华中科技大学-电气工程基础(熊银信)-第1章-绪论ppt课件
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电气控制与PLC-熊幸明-第1章
10 March 2014
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第 1章
1.1.1 低压电器分类
1. 低压配电电器：用于供、配电系统中进行电能输送和分配 的电器。如：刀开关、低压断路器、熔断器等； 2. 低压控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。如： 接触器、控制继电器、主令电器、电阻器、电磁铁等。 3. 低压主令电器：用于发送控制指令的电器。如：按钮、 主令 开关、行程开关、主令控制器、转换开关等。 4. 低压保护电器：用于对电路及用电设备进行保护的电器。如： 熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。 5. 低压执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。如： 电磁铁、电磁离合器等。 6. 可通信电器：可与计算机网络连接的电器。如： 智能化断路器、智能化接触器及电动机控制器等。
10 March 2014
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第 1章
1．1．2 电磁式电器结构及工作原理
1.电磁机构 （1）电磁机构结构型式 组成：吸引线圈、铁心、衔铁、空气隙。 动作：电流通入线圈产生磁场及吸力，通过气隙转 换成机械能，带动衔铁运动使触头动作。
图1-1
常用电磁机构的结构形式
a) 、b)、c) 直动式电磁机构 d)、e) 拍合式电磁机构 1-衔铁 2-铁心 3-线圈 10 March 2014
1．过电压继电器 在电路中用于过电压保护， 由于直流电路一般不会出现过电压，所以产品中 没有直流过电压继电器。交流过电压继电器吸合 电压调节范围为U0=（1.05～1.2）UN。 2．欠电压继电器 在电路中用于欠电压或零电 压保护。以交流为例，电压正常时，欠电压继电 器吸合；电压降到（0.1～0.35）UN时释放。 3.零电压继电器 用于零电压保护。电压降低 到（0.05～0.25）UN时释放。
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第 1章
1.1.1 低压电器分类
1. 低压配电电器：用于供、配电系统中进行电能输送和分配 的电器。如：刀开关、低压断路器、熔断器等； 2. 低压控制电器：用于各种控制电路和控制系统的电器。如： 接触器、控制继电器、主令电器、电阻器、电磁铁等。 3. 低压主令电器：用于发送控制指令的电器。如：按钮、 主令 开关、行程开关、主令控制器、转换开关等。 4. 低压保护电器：用于对电路及用电设备进行保护的电器。如： 熔断器、热继电器、电压继电器、电流继电器等。 5. 低压执行电器：用于完成某种动作或传送功能的电器。如： 电磁铁、电磁离合器等。 6. 可通信电器：可与计算机网络连接的电器。如： 智能化断路器、智能化接触器及电动机控制器等。
10 March 2014
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第 1章
1．1．2 电磁式电器结构及工作原理
1.电磁机构 （1）电磁机构结构型式 组成：吸引线圈、铁心、衔铁、空气隙。 动作：电流通入线圈产生磁场及吸力，通过气隙转 换成机械能，带动衔铁运动使触头动作。
图1-1
常用电磁机构的结构形式
a) 、b)、c) 直动式电磁机构 d)、e) 拍合式电磁机构 1-衔铁 2-铁心 3-线圈 10 March 2014
1．过电压继电器 在电路中用于过电压保护， 由于直流电路一般不会出现过电压，所以产品中 没有直流过电压继电器。交流过电压继电器吸合 电压调节范围为U0=（1.05～1.2）UN。 2．欠电压继电器 在电路中用于欠电压或零电 压保护。以交流为例，电压正常时，欠电压继电 器吸合；电压降到（0.1～0.35）UN时释放。 3.零电压继电器 用于零电压保护。电压降低 到（0.05～0.25）UN时释放。
书本说明电力系统工程基础 华中科技大学出版社
书本说明：《电力系统工程基础》--华中科技大学出版社--主编：熊信银张步涵第一章绪论电力系统：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。
电能的质量指标主要包括：电压，频率，波形电力系统中性点接地接地：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。
电力系统的中性点：星形连接的变压器或发电机的中性点。
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）适用范围3kV~60kV的电力系统★中性点经消弧线圈接地消弧线圈：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作用：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，补偿方式：大多采用过补偿方式。
大接地电流：★中性点直接接地380/220V系统中一般都采用中性点直接接地方式，主要是从人身安全考虑问题。
★中性点经电阻接地适用范围：配网系统第二章发电系统火电厂由三大主机（锅炉，汽轮机，发电机）及其辅助设备组成。
第三章输变电系统第一节概述输变电系统：包括变电所和输电线路★电气主接线发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路，称为电气主接线，也称为电气一次接线或一次系统。
★一次设备发电厂或变电所中直接通过大电流或接于高电压上的电气设备称为电气主设备或一次设备。
★二次设备发电厂或变电所中用于对一次设备或系统进行监视、测量、保护和控制的电气设备称为二次设备，由二次设备构成的系统称为二次系统。
第二节输变电设备★电流互感器运行特点：二次绕组不能开路，二次侧必须接地二次接线：单相接线；星形接线；不完全星形接线★电压互感器运行特点：二次绕组不能短路，二次侧必须接地分为电磁式和电容式两种第三节电气一次接线（重点）第一大类有汇流母线接线1.单母线接线简单、清晰、设备少2.单母线分段接线减少母线故障或检修时的停电范围3.单母线分段加装旁路母线接线旁路母线的作用是不停电检修进出线断路器4.双母线接线具有两组母线W1，W25.双母线分段接线工作母线分成2段，即母线II，III段，备用母线I不分段6.双母线带旁路母线接线任一进出线的断路器检修时可不停电7.一台半断路器接线在母线W1，W2之间，每串接有三台断路器，两条回路，每二台断路器之间引出一回线，故称为一台半断路器接线，又称二分之三接线。
电气工程基础熊信银第一章绪论-PPT课件
❖ 发电机通常接于线路始端，因此发电机的额定 电压为线路额定电压的1.05倍
❖
❖ 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
❖
❖ 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
华中科技大学出版社 电工电子技术 第1章
q C= u
(F )
电容元件
当电压u变化时，在电路中产生电流: 当电压 变化时，在电路中产生电流 变化时
dq du i= =C dt dt 电容元件储能
将上式两边同乘上 u，并积分，则得： ，并积分，则得：
∫ ui dt = ∫
0
t
u
0
1 2 Cudu = Cu 2
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电气设备的额定值(PN) 电气设备的额定值(PN) 额定值: 额定值 电气设备在正常运行时的规定使用值 1. 额定值反映电气设备的使用安全性； 额定值反映电气设备的使用安全性； 2. 额定值表示电气设备的使用能力。 额定值表示电气设备的使用能力。 注意： 注意：电气设备工作时的实际值不一定都等于其 额定值，要能够加以区别。 额定值，要能够加以区别。 一只220V, 60W的白炽灯 接在 的白炽灯, 例：一只 的白炽灯 接在220V的电源 的电源 试求通过电灯的电流和电灯在220V电压下工作 上，试求通过电灯的电流和电灯在 电压下工作 时的电阻。如果每晚工作3h(小时 小时)， 时的电阻。如果每晚工作 小时 ，问一个月消耗 多少电能? 多少电能 解: 通过电灯的电流为 P 60 I= A = 0.273 A = U 220
负载 取用 功率 电源 产生 功率 内阻 消耗 功率
负载大小的概念: 负载大小的概念 负载增加指负载取用的 电流和功率增加(电压一定 电压一定)。 电流和功率增加 电压一定 。
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3. 电源与负载的判别 (1) 根据 U、I 的实际方向判别 I +
元件1 元件
+ U –
话筒
放 大 器
扬声器
直流电源: 直流电源 提供能源
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
华中科技大学-电气工程基础(熊银信)-第1章-绪论ppt课件
电能不能大量存储：电能的生产、变换、输送、分 配和使用是同时进行的。 P发 P用＋P 频率f Q发 Q用＋Q 电压V
HUST_CEEE
过渡过程十分短暂：控制操作自动化程度高。 必须借助自动装置对电力系统进行控制：继电保护 装置、远动装置、减载装置、同期装置、励磁装置…… 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：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。
2. 电力工业现代化
高电压、大系统 大电厂、大机组 智能电网
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3. 联合电力系统
效益
各系统间电负荷的错峰 效益
支出
增加联络线和电网内部 加强所需投资以及联络 线的运行费用
当系统间联系较弱时， 有可能引起调频的复杂 性和出现低频振荡 增加了系统短路容量， 并可能导致增加或调换 已有设备 增加联合电网的通讯和 高度自动化的复杂性
HUST_CEEE
电力系统之最：
最大单机： 火电：1000MW（玉环061128、邹县061204）
水电：700MW（三峡）
核电：1000MW（岭澳核电厂） 最大发电厂：
水电：三峡工程， 32×70 万 kW ，年均发电量 846 亿 kW· h，比全世界70万kW机组的总和还多，世界最大发电厂
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。
动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分包含 在内的系统。
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超高压远距 离输电网
变电所A：枢纽 500kV 220kV
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过渡过程十分短暂：控制操作自动化程度高。 必须借助自动装置对电力系统进行控制：继电保护 装置、远动装置、减载装置、同期装置、励磁装置…… 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：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。
2. 电力工业现代化
高电压、大系统 大电厂、大机组 智能电网
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3. 联合电力系统
效益
各系统间电负荷的错峰 效益
支出
增加联络线和电网内部 加强所需投资以及联络 线的运行费用
当系统间联系较弱时， 有可能引起调频的复杂 性和出现低频振荡 增加了系统短路容量， 并可能导致增加或调换 已有设备 增加联合电网的通讯和 高度自动化的复杂性
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电力系统之最：
最大单机： 火电：1000MW（玉环061128、邹县061204）
水电：700MW（三峡）
核电：1000MW（岭澳核电厂） 最大发电厂：
水电：三峡工程， 32×70 万 kW ，年均发电量 846 亿 kW· h，比全世界70万kW机组的总和还多，世界最大发电厂
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。
动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分包含 在内的系统。
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超高压远距 离输电网
变电所A：枢纽 500kV 220kV
华中科技大学电工电子学课件第1章
二、电路模型 (circuit model) 1. 理想电路元件：根据实际电路器件所具备的电磁性质所 抽象出来的、具有某种单一电磁性质的元件，其伏安关系 u～i 可用简单数学公式严格表示。 用于表示实际器件主要特性的几种理想电路元件： 电阻：消耗电能的器件，将电能转变成其他形式的能量 电感：各种电感线圈产生磁场，储存电能的作用 电容：各种电容器产生电场，储存电能的作用 电源：各种将其它形式的能量转变成电能的器件，有 电压源和电流源两种形式 受控电源：电量之间控制关系的器件
–
B
U >0
U<0
电路中不要标出电压的实际方向
标电压参考方向的三种方式：
(1) 箭头表示：箭头指向为电压(降)的参考方向
U A B
(2) 正负极性表示：由正极指向负极的方向为电压 的参考方向
A
+
U B UAB B
(3) 双下标表示：如 UAB , 由A指向B的方向为电压的参考方向
A
小结：
例如：i =1A，R=1Ω
当
dP =0 时 dRL
P = P max ，即，当满足条件： RL= RS
负载获得最大功率：
US 2 P max = 4 RL
RL= RS时，电路效率： η= PRL/ PUS = 50%
1.4 电阻元件、电感元件和电容元件
一、电阻元件
1.线性电阻 R=Const，与流过的电流无关。 伏安关系为过原点的直线。 VAR：关联方向，R= u / i = U/ I ；
电流的参考方向
10V
+
10kΩ
I=1mA
1A
I？
/
不正确 不正确
2A
元件(导线)中电流流动的实际方向有两种可能:
华中科技大学电气工程基础熊银信电力系统绝缘配合全解
第十四章 电力系统绝缘配合
第一节 概述 第二节 绝缘配合方法 第三节 输变电设备绝缘水平的确定 第四节 架空输电线路的绝缘配合
HUST_CEEE
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第一节 概述
一、绝缘配合的基本概念
所谓绝缘配合，就是综合考虑电气设备在系统中 可能承受的各种作用电压（工作电压和过电压）、保 护装置的特性和设备绝缘对各种工作电压的耐受特性， 合理选择设备的绝缘水平，以使设备的造价、维护费 用和设备绝缘故障所引起的事故损失，达到在经济上 和安全运行上总体效益最高的目的。 绝缘配合的目的就是确定各种电气设备的绝缘 水平，它是绝缘设计的首要前提，而设备的绝缘水平 是用设备绝缘可以耐受的试验电压值表征。 (2006单) 电力系统中存在着许多绝缘配合的问题，主要有下述 方面：
式中，Ks为操作过电压下的配合系数，K0为操作过电压计算倍数，
U为相电压。
（2）对于范围II（EHV）的电力系统，过去采用的操作过 电 压 计 算 倍 数 ：330kV 时 为2.75倍 ，500kV 时 为2.0～2.2倍 。
目前普遍采用氧化锌或磁吹避雷器来同时限制雷电与 操作过电压，故不采用上述计算倍数，因为这时的最大操作
架空线路与变电站之间的绝缘配合；
第一节 概述
二、绝缘配合的发展阶段 1．多级配合 1940年以前，采用的多级配合的原则是：价格越昂贵、 修复越困难、损坏后果越严重的绝缘结构，其绝缘水平应选 得越高。 2．两级配合 从20世纪40年代后期开始，阀式避雷器的保护特性变成 了绝缘配合的基础，只要将它的保护水平乘上一个综合考虑 各种影响因素和必要裕度的系数，就能确定绝缘应有的耐压 水平（惯用法）。 3．绝缘配合统计法 从20世纪60年代以来，国际上出现了一种新的绝缘配合 方法，称为“统计法”。它的主要原则如下：规定出某一可 以接受的绝缘故障，容许冒一定的风险。
第一节 概述 第二节 绝缘配合方法 第三节 输变电设备绝缘水平的确定 第四节 架空输电线路的绝缘配合
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第一节 概述
一、绝缘配合的基本概念
所谓绝缘配合，就是综合考虑电气设备在系统中 可能承受的各种作用电压（工作电压和过电压）、保 护装置的特性和设备绝缘对各种工作电压的耐受特性， 合理选择设备的绝缘水平，以使设备的造价、维护费 用和设备绝缘故障所引起的事故损失，达到在经济上 和安全运行上总体效益最高的目的。 绝缘配合的目的就是确定各种电气设备的绝缘 水平，它是绝缘设计的首要前提，而设备的绝缘水平 是用设备绝缘可以耐受的试验电压值表征。 (2006单) 电力系统中存在着许多绝缘配合的问题，主要有下述 方面：
式中，Ks为操作过电压下的配合系数，K0为操作过电压计算倍数，
U为相电压。
（2）对于范围II（EHV）的电力系统，过去采用的操作过 电 压 计 算 倍 数 ：330kV 时 为2.75倍 ，500kV 时 为2.0～2.2倍 。
目前普遍采用氧化锌或磁吹避雷器来同时限制雷电与 操作过电压，故不采用上述计算倍数，因为这时的最大操作
架空线路与变电站之间的绝缘配合；
第一节 概述
二、绝缘配合的发展阶段 1．多级配合 1940年以前，采用的多级配合的原则是：价格越昂贵、 修复越困难、损坏后果越严重的绝缘结构，其绝缘水平应选 得越高。 2．两级配合 从20世纪40年代后期开始，阀式避雷器的保护特性变成 了绝缘配合的基础，只要将它的保护水平乘上一个综合考虑 各种影响因素和必要裕度的系数，就能确定绝缘应有的耐压 水平（惯用法）。 3．绝缘配合统计法 从20世纪60年代以来，国际上出现了一种新的绝缘配合 方法，称为“统计法”。它的主要原则如下：规定出某一可 以接受的绝缘故障，容许冒一定的风险。
电力系统工程基础 华中科技大学 熊信银 PPT课件2发电系统46页PPT
掉进坑里。——黑格尔 32、希望的灯一旦熄灭，生活刹那间变成了一片黑暗。——普列姆昌德 33、希望是人生的乳母。——科策布 34、形成天才的决定因素应该是勤奋。——郭沫若 35、学到很多东西的诀窍，就是一下子不要学很多。——洛克
电力系统工程基础 华中科技大学 熊信 银 PPT课件2发电系统
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
电力系统工程基础 华中科技大学 熊信 银 PPT课件2发电系统
21、没有人陪你走一辈子，所以你要 适应孤 独，没 有人会 帮你一 辈子， 所以你 要奋斗 一生。 22、当眼泪流尽的时候，留下的应该 是坚强 。 23、要改变命运，首先改变自己。
24、勇气很有理由被当作人类德性之 首，因 为这种 德性保 证了所 有其余 的德性 。--温 斯顿． 丘吉尔 。 25、梯子的梯阶从来不是用来搁脚的 ，它只 是让人 们的脚 放上一 段时间 ，以便 让别一 只脚能 够再往 上登。
电力系统工程基础 华中科技大学 熊信银 PPT课件1绪论--概述共55页文档
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中，哪 里没有 法律， 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律，也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
谢谢！
36、自己的鞋子，自己知道紧在哪里。——西班牙
电力系统工程基础 华中科技大学 熊
•
信银
26、我们像鹰一样，生来就是自由的 ，但是 为了生 存，我 们不得 不为自 己编织 一个笼 子，然 后把自 己关在 里面。 ——博 莱索
PPT课件1绪论--概述
•
27、法律如果不讲道理，即使延续时 间再长 ，也还 是没有 制约力 的。— —爱·科 克
•
28、好法律是由坏风俗创造出来的。 ——马 克罗维 乌斯
37、我们唯一不会改正的缺点是软弱。——拉罗什福科
xiexie! 38、我这个人走得很慢，但是我从不后退。——亚伯拉罕·林肯
39、勿问成功的秘诀为何，且尽全力则殆。——孔子
电力系统工程基础华中科技大学熊信银课件1绪论
? 必要性：
寿命 光通量
140
发光效率120
电流/% 100
寿 光通量 命
发光效率
电 流
80
60
电压/% 80 90 100 110 120
效率
cos? 140
电流/%120
效
率
100
cos?
80
60
电 流
电压/%
80 90 100 110 120
图1-3 照明负荷（白炽灯）的电压特性 图1-4 异步电动机的电压特性
（图中的 100%表示额定值）
（图中的 100%表示额定值）
? 电压质量标准：
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
电压允 许波动 和闪变
110
2.0
1.6
0.8
注：220kV系统的电压等级及其选择
?一、电力系统额定电压和最高电压 ?二、电气设备额定电压和最高电压 ?三、电力系统电压等级 ?四、电压等级选择
二、电气设备额定电压和最高电压
?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。
最大的核能发电厂 200万kW（岭澳核电厂， 2×100万kW），
最大抽水蓄能电厂 240万kW（广东抽水蓄能 电厂， 8 ×30万kW ），这也是目前世界上最大 的抽水蓄能电厂。
? 我国电力系统的发展：
年份 1949 1987 1995 2000 2004
寿命 光通量
140
发光效率120
电流/% 100
寿 光通量 命
发光效率
电 流
80
60
电压/% 80 90 100 110 120
效率
cos? 140
电流/%120
效
率
100
cos?
80
60
电 流
电压/%
80 90 100 110 120
图1-3 照明负荷（白炽灯）的电压特性 图1-4 异步电动机的电压特性
（图中的 100%表示额定值）
（图中的 100%表示额定值）
? 电压质量标准：
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
电压允 许波动 和闪变
110
2.0
1.6
0.8
注：220kV系统的电压等级及其选择
?一、电力系统额定电压和最高电压 ?二、电气设备额定电压和最高电压 ?三、电力系统电压等级 ?四、电压等级选择
二、电气设备额定电压和最高电压
?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。
最大的核能发电厂 200万kW（岭澳核电厂， 2×100万kW），
最大抽水蓄能电厂 240万kW（广东抽水蓄能 电厂， 8 ×30万kW ），这也是目前世界上最大 的抽水蓄能电厂。
? 我国电力系统的发展：
年份 1949 1987 1995 2000 2004
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
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电力系统之最：
最大单机： 火电：1000MW（玉环061128、邹县061204）
水电：700MW（三峡）
核电：1000MW（岭澳核电厂） 最大发电厂：
水电：三峡工程， 32×70 万 kW ，年均发电量 846 亿 kW· h，比全世界70万kW机组的总和还多，世界最大发电厂
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Hale Waihona Puke 第八章 电气主接线的设计与设备选择
（4）
二、教学内容及学时安排
第十一章 发输变配电系统的二次系统 第十二章 电力系统内部过电压
（4）
二次系统和二次设备的基本概念；原理接线图、展开接线图和安装接线图的基本概念和 绘制原则；对断路器控制的基本要求，控制开关，断路器控制回路的实现
（6）
（6）
有功功率与频率的关系；电力系统无功功率平衡及其与电压的关系；电力系统调压的基 本思路，中枢点电压管理；电力系统各种调压措施的原理、计算和应用；电网运行经济 性简介（网损概念及计算、最大负荷损耗时间、降损措施）；电力系统稳定性基本概念。
第十章 电力系统继电保护
（4）
继电保护的基本概念、作用、基本原理；继电保护装置的构成，动作电流、返回电流、 返回系数的基本概念；继电保护的“四性”要求；三段式相间短路电流保护的实现原理
第一章
绪论
第一节 电力系统发展概况及前景
第二节 电力系统基本概念
第四节 电力系统的电压等级及其选择
第五节 电力系统中性点接地
HUST_CEEE
第三节 电能质量指标
第一节 电力系统发展概况及前景
一、电力工业发展概况
电力工业发展史上的第一：
火电：1882年上海电气公司； 水电：1912年云南石龙坝2×240kW； 核电：1991年浙江秦山300MW； 输电线路： 1974年甘肃刘家峡水电站陕西关中地区 330kV交流； 1981年河南姚孟火电厂到武汉500kV 交流； 1988年葛州坝水电站到上海南桥变电站±500kV直流； 2005年青海官厅—甘肃兰州东750kV交流； 2008年晋东南—南阳—荆州1000kV交流 2010.06.18：云南省楚雄—广东省广州 ±800kV直流输电工程
第四章 配电系统
配电网基本概念；保护接零的基本概念、原理及分类。
（1） （1）
第五章 电力系统负荷
负荷的基本概念及分类；负荷曲线的基本概念及分类；最大负荷利用小时数Tmax
HUST_CEEE
二、教学内容及学时安排
第六章 电力网的稳态计算 —— 张步涵 第七章 电力系统的短路计算
（6） （10）
电力线路结构、架空输电线路的参数计算和等值电路、变压器的等值电路及参数计算、 元件的电压和功率分布计算、开式电力网（同一电压级、不同电压级）潮流计算
第十三章 电力系统防雷保护
雷电的放电过程和雷电参数；防雷装置的外特性
（2） （1） （0）
第十四章 电力系统绝缘配合
绝缘配合的基本概念；绝缘配合方法
第十五章 现代电力系统的管理
HUST_CEEE
过电压的基本概念和分类；操作过电压产生的基本原理，切除空载变压器、切除空载长 线路、合闸空载线路、电弧接地等产生过电压的机理、过电压倍数及其影响因素、限制 过电压的措施；三种谐振过电压产生的机理、特点、过电压倍数及其影响因素、限制过 电压的措施，电力系统中常见谐振过电压及其防治；工频电压升高基本概念及原理简介
短路故障、标幺制、无限大功率电源供电网络的三相短路、网络简化与转移电抗的计算、 有限容量系统供电网络三相短路电流的实用计算、各元件的负序与零序参数、各序网络 的建立、不对称短路的计算
载流导体的发热和电动力；电气设备选择的一般步骤及计算公式；短路计算点的基本概 念和选择方法；断路器、电抗器的选择
第九章 现代电力系统的运行
我国发电装机容量的几大跨越： 1987 年，突破 1 亿 kW(105 年 ) ； 1995 年 3 月，突破 2 亿 kW ； 2000 年 4 月，突破 3 亿 kW ； 2004 年 5 月，以三峡电站 7 号机组投产发电为标志，我国发电装机突破 4 亿 kW ； 2005 年 10 月突破5亿kW；2006年突破6亿kW ；2007年更突破了7亿kW ；2008年末7.9253亿kW 。
火电：500万kW（北仑电厂，5×60＋2×100万kW）
核电：200万kW（岭澳核电厂，2×100万kW）
抽水蓄能： 8×30万kW（广蓄，世界最大）
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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 人均装机容量 /(kW/人) 0.0043 0.0593 0.094 0.179 0.252 0.339 0.39 0.47 0.54 人均年发电量 /(kW· h/人) 10 266.6 455 831.4 1081.1 1682.5 1890 2156 2464
HUST_CEEE
华中科技大 学-电气工程基 础课件(熊银信 )-第1章-绪论
二、教学内容及学时安排
第一章 绪论
（4）
电力系统、电力网、变电站的定义与分类；大系统联网的技术经济效益简介；电 力系统的特点；对电力系统的要求；电能质量指标；电力系统和电气设备额定电 压及其规定；电压等级与传输功率及传输距离的关系；接地的基本概念和类型； 各种工作接地方式的技术特点、适用电压等级
第二章 发电系统 第三章 输变电系统
（2） （4）
能源的概念与分类，我国的（发电）能源分布和能源政策 发电厂的能量转换；各类发电厂的分类及特点
一次系统和一次设备的基本概念；一次设备的类型；母线、断路器、隔离开关、 输电线路、TA、TV等一次设备；各类电气主接线的接线方式、运行特点、检修 特点、适用场合（注意各类主接线之间的比较）；配电装置的基本概念及分类， 安全净距的概念及ABCDE值简介；保护接地的基本概念、实现原理及分类。