4.1电力系统基本知识

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4.1.1 了解电力系统运行特点和基本要求
电力系统的组成
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4.1.1 了解电力系统运行特点和基本要求
电力系统的组成
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4.1.1 了解电力系统运行特点和基本要求
电力系统运行的三个主要特点： 1.重要性 2.快速性 3.同时性
规则：核心是为了保证负荷的运行电压为额定电压。 用电设备（UN）
用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。
输电线路（UN）
发电机(1+5%UN) 发电机的额定电压一般比同级电网的额定电压
高出5%，用于补偿线路上的电压损失。
4.1.4 掌握我国规定的网络额定电压与
发电机、变压器等元件的额定电压
变压器
一次侧额定电压： 1.相当于用电设备（UN） 2.直接与发电机相连(1+5%UN)
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
五、频率偏差
1．定义：供电的实际频率与电网的标准 频率的差值。
2.原因：与有功功率密切相关。
3.影响：
4．偏差允许值：频率偏差一般不超过 0.25Hz。
当电网容量大于3000MW时，频率偏差不 超过0.2Hz。
5．调整：增大或减小电力系统发电机有
功功率。
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4.1.2 掌握电能质量的各项指标
电力系统的电能质量是指电压、 频率和波形的质量。
电压偏移 电压波动和闪变 不对称度 谐波 频率偏差
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
一、电压偏差（移） 1．定义： 电压偏差（移）指用电设备的实际 端电压偏离其额定电压的百分数。
4.1.4 掌握我国规定的网络额定电压与 发电机、变压器等元件的额定电压
4.1.5 了解电力网络中性点运行方式及对应 的电压等级
发电机、变压器绕组星形联结的结 点称为中性点。
中性点直接接地系统常称大电流接 地系统。
中性点不接地和中性点经消弧线圈 接地的系统称小电流接地系统。
4.1.5 了解电力网络中性点运行方式及对应
的电压等级 一、中性点直接接地系统
“大电流接地系统”
可靠性低
绝缘有利 适于110kV及以上
4.1.5 了解电力网络中性点运行方式及对应 的电压等级
二、中性点不接地系统
“小电流接地系统”
可靠性高
绝缘不利 适于3～35kV
4.1.5 了解电力网络中性点运行方式及对应 的电压等级
三、中性点经消弧线圈接地系统
例题1-1:确定下图所示电力系统各元件的额 定电压，各级电网的额定电压已标注于图中。
G:10.5KV T1:10.5/121KV T2:110/38.5KV T3:35/11KV 电力线路的额定电压与图中所示各级电网的额定电压相同。 补充：设变压器T1工作于+2.5％抽头，T2工作于主抽头，T3工 作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。
或切除引起电压波动的负荷； 4) 选用更高电压等级的电网供电； 5) 装设静止无功补偿装置。
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
三、不对称度及改善措施
1.定义： 不对称度是衡量多相负荷平衡状态的指
标，多相系统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。
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
（3）减小系统阻抗。
1）减少系统的变压级数； 2）增加导线截面；（扩径导线、分裂导线） 3）以电缆取代架空；
（4）对无功功率进行合理的补偿，改 善功率因数。
1）调相机； 2）电容器；
4.1.2 掌握电能质量的各项指标 （5）尽量使三相负载平衡。
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
（3）其他用电设备，当无特殊要求时为 5%。
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
5．改善方法
（1）采取合适的调压方式。 （2）合理选择变压器分接头。 （3）减小系统阻抗。 （4）对无功功率进行合理的补偿，改善 功率因数。 （5）尽量使三相负载平衡。
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
（1）采取合适的调压方式。（中枢点）
电压波动的范围在-5%-+5%。
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
电压闪变： 负荷急剧的波动造成供配电 系统瞬时三电压升高，照度随之 急剧变化，使人眼对灯闪感到不 适，这种现象称为电压闪变。
2.原因：冲击性负荷造成的。
3.危害：
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
4.抑制电压波动和闪变的措施：
1) 采用专用线或专用变压器； 2) 增大供电容量，减小系统阻抗； 3) 在系统出现严重电压波动时，减少
2.原因：三相负荷不平衡引起的
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
3.危害： 1）异步电动机； 2）三相变压器； 3）整流装置；
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
4.改善措施 1）尽量使三相负荷均衡分 配。 2）将不对称负荷尽可能的 分散接到不同的供电点。 3）将不对称负荷接到更高 电压级的电网。
全国注册电气工程师考试——专业基础部分
第4章 电气工程基础
授课人：龚静 北京建筑工程学院电信学院
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每章按照这样3个层次介绍： 大纲要求 要点讲解 实战题目
考试大纲要求：
4.1 电力系统基本知识 4.1.1 了解电力系统运行特点和基本要求 4.1.2 掌握电能质量的各项指标 4.1.3 了解电力系统中各种结线方式及特点 4.1.4 掌握我国规定的网络额定电压与发电机、
答案：B
2、三绕组变压器分接头的位置一般设置在（ ）
A.高压和中压绕组 B. 高压和低压绕组
C. 中压和低压绕组 D.高压、中压和低压绕组
答案：A
3、发电机的额定电压应该高出网络额定电压（ ）。
A．10% B．15%
C． 5% D． 0%
答案：C
4、中性点经消弧线圈接地系统中一般采用( ) 。
A.欠补偿形式
1.逆调压 35kV以上电网的有载调压宜实行逆 调压方式。逆调压的范围宜为额定电压 的0～＋5%。 逆调压方式就是负荷大时电网电压 向高调，负荷小时电网电压向低调，以 补偿电网的电压损失。 2.常调压 3.顺调压
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
中枢点的调压方式
最大负荷
最小负荷
逆调压
调为1.05UN
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
四、谐波及改善措施 一、定义： 是指对周期性非正弦交流量 进行傅立叶级数分解所得到的大 于基波频率的各次分量。
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
2.原因：非线性设备 3.谐波的危害：
（1）使电动机、变压器等电气设备产 生附加损耗，引起发热，导致绝缘损坏。
（2）使电容极易发生短路甚至造成短 路；
（3）通信干扰； （4）计量误差；
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
4.抑制谐波的措施 （1）三相整流变压器采用Yd或Dy接线。 （2）增加换流器的相数。 （3）装设滤波装置（无源、有源）。 （4）其他措施（限制电力系统中接入的交
流设备和交流调压装置等的容量；提高对大容量 非线性设备的供电电压；将“谐波源”与不能受 干扰的负荷电路从电网的接线上分开）。
二次侧额定电压： 1.(1+10%UN) 其中5%用于补偿变压器满载供电时，一、 二次绕组上的电压损失；另外5%用于补偿线路上的电 压损失，因此适用于变压器供电距离较长时的情况。 2.(1+5%UN) 漏抗较小或直接与用电设备相连
4.1.4 掌握我国规定的网络额定电压与 发电机、变压器等元件的额定电压
U % U U N 100 % UN
2．原因：系统滞后的无功负荷
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
3.影响：异步wk.baidu.com动机 照明 精密设备等
4.用电设备端子处电压偏移允许值
（1）一般电动机5%，特殊情况下10%～+5%。
（2）照明：在一般工作场所为5%；在 视觉要求较高的屋内场所为-2.5%～+5%；远 离变电所的小面积一般工作场所,可为-5%～ +10%；应急照明、道路照明和警卫照明为10%～+5%。
二、电压波动和闪变及改善措施
1．定义：电压在短时间内的快速变动情 况，通常以电压幅度波动值和波动频率来 衡量电压波动的程度。其变化速度等于或 大于每秒0.2％时称为电压波动。
U % U max U min 100 % UN
Umax 用电设备端电压的最大波动值, kV Umin 用电设备端电压的最小波动值, kV
变压器等元件的额定电压 4.1.5 了解电力网络中性点运行方式及对应的电
压等级
4.1.1 了解电力系统运行特点和基本要求
电力系统的组成
电能是最重要、最方便的能源。 电力系统：生产、输送、分配和消费电能的各种电气设备连 接在一起而组成的整体。 发电厂：生产电能 电力网：输送、分配电能。包括升、降压变压器和各种电压 等级的输电线路。 用户：消费电能
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4.1.2 掌握电能质量的各项指标
六、供电可靠性
供电可靠性指标是根据用电负荷的等 级要求制定的。
衡量供电可靠性的指标，用全年平均 供电时间占全年时间百分数表示。
4.1.3 了解电力系统中各种结线方式及特点
电网的接线方式：无备用和有备用 无备用接线：每个负荷只能从一个供电回路取得电能的开
式网。 包括：放射式接线，干线式接线和链式接线。 优点：简单、经济。 缺点：可靠性低。
B.过补偿形式
C.全补偿形式
D.补偿形式不变
答案：B
5、 当变压器一次侧直接与发电机相连接时，一次侧的电 压等于（ ）电网额定电压。
A：100％ B：95％ C：105％ D：110％ 答案：C
6、我国电力系统的频率是（ ）Hz。 A：60 B：50 C：48 D：55 答案：B
7、衡量电能质量的主要指标是（ ）。 A：电压 B：电压、频率 C：频率 D：电压、频率和谐波 答案：D 8、我国电力网目前的额定电压主要有（ ）： A：3kV,6kV,10kV,35kV,110kV,220kV,330kV,500kV B：3kV,6kV,10kV,35kV,154kV,300kV,500kV C：3kV,6kV,10kV,35kV,66kV,154kV,230kV,500kV D：3kV,6kV,10kV,35kV,115kV,230kV,300kV,500kV 答案：A
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4.1.1 了解电力系统运行特点和基本要求 对电力系统运行的基本要求： “可靠、优质、经济、环保”
根据对供电可靠性的不同要求，将负荷分为三级：
一级负荷：危及人身安全，生产秩序长期不能恢 复正常，国民经济重大损失，人民生活严重混乱。 二级负荷：中断供电将造成大量减产，人民生活 受到影响。 三级负荷：不属于上两类的。
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a）放射式 b）干线式 c）链式
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4.1.3 了解电力系统中各种结线方式及特点
有备用接线：每个负荷至少能从两个不同供电回路取得电 能的网络。
包括：双回路供电网络、双端供电网络和环网。 特点：可靠性显著提高；但设备费用增加较多且运
行调度复杂。 电力系统的高压和超高压输电网采取有备用接线方式， 配电网根据负荷性质决定接线方式。
调为UN
顺调压 常调压
不低于1.025UN
不高于1.075UN
1.05UN
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
（2）合理选择变压器分接头。 1．变压器的分接头的确定
双绕组变压器的高压侧绕组和三绕组变 压器的高、中压侧绕组都设有几个分接头供 选择使用。
容量在6300kVA以下的变压器有三 个分接头±5％、0%。
容量在8000kVA以上的变压器有五 个分接头，分别在±2×2.5％、0%。
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
4.1.2 掌握电能质量的各项指标
有载调压变压器 110kV有载调压变压器
的调压范围为±3×2.5％、 0%，有七个分接头。
220kV有载调压变压器 的调压范围为±4×2.5％、 0%，有九个分接头。
消弧线圈的作用：产生感性电流分量，与接地 点容性电流分量相抵消，减小接地点电流，提高供 电可靠性。
全补偿、过补偿IL>IC（考虑系统的进一步发展；避免谐振）、欠补偿
4.1 电力系统基本知识
实战题目
1、我国目前（ ）kV及以下的电力网络的中性点采用不接
地的方式。
A.110 B.35 C.220 D.10
a）放射式 b）干线式 c）链式 d）环式 e）两端供电网络
4.1.4 掌握我国规定的网络额定电压与
发电机、变压器等元件的额定电压
一、额定频率 60HZ:北美 50HZ：欧洲、亚洲
二、额定电压
4.1.4 掌握我国规定的网络额定电压与 发电机、变压器等元件的额定电压
电气设备的额定电压，就是能使电气设备长期运 行时获得最好经济效果的电压。