電力系統(tǒng)基本知識 龔老師培訓

全國注冊電氣工程師考試——專業(yè)基礎部分

授課人：龔靜北京建筑大學電信學院

2023/2/41第4章電氣工程基礎每章按照這樣3個層次介紹：大綱要求要點講解實戰(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)運行特點和基本要求

4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項指標

4.1.3了解電力系統(tǒng)中各種結線方式及特點

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

4.1.5了解電力網(wǎng)絡中性點運行方式及對應的電壓等級

電能是最重要、最方便的能源。電力系統(tǒng)：生產(chǎn)、輸送、分配和消費電能的各種電氣設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：消費電能電力系統(tǒng)的組成2023/2/4電信學院44.1.1了解電力系統(tǒng)運行特點和基本要求

2023/2/4電信學院54.1.1了解電力系統(tǒng)運行特點和基本要求

2023/2/4電信學院6電力系統(tǒng)的組成4.1.1了解電力系統(tǒng)運行特點和基本要求

2023/2/4電信學院7電力系統(tǒng)的組成4.1.1了解電力系統(tǒng)運行特點和基本要求

動力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)之間的關系電力系統(tǒng)運行的三個主要特點：1.重要性2.快速性3.同時性2023/2/4電信學院84.1.1了解電力系統(tǒng)運行特點和基本要求

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

2023/2/4電信學院162023/2/4電信學院174.1.2掌握電能質(zhì)量的各項指標

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）指用電設備的實際端電壓偏離其額定電壓的百分數(shù)。

2．原因：系統(tǒng)滯后的無功負荷4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項指標

3.影響：異步電動機照明精密設備等

4.用電設備端子處電壓偏移允許值

（1）一般電動機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%；遠離變電所的小面積一般工作場所,可為-5%～+10%；應急照明、道路照明和警衛(wèi)照明為-10%～+5%。 （3）其他用電設備，當無特殊要求時為5%。4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項指標

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）對無功功率進行合理的補償，改善功率因數(shù)。（5）盡量使三相負載平衡。

4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項指標

（1）采取合適的調(diào)壓方式。（中樞點）

1.逆調(diào)壓

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

逆調(diào)壓方式就是負荷大時電網(wǎng)電壓向高調(diào)，負荷小時電網(wǎng)電壓向低調(diào)，以補償電網(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)量的各項指標

中樞點的調(diào)壓方式最大負荷最小負荷逆調(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)量的各項指標

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

4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項指標

4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項指標

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%，有九個分接頭。

4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項指標

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

（5）盡量使三相負載平衡。4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項指標

二、電壓波動和閃變及改善措施

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

電壓閃變：

負荷急劇的波動造成供配電系統(tǒng)瞬時三電壓升高，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：沖擊性負荷造成的。3.危害：4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項指標

4.抑制電壓波動和閃變的措施：采用專用線或?qū)Ｓ米儔浩?；增大供電容量，減小系統(tǒng)阻抗；在系統(tǒng)出現(xiàn)嚴重電壓波動時，減少或切除引起電壓波動的負荷；選用更高電壓等級的電網(wǎng)供電；裝設靜止無功補償裝置。4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項指標

三、不對稱度及改善措施

1.定義：不對稱度是衡量多相負荷平衡狀態(tài)的指標，多相系統(tǒng)的電壓負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，均以百分數(shù)表示。

2.原因：三相負荷不平衡引起的4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項指標

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

4.改善措施

1）盡量使三相負荷均衡分配。

2）將不對稱負荷盡可能的分散接到不同的供電點。

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

四、諧波及改善措施一、定義：是指對周期性非正弦交流量進行傅立葉級數(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)量的各項指標

2.原因：非線性設備

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

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)中接入的交流設備和交流調(diào)壓裝置等的容量；提高對大容量非線性設備的供電電壓；將“諧波源”與不能受干擾的負荷電路從電網(wǎng)的接線上分開）。4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項指標

五、頻率偏差

1．定義：供電的實際頻率與電網(wǎng)的標準頻率的差值。

2.原因：與有功功率密切相關。

3.影響：

4．偏差允許值：頻率偏差一般不超過0.25Hz。 當電網(wǎng)容量大于3000MW時，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)電機有功功率。

4.1.2掌握電能質(zhì)量的各項指標

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

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

2023/2/4電信學院40a）放射式b）干線式c）鏈式4.1.3了解電力系統(tǒng)中各種結線方式及特點有備用接線：每個負荷至少能從兩個不同供電回路取得電能的網(wǎng)絡。包括：雙回路供電網(wǎng)絡、雙端供電網(wǎng)絡和環(huán)網(wǎng)。特點：可靠性顯著提高；但設備費用增加較多且運行調(diào)度復雜。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)負荷性質(zhì)決定接線方式。2023/2/4電信學院41a）放射式b）干線式c）鏈式d）環(huán)式e）兩端供電網(wǎng)絡4.1.3了解電力系統(tǒng)中各種結線方式及特點4.1.4掌握我國規(guī)定的網(wǎng)絡額定電壓與

發(fā)電機、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電信學院44規(guī)則：核心是為了保證負荷的運行電壓為額定電壓。電氣設備的額定電壓，就是能使電氣設備長期運行時獲得最好經(jīng)濟效果的電壓。用電設備（UN）用電設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(1+5%UN)

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

發(fā)電機、變壓器等元件的額定電壓

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

發(fā)電機、變壓器等元件的額定電壓

2023/2/4電信學院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)的額定電壓已標注于圖中。4.1.4掌握我國規(guī)定的網(wǎng)絡額定電壓與

發(fā)電機、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。補充：設變壓器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)絡額定電壓與

發(fā)電機、變壓器等元件的額定電壓

4.1.5了解電力網(wǎng)絡中性點運行方式及對應的電壓等級

發(fā)電機、變壓器繞組星形聯(lián)結的結點稱為中性點。

中性點直接接地系統(tǒng)常稱大電流接地系統(tǒng)。中性點不接地和中性點經(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)絡中性點運行方式及對應的電壓等級 二、中性點不接地系統(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)絡中性點運行方式及對應的電壓等級

三、中性點經(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，與接地點容性電流分量相抵消，減小接地點電流，提高供電可靠性。全補償、過補償IL>IC（考慮系統(tǒng)的進一步發(fā)展；避免諧振）、欠補償

4.1.5了解電力網(wǎng)絡中性點運行方式及對應的電壓等級實戰(zhàn)題目1、我國目前（）kV及以下的電力網(wǎng)絡的中性點采用不接地的方式。

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)電機的額定電壓應該高出網(wǎng)絡額定電壓（）。

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

4、中性點經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)中一般采用()。A.欠補償形式B.過補償形式C.全補償形式D.補償形式不變答案：B5、當變壓器一次側直接與發(fā)電機相連接時，一次側的電壓等于（）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際接于2.5％檔，其實際變比為（）。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；B.在經(jīng)濟前提下，保證安全，力求經(jīng)濟；C.在安全前提下，保證質(zhì)量，力求經(jīng)濟；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