電力系統(tǒng)基本知識 龔老師培訓(xùn)

全國注冊電氣工程師考試——專業(yè)基礎(chǔ)部分

授課人：龔靜北京建筑大學(xué)電信學(xué)院

2023/2/41第4章電氣工程基礎(chǔ)每章按照這樣3個(gè)層次介紹：大綱要求要點(diǎn)講解實(shí)戰(zhàn)題目(歷年真題)考試大綱要求：

4.1電力系統(tǒng)基本知識

4.1.1了解電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和基本要求

4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

4.1.3了解電力系統(tǒng)中各種結(jié)線方式及特點(diǎn)

4.1.4掌握我國規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)額定電壓與發(fā)電機(jī)、變壓器等元件的額定電壓

4.1.5了解電力網(wǎng)絡(luò)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及對應(yīng)的電壓等級

電能是最重要、最方便的能源。電力系統(tǒng)：生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)電能的各種電氣設(shè)備連接在一起而組成的整體。發(fā)電廠：生產(chǎn)電能電力網(wǎng)：輸送、分配電能。包括升、降壓變壓器和各種電壓等級的輸電線路。用戶：消費(fèi)電能電力系統(tǒng)的組成2023/2/4電信學(xué)院44.1.1了解電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和基本要求

2023/2/4電信學(xué)院54.1.1了解電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和基本要求

2023/2/4電信學(xué)院6電力系統(tǒng)的組成4.1.1了解電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和基本要求

2023/2/4電信學(xué)院7電力系統(tǒng)的組成4.1.1了解電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和基本要求

動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)之間的關(guān)系電力系統(tǒng)運(yùn)行的三個(gè)主要特點(diǎn)：1.重要性2.快速性3.同時(shí)性2023/2/4電信學(xué)院84.1.1了解電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和基本要求

2023/2/4電信學(xué)院9想起了閏土2023/2/4電信學(xué)院102023/2/4電信學(xué)院11對電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求：“可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)?！?023/2/4電信學(xué)院15根據(jù)對供電可靠性的不同要求，將負(fù)荷分為三級：一級負(fù)荷：危及人身安全，生產(chǎn)秩序長期不能恢復(fù)正常，國民經(jīng)濟(jì)重大損失，人民生活嚴(yán)重混亂。二級負(fù)荷：中斷供電將造成大量減產(chǎn)，人民生活受到影響。三級負(fù)荷：不屬于上兩類的。4.1.1了解電力系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)和基本要求

2023/2/4電信學(xué)院162023/2/4電信學(xué)院174.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量是指電壓、頻率和波形的質(zhì)量。

電壓偏移電壓波動(dòng)和閃變不對稱度諧波頻率偏差

一、電壓偏差（移）

1．定義：電壓偏差（移）指用電設(shè)備的實(shí)際端電壓偏離其額定電壓的百分?jǐn)?shù)。

2．原因：系統(tǒng)滯后的無功負(fù)荷4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

3.影響：異步電動(dòng)機(jī)照明精密設(shè)備等

4.用電設(shè)備端子處電壓偏移允許值

（1）一般電動(dòng)機(jī)5%，特殊情況下-10%～+5%。 （2）照明：在一般工作場所為5%；在視覺要求較高的屋內(nèi)場所為-2.5%～+5%；遠(yuǎn)離變電所的小面積一般工作場所,可為-5%～+10%；應(yīng)急照明、道路照明和警衛(wèi)照明為-10%～+5%。 （3）其他用電設(shè)備，當(dāng)無特殊要求時(shí)為5%。4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

5．改善方法

（1）采取合適的調(diào)壓方式。

（2）合理選擇變壓器分接頭。

（3）減小系統(tǒng)阻抗。（4）對無功功率進(jìn)行合理的補(bǔ)償，改善功率因數(shù)。（5）盡量使三相負(fù)載平衡。

4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

（1）采取合適的調(diào)壓方式。（中樞點(diǎn)）

1.逆調(diào)壓

35kV以上電網(wǎng)的有載調(diào)壓宜實(shí)行逆調(diào)壓方式。逆調(diào)壓的范圍宜為額定電壓的0～＋5%。

逆調(diào)壓方式就是負(fù)荷大時(shí)電網(wǎng)電壓向高調(diào)，負(fù)荷小時(shí)電網(wǎng)電壓向低調(diào)，以補(bǔ)償電網(wǎng)的電壓損失。

2.常調(diào)壓

3.順調(diào)壓4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式最大負(fù)荷最小負(fù)荷逆調(diào)壓調(diào)為1.05UN調(diào)為UN順調(diào)壓不低于1.025UN不高于1.075UN常調(diào)壓1.05UN4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

（2）合理選擇變壓器分接頭。

1．變壓器的分接頭的確定

雙繞組變壓器的高壓側(cè)繞組和三繞組變壓器的高、中壓側(cè)繞組都設(shè)有幾個(gè)分接頭供選擇使用。容量在6300kVA以下的變壓器有三個(gè)分接頭±5％、0%。容量在8000kVA以上的變壓器有五個(gè)分接頭，分別在±2×2.5％、0%。

4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

有載調(diào)壓變壓器

110kV有載調(diào)壓變壓器的調(diào)壓范圍為±3×2.5％、0%，有七個(gè)分接頭。

220kV有載調(diào)壓變壓器的調(diào)壓范圍為±4×2.5％、0%，有九個(gè)分接頭。

4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

（3）減小系統(tǒng)阻抗。1）減少系統(tǒng)的變壓級數(shù)；2）增加導(dǎo)線截面；（擴(kuò)徑導(dǎo)線、分裂導(dǎo)線）3）以電纜取代架空；（4）對無功功率進(jìn)行合理的補(bǔ)償，改善功率因數(shù)。1）調(diào)相機(jī)；2）電容器；4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

（5）盡量使三相負(fù)載平衡。4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

二、電壓波動(dòng)和閃變及改善措施

1．定義：電壓在短時(shí)間內(nèi)的快速變動(dòng)情況，通常以電壓幅度波動(dòng)值和波動(dòng)頻率來衡量電壓波動(dòng)的程度。其變化速度等于或大于每秒0.2％時(shí)稱為電壓波動(dòng)。電壓波動(dòng)的范圍在-5%-+5%。4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

電壓閃變：

負(fù)荷急劇的波動(dòng)造成供配電系統(tǒng)瞬時(shí)三電壓升高，照度隨之急劇變化，使人眼對燈閃感到不適，這種現(xiàn)象稱為電壓閃變。

2.原因：沖擊性負(fù)荷造成的。3.危害：4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

4.抑制電壓波動(dòng)和閃變的措施：采用專用線或?qū)Ｓ米儔浩鳎辉龃蠊╇娙萘?，減小系統(tǒng)阻抗；在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴(yán)重電壓波動(dòng)時(shí)，減少或切除引起電壓波動(dòng)的負(fù)荷；選用更高電壓等級的電網(wǎng)供電；裝設(shè)靜止無功補(bǔ)償裝置。4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

三、不對稱度及改善措施

1.定義：不對稱度是衡量多相負(fù)荷平衡狀態(tài)的指標(biāo)，多相系統(tǒng)的電壓負(fù)序分量與電壓正序分量之比值稱為電壓的不對稱度，電流負(fù)序分量與電流正序分量之比值稱為電流的不對稱度，均以百分?jǐn)?shù)表示。

2.原因：三相負(fù)荷不平衡引起的4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

3.危害：1）異步電動(dòng)機(jī)；2）三相變壓器；3）整流裝置；4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

4.改善措施

1）盡量使三相負(fù)荷均衡分配。

2）將不對稱負(fù)荷盡可能的分散接到不同的供電點(diǎn)。

3）將不對稱負(fù)荷接到更高電壓級的電網(wǎng)。4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

四、諧波及改善措施一、定義：是指對周期性非正弦交流量進(jìn)行傅立葉級數(shù)分解所得到的大于基波頻率的各次分量。

4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

2.原因：非線性設(shè)備

3.諧波的危害：（1）使電動(dòng)機(jī)、變壓器等電氣設(shè)備產(chǎn)生附加損耗，引起發(fā)熱，導(dǎo)致絕緣損壞。（2）使電容極易發(fā)生短路甚至造成短路；（3）通信干擾；（4）計(jì)量誤差；4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

4.抑制諧波的措施（1）三相整流變壓器采用Yd或Dy接線。（2）增加換流器的相數(shù)。（3）裝設(shè)濾波裝置（無源、有源）。（4）其他措施（限制電力系統(tǒng)中接入的交流設(shè)備和交流調(diào)壓裝置等的容量；提高對大容量非線性設(shè)備的供電電壓；將“諧波源”與不能受干擾的負(fù)荷電路從電網(wǎng)的接線上分開）。4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

五、頻率偏差

1．定義：供電的實(shí)際頻率與電網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率的差值。

2.原因：與有功功率密切相關(guān)。

3.影響：

4．偏差允許值：頻率偏差一般不超過0.25Hz。 當(dāng)電網(wǎng)容量大于3000MW時(shí)，頻率偏差不超過0.2Hz。

5．調(diào)整：增大或減小電力系統(tǒng)發(fā)電機(jī)有功功率。

4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

2023/2/438供電可靠性指標(biāo)是根據(jù)用電負(fù)荷的等級要求制定的。衡量供電可靠性的指標(biāo)，用全年平均供電時(shí)間占全年時(shí)間百分?jǐn)?shù)表示。六、供電可靠性4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項(xiàng)指標(biāo)

電網(wǎng)的接線方式：無備用和有備用無備用接線：每個(gè)負(fù)荷只能從一個(gè)供電回路取得電能的開式網(wǎng)。包括：放射式接線，干線式接線和鏈?zhǔn)浇泳€。優(yōu)點(diǎn)：簡單、經(jīng)濟(jì)。缺點(diǎn)：可靠性低。

2023/2/4電信學(xué)院40a）放射式b）干線式c）鏈?zhǔn)?.1.3了解電力系統(tǒng)中各種結(jié)線方式及特點(diǎn)有備用接線：每個(gè)負(fù)荷至少能從兩個(gè)不同供電回路取得電能的網(wǎng)絡(luò)。包括：雙回路供電網(wǎng)絡(luò)、雙端供電網(wǎng)絡(luò)和環(huán)網(wǎng)。特點(diǎn)：可靠性顯著提高；但設(shè)備費(fèi)用增加較多且運(yùn)行調(diào)度復(fù)雜。電力系統(tǒng)的高壓和超高壓輸電網(wǎng)采取有備用接線方式，配電網(wǎng)根據(jù)負(fù)荷性質(zhì)決定接線方式。2023/2/4電信學(xué)院41a）放射式b）干線式c）鏈?zhǔn)絛）環(huán)式e）兩端供電網(wǎng)絡(luò)4.1.3了解電力系統(tǒng)中各種結(jié)線方式及特點(diǎn)4.1.4掌握我國規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)額定電壓與

發(fā)電機(jī)、變壓器等元件的額定電壓

一、額定頻率60HZ:北美50HZ：歐洲、亞洲二、額定電壓2023/2/4電信學(xué)院44規(guī)則：核心是為了保證負(fù)荷的運(yùn)行電壓為額定電壓。電氣設(shè)備的額定電壓，就是能使電氣設(shè)備長期運(yùn)行時(shí)獲得最好經(jīng)濟(jì)效果的電壓。用電設(shè)備（UN）用電設(shè)備的額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓一致。輸電線路（UN）發(fā)電機(jī)(1+5%UN)

發(fā)電機(jī)的額定電壓一般比同級電網(wǎng)的額定電壓高出5%，用于補(bǔ)償線路上的電壓損失。4.1.4掌握我國規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)額定電壓與

發(fā)電機(jī)、變壓器等元件的額定電壓

2023/2/4電信學(xué)院45變壓器一次側(cè)額定電壓：1.相當(dāng)于用電設(shè)備（UN）2.直接與發(fā)電機(jī)相連(1+5%UN)二次側(cè)額定電壓：1.(1+10%UN)其中5%用于補(bǔ)償變壓器滿載供電時(shí)，一、二次繞組上的電壓損失；另外5%用于補(bǔ)償線路上的電壓損失，因此適用于變壓器供電距離較長時(shí)的情況。2.(1+5%UN)漏抗較小或直接與用電設(shè)備相連4.1.4掌握我國規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)額定電壓與

發(fā)電機(jī)、變壓器等元件的額定電壓

2023/2/4電信學(xué)院46例題1-1:確定下圖所示電力系統(tǒng)各元件的額定電壓，各級電網(wǎng)的額定電壓已標(biāo)注于圖中。4.1.4掌握我國規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)額定電壓與

發(fā)電機(jī)、變壓器等元件的額定電壓

電力線路的額定電壓與圖中所示各級電網(wǎng)的額定電壓相同。補(bǔ)充：設(shè)變壓器T1工作于+2.5％抽頭，T2工作于主抽頭，T3工作于-5%抽頭，求這些變壓器的實(shí)際變比。G:10.5KVT1:10.5/121KVT2:110/38.5KVT3:35/11KV4.1.4掌握我國規(guī)定的網(wǎng)絡(luò)額定電壓與

發(fā)電機(jī)、變壓器等元件的額定電壓

4.1.5了解電力網(wǎng)絡(luò)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及對應(yīng)的電壓等級

發(fā)電機(jī)、變壓器繞組星形聯(lián)結(jié)的結(jié)點(diǎn)稱為中性點(diǎn)。

中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)常稱大電流接地系統(tǒng)。中性點(diǎn)不接地和中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)稱小電流接地系統(tǒng)。

一、中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)“大電流接地系統(tǒng)”

可靠性低絕緣有利適于110kV及以上4.1.5了解電力網(wǎng)絡(luò)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及對應(yīng)的電壓等級 二、中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

“小電流接地系統(tǒng)”

可靠性高絕緣不利適于3～35kV4.1.5了解電力網(wǎng)絡(luò)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及對應(yīng)的電壓等級

三、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)消弧線圈的作用：產(chǎn)生感性電流分量，與接地點(diǎn)容性電流分量相抵消，減小接地點(diǎn)電流，提高供電可靠性。全補(bǔ)償、過補(bǔ)償IL>IC（考慮系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展；避免諧振）、欠補(bǔ)償

4.1.5了解電力網(wǎng)絡(luò)中性點(diǎn)運(yùn)行方式及對應(yīng)的電壓等級實(shí)戰(zhàn)題目1、我國目前（）kV及以下的電力網(wǎng)絡(luò)的中性點(diǎn)采用不接地的方式。

A.110B.35C.220D.10答案：B2、三繞組變壓器分接頭的位置一般設(shè)置在（）A.高壓和中壓繞組B.高壓和低壓繞組C.中壓和低壓繞組D.高壓、中壓和低壓繞組答案：A3、發(fā)電機(jī)的額定電壓應(yīng)該高出網(wǎng)絡(luò)額定電壓（）。

A．10%B．15%C．5%D．0%答案：C4.1電力系統(tǒng)基本知識

4、中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中一般采用()。A.欠補(bǔ)償形式B.過補(bǔ)償形式C.全補(bǔ)償形式D.補(bǔ)償形式不變答案：B5、當(dāng)變壓器一次側(cè)直接與發(fā)電機(jī)相連接時(shí)，一次側(cè)的電壓等于（）電網(wǎng)額定電壓。A：100％B：95％C：105％D：110％答案：C6、我國電力系統(tǒng)的頻率是（）Hz。A：60B：50C：48D：55答案：B7、衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)是（）。A：電壓B：電壓、頻率C：頻率D：電壓、頻率和諧波答案：D8、我國電力網(wǎng)目前的額定電壓主要有（）：A：3kV,6kV,10kV,35kV,110kV,220kV,330kV,500kVB：3kV,6kV,10kV,35kV,154kV,300kV,500kVC：3kV,6kV,10kV,35kV,66kV,154kV,230kV,500kVD：3kV,6kV,10kV,35kV,115kV,230kV,300kV,500kV答案：A9、有一臺雙繞組變壓器變比為分接頭實(shí)際接于2.5％檔，其額定變比為（）。A.110/10B.C.110/11D.答案：C10、有一臺雙繞組變壓器變比為分接頭實(shí)際接于2.5％檔，其實(shí)際變比為（）。A.110/10B.110/11C.110/10.5D.答案：D1（05*）、目前我國電能的主要輸送方式是下列哪種？A.直流B.單相交流C.三相交流D.多相交流答案：C2（08*）、對電力系統(tǒng)的基本要求是：A.在優(yōu)質(zhì)前提下，保證安全，力求經(jīng)濟(jì)；B.在經(jīng)濟(jì)前提下，保證安全，力求經(jīng)濟(jì)；C.在安全前提下，保證質(zhì)量，力求經(jīng)濟(jì)；D.在降低網(wǎng)損情況下，保證一類用戶供電；答案：C3(09*)、衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)是（）。A：電壓、頻率；B：電壓、頻率、網(wǎng)損率；C：電壓、波形、頻率；D：電壓、頻率、不平衡度；答案：C歷年真題：4(05*).電力系統(tǒng)接線如圖所示，各級電網(wǎng)的額定電壓示于圖中，發(fā)電機(jī)G、變壓器T1、T2、T3額定電壓分別為下列哪組？A：G：10.5kV，T1：10.5/121kV，T2：110/38.5kV，T3：35/6.3kVB：G：10kV，T1：10/121kV，T2：121/35kV，T3：35/6