武汉大学 电气工程基础课件(上)
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电气工程基础(上)_武汉大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年
电气工程基础（上）_武汉大学中国大学mooc课后章节答案期末考试题库2023年1.幂函数式模型中，PU、Pf分别为（）。
答案:负荷有功功率的电压特性系数和频率特性系数2.适用于将功率从低压向中压和高压系统馈送的三绕组变压器的绕组排列方式为答案:铁心中压低压高压3.无备用接线方式的供电可靠性（）有备用接线方式。
答案:低于4.旁路断路器的作用是（）答案:出线断路器检修时，可代替该出线断路器工作5.规程规定，频率偏移不超过( )时由主调频厂负责调频。
（）答案:0.2Hz6.异步电动机激磁电抗消耗的无功功率，和（）的平方成正比。
答案:电压7.提高负荷（），减少网络中无功功率的传送，能够有效降低网损。
答案:功率因数8.某输电系统中变压器T1的额定容量为25MV·A、额定变比为110/10.5kV、短路电压百分数Uk%=10.5。
请计算当系统基准功率取为125MV·A，基准电压取为平均额定电压时，变压器T1的等值电抗标幺值为（）。
答案:0.5259.对于架空输电线路的正序，负序和零序电抗分别为X1，X2和X0，则三者的大小关系为答案:X1=X2<X010.如两相直接接地短路特殊相的正序电流的有效值为1，则故障电流可能的最小有效值为：答案:1.511.启动事故调频措施时，在各级调度的统一指挥下，根据事故严重程度，依次选择下列措施（）。
答案:投入旋转备用容量（或旋转备用机组），迅速起动备用发电机组选取合适地点，将系统解列运行分离厂用电，以确保发电厂能迅速恢复正常，与系统并列运行切除部分负荷12.系统中的无功电源功率容量要大于或等于下列哪些量之和。
（）答案:厂用电的无功需求网络中的无功功率损耗负荷的无功功率一定的无功备用容量13.电力系统的频率主要取决于系统有功功率的平衡。
答案:正确14.规定发电机的额定电压比所接电力网的额定电压高10％，用于补偿电力网上的电压损失。
答案:错误15.我国规定的电力网额定电压等级500kV，是指三相交流系统的相对地电压。
《电气工程基础》课件
03
核能发电厂
利用核裂变反应产生的热能，通 过热能转换为机械能，再带动发
电机发电。
02
水力发电厂
利用水流的势能和动能，通过水 轮机带动发电机发电。
04
风力发电厂
利用风能驱动风力发电机旋转， 通过发电机将机械能转换为电能
。
电力系统的组成与结构
发电机组
负责将其他形式的能源转换为电能。
变压器
用于升高或降低电压，以适应不同输电和用 电需求。
电力系统的功能是实现电能的集中 生产、传输、分配和消费，保障社 会生产和生活对电能的持续需求。
电力系统的重要性
电力系统是现代社会的重要基础设 施，对经济发展、社会进步和人民 生活水平的提高具有重要意义。
发电厂类型与工作原理
01
火力发电厂
利用化石燃料（煤、油、气）燃 烧产生的热能，通过热能转换为 机械能，再带动发电机发电。
电机的分类与原理
• 步进电机：根据工作原理可分为永磁式、反应式和混合式 。
电机的分类与原理
电机原理
基于电磁感应定律，当磁场发生变化时，会在导体中产生感应电动势，从而产生电 流。
电机的旋转原理基于磁场和电流的相互作用，通过改变电流和磁场的方向，实现电 机的旋转。
变压器的原理与结构
变压器原理
利用电磁感应定律，当一次绕组上施加交流电压时，会在一次绕组中产生交变电流，从而在 二次绕组中产生感应电动势。
输电线路
负责传输电能，通常由架空线路和电缆组成 。
变电站
负责汇集、分配和调节电能，包括变压器、 开关设备和无功补偿装置等。
电力系统的运行与控制
电力系统的运行状态
正常运行状态、警戒状态、紧急状态和崩溃状态。
电气工程基础引论课件
控制系统的数学模型
总结词
解释线性时不变控制系统的基本概念和特点 。
详细描述
线性时不变控制系统是指系统的动态行为可 以用线性微分方程或差分方程来描述，且系 统参数不随时间变化的系统。这类系统具有 叠加性和时不变性，即多个输入产生的输出 等于单个输入产生的输出，且系统对相同的 输入产生的响应不随时间变化。
电子与通信
集成电路、电子设备、通信系 统等的设计与制造。
自动化与智能控制
工业自动化、智能家居、智能 交通等领域的控制系统的设计
与实现。
02
电路基础
电路的基本概念
电路
由电源、负载、开关和 导电路径组成的闭合回
路。
电流
电荷在导体中流动的现 象，方向从高电位流向
低电位。
电压
电场力将单位正电荷从 高电位点移到低电位点
传输、分配和消费的系统。
电力系统的重要性
电力系统是现代社会运转的基础， 保障了工业、商业和居民的电力需 求。
电力系统基本构成
包括电源、电网和负荷三部分，其 中电源负责发电，电网负责传输电 能，负荷则是各类电力用户。
电力系统分析
稳态分析
研究电力系统的运行状态，分析系统的电压、电 流、功率和频率等参数，确保系块芯片上，实现一定的 电路或系统功能。
集成电路具有小型化、高性能、低功耗等特点，广泛应用于 计算机、通信、消费电子等领域。集成电路的设计和制造需 要先进的工艺和技术，是现代电子工业的重要支柱之一。
04
控制理论
控制系统的基本概念
总结词
概述控制系统的定义、组成和分类。
总电阻。
电路的分析方法
支路电流法
节点电压法
通过列写电路的KVL和KCL方程，解出各支 路电流的方法。
《电气工程基础》课件
电气工程基础知识
本节课将介绍电气工程的基本概念，包括电流、电压、电阻和功率。我们将探讨电路元件、欧姆定律和基本电 路分析技术。
电路分析与计算
1
分析方法
学习不同的电路分析方法，如基尔霍夫定律和戴维南定理，以解决复杂电路中的 问题。
2
计算技巧
掌握电路计算的技巧，如串并联电阻的计算、电压和电流分配的规律。
《电气工程基础》PPT课 件
欢迎来到《电气工程基础》PPT课件。本课程将带您深入了解电气工程的基础 知识，探索电路分析与计算、电力系统与电能转换、控制与自动化以及实验 与实践的内容。
课程介绍
通过本节课，您将了解本课程的目标、学习方法和评估方式。我们将深入研究电气工程的基础概念和原理，并 展示它们在实际应用中的重要性。
3
仿真软件
使用电路仿真软件进行电路分析和验证，以加深对电路行为的理解。
电力系统与电能转换
电力分配
学习电力系统中的电力分配 流程和组件，如变压器和变 频器。
电能转换
了解电能转换技术和设备， 如发电机和变流器，以及能 源转换的效率和可持续性。
能源管理
探讨能源管理的重要性，包 括节能和可再生能源的应用。
控制与自动化
控制系统
自动化技术
可编程包括传感器、执行器和控制器。
介绍自动化技术在电气工程中的 应用，如工业自动化和智能家居。
学习可编程逻辑控制器的工作原 理和编程技巧，以实现自动化控 制和流程优化。
电气工程学基础第一讲优秀课件
的实际方向，电路如何求解？
AB：电流方向
A IR B
+
R
+
_ E1
E2_
解决方法：
(1) 在解题前先设定一个方向，作为参考方向；
(2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关系、 的代数表达式；
(3) 根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。
R
dl
S
二、电路及连接3
第一节 直流电路
1.串联电路
⑴电阻串联
电阻首尾依次相连 电流只有一条通路
各电阻流过的电流都相等
u u 1 u k u n
n
ReqR 1 Rk Rn Rk k1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ⑵电源串联
第一节 直流电路
前一个电源的负极→后一个电源的正极
u s u s1 u s nu s k
2.并联电路
2.电位、电压
⑴电位：（在电场中定义→电路中） 电场中某点的电位，在数值上等于单位正 电荷沿任意路径从该点移动到无限远处的 过程中，电场力所做的功。
⑵参考点：在电场中电位等于零的点。 （通常以大地或无限远处为参考点） 电位 > 0 → 正值 电位 < 0 → 负值
⑶电压：电场中两点之间的电位差
第一节 直流电路
1.电流的热效应
⑴热效应： 电流通过导体时自由电子碰撞，电能转换为热能。
： ⑵热效应大小 QI2Rt W
Q——导体产生的热量，焦耳（J） I——导体中通过的电流，安培（A） R——电路的电阻，欧姆（） t——电流通过导体的时间，秒（s） W——消耗的电能，（KW·h)、焦耳（J）
第一节 直流电路
AB：电流方向
A IR B
+
R
+
_ E1
E2_
解决方法：
(1) 在解题前先设定一个方向，作为参考方向；
(2) 根据电路的定律、定理，列出物理量间相互关系、 的代数表达式；
(3) 根据计算结果确定实际方向： 若计算结果为正，则实际方向与假设方向一致； 若计算结果为负，则实际方向与假设方向相反。
R
dl
S
二、电路及连接3
第一节 直流电路
1.串联电路
⑴电阻串联
电阻首尾依次相连 电流只有一条通路
各电阻流过的电流都相等
u u 1 u k u n
n
ReqR 1 Rk Rn Rk k1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ⑵电源串联
第一节 直流电路
前一个电源的负极→后一个电源的正极
u s u s1 u s nu s k
2.并联电路
2.电位、电压
⑴电位：（在电场中定义→电路中） 电场中某点的电位，在数值上等于单位正 电荷沿任意路径从该点移动到无限远处的 过程中，电场力所做的功。
⑵参考点：在电场中电位等于零的点。 （通常以大地或无限远处为参考点） 电位 > 0 → 正值 电位 < 0 → 负值
⑶电压：电场中两点之间的电位差
第一节 直流电路
1.电流的热效应
⑴热效应： 电流通过导体时自由电子碰撞，电能转换为热能。
： ⑵热效应大小 QI2Rt W
Q——导体产生的热量，焦耳（J） I——导体中通过的电流，安培（A） R——电路的电阻，欧姆（） t——电流通过导体的时间，秒（s） W——消耗的电能，（KW·h)、焦耳（J）
第一节 直流电路
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
武汉大学电气工程基础总结(1)
电容效应（法拉效应）：空载长线末端电压高于首端电压的现象潜供电流：在超（特）高压输电线路运行中，时常会发生因雷击闪络等原因所产生的单相电弧接地故障。
在具有单相重合闸的线路中，当故障相被切除后，通过健全相对故障相的静电和电磁耦合，在接地电弧通道中仍将流过不大的感应电流，称为潜供电流或二次电流灵活交流输电系统FACTS的主要特点是以大功率晶闸管部件组成的电子开关代替现有的机电开关，能自如地调节电网电压、功角和线路参数，使电力系统变得更加灵活可控、安全可靠，从而能在不改变现有电网结构的情况下提高其输送能力，增加其稳定性。
静止无功补偿器SVCSCADA系统是电力系统调度自动控制系统，具有对电力系统运行状态的监视（包括信息的收集、处理和显示），远距离的开关操作，自动发电控制及经济运行，以及制表、记录和统计等功能。
它可将电网中各发电厂和变电所的有关数据集中显示到模拟盘上，使整个电力系统运行状态展现在调度员面前，及时将开关变化和数值越限报告给调度员。
过电压倍数K：内过电压的幅值与电网该处最高运行相电压的幅值之比。
自然功率P n=U12/Z c在传输功率等于自然功率条件下线路任意点的电压均与首末端电压相等。
谐振过电压：因系统的电感、电容参数配合不当，出现的各种持续时间很长的谐振现象及其电压升高，称为谐振过电压。
电气一次接线：发电厂和变电站中的一次设备，按其功能和输配电流程，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。
二次接线（二次回路）：将二次设备按照工作要求，互相连接、组合在一起所形成的电路。
二次电气设备一般包括控制和信号设备、测量表计、继电保护装置及各种自动装置等 ,它们构成了发电厂和变电所的二次系统。
近后备保护：在保护安装处的主保护拒动时动作的保护称为近后备保护。
工频电压升高：电力系统在正常运行或故障时可能出现幅值超过最大工作相电压、频率为工频或接近工频的电压升高，称为工频电压升高。
电力系统远动：为了保证整个系统稳定、可靠、安全、经济地运行，必须对全系统进行统一的调度、控制和管理。
电气工程基础通用课件
03 电子技术基础
半导体器件
半导体器件
介绍半导体的基本性质和常见的 半导体器件，如二极管、晶体管 等，以及它们在电路中的作用和 工作原理。
半导体材料
介绍常用的半导体材料，如硅、 锗等，以及它们在制造半导体器 件中的应用。
半导体器件的特性
参数
介绍半导体器件的特性参数，如 伏安特性、频率特性、噪声等， 以及如何选择和使用合适的半导 体器件。
电路的分析方法
电路的分析方法是根据电路的基本定律，对电路进行建模、分析和优化的过程。
常见的电路分析方法包括时域分析、频域分析和复域分析。时域分析关注电路在时间域上的动态行为，频域分析则将电路转 换为频率域进行解析，复域分析则结合了时域和频域的特性，能够全面分析电路的性能。这些分析方法对于理解电路的工作 原理、优化电路设计和提高系统性能具有重要意义。
涉及面广，实践性强，与实际应用 紧密结合。
电气工程发展历程
01
02
03
18世纪
电学研究的萌芽阶段，以 静电和静磁现象的研究为 主。
19世纪
进入电磁现象的研究阶段， 包括电磁感应、交流电等。
20世纪
电子技术和计算机技术的 飞速发展，电气工程领域 不断拓展。
电气工程在现代社会中的应用
电力系统
电子技术
电力电子器件
应用领域
介绍晶体管、可控硅整流器、绝缘栅 双极晶体管等常用电力电子器件的结 构、特性及工作原理。
分析电力电子技术在电力系统、新能 源、智能电网等领域的应用。
变换技术
阐述直流-直流变换、直流-交流变换、 交流-直流变换等基本电力电子变换技 术。
电机控制技术基础
01
控制策略
介绍电机的调速控制、位置控制 等基本控制策略，以及PID控制、 模糊控制等现代控制策略。
电气工程基础课件大全PPT课件
节点电压法
通过已知的电源和电导值求解 未知的电压。
网孔电流法
通过已知的电源和电阻值求解 未知的电流和电压。
叠加定理
将多个电源分别作用在电路中 ，再求出总电流或总电压。
欧姆定律与基尔霍夫定律
欧姆定律
描述电路中电压、电流和电阻之 间的关系。
基尔霍夫定律
描述电路中电流和电压之间的关 系，包括基尔霍夫电流定律和基 尔霍夫电压定律。
应用场景
电机广泛应用于电力、能源、交通和工业等领域，如电动机 、发电机、控制器等；变压器广泛应用于输配电、电机控制 、电子设备等领域，起到变换电压、电流和阻抗的作用。
供配电技术
04
电力系统概述
电力系统组成
电力系统由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成， 主要功能是将一次能源转换为电能，并通过输配电网络向 用户提供安全、可靠、经济、优质的电能。
电源
提供电能，为电路提供电压和 电流。
电路模型
理想元件模型
将实际元件抽象化，表 示其基本特性和参数。
实际元件模型
考虑实际元件的物理特 性和参数，更接近实际
应用。
等效电路模型
将复杂电路简化，便于 分析和计算。
模拟电路模型
用数学方程描述电路行 为，用于计算机模拟和
分析。
电路分析方法
支路电流法
通过已知的电源和电阻值求解 未知的电流。
随着电力系统的规模不断扩大和复杂度不断提高，电力系统自动化已成 为保障电力系统安全、稳定、经济运行的关键手段。
03
电力系统自动化的主要内容
电力系统自动化主要包括发电控制自动化、输电控制自动化、配电自动
化、调度自动化等方面。
远动技术与应用
远动技术的定义
通过已知的电源和电导值求解 未知的电压。
网孔电流法
通过已知的电源和电阻值求解 未知的电流和电压。
叠加定理
将多个电源分别作用在电路中 ，再求出总电流或总电压。
欧姆定律与基尔霍夫定律
欧姆定律
描述电路中电压、电流和电阻之 间的关系。
基尔霍夫定律
描述电路中电流和电压之间的关 系，包括基尔霍夫电流定律和基 尔霍夫电压定律。
应用场景
电机广泛应用于电力、能源、交通和工业等领域，如电动机 、发电机、控制器等；变压器广泛应用于输配电、电机控制 、电子设备等领域，起到变换电压、电流和阻抗的作用。
供配电技术
04
电力系统概述
电力系统组成
电力系统由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成， 主要功能是将一次能源转换为电能，并通过输配电网络向 用户提供安全、可靠、经济、优质的电能。
电源
提供电能，为电路提供电压和 电流。
电路模型
理想元件模型
将实际元件抽象化，表 示其基本特性和参数。
实际元件模型
考虑实际元件的物理特 性和参数，更接近实际
应用。
等效电路模型
将复杂电路简化，便于 分析和计算。
模拟电路模型
用数学方程描述电路行 为，用于计算机模拟和
分析。
电路分析方法
支路电流法
通过已知的电源和电阻值求解 未知的电流。
随着电力系统的规模不断扩大和复杂度不断提高，电力系统自动化已成 为保障电力系统安全、稳定、经济运行的关键手段。
03
电力系统自动化的主要内容
电力系统自动化主要包括发电控制自动化、输电控制自动化、配电自动
化、调度自动化等方面。
远动技术与应用
远动技术的定义
电气基础知识ppt课件.pptx
右手定则
右手定则（又称发电机 定则）：伸开右手，使 拇指与其余四个手指垂 直，并且都与手掌在同 一平面内；让磁感线从 手心进入，并使拇指指 向导线运动方向，这时 四指所指的方向就是感 应电流的方向。这就是 判定导线切割磁感线时 感应电流方向的右手定 则。
左手定则 右手定则
记忆口诀：左通力右生电。
强，用E表示。(单位电荷在电场中受到的电
场力）
b.表达式： E=
F q
（定义式，适用于任意电场）
c.单位： N/C（牛顿/库仑）=V/m（伏特/米）
电压
电压，也称作电势差或电位差，是指电路中两点A、B 之间的电位差(简称为电压)
电压的国际单位制为伏特（V，简称伏），常用的单位 还有毫伏（mV）、微伏（μV）、千伏（kV）等。
电流的方向，是正电荷定向移动的方 向
电阻
电阻R 是带电粒子在导体内流动时与导体分子、原子碰撞而遇到的阻力。
与导体材料、截面积、长度有关。R =ρl/s。
电导G 表示某一种导体传输电流能力强弱程度。单位是Siemens（西门
子），简称西，符号S。 电阻和电导成倒数关系：R=1/G 电阻是所有有功负荷的模型。 阻性负载： 负载在电路中呈现电阻性质，比如白炽灯、电炉丝、电加热器等。 金属性电阻一般随温度升高而增大。
对于电源：从正极到负极取+号，反之取-号。
对于电阻：电流方向与绕行方向相同取+号，反之取-号
3. 开口电压可按回路处理
对回路1： U=0 I2R2 – U2 + UBE = 0
B
++
+
UR1–
1
U2– R2
1 I2
UBE _
E
电气工程基础(1).ppt
电气工程基础
电力网络稳态行为 特性计算
主要内容
❖ 网络计算目的 ❖ 电力线路的电压降落、功率损耗及电能损耗 ❖ 高压电力线路的输送能力 ❖ 简单电力网络中的潮流分布 ❖ 复杂电力系统潮流分布的计算机解法
网络计算目的
❖ 潮流：在发电机母线上功率被注入网络，而 在变（配）电站的母线上接入负荷，其间， 功率在网络中流动。对于这种流动的功率， 电力生产部门称之为潮流。
❖ 如果R<<X,可在忽略R的条件下计算电压降落
电压降落、功率及电能损耗
❖
电压质量指标
电压损耗率%
U1
U2
100
始端电压偏移% U1UNU N 100
பைடு நூலகம்
UN
末端电压偏移% U 2 U N 100 UN
电压调整％ U20 U2 100 UN
电压降落、功率及电能损耗
❖ 电力线路上的功率损耗
功率损耗分为在电阻或电导上产生的有功功
U 2
P 2 R Q 2 X U2
U 2
P 2 X Q 2 R U2
电压降落、功率及电能损耗
U2 U2 jU2
U1 U2 U U2 U2 jU2
U1 U1
U1 U 2 U 2 2 U 2 2
tg 1 U 2
U 2 U 2
电压降落、功率及电能损耗
❖ 三相功率及线电压计算
❖ 配电网潮流算法是配电网络分析的基础，配 电网的网络重构、无功功率优化、状态估计 和故障处理都需要用到配电网潮流数据。
网络计算目的
❖ 潮流分析的一些重要方面如下 ： 1．满足系统经济性运行的要求，每一台发电机的 输出必须接近于预先设定值； 2．必须确保联络线潮流低于线路热极限和电力系 统稳定极限；
电力网络稳态行为 特性计算
主要内容
❖ 网络计算目的 ❖ 电力线路的电压降落、功率损耗及电能损耗 ❖ 高压电力线路的输送能力 ❖ 简单电力网络中的潮流分布 ❖ 复杂电力系统潮流分布的计算机解法
网络计算目的
❖ 潮流：在发电机母线上功率被注入网络，而 在变（配）电站的母线上接入负荷，其间， 功率在网络中流动。对于这种流动的功率， 电力生产部门称之为潮流。
❖ 如果R<<X,可在忽略R的条件下计算电压降落
电压降落、功率及电能损耗
❖
电压质量指标
电压损耗率%
U1
U2
100
始端电压偏移% U1UNU N 100
பைடு நூலகம்
UN
末端电压偏移% U 2 U N 100 UN
电压调整％ U20 U2 100 UN
电压降落、功率及电能损耗
❖ 电力线路上的功率损耗
功率损耗分为在电阻或电导上产生的有功功
U 2
P 2 R Q 2 X U2
U 2
P 2 X Q 2 R U2
电压降落、功率及电能损耗
U2 U2 jU2
U1 U2 U U2 U2 jU2
U1 U1
U1 U 2 U 2 2 U 2 2
tg 1 U 2
U 2 U 2
电压降落、功率及电能损耗
❖ 三相功率及线电压计算
❖ 配电网潮流算法是配电网络分析的基础，配 电网的网络重构、无功功率优化、状态估计 和故障处理都需要用到配电网潮流数据。
网络计算目的
❖ 潮流分析的一些重要方面如下 ： 1．满足系统经济性运行的要求，每一台发电机的 输出必须接近于预先设定值； 2．必须确保联络线潮流低于线路热极限和电力系 统稳定极限；
电气工程基础通用课件
发电厂等。
电力系统构成
电力系统主要由发电机、变压器、输电线路和配电系统等设备组 成，这些设备通过电网连接成一个整体，实现电能的产生、传输
和分配。
发电厂与电力系统之间的关系
发电厂是电力系统的源头，负责产生电能，而电力系统则是电 能的生产、传输和分配网络，保障电力供应的可靠性。
电力系统运行与控制
电力系统运行 电力系统运行是指电能的生产、传输和分配过程，涉及到 发电、输电、变电和配电等多个环节。
电磁辐射与防护包括电磁辐射的产生、传播和影响，以及如何采取屏蔽、滤波 等措施降低电磁辐射对环境和人体的影响。
电气工程中的环保问题
总结词
电气工程中的环保问题主要涉及到能源消耗和废弃物的处理。
详细描述
电气工程中的环保问题包括节能减排、减少废弃物的产生和 排放、降低对环境的影响等，需要采取一系列措施来减少能 源的消耗和废弃物的产生，同时加强废弃物的处理和回收利用。
总结词
电气安全是电气工程中的重要概念， 涉及到设备、线路、人员的安全。
详细描述
电气安全基础包括电气设备的接地、 绝缘、过载保护、短路保护等基本概 念，以及如何正确使用和维护电气设 备，避免发生触电、火灾等事故。
电磁辐射与防护
总结词
电磁辐射是电气工程中的一种常见污染，对环境和人体健康有一定影响。
详细描述
电路的基本元件
电阻器
用于限制电流的元件，其阻值通常由其材料和几 何尺寸决定。
电容器
用于存储电荷的元件，其容值由其几何尺寸和介 质材料决定。
电感器
用于存储磁能的元件，其感值由其几何尺寸和线 圈匝数决定。
电路的基本定律
欧姆定律
流过电阻器的电流与其两端电压 成正比，与电阻成反比。
电力系统构成
电力系统主要由发电机、变压器、输电线路和配电系统等设备组 成，这些设备通过电网连接成一个整体，实现电能的产生、传输
和分配。
发电厂与电力系统之间的关系
发电厂是电力系统的源头，负责产生电能，而电力系统则是电 能的生产、传输和分配网络，保障电力供应的可靠性。
电力系统运行与控制
电力系统运行 电力系统运行是指电能的生产、传输和分配过程，涉及到 发电、输电、变电和配电等多个环节。
电磁辐射与防护包括电磁辐射的产生、传播和影响，以及如何采取屏蔽、滤波 等措施降低电磁辐射对环境和人体的影响。
电气工程中的环保问题
总结词
电气工程中的环保问题主要涉及到能源消耗和废弃物的处理。
详细描述
电气工程中的环保问题包括节能减排、减少废弃物的产生和 排放、降低对环境的影响等，需要采取一系列措施来减少能 源的消耗和废弃物的产生，同时加强废弃物的处理和回收利用。
总结词
电气安全是电气工程中的重要概念， 涉及到设备、线路、人员的安全。
详细描述
电气安全基础包括电气设备的接地、 绝缘、过载保护、短路保护等基本概 念，以及如何正确使用和维护电气设 备，避免发生触电、火灾等事故。
电磁辐射与防护
总结词
电磁辐射是电气工程中的一种常见污染，对环境和人体健康有一定影响。
详细描述
电路的基本元件
电阻器
用于限制电流的元件，其阻值通常由其材料和几 何尺寸决定。
电容器
用于存储电荷的元件，其容值由其几何尺寸和介 质材料决定。
电感器
用于存储磁能的元件，其感值由其几何尺寸和线 圈匝数决定。
电路的基本定律
欧姆定律
流过电阻器的电流与其两端电压 成正比，与电阻成反比。
电气工程培训课件ppt
培训，提高员工的安全意识和环保意识。
THANKS
感谢观看
电气工程领域
包括电机与电力电子、电 力系统、高电压与绝缘技 术、电工理论与新技术等 。
电路基础
电路的基本概念
电路是由导体制成的闭合 回路，用于传输电能。
电路的基本元件
包括电阻、电容、电感等 ，它们在电路中起到不同 的作用。
电路的基本定律
包括欧姆定律、基尔霍夫 定律等，是分析和设计电 路的基础。
电子元件
电气工程施工与管理
总结词
电气工程施工与管理是实现电气工程设计的关键环节，它涉及到施工组织、进度控制、质量控制等多个方面。
详细描述
电气工程施工与管理的主要任务是按照设计要求和施工规范，组织施工队伍进行电气工程的安装、调试和验收。 在这个过程中，需要进行施工组织设计、进度计划制定、质量控制和安全管理等工作。同时，还需要协调各方资 源，确保工程按时按质完成。
电子元件概述
元件特性与选用
电子元件是构成电子设备的基本单元 ，用于实现特定的功能。
了解元件的特性参数和选用原则，对 于电路设计和性能优化至关重要。
常见电子元件
如二极管、晶体管、电阻器、电容器 等，它们在电路中起到关键作用。
电气测量技术
电气测量概述
电气测量是对电学量和非电学量进行测量的技术。
常用测量仪器
经济的持续发展。
电力系统的组成
电力系统由电源、电网和用户三 个部分组成，其中电源包括各类 发电厂，电网包括输电线路、变 电所等，用户包括各种用电设施
。
发电与输电
发电方式
发电方式分为火力发电、水力发电、核能发电、风力发电 和太阳能发电等。不同发电方式具有不同的特点和应用范 围。
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电气工程领域
包括电机与电力电子、电 力系统、高电压与绝缘技 术、电工理论与新技术等 。
电路基础
电路的基本概念
电路是由导体制成的闭合 回路，用于传输电能。
电路的基本元件
包括电阻、电容、电感等 ，它们在电路中起到不同 的作用。
电路的基本定律
包括欧姆定律、基尔霍夫 定律等，是分析和设计电 路的基础。
电子元件
电气工程施工与管理
总结词
电气工程施工与管理是实现电气工程设计的关键环节，它涉及到施工组织、进度控制、质量控制等多个方面。
详细描述
电气工程施工与管理的主要任务是按照设计要求和施工规范，组织施工队伍进行电气工程的安装、调试和验收。 在这个过程中，需要进行施工组织设计、进度计划制定、质量控制和安全管理等工作。同时，还需要协调各方资 源，确保工程按时按质完成。
电子元件概述
元件特性与选用
电子元件是构成电子设备的基本单元 ，用于实现特定的功能。
了解元件的特性参数和选用原则，对 于电路设计和性能优化至关重要。
常见电子元件
如二极管、晶体管、电阻器、电容器 等，它们在电路中起到关键作用。
电气测量技术
电气测量概述
电气测量是对电学量和非电学量进行测量的技术。
常用测量仪器
经济的持续发展。
电力系统的组成
电力系统由电源、电网和用户三 个部分组成，其中电源包括各类 发电厂，电网包括输电线路、变 电所等，用户包括各种用电设施
。
发电与输电
发电方式
发电方式分为火力发电、水力发电、核能发电、风力发电 和太阳能发电等。不同发电方式具有不同的特点和应用范 围。
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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
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
第八章 电气主接线的设计与设备选择
第九章 现代电力系统的运行
（4）
（6）
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
2. 电力工业现代化
高电压、大系统 大电厂、大机组 智能电网
HUST_CEEE
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
地方电力网
变电所D：终端 10 kV
110 kV
变电所B： 中间
35kV
变电所：按其在电力系统
35kV ~ 水力发电厂 ~ 火力发电厂
中的地位分类 枢纽变电所 中间变电所 地区变电所 终端电站所
电力网：按电压等级的高低、供电范围大小的分类
超高压远距离输电网：电压等级为330kV~500kV的网络 区域电力网：电压等级在35kV以上（一般为110kV~220kV） 地方电力网：电压等级在35kV及以下
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。
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。
HUST_CEEE
位次
国家/地区 世 界 岛 威
发电量 （10 亿 kWh） 19845 11.98 137.47 639.84 16.08 48.75 76.11 148.85 81.25 10.91 4348.86 254.97 243.12 43.85 12.19 67.95 569.84 41.13 1133.71
人均发电量 （kWh） 3003 38645 29187 19401 19143 18327 17416 16268 15359 14547 14396 12061 10635 10465 9097 9048 8964 8961 8874
位次 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 73
HUST_CEEE
二、电力系统的形成
电力系统规模越大，给人们带来的技术经济 效益越大：
1. 可以提高供电可靠性
3. 可以减少系统装机容量 4. 可合理利用能源，充分发挥水电在系统中的作用 5. 采用高效率大容量的火电机组
6. 可以提高系统运行的经济性
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2. 可以减少备用容量
三、电力系统的特点
国家/地区 韩 国
发电量 （10 亿 kWh） 427.32 53.73 3.4 88.2 88.82 4 189.08 637.1 54.82 63.43 15.04 39.15 1015.33 1.29 303.29 396.14 28.23 103.24 3279.23
人均发电量 （kWh） 8818 8779 8718 8547 8363 8333 7813 7745 7646 7624 7446 7170 7168 6789 6759 6518 6475 6303 2484
有利于安装单机容量较 大的机组 进行电网的经济调度 进行水电跨流域调度
调峰能力互相支援
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提高供电可靠性、减少 系统备用容量
4. 电力市场
基本特征：开放、竞争、计划、协调 基本原则：公平、公开、公正
6. 节能、减排、低碳
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5. 绿色能源的开发和利用（风能、太阳能等）
HUST_CEEE
一、关于电气工程基础
1.课程背景 2.课程特点、前修课程、后续课程
特点：工程思想 前修课程：电路理论、电机学 后续课程：电力系统分析、继电保护、电力系统 自动化、高电压技术
3.教材：熊信银，张步涵．电气工程基础（第二版）
华中科技大学出版社，2010
4.学习方式、要求： 5.考核方式：笔试80%＋平时成绩20% 6.教学录像：配合
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。
HUST_CEEE
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
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
（6） （10）
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
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
俄罗斯 荷属安的列斯 西班牙 英 国
爱尔兰 荷 中 兰 国
新加坡 日 本
2007年国家/地区人均发电量排名
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二、电力系统发展前景
1.做好电力规划，加强电网建设
加强电力规划，确定合理的电源结构和 布局，留有足够的容量和能量的备用，建成 容量充足、结构合理、运行灵活的联合电力 系统
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
冰 挪
巴拉圭 文 捷 莱 克
加拿大 卡塔尔 科威特 阿联酋 瑞 芬 巴 美 典 兰 林 国
比利时 卢森堡 沙特阿拉伯 德 国
以色列 奥地利 斯洛文尼亚 丹 麦
澳大利亚 中国台湾省 新西兰 爱沙尼亚 瑞 法 士 国
核电：200万kW（岭澳核电厂，2³100万kW）
抽水蓄能： 8³30万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
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二、教学内容及学时安排
（）
第一章 绪论
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
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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，32³70万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
火电：500万kW（北仑电厂，5³60＋2³100万kW）
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
需标煤：50亿kW.h³290g/kW.h＝145万吨标煤 燃料费：145万吨³600元/吨＝87000万元 1%节约：燃料：1.45万吨标煤 燃料费：870万元
HUST_CEEE
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。 Sol： 年发电量： 1000000kW³5000h＝50亿kW.h