电气工程基础PPT课件

《电气工程基础PPT课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电气工程基础PPT课件（157页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、 第 4 章 电 气 工 程 基 础锅炉发电机升压 变压器降压 变压器电 能 用 户输电线热 能 用 户汽轮机抽 汽电力网电力系统动力系统动力系统与电力系统、电力网关系示意图4.1 电力系统基本知识1、电力系统的组成一、 电力系统运行特点和基本要求电力系统 是由发电厂发电机、升降压变电设 备、输、配电线路和电能用户（用电设备）组 成的整体。电力网 电力系统中的输电、变电和配电的三 个部分称为电力网。电能用户 消耗电能的场所，电能转换为 其他形式能量 。4.1 电力系统基本知识4.1 电力系统基本知识2、电力系统运行的特点1）同时性电能生产、输送、分配和使用在同一时刻完成的。2) 快速性暂态过程

2、迅速。毫秒或微秒3)重要性 与国民经济密切相关4.1 电力系统基本知识（1）保证供电可靠性3、对电力系统的要求（可靠、优质、经济、环保）负荷突然中断对供电的影响，用电负荷又分为：1）一类负荷也称一级负荷一类负荷也称一级负荷，指突然中断供电将会造成人 身伤亡或会引起对周围环境严重污染，造成经济上巨 大损失；以及突然中断供电将会造成社会秩序严重混 乱或政治上的严重影响的用电负荷。3）三类负荷也称三级负荷三类负荷也称三级负荷，指不属于一类负荷和二类负 荷的其他负荷，对此类负荷，突然中断供电所造成损 失不大或不会造成直接损失。2）二类负荷也称二级负荷二类负荷也称二级负荷，指突然中断供电将会造成较 大的

3、经济损失；以及突然中断供电将会造成社会秩序 混乱或政治上的较大影响的用电负荷。4.1 电力系统基本知识(2) 保证电能质量（ 电压、频率、波形）（3）提高运行的经济性（4）环保问题4.1 电力系统基本知识4.1 电力系统基本知识二、 电能质量的各项指标 电压幅值、频率、波形 1、电压偏差（移）U %电压缓慢变化电压允许偏差 ：35kV及以上5%， 10kV及以下7%，低压 及农业用户+ 5% -10%1）定义2）原因：由系统滞后的无功负荷引起 3）危害：如异步电动机无法正常起动，照明设备影响4）措施：合适的调压方式、合理选变压器分接头、 减小系统阻抗、无功补偿、改善功率因数、使三 相负荷平衡4

4、.1 电力系统基本知识2、电压波动和闪变U %电压波动1）220kV及以上为1.6%、2） 35kV-110kV为2%。3）10kV及以下为2.5%。 1）定义2）原因：电压波动和闪变由冲击性负荷引起 3）措施：采用专用线和专用变压器、增大供电容 量、减小系统阻抗、减少或切除引起电压波动负 荷、选更高电压供电、装无功补偿装置电压闪变 负荷急剧波动引起瞬间电压升高，照度 急剧变化，造成人眼对灯闪感到不适的现象。电压短时快速变动，变化速度等于或 大于每秒0.2%时称为电压波动。4.1 电力系统基本知识3、三相不对称度 衡量三相负荷平衡状态的指标。 三相系统的电压负序分量与电压正序分量的方均根值百分

5、 数表示。1）定义：3）措施：改善三相负荷不平衡,将不对称负荷接 到更高电压等级的电网。2）原因：三相负荷不平衡4、谐波1）产生原因：电力系统中存在各种非线性元件。如一部电动机、感应电炉，尤为严重的是 大型的晶闸管交流设备和大型电弧炉。电压的波形（1）理想的波形为正弦波（50Hz，基波）（2）非正弦波：基波叠加一系列的高次谐波（3）高次谐波：为基波频率的整数倍4.1 电力系统基本知识3）谐波危害： 对设备危害很大，可使变压器、电动机的铁损增大 ，产生过热，介质老化，缩短寿命。 可使变压器噪音增大。 电动机的转子振动，影响产品质量。 电容易发热击穿。 表计不准 。 系统发生谐振过电压等等4）改善

6、措施）三相整流变压器采用Yd或Dy联结增 加换流器相数、装滤波装置、限制接入系统的交流 设备及交流调压装置的容量、提高对大容量非线性 设备的供电电压等4.1 电力系统基本知识4.1 电力系统基本知识5、频率偏差 1）定义 ：f %2）频率不合格的原因 （1 ）发电容量不足 （2）用户未使用负控装置、低频减载装置3）频率偏差允许值 一般不超过0.2Hz，容量 较小为0.5Hz。 4）频率偏差的调整4.1 电力系统基本知识6、供电可靠性：根据用电负荷等级制定。三、 电力系统接线方式及特点1、无备用接线（开式电力网）2、有备用接线（闭式电力网）Rs_-年供电可靠率 N -统计用户总数t1 -年每次停

7、电时间 n1 -年每次停电用户数停电时间包括：事故停电、计划检修停电、临时性停电4.1电力系统基本知识四、电力系统额定电压额定线电压电网的额定电压：线路首末端电压的平均值n用户设备的额定电压=电网的额定电压 n发电机额定电压：比网络的额定电压高5%n变压器额定电压： 1）一次绕组（接谁同谁）：与发电机直接连接 ，等于发电机的额定电压；与电网直接连接， 与电网的额定电压同。 2）二次绕组：通常取UN10%，当 ， 直接连接用电设备取UN5%。4.1 电力系统基本知识T1T2我国电力网络的额定电压等级： 3、6、10、35、110、220、330、500kV 、750kV、1000kV例4.1 电

8、力系统基本知识我国电力网络的额定电压等级：l 电力系统平均额定电压：UavN=1.05UN3.15、6.3、10.5、37、115、230、345、525kV变压器的分接头及其变比调压额定变比：主抽头额定电压之比实际变比：实际所接分接头的额定电压之比例1：如图，试求： 4.1 电力系统基本知识10.5kV10.5/242kV220/121/38.5kV110/11kV10.5/3.3kV35/6.6kV1)发电机、变压器的额定电压2) T1：5%抽头， T2 、T5 ：主抽头， T3：-2.5%抽头, T4：-5%抽头3) 各线路的平均额定电压例1：P2414.1 电力系统基本知识10.5kV

9、10.5/242kV220/121/38.5kV110/11kV10.5/3.3kV35/6.6kV2) T1：5%抽头， T2 、T5 ：主抽头， T3：-2.5%抽头, T4：-5%抽头T1：10.5/254.1kV， T2 : 220/121/38.5kV T3：107. 25/11kV, T4：33.25/6.6kV T5 ： 10.5/3.3kV例1：P2414.1 电力系统基本知识3) 各线路的平均额定电压4.1 电力系统基本知识 2011,46T各级电网的额定电压如图，发电机G、变压器T1、 T2的额定电压分别为（ ）A.G：10.5kV T1：10.5/242kV， T2 :

10、220/38.5kV B. G：10kV T1：10/242kV， T2 : 220/35kVC. G：10.5kV T1：10.5/220kV， T2 : 220/38.5kV D. G：10.5kV T1：10.5/242kV， T2 : 220/35kV T1T2例G10kV 220kV35kVA五、中性点接地方式4.1 电力系统基本知识中性点：是指电力系统发电机、变压器接成 星形绕组的节点称为中性点。中性点运行方式分为直接接地 单相负载低压（380/220V） 、 高 压 110kV以上输电线路。 非直接接地（不接地或经消弧线圈、电阻、电 压互感器等接地），通常1035kV。经小电阻接

11、地 （电缆线路多）10kV中性点直接 接地优点：当系统发生一相接地故障时，能限制非故障相对地电压的升高，从而保证单相用电设备的安全。缺点： 很大，继电保护动作，断路器跳开，造成 停电；发生人身一相对地电击时，危险性较大。1、中性点不接地系统1）正常运行时正常运行时各相对地电压是对称的UBUA.120120120UC.4.1 电力系统基本知识2）一相接地故障时AX YZBCeA+eC+eB +特点4.1 电力系统基本知识304.1 电力系统基本知识中性点不接地系统特点 1）发生单相接地故障时，接地相对地电压下降，非 故障相对地电压升高，最高可达线电压。 对用电设备的绝缘水平应按线电压考虑；2）发

12、生单相接地故障时，三相之间的线电压仍然 对称，用户的三相用电设备仍照常运行。可继续运 行2小时。3）电容电流较大，接地点可能出现电弧，产生 过电压。当电容电流超过一定值时，要求中性 点经消弧线圈接地，以减小故障电流。4.1 电力系统基本知识中性点不接地系统发生单相接地故障时，接地相 对地电压（ ） 。A.最高为线电压 B.最高为相电压 C.最低为零中性点不接地系统发生单相接地故障时，可继续运 行（ ） 。A. 20小时 B. 2小时 C. 12 小时中性点不接地系统发生单相接地故障时，未接地 相对地电压升高，最高升至（ ） A.最高为线电压 B.最高为相电压 C.最低为零CBA4.1 电力系统

13、基本知识中性点经消弧线圈接地 为什么采用中性点经消弧线圈接地 ?电缆线路较多,电容电流较大,单相接地故障 时,接地点出现电弧,造成过电压。因此，加 消弧线圈。4.1 电力系统基本知识2011,47T在中性点绝缘的35kV系统发生单相接地短路时 ，其故障处的非故障相电压是（ ）。A.115kV B.110kV C.38.5kV D.35kVD电容电流 电感电流 4.1 电力系统基本知识4.1 电力系统基本知识1）完全补偿： IL=IC。串联谐振2）欠补偿： IL IC 。当切除部分线路或故障， IC减小，会串联谐振。3）过补偿： ILIC。一般采用过补偿度通常P= 5%-10% 补偿方式4.1

14、电力系统基本知识2011,58T在中性点非有效接地配电系统中加装消弧是为 了（ ）。A.增大系统零序阻抗B.提高继电保护装置的灵敏性C.补偿接地短路电流D.增大电源的功率因数C我国电力网中性点接地方式为：110 kV及以上直接接地2060 kV经消弧线接地10 kV经消弧线接地或经小阻抗接 地（电缆为主)220/380 V直接接地4.1 电力系统基本知识2012,47T 我国110 kV及以上系统中性点接地方式一般为（ ）A. 中性点直接接地 B.中性点绝缘C. 经小阻抗接地 D.经消弧线接地A4.1 电力系统基本知识2011,49T我国电力系统中性点直接接地方式一般用在（ ）及以上网络中。A. 110 kV B. 10kVC. 35 kV D. 220kVA1、线路参数 1）电阻2）电抗分裂导线：电抗减小4.2 电力线路、变压器的参数和等值电路ZY/2Y/2一、 输电线路的参数和等值电路3）电导4）电纳分裂导线：电纳增加4.2 电力线路、变压器的参数和等值电路ZY/2Y/22、输电线路的等值电路 1）一字形等值电路：架空线不超过100km、 电压不高4.2 电力线路、变压器的参数和等值电路2）形和T形等值电路： 架空线为100-300km、电缆不超过100km二、变压器4.2 电力线路、变压器的参数和等值电路R