电力工程基础ppt
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电力工程基础(改好)
电力工程基础1、电力系统：由发电厂，变电所，输配电线路和电力用户组成的整体。
2、电力网：在电力系统中，通常将输送、交换和分配电能的设备称为电力网。
3、电力网的分类①地方电力网（110kv以下）②区域电力网（110kv-220kv）③超高压远距离输送电网（330-500kv）4、电力系统的基本参量：总装机容量；年发电量；最大负荷；额定频率；电压等级5、电力系统运行的特点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名日常生活的关系极为密切6、对供电的系统的基本要求①保证供电的可靠性②保证良好的电能质量③为用户提供充足的电能④提高电力系统运行的经济型7、发电厂的类型：火力发电厂、水力发电厂、核电厂、其他能源发电8、变电所的类型L：枢纽变电所、地区变电所、终端变电所9、电压等级的选择对于交流输电而言，一般将35～220k的电压等级称为高压（HV），330kV 及以上、1000kV以下的电压称为超高压（EHV），1000kV及以上的电压称为特高压UHV）一般交流电常用的电压有：110v，220v，380v，3kv，6kv10kv，20kv，50kv，35kv，66kv，110k，220kv，330kv，500kv，750kv等10、电能质量：通过共用电网供给用户端的交流电能的品质。
11、电能质量的指标：频率偏差、电压偏差、电压波动与闪变、谐波三相不平衡、暂时过电压和瞬间过电压。
12、电力系统中性点的运行方式？（1）中性点不接地；（2）中性点经消弧线圈接地；（3）中性点直接接地；中性点不接地系统正常运行时的电路图和相量图0=++CCCB CA I I I ϕωCU I I I I C CC CB CA ====0 中性点对地电压0=U中性点不接地系统发生A 相接地故障时的电路图和相量图⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫=-=+='=-=+='=-=+='CA A C C C BA A B B BAA A A U U U U U U U U U U U U U U U U U 0000在数值上ϕU U U C B3='='13.各种接地方式适用于哪种场合？单相接地电流小于30A 的3~10kV 电力网； 单相接地电流小于10A 的35kV 电力网。
最全的电力工程基础知识(PPT82页)
值，以MW、GW计。
4. 额定频率：50Hz
5. 最高电压等级：指系统中最高电压等级线路的额定电压，
以kV计 。
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2020/4/9
四、电力系统的特点
1．电能不能大量储存。 2．电力系统的过渡过程十分短暂。 3．与国民经济各部门的关系密切。
五、对电力系统的基本要求
1．保证供电的可靠性。 2．保证良好的电能质量。 3．为用户提供充足的电能。 4．提高电力系统运行的经济性。
全所停电后，将使该地区中断供电；
2终．端工变业电所企：业是供电电网的系末统端变电所，主要由地区变电所供电，其高压侧
为10～110kV，全所停电后，将使用户中断供电。
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的供电电压变换为6～10kV的 高压配电电压，给厂区各车间变电所或高压电动机供电。
2．水电厂的总发电功率： P 9.8QH
3．水电厂的分类 ➢堤坝式水电厂 ✓坝后式：如三门峡、刘家峡、丹江口、三峡水电站 ✓河床式：如葛洲坝水电站 ➢引水式水电厂 ➢抽水蓄能电站
4．水电厂的组成：水库、水轮1机4 、电力系统
2020/4/9
1.2 发电厂的生产过程
5．水电厂的生产过程（见图1-4）
图1-6为供电线路上的 电压变化示意图。
24 图1-6 供电线路上的电压变化示意20图20/4/9
1.3 电力系统的电压与电能质量
变压器的额定电压
➢变压器其载的中供一电5%次时用绕一于、组补二：偿次相变绕压当组器于上满的是用电设备，其额定电压应
与电网的电额压定损电失；压另相外同5。%用于补
偿线路上的电压损失，用于
电力工程基础课件
第三章 电力网
❖ 3.1 概述 ❖ 3.2 电力系统元件参数和等效电路 ❖ 3.3 电力网的电压计算 ❖ 3.4 输电线路导线截面的选择
2020/5/12
河北科技大学电气工程系
1
3.1 概述
一、电力网的接线方式
1．开式电力网: 由一条电源线路向电力用户供电。 分为单回路放射式、干线式、链式和树枝式等，如图3-1所示。
➢低压树干式接线：所开关设备较少，有色金属消耗量较少， 但供电的可靠性较低，适用于供电给容量较小且分布较均匀的 用电设备。
➢低压环式接线：供电可靠性较高，在低压配电电缆的任一段 线路上发生故障或检修时，都不致造成用户长时间供电中断， 适用于住宅楼群区。
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河北科技大学电气工程系
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
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图河北3-1科2技大裸学导电线气的工构程造系
a）单股线 b）多股绞线 c）钢芯铝绞线
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
架空导线的型号有： TJ——铜绞线 LJ——铝绞线，用于10kV及以下线路 GJ——钢绞线，用作避雷线 LGJ——钢芯铝绞线，用于35kV及以上线路
✓档距：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空线 路的档距（或跨距）。
线路或多回路电缆线路进行供电，并尽可能在两侧都有电源，
如图3-3所示。
2020/5/12
河北科技大学电气工程系
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图3-3 两侧电源供电的双回路高压源自电网3.1 概述➢由于城网变电所相距较近，高压线路的故障机会较少，因此 也可采用图3-4所示双T接线或图3-5所示的三T接线方式。
图3-4 电缆线路的双T接线
图3-6 放射式接线
❖ 3.1 概述 ❖ 3.2 电力系统元件参数和等效电路 ❖ 3.3 电力网的电压计算 ❖ 3.4 输电线路导线截面的选择
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3.1 概述
一、电力网的接线方式
1．开式电力网: 由一条电源线路向电力用户供电。 分为单回路放射式、干线式、链式和树枝式等，如图3-1所示。
➢低压树干式接线：所开关设备较少，有色金属消耗量较少， 但供电的可靠性较低，适用于供电给容量较小且分布较均匀的 用电设备。
➢低压环式接线：供电可靠性较高，在低压配电电缆的任一段 线路上发生故障或检修时，都不致造成用户长时间供电中断， 适用于住宅楼群区。
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
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图河北3-1科2技大裸学导电线气的工构程造系
a）单股线 b）多股绞线 c）钢芯铝绞线
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3.2 电力系统元件参数和等值电路
架空导线的型号有： TJ——铜绞线 LJ——铝绞线，用于10kV及以下线路 GJ——钢绞线，用作避雷线 LGJ——钢芯铝绞线，用于35kV及以上线路
✓档距：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空线 路的档距（或跨距）。
线路或多回路电缆线路进行供电，并尽可能在两侧都有电源，
如图3-3所示。
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图3-3 两侧电源供电的双回路高压源自电网3.1 概述➢由于城网变电所相距较近，高压线路的故障机会较少，因此 也可采用图3-4所示双T接线或图3-5所示的三T接线方式。
图3-4 电缆线路的双T接线
图3-6 放射式接线
电力工程基础_第二版_PPT教案
其结构和原理与电磁型电流继电器相似，在供配电系统 中多用低电压（欠电压）继电器。
➢动作电压：能使继电器产生动作的最高电压，称为继电器 的动作电压，用Uop.K表示。 ➢返回电压：能使继电器返回到原始位置的最低电压，称为 继电器的返回电压，用Ure.K表示。 ➢返回系数：是指继电器的返回电压与动作电压的比值。
➢ 当IK≤Ire时，VT1又变为导通，VT2又变为截止，触发器 又翻转到起始状态，继电器也随之复位。
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2021/6/5
2．集成电路型电流继电器
✓由集成电路构成的静态继电器，也是由电压形成回路、整 流滤波回路、逻辑回路和执行回路四部分组成，但在具体构 成时也有些差别。 ✓电压形成回路与晶体管继电器相同，整流滤波回路由运算 放大器构成，逻辑回路由CMOS等数字电路构成。 ✓为了减小直流电压的脉动系数，减轻滤波负担，在整流电 路中采用的是由运算放大器构成的全波整流电路或裂相整流 电路。 ✓为了消除暂态过程中非周期分量及各种谐波分量的影响， 滤波回路一般都采用高品质因数的带通有源滤波器。
电力工程基础_第二版_
会计学
1
6.1 继电保护的基本知识
一、继电保护的作用
电力系统继电保护装置是一种能反应电力系统中电气元 件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出 信号的一种自动装置。
它的基本任务是：
➢自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使 非故障部分迅速恢复正常运行. ➢能正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要求发出 报警信号、减负荷或延时跳闸。
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2021/6/5
6.2 常用保护继电器
一、电磁型继电器（DL型）
1．电磁型电流继电器
结构：如图6-3所示。
工作原理：当在继电器线圈中
➢动作电压：能使继电器产生动作的最高电压，称为继电器 的动作电压，用Uop.K表示。 ➢返回电压：能使继电器返回到原始位置的最低电压，称为 继电器的返回电压，用Ure.K表示。 ➢返回系数：是指继电器的返回电压与动作电压的比值。
➢ 当IK≤Ire时，VT1又变为导通，VT2又变为截止，触发器 又翻转到起始状态，继电器也随之复位。
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2．集成电路型电流继电器
✓由集成电路构成的静态继电器，也是由电压形成回路、整 流滤波回路、逻辑回路和执行回路四部分组成，但在具体构 成时也有些差别。 ✓电压形成回路与晶体管继电器相同，整流滤波回路由运算 放大器构成，逻辑回路由CMOS等数字电路构成。 ✓为了减小直流电压的脉动系数，减轻滤波负担，在整流电 路中采用的是由运算放大器构成的全波整流电路或裂相整流 电路。 ✓为了消除暂态过程中非周期分量及各种谐波分量的影响， 滤波回路一般都采用高品质因数的带通有源滤波器。
电力工程基础_第二版_
会计学
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6.1 继电保护的基本知识
一、继电保护的作用
电力系统继电保护装置是一种能反应电力系统中电气元 件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出 信号的一种自动装置。
它的基本任务是：
➢自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使 非故障部分迅速恢复正常运行. ➢能正确反应电气设备的不正常运行状态，并根据要求发出 报警信号、减负荷或延时跳闸。
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6.2 常用保护继电器
一、电磁型继电器（DL型）
1．电磁型电流继电器
结构：如图6-3所示。
工作原理：当在继电器线圈中
电力工程基础课件_孙丽华_第二版_第3章
2016/4/8 11
3.2 电力系统元件参数和等值电路
一、电力线路的结构
1．架空线路
架空线路主要由导
线、避雷线（即架空地 线）、杆塔、绝缘子和 金具等部件组成，如图 3-10所示。
图3-10 架空线路的结构
导线和避雷线：导线的作用是传导电流、输送电能；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。
21
二、输电线路的参数计算及等值电路
1．输电线路的参数计算
l 电阻： 单根导线的直流电阻为：R A
导线的交流电阻比直流电阻增大0.2%～1%，主要是因为： 应考虑集肤效应和邻近效应的影响；
导线为多股绞线，使每股导线的实际长度比线路长度大; 导线的额定截面（即标称截面）一般略大于实际截面。
图3-16 双绕组变压器的等效电路 a）Γ型等效电路 b）励磁支路用功率表示的等效电路
c）简化等效电路
2016/4/8
注意：变压器等值电路中的电纳的符号与线路等值电路中电纳的符号相 反，前者为负，后者为正；因为前者为感性，后者为容性。
28
电阻RT：
2 由于 Pk PCu 3I N RT 10 3 2 SN 2 RT 10 3 UN
按材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。
按用途分：有直线杆塔（中间杆塔）、转角杆塔、耐张杆 塔（承力杆塔）、终端杆塔、换位杆塔和跨越杆塔等。
2016/4/8 14
档距：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空
线路的档距（或跨距）。
弧垂：导线悬挂在杆塔的绝缘子上，自悬挂点至导线最低 点的垂直距离称为弧垂。
g1 Pg U
2
10 3
因此， G g1l
Pg 为实测线路单位长度的电晕损耗功率（kW/km）。 式中，
3.2 电力系统元件参数和等值电路
一、电力线路的结构
1．架空线路
架空线路主要由导
线、避雷线（即架空地 线）、杆塔、绝缘子和 金具等部件组成，如图 3-10所示。
图3-10 架空线路的结构
导线和避雷线：导线的作用是传导电流、输送电能；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。
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二、输电线路的参数计算及等值电路
1．输电线路的参数计算
l 电阻： 单根导线的直流电阻为：R A
导线的交流电阻比直流电阻增大0.2%～1%，主要是因为： 应考虑集肤效应和邻近效应的影响；
导线为多股绞线，使每股导线的实际长度比线路长度大; 导线的额定截面（即标称截面）一般略大于实际截面。
图3-16 双绕组变压器的等效电路 a）Γ型等效电路 b）励磁支路用功率表示的等效电路
c）简化等效电路
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注意：变压器等值电路中的电纳的符号与线路等值电路中电纳的符号相 反，前者为负，后者为正；因为前者为感性，后者为容性。
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电阻RT：
2 由于 Pk PCu 3I N RT 10 3 2 SN 2 RT 10 3 UN
按材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。
按用途分：有直线杆塔（中间杆塔）、转角杆塔、耐张杆 塔（承力杆塔）、终端杆塔、换位杆塔和跨越杆塔等。
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档距：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空
线路的档距（或跨距）。
弧垂：导线悬挂在杆塔的绝缘子上，自悬挂点至导线最低 点的垂直距离称为弧垂。
g1 Pg U
2
10 3
因此， G g1l
Pg 为实测线路单位长度的电晕损耗功率（kW/km）。 式中，
电力工程基础 孙丽华 第二版 第4章精品PPT课件
抗标幺值
X
*
。
图4-2的等效电路图如图4-3所示。
图4-3 图4-2的等效电路图
注意：求电源到短路点的总电抗时，必须是电源与短路点直接相连 的电抗，中间不经过公共电抗。当网络比较复杂时，需要对网络进 行化简，求出电源至短路点直接相连的电抗（即转移电抗）。
不对称短路产生的不平衡磁场，会对附近的通讯系统及弱 电设备产生电磁干扰，影响其正常工作 。
29.11.2020
河北科技大学电气信息学院
4
二、短路的种类
➢对称短路： 三相短路k（3）
➢不对称短路：
两相短路k（2） 单相接地短路k（1） 两相接地短路k（1,1）
进行短路电流计算的目的： 选择合理的电气接线图 选择和校验各种电气设备 合理配置继电保护和自动装置
换算成统一基准值的标幺值。 换算方法是：
➢先将以额定值为基准的电抗标幺值
X
* N
还原为有名值，即
XXN * XN
XN *
UN 2 SN
➢选定Sd和Ud，则以此为基准的电抗标幺值为：
Xd *X Xd XU Sd d2XN *U SN N 2 U Sd d2
若取 Ud UNUav，则
X
* d
X
* N
Sd SN
图4-பைடு நூலகம் 短路的类型
a）三相短路 b）两相短路 c）、 d）单相接地短路 e）、f）两相接地短路
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河北科技大学电气信息学院
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一、概述
4.2 标幺制
在短路电流计算中，各电气量的数值，可以用有名值表示， 也可以用标幺值表示。通常在1kV以下的低压系统中宜采用 有名值，而高压系统中宜采用标幺值。
电力工程基础第一章绪论课件
2008年底，内蒙古赤峰市成为我国第一
个地市级百万千瓦风电基地。
2020/11/4
15
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
2020/11/4
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。
2020/11/4
10
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。
2020/11/4
预计到2020年，广东核电装机总容量 将达到2400万千瓦。
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 第二版 第5章ppt课件
3．交流电弧的特性与熄灭 交流电弧的特性
图5-1 交流电弧的伏安特性及电弧电流、电压波形
a）伏安特性 b）电流、电压波形图
16.04.2020
.
6
交流电弧的熄灭
交流电弧过零后，弧隙中同时存在着两个对立的过程： ➢弧隙介质强度的恢复过程：弧隙的绝缘能力由熄弧后的较 低值逐渐向正常值恢复的过程，取决于灭弧介质和灭弧装置 的结构； ➢弧隙电压的恢复过程：弧隙电压从熄弧电压经电磁振荡逐 渐恢复到电源电压的过程，取决于电路参数和负荷性质。
1—主闸刀底座 2—接地静触头 3—出线座 4—导电带 5—绝缘子 6—轴承座 7—伞齿轮 8—接地刀闸
16.04.2020
.
24
隔离开关的型号：
隔离开关的操作机构：手动式、电动式和气动式
16.04.2020
.
25
四、高压负荷开关
结构特点：有简单的灭弧装置。 功能：可以接通或断开正常的负荷电流，但不能切断短路 电流；多与高压熔断器配合使用。有明显的断开点，具有隔 离开关的作用。 负荷开关的分类：
利用真空作为灭弧介质和绝缘介质 的，其触头装在真空灭弧室内。图5-7 为真空断路器灭弧室的结构。
目前，国际上真空断路器的设计、制 造单位主要是德国西门子公司和ABB 公司两大派别。西门子公司的代表产 品有3AF、3AG及3AH等；ABB公司 的代表产品有VD4。
16.04.2020
图5-7 真空断路器的灭弧室结构
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.
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六、低压断路器（低压自动开关或空气开关）
功能：既能带负荷通断电 路，又能在线路发生短路、 过负荷、低电压（或失压） 等故障时自动跳闸。
1. 低压断路器的工作原理
✓过流脱扣器： 用于短路或 过负荷保护； ✓失压（欠压）脱扣器：用 于失电压或欠电压保护；
图5-1 交流电弧的伏安特性及电弧电流、电压波形
a）伏安特性 b）电流、电压波形图
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交流电弧的熄灭
交流电弧过零后，弧隙中同时存在着两个对立的过程： ➢弧隙介质强度的恢复过程：弧隙的绝缘能力由熄弧后的较 低值逐渐向正常值恢复的过程，取决于灭弧介质和灭弧装置 的结构； ➢弧隙电压的恢复过程：弧隙电压从熄弧电压经电磁振荡逐 渐恢复到电源电压的过程，取决于电路参数和负荷性质。
1—主闸刀底座 2—接地静触头 3—出线座 4—导电带 5—绝缘子 6—轴承座 7—伞齿轮 8—接地刀闸
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隔离开关的型号：
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：可以接通或断开正常的负荷电流，但不能切断短路 电流；多与高压熔断器配合使用。有明显的断开点，具有隔 离开关的作用。 负荷开关的分类：
利用真空作为灭弧介质和绝缘介质 的，其触头装在真空灭弧室内。图5-7 为真空断路器灭弧室的结构。
目前，国际上真空断路器的设计、制 造单位主要是德国西门子公司和ABB 公司两大派别。西门子公司的代表产 品有3AF、3AG及3AH等；ABB公司 的代表产品有VD4。
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图5-7 真空断路器的灭弧室结构
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六、低压断路器（低压自动开关或空气开关）
功能：既能带负荷通断电 路，又能在线路发生短路、 过负荷、低电压（或失压） 等故障时自动跳闸。
1. 低压断路器的工作原理
✓过流脱扣器： 用于短路或 过负荷保护； ✓失压（欠压）脱扣器：用 于失电压或欠电压保护；
电力工程基础培训课件(ppt 60张)
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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%）
4
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
24
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。
25
三 峡 水 电 站
26
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)
5
6
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。
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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式中，b、c为二项式系数，查书中表2-7；c Px 为由x台容量
最大用电设备投入运行时增加的附加负荷（kW）；b 该用电设备组的平均负荷（kW）。
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P 为
e
2.3 确定计算负荷的方法
2．对不同工作制的多组用电设备
Q30 (c Px ) max
0.2
0.5
1.73
0.228+0.759=0.987
负荷总计
P30=30.38kW Q30=49.37kvar S30=57.97kVA
I30=88.1A
与例2-1（S30=29.67kVA ，I30=45.1A）比较可知，按二项
用电设备额定功率 PN 之比值，即
Pmax P30 Kd PN PN
2．利用系数Ku：负荷曲线中的平均计算负荷Pav与全部用电
设备额定功率PN 之比值，即
Pav Ku PN
3．二项式系数b、c。
2013-12-2 河北科技大学电气工程系 11
2.3 确定计算负荷的方法
一、概述
计算负荷
Q30/kvar 23.53 S30/kVA I30/A
0.5
1.73
13.6
2
3
5
5
0.8
0.8
0.75
4
3
3
吊车组
1
3
3.795
0.15
0.5
1.73
0.569
0.984
小计 负荷总计 （ K 0.9 ）
34
93
93.795
18.169
27.514
16.35
24.76
29.67
45.1
单相负荷的设备容量： 当单相用电设备的总容量不超过三相用电设备总容量的 15%时，其设备容量可直接按三相平衡负荷考虑；当超过15% 时，应将其换算为等效的三相设备容量，再同三相用电设备一 起进行三相负荷计算。换算方法如下： 单相设备接于相电压时：Pe 3Pe.m 式中， Pe为等效三相设备容量（kW）； e.m 为最大负荷相所 P 接的单相设备容量（kW）。 单相设备接于同一线电压时： Pe 3Pe. 式中， Pe. 为接于同一线电压的单相设备容量 （kW）。
式中， K 为同时系数 ，查书中表2-5 。
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2.3 确定计算负荷的方法
例2-1（P35）
电力负荷计算表
序 号 1 用电设备 名称 金属切削 机床组 通风机组
设备容量/kW
台数 铭牌值 30 85 换算值 85 0.16 Kd cos
tan P30/kW
分比值，即
t t 100 % 100 % T t t0
吊车：标准暂载率有15%、25%、40%和60%四种
电焊机：标准暂载率有50%、65%、75%和100%四种
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2.1 电力负荷与负荷曲线
三、负荷曲线
1．负荷曲线的分类 按性质分：有功负荷曲线和无功负荷曲线 按负荷持续时间分：日负荷曲线、月负荷曲线和年负荷曲线 2．负荷曲线的绘制 日负荷曲线（图2-1） ：逐点描绘法、梯形曲线法 年负荷曲线： 年最大负荷曲线（图2-2 ）： 或称运行年负荷曲线。
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2.1 电力负荷与负荷曲线
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
Wt Pav t
年平均负荷为（图2-5）:
Wa Pav 8760
负荷系数 KL：平均负荷与最大 负荷的比值，即
图2-5 年平均负荷
Pav KL Pmax
2013-12-2
KL越大，负荷曲线越平坦，负荷波动越小。
供电方式:由双回路供电。 3．三级负荷：所有不属于一、二级负荷的电力负荷。 供电方式:对供电电源无特殊要求。
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2.1 电力负荷与负荷曲线
二、用电设备的工作制
1．连续运行工作制（长期工作制） 2．短时运行工作制（短时工作制） 3．断续周期工作制（反复短时工作制） 暂载率（负荷持续率）：指设备工作时间与工作周期的百
2013-12-2 河北科技大学电气工程系 15
2.3 确定计算负荷的方法
一般情况：应先将接于线电压的单相设备容量换算为接于 相电压的设备容量，换算公式如下： A相:
PA p AB A PAB pCA A PCA
B相:
QA q AB A PAB qCA A PCA PB p BC B PBC p AB B PAB QB qBC B PBC q AB B PAB
求计算负荷的方法有：需要系数法、二项式系数法、利 用系数法和单位产品耗电量法等。
二、按需要系数确定计算负荷
1．设备容量Pe的确定 对长期工作制的用电设备： Pe PN 对反复短时工作制的用电设备：其设备容量是指换算到统 一暂载率下的额定功率。
折算方法：按同一周期等效发热条件进行换算。
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河北科技大学电气工程系
9
2.1 电力负荷与负荷曲线
一、计算负荷的意义
一般中小截面导体的发热时间常数τ 为10min以上，而导体通过电流达到 稳定温升的时间大约为3τ～4τ，即载 通过负荷的统计计算求出的、用以按发热条件选择导体 流导体大约经半小时（30min）后可 和电气设备的一个假想的持续负荷值，称为计算负荷，用Pc 达到稳定温升值
电力工程基础
第二章 电力负荷计算
湖南工业大学电气学院
第二章 电力负荷计算
2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7
电力负荷与负荷曲线 计算负荷及有关系数 确定计算负荷的方法 尖峰电流的计算 功率损耗与电能损耗计算 企业计算负荷的确定 无功功率补偿
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荧光灯应考虑镇流器中的功率损失（约为灯泡功率的20%）， 其设备容量应为灯管额定功率的1.2倍；
高压水银荧光灯和金属卤化物灯也应考虑镇流器中的功率损 失（约为灯泡功率的10%），其设备容量可取灯管额定功率 的1.1倍。
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2.3 确定计算负荷的方法
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2.3 确定计算负荷的方法
确定用电设备组的计算负荷时，应考虑以下几种因素： 各用电设备因工作情况不同，可能不同时工作，因此应考 虑一个同时使用系数 K ; 各用电设备在工作时，不一定全部在满负荷下运行，因此 各用电设备的平均效率 e ; 线路的供电效率 W L 。 因此，用电设备组的计算负荷为: 应考虑一个负荷系数 K ; L
x
P
/kW 85
e
P
cos b 0.14 0.65 c 0.4 0.25 0.5 0.8
tans
计算负荷P30/kW
/kW 37.5 5
1 2
切削机床 通风机组
1.73 0.75
11.9+15=26.9 3.25+1.25=4.5
3
吊车组
1
3（ε=40% ） 3.795(ε=25% ）
0.06
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2.3 确定计算负荷的方法
二、按二项式系数法确定计算负荷
1．对同一工作制的单组用电设备
P30 c Px b Pe Q30 P30 tan 2 2 S 30 P30 Q30 I 30 S 30 3U N
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，如图2-4所 8760 示。 Wa 0 pdt Tmax Pmax 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。 河北科技大学电气工程系 2013-12-2
2.3 确定计算负荷的方法
1 Q I Rt ，当R、Q一定时，I t
2
而P I，同一周期的 t， 因此P
∴
1
Pe PN
N
吊车电动机组（包括电葫芦、起重机、行车等 ）的设备容
量：指统一换算到ε=25%时的额定功率（kW），即
Pe PN
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取冬季为213天，夏季为152天，则图中功率P1所占时间为：
T1 (t1 t1 ) 213
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2.1 电力负荷与负荷曲线
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
P 对需要计及效率的单台用电设备（如电动机）： 30 Pe
3．用电设备组的计算负荷
Q30 P30 tan 2 2 S 30 P30 Q30 I 30 S 30 3U N P30 K d Pe
式中，P30 、 Q30、 S30的单位分别为kW、kvar、kVA；Kd为需 要系数，查书中表2-3。
N 2 PN N 25
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河北科技大学电气工程系
2.3 确定计算负荷的方法
电焊机及电焊变压器的设备容量：指统一换算到ε=100%
时的额定功率（kW），即
Pe PN
N PN N S N cos N N 100
照明设备的设备容量： 白炽灯、碘钨灯的设备容量：等于灯泡上标注的额定功率；