电气工程基础__第一章绪论
电气工程基础-华中科技大学版本-第一章-绪论
本学期计划学时安排
总学时：课内56学时；课外实验8学时
章 学时 章 学时 章 学时 章 学时 1 4 2 2＋2 3 4＋4 4 2 52667884 9 6 10 4＋2 11 4 12 4 13 2 14 2 15 2
第一章主要内容
• 掌握与电力系统相关的若干基本概念，包括电力系统、电力 网、动力系统、变电站等；
• 当时直流输电装置和运行方式复杂、造价高、 可靠性差，很快被竞争的三相交流取代
电力初期发展
• 英国法拉第（M. Faraday,1791-1867）电磁感 应实验中，两个绕在铁芯上的线圈，但断开或 接通一个线圈中的电流时在另一个线圈上感应 有电压，这实际上是变压器的雏形
• 美国亨利（J. Henry,1797-1878）用多匝线圈作 为原边，用少匝线圈作副边，使高电压感应出 低电压
高压交流输电发展
• 输电技术的发展就是增大输电功率、输电距离， 减少损失，因此关键是提高电压
• 1876年，俄国亚布洛契科夫发明了单相变压器， 用于照明
电力初期发展
• 1883年，法国高拉德(L. Gauland)和英国吉布 斯（J. D. Gribbs）将多台变压器原边串联在 输电线路中，当副边接入的电弧灯盏数变化 时，输电电压会受到干扰
• 1883年，美国特斯拉研制感应电机
• 1885年，匈牙利吉伯纳基斯、贝利、波拉其 共同设计多台变压器并联连接方式
电气工程基础
教学目的
• 掌握“发电－输电－配电－用电”的设备、工 作原理以及与电力系统整体的关系，建立电 力系统的整体概念
• 掌握电力系统“分析－设计－运行－管理” 的基本理论、基本技术、基本计算方法
• 电力工程入门课程，学完本课程后即可以从 事与电力工程相关的设计、运行、检修工作
电气工程概论
1998年国家(guójiā)颁布的大学本科专业目录
•电机电器(diànqì)及其 控制
•电力系统及其自动化
•高电压与绝缘技术
电气工程及其 自的工科引导性专业目录中，把电气工程及其自动化专业和自动 化专业中的部分合并为电气工程与自动化专业。
3 第四页，共38页。
1.2 电气(diànqì)科学与工程的发 展简史
7 第八页，共38页。
时间 公元前七世纪 公元前一世纪 1600年
1660年 1745年
典型事件
人物/国家
发现磁石与磁现象 中国、希腊
静电吸引
王充（叙述），中国
《论磁石》论述磁 吉尔伯特，英国 现象
发明摩擦起电机 奥托·冯·库克，德国
发明莱顿瓶
荷兰莱顿大学，克里斯特与 莫什布鲁克
目前，我国的电气(diànqì)工程及其自动 化专业不包括通信。
5
第六页，共38页。
电气科学与工程的学科分类
电磁学与电路理论
电机电器学
电力(diànlì)系统
电工材料学
高电压与绝缘
电力(diànlì)电子学
脉冲功率技术
放电理论与放电等离子体
超导电工学
生物电磁学
电磁兼容
新能源与新发电技术
6
第七页，共38页。
36
第三十七页，共38页。
第三十八页，共38页。
网络化
电力网络 信息通信网络 工业控制网络 SCADA/EMS DMS/DSM/GIS
……
25
线控汽车
26
第二十七页，共38页。
全电旅游船电气设备布置(bùzhì)
27
第二十八页，共38页。
多电飞机电气设备布置
电气工程基础概论(pdf 33页)
电力网
用户
发电厂的 动力部分
+
按照一定规律连接而组成的统一整体，称为电力系统
动力系统
合肥工业大学 .电气与自动化工程学院
1.3 电力系统
一、电力系统的基本概念
1、电力系统的含义
水轮机 水库
发电机
升压变
降压变
输电线路
电力系 统的基 本参数？
用电设备
发电厂
电力网
用户
（1）系统装机容量（发电机额定有功功率总和，MW）
2、发电厂
水轮机 水库
发电机 升压变
降压变
输电线路
用电设备
发电厂
电力网
用户
发电厂是生产电能 的工厂，它把其他 不同类的一次能源 转换成电能。
火力发电厂（火电厂、热电厂） 水力发电厂（堤坝式、径流式、抽水蓄能式） 核动力发电厂（压水堆、沸水堆） 其他发电厂（风力、太阳能、地热、沼气、 潮汐、海浪）
合肥工业大学 .电气与自动化工程学院
合肥工业大学 .电气与自动化工程学院
1.1 概述
1、电能是什么？
它是一种二次能源！由一次能源经加工 转换而成的能源。
2、电能的意义？
假如没有电能，我们的生活、生产、社 会将发生什么变化？
3、电能的特点？
① 可以大规模生产； ② 便于输送和分配； ③ 便于转换和控制； ④ 提高能源利用效率； ⑤ 无污染，噪声小。
（2）系统年发电量（发电机全年发电量总和，MWh）
（3）最高电压等级（电力线路的最高额定电压，kV） （4）最大负荷（一段时间内有功负荷最大值，MW） （5）年用电量（所有用户全年所用电量总和，MWh）
（6）额定频率 （交流工频：50Hz）
合肥工业大学 .电气与自动化工程学院
电气工程基础
电气工程基础第一章绪论1 煤炭、石油、天然气、水能、核能、风能等由自然界提供的能源，称为一次能源；在我们生活中广泛使用的电能则是由一次能源转换而成的，称为二次能源。
2 电力网：由各类升降压变电站、各种电压等级的输电线路所组成的整体。
电力网的作用是输送、控制和分配电能。
3 电力系统：由发电机、升降压变压器、各种电压等级的输电线路和广大用户的用电设备所组成的统一整体4 动力系统：由带动发电机转动的动力部分、发电机、升压变电站、输电线路、降压变电站和负荷等环节构成的整体。
5.电力网的分类：地方电力网：是指电压等级在35～110kV，输电距离在50km 以内的中压电力网。
区域电力网：是指电压等级在110~220kV，输电距离在50~300km 的电力网。
超高压电力网：是指电压等级在330~750kV，输电距离在300~1000km 的电力网。
6.变电站的分类:枢纽变电站：处于电力系统的中枢地位，它连接电力系统高压和中压的几个部分，汇集多个电源，并具有多条联络线路。
中间变电站：是指将发电厂或枢纽变电站与负荷中心联系起来的变电站。
一般汇集2~3 个电源，起系统交换功率或使长距离输电线路分段的作用。
终端变电站：处于电力网末端的变电站，一般是降压变电站，也称为末端变电站。
.7 电力网的电压等级及确定原则确定原则：输送功率、输送距离、同系统中电压等级不宜过多或过少，级差不宜过大。
用电设备的额定电压和电网的额定电压相等。
国家规定，用户处的电压偏移一般不得超过±5％。
发电机的额定电压比所连接线路的额定电压高5％，用于补偿电网上的电压损失变压器的额定电压，分一次绕组和二次绕组。
一次绕组的额定电压：降压变压器一次绕组的额定电压与用电设备的相同，等于电网的额定电压；升压变压器一次绕组的额定电压与发电机的额定电压相同。
二次绕组的额定电压：升、降压变压器二次绕组的额定电压一般比同级电网的额定电压高10％；当变压器二次侧输电距离较短，或变压器阻抗较小（小于7％）时，二次绕组的额定电压可只比同级电网的额定电压高5％8 电力系统的特点：①电能不能大量储存；②过渡过程十分短暂；③电能生产与国民经济各部门和人民生活有着极为密切的关系；④电力系统的地区性特点较强。
电气工程基础
1.3电力系统的负荷
1.3.1电力负荷的组成 由第一、二、三产业及城乡居民生活用电组成，其中第二产业用电比重最高。
1.3.2电力负荷的特性 1．负荷特性 负荷特性：交流用电设备所消耗的有功、无功功率与其电源的电压及频率的 关系。 2.负荷静特性 负荷静特性：系统频率及电压缓慢变化时，地区负荷的有功、无功功率的变 化情况，通常以电压和频率的多项式或指数函数表示。 （1）多项式表示
3.日负荷曲线特性 （1）日负荷率 日负荷率：日平均负荷与日最大负荷之比，常以γ表示。 γ=Pdav/Pdmax 式中：Pdav为日平均负荷；Pdmax为日最大负荷。 （2）日最小负荷率 日最小负荷率：日最小负荷与日最大负荷之比，常以β表示。 β=Pdmin/Pdmax 式中：Pdmin为日最小负荷。
（2）指数表示
PL jQL PL0 (U / U 0 ) NPV jQL0 (U / U 0 )
式中：NPV，NQV为常数。
NQ V
]
1.3.3电力负荷曲线 一．影响负荷变化的因素 1.作息时间 2.生产工艺 3.气候 4.季节
二．负荷曲线种类 1.负荷曲线 负荷曲线：电力负荷随时间变化的关系。 2.种类 （1）根据持续时间分为：日负荷曲线、周负荷曲线、年负荷曲线 （2）根据涉及的范围分为：个别用户负荷曲线、变电站负荷曲线、电力系统 负荷曲线 注：电力负荷一般指有功功率，电力系统规划和设计中，日负荷曲线应用最多。
2.作用 发电厂：把一次能源转化为电能； 输电系统：完成远距离大容量输电任务（距离达几百、甚至上千km，电压 在110kV到750kV之间）； 配电系统：将电能分配给用户（高压配电系统：110kV-220kV，低压配电 系统：380/220V）；
3. 电压等级 （1）用电设备额定电压与电网（线路）额定电压相等 由于线路和变压器等元件上产生的电压损失，使线路上电压处处不相等，各点 实际电压偏离了额定值，顺着远离电源的方向，线路电压下降。一般用户处 （用电设备）电压偏移不得超过±5% ，取线路的平均电压为用电设备的额定 电压：
电气工程基础第1章
教 师：戚军
浙江工业大学信息学院
第1章 电力系统的基本概念 1-0 本章框架
额定值
特点 要求
组成
电力系统
接线 方式
2
第 1章
1-1 电力系统的组成
一 电力系统 二 电力网
三 动力系统
四 直流系统
3
水
G ~ G ~
110kV 110kV 220kV
||
G ~
8
1.1节
水
G ~ G ~
二 电力网(续1)
110kV 220kV
||
110kV
G ~
锅炉
库
G ~ G ~
110kV
G ~ G ~
锅炉 锅炉 热力网
10kV
380/220V
M ~
35kV
G ~
锅炉
380/220V
6kV
电力网
M ~
M ~
9
1.1节
三 动力系统
电力系统＋火电厂的汽轮机、锅炉、供热管道和 热用户
5
6
7
8
9
54
1.4节
二 比较
分类 无备用 优点 缺点 应用
简单、设备费用少、 可靠性低，线路末端 第三级负荷 运行方便 电压往往偏低 设备费用增加、调度 第一、第二 复杂 级负荷
可靠性高，电压质 有备用 量有明显提高
55
第1章 电力系统的基本概念
本章复习
v
额定值
f 特点
组成
电力系统
特点 要求
要求
29
1.2节
二 电压分布（续5）
4 变压器的额定电压
110%VN
华中科技大学-电气工程基础课件熊银信-第1章-绪论稻香书屋
（图中的100%表示额定值）
（图中的100%表示额定值）
电压质量标准：
HUST_CEEE
名称
允许限值
说明
供电电 压允许
偏差
35kV 及以上为正负偏差绝对值 之和不超过 10%；
10kV 及以下三相供电为7%； 220V 单相供电为+7%，－10%
衡量点为供用电产权分界处或电能计量点
我国电力系统的发展：
年份
1949 1978 1987 1995 2000 2004 2005 2006 2007 2009
装机容量 /(万 kW)
184.86 5712 10290 21720 31900 44070 51200 62200 71329 87407
年发电量 /(亿 kW·h)
43.1 2566 4973 10069 13685 21870 24747 28344 32559 36506
切的关系：社会政治经济影响巨大。 负荷分类：一类负荷、二类负荷、三类负荷
❖电力系统的地区性特点较强：发展各具特色。 电力系统的规划设计、运行等不能盲目搬用其它
系统的经验。
四、对电力系统的要求
❖ 保证供电可靠 ❖ 保证良好的电能质量 ❖ 提高电力系统运行经济性
Exa：一台1000MW火电机组，年利用小时5000h，煤耗 率290g/kW.h，煤价：600元/吨。
48.75
18327
24
卢森堡
4
8333
6
阿联酋
76.11
17416
25 沙特阿拉伯
189.08
7813
7
瑞典
148.85
16268
26
德国
637.1
电气工程基础(刘笙)
电气工程基础
许继61850战略
线路额定电压
2004/6
第一章 引论
线路额定电压即线路的平均电压(Ua＋ Ub)/2 。 各用电设备的额定电压取与线路的额定电
压相等。从而使所有用电设备在额定电压 的附近处运行。
电气工程基础
许继61850战略
2004/6
第一章 引论
线路额定电压
用电设备容许的电压偏移一般为5%，沿线 电压降落一般为10%，因而要求线路始端 电压为额定值的1.05倍，并使末端电压不 低于额定值的0.95倍。
5%。为使正常时变压器二次侧电压较线路额 定电压高5%，变压器二次侧额定电压取比线 路额定电压高10%。
电气工程基础
许继61850战略
变压器额定电压
2004/6
第一章 引论
电气工程基础
许继61850战略
2004/6
例1
第一章 G
10KV 10.5KV/242KV
引论
10.5KV
T1
220KV
220KV/121KV/38.5KV
电气工程基础
许继61850战略
变压器额定电压
2004/6
第一章 引论
变压器一次侧额定电压取等同于用电设备 额定电压，对于直接和发电机相联的变压 器，其一次侧额定电压等于发电机的额定 电压即：
U1N＝UGN ＝UN（1＋5％）
电气工程基础
许继61850战略
变压器额定电压
2004/6
二次侧额定电压取比线路额定电压高5% ， 第一因章变压器二次侧额定电压规定为空载时的电 引压论 ，而额定负荷下变压器内部电压降落约为
20046许继61850战略第一章引论电气工程基础电气工程基础电气工程系20046许继61850战略第一章引论电气工程基础主要内容?电力系统构成基本参量?额定电压等级?接线图?发电厂变电站类型?电力系统运行的特点要求20046许继61850战略第一章引论电气工程基础电力系统构成基本参量原动机发电机输电网络配电系统负荷电力系统动力系统20046许继61850战略第一章引论电气工程基础电力系统和电力网络示意图20046许继61850战略第一章引论电气工程基础电力系统基本参量123456总装机容量年发电量最大负荷年用电量额定频率最高电压等级20046许继61850战略第一章引论电气工程基础我国五大电网现今我国有五个区域电网每个覆盖一些省区和十二个省网
电气工程基础(第一章)
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
在支持和加强电工科学技术发展时，应从宏观方面考虑 到以下几个重要问题：
（1）电工科学是一门技术科学，只从纵向关系看，它与其所依 赖的基础科学（如电磁学、力学、数学、化学等）和指引并支持 的生产技术（包括设计、工艺、产品开发等）是一条连续线，但 又各有分工。 （2）电工科学应指导电力和电工的生产应用．而生产应用应促 进电工科学进步。
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
在电力系统方面：
1949年，只有东北、京津唐和上海三个容量不大（分别为646 ，259和250MW）的电力系统； 2003年，已有11个电力系统发电装机容量超过20000MW，其 中东北、华北、华东、华中电网发电装机容量均超过30000MW， 华东、华中电网甚至超过40000MW ，西北电网的装机容量也达 到20000MW； 其他几个独立省网，如四川、山东、福建等电网发电装机容 量超过或接近10000MW； 大区电力系统目前正进入各自加强和彼此互联以及进一步发 展形成全国统一电力系统的过程中。
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
张刘春设计
电气工程概论
第一章绪论
在断路器和避雷器等电器制造方面：
解放时，我国只能制造10kV的充油式断路器；
目前，可制造500kV新型的SF6的断路器；从10kV管式避雷器 提高到500kV氧化锌避雷器的制造水平，均已进入了世界先进行 列。
著名例子是美加“8.14大停电”，2003年8月14日下午，美 国的中西部和东北部以及加拿大的安大略省经历了一次大停电 事故，其影响范围包括美国的俄亥俄州、密西根州、宾夕法尼 亚州、纽约州、佛蒙特州、马萨诸塞州、康涅狄格州、新泽西 州和加拿大的安大略省，损失负载大61.8GW，影响了5千万人 口的用电。停电在美国东部时间下午4时06分开始，在美国的 一些地区两天内未能恢复供电，加拿大的安大略省甚至一周未 能恢复供电。这次停电事故引起了全世界的关注。 综合资料，基本可以判断本次大停电对全网而言属于潮流大 范围转移导致的快速电压崩溃，同时伴有潮流大范围转移和窜 动导致的断面线路相继跳闸和系统解列后的频率崩溃。
电气工程基础
电力系统分析第一章绪论1.发电厂、变电站、电力网、电力系统、动力系统发电厂：生产电能的工厂，它把不同种类的一次能源转换成电能。
变电站：联系发电厂和用户的中间环节，一般安装有变压器及其控制和保护装置，起着变换和分配电能的作用。
电力网：由变电站和不同电压等级输电线路组成的网络，称为电力网。
电力系统：由发电厂内的发电机、电力网内的变压器和输电线路及用户的各种用电设备，按照一定的规律连接而组成的统一整体称为电力系统。
动力系统：在电力系统的基础上，还把发电厂的动力部分，如火力发电厂的锅炉、汽轮机，水力发电厂的水库、水轮机，核动力发电厂的核反应堆等也包含在内的系统，称之为动力系统。
注：从广义上来说动力系统+电力网称为电力系统，狭义上来说电力网就是电力系统。
2.电力系统的特点和要求特点:(1)电能不能大量存储；(2)过渡过程十分短暂(3)与国民经济各部门和人民生活有着极为密切的关系(4)地区性特点较强要求：(1)保证供电可靠(2)保证良好的电能质量(3)为用户提供充足的电力(4)提高电力系统运行经济性3.电能的质量指标、我国电压允许偏差、频率变化允许偏差衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形。
我国电压允许偏差为±5%频率变化允许偏差为±0.2%~±0.7%4.电力系统额定电压制定原则、我国电压等级原则：根据技术经济上的合理性、电气制造工业的水平和发展趋势等各种因素而规定的。
电压等级：低于3kV系统的额定电压和3kV及以上系统的额定电压两类。
5.接地及接地的种类为了保证电力网或电气设备的正常运行和工作人员的人身安全，人为地使电力网及其某个设备的某一特定地点通过导体与大地作良好的连接，称为接地。
5种接地方式：工作接地、保护接地、保护接零、防雷接地、防静电接地。
6.中性点的接地方式及特点（1）中性点不接地------保护接地（2）中性点直接接地------保护接零（3）中性点经消弧线圈接地（4）中性点经电阻接地第二章发电系统1.能源的分类、电能（1）按获得的方法分：一次能源：能源的直接提供者，例如煤炭、石油、天然气、水能、风能等二次能源：由一次能源转成而成的能源，例如电能、蒸汽、煤气等（2）按被利用的程度分常规能源：已被人们广泛利用的能源，例如煤炭、石油、天然气、水能等新能源：用新发展的科学技术开发利用的能源，例如太阳能、风能、海洋能、地热能等（3）按能否再生分可再生能源：自然界中可以不断再生并且有规律地得到补充的能源，例如水能、风能、太阳能、海洋能等。
电气工程概论重点
电气工程概论重点第一章绪论电能(de)基本要求：1.安全 2.可靠 3.优质 4.经济能量(de)形式：机械能,热能,化学能,辐射能,电能和核能能量(de)转换：形态,空间（输送）,时间（储存）电力系统(de)基本概念：由发电机、电力网内(de)变压器和电力线路以及用户(de)各种用电设备,按照一定(de)规律连接而组成(de)统一整体,称为电力系统.电力系统(de)特点：1.电能不能大量存储 2.暂态过程十分短暂 3.地区性特点较强 4.与国民经济各部门有着极为密切(de)关系.对电力系统(de)要求：1.为用户提供充足(de)电力 2.保证供电(de)安全可靠 3.保证良好(de)电能质量4.提高电力系统运行经济性大型电力系统(de)优势：1提高供电(de)可靠性,2减少系统装机量,3减少系统备用容量,4采用高效率大容量发电机组,5合理利用能源,充分发挥水电在系统中(de)作用电能质量(de)主要指标有电压、频率和波形.为什么要规定电力系统额定电压为了使电力系统和电气设备制造厂(de)生产标准化、系列化和统一化,电力系统(de)电压等级应有统一(de)标准.发电机,变压器和电力线路(de)额定电压与电力系统(de)额定电压(de)关系：发电机(de)容量一般比电力系统高5%,升压变压器(de)一次绕组(de)额定电压比电力系统高5%,二次高10%,降压器一次与电力系统相同,二次绕组高10%,电力线路和电力系统额定电压相同电力系统电压等级特点： 1.发电机(de)额定电压较电力系统(de)额定电压高出5%.2.电力变压器(de)一次绕组是接受电能(de),相当于受电设备,其一次绕组(de)额定电压应等于电力系统(de)额定电压,对于直接和发电机连接(de)升压变压器(de)一次绕组额定电压应等于发电机(de)额定电压,使之相互配合.3.电力变压器(de)二次绕组是提供电能(de),相当于供电设备,其二次绕组(de)额定电压较电力系统额定电压高出10%.但在3、6、10kV电压时,如短路阻抗小于%(de)配电变压器,则其二次绕组(de)额定电压比同级电网(de)额定电压高出5%.第二章电气设备(de)原理与功能变压器：利用电磁感应原理吧一种电压等级(de)交流电转换成相同频率(de)另一电压等级(de)交流电能. 采用高压输电能减少线路损耗变压器分类：油浸式,干式以及水冷式变压器额定值：1额定容量,2额定电压3额定电流4阻抗电压5短路损耗6空载损耗7空载电流百分值8链接组号变压器(de)过负荷能力：指在较短(de)时间累所能输出(de)功率,在一定条件下,可以超出变压器(de)额定容量发电站和变电站(de)主要作用：生产,输送和分配电能；根据电力系统要求投切线路；见识主要设备(de)工作状态；队主要设备进行定期(de)检修和维护；迅速消除故障,尽量减小故障(de)影同步发电机(de)非正常状态：过负荷运行,异步运行,不对称运行发电机励磁系统(de)基本要求：1有足够(de)强励顶值电压,2具有足够(de)励磁电压上升速度3有足够(de)调节容量,4应运行稳定,工作可靠,相应快速,调节平滑,具有足够(de)电压调节精度转差率：转差率为转子转速n 与同步转速0n 之差（0n -n ）对同步转速0n (de)比值,以s 表示,则s=（0n -n ）/0n异步电机三种运行状态：1. 电动机状态 当0<n<0n 即0<s<1时2. 发电机状态 n>0n ,s<03. 电磁制动状态 n<0,s>14. 最大转矩Tm=k ’U^2/2X 20三相异步电动机(de)启动方式：全压启动,降压启动,绕线型电机(de)启动 断路器(de)基本技术数据（断路器是开关电器）1. 额定电压N U . 额定电压是指断路器长期工作(de)标准电压（线电压）.它决定着断路器(de)绝缘尺寸,也决定断路器(de)熄弧条件.断路器可以在~倍(de)系统额定电压下正常工作.2. 额定电流N I 额定电流是指断路器长时间允许通过(de)最大工作电流.额定电流决定着断路器(de)导电回路(de)几何尺寸.3. 额定开断电流Nbr I 额定开断电流是指断路器在额定电压下能保证正常开断(de)最大短路电流.该电流是断路器开断能力(de)一个重要参数.开断电流和电压有关,在低于额定电压时,断路器开断电流可以提高,但由于灭弧装置机械强度(de)限制,开断电流有一极限值,该极限值称为极限开断电流.4. 短路关合电流NCl I 在额定电压下,能可靠关合、开断(de)最大短路电流称为额定关合电流,它是表征断路器灭弧能力、触头和操动机构性能(de)重要参数之一.断路器合闸于有潜伏性故障(de)线路时,就要经历一个先合后跳(de)操作循环,此时只有断路器(de)额定关合电流大于冲击电流,才能可靠地开断. 5. 热稳定电流th I 表示断路器承受短路电流热效应(de)能力.我国规定4s 内所能承受(de)热稳定电流为额定热稳定电流.通常断路器(de)热稳定电流等于它(de)额定开断电流.6. 动稳定电流es i 动稳定电流亦称为极限通过电流,是指断路器承受短路电流电动力效应(de)能力.即指断路器处在合闸位置时,允许通过(de)短路电流最大峰值.动稳定电流决定于导电部分及支持绝缘子部分(de)机械强度,并决定于触头(de)结构形式.7. 全开断（分闸）时间ab t 全开断时间是指断路器从接到分闸命令瞬间到电弧完全熄灭为止(de)时间间隔.全开断时间是用来表征断路器开断过程快慢(de)一种参数.该参数是断路器固有分闸时间与燃弧时间之和.8. 合闸时间on t 合闸时间是指断路器从接到合闸命令瞬间到各相(de)触点均接触为止(de)时间间隔.9. 额定断流容量Nbr S 断流容量综合反映断路器(de)开断能力,与额定电压和额定开断电流两个因素有关,Nbr S =3N U Nbr I互感器 互感器(de)主要作用是：把高电压和大电流按比例地换成低电压（100V 或100/3V ）和小电流（5A 或1A ）,以便提供测量和继电保护所需(de)信号,并使测量仪表和继电保护装置标准化、小型化；把高电压（一次）部分与低电压（二次）部分相互隔离,且互感器二次侧均接地,以保证运行人员和设备(de)安全. 互感器(de)分类及作用是什么互感器二次侧为何必须接地互感器分为电压互感器,电流互感器和新型互感器,（作用同上）互感器二次侧均接地,以保证运行人员和设备(de)安全.电流互感器在运行中,为什么二次绕组不允许开路当电流互感器二次绕组开路时,2•I =0,则二次侧磁动势2•F =0,而使一次侧磁动势1•F 全部用来励磁,即0•F =1•F ,从而使铁心中(de)合成磁动势较正常情况下增大很多倍,并使铁心严重饱和.铁心中磁通(de)变化d φ/dt 成正比,因此,二次绕组将在磁通过零时,感应产生很高(de)尖顶波电动势,其值可达数千甚至上万伏,这对工作人员及仪表、继电器等都是极其危险(de).同时由于磁感应强度剧增,铁心损耗大大增加,铁心会产生严重过热,损坏线圈(de)边缘.此外铁心中还会有剩磁,使互感器误差增大.因此,电流互感器在运行中,二次回路是不允许开路(de).若需断开某个仪表和继电器,必须先将该仪表或继电器绕组短路后,才能断开仪表和继电器.第三章电气设备(de)分类与系统一次设备：生产,输送,分配和使用电能(de)设备二次设备：一次设备和系统(de)运行状态进行测量,控制,监视和保护(de)设备 电力系统分为：发电系统,输变电系统,配电系统,用电系统2、火电厂(de)生产流程及特点火电厂(de)种类虽很多,但从能量转换(de)观点分析,其生产过程却是基本相同(de),概括地说是把燃料（煤）中含有(de)化学能转变为电能(de)过程.整个生产过程可分为三个阶段：① 燃料(de)化学能在锅炉中转变为热能,加热锅炉中(de)水使之变为蒸汽,称为燃烧系统；② 锅炉产生(de)蒸汽进入汽轮机,推动汽轮机旋转,将热能转变为机械能,称为汽水系统；③由汽轮机旋转(de)机械能带动发电机发电,把机械能变为电能,称为电气系统.分类标准：按燃料,按原动机,按供出能源,按发电厂总装机容量,按蒸汽压力和温度,按供电范围特点：1布局灵活.2一次性投建设资少3耗煤量大4动力设备繁多5大型发电机组有停机到开机并带满负荷时间久6各种排放物污染大3水力发电：生产过程,从河流高处火水库内引水,利用水(de)压力或流速冲动水轮机旋转,将水能转变成机械能,然后由水轮机带动发电机旋转,将机械能转变成电能.特点：能量转换过程中损耗小,发电效率高分类：堤坝式水电厂,引水式发电厂和混合式水电厂特点：1水能是再生能源2可综合利用3发电成本低,效率高4运行灵活5可储蓄可调节6建设和生产受自然环境影响7建设投资大,工期长4抽水蓄能电厂工作原理抽水蓄电厂是以一定水量作为能量载体,通过能量转换向电力系统提供电能.为此,其上、下游均需有水库以容蓄能量转换所需要(de)水量.在抽水蓄能电厂中,必须兼备抽水和发电两类设施.在电力负荷低谷时（或丰水时期）,利用电力系统(de)富余电能（或季节性电能）,将下游水库中(de)水抽到上游水库,以位能形式储存起来；待到电力系统负荷高峰时（或枯水时期）,再将上游水库中(de)水放下,驱动水轮发电机组发电,并送往电力系统,这时,用以发电(de)水又回到下游水库.显而易见,抽水蓄能电厂既是一个吸收低谷电能(de)电力用户（抽水工况）,又是一个提供峰荷电力(de)发电厂在电力系统中作用：调峰,填谷,备用,调频,调相,黑启动,蓄能第二节输变电系统输变电系统组成：变换电压(de)设备,接通和开断电路(de)开关电器,防御过电压,限制故障电流(de)电器,无功补偿设备,载流导体,接地装置功能：将发电厂生产(de)电能经过输变电系统配给给配电系统和用户电气主接线形式：有汇流母线和无汇流母线,有汇流母线(de)形式有单母线,单母线分段,单母线分段带旁路母线,双母线,双母线分段,双母线带旁路母线和一台半断路器接线.无汇流母线形式有单元接线,桥式接线和角形接线.双母线带旁路断路器(de)电器主接线形式检修某一出线时,不中断回路步骤：w2,w1正常供电,接通旁路断路器QF2旁边(de)母线隔离开关和和旁路母线隔离开关,再闭合QF2,是旁路母线W3带点,若W3故障则由几点保护装置断开QF2,若W3正常,闭合QS4,断开QF4,再断开QF4两端隔离开关,此时即可不中断回路供电检修高压直流输电系统就是将送端系统(de)高压交流电,经换流变压器变压,由换流器将高压交流转换成高压直流,通过直流输电线路输送到另一端换流站,再由换流器将高压直流转换成高压交流,然后经过换流变压器与受端交流电网相连,将电能送至受端系统.通常将交流转换成直流称为整流,实现整流功能(de)装置称为整流器；将直流转换成交流称为逆变,实现逆变功能(de)装置称为逆变器.整流器和逆变器统称为换流器.配电系统组成及作用：配电系统处于电力系统末端,把发电系统或输变电系统与用户连接起来,向用户分配电能和供给电能(de)重要环节,组成包括配电变电站,高低压配电线路和接户线在内(de)整个配电网和设备常用(de)几个重要指标1.供电可靠率 供电可靠率=1—（统计期间总时间用户平均停电时间）×100% 2.网损率 网损率=总供电量电力网电能损耗量×100% 3.电压合格率 电压合格率是指电力系统某点电压在统计时间内电压合格(de)时间占总时间(de)百分比.电压合格率有日电压合格率、月电压合格率和年电压合格率之分.电压系统负荷 按供电(de)可靠性划分一类负荷（亦称一级负荷）二类负荷（亦称二级负荷）三类负荷（亦称三级负荷）负荷曲线：描述某一段时间内用电负荷(de)大小随时间变化规律(de)曲线 日负荷曲线是描述一天24h 负荷变化情况(de)曲线,分为日有功负荷曲线和日无功负荷曲线.日负荷曲线对电力系统(de)规划设计和运行十分有用,它是安排日发电计划、确定各发电厂发电任务和系统运行方式以及计算用户日用电量等(de)重要依据.年负荷曲线是描述一年内每月（或每日）最大有功负荷随时间变化情况(de)曲线,分为年最大负荷曲线和年持续负荷曲线.年最大负荷曲线是描述一年内每月（或每日）最大有功负荷随时间变化情况(de)曲线.年持续负荷曲线是按一年内系统负荷数值(de)大小及其持续小时数依次由大到小排列绘制而成(de)曲线.这种曲线可用来安排发电计划及进行可靠性估计.如果用户始终保持最大负荷P m ax 运行,经过T m ax 时间后所消耗(de)电能恰好等于全年(de)实际耗电量,则称T m ax 为年最大负荷利用小时数,即T m ax =m ax P A =m ax 1P 87600Pdt 年最大负荷利用小时数(de)大小,在一定程度上反映了实际负荷在一年内(de)变化程度.消弧线圈(de)作用及其使用范围：当发生单相接地故障时,接地故障与消弧线圈构成另一个回路,接地故障相接地电流中增加了一个感性电流,和装设消弧线圈前(de)容性电流方向相反,相互补偿较少了接地故障点(de)故障电流,使电弧易于自行熄灭,从而避免引起各种危害,提高了供电可靠性,范围：3-6kv 电力网30A,10kv 电力网20A,35-60kv 电力网10A消弧线圈一般运行在过补偿状态原因：在过补偿方式下,即使电力网运行方式改变,也不会发展成为全补偿方式,致使电力网发生谐振,同事,由于消弧线圈有一定(de)裕度,今后电力网发展线路增多,对地电容增加后,原有消弧线圈还可以继续使用.第四章 设备工作接地与保护接地第一节 概述工作接地 为了保证电气设备在正常或发生故障情况下可靠工作而采取(de)接地.工作接地一般都是通过电气设备(de)中性点来实现(de),所以又称为电力系统中性点接地.保护接地为了保证工作人员接触时(de)人身安全,将一切正常工作时不带电而在绝缘损坏时可能带电(de)金属部分接地,称为保护接地.保护接零在中性点直接接地(de)低压电力网中,把电气设备(de)外壳与接地中性线（也称零线）直接连接,以实现对人身安全(de)保护作用,称为保护接零（或简称接零）.防雷接地为了防止雷击和过电压对电气设备及人身造成危害,必须将强大(de)雷电流安全导入大地,以此为目(de)(de)接地称为防雷接地,也称过电压保护接地.防静电接地为消除生产过程中产生(de)静电积累引起触电或爆炸而设置(de)接地称为防静电接地.第二节工作接地（中性点接地）我国电力系统(de)中性点接地方式主要有四种,即中性点不接地（中性点绝缘）、经消弧线圈接地、中性点直接接地和经电阻接地.根据电力系统中发生单相接地故障时接地故障电流(de)大小,可将中性点接地(de)方式分为两类：一类是小电流接地系统,包括中性点不接地和经消弧线圈接地;另一类为大电流接地系统,包括中性点直接接地和经电阻接地.电力系统中性点经消弧线圈接地时,有三种补偿方式,即全补偿方式、欠补偿方式和过补偿方式.①若选择消弧线圈(de)电感时,使得I L=I C,则接地电容电流将全部被补偿,接地故障点电流为零,此即全补偿方式.采用全补偿方式使接地电流为零似乎很理想,但实际上此时容抗等级感抗,系统会发生串联谐振,产生很大(de)谐振电流,并在消弧线圈(de)阻抗上形成很高(de)电压降,使中性点(de)对地电位大为升高,可能会损坏设备(de)绝缘.②若I L＜I C,则接地故障点有未被补偿(de)电容电流流过,这种补偿方式称为欠补偿方式.采用欠补偿方式时,当电力网运行方式改变而切除部分线路时,整个电力网对地电容抗将减小,有可能发展为全补偿方式,导致电力网发生谐振,危及系统安全运行；此外,欠补偿方式容易引起铁磁谐振过电压等其他问题,所以很少被采用.③若I L＞I C,则接地故障点有剩余(de)电感电流流过,这种补偿方式称为过补偿方式.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,致使电力网发送谐振.同时,由于消弧线圈有一点(de)裕度,今后电力网发展,线路增多、对地电容增加后,原有消弧线圈还可以继续使用.因此,实际上大多采用过补偿方式.保护接地与接零方式混用(de)危害及中性线重复接地(de)必要性如果同时采用了接地和接零两种保护方式,若实行保护接地(de)设备发生故障,则中性线(de)对地低呀压将会升高到电源相电压(de)一半或更高.这时,实行保护接零(de)所有设备上,便会带有统样(de)高电位,使设备外壳等金属部分将呈现较高(de)对地电压,从而危及操作人员(de)安全.所以同一低压配电系统内,保护接地与保护接零这两种不同(de)方式一定不能混用.在中性点直接接地(de)低压配电系统中,为确保接零保护方式(de)安全可靠,防止中性线断线所造成(de)危害,系统中除了工作接地外,还必须在整个中性线(de)其他部位再行接地,称之为重复接地.当中性点直接接地(de)低压配电系统实行重复接地后,可保证在万一出现中性线断线(de)情况下,配电系统(de)保护方式可以从保护接零(de)TN方式转化为保护接地(de)TT方式,从而减轻触点(de)危险程度.保护接地方式及其作用：1 IT接地,通过降低接地电阻Re以及限制设备外壳接地电压Ue(de)值 2 TT接地通过接地电流使回路(de)过电流装置动作而切断故障电路3TN 接地一般情况下使熔断器熔断或自动开关跳闸,从而切断电源保障人生安全.一台半断路器接线单元接线双母线带旁路母线接线 QF2—专用旁路断路器；QS1、QS2—旁路隔离开关；W3—旁路母线第五章 电压、功率及电能损耗(de)计算工程上常用(de)几个计算量1. 电压降落 指网络元件首、末端电压(de)相量差（1•U —2•U ）2. 电压损耗 指网络元件首、末端电压(de)数值差（1U —2U ） 电压损耗=N U U U 21-×100% 3. 电压偏移 指网络中某点(de)实际电压值与网络额定电压(de)数值差（N U U -）电压偏移常以百分比值表示,即 电压偏移=NN U U U -×100% 4. 输电效率 指线路末端输出(de)有功功率2P 与线路首端输入(de)有功功率1P (de)比值,常以百分值表示,即 输电效率=%10012⨯P P 中枢点是指那些反映系统电压水平(de)主要发电厂或枢纽变电站(de)母线,系统中大部分负荷由这些节点供电.1. 逆调压 高峰负荷时升高电压（N U ）、低谷负荷时降低电压（N U ）(de)中枢点电压调整方式,称为逆调压.这种方式适用于中枢点供电线路长,负荷变化范围较大(de)场合.2. 顺调压 高峰负荷时允许中枢点电压略低（N U ）、低谷负荷时允许中枢点电压略高（U）.N3.常调压在任何负荷下都保持中枢点电压为基本不变(de)数值,取（~）UN第六章短路故障分析与计算短路所谓“短路”就是电力系统中一切不正常(de)相与相之间或相与地之间发生通路(de)情况.短路(de)四种类型三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路有名值（任意单位）标幺值标幺值=位）基准值（与有名值同单序阻抗：元件三相参数对称时,元件两端某一序(de)电压降与通过该元件同一序电流(de)比值.。
电气工程概论
电能质量主要(zhǔyào)指标的影响因素、主 要(zhǔyào)危害以及可采用的解决方法见表 1-5。
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第十九页，共77页。
3．提高电力系统(diàn lì xì tǒnɡ)运行的经济 性
（1）在发电环节，要综合各类发电厂的运行 特点，合理安排其发电顺序，实现电源的优化 组合。
第十三页，共77页。
2．保证良好的电能质量 衡量电能质量的主要指标有电压、波形和频率。 （1）电压 电压质量一般用电压偏差、电压波动和闪变以及三
相电压不平衡度三个指标来衡量。
（1-1）
U % U U N 100% UN
式中：△U% 为电压偏差；U电网某点的实际运行 (yùnxíng)电压；UN 为额定电压。
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第二十六页，共77页。
变压器二次绕组的额定电压，是指变压器空载情况下的 额定电压。
变压器带负载运行时，其一,二次绕组均有电压降，如按 变压器满载时一、二次绕组压降为5％考虑，为使满载 时二次绕组端电压仍高出电力网额定电压5％，用于补 偿线路的电压降,则必须(bìxū)选变压器二次绕组的额定 电压比电力网额定电压高出10％。
我国规定的用户受电端的电压偏差见表1-2。
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表1-2 用户供电电压(diànyā)允许变化范 围
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电压波动是指电压在系统中作快速、短时的变 化，变化更为剧烈的电压波动称为(chēnɡ wéi) 闪变。
电压波动一般用电网某点电压最大值与最 小值之差对电网额定电压的百分比表示，即
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第三十页，共77页。
电气工程基础 华中科技大学版本 第一章 绪论2019
UI
100
2
单相二线制
UIcos
UIcos
100
2
二相三线制
2UIcos
2UIcos
3
94
三相三线制
3UIcos
3UIcos
115
3
三相四线制
3UIcos
3UIcos
87
4
四相四线制
4UIcos
UIcos
100
2
2
对称n相n线制（n
nUIcos
UIcos
100
• 美国威斯汀豪斯（G. Westinghouse，18461914）预见交流输电是发展方向，开始了交 流输电工业尝试
交直流输电的电力战争
• 19世纪80年代到90年代，围绕交直流输电问 题爆发了“交直流之战”
• 爱迪生、凯尔文等主张大力推广直流电，极 力反对交流电。首先，他们认为当负荷波动 很大时，采用直流电效率更高。当时主要供 给照明，交流1度电煤耗9.072kg，而直流是 4.536kg；其次，他们认为交流电具有很大 的危险性，1889年5月购买威斯汀豪斯3台交 流发电机，然后卖给监狱执行罪犯威廉.凯 姆勒死刑
电力网 电力系统 动力系统
M~ M~
电力系统基本概念
超高压远距 离输电网
变电所A：枢纽
500kV
220kV
区域电力网
变电所C：地方 110kV
地方电力网
变电所D：终端 10 kV
110
kV
变电所B：
中间
~
~
水力发电厂 火力发电厂
35kV
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ35kV
电力系统基本概念
电力网：按电压等级的高低、供电范围的大小的分类 地 方 电 力 网 ： 电 压 等 级 在 35kV 及 以 下 ， 供 电 半 径 在 20~50km以内 区 域 电 力 网 ： 电 压 等 级 在 35kV 以 上 （ 一 般 为 110kV~220kV），供电半径超过50km，联系较多发电厂 的网络 超高压远距离输电网：电压等级为330kV~500kV的网络， 其主要任务是把远处发电厂生产的电能输送到负荷中心， 同时还联系若干区域电力网形成跨省、跨地区的大型电力 系统
电气工程基础熊信银第一章绪论-PPT课件
❖
❖ UGN ＝UN（1＋5％）
2、变压器的额定电压
❖ 变压器一次侧额定电压取等同于电力系统的额 定电压。
❖ 对于直接和发电机相联的变压器，其一次侧额 定电压等于发电机的额定电压即： U1N＝UGN ＝UN（1＋5％）
❖ 二次侧额定电压取比线路额定电压高5% ，又因 变压器二次侧额定电压规定为空载时的电压， 而额定负荷下变压器内部电压降落约为5%。为 使正常时变压器二次侧电压较线路额定电压高 5%，变压器二次侧额定电压取比线 路额定电压 高10%。
❖ 我国国家规定的标准电压等级：
❖ 220、380V；3、6、10、35、（60）、110、 （154）、220、330、500、750和1000KV
为了保证设备在偏离其额定电压允许值的范围内工 作，在同一个电力系统的额定电压下，电气设备的额定 电压值是不相同的。
1、线路、发电机的额定电压
❖ 用电设备容许的电压偏移一般为±5%，沿线 电压降落一般为10%，因而要求线路始端电压 为额定值的1.05倍，并使末端电压不低于额定 值的0.95倍。
电力系统的基本参量
❖ （1） ❖ （2） ❖ （3） ❖ （4） ❖ （5）
总装机容量 年发电量 最大负荷 额定频率 最高电压等级
❖ 总装机容量——电力系统中实际安装的发电机 组额定有功功率的总和。
❖ 年发电量——所有发电机组全年实际发出电能 的总和。
❖ 最大负荷——一般在规定时间内，电力系统总 有功功率负荷的最大值。
第一章 绪论
1、电力系统的基本概念 2、电能的质量指标 3、电力系统的电压等级 4、电力系统中性点接地 5、电力系统发展概况及前景
电力工程基础第一章绪论
非常短促。
须借助自动装置对电力系统进行控制（继电保 护、远动装置、减载装置、同期装置、励磁装 置…）
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②电力系统基本概念
三、对电力系统的基本要求
1、保证安全可靠地供电。
2、保证合格的电能质量。 3、为用户提供充足的电力。 4、力求系统运行的经济性。
的电压负序分量与电压正序分量之比值称为电压的不 对称度，电流负序分量与电流正序分量之比值称为电
流的不对称度，均以百分数表示。
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③电能的质量指标-电压
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③电能的质量指标-频率偏差
频率偏差是指供电的实际频率与电网的额
定频率的差值。
我国电网的标准频率为50Hz，又叫工频。 频 率 偏 差 一 般 不 超 过 ±0.5Hz ， 当 电 网 容 量 大
千米、变电站2113座、主变4299台、容量31271万千伏 安；
其中500kV线路5659千米、变电站31座、主变73台、
容量6325万千伏安。
2019/11/28
此部分为补充内容
27
南方电网网架500kV
2019/11/28
28
①我国电力工业发展如何？
四、电力体制改革
2019年电力体制改革，
最大火电厂：浙江北仑港电厂，装机容量300万KW，5台60万KW
机组；
最大水电厂：三峡水电站，装机容量1820万KW，26台70万KW
机组（2009年底）；计划安装32台70万千瓦机组，装机总容量为 2240万千瓦，包括左岸电站14台，右岸电站12台和地下电站６台。
最大核电厂：岭澳核电厂，装机容量200万KW，2台100万KW机
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19
水 库
23kV 23kV
500kV 220kV 10kV
锅 炉
反 应 堆
热力网
电 力 网
电 力 系 统
110kV
10kV 工业用户
35kV
220/380V 商业用户
动力系统
20
1、 电力系统、电力网及动力系统
21
电力网：由变电所和不同电压等级输电线路组成的网 络。 电力系统：由发电机、变压器、输电线路以及用电设 备（或发电厂、变电所、输配电线路以及用户），按 照一定的规律连接而组成的统一整体。 发电厂： 生成电能 变电所： 变换和分配电能 输配电线路： 输送电能 用户： 消费电能 动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部 分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的 水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在 内的系统。
电气工程基础
主讲教师：梅宏
昆明理工大学城市学院
2015.8
1
电气工程学科
电气工程（Electrical Engineering， 简称EE）是研究电磁领域的客观规律及 其应用的科学技术，以电工科学中的理 论和方法为基础而形成的工程技术称为 电气工程。
2
1. 设置背景 2. 本课程特点、前修课程、后续课程
39
★ 一次绕组的额定电压
一次绕组额定电压=用电设备的额定电压 =电网的额定电压 注意： 对于和发电机出线端相连的变压器一次侧额定电压 =发电机的额定电压；（比所连接线路的额定电压高5 ％，使之相互配合）
40
★ 二次绕组的额定电压 分析：变压器二次绕组的额定电压指变压器空载时 的电压，而变压器在额定负载下运行时，其内部 阻抗会造成约5%的电压降落。为使正常运行时 变压器二次绕组较线路额定电压高5% 变压器二次绕组的额定电压一般比同级电网的 额定电压高10％。 注：当变压器二次侧输电距离较短，变压器阻抗较 小（小于7.5％），或电压特别高的变压器，其 二次绕组的额定电压可只比同级电网的额定电压 高5％。 41
110 kV
变电所B： 中间
35kV
35kV
~ 水力发电厂
~ 火力发电厂
26
水 库
23kV
23kV
500kV
锅 炉
220kV
10kV
反 应 堆
枢纽 变电站
超高压电网
热力网
中间 变电站
110kV
区 域 电 力 网 地方电力网
终端 变电站
10kV 工Leabharlann 用户220/380V 商业用户
27
4、电力系统基本参量
33
（二）、额定电压的规定 1. 低于3kV系统的额定电压
低于3kV交流三相/单相电力系统额定电压和 电气设备额定电压
电力系统额定 电压/kV 0.22/0.127 0.38/0.22 0.66/0.38
发电机额定 电压/kV 0.23 0.40 0.69
变压器额定电压/kV 一次绕组 0.22/0.127 0.38/0.22 0.66/0.38 二次绕组 0.23/0.133 0.40/0.23 0.69/0.40
5
潮流计算 频率调整
电力系统 稳态分析
电压调整 经济运行
6
对称 短路计算 不对称
电力系统 暂态分析
断线计算
静态稳定
稳定问题
暂态稳定
7
操作过电压 电力系 统过电压 雷击过电压
8
保护 量测 二次系统 通讯
发电厂、变电所 的自动控制
监控
电力系统的自 动控制系统
9
电力网址
电力世界网 / 国家电力资讯网 /index.jsp 中国电力教育培训网 / 电力系统自动化杂志社 /index.php3 中国电力出版社 / 电力建设网 / 华北电力大学 / 中国继电器网 / 中国高电压网 / 电力网址大全 / 电力自动化论坛 / 国家电网公司 /
29
2009年全国发电装机容量达到8.74亿kW，年发电量达到
36506亿kW.h。其中水电19679万kW，占总容量的22.51%, 火电65205万kW，占总容量的74.60%。
2010年全国发电装机容量达到9.62亿kW，全国年发电量
41413 亿千瓦时，比上年增长 13.3% 。其中，火电 33253 亿千瓦时，增长11.7%；水电6622亿千瓦时，增长18.4%； 核电734亿千瓦时，增长70.3%；风电 430亿千瓦时，增 长73.4%。
32
供电设备：电源（蓄电池，发电机和 电气设备
变压器二次绕组）
受电设备：（变压器一次绕组等）
电气设备的额定电压：电气设备制造厂根据 所规定的电气设备工作条件而确定的电压。 电气设备的最高电压：考虑到设备的绝缘性 能和与最高电压有关的其它性能（如变压器 的激磁电流及电容器的损耗等）所确定的允 许最高运行电压，其数值等于所在电力系统 的最高电压值。
30
5、电力系统的电压等级
（1）电力系统的电压等级包含：
电力系统的额定电压 电力系统的最高电压
电气设备的额定电压 电气设备的最高电压
31
电力系统额定电压: 能保证电气设备正常运行，且具有最佳 技术指标和经济指标的电压，由国家根据经 济条件规定的电压等级标准称为电力系统额 定电压。 （又称为电力网额定电压或线路额定电压） 电力系统最高电压： 电力系统正常运行时，在任何时间系 统中任何一点上所出现的电压最高值。
13
电力工业是国民经济发展的先行基础行业。
2003年8月14日
美国和加拿大东部广大地区遭遇了当地历史上最 大规模的停电，局面一片混乱。加拿大南部安大 略省的大部分地区一切似乎都陷入停滞之中， 1000万人无电可用。停电还袭击了美国东部地区， 纽约、底特律和克利夫兰电力都全部中断。
14
15
停电后，纽约交通陷入一片混乱， 这是美国CNN电视台的现场直播画面
注：受电设备的额定电压＝电力系统的额定电压。
34
直流系统的额定电压： 100V以下的额定电压，受电设备与供电 设备相同。 对受电设备为110V、220V和440V的直流 系统，供电设备的额定电压分别为115V、 230V和460V。
35
2. 3kV及以上系统的额定电压
电力系统 额定电压 /kV 3 6 10 20 35 60 110 220 330 500 750 发电机 额定电压 /kV 3.15 6.30 10.50 13.80 15.75 18.0 20.0 22.0 24.0 电力变压器额定电压/kV 一次绕组 3 及 3.15 6 及 6.30 10 及 10.5 13.80 15.75 18.0 20.0 22.0 24.0 35 60 110 220 330 500 二次绕组 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11.0 38.5 66 121 242 363 550 电气设备 最高电压 /kV 3.6 7.2 12
特点：加强基础，拓宽专业知识面 前修课程：电路理论、电机学 后续课程：继电保护、高电压技术
3. 学习方式、要求 4. 考核方式： 笔试（闭卷，50％），平时（50％）
3
本课程的主要学习内容
有名值 各元件参 数计算 标么值
4
等值电路
发电厂接线 高压电器
电力系统结构
变电所接线
低压电器
电力网接线
37
（2）发电机的额定电压
发电机通常接于线路始端 发电机额定电压比所连接线路的额 定电压高5％，用于补偿电网上的电 压损失
38
（3）变压器的额定电压
10.5kV 220kV 500kV
110kV
功率流动方向
10kV
一次绕组 二次绕组
连接电源，接受电能，相当于用电设备
向负荷提供电能，输出电能，相当于供电设备
10
第一章
引论
11
一、电力工业在国民经济中的地位
电是能量的一种表现形式，是一种二次能源。 电能的优点 电力工业：把一次能源转换为供人直接使用 的电能的产业
电力工业的发展水平是反映国家经济发达程 度的重要标志。 人均用电量是衡量现代生活水平的重要标志。
12
目前，我国的发电装机容量和用电量稳居 世界第二位，但人均用电水平还很低，2006年， 我国人均装机容量为473瓦，人均用电量为 2149千瓦时，大致相当于美国的1／7、日本的 1／4和韩国的1／3，也低于2004年的世界平均 水平——608瓦和2371千瓦时。 2008年人均用电量2596千瓦时，人均占用 发电装机容量仅为600瓦；我国经济发展正处 于工业化进程的中后期，我国用电远低于国际 的水平，这也说明我们还有很大的发展空间。
总结：
用电设备的额定电压＝系统的额定电压Ue 发电机的额定电压＝105% Ue 变压器一次绕组：相当 于用电设备＝ Ue 变压器二次绕组：相当 于发电设备＝110% Ue 特例1： 变压器一次绕组＝105% Ue 特例2： 变压器二次绕组＝105% Ue
42
例：
43
例：
10KV 10.5KV/242KV
G
10.5KV
220KV
220KV/121KV/38.5KV 110KV T2
T1 T4
10.5KV/3.15KV 35KV
T3
35KV/6.6KV
6KV
3KV
D1
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（三）、电压等级的选择
S = 3U 2 I I ∝（U1－U2）/Z
U1 Z
I
U2 S
地区变电所：高压侧电压为110～220kV，向
地区用户供电为主。全所停电，该地区将中断 对用户的供电。
终端变电所：处于电力网的末端，直接向本地负荷
供电，而不再向其他地区输送电能。
25
超高压远距离输电网