1、電氣工程基礎(chǔ)（上）讀書筆記第一章 概論一、電力工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位一次能源：由自然界提供的能源，如：煤炭、石油、天然氣、水能、核能、風(fēng)能等。二次能源：由一次能源轉(zhuǎn)換而成的能源，如：電能等。電力工業(yè)：把一次能源轉(zhuǎn)換成供人們直接使用的電能產(chǎn)業(yè)。電力工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位：國(guó)民經(jīng)濟(jì)每增長(zhǎng)1%，電力工業(yè)要相應(yīng)增長(zhǎng)1.3%1.5%才能為國(guó)民經(jīng)濟(jì)其他各個(gè)部門的快速發(fā)展提供足夠動(dòng)力。二，電力網(wǎng)、電力系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)的劃分相關(guān)概念：電力網(wǎng)：由各類降壓變電所、輸電線路和升壓變電所組成的電能傳輸和分配的網(wǎng)絡(luò)。電力系統(tǒng)：由發(fā)電機(jī)、電力網(wǎng)和負(fù)荷所組成的統(tǒng)一整體。動(dòng)力系統(tǒng)：由帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力部分、發(fā)電機(jī)、升壓變電所

2、、輸電線路、降壓變電所和負(fù)荷等環(huán)節(jié)構(gòu)成的整體。三，發(fā)電廠發(fā)電廠：將一次能源轉(zhuǎn)換為電能的工廠。按所用能源將發(fā)電廠劃分如下幾類：火力發(fā)電廠水力發(fā)電廠核電廠風(fēng)力發(fā)電廠地?zé)岚l(fā)電廠潮汐發(fā)電廠太陽(yáng)能發(fā)電廠四，電力網(wǎng)電力網(wǎng)作用：輸送、控制和分配電能。電力網(wǎng)電壓等級(jí)我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定電壓等級(jí)：3、6、10、20、35、63、110、220、330、500、750和1000kV，均指三相交流系統(tǒng)的線電壓。高壓輸電的原因：當(dāng)輸送的功率一定時(shí)，線路的電壓越高，線路中通過(guò)的電流就越小，所用的導(dǎo)線截面積就可以減小，用于導(dǎo)線的投資就減少，而且線路中的功率損耗、電能損耗和電壓損耗就會(huì)相應(yīng)降低。電氣設(shè)備的額定電壓用電設(shè)備

3、的額定電壓用電設(shè)備的額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓要一致。為使電氣設(shè)備有良好的運(yùn)行性能，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定各級(jí)電網(wǎng)電壓在用戶出的電壓偏差不能超過(guò)±5%.發(fā)電機(jī)的額定電壓由于發(fā)電機(jī)總是在線路的首端，所以它的額定電壓應(yīng)比電網(wǎng)額定電壓高5%，用于補(bǔ)償電網(wǎng) 的電壓損失。變壓器的額定電壓a、變壓器一次繞組的額定電壓等于電網(wǎng)的額定電壓，但是，當(dāng)變壓器一次繞組直接與發(fā)電機(jī)的出線端相連時(shí)，其一次繞組的額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)的額定電壓相同。b、變壓器二次繞組的額定電壓應(yīng)比同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓高10%，但是，當(dāng)變壓器的二次側(cè)輸電距離較短，或變壓器阻抗較小時(shí)，則變壓器二次繞組的額定電壓可比同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓高5%。電力網(wǎng)的

4、類型五，電力系統(tǒng)電力系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)合理利用資源，提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益可以減少總負(fù)荷的峰值，充分利用系統(tǒng)的裝機(jī)容量，減小備用容量可以大大提高供電的可靠性和電能質(zhì)量可以采用高效率的大容量發(fā)電機(jī)電力系統(tǒng)運(yùn)行的特點(diǎn)電能的生產(chǎn)和使用是同時(shí)完成的，所以電能難以儲(chǔ)藏是電能生產(chǎn)的最大特點(diǎn)正常輸電過(guò)程和故障過(guò)程都非常迅速具有較強(qiáng)的地區(qū)性特點(diǎn)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門關(guān)系密切對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求基本要求可以簡(jiǎn)單概括為：安全、可靠、優(yōu)質(zhì)、經(jīng)濟(jì)。保證供電的安全可靠電力用戶分為三類（一類用戶、二類用戶和三類用戶），當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生事故，出現(xiàn)供電不足情況時(shí)，應(yīng)首先切除三類用戶的用電負(fù)荷，以保證一類、二類用戶的用電。保證電能的良好質(zhì)量頻

5、率、電壓和波形是電能質(zhì)量的三個(gè)基本指標(biāo)。系統(tǒng)的頻率主要取決于系統(tǒng)的有功功率的平衡，節(jié)點(diǎn)電壓主要取決于系統(tǒng)中無(wú)功功率的平衡，波形質(zhì)量問題是由諧波污染引起。我國(guó)規(guī)定的電力系統(tǒng)的額定頻率為50Hz，大容量系統(tǒng)允許頻率偏差±0.2Hz，中小容量系統(tǒng)允許頻率偏差±0.5Hz。35kV及以上線路的額定電壓允許偏差±5%；10kV線路額定電壓允許偏差±7%，電壓波形為正弦形，其波形總畸變率不大于4%，380V/220V線路額定電壓允許偏差±7%，電壓波形總畸變率不大于5%。保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性保證運(yùn)行人員和電氣設(shè)備工作的安全保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性第二章

6、 電力系統(tǒng)的負(fù)荷電力系統(tǒng)的用戶：電力系統(tǒng)中的用電設(shè)備，如電動(dòng)機(jī)、電爐、家用電器等。綜合負(fù)荷：電力系統(tǒng)用戶用電設(shè)備所消耗的電功率的總和，簡(jiǎn)稱負(fù)荷。供電負(fù)荷：綜合負(fù)荷加上電力網(wǎng)的功率損耗。發(fā)電負(fù)荷：供電負(fù)荷與發(fā)電廠的廠用電之和。一， 負(fù)荷的表示方法負(fù)荷功率復(fù)數(shù)功率：（單相） （三相） P 為有功功率，Q為無(wú)功功率，復(fù)數(shù)功率的模為視在功率。負(fù)荷曲線基本概念：負(fù)荷曲線：描述在某一段時(shí)間內(nèi)用電負(fù)荷大小隨時(shí)間變化規(guī)律的曲線。日負(fù)荷曲線曲線的最大值和最小值分別代表日最大負(fù)荷和日最小負(fù)荷。日有功負(fù)荷曲線所圍成的面積為電力系統(tǒng)的日用電量。日平均負(fù)荷：負(fù)荷率：最小負(fù)荷系數(shù)：日負(fù)荷曲線的作用：安排日發(fā)電計(jì)劃、確定各

7、發(fā)電廠發(fā)電任務(wù)、系統(tǒng)的運(yùn)行方式和計(jì)算用戶日用電量等。年負(fù)荷曲線年負(fù)荷曲線：年最大負(fù)荷曲線和年持續(xù)負(fù)荷曲線。年負(fù)荷曲線作用：用于制定發(fā)電設(shè)備的檢修計(jì)劃和新建或擴(kuò)建電廠容量提供依據(jù)。最大負(fù)荷利用時(shí)間：二，負(fù)荷特性與模型負(fù)荷特性：電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷取用功率隨系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)（主要是電壓和頻率）變化而變化，反映此變化規(guī)律的曲線或數(shù)學(xué)表達(dá)式成為負(fù)荷特性。分為靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)特性。靜態(tài)特性：反映電壓和頻率緩慢變化時(shí)負(fù)荷功率的變化特性。動(dòng)態(tài)特性：反映電壓和頻率急劇變化時(shí)負(fù)荷功率的變化特性。研究負(fù)荷特性的方法有：實(shí)測(cè)法和辨識(shí)法。負(fù)荷靜態(tài)特性多項(xiàng)式負(fù)荷靜態(tài)特性冪函數(shù)式負(fù)荷靜態(tài)特性恒定阻抗式負(fù)荷靜態(tài)特性負(fù)荷動(dòng)態(tài)特性動(dòng)態(tài)特

8、性通常分為：機(jī)械暫態(tài)過(guò)程、機(jī)電暫態(tài)過(guò)程和電磁暫態(tài)過(guò)程。三，電力系統(tǒng)中的諧波主要諧波參數(shù)含有諧波的電壓和電流的有效值諧波分析中的特征量諧波含量諧波總畸變率諧波含有率含有諧波時(shí)的有功功率和功率因數(shù)有功功率功率因數(shù)諧波源含電弧和鐵磁非線性設(shè)備的諧波源整流和換流電子器件所形成的諧波源諧波的危害使旋轉(zhuǎn)電機(jī)附加損耗增加、出力降低、絕緣老化諧波電流流入變壓器將因集膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，在變壓器繞組中引起附加銅耗謝波電壓作用在對(duì)頻率敏感的電容元件上，會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重過(guò)電流、導(dǎo)致發(fā)熱、介質(zhì)老化和損壞高次諧波電流流過(guò)電抗器，會(huì)形成過(guò)高電壓降，使電抗器匝間絕緣受損高次諧波電流流過(guò)輸電線，線電阻會(huì)因集膚效應(yīng)而增加，加大線路損耗

9、諧波電壓和電流會(huì)對(duì)電工儀表的測(cè)量正確造成影響供電線路中的諧波產(chǎn)生的電磁場(chǎng)會(huì)影響到通信線路第三章 電力系統(tǒng)主設(shè)備元件一， 電力變壓器的等值電路及參數(shù)計(jì)算雙繞組變壓器參數(shù)：短路電阻、短路電抗、勵(lì)磁電導(dǎo)和勵(lì)磁電納短路電阻短路電抗勵(lì)磁電導(dǎo)勵(lì)磁電納公式中的各量的單位：短路損耗、空載損耗為kW，額定電壓為kV，額定容量為kVA。三繞組變壓器導(dǎo)納支路的參數(shù)計(jì)算公式與雙繞組變壓器相同，短路參數(shù)注意按容量變比進(jìn)行計(jì)算。三繞組布置方式：升壓布置：中壓繞組、低壓繞組、高壓繞組降壓布置：低壓繞組、中壓繞組、高壓繞組自耦變壓器計(jì)算方法公式與雙繞組變壓器相似，注意短路參數(shù)要按容量變比進(jìn)行換算。變壓器的型等值電路二， 輸電

10、線路架空線路架空線路由導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子串和金具組成。導(dǎo)線與避雷線導(dǎo)線的作用：傳導(dǎo)電流、輸送電能。導(dǎo)線應(yīng)具備的條件：具有良好的導(dǎo)電性能、柔軟且有韌性、具有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和抗腐蝕性能。導(dǎo)線的常用材料：銅、鋁。分裂導(dǎo)線的作用：防止電暈（增大導(dǎo)線面積），減小線路感抗。避雷線用于將雷電流引入大地，對(duì)線路進(jìn)行直擊雷的保護(hù)。避雷線常采用鋼絞線或銅線（超高壓大接地電流系統(tǒng)）。桿塔桿塔分類按用途分：直線桿塔、耐張桿塔、終端桿塔、轉(zhuǎn)角桿塔、跨越桿塔和換位桿塔。按材料分：木桿、鋼筋混凝土桿和鐵塔。絕緣子金具金具：架空線路中使用的所有金屬部件的總稱。電纜線路電纜：將導(dǎo)電芯線用絕緣層及保護(hù)層包裹后，敷設(shè)于地下

11、、水中、溝槽等處的電力線路。優(yōu)點(diǎn)：占地面積小，受外力破壞的概率低、供電可靠、對(duì)人身較安全、使城市美觀。電纜結(jié)構(gòu)：包括導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)層電纜分類：按芯數(shù)分：?jiǎn)涡尽⑷尽⑺男镜龋话磧?nèi)保護(hù)層結(jié)構(gòu)分：三相統(tǒng)包型、屏蔽型和分相鉛包型。電纜附件：電纜的連接頭和終端盒。三相對(duì)稱運(yùn)行時(shí)電力線路的參數(shù)計(jì)算電阻：反映線路通過(guò)電流是產(chǎn)生的有功功率損耗電抗（電感）：反映載流線路周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)效應(yīng)其中、m為每相導(dǎo)線分裂根數(shù)。電導(dǎo)：反映電暈現(xiàn)象產(chǎn)生的有功功率損失為實(shí)測(cè)三相電暈損耗總功率。電納（電容）：反映載流線路周圍產(chǎn)生的電場(chǎng)效應(yīng)電力線路的等值電路一字型等值電路使用條件：線路長(zhǎng)度不超過(guò)100km的架空線路及不長(zhǎng)的電纜線

12、路，工作電壓不高。忽略線路電納和電導(dǎo)。形和T形等值電路使用條件：線路長(zhǎng)度在100300km之間的架空線路或長(zhǎng)度不超過(guò)100km的電纜線路。三，高壓開關(guān)電器隔離開關(guān)：只起隔離電壓的作用不需要開斷電流的開關(guān)電器。負(fù)荷開關(guān)：用于開斷和關(guān)合負(fù)載電流的開關(guān)電器。斷路器：既能開斷負(fù)載電流又能開斷短路電流的開關(guān)電器。電弧是一種等離子體。開關(guān)電弧的產(chǎn)生和熄滅電弧產(chǎn)生：消游離方式：擴(kuò)散方式和復(fù)合方式電弧熄滅交流電弧的特點(diǎn)：電流每半個(gè)周期經(jīng)過(guò)零值一次，在電流經(jīng)過(guò)零值時(shí)，電弧會(huì)自動(dòng)熄滅。電弧熄滅后，雖然電源已不再向電弧間隙輸入熱能，但弧隙中仍存在游離粒子，不能立即恢復(fù)到完全絕緣的狀態(tài)。斷口介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)：斷口耐壓能

13、力隨時(shí)間增長(zhǎng)的過(guò)程。斷口電壓恢復(fù)：斷口電壓隨時(shí)間變化的過(guò)程。提高開關(guān)熄弧能力的主要方法：加速斷口介質(zhì)強(qiáng)度的恢復(fù)速度并提高其數(shù)值。提高開關(guān)熄弧能力的措施：采用絕緣性能高的介質(zhì)；提高觸頭的分?jǐn)嗨俣然驍嗫跀?shù)目；采用各種結(jié)構(gòu)的滅弧裝置來(lái)加強(qiáng)電弧的冷卻。高壓斷路器組成部分：開斷部分，包括導(dǎo)電和出頭系統(tǒng)及滅弧室；操動(dòng)和傳動(dòng)部分；絕緣部分。其核心是開斷部分中的滅弧室。種類（按滅弧介質(zhì)分）：油斷路器、壓縮空氣斷路器、六氟化硫斷路器、真空斷路器、固體產(chǎn)氣斷路器。油斷路器滅弧原理：（以自能式縱吹滅弧為例）滅弧室分自能式和外能式。吹弧方式分縱吹和橫吹。六氟化硫斷路器優(yōu)點(diǎn)：六氟化硫氣體有優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能，斷路

14、器檢修周期長(zhǎng)，無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)。真空斷路器真空電弧為金屬蒸汽電弧。真空斷路器優(yōu)點(diǎn)：真空絕緣性能好，觸頭開距可以較小，能延長(zhǎng)斷路器的機(jī)械壽命；真空滅弧能力強(qiáng)，開斷時(shí)觸頭表面燒損輕微；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修工作量小，無(wú)火災(zāi)危險(xiǎn)，無(wú)環(huán)境污染。高壓負(fù)荷開關(guān)高壓熔斷器熔斷器判斷短路電流大小的能力取決于熔件的熱特性：時(shí)間電流特性和最小熔化電流。高壓隔離開關(guān)隔離開關(guān)作用：使電力系統(tǒng)中運(yùn)行的各種高壓電器設(shè)備與電源間形成可靠的絕緣間隔，以便對(duì)退出運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行試驗(yàn)和檢修。四，高壓互感器互感器的任務(wù)：把高電壓和大電流按比例地變換成低電壓和小電流；把電力系統(tǒng)處于高電位的部分與處于低電位的測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)部分分開，保證運(yùn)行人員和

15、設(shè)備的安全。互感器分類：電壓互感器和電流互感器。測(cè)量準(zhǔn)確度是表征互感器性能的重要指標(biāo)。絕緣方式是決定高壓互感器結(jié)構(gòu)形式的主要因素。電壓互感器電壓互感器工作方式：一次繞組跨接所測(cè)電壓，負(fù)載側(cè)并接在二次繞組上的儀表和幾點(diǎn)器的電壓線圈。（因此其一次繞組的匝數(shù)遠(yuǎn)大于二次繞組）為提高測(cè)量精度，變比通常要大于其匝比。誤差一、二次側(cè)電壓關(guān)系：誤差來(lái)源：勵(lì)磁電流在一次繞組上的壓降，負(fù)載電流在一次繞組和二次繞組上的壓降電流互感器電流互感器的工作方式：其一次繞組串接在線路中，負(fù)載側(cè)是串聯(lián)后接到二次線圈上的儀表和繼電器的電流線圈。（因此其一次繞組的匝數(shù)遠(yuǎn)小于二次繞組）為提高電流互感器測(cè)量精度，其變比要略大于匝比。電

16、流互感器的特點(diǎn)：二次側(cè)必須短路；電流互感器能在電流變化范圍較大情況下保持所需的準(zhǔn)確度。誤差來(lái)源以及相應(yīng)的減小誤差的措施最大二次電流倍數(shù)定義：在額定負(fù)載阻抗下，電流互感器二次可能出現(xiàn)的最大電流和二次額定電流的比值。減小鐵芯的截面可以降低電流互感器的最大二次電流倍數(shù)。10%誤差倍數(shù)定義：電流誤差達(dá)到-10%時(shí)的一次電流和一次額定電流的比。10%誤差倍數(shù)隨負(fù)載阻抗的增大而減小，隨鐵芯截面的增大而增大。注意繼電保護(hù)要求電流互感器具有較高的10%誤差倍數(shù)，測(cè)量?jī)x表要求電流互感器具有較低的最大二次電流倍數(shù)，因此電流互感器通常具有兩個(gè)鐵芯和兩個(gè)二次繞組，一個(gè)專門為接測(cè)量?jī)x表用，另一個(gè)專供繼電保護(hù)用，一次繞組

17、則是公用的。第四章 電力系統(tǒng)的接線方式一， 電力網(wǎng)的接線二， 發(fā)電廠、變電所主接線電器主接線：由發(fā)電廠或變電所的所有高壓電氣設(shè)備通過(guò)連接線組成的用來(lái)接受和分配電能的電路。對(duì)電氣主接線的基本要求可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性主接線的基本形式三， 中性點(diǎn)接地方式大電流接地系統(tǒng)在發(fā)生單相接地短路時(shí)，接地相電源被短接，造成停電事故。中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地脫諧度：消弧線圈的補(bǔ)償方式：過(guò)補(bǔ)償和欠補(bǔ)償。在欠補(bǔ)償情況下，當(dāng)線路非全相運(yùn)行時(shí)或中性點(diǎn)電壓偶然升高，使消弧線圈飽和，導(dǎo)致電感變小，脫諧度趨近0，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的中性點(diǎn)偏移。因此消弧線圈一般采用過(guò)補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)行方式。第五章 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析一， 電力系統(tǒng)的潮流計(jì)算電力系

18、統(tǒng)的潮流計(jì)算：針對(duì)具體的電力網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)給定的負(fù)荷功率和電源母線電壓，計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中各節(jié)點(diǎn)的電壓和各支路中的功率及功率損耗。電力網(wǎng)的功率損耗電力線路功率損耗計(jì)算變動(dòng)損耗：隨電流變化而變化的功率損耗。變動(dòng)損耗：固定損耗：與負(fù)荷無(wú)關(guān)的功率損耗固定損耗（充電功率）：變壓器功率損耗的計(jì)算雙繞組變壓器阻抗支路中的變動(dòng)損耗：導(dǎo)納支路中的固定損耗：利用變壓器的銘牌參數(shù)計(jì)算變壓器的功率損耗：三繞組變壓器電力網(wǎng)環(huán)節(jié)的功率平衡和電壓平衡電壓降落定義：電力網(wǎng)任意兩點(diǎn)電壓的矢量差電壓降落縱分量：電壓降落橫分量：（注意：算式中的功率和電壓應(yīng)該使用同一端的數(shù)值）電壓損耗定義：電力網(wǎng)中任意兩點(diǎn)電壓的代數(shù)差計(jì)算式：110kV及以下

19、電壓等級(jí)電網(wǎng)中可近似為：電壓偏移定義：電力網(wǎng)中任意點(diǎn)的實(shí)際電壓同該處網(wǎng)絡(luò)的額定電壓的數(shù)值差，工程中常用其百分?jǐn)?shù)。計(jì)算式：潮流計(jì)算迭代法應(yīng)用假設(shè)的末端電壓和已知的末端功率向首端推算，求出首端功率；再用給定的首端電壓和求得的首端功率逐段向末端推算，求出末端電壓；用已知的末端功率和計(jì)算得到的末端電壓向首端推算；以此類推，逐步逼近。電力網(wǎng)環(huán)節(jié)中功率的傳輸方向電壓降落的縱分量主要由無(wú)功功率影響，橫分量主要由有功功率影響。法拉第效應(yīng)：當(dāng)線路空載運(yùn)行時(shí)，負(fù)荷有功和無(wú)功均為零，只有末端電容功率通過(guò)線路的阻抗支路，此時(shí)有.末端電壓將高于首端電壓。開式網(wǎng)潮流計(jì)算區(qū)域網(wǎng)潮流計(jì)算計(jì)算的簡(jiǎn)化：變電所作為一個(gè)等值負(fù)荷（變

20、電所運(yùn)算負(fù)荷）：低壓母線負(fù)荷加上變壓器總功率損耗，再加上高壓母線上的負(fù)荷和與高壓母線相連的所有線路電容功率的一半。發(fā)電廠作為一個(gè)等值功率（發(fā)電廠的運(yùn)算功率）：發(fā)出的總功率減去廠用電及地方負(fù)荷，再減去升壓變壓器中的總功率損耗和與其高壓母線相連的所有線路電容功率的一半。地方網(wǎng)潮流計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)化：忽略電力網(wǎng)等值電路中的導(dǎo)納支路；忽略阻抗中的功率損耗；忽略電壓降落的橫分量；用線路額定電壓帶起各點(diǎn)的實(shí)際電壓計(jì)算電壓損耗。二， 電力系統(tǒng)的頻率與有功功率頻率調(diào)整的必要性頻率變化對(duì)生產(chǎn)實(shí)際的影響：頻率變化會(huì)引起異步電機(jī)轉(zhuǎn)速變化，影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量；頻率變化影響各種電子技術(shù)設(shè)備的精確性；頻率變化使計(jì)算機(jī)發(fā)生誤計(jì)

21、算和誤打印；頻率變化不利于電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，甚至?xí)斐伞邦l率崩潰”等。系統(tǒng)負(fù)荷可以視為由三種變化規(guī)律的變動(dòng)負(fù)荷組成：變化幅度小，周期短的負(fù)荷分量；變化幅度較大，周期較長(zhǎng)的負(fù)荷分量；變化緩慢的持續(xù)變動(dòng)的負(fù)荷分量。調(diào)整的方法：對(duì)于第一種變化負(fù)荷，通過(guò)發(fā)電機(jī)的調(diào)速器自動(dòng)調(diào)整，為一次調(diào)頻；對(duì)于第二種變化負(fù)荷，需手動(dòng)調(diào)整調(diào)頻器調(diào)節(jié)，為二次調(diào)頻；對(duì)第三種變化負(fù)荷，需通過(guò)制定發(fā)電廠的發(fā)電量分配解決。電力系統(tǒng)的頻率特性電力系統(tǒng)綜合負(fù)荷有功-頻率靜態(tài)特性定義：描述電力系統(tǒng)負(fù)荷的有功功率隨頻率變化的關(guān)系曲線。（在額定頻率附近，該曲線近似為直線）負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)：,標(biāo)幺值為負(fù)荷調(diào)節(jié)效應(yīng)系數(shù)不能人為整定，其大小取決

22、于系統(tǒng)各類負(fù)荷的比重和性質(zhì)。通常=13.發(fā)電機(jī)組有功-頻率靜態(tài)特性定義：描述發(fā)電機(jī)組輸出的有功功率隨頻率變化的關(guān)系曲線。（在額定頻率附近，該曲線近似為直線）發(fā)電機(jī)組單位調(diào)節(jié)功率：發(fā)電機(jī)組功頻靜態(tài)特性系數(shù)：發(fā)電機(jī)單位調(diào)節(jié)功率可以人為整定，但其調(diào)整范圍受到機(jī)組調(diào)速機(jī)構(gòu)的限制。負(fù)荷變化時(shí)，除了已經(jīng)滿載運(yùn)行的機(jī)組外，系統(tǒng)中的每臺(tái)機(jī)組都要參與一次調(diào)頻。一次調(diào)頻是有差的，頻率回升后仍低于初始值。二次調(diào)頻是無(wú)差的，它由一個(gè)或數(shù)個(gè)發(fā)電廠來(lái)承擔(dān)。電力系統(tǒng)頻率調(diào)整一次調(diào)頻負(fù)荷功率增量：電力系統(tǒng)單位調(diào)節(jié)功率：二次調(diào)頻即主調(diào)頻廠的選擇調(diào)頻廠分為：主調(diào)頻廠、輔助調(diào)頻廠、非調(diào)頻廠。主調(diào)頻廠：具有足夠的調(diào)節(jié)容量和范圍；具有

23、較快的調(diào)節(jié)速度；具有安全性和經(jīng)濟(jì)性。注意：枯水季節(jié)，選擇水電廠為主調(diào)頻廠；豐水季節(jié)，選擇裝有中溫中壓機(jī)組的火電廠為主調(diào)頻廠。事故調(diào)頻的措施和步驟投入旋轉(zhuǎn)備用容量，迅速啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)組；切除部分負(fù)荷；選取合適地點(diǎn)，將系統(tǒng)解列運(yùn)行；分離廠用電，確保發(fā)電廠迅速恢復(fù)正常，與系統(tǒng)并列運(yùn)行。有功功率平衡發(fā)電機(jī)組有功輸出=所有負(fù)荷有功之和+電力網(wǎng)有功損耗之和+發(fā)電廠廠用電有功之和。即 備用容量按用途分：負(fù)荷備用、檢修備用、事故備用、國(guó)民經(jīng)濟(jì)備用。按備用形式分：熱備用（旋轉(zhuǎn)備用）、冷備用（停機(jī)備用）。三， 電力系統(tǒng)電壓與無(wú)功功率電壓調(diào)整必要性電壓降低導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)繞組電流增大，溫度升高，絕緣老化加速，甚至燒毀電機(jī)

24、。電壓降低會(huì)降低系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性，甚至導(dǎo)致供電中斷或系統(tǒng)解列。電力系統(tǒng)電壓特性綜合負(fù)荷無(wú)功-電壓靜態(tài)特性定義：各種用電設(shè)備所消耗的無(wú)功功率隨電壓變化的關(guān)系綜合負(fù)荷無(wú)功-電壓靜態(tài)特性主要取決于異步電機(jī)的無(wú)功-電壓靜態(tài)特性。電動(dòng)機(jī)消耗的無(wú)功為 發(fā)電機(jī)無(wú)功-電壓靜態(tài)特性定義：發(fā)電機(jī)向系統(tǒng)輸出的無(wú)功功率隨電壓變化的關(guān)系發(fā)電機(jī)所發(fā)無(wú)功功率 電力系統(tǒng)中無(wú)功與電壓的關(guān)系造成電力系統(tǒng)電壓下降的主要原因就是系統(tǒng)電源無(wú)功功率不足，因此要保證電力系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，必須使系統(tǒng)保持無(wú)功平衡。電力系統(tǒng)無(wú)功功率無(wú)功損耗無(wú)功電源發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、電力電容器、靜止補(bǔ)償器無(wú)功平衡電力系統(tǒng)中無(wú)功電源之和=無(wú)功負(fù)荷之和+發(fā)電廠廠用

25、無(wú)功負(fù)荷之和+電力網(wǎng)無(wú)功損耗之和+無(wú)功備用容量之和。即 電力系統(tǒng)中電壓管理中樞點(diǎn)調(diào)壓電壓中樞點(diǎn)：對(duì)電力系統(tǒng)電壓監(jiān)視、控制和調(diào)整的母線。電壓調(diào)整的措施由上式可知，調(diào)壓措施有：改變發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，從而改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓；改變升、降壓變壓器變比；改變網(wǎng)絡(luò)無(wú)功功率分布；改變網(wǎng)路參數(shù)R、X。改變變壓器分接頭調(diào)壓普通雙繞組變壓器分接頭選擇降壓變壓器分接頭選擇：升壓變壓器分接頭選擇：分接頭選擇步驟：首先分別計(jì)算最大負(fù)荷和最小負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，通過(guò)公式計(jì)算分接頭電壓，然后計(jì)算這兩個(gè)結(jié)果的平均值，最后從變壓器分接頭中選擇最接近該平均值的分接頭電壓。普通三繞組變壓器分接頭選擇步驟：先按抵押母線對(duì)調(diào)壓的要求，選擇高壓側(cè)的

26、分接頭電壓，再按中壓側(cè)所要求的電壓和選定的高壓側(cè)分接頭電壓確定中壓繞組的分接頭電壓。改變無(wú)功分布的調(diào)壓改變電力網(wǎng)無(wú)功分布的調(diào)壓是采用無(wú)功補(bǔ)償裝置就近向負(fù)荷提供無(wú)功補(bǔ)償。補(bǔ)償容量的計(jì)算式：電力電容器容量選擇最小負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，按無(wú)補(bǔ)償情況選擇變壓器分接頭，確定變比最大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償容量同步調(diào)相機(jī)容量選擇調(diào)相機(jī)在最大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)可過(guò)激運(yùn)行，按額定容量發(fā)出無(wú)功；在最小負(fù)荷運(yùn)行時(shí)可欠激運(yùn)行，按額定容量的50%65%吸收無(wú)功。容量選擇的步驟：先計(jì)算最大負(fù)荷過(guò)激運(yùn)行時(shí)調(diào)相機(jī)容量，其次計(jì)算最小負(fù)荷欠激運(yùn)行時(shí)調(diào)相機(jī)容量，再聯(lián)立求解變比，然后按所算變比確定分接頭電壓，最后計(jì)算調(diào)相機(jī)容量。無(wú)功補(bǔ)償裝置與電力網(wǎng)

27、的連接補(bǔ)償?shù)男问剑簜€(gè)別補(bǔ)償、分散補(bǔ)償、集中補(bǔ)償。改變電力網(wǎng)參數(shù)調(diào)壓（串聯(lián)電容器）所串聯(lián)電容器容抗：所串聯(lián)電容補(bǔ)償容量：5.4 電力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行電力網(wǎng)的能量損耗電力網(wǎng)的能量損耗率能量損耗的計(jì)算方法最大負(fù)荷損耗時(shí)間法： 即，若線路輸送功率一直保持為最大負(fù)荷功率，在小時(shí)內(nèi)能量損耗等于線路全年實(shí)際電能損耗，則此為最大負(fù)荷損耗時(shí)間。等值功率法：其中 ,K、L均為形狀系數(shù)。降低網(wǎng)損的措施火電廠有功負(fù)荷經(jīng)濟(jì)分配耗量特性：反映發(fā)電設(shè)備單位時(shí)間內(nèi)能量輸入和輸出功率關(guān)系的曲線。比耗量：即輸入與輸出之比，發(fā)電廠效率：輸出與輸入之比，耗量微增率：耗量特性曲線上某點(diǎn)切線的斜率，等微增率準(zhǔn)則：電力系統(tǒng)中各發(fā)電機(jī)組按相等的

28、耗量微增率運(yùn)行，能使得總的能源消耗最小，運(yùn)行最經(jīng)濟(jì)。第六章 電力系統(tǒng)的對(duì)稱故障分析一， 短路一般概念短路：相與相或相與地之間發(fā)生不正常通路的情況。二 標(biāo)幺制標(biāo)幺值：基準(zhǔn)值選擇首先選擇基準(zhǔn)功率和基準(zhǔn)電壓：基準(zhǔn)功率多選為100MVA、1000MVA或系統(tǒng)總?cè)萘炕蚰嘲l(fā)電廠機(jī)組容量之和；基準(zhǔn)電壓為平均額定電壓或額定電壓。其次根據(jù)所選基準(zhǔn)功率和基準(zhǔn)電壓確定基準(zhǔn)電流和基準(zhǔn)阻抗。標(biāo)幺值換算電抗器電抗標(biāo)幺值換算發(fā)電機(jī) 變壓器 輸電線路 各級(jí)額定電壓相應(yīng)的平均電壓額定電壓（kV）361035110220330500平均電壓(kV)3.156.310.537115230345525三 恒定電勢(shì)源供電系統(tǒng)的三相短路

29、三相短路時(shí)，短路電流的周期分量是三相對(duì)稱的，非周期分量是三相不對(duì)稱的，因而，非周期分量有最大初始值或零值的情況只可能在一相出現(xiàn)。短路沖擊電流：短路電流最大可能的瞬時(shí)值。其中，為沖擊系數(shù)，當(dāng)在發(fā)電機(jī)端部短路時(shí)，取1.9；當(dāng)在發(fā)電廠高壓母線上短路時(shí)，取1.85；在其他點(diǎn)短路時(shí)，取1.8.短路電流有效值：以任一時(shí)刻t為中心的一個(gè)周期內(nèi)瞬時(shí)電流的均方根值。短路電流最大有效值：（出現(xiàn)在短路后第一個(gè)周期）母線殘壓：三相金屬性短路時(shí)，電源側(cè)距故障點(diǎn)電抗為X的任意母線上的電壓。四 有限容量電源的三相短路同步電機(jī)對(duì)稱短路的暫態(tài)過(guò)程空載運(yùn)行時(shí)短路瞬間同步機(jī)的起始暫態(tài)電流 ，其中負(fù)載運(yùn)行時(shí)暫態(tài)電勢(shì)為暫態(tài)電流為次暫態(tài)

30、電抗次暫態(tài)電勢(shì)次暫態(tài)電流短路沖擊電流 短路電流最大有效值 異步電動(dòng)機(jī)對(duì)稱短路的暫態(tài)過(guò)程短路瞬間的異步電動(dòng)機(jī)可以用次暫態(tài)電勢(shì)和次暫態(tài)電抗串聯(lián)的模型表示。次暫態(tài)電勢(shì) 次暫態(tài)電抗 （近似計(jì)算）次暫態(tài)電流 五 對(duì)稱短路實(shí)用計(jì)算轉(zhuǎn)移電抗：僅在i支路加電勢(shì)，其他電源電勢(shì)均為零時(shí)，則該電勢(shì)與f支路中所產(chǎn)生的電流的比值即支路i和支路f之間的轉(zhuǎn)移電抗。輸入電抗：所有電源電勢(shì)均為零，f支路加電源，則此電源電勢(shì)與f支路所產(chǎn)生的電流的比值即支路f對(duì)其余節(jié)點(diǎn)的輸入電抗。輸入電抗與轉(zhuǎn)移電抗的關(guān)系：?jiǎn)挝浑娏鞣ㄇ筠D(zhuǎn)移電抗單位電流法：設(shè)某一支路電流為1，據(jù)此推算其他支路的電流以及短路支路應(yīng)施加的電勢(shì)，進(jìn)而求得轉(zhuǎn)移電抗。電流分布

31、系數(shù)電流分布系數(shù)：網(wǎng)絡(luò)中的某一支路電流和短路電流的比值。計(jì)算曲線法計(jì)算電抗：發(fā)電機(jī)的縱軸次暫態(tài)電抗和硅酸到發(fā)電機(jī)額定容量的外接電抗的標(biāo)幺值之和，即 。計(jì)算曲線法：通過(guò)計(jì)算電抗和在計(jì)算曲線或計(jì)算曲線數(shù)字表中查找任意時(shí)刻的短路電流。原是網(wǎng)絡(luò)的化簡(jiǎn)：將多個(gè)電源合并為一個(gè)等值電源使用前提：認(rèn)為網(wǎng)絡(luò)中所有發(fā)電機(jī)（不管電機(jī)形式和距短路點(diǎn)的遠(yuǎn)近等）在短路暫態(tài)過(guò)程中具有完全相同的變化規(guī)律。計(jì)算步驟：認(rèn)為發(fā)電機(jī)支路始端電位相同，用戴維南定理進(jìn)行等值變換，等值電源容量取供給短路電流的所有電源額定容量之和，把等值總電抗歸算為以等值容量和平均額定電壓為基準(zhǔn)值的計(jì)算電抗后，通過(guò)查圖（表）得到短路電流標(biāo)幺值。將多個(gè)電源合

32、并為若干個(gè)不同的等值電源合并的基本原則：距短路點(diǎn)遠(yuǎn)近相差很大的電源不能合并；發(fā)電機(jī)類型不同的電源不能合并；無(wú)限大容量電源不能合并，需單獨(dú)計(jì)算。第七章 電力系統(tǒng)元件的序阻抗和等值網(wǎng)絡(luò)一 對(duì)稱分量的原理三相不對(duì)稱量的分解與合成用序分量表示不對(duì)稱量用不對(duì)稱量表示序分量對(duì)稱分量的獨(dú)立性各序分量的獨(dú)立性：在對(duì)稱網(wǎng)絡(luò)中，通以某一序的對(duì)稱分量電流時(shí)，只產(chǎn)生同一序的對(duì)稱分量的電壓；在施以某一序的對(duì)稱分量電勢(shì)時(shí)，只產(chǎn)生同一序的對(duì)稱分量的電流。序分量的獨(dú)立性是對(duì)稱分量運(yùn)算的前提。不對(duì)稱電路的運(yùn)算方法將故障點(diǎn)的三個(gè)不對(duì)稱電壓用對(duì)稱分量法分解為三相對(duì)稱的序電壓；應(yīng)用疊加原理將原網(wǎng)絡(luò)分解為正序、負(fù)序和零序三個(gè)網(wǎng)絡(luò)后獨(dú)立

33、進(jìn)行計(jì)算；最后將所得三序結(jié)果合成，得到實(shí)際電壓二 變壓器各序等值電路和序阻抗特性變壓器正序等值電路與變壓器正常運(yùn)行時(shí)的等值電路相同（可以忽略繞組電阻，將勵(lì)磁支路開路）。正序阻抗即變壓器漏抗。負(fù)序等值電路與正序等值電路相同。負(fù)序阻抗也是變壓器漏抗。零序等值電路與變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)、繞組連接方式及中性點(diǎn)工作方式有關(guān)。若一側(cè)繞組中性點(diǎn)經(jīng)阻抗接地，即相當(dāng)于將中性點(diǎn)阻抗的三倍與繞組漏抗相串聯(lián)。三 同步電機(jī)序阻抗正序阻抗與電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)阻抗相同。負(fù)序阻抗：有阻尼繞組時(shí)負(fù)序電抗為；無(wú)阻尼繞組時(shí)負(fù)序電抗為零序阻抗：中性點(diǎn)不接地時(shí)，為無(wú)窮大； 中性點(diǎn)接地時(shí)，零序電抗為漏抗（此時(shí)的漏抗不同于正常運(yùn)行時(shí)的漏抗，它與繞組的節(jié)距和布置形式有關(guān)）。四 負(fù)荷的序阻抗正序阻抗：負(fù)序阻抗：負(fù)序電抗即異步電機(jī)次暫態(tài)電抗（當(dāng)忽略降壓變壓器及饋電線路的負(fù)序電抗時(shí)）。零序電抗：由于異步電機(jī)中性點(diǎn)不接地，故零序阻抗無(wú)窮大。第八章 電力系統(tǒng)不對(duì)稱故障的分析不對(duì)稱短路計(jì)算步驟：先計(jì)算短路點(diǎn)各序電流、電壓分量；然后根據(jù)需要計(jì)算各序電流、電壓在網(wǎng)絡(luò)中的分布；最后將各序分量合成可到網(wǎng)絡(luò)各支路中各相電流和各節(jié)點(diǎn)上的各相電壓。一 不對(duì)稱短路分析單相接地短路設(shè)特殊相為A相（即A相短路，BC相開路），則可以得到，可作如下復(fù)合序網(wǎng)。則短路點(diǎn)電流為：兩相短路設(shè)特殊相為A相（即BC兩相短路，A相開路），則可以得到，可以、