电气工程基础--第9章
电气工程基础
1.N-1法则：是电力系统可靠性评估或设计的一条准则，是指系统在失去任一元件后，对系统的影响能控制在规定的范围以内。
2.发电站或变电所的电气主接线是由发电厂或变电所的所有高压电气设备通过连接线组成的用来接受和分配电能的电路。
又称电气一次接线图或电气主系统。
电气主接线是发电厂和变电所电气部分的主题，是电力系统网络结构的重要组成部分。
一般采用单线图要满足可靠性，灵活性和经济性3频率，电压和波形是电能质量的三个基本指标额定电压等级3,6，10，20,35,63,110,220,330,500,750用户处的额定电压比电网额定电压5%±发电机+5%UAV为各元件所在处的平均额定电压，与各级额定电压相应的平均电压规定为525,345,230，115，37,10.5,6.3，3.15变压器一次侧=电网电压或发电机二次侧比同级电网高%10.4.电力系统运行特点1．电能的生产和使用同时完成2.正常输电过程和故障过程都非常迅速3.具有很强的地区性特点4与国名经济各部门关系密切大电网优点：1.合理利用资源，提高系统运行经济效益2.较少总负荷峰值充分利用装机容量，降低备用3.提高供电可靠4.效率电力系统运行基本要求：供电安全可靠2.保证电能的良好质量3.保证电力系统运行的稳定性4,。
保证运行人员和电气设备工作的安全5.保证电力系统运行的经济性电力系统用户用电设备所消耗的电功率的总合称为电力系统的综合负荷。
简称负荷。
符合加上电力网的功率损耗成为电力系统的供电负荷，供电负荷与发电厂的厂用电之和称为电力系统的发电负荷一些名词：网损率：在同一时间内，电力网的损耗电量占供电量的百分比，称为电力网的损耗率，简称网损率或线损率。
最大负荷损耗时间：如果线路中疏松的功率一直保持为最大负荷功率Smax，在τ小时内的能量消耗恰好等于线路的全年实际电能损耗，则称τ为最大负荷损耗时间耗量特性：反应发电设备单位时间内能量输入（F）和输出功率（P）关系的曲线。
电气工程概论第九章
《电气工程概论》
本章的主要内容
1
2 3
载流导体的发热和电动力 主变压选择 电气主接线选择 电气设备选择
4
54
第一节 载流导体的发热和电动力
1 2
一、概述
二、均匀导体的长期发热
3
4 54
三、导体的短时发热
四、短路时载流导体的电动力
第一节 载流导体的发热和电动力
一、概述
发热：导体和电器通过电流时将产生损耗，这些损耗都 将转变成热量使导体和电器的温度升高。 发热对导体和电器的影响有： （1）使绝缘材料的绝缘性能降低。 （2）使金属材料的机械强度下降。 （3）使导体的接触电阻增加。 电动力：载流导体有电流通过时，载流导体之间还有相 互作用力。
fsN CN
3．熔断器的开断电流校验
I Nbr Ish （或 I '' ）
第四节 电气设备选择
4．熔断器选择性校验
为了保证前后两级熔断器之间、熔断器与电源（或负
荷）保护装置之间动作的选择性，应进行熔体选择性校验 。各种型号熔断器的熔体熔断时间可由制造厂提供的安秒 特性曲线上查出。保护电压互感器用的熔断器，只需按额 定电压及断流容量两项来选择。当短路容量较大时，可考
I Rθdt mCθd
2 kt
短路电流热效应方程：
1 Ak 2 Qk Ai S
第一节 载流导体的发热和电动力
三、导体的短时发热
2．热效应 Qk 的计算
2 Qk I kt dt ( 2 I pt cosωt inp0 e 0 0 tk tk tk t Ta
) 2 dt
第四节 电气设备选择
2．额定电流选择 熔断器的额定电流选择，包括熔断器熔管额定电流的选择和熔 体额定电流的选择。 为了保证熔断器不致损坏，高压熔断器的熔管(壳体)额定电流 I ftN 应大于熔体的额定电流 I fsN IftN IfsN 为了防止熔体在通过变压器励磁涌流及电动机自启动等冲击电 流时误熔断 IfsN KI max 对于保护电力电容器的高压熔断器，当系统电压升高或波形畸 变引起回路电流涌流时不应熔断 I KI
注册电气工程师(供配电)《公共基础考试》复习全书【核心讲义+强化训练】(第九章)【圣才出品】
第九章计算机应用基础第一节计算机系统【本节知识框架】【历年考点一览表】说明：若上表中有重复题号，源于部分题目涉及多个考点。
一、计算机的发展（见表9-1-1）1946年2月，人类历史上第一台数字电子计算机ENIAC诞生了，它标志着人类社会计算机时代的开始。
它的严重缺陷在于不能存储程序。
为了解决存储程序问题，1946年6月，著名数学家冯·诺依曼提出了“存储程序”和“程序控制”的概念，为现代计算机的体系结构奠定了理论基础。
1981年美国IBM公司推出的个人计算机（PC，Personal Computer），最终导致了计算机应用的社会化与家庭化。
表9-1-1计算机发展的四个时代二、现代计算机的分类1．按年代分类表9-1-2计算机按年代分类2．按硬件分类表9-1-3计算机按硬件分类三、计算机系统的特点及组成（硬件和软件部分）1．计算机系统的特点（1）使用单一的处理部件来完成计算、存储以及通信的工作；（2）存储单元是定长的线性组织；（3）存储空间的单元是直接寻址的；（4）使用低级机器语言，指令通过操作码来完成简单的操作；（5）对计算进行集中的顺序控制；（6）计算机硬件系统由运算器、存储器、控制器、输入设备、输出设备五大部件组成并规定了它们的基本功能；（7）采用二进制形式表示数据和指令；（8）在执行程序和处理数据时必须将程序和数据从外存储器装入主存储器中，然后才能使计算机在工作时能够自动地从存储器中取出指令并加以执行。
2．计算机系统的组成计算机系统的组成包括：①硬件，指构成计算机系统的物理实体（或物理装置），如主板、机箱、键盘、显示器和打印机等；②软件，指为运行、维护、管理和应用计算机所编制的所有程序的集合。
图9-1-1给出了计算机硬件系统组成框图。
图9-1-1计算机硬件系统组成（1）计算机硬件系统①中央处理器（CPU）CPU主要由运算器、控制器、寄存器等组成。
运算器按控制器发出的命令来完成各种操作。
电气工程基础习题
5Ω
V
10Ω
3Ω
题 2-6 图
2-7 某单相负荷从 416V 的输电线上以 cosφ = 0.9 滞后吸收 10kW 功率
1） 求该负荷所吸收的复功率 2） 求该负荷上流经的电流
3） 求该负荷的吸收的功率表达式 p(t)
3
第三章 电力系统负荷的运行特性及数学模型
3-1 什么是日负荷曲线？如何根据有功日负荷曲线求出一日消耗的总电能？ 3-2 在负荷的静态特性中，负荷与哪些因素有关？在负荷的动态特性中，负荷与哪些因素有
输送容量之比和电抗与电阻比值。
5
第五章 电力变压器参数及模型
5-1 一台 SFL-15000/110 型双绕组变压器，额定容量为 15MVA，额定变比为 110/11kV，其 试验参数为 Pk=133kW，P0=50kW，Uk﹪=10.5，I0﹪=3.5，试计算归算到高压侧的各参 数并画出等值电路。
关？ 3-3 某用电负荷的年平均负荷曲线如图所示。试求：全年消耗电能、最大负荷利用小时数。
题 3-3 图 3-4 画出异步电动机的等值电路，并描述其无功功率与电压的静态关系。 3-5 负荷综合特性常用哪几种模型来描述？
4
第四章 输电线的参数及模型
4-1 为什么要对三相线路进行换位？ 4-2 30km 长的架空输电线路导线型号为 LGJQ-300，其导线直径为 23.76mm，导线等距离水
电气工程基础配套习题集
上海交通大学电气工程系 2003 年 6 月
1
第一章 引论
1-1 电能与其他形式的能量相比有什么优点？ 1-2 为什么提高电压能够降低线路损耗？ 1-3 试标出下图所示电力系统中各设备的额定电压。题 1-3 图（b）中 T3 的送电方向是由 110kV
电工基础第九章电子教案
课题＊第九章直流电动机与常用特种电机* 第一节直流电机* 第二节直流电动机的控制* 第三节常用特种电动机课型新课授课班级授课时数 2 教学目标1．了解直流电机的结构掌握其工作原理和励磁方式。
2.了解直流电动机的控制。
3.了解三种常用特种电机的结构和简单工作原理。
教学重点直流电机的构造和原理。
教学难点直流电机的控制。
学情分析教学效果新课教后记ﻬＡ.复习交流异步电动机工作原理。
Ｂ.新授课* 第一节直流电机直流发电机与直流电动机在理论上是可逆的。
一、直流电机的构造(一）定子定子由机座、主磁极、换向磁极、电刷组件组成,如图所示。
（个别提问)(介绍性讲解)(结合演示讲解)定子的横剖平面图如图所示。
1.机座用铸钢或铜板焊成,用作支撑和保护整机结构，同时又是电机磁路的一部分,有良好的导磁性能和机械强度。
２．主磁极由铁心和励磁绕组组成。
铁心由极身和极靴两部分组成,如图所示。
励磁绕组绕在铁心外面,主磁极的作用是在励磁绕组中通入励磁电流时产生主磁通。
3.换向磁极换向磁极的作用是为了改善换向性能,减小换向火花。
换向磁极与转子间气隙较大,涡流较小，可用整块钢制成。
其上的绕组一般与电枢绕组串联，用横截面较大的铜导线绕制。
4.电刷组件电刷组件由电刷、刷握、刷杆、刷杆座及压紧弹簧组成，如图所示。
电刷内有用细铜丝编织成的刷辫与外电路导通，从而连接电枢、电刷及电路，引入或导出电枢电流。
(二）电枢电枢又称转子，作用是在励磁磁场作用下，产生感应电动势和电磁转矩，实现电能与机械能之间的转换。
其结构如图所示。
1．电枢铁心电机磁路的另一部分，为减小涡流由硅钢片叠压而成。
在电区外缘有嵌放绕组的铁心槽，整个铁心固定在转动轴上，随轴一起转动。
２.电枢绕组由绝缘铜导线或扁铜线在模具上绕制成型后嵌放在转子铁心槽中,伸出铁心槽的端部，均用非磁性丝带扎紧，每个线圈的首尾端，均按一定规律，焊接到换向片上。
３.换向器由若干个楔形铜片装成一圆柱体,片与片之间用云母绝缘。
电气工程基础电子教案
电气工程基础电子教案第一章：电气工程概述1.1 电气工程的定义与发展历程1.2 电气工程的主要领域与分支1.3 电气工程的应用与重要性1.4 电气工程的基本原理与技术指标第二章：电路基础理论2.1 电路的基本概念与元件2.2 电路的基本定律与分析方法2.3 交流电路的分析与计算2.4 电路的优化设计与故障诊断第三章：电子技术基础3.1 半导体器件的基本原理与特性3.2 晶体管放大电路设计与分析3.3 数字电路的基本组成与逻辑运算3.4 模拟电路与数字电路的综合应用第四章：电气设备与系统4.1 变压器的基本原理与应用4.2 电动机的工作原理与控制技术4.3 发电机与电网的运行与管理4.4 电力电子设备及其在电气系统中的应用第五章：电气工程设计与施工5.1 电气工程设计的基本原则与流程5.2 电气施工图的绘制与解读5.3 电气设备的安装与调试技术5.4 电气工程项目的管理与验收标准第六章：电力系统分析6.1 电力系统的概述与结构6.2 电力系统的稳定性与优化6.3 电力系统的短路分析6.4 电力系统的暂态过程分析第七章：控制理论与技术7.1 控制系统的定义与分类7.2 经典控制理论的基本原理7.3 现代控制理论及其应用7.4 电气工程中的控制策略与实践第八章：通信技术在电气工程中的应用8.1 电气工程通信系统的基本原理8.2 无线通信技术在电气工程中的应用8.3 电力线通信技术及其发展8.4 工业以太网与现场总线技术第九章：电气安全与保护9.1 电气事故的类型与原因9.2 电气安全规范与标准9.3 电气保护装置的原理与设计9.4 电气系统的故障诊断与维护第十章：电气工程的未来发展趋势10.1 新能源技术在电气工程中的应用10.2 智能电网与分布式发电10.3 电力电子技术的创新与应用10.4 电气工程领域的挑战与机遇重点和难点解析重点环节1：电气工程的定义与发展历程解析：电气工程作为一个历史悠久且不断发展的学科，其定义和范围随着技术的进步而演变。
电气CAD第九章
电气工程CAD 多媒体课件
电气工程CAD 多媒体课件
∆ 9.2 三维坐标系统
AutoCAD 2015使用的是笛卡儿坐标系。AutoCAD 2015使用的 直角坐标系有两种类型。一种是绘制二维图形时常用的坐标系，即世 界坐标系(WCS)，由系统默认提供。世界坐标系又称为通用坐标系或 绝对坐标系。对于二维绘图来说，世界坐标系足以满足要求。为了方 便创建三维模型，AutoCAD 2015允许用户根据自己的需要设定坐标 系，即另一种坐标系——用户坐标系(UCS)。合理地创建UCS，用户 可以方便地创建三维模型。
指定一点： 将坐标原点移动到新的一点
a) 原坐标系
b) 指定一点
两点坐标： 确定了Z轴方向
3
2
1 c) 指定两点
1 d) 指定三点
图9-2 指定原点确定坐标系
2 指定三点
1、2、3点确定XY平面 第3点确定Y轴方向
电气工程CAD 多媒体课件
●面(F):将UCS与三维实体的选定面对齐。要选择一个面，请在 此面的边界内或面的边上单击，被选中的面将亮显，UCS的X轴将与 找到的第一个面上的最近的边对齐。选择该项，系统提示：
本章主要介绍三维绘图的常用操作，包括三维坐标系统的使用， 基本三维实体的绘制，三维实体的编辑，三维实体的布尔运算，三维 实体的着色与渲染等内容。并通过一个具体的实例让读者体会三维绘 图的基本过程。
∆ 9.1 三维绘图常用工栏
图9-1为三维绘图常用工具栏，其中图9-1e所示“建模”工具栏 在其他版本的CAD中也称“实体”工具栏。
∆ 2．自由动态观察 【命令激活方式】
电气工程CAD 多媒体课件
命令行：3DFORBIT
菜单：“视图”→“动态观察”→“自由动态观察”
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》习题集2版
第1章电力系统的基本概念1-1 电力网、电力系统与动力系统的定义就是什么？基本构成形式如何？1-2 对电力系统运行的基本要求就是什么？1-3 电力系统的电气接线图与地理接线图有何区别？1-4 电力系统的额定电压就是如何确定的？系统各元件的额定电压如何确定？1-5 目前我国电力系统的额定电压等级有哪些？额定电压等级选择确定原则有哪些？1-6 电力系统的接线方式有哪些？各自的优、缺点有哪些？1-7 联合电力系统的优越性有哪些？1-8 根据发电厂使用一次能源的不同,发电厂主要有哪几种型式？1-9 电力变压器的主要作用就是什么？主要类别有哪些？1-10 架空线路与电缆线路各有什么特点？1-11 直流输电与交流输电比较有什么特点？1-12 电力系统的结构有何特点？比较有备用与无备用接线形式的主要区别。
1-13 为什么要规定电力系统的电压等级？主要的电压等级有哪些？1-14 试述我国电压等级的配置情况。
1-15 电力系统各个元件(设备)的额定电压就是如何确定的？1-16 某一60kV电力线路长为100km,每相导线对地电容为0、005 F/km,当电力线路末端发生单相接地故障时,试求接地电容电流值(60kV系统中性点经消弧线圈接地)。
1-17 电力网的额定电压就是怎样规定的？电力系统各类元件的额定电压与电力网的额定电压有什么关系？1-18 升压变压器与降压变压器的分接头就是怎样规定的？变压器的额定变化与实际变化有什么区别？1-19 电能生产的主要特点就是什么？对电力系统运行有哪些基本要求？1-20 根据供电可靠性的要求,电力系统负荷可以分为那几个等级？各级负荷有何特点？1-21 电能质量的基本指标就是什么？1-22 直流输电与交流输电相比较,有什么特点？1-23 电力系统的结构有何特点？比较有备用与无备用接线形式的主要区别？1-24 我国电力系统的中性点运行方式主要有哪些？各有什么特点？1-25 电能质量的三个主要指标就是什么？各有怎样的要求？1-26 电力系统的主要特点就是什么？1-27 电力网的接线方式中,有备用接线与无备用接线,各有什么特点？1-28 什么就是开式网络？什么就是闭式网络？它们各有什么特点？ 1-29 您知道各种电压等级单回架空线路的输送功率与输送距离的适宜范围不？1-30 电力系统的部分接线示于题图1-30,各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。
《电气工程基础》习题集(2版)
第1章电力系统的基本概念1-1 电力网、电力系统和动力系统的定义是什么？基本构成形式如何？1-2 对电力系统运行的基本要求是什么？1-3 电力系统的电气接线图和地理接线图有何区别？1-4 电力系统的额定电压是如何确定的？系统各元件的额定电压如何确定？1-5 目前我国电力系统的额定电压等级有哪些？额定电压等级选择确定原则有哪些？1-6 电力系统的接线方式有哪些？各自的优、缺点有哪些？1-7 联合电力系统的优越性有哪些？1-8 根据发电厂使用一次能源的不同，发电厂主要有哪几种型式？1-9 电力变压器的主要作用是什么？主要类别有哪些？1-10 架空线路与电缆线路各有什么特点？1-11 直流输电与交流输电比较有什么特点？1-12 电力系统的结构有何特点？比较有备用和无备用接线形式的主要区别。
1-13 为什么要规定电力系统的电压等级？主要的电压等级有哪些？1-14 试述我国电压等级的配置情况。
1-15 电力系统各个元件(设备)的额定电压是如何确定的？1-16 某一60kV电力线路长为100km，每相导线对地电容为0.005 F/km，当电力线路末端发生单相接地故障时，试求接地电容电流值(60kV系统中性点经消弧线圈接地)。
1-17 电力网的额定电压是怎样规定的？电力系统各类元件的额定电压与电力网的额定电压有什么关系？1-18 升压变压器和降压变压器的分接头是怎样规定的？变压器的额定变化与实际变化有什么区别？1-19 电能生产的主要特点是什么？对电力系统运行有哪些基本要求？1-20 根据供电可靠性的要求，电力系统负荷可以分为那几个等级？各级负荷有何特点？1-21 电能质量的基本指标是什么？1-22 直流输电与交流输电相比较，有什么特点？1-23 电力系统的结构有何特点？比较有备用和无备用接线形式的主要区别？1-24 我国电力系统的中性点运行方式主要有哪些？各有什么特点？1-25 电能质量的三个主要指标是什么？各有怎样的要求？1-26 电力系统的主要特点是什么？1-27 电力网的接线方式中，有备用接线和无备用接线，各有什么特点？1-28 什么是开式网络？什么是闭式网络？它们各有什么特点？1-29 你知道各种电压等级单回架空线路的输送功率和输送距离的适宜范围吗？1-30 电力系统的部分接线示于题图1-30，各电压级的额定电压及功率输送方向已标明在图中。
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：
电工学9
3
体内电阻
人体电阻 皮肤电阻
体内电阻约500，与接触 电压无关
皮肤电阻随皮肤表面的干湿 洁污状态和接触电压而变。
人体电阻的平均值为2000，下限为1700 。
安全电流取30mA，人体电阻取1700 ，则人体允 许持续接触的安全电压为：
U 30 mA 1700 50 V
当针长为1~2m时，圆钢直径为16mm，钢管直 径为25mm； 烟囱顶上的避雷针，圆钢直径为20mm。 当避雷针较长时，针体则由针尖和不同管径的 管段组成。 避雷针对建筑物的防雷保护是有一定范围的。 其保护范围是以它能防护直击雷的锥形空间来表示。
有关避雷针的防护范围参见国家标准《建筑物 防雷设计规范》GBJ57修订本或有关设计手册。
21
2、 民用建筑物的防雷等级 第一类：具有重大政治意义的建筑物。如重要的国 家机关、宾馆、大会堂、国际机场等；主 要建筑物、国家级重点文物保护的建筑物。
第二类：重要的公共建筑物。如大型百货商场、大型 影剧院；按当地雷电活动情况确定需要防雷 者；建筑群高度在25米以上的建筑物。 第三类：重点的建筑物。如雷害较多的建筑；在建筑 群中最高的建筑；高度在15米以上的水塔、 烟囱等孤立建筑物。
24
2）避雷线： 是装在架空输电线路上的导线，一般采用截面不小 于35mm2的镀锌钢绞线。 3）避雷带和避雷网：
采用直径不小于8mm的圆钢或截面不小于48mm2、厚度不 小于4mm的扁钢，沿建筑物易受雷击的部位（如屋脊、女儿墙 等）装设一周，高出屋面100~150mm，支持卡间距离1~1.5m， 两根平行的避雷带之间的距离要小于或等于10m，并必须经 1~2根以上的引下线与接地装置可靠连接，这样整个屋面就认 为全部被保护了。避雷网相当于屋面上纵横敷设的避雷带组成 的网格。所需材料与做法基本与避雷带相同。
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
电气工程基础复习资料_百度文库
10.常用自动装置：了解三种装置的作用及基本原理] 11．了解操作电源类型 第八章 了解远距离输电线路、柔性输电技术、高压直流输电的最基本知识。 第九章
1．电介质的极化、电导、损耗 2．气体放电规律 3．绝缘的老化 4．预防性试验 5．过电压的类型 6．雷电过电压及其防雷保护
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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。
大学_电气工程基础第二版上册(刘笙著)课后答案下载
电气工程基础第二版上册（刘笙著）课后答案下载电气工程基础第二版上册（刘笙著）课后答案下载第1章电力系统概述11.1电力系统的发展历程11.2电力系统基本概念11.3发电系统21.3.1发电能源简介21.3.2火力发电31.3.3水力发电61.3.4风力发电91.3.5核能发电101.3.6太阳能发电141.3.7生物质发电171.3.8潮汐发电191.4电能的质量指标201.5电力系统的电压等级221.6变电站及类型23__小结24习题25第2章电力系统设备262.1汽轮发电机262.2水轮发电机262.3风力发电机272.4输变电设备292.5配电装置322.6高压电器362.6.1断路器362.6.2互感器402.7接地保护44__小结47习题47第3章电气主接线483.1电气主接线概念483.2电气主接线的形式483.2.1概述483.2.2有汇流母线的电气主接线493.2.3无汇流母线的电气主接线543.3主变压器和主接线的选择563.4工厂供电系统主接线573.5建筑配电系统接线593.5.1城网主接线603.5.2农网主接线61__小结62习题62第4章电气二次接线634.1二次接线基本概念634.1.1原理接线图644.1.2安装接线图654.2控制回路674.2.1对控制回路的一般要求684.2.2控制回路的组成684.2.3控制回路和信号回路操作过程分析70 4.3信号回路724.3.1位置信号724.3.2事故信号724.3.3预告信号724.4变电站的综合自动化734.4.1变电站自动化的含义734.4.2变电站综合自动化的发展历程73 4.4.3变电站综合自动化的特点734.4.4变电站综合自动化的基本功能74 4.4.5变电站综合自动化的结构75__小结77习题77第5章电力系统的负荷795.1电力系统负荷的分类795.2电力系统负荷曲线805.3电力系统负荷的计算825.4电网损耗的计算885.5用户负荷的计算905.6尖峰电流的计算915.7功率因数的确定与补偿925.8电力系统负荷的特性955.8.1负荷的静特性与动特性955.8.2负荷的综合特性97__小结98习题99第6章电力网络的稳态分析1006.1输电线路的参数计算与等值电路1006.1.1参数计算1006.1.2等值电路1036.2变压器的参数计算与等值电路1046.2.1双绕组电力变压器1046.2.2三绕组电力变压器1066.2.3自耦变压器1096.2.4分裂绕组变压器1106.3电力网络元件的.电压和功率分布计算111 6.3.1输电线路1116.3.2变压器1136.4电力网络的无功功率和电压调整1146.4.1无功功率调整1146.4.2中枢点电压管理1176.4.3电力系统调压措施1196.5潮流计算1246.5.1同电压等级开式电力网络1246.5.2多电压等级开式电力网络1266.5.3两端供电电力网络功率分布1276.5.4考虑损耗时两端供电电力网络功率和电压分布128 6.6直流输电简介1296.6.1艰难的发展史1296.6.2独特的功能1306.6.3两端直流输电系统1306.6.4直流输电特点及应用范围1316.6.5高压直流输电系统的主要电气设备1326.6.6光明的前景133__小结133习题134第7章电力系统的短路计算1357.1电力网络短路故障概述1357.2标幺值1377.3无限大功率电源供电网的三相短路电流计算1417.4有限容量电力网三相短路电流的实用计算1467.5电力系统各序网络的建立1547.6不对称短路的计算1587.7电力网短路电流的效应159__小结162习题162第8章电力系统的继电保护1648.1继电保护的基本概念1648.1.1继电保护的任务1658.1.2对继电保护装置的要求1658.2继电保护原理1678.3常用保护装置1678.4电流保护1698.4.1单侧电源电网相间短路的电流保护1698.4.2多侧电源电网相间短路的方向性电流保护174 8.4.3大电流接地系统零序电流保护1768.4.4小电流接地系统零序电流保护1808.5距离保护1838.5.1距离保护的基本原理1838.5.2距离保护的主要组成部分1848.5.3影响距离保护正常工作的因素及其防止方法1848.5.4距离保护的整定1918.6电力系统中变压器的保护1968.6.1变压器的纵差动保护1978.6.2变压器的电流和电压保护2008.6.3变压器的瓦斯保护2038.7电力电容器的保护2058.8线路的自动重合闸2098.8.1自动重合闸的要求和特点2098.8.2单侧电源线路的三相一次自动重合闸2108.8.3双侧电源线路的三相一次自动重合闸2118.8.4具有同步检定和无电压检定的自动重合闸2138.8.5自动重合闸动作时限选定原则2148.8.6自动重合闸与继电保护的配合2158.8.7单相自动重合闸2168.8.8综合自动重合闸简介2188.8.9自动重合闸在750kV及以上特高压线路上的应用218 __小结219习题220第9章电力系统的安全保护2219.1防雷保护2219.1.1雷电的基本知识2219.1.2防雷保护装置2229.1.3输电线路的防雷保护2259.1.4发电厂的防雷保护2299.1.5变电站的防雷保护2319.2绝缘配合2349.3电气装置的接地236__小结237习题238第10章电力系统电气设备的选择23910.1电气设备选择遵循的条件23910.2高压电器的选择24010.2.1按正常工作条件选择高压电气设备240 10.2.2按短路条件校验24110.3低压电器的选择24210.4高压断路器的选择24510.5隔离开关及重合器和分段器的选择24610.6互感器的选择24710.6.1电流互感器的选择24710.6.2电压互感器的选择24910.7限流电抗器的选择24910.8电力系统母线和电缆的选择252 10.8.1母线的选择与校验25210.8.2电缆的选择与校验254__小结255习题256第11章电力工程设计25711.1电气工程绘图基本知识25711.2电气设备图形符号26011.3电力工程CAD介绍26911.3.1软件工程术语26911.3.2系统环境26911.4工厂供电设计示例27311.4.1工厂供电的意义和要求273 11.4.2工厂供电设计的一般原则274 11.4.3设计内容及步骤27411.4.4负荷计算及功率补偿27511.4.5变压器的选择27711.4.6短路计算27711.4.7导线、电缆的选择28011.4.8高、低压设备的选择28111.4.9变压器的继电保护28111.4.10变压器的瓦斯保护28311.4.11二次回路操作电源和中央信号装置284 11.4.12电测量仪表与绝缘监视装置28711.4.13防雷与接地28811.5变电站电气主接线设计290__小结292习题292第12章电力系统运行29312.1有功功率及频率的调整29312.2无功功率及电压的调整29612.3系统运行的稳定性30612.4电网运行的经济性308__小结311习题311电气工程基础第二版上册（刘笙著）：内容简介点击此处下载电气工程基础第二版上册（刘笙著）课后答案电气工程基础第二版上册（刘笙著）：目录电气工程基础为21世纪高等学校规划教材。
电气工程基础PE_09
HUST_CEEE
2、有功负荷在运行机组 间的最优分配
三、电力系统的频率调整
1、频率调整的必要性
频率是衡量电能质量的指标之一，频率质量 下降的危害： 异步电动机的转速与输出功率； 各种电气设备均按额定频率设计； 频率降低，无功损耗增加，无功平衡和电 压调整变得困难。
2、电力系统的频率特性
第一节电力系统有功功率与频率的调整第二节电力系统无功功率与电压的调整第三节电力网运行的经济性第四节电力系统运行的稳定性第九章现代电力系统的运行第一节电力系统有功功率与频率的调整一电力系统的有功功率平衡二电力系统有功功率的分配三电力系统的频率调整gili2有功功率电源和备用容量总装机容量
第九章 现代电力系统的运行
二、中枢点的电压管理
中枢点指反映系统电压水平的主要发电厂或枢 纽变电站的母线，系统中大部分负荷由这些节点 供电。根据负荷对电压的要求及电压损耗的实际 情况，确定中枢点的电压允许调整范围（负荷点 电压UA和UB的允许变化范围均为(0.95~1.05)UN ）。
0～8时：U(A)=UA+△UA=(0.95~1.05)UN+0.04UN=(0.99~1.09)UN 8～24时：U(A)=UA+△UA=(0.95~1.05)UN+0.1UN=(1.05~1.15)UN
HUST_CEEE
三、电力系统的调压措施
调压的原理
发电机通过升压变压器、线路和降压变压器向用户供电，要求调 整负荷节点b的电压Ub。略去线路的电容充电功率和变压器的激磁 功率，忽略串联支路的功率损耗，变压器的参数均已归算到高压侧。 b点的电压 ： PR QX
U
b
(U
G
K 1 U ) / K
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PL L dF1 ( P 1) 0 P dP P 1 1 1 PL L dF2 ( P2 ) 0 dP2 P2 P2 L PL L dF1 ( Pn ) 0 P dPn Pn n
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10-1 负荷频率机制
2004/5
二、频率负荷机制
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2 f
原动机输入功率
PT PG
PT PG PT PG
发电机输出电磁功率
三、我国频率规定：fN＝50Hz，频率偏差范围为±0.2～0.5Hz 电力运行的一大特点：电能不能储存！
1
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10－4有功功率平衡与发电厂间负荷的最优分配
2004/5
λ
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λ1(P1)
λ2(P2)
λ
P1
P2
PG
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10－4有功功率平衡与发电厂间负荷的最优分配
2004/5
(2) 计及不等式约束
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n
n
L L最小 0 Pi
L dF1 ( P 1) 0 P dP 1 1 L dF2 ( P2 ) 0 dP2 P2 L L dF1 ( Pn ) P dP 0 n n
dF ( P ) dF1 ( P dF ( P ) 1) 2 2 L n n dP dP2 dPn 1
dF1 ( P PL 1 1) (1 ) dP P 1 1
网损微增率 网损修正系数
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10－4有功功率平衡与发电厂间负荷的最优分配
2004/5
（3）讨论
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一定：
PL Pi
Fi Pi
相对出力少
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F P
μ 和λ 关系：
P
耗量微增率λ ：耗量特性曲线上 某点切线的斜率。
F dF lim P 0 P dP
单位相同、概念不同பைடு நூலகம்数值一 般不相等 数值相等情况
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10－4有功功率平衡与发电厂间负荷的最优分配
2004/5
2 机组间负荷最优分配的等耗量微增率原则 －－不考虑网损 目的：全系统（厂）供应同样大小的有功功率负荷在单位时间内的能耗 量最小
PT
G
PG
PL
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10-1 负荷频率机制
2004/5
四、有功功率负荷的变动及其分类控制
系统负荷可以看作由以下三种具有不同变化规律的变动负荷组成：
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（1）变动周期小于10s，变化幅度小 调速器 频率的一次调整
（2）变动周期在（10s，180s），变化幅度较大
水电厂： (1)无需支付燃料费用 (2)受水库容量限制 (3)可调范围大。机组 投切增减负荷不增 加能耗，时间短 (4)有强迫功率，视不 同水电厂而定
核电站： (1)一次投资大 (2)运行费用小 (3)承担急剧负荷变动、 投切时，需增加能 耗，时间长
调峰机组
承担基荷
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(1)热备用
(2)冷备用
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10－4有功功率平衡与发电厂间负荷的最优分配
2004/5
二、有功功率电源的最优组合
有功功率电源的最优组合是指各发电厂（机组）在承担系统负荷时的 合理组合 各类发电厂的运行特点：
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火电厂： (1)需支付燃料费用 (2)最小技术出力 (3)可调范围小 (4)热电厂中，热负荷 输出功率是强迫功 率 (5)运行效率与蒸汽参 数有关：高温高压> 中温中压
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衡量电能质量的一个重要指标：频率 保证电力系统频率合乎标准是电力系统运行调整的一项基本任务 一、频率的影响
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影响产品质量：异步电动机转速与输出功率有关 影响精确性：电子技术设备 影响汽轮发电机叶片
频率能否维持一致？ 频率如何维持一致？
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2004/5
1 2 L n
等耗量微增率原则
根据λi,，可得各机组的出力：
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P 1 F 1 (1 ) 1 P2 F2 (2 ) L 1 Pn Fn (n )
P
Gi
PLi PLoss ,
备用容量：
作用：为了保证供电可靠性及电能质量合格，系统电源容量应大于发电负荷 定义：备用容量 ＝ 系统可用电源容量 － 发电负荷 分类： 按作用分： 按其存在形式分：
(1)负荷备用：满足负荷波动、 计划外的负荷增量 (2)事故备用：发电机因故退 出运行能顶上的容量 (3)检修备用：发电机计划检 修 (4)国民经济备用：满足工农 业超计划增长
Pi min Pi Pi max
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（2）求解 建立增广目标函数：
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L Fi ( Pi ) ( Pi PL PL )
i 1 i 1
n
n
L L最小 0 Pi
Pi Pi min : 置Pi＝Pi min
其他机组按等耗量微增率原则进 行重新分配
1 P P P : P ＝F i min i i max i i (i )
Pi Pi max : 置Pi＝Pi max
其他机组按等耗量微增率原则进 行重新分配
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10－4有功功率平衡与发电厂间负荷的最优分配
10－4有功功率平衡与发电厂间负荷的最优分配
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各类发电厂（机组）的合理组合
基本原则：合理利用水资源，分枯水期与洪水期区别对待有调节能力的水电机组
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调峰 基荷 (1) (2) (3) (4) (5) (6)
基荷 调峰
中温中压
高温高压 热电厂可调 当地燃料火电厂 核电站 无调节水电厂、强迫功率
调频器 频率的二次调整
（3）变动周期最大，变化幅度最大：气象、生产、生活规律
根据预测 负荷，在 各机组间 进行最优 负荷分配
频率的三次调整
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10－4有功功率平衡与发电厂间负荷的最优分配
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一、有功功率平衡与备用容量
有功功率平衡：
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（2）然后考虑不等式约束对优化结果的影响
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求解 ：（1）只计及等式约束、忽略不等式约束 建立增广目标函数： L
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F ( P ) ( P P )
i 1 i i i 1 i L
《电气工程基础》
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第十章 电力系统的有功功 率和频率调整
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主要内容
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负荷－频率机制 频率调整 系统有功功率平衡
系统备用容量
有功功率经济分配：等耗量微增率原则
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10－4有功功率平衡与发电厂间负荷的最优分配
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三、发电厂间负荷的经济分配 1 发电机组的耗量特性 概念：
耗量特性：发电机组单位时间内 消耗的能源与发出有功功率的关系
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F
F f ( P)
比耗量μ：耗量特性曲线上某点 纵坐标与横坐标的比值。
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3. 火电厂间负荷的最优分配 G
计及网损时的最优分配 通过网络传输电能，产生功率损耗
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G G
系统
（1）数学模型
min F F1 ( P 1 ) F2 ( P 2 ) L FN ( P N)
st.
P P
i
L
PL 0
约束条件1：等式约束
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数学模型
min F F1 ( P 1 ) F2 ( P 2 ) L FN ( P N)
st.PL P 1P 2 L P N P i
Pi min Pi Pi max
约束条件1：等式约束
约束条件2：不等式约束
求解步骤 ：（1）只计及等式约束、忽略不等式约束