章
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隔离开关的型号与符号：
符号： QS
隔离开关的操作机构：手动式、电动式和气动式
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四、高压负荷开关
结构特点：有简单的灭弧装置。 功能：能通断正常的负荷电流，但不能断开短路电 流；多与高压熔断器配合使用。具有明显的断开间 隙，也具有隔离电源，保证安全检修的功能。 负荷开关的分类：
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配电用低压断路器按结构分：塑料外壳式和万能式 低压断路器的型号和符号：
符号： QF
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塑料外壳低压断路器（DZ系列） 上接线端子
❖结构特征：全 部机构和导电部 分均装设在一个 塑料外壳内，仅 在壳盖中央露出 操作手柄，供手 动操作之用。 （装置式）
说明：不带灭弧罩的刀开关只能在无负荷下操作，可作低压隔 离开关使用；带灭弧罩的刀开关能通断一定的负荷电流。
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低压刀开关的型号和符号
符号：
QK
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2．低压刀熔开关 HR系列刀熔开关是将HD型刀开关的闸刀换以具
有刀形触头的RT型熔断器的熔管，具有刀开关和熔 断器双重功能。
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图5-1 吹弧方式 a）横吹 b）纵吹 1—电弧 2—触头
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➢狭缝灭弧法（图5-3）； ➢采用多断口灭弧; ➢采用新型介质（SF6、真空）灭弧。
图5-2 长弧切短灭弧原理
电力工程基础孙丽华习题答案
第一章1-1 什么是电力系统？建立联合电力系统有哪些好处？答：电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户组成的整体。
建立联合电力系统的优点是：可以减少系统的总装机容量；可以减少系统的备用容量；可以提高供电的可靠性；可以安装大容量的机组；可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
1-2 电能生产的主要特点是什么？对电力系统有哪些要求？答：电能生产的主要特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；与国民经济各部门和人民日常生活的关系极为密切。
对电力系统的基本要求是：保证供电的可靠性；保证良好的电能质量；为用户提供充足的电能；提高电力系统运行的经济性。
1-3 我国规定的三相交流电网额定压等级有哪些？用电设备、发电机、变压器的额定电压与同级电网的额定电压之间有什么关系？为什么？答：我国规定的三相交流电网额定压等级，低压有0.22/0.127 kV、0.38/0.22 kV和0.66/0.38kV；高压有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV和750 kV。
用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同；发电机的额定电压应比同级电网额定电压高5%；变压器一次绕组的额定电压，对于降压变压器，应等于电网的额定电压，对于升压变压器，应等于发电机的额定电压；变压器二次绕的额定电压，当二次侧供电线路较长时，应比电网额定电压高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%。
1-4 衡量电能质量的主要指标有哪些？简述它们对电力系统的主要影响。
答：衡量电能质量的主要指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、高次谐波（波形畸变率）、三相不平衡度及暂时过电压和瞬态过电压。
对电力系统的主要影响（略）。
1-5 什么叫小电流接地系统？什么叫大电流接地系统？小电流接地系统发生一相接地时，各相对地电压如何变化？这时为何可以暂时继续运行，但又不允许长期运行？答：中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的系统称为小电流接地系统；性点直接接地（或经低电阻接地）的系统称为大电流接地系统。
1《电力工程基础》孙丽华 试卷
一、填空题1、衡量电能质量的主要指标有电压、频率、波形、电压波动与闪变、三相不平衡度。
2、列举五种有汇流母线的电气设备连接方式：单母线、单母线分段、双母线、_双母线分段、_一台半断路器接线。
3、无功补偿的措施有利用同步发电机进行补偿、利用调相机进行补偿、利用电容器进行补偿和利用静止补偿器进行补偿等。
4、双绕组变压器分接头装于_中_压侧。
5、工厂中，常用的防雷装置有避雷针、避雷线、阀型避雷器三种。
6、对继电保护装置的基本要求是选择性_、_速动性、_灵敏性、_可靠性_。
7、列举四种短路的类型三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路。
二、简答题3-2 架空线路由哪几部分组成？各部分的作用是什么？A二1答：架空线路主要由导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等部件组成。
导线的作用是传输电能；避雷线的作用是将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击；杆塔的作用是支撑导线和避雷线，并使导线与导线、导线与大地之间保持一定的安全距离；绝缘子的作用是使导线与杆塔之间保持绝缘；金具是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称。
2-7 功率因数低的不良影响有哪些？如何提高企业的自然功率因数？A二2答：功率因数低将会引起线路的总电流增大，使供电网络中的功率损耗和电能损耗增大；使供电网络的电压损失增大，影响负荷端的电压质量；使供配电设备的容量不能得到充分利用，降低了供电能力；使发电机的出力下降，发电设备效率降低，发电成本提高。
提高企业的自然功率因数的方法有：正确选用感应电动机的型号和容量；限制感应电动机的空载运行；提高感应电动机的检修质量；合理使用变压器；感应电动机同步化运行。
2-1 电力负荷按重要程度分为哪几级？各级负荷对供电电源有什么要求？A二3答：电力负荷按对供电可靠性的要求可分为一级负荷、二级负荷和三级负荷三类。
一级负荷应由两个独立电源供电；二级负荷应由两回线路供电；三级负荷对供电电源无特殊要求。
4什么叫短路？短路的类型有哪几种？短路对电力系统有哪些危害？A二4答：短路是指电力系统正常情况以外的一切相与相之间或相与地之间发生通路的情况。
电气工程基础第一章PPT优质课件
3、电力网 4、变电站
5、电力线路
6、用电设备及电气设备
.
1.3 电力系统
一、电力系统的基本概念
1、电力系统的含义
电力
输送和 分配
锅炉、汽机； 水库、水轮机；
反应堆等
发电厂 发电机
电力网
变压器、 输电线路
用户 用电设备
发电厂的 动力部分
+
按照一定规律ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ接而组成的统一整体，称为电力系统
动力系统
.
1.3 电力系统
电力系统规模增大后的好处 1、提高供电的可靠性 2、减少系统装机容量 3、减少系统备用容量
规模越大越容易发生事 故波及现象；系统短路 容量也会随系统容量的 增加而不断增加。
4、采用高效率大容量的发电机组
5、合理利用能源，充分发挥水电在系统中的作用
美国东部时间2003年8月14日下午约4时20分开始，美国东北部和 加拿大部分地区发生大面积停电。初步调查显示，停电是由于纽约 一家发电厂遭雷击起火所致。1996年7月2日，爱达荷州输电线路发 生的故障使美国西部15个州和加拿大及墨西哥的部分地区断电，大 约200万人的工作生活受到影响。
电能质量三指标：电压、频率和波形 4、提高电力系统运行经济性
降低煤耗、水耗，减少厂用电和电网损耗，降低电力成本
.
1.4 电能的质量指标
电能的质量 指标
一、 二、 三、 电频波 压率形
.
1.4 电能的质量指标
一、电压
我国的技术标准规定了各种额定电压，而用电设备都是按照额定电压进行
设计、制造的。因此电压质量对各类用电设备的安全经济运行都有直接的
一、电力系统的基本概念
1、电力系统的含义
电力工程基础第一章绪论课件
个地市级百万千瓦风电基地。
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一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
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太阳能发电
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一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
①我国电力工业发展如何？
一、基本概况
据预测
到2010年底，中国发电总装机容量预计为
8.18亿千瓦，“十一五”年均增长9.8%；
到2020年，中国大陆发电总装机容量预计
①我国电力工业发展如何？
二、电源发展情况
“大力发展水电，优化发展火电，适当发展核电，
因地制宜发展新能源发电，开发与节约并重”
2009年，全国发电量36506亿kWh。
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一是作为领导干部一定要树立正确的 权力观 和科学 的发展 观，权 力必须 为职工 群众谋 利益， 绝不能 为个人 或少数 人谋取 私利
①我国电力工业发展如何？
二、电源发展情况
广东省情况：
到2008年，全省电力装机容量达 6007.85万千瓦，比1949年增长1177倍， 占全国目前的7.6％，居全国第一位。
2008年，广东全社会用电量3506.78 亿千瓦时，是1949年的5478倍，占了全国 目前的10.3％，居全国第一位。
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预计到2020年，广东核电装机总容量 将达到2400万千瓦。
电力工程基础
2019/11/23
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1.1 电力系统的基本概念
车间变电所：将6～10kV电压降为380/220V，再通过 车间低压配电线路，给车间用电设备供电。 车间变电所可分为以下几种类型：
附设式变电所（1~4） 车间内变电所（5） 露天变电所（6） 独立变电所（7） 地下变电所、杆上变电所
全所一旦停电后，将使用户中断供电。
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1.1 电力系统的基本概念
变电所：是变换、接受分配电能的场所。分为区域 变电所、地区变电所和终端变电所等。
配电所：只接受和分配电能，不变换电压。 电力用户：消耗电能，将电能转换成其他形式能量。 2．工业企业供电系统
工厂供配电系统由总降压变电所、高压配电线路、 车间变电所、低压配电线路及用电设备组成。 总降压变电所：将35～110kV变换为6～10kV厂区高
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1.2 发电厂的生产过程
一、火力发电厂
1．火电厂的燃料： 煤炭、石油、天然气等。 2．能量转换过程：燃料化学能→热能→机械能→电能。 3．分类：汽轮机发电、蒸汽机发电、内燃机发电等。 4．火电厂的组成：
燃烧系统（锅炉）：燃料→灰渣，风（空气）→烟气
汽水系统（汽轮机）：水 ↔ 蒸汽、循环水（冷水 ↔ 热水）
电力系统： 发电机、变压器、输电线路等。
5.火电厂的生产过程：凝汽式火电厂生产过程示意图
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1.2 发电厂的生产过程
煤粉充分燃烧，将锅炉中的水加热成高温（500℃以上）、
高压（9.8MPa以上）的蒸汽，经管道送入汽轮机，推动汽
轮机转子旋转，从而带动发电机发电。做过功的蒸汽排入
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电力工程基础_第二版_孙丽华主编_课后习题答案
电⼒⼯程基础_第⼆版_孙丽华主编_课后习题答案第⼀章1-1 什么就是电⼒系统？建⽴联合电⼒系统有哪些好处？答:电⼒系统就是由发电⼚、变电所、输配电线路与电⼒⽤户组成得整体。
建⽴联合电⼒系统得优点就是:可以减少系统得总装机容量;可以减少系统得备⽤容量;可以提⾼供电得可靠性;可以安装⼤容量得机组;可以合理利⽤动⼒资源,提⾼系统运⾏得经济性。
1-2 电能⽣产得主要特点就是什么？对电⼒系统有哪些要求？答:电能⽣产得主要特点就是:电能不能⼤量存储;过渡过程⼗分短暂;与国民经济各部门与⼈民⽇常⽣活得关系极为密切。
对电⼒系统得基本要求就是:保证供电得可靠性;保证良好得电能质量;为⽤户提供充⾜得电能;提⾼电⼒系统运⾏得经济性。
1-3 我国规定得三相交流电⽹额定压等级有哪些？⽤电设备、发电机、变压器得额定电压与同级电⽹得额定电压之间有什么关系？为什么？答:我国规定得三相交流电⽹额定压等级,低压有0、22/0、127 kV、0、38/0、22 kV与0、66/0、38kV;⾼压有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV与750 kV。
⽤电设备得额定电压规定与同级电⽹得额定电压相同;发电机得额定电压应⽐同级电⽹额定电压⾼5%;变压器⼀次绕组得额定电压,对于降压变压器,应等于电⽹得额定电压,对于升压变压器,应等于发电机得额定电压;变压器⼆次绕得额定电压,当⼆次侧供电线路较长时,应⽐电⽹额定电压⾼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%。
1-4 衡量电能质量得主要指标有哪些？简述它们对电⼒系统得主要影响。
答:衡量电能质量得主要指标有:频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、⾼次谐波(波形畸变率)、三相不平衡度及暂时过电压与瞬态过电压。
对电⼒系统得主要影响(略)。
1-5 什么叫⼩电流接地系统？什么叫⼤电流接地系统？⼩电流接地系统发⽣⼀相接地时,各相对地电压如何变化？这时为何可以暂时继续运⾏,但⼜不允许长期运⾏？答:中性点不接地与中性点经消弧线圈接地得系统称为⼩电流接地系统;性点直接接地(或经低电阻接地)得系统称为⼤电流接地系统。
《电力工程基础第2版》孙丽华第3章68页PPT
07.04.2020
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➢绝缘子和金具：绝缘子用来使导线与杆塔之间保持足够的绝 缘距离；金具是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称。
a)直接连接干线式 b)串联型干线式
07.046
➢串联型干线式（如图3-5b所示）
❖特点：干线的进出侧均安装了隔离开关，当发生故障时，可 在找到故障点后，拉开相应的隔离开关继续供电，从而缩小停 电范围，使供电可靠性有所提高。
为了提高供电的可靠 性，可采用双干线式或 两端供电干线式。
✓横担：电杆上用来安装绝缘子。常用的有木横担、铁横担和 瓷横担三种。
横担的长度取决于线路电压等级的高低、档距的大小、安 装方式和使用地点等。
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✓导线在杆塔上的排列方式：
三相四线制低压线路的导线，一般都采用水平排列； 三相三线制的导线，可三角排列，也可水平排列； 多回路导线同杆架设时，可三角、水平混合排列，也可全 部垂直排列； 电压不同的线路同杆架设时，电压较高的线路应架设在上 面，电压较低的线路应架设在下面； 架空导线和其他线路交叉跨越时，电力线路应在上面，通 讯线路应在下面。
图3-1 开式电力网 a）单回路放射式 b）单回路干线式 c）单回路链式
❖优点：简单明了、运行方便，投资费用少。
07.04.202❖0 缺点：供电的可靠河性北差科技。大学电气信息学院
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2．有备用接线方式（闭式电力网）
图3-2 有备用接线 a）双回路放射式 b）双回路干线式 c）双回路链式 d）环式 e）两端共电式
四、环式接线
➢普通环式：把两路串联型干 线式线路联络起来，如图3-8 所示。
图3-6 双回路干线式接线方式
电力工程基础第三版孙丽华主编
2020/5/8
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例2-1（P33）
电力负荷计算表
t 100% t 100%
T
t t0
起重设备：标准暂载率有15%、25%、40%和60% 电焊设备：标准暂载率有50%、65%、75%和100%
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2．设备容量Pe的计算
➢连续运行工作制： Pe PN
➢断续周期工作制：其设备容量是指换算到统一暂
载率下的额定功率。
T1 (t1 t1) 213
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四、与负荷曲线有关的物理量
1．年最大负荷和年最大负荷利用小时数
➢年最大负荷Pmax ：指全年中消耗电能最多的半小时
的平均功率，即
Pmax P30
➢年最大负荷利用小时数
Tmax：在此时间内，用户 以年最大负荷持续运行所
消耗的电能恰好等于全年
实际消耗的电能。
Tmax
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Wa Pmax
8760
0 pdt
Pmax
图2-4 年最大负荷与年最大负荷利用小时数
可见：年负荷曲线越平坦，Tmax越 大；年负荷曲线越陡，Tmax越小。
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2．平均负荷与负荷系数
➢平均负荷Pav：电力负荷在一定时间t 内平均消耗的
功率，即
2. 年有功负荷曲线
✓年最大负荷曲线（运行年负 荷曲线）
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✓全年时间负荷曲线（年负荷持续曲线）
图2-3 全年时间负荷曲线的绘制 a）冬季典型日负荷曲线 b）夏季典型日负荷曲线 c）全年时间负荷曲线
电力工程基础_第二版_孙丽华主编_课后习题答案(1)
第一章1-1 什么是电力系统？建立联合电力系统有哪些好处？答：电力系统是由发电厂、变电所、输配电线路和电力用户组成的整体。
建立联合电力系统的优点是：可以减少系统的总装机容量；可以减少系统的备用容量；可以提高供电的可靠性；可以安装大容量的机组；可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
1-2 电能生产的主要特点是什么？对电力系统有哪些要求？答：电能生产的主要特点是：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；与国民经济各部门和人民日常生活的关系极为密切。
对电力系统的基本要求是：保证供电的可靠性；保证良好的电能质量；为用户提供充足的电能；提高电力系统运行的经济性。
1-3 我国规定的三相交流电网额定压等级有哪些？用电设备、发电机、变压器的额定电压与同级电网的额定电压之间有什么关系？为什么？答：我国规定的三相交流电网额定压等级，低压有0.22/0.127 kV、0.38/0.22 kV和0.66/0.38kV；高压有3 kV、6 kV、10 kV、35 kV、60 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV和750 kV。
用电设备的额定电压规定与同级电网的额定电压相同；发电机的额定电压应比同级电网额定电压高5%；变压器一次绕组的额定电压，对于降压变压器，应等于电网的额定电压，对于升压变压器，应等于发电机的额定电压；变压器二次绕的额定电压，当二次侧供电线路较长时，应比电网额定电压高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%。
1-4 衡量电能质量的主要指标有哪些？简述它们对电力系统的主要影响。
答：衡量电能质量的主要指标有：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、高次谐波（波形畸变率）、三相不平衡度及暂时过电压和瞬态过电压。
对电力系统的主要影响（略）。
1-5 什么叫小电流接地系统？什么叫大电流接地系统？小电流接地系统发生一相接地时，各相对地电压如何变化？这时为何可以暂时继续运行，但又不允许长期运行？答：中性点不接地和中性点经消弧线圈接地的系统称为小电流接地系统；性点直接接地（或经低电阻接地）的系统称为大电流接地系统。
电力工程基础培训课件(ppt 60张)
二、我国电力工业发展概况
1.电源（发电） 2007年底数据 装机容量：7.13亿千瓦（比06年增14.36%）
其中：水电1.4526亿千瓦，占20.36% 火电5.5442亿千瓦，占77.73% 核电885万千瓦，占1.24% 风电483.17万千瓦(比06年底增158.4%）
发电量：32559亿千瓦时（比06年增长14.44%）
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二、我国电力工业发展概况
我国电源发展战略：优先发展水电，适度发展核 电，积极发展新能源发电。
2.电网 已形成500kV主干网 正负800kV特高压直流输电示范工程(云南－广东) 高压直流输电：500kV直流输电网(问：高压直流
输电有什么优点？如何进行AC→DC→AC变换？)
西电东送工程：“十一五”期间投资6000多亿元
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8．水力发电存在的问题 ➢建设问题：投资大、工期长，存在库区移民、淹没耕地、破 坏人文景观、破坏自然生态平衡等问题。 ➢运行问题：发电量受气象、水文、季节水量变化的影响较大， 分丰水期和枯水期，出力不稳定，增加电力系统运行的复杂 性。
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三 峡 水 电 站
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三峡水电站总装机1820万千瓦，年发电量847亿千瓦时， 是世界最大的水电站。图为吊装三峡左岸电站一台水轮 发电机组的转轮（外径10.6m，高5,3m，重450T)
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世纪发展目标
2010年全国装机容量达到8亿kW，2020年达到11亿kW 。 •电网互联 ➢2010年：形成以三峡电站为中心，连接华中、华东、川 渝三个地区电网的中部电网。届时，全国将形成北、中、 南三大互联电网的格局。 ➢2020年：形成除新疆、西藏、台湾之外的，以三峡电网 为中心的全国统一联合电网。 ➢21世纪：在北、中、南三大电网的基本格局下，逐步形 成全国联合大电网。与此同时，在21世纪将形成与周边国 家互联的亚洲东部联合电网。
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耕地、破坏人文景观、破坏自然生态平衡等问题。
运行问题：发电量受气象、水文、季节水量变化的 影响较大，分丰水期和枯水期，出力不稳定，增加 电力系统运行的复杂性。 3．核电厂 能量转换过程：核燃料的裂变能→热能→机械能 →电能。
核电厂的组成：核反应堆、汽轮机、电力系统
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五、对电力系统的基本要求
保证供电的可靠性。 保证良好的电能质量。 为用户提供充足的电能。 提高电力系统运行的经济性。
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1.2 发电厂和变电所的类型
一、发电厂的类型 1．火力发电厂
火电厂的燃料：煤炭、石油、天然气等。
能量转换过程：化学能→热能→机械能→电能。 火电厂的类型：凝汽式火电厂 、热电厂 火电厂的组成：锅炉、汽轮机 、电力系统 锅炉：燃料→灰渣，风（空气）→烟气 汽轮机：水 蒸汽、循环水（冷水 热水）
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U max U min U % 100% UN
电压变动频度：单位时间内电压变动的次数。 电压波动产生的原因：是由负荷急剧变动引起的。 电压波动的危害： 使电动机无法正常起动；
引起同步电动机转子振动；
使某些电子设备无法正常工作；
三、电能质量
1. 电能质量的概念
频率偏差 额定频率：50Hz 允许偏差：正常允许偏差为±0.2 Hz，当容量较 小时可放宽到±0.5 Hz
电压偏差：指用电设备的实际电压偏离额定电压
的幅度 ，即
U UN U % 100 % UN
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电压偏差的危害
图1-1
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从发电厂到用户的送电过程
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工业企 业 供电系 统
图1-2 电力系统示意图
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发电厂：生产电能，将一次能源转换成二次能源， 分为火、水、核、风、太阳、地热等发电厂。
电力网：由不同电压等级的电力线路和变电所组
可以减少系统的总装机容量。 可以减少系统的备用容量。 可以提高供电的可靠性。 可以安装大容量的机组。 可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
目前，我国电力系统已形成东北、华北、华东、 华中、西北、南方共6个跨省电网，由两大集团分
别管理。
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我国电网分布图
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定发电机和变压器的额定电压。
G T1
发电机G：UN· G=1.05×10=10.5（kV） 变压器T1： U1N=10.5（kV） 变压器T2：U1N=110（kV） U2N=1.05×6=6.3（kV） T1变比：10.5/121 kV； T2变比：110/6.3kV
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Uh HRU h 100 % U1
Ih HRI h 100 % I1
谐波电压总含量 ：
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UH
h2
2 ( U ) h
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谐波电流总含量 ： 电压总谐波畸变率 ： 电流总谐波畸变率 ： 谐波的危害
成，分为地方电力网、区域电力网及超高压远距离 输电网三种类型。
输电线路（220kV及以上）
电力线路
高压配电线路（110kV） 配电线路
中压配电线路（6～35kV） 低压配电线路（380/220V）
电力用户：消耗电能，将电能转换成其他形式能量。
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二、建立大型电力系统的优点
3. 最大负荷：指规定时间内电力系统总有功功率负荷的 最大值，以MW、GW计。
4. 额定频率：50Hz
5. 电压等级：指系统中电力线路的额定电压，以kV计 。
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四、电力系统的特点
电能不能大量储存。 电力系统的过渡过程十分短暂。 与国民经济各部门的关系密切。
变压器T1 ~ 的二次侧 供电距离较长，其 10kV 额定电压应比线路 额定电压高10%
110kV
变压器T1的一次绕组与 M 发电机直接相连，其一 次侧的额定电压应与发 电机的额定电压相同
T2
6kV
变压器T2的二次侧供 电距离较短，可不考 U2N=1.1×110=121（kV） 虑线路上的电压损失
二、电压等级的选择 电力网的额定电压、传输功率和传输距离之间的 关系见表1-2。 220 kV及以上：用于大型电力系统的主干线。
规模越大越合算。 存在问题：放射性污染。 4．其它形式发电 太阳能发电：太阳光能或太阳热能→电能 风力发电：风力的动能→ 机械能→电能
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地热发电：地热能→电能
潮汐发电：海水涨、落潮的动能或势能→电能
新疆达板城风电厂 法国郎斯潮汐电站 西藏羊八井电厂 江厦潮汐电站
电力系统：发电机、变压器、输电线路等。
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火电厂是我国目前最主要的电源，比例大于75%。
江苏谏壁发电厂 浙江北仑发电厂 张家口发电总厂
火力发电存在的问题 安全问题：采矿和运输中的安全性灾难等 。 环境问题：酸雨、温室效应、可吸入颗粒物等。
效率问题：凝汽式火电厂效率为40%，热电厂为 60%~70%。
110kV：用于中小型电力系统的主干线。
35kV：用于大型工业企业内部电力网。
10kV：常用的高压配电电压，当6kV高压用电设 备较多时，也可考虑用6kV配电。
3kV：仅限于工业企业内部采用 。 380/220V：工业企业内部的低压配电电压。
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总降压变电所：将35～110kV的供电电压变换为6～
10kV的高压配电电压。（有室内型和室外型） 车间变电所：将6～10kV的电压降为380/220V的。 附设式变电所（1~4） 车间内变电所（5）
独立变电所（7）
露天变电所（6） 地下变电所 杆上变电所
使照明灯发生明显的闪烁现象等。
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谐波与间谐波： 谐波：指对周期性非正弦交流量进行傅立叶级数 分解，得到的频率为基波频率整数倍的各次分量。 谐波产生的原因：电力系统中存在非线性元件。
波形畸变程度的几个特征量
谐波电压含有率： 谐波电流含有率：
220 kV、330 kV、500 kV等。
用电设备的额定电压：
与同级电网的额定电 压相同。 发电机的额定电压： 比同级电网的额定电 压高出5%。
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图1-4 供电线路上的电压变化示意图
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变压器的额定电压
其中5%用于补偿变压器满 可以不考虑线路上的电 接在电网中时：其额定电压与电 载供电时一、二次绕组上 压损失，只需要补偿满 的电压损失； 另外5%用于 网的额定电压相同。 载时变压器绕组上的电 一次绕组： 补偿线路上的电压损失， 压损失即可，用于 用于35kV及以上线路 直接与发电机相连时，其额定电 10kV及以下线路
电力工程基础
第1章 概论
制作 孙丽华
第1章 概论
1.1 电力系统的基本概念 1.2 发电厂和变电所的类型
1.3 电力系统的电压与电能质量
1.4 电力系统中性点的运行方式 1.5 分布式发电与微网简介
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1.1 电力系统的基本概念
一、电力系统的形成 电力系统：完成电能生产、输送、分配和消费的 统一整体。
电压低：寿命延长，但发光效率降低，照度下降； 白炽灯 电压高：发光效率增加，但使用寿命大大缩短。
由于M∝U2，电压低时，转矩急剧减小，电 电动机： 流增大，使电动机绕组绝缘过热受损，缩短使用寿命。 电压波动与闪变：
电压波动：电网电压方均根值的连续快速变动。
闪变：人眼对因电压波动引起灯闪的一种主观感觉 电压变动：指电压方均根值曲线上相邻最大值与 最小值之差 ，即
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枢纽变电所：高压侧电压为330～750kV 。 中间变电所：高压侧电压为220～330kV。 地区变电所：高压侧电压为110～220kV 。 终端变电所：高压侧为10～110kVபைடு நூலகம்。 配电所（开关站）：只接受和分配电能，不变换 电压。 工业企业供电系统：由总降压变电所（或高压配 电所）、车间变电所、高压配电线路和低压配电线 路等组成。
今后火电建设的重点
采用高参数、大容量、高效率的设备。
开发清洁煤燃烧发电、天然气蒸汽联合循环发电。
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鼓励热电联产。 加强煤炭基地的矿口电厂建设。 2．水力发电厂 能量转换过程：水的位能→机械能→电能。
水电厂的总发电功率： P 9.8QH
核反应堆的分类：轻水堆（包括沸水堆和压水堆）、 重水堆和石墨冷气堆等。
热力系统由单回路构 成，有可能使汽轮机 核电厂是我国目前最重要的电源之一。 等设备受放射性污染
秦山核电站
大亚湾核电站
核电迅速发展的原因
由双回路系统构成， 两个回路各自独立循 环，不会造成设备的 放射性污染
核电是一种新型的巨大能源。
三、电力系统的基本参量
1. 总装机容量：指系统中所有机组额定有功功率的总和， 3MW（10万千瓦） 1GW=10 以MW、GW计。 3
1MW=10 kW （1000千瓦）
2. 年发电量：指系统中所有发电机组全年实际发出电能 的总和，以MW· h、GW· h、TW· h计。