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1、HUST_CEEE一、关于电气工程基础一、关于电气工程基础1.课程背景2.课程特点、前修课程、后续课程特点：工程思想前修课程：电路理论、电机学后续课程：电力系统分析、继电保护、电力系统自动化、高电压技术3.教材：熊信银，张步涵电气工程基础（第二版）华中科技大学出版社，20104.学习方式、要求：5.考核方式：笔试80%平时成绩20%6.教学录像：配合HUST_CEEE二、教学内容及学时安排二、教学内容及学时安排第一章 绪论（4 4）电力系统、电力网、变电站的定义与分类；大系统联网的技术经济效益简介；电力系统的特点；对电力系统的要求；电能质量指标；电力系统和电气设备额定电压及其规定；电压等级与传
2、输功率及传输距离的关系；接地的基本概念和类型；各种工作接地方式的技术特点、适用电压等级第二章 发电系统（2）能源的概念与分类，我国的（发电）能源分布和能源政策发电厂的能量转换；各类发电厂的分类及特点第三章 输变电系统（4）一次系统和一次设备的基本概念；一次设备的类型；母线、断路器、隔离开关、输电线路、TA、TV等一次设备；各类电气主接线的接线方式、运行特点、检修特点、适用场合（注意各类主接线之间的比较）；配电装置的基本概念及分类，安全净距的概念及ABCDE值简介；保护接地的基本概念、实现原理及分类。第四章 配电系统（1）配电网基本概念；保护接零的基本概念、原理及分类。第五章 电力系统负荷（1）
3、负荷的基本概念及分类；负荷曲线的基本概念及分类；最大负荷利用小时数Tmax HUST_CEEE二、教学内容及学时安排二、教学内容及学时安排第六章 电力网的稳态计算 张步涵（6 6）电力线路结构、架空输电线路的参数计算和等值电路、变压器的等值电路及参数计算、元件的电压和功率分布计算、开式电力网（同一电压级、不同电压级）潮流计算第七章 电力系统的短路计算 （10）短路故障、标幺制、无限大功率电源供电网络的三相短路、网络简化与转移电抗的计算、有限容量系统供电网络三相短路电流的实用计算、各元件的负序与零序参数、各序网络的建立、不对称短路的计算第八章 电气主接线的设计与设备选择（4）载流导体的发热和电动
4、力；电气设备选择的一般步骤及计算公式；短路计算点的基本概念和选择方法；断路器、电抗器的选择 第九章 现代电力系统的运行（6）有功功率与频率的关系；电力系统无功功率平衡及其与电压的关系；电力系统调压的基本思路，中枢点电压管理；电力系统各种调压措施的原理、计算和应用；电网运行经济性简介（网损概念及计算、最大负荷损耗时间、降损措施）；电力系统稳定性基本概念。第十章 电力系统继电保护（4）继电保护的基本概念、作用、基本原理；继电保护装置的构成，动作电流、返回电流、返回系数的基本概念；继电保护的“四性”要求；三段式相间短路电流保护的实现原理 HUST_CEEE二、教学内容及学时安排二、教学内容及学时安排
5、第十一章 发输变配电系统的二次系统（4）二次系统和二次设备的基本概念；原理接线图、展开接线图和安装接线图的基本概念和绘制原则；对断路器控制的基本要求，控制开关，断路器控制回路的实现第十二章 电力系统内部过电压 （6）过电压的基本概念和分类；操作过电压产生的基本原理，切除空载变压器、切除空载长线路、合闸空载线路、电弧接地等产生过电压的机理、过电压倍数及其影响因素、限制过电压的措施；三种谐振过电压产生的机理、特点、过电压倍数及其影响因素、限制过电压的措施，电力系统中常见谐振过电压及其防治；工频电压升高基本概念及原理简介第十三章 电力系统防雷保护（2）雷电的放电过程和雷电参数；防雷装置的外特性第十四
6、章 电力系统绝缘配合（1）绝缘配合的基本概念；绝缘配合方法第十五章 现代电力系统的管理（0）HUST_CEEE第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 电力系统发展概况及前景电力系统发展概况及前景第二节第二节 电力系统基本概念电力系统基本概念第三节第三节 电能质量指标电能质量指标第四节第四节 电力系统的电压等级及其选择电力系统的电压等级及其选择 第五节第五节 电力系统中性点接地电力系统中性点接地HUST_CEEE第一节第一节 电力系统发展概况及前景电力系统发展概况及前景一一、电力工业发展概况、电力工业发展概况u电力工业发展史上的第一电力工业发展史上的第一：火电火电：1882年上海电气公司；年上海电气
7、公司；水电水电：1912年云南石龙坝年云南石龙坝2240kW；核电核电：1991年浙江秦山年浙江秦山300MW；输电线路输电线路： 1974年甘肃刘家峡水电站陕西关中地区年甘肃刘家峡水电站陕西关中地区 330kV交流；交流； 1981年河南姚孟火电厂到武汉年河南姚孟火电厂到武汉500kV 交流；交流； 1988年葛州坝水电站到上海南桥变电站年葛州坝水电站到上海南桥变电站500kV直流；直流； 2005年青海官厅年青海官厅甘肃兰州东甘肃兰州东750kV交流；交流； 2008年晋东南年晋东南南阳南阳荆州荆州1000kV交流交流 2010.06.18：云南省楚雄云南省楚雄广东省广州广东省广州 800
8、kV直流输电工程直流输电工程HUST_CEEEu电力系统之最：电力系统之最： 最大单机：最大单机： 火电：火电：1000MW（玉环（玉环061128、邹县、邹县061204） 水电：水电：700MW（三峡）（三峡） 核电：核电：1000MW（岭澳核电厂）（岭澳核电厂） 最大发电厂：最大发电厂： 水水电电：三三峡峡工工程程，3270万万kW，年年均均发发电电量量846亿亿kWh，比全世界，比全世界70万万kW机组的总和还多，机组的总和还多，世界最大世界最大发电厂发电厂 火电：火电：500万万kW（北仑电厂，（北仑电厂，5602100万万kW） 核电：核电：200万万kW（岭澳核电厂，（岭澳核电厂
9、，2100万万kW） 抽水蓄能：抽水蓄能： 830万万kW（广蓄，世界最大）（广蓄，世界最大）HUST_CEEEu我国电力系统的发展：我国电力系统的发展：我国发电装机容量的几大跨越：我国发电装机容量的几大跨越： 1987年年，突突破破1亿亿kW(105年年)；1995年年3月月，突突破破2亿亿kW；2000年年4月月，突突破破3亿亿kW；2004年年5月月，以以三三峡峡电电站站7号号机机组组投投产产发发电电为为标标志志，我我国国发发电电装装机机突突破破4亿亿kW；2005年年10月月突破突破5亿亿kW；2006年突破年突破6亿亿kW ；2007年更突破了年更突破了7亿亿kW ；2008年末年末
10、7.9253亿亿kW 。HUST_CEEEv2007年国家年国家/地区人均发电量排名地区人均发电量排名HUST_CEEE二、电力系统发展前景二、电力系统发展前景1.做好电力规划，加强电网建设做好电力规划，加强电网建设 加强电力规划，确定合理的电源结构和加强电力规划，确定合理的电源结构和布局，留有足够的容量和能量的备用，建成布局，留有足够的容量和能量的备用，建成容量充足、结构合理、运行灵活的联合电力容量充足、结构合理、运行灵活的联合电力系统系统 2. 电力工业现代化电力工业现代化u高电压、大系统高电压、大系统u大电厂、大机组大电厂、大机组u智能电网智能电网HUST_CEEE3. 联合电力系统联合
11、电力系统 v效益效益u各系统间电负荷的错峰各系统间电负荷的错峰效益效益u提高供电可靠性、减少提高供电可靠性、减少系统备用容量系统备用容量u有利于安装单机容量较有利于安装单机容量较大的机组大的机组u进行电网的经济调度进行电网的经济调度u进行水电跨流域调度进行水电跨流域调度u调峰能力互相支援调峰能力互相支援v支出支出u增加联络线和电网内部增加联络线和电网内部加强所需投资以及联络加强所需投资以及联络线的运行费用线的运行费用u当系统间联系较弱时，当系统间联系较弱时，有可能引起调频的复杂有可能引起调频的复杂性和出现低频振荡性和出现低频振荡u增加了系统短路容量，增加了系统短路容量，并可能导致增加或调换并可
12、能导致增加或调换已有设备已有设备u增加联合电网的通讯和增加联合电网的通讯和高度自动化的复杂性高度自动化的复杂性HUST_CEEE4. 电力市场电力市场u基本特征：基本特征：开放、竞争、计划、协调开放、竞争、计划、协调u基本原则：基本原则：公平、公开、公正公平、公开、公正5. 绿色能源的开发和利用（风能、太阳能等）绿色能源的开发和利用（风能、太阳能等） 6. 节能、减排、低碳节能、减排、低碳HUST_CEEE第二节第二节 电力系统基本概念电力系统基本概念一、什么是电力系统一、什么是电力系统三、电力系统的特点三、电力系统的特点四、对电力系统的要求四、对电力系统的要求二、电力系统的形成二、电力系统的
13、形成HUST_CEEE水库 GMM电力网电力系统动力系统发电厂水轮机 发电机变电所升压变压器输电线路变电所降压变压器用户用电设备一、什么是电力系统？一、什么是电力系统？v电力网电力网：由：由变电所变电所和不同电压等级和不同电压等级输电线路输电线路组成的网络。组成的网络。v电电力力系系统统：由由发发电电机机、变变压压器器、输输电电线线路路以以及及用用电电设设备备（或或发发电电厂厂、变变电电所所、输输配配电电线线路路以以及及用用户户），按按照照一一定定的的规规律律连接而组成的统一整体。连接而组成的统一整体。v动力系统动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分包含：在电力系统的基础上，把发电厂
14、的动力部分包含在内的系统。在内的系统。HUST_CEEE水力发电厂水力发电厂火力发电厂火力发电厂超高压远距超高压远距离输电网离输电网地方电力网地方电力网区域电力网区域电力网110kV35kV35kV500kV220kV110kV10 kV变电所变电所A：枢纽：枢纽变电所变电所C：地方：地方变电所变电所D：终端：终端变电所变电所B：中间中间v电力网电力网：按电压等级的高低、供电范围大小的分类：按电压等级的高低、供电范围大小的分类u超高压远距离输电网超高压远距离输电网：电压等级为：电压等级为330kV500kV的网络的网络u区域电力网区域电力网：电压等级在：电压等级在35kV以上（一般为以上（一般
15、为110kV220kV）u地方电力网地方电力网：电压等级在：电压等级在35kV及以下及以下v变变电电所所：按按其其在在电电力力系系统统中的地位分类中的地位分类 枢纽变电所枢纽变电所中间变电所中间变电所 地区变电所地区变电所终端电站所终端电站所HUST_CEEE二、电力系统的形成二、电力系统的形成 电电力力系系统统规规模模越越大大，给给人人们们带带来来的的技技术术经经济济效益越大：效益越大：1.1.可以提高供电可靠性可以提高供电可靠性 2.2.可以减少备用容量可以减少备用容量 3.3.可以减少系统装机容量可以减少系统装机容量 4.4.可合理利用能源，充分发挥水电在系统中的作用可合理利用能源，充分
16、发挥水电在系统中的作用 5.5.采用高效率大容量的火电机组采用高效率大容量的火电机组 6.6.可以提高系统运行的经济性可以提高系统运行的经济性 HUST_CEEE三、电力系统的特点三、电力系统的特点v电电能能不不能能大大量量存存储储：电电能能的的生生产产、变变换换、输输送送、分分配和使用是同时进行的。配和使用是同时进行的。P发发 P用用 P 频率频率fQ发发 Q用用 Q 电压电压Vv 过渡过程十分短暂过渡过程十分短暂：控制操作自动化程度高。：控制操作自动化程度高。 必必须须借借助助自自动动装装置置对对电电力力系系统统进进行行控控制制：继继电电保保护护装置、远动装置、减载装置、同期装置、励磁装置装置、远动装置、减载装置、同期装置、励磁装置v电电能能生生产产与与国国民民经经济济各各部部门门和和人人民民生生活活有有着着极极为为密密切的关系切的关系：社会政治经济影响巨大。：社会政治经济影响巨大。负荷分类：负荷分类：一类负荷、二类负荷、三类负荷一类负荷、二类负荷、三类负荷v电力系统的地区性特点较强电力系统的地区性特点较强：发展各具特色。：发展各具特色。 电电力力系系统统的的规规划划设设计计、运运
