书本说明电力系统工程基础华中科技大学出版社....docx

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1、书本说明电力系统工程基础华中科技大学出版社第一章绪论电力系统：由发电机、变压器、输电线路与用电设备（或者发电厂、变电所、输配电线路与用户），按照一定的规律连接而构成的统一整体。电能的质量指标要紧包含：电压，频率，波形电力系统中性点接地接地:为了保证电力网或者电气设备的正常运行与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者发电机的中性点。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3kV60kV的电力系统中性点经消弧线圈接地消弧线圈：安装在变压器或者发电机中性点与大地之间的具有气隙铁芯的

2、电抗器作用：它与装设消弧线圈前的容性电流的方向刚好相反,相互补偿,减少了接地故隙点的故障电流,补偿方式：大多使用过补偿方式。大接地电流：中性点直接接地380/220V系统中通常都使用中性点直接接地方式，要紧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）及其辅助设备构成。第三章输变电系统第一节概述输变电系统：包含变电所与输电线路电气主接线发电厂与变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路，称之电气主接线，也称之电气一次接线或者一次系统。一次设备发电厂或者变电所中直接通过大电流或者接于高电压上的电气设备称之电气主设备或者一次设备。

3、二次设备发电厂或者变电所中用于对一次设备或者系统进行监视、测量、保护与操纵的电气设备称之二次设备，由二次设备构成的系统称之二次系统。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,二次侧务必接地二次接线：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,二次侧务必接地分为电磁式与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者检修时的停电范围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Wl,W25 .双母线分段接线工作母线分成2段，即

4、母线,I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Wl,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同线，故称之一台半断路器接线，又称二分之三接线。第二大类无汇流母线接线1 .单元接线及扩大单元接线2 .桥形接线3 .角形接线第四节配电装置第五节保护接地及接零保护接地：将电气设备金属外壳、金属构件或者互感器的二次侧等接地，防备由于绝缘损坏而使外壳带危险电压后，以保护工作人员在接触时的安全。接地方式有：IT,TT,TN（又称保护接零）三种第四章配电系统第五章电力系统负荷电力系统负荷：电力系统在某一时刻各类用电设备消

5、耗功率的总与第六章电力系统各元件参数及等值电路第一节电力系统各元件一相等值电路的概念对称分量法：在三相电路中，关于任意一组不对称的三相相量，能够分解为三组三相对称的相量，这就是“三相相量对称分量法”4r=7对称分量法实质上是一种叠加法序阻抗的概念元件的序阻抗，是指元件三相参数对称时，元件两端某一序的电压降与通过该元件同一序电流的比值，即：Z=Z心/Z2=U2/a2.Z=At0/乙。Zl、Z2与ZO分别称之元件的正序阻抗、负序阻抗与零序阻抗。第二节架空输电线路的正序参数及等值电路1 .基本电气参数有电阻、电抗、电导与电纳分裂导线的使用等效地增大了导线半径，从而减小了导线的电抗。架空输电线路的电导

6、是用来反映泄漏电流与空气游离所引起的有功功率损耗的参数线路的电纳是由导线与导线之间，导线与大地之间的电容所决定的。2 .输电线的正序等值电路n型与T型两种(R+jX)2G+jX)2o22w22wo右JBoo图6-4集中参数表示的等值电路。(a)型(b)T型一第三节变压器的正序参数及等值电路一、双绕组变压器Rr+尻9+%1 IWo ,M+n双绕组变压器通常用T型与型等值电路Krl+,I+%oEZ3-pE3-w.o耳+玖1010(a)图64双绕组变压器的等值电路。变压器的参数通常是指等值电路中的电阻RT、电抗XT、电导GT与电纳BT。变压器的变比KT也是变压器的一个参数。二、三绕组变压器三、自耦变

7、压器自耦变压器的原、副方共用一个线圈，四、分裂绕组变压器分裂变压器，能在正常工作与低压侧短路时，使变压器呈现不一致的电抗值，从而起到限制短路电流的作用第四节发电机与负荷的正序参数及等值电路发电机的正序等值电路可用恒定电势源支路表示第五节电力系统各元件的序参数同步发电机，异步电动机，架空输电线路的负序电抗与零序电抗需查表或者查图得出变压器较复杂，有零序等值电路变压器正、负序等值电路及其参数是完全相同的。这一结论也适用于电力系统中的一切静止元件。第六节标幺制标幺值可定义为物理量的实际值（有名值）与所选定的基准值间的比值基准值习惯上使用线电压U、线电流1、三相功率S与一相等值阻抗Z工程计算中，通常选

8、定功率基准值Sd与电压基准值Ud需记住一套换算公式Z=+/XSS*S变压器联系的多级电压网络中标幺值的计算先应将不一致电压级中各元件的参数全部归算至某一选定的电压级,这个电压级称之基本级（或者基本段），然后选取统一的功率基准值与电压基准值，将各元件为参数的有名值换算为标幺值。在实际使用中，根据变压器变比是按实际变比或者按近似变比（变压器两侧平均额定电压之比），分为准确计算法及近似计算法。第八章电气主接线的设计包含厂、所与邻近用户供电方案设计；限制短路电流的措施与短路电流的计算；电气设备的选择；等一：主变压铸与主接线的选择主变压器：向电力系统或者用户输送功率的变压器。联络变压器：用于两种电压等级

9、之间交换功率的变压器。自用电变压器：只供厂、所用电的变压器。通常选用三相变压器二：载流导体的发热与电动力发热包含长期发热，短时发热，前者为了确定正常工作时的最大同意载流量。后者确定短路切除往常可能出现的最大温度。电动力验证支架的机械强度是否足够:电气设备的选择1：高压断路器，隔离开关，高压熔断器的选择2：限流电抗器的选择限流电抗器的作用限制短路电流：可使用轻型断路器，节约投资；维持母线残压：若残压大于65%70%UNS,对非故障用户，特别是电动机用户是有利的。3:母线与电缆的选择4：电流互感器，电压互感器选择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n

10、nEPGi=EPLi+pj=1Z=1二、电力系统的频率调整(1)、有功电源的频率特性电源有功功率静态频率特性：发电机组的原动机机械功率与角速度或者频率的关系无调速系统时：有调速系统时：原动机的静态频特性成为一族曲线。如今发电机输出功率与频率关系的曲线近似地用直线表示，称之发电机组的功率一频率静态特性。(2)、电力系统负荷的静态频率特性(3)、电力系统的频率调整分为一次调整(装调速器)，二次调整(装调频器)，三次调整(经济调度)第二节电力系统无功功率与电压的调整一、电力系统的无功平衡无功电源：包含发电机、同步调相机、静电电容器及静止补偿器等。注意四种的区别与发出无功的公式。无功损耗：要紧是异步电

11、动机。无功损耗：包含变压器与输电线路的损耗。无功功率的就地平衡原则二、中枢点的电压管理中枢点指反映系统电压水平的要紧发电厂或者枢纽变电站的母线，系统中大部分负荷由这些节点供电。中枢点调压方式有逆调压，顺调压，常调压三、电力系统的调压措施 调压措施1：发电机调压在负荷增大时，损耗增加，用户端电压降低，这时增加发电机励磁电流，提高发电机的端电压；在负荷减小时，损耗减少，用户端电压升高，这时减少发电机励磁电流，降低发电机的端电压。 调压措施2：改变变压器变比调压 调压措施3:利用无功功率补偿调压通过在负荷侧安装同步调相机、并联电容器或者静止补偿器，以减少通过网络传输的无功功率，降低网络的电压损耗而达

12、到调压的目的。涉及补偿容量选择的计算调压措施4：改变输电线路参数调压从电压损耗的计算公式来看，改变电阻R与电抗X都能够改变电压损耗。第三节电力网运行的经济性降低电能损耗的技术措施1 .提高电力网负荷的功率因数(1)合理选择异步电动机的容量及运行方式(2)实行无功功率就地补偿2 .合理组织电力网的运行方式(1)适当提高电力网的运行电压水平(2)合理组织并联变压器的运行第四节电力系统运行的稳固性一、电力系统稳固性的概念电力系统运行的稳固性，就是指在受到外界干扰的情况下发电机组间维持同步运行的能力。二、发电机转子运动方程电力系统稳固性的核心问题是研究同步发电机转子运动状态受干扰的响应。同步发电机组的

13、转子运动方程式三、发电机的功率特性1、隐极机的功率特性隐极机：其纵轴与横轴的同步电抗相等，即Xd=Xq2、凸极机的功率特性凸极机，则其纵轴与横轴同步电抗不相等图9-24凸极机的功角特性上面虚线表示的是隐极机的功角特性，功率与功角6成正弦关系，凸极机则为非正弦关系四、电力系统的静态稳固性静态稳固性指系统在受到小扰动的情况下能自动恢复到原先运行状态的能力。1、简单电力系统静态稳固的有用判据2、功率极限与静态稳固储备系数发电机功率特性曲线的最大值称之功率极限，功率极限可通过对发电机功率特性求极值，即令dPd=O求得。稳固裕度的大小，通常用稳固储备系数表示。3、提高电力系统静态稳固的措施应着力于提高电

14、力系统的功率极限从电力系统功率极限的简单表达式：Q=5X可见，应从提高发电机的电势E,减小系统电抗X、提高与稳固系统电压U等方面着手。五、电力系统的暂态稳固性最重要曲线图图9-29功率特性曲线由a、b、c、e所围成的面积，通常称之为“加速面积”由e、d、f、g围成的面积称之“减速面积”最大可能减速面积务必大于加速面积的原则，能够推断电力系统是否具有暂态稳固性提高哲态稳固性的措施：快速切除故障实行快速强行励磁使用自动重合闸装置改善原动机的调节特性使用电气制动第十章发输变配电系统的二次系统第十一章电力系统继电保护第一节基本知识电力系统继电保护是一门研究自动识别故障并排除故障元件的自动装置的技术学科。基本任务自动、迅速、有选择地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏并保证非故障元件迅速恢复正常运行；反应电气元件的不正常工作状态并根据实际运行条件作出不一致反应基本原理利用电力系统发生故障与处于不正常运行状态时一些物理量的特征与特征分量,能够构成各类原理的保护构成输入电路，测量元件，逻辑元件，输出部分，执行部分基本要求选择性，动作迅速，灵敏度好，可靠性高第二节线路的电流保护一、相间短路的电流保护1.无时限电流速断保护（电流保护I段）无时限电流速断保