電力行業(yè)電力工程基礎(chǔ)課程要點(diǎn)和綜合練習(xí)

(電力行業(yè))電力工程基礎(chǔ)課程要點(diǎn)和綜合練習(xí)《電力工程基礎(chǔ)》課程要點(diǎn)和綜合練習(xí)試卷題型：填空題、選擇題、判斷題、簡(jiǎn)答題和計(jì)算題。第12章不作要求。第1章緒論重要概念：1組成。2保。3電能的質(zhì)量指標(biāo)主要包括電壓、頻率和波形三個(gè)方面。4電力系統(tǒng)額定電壓等級(jí)：3，6，10，35，110，220，330，500，750，1000千伏5中性點(diǎn)接地方式：用三角形接線。星接繞組的公共點(diǎn)稱為中性點(diǎn)。三角形連接的繞組沒(méi)有中性點(diǎn)地。方式的系統(tǒng)稱為大電流接地系統(tǒng)。第2章發(fā)電系統(tǒng)重要概念1發(fā)電廠主要類型有火電廠、水電廠和核電廠。2火電廠的三大主要設(shè)備是鍋爐、汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)。34抽水蓄能電廠的特點(diǎn)和作用：高峰負(fù)荷時(shí)發(fā)電，以水輪機(jī)-發(fā)電機(jī)方式運(yùn)行，將水能轉(zhuǎn)換為電能；低谷負(fù)荷時(shí)用電，以電動(dòng)機(jī)-水泵方式運(yùn)行，將電能轉(zhuǎn)換為水能。主要用于平調(diào)電力系統(tǒng)負(fù)荷的峰谷差，提高大型火電機(jī)組和核電機(jī)組運(yùn)行的平穩(wěn)性和經(jīng)濟(jì)性。第3章輸變電系統(tǒng)重要概念：1成，主要用于遠(yuǎn)距離輸電。2路器，隔離開(kāi)關(guān)等）和互感器（電壓互感器，電流互感器）等。3電力變壓器用于升高或降低電壓，有雙繞組變壓器、三繞組變壓器等。4高壓輸電較低壓輸電的輸電損較小。5架空線路的基本部分包括導(dǎo)線、避雷線、桿塔、絕緣子及金具等。6斷路器用于斷開(kāi)或閉合正常工作電流和短路電流，具有滅弧功能。7隔離開(kāi)關(guān)不能用于斷開(kāi)或閉合正常工作電流和短路電流。8電壓互感器的二次繞組不能短路，以免燒損。9電流互感器的二次繞組不能開(kāi)路，以免出現(xiàn)過(guò)電壓。10發(fā)電廠、變電所一次設(shè)備連接形式稱為電氣主接線。主接線形式有單母線接線、雙母分段帶旁路母線、橋型接線和3/2接線等。11單母線形式的主接線當(dāng)負(fù)荷出線母線側(cè)隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)將導(dǎo)致全廠或全所停電，供電可靠性較低。12按是否露天布置，配電裝置分為室內(nèi)和室外兩種類型。13室外配電裝置按母線下方設(shè)備布置的特點(diǎn)分為高型、中型和低型，其中中型斷路器。分析練習(xí)：1單母線接線的特點(diǎn)和典型操作步驟。(1)WL母線W：進(jìn)出線回路的中間環(huán)節(jié),匯集和分配電能；斷路器QF：開(kāi)斷、閉合負(fù)荷電流和開(kāi)斷故障電流；隔離開(kāi)關(guān)QS：1）母線刀閘/線路刀閘----線路停運(yùn)后隔開(kāi)電源，檢修線路或斷路器時(shí)，形成明顯“斷點(diǎn)；（2）接地刀閘----在隔開(kāi)（2）單母線接線的特點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單、清晰、設(shè)備少；當(dāng)母線故障或檢修，或母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)全部停電；斷路器檢修期間所在回路停電。（3）典型操作示例：1）負(fù)荷出線WL1送QS4和斷路器QF2斷開(kāi)的前提下，先合QS2和QS3，再投QF2。2）負(fù)荷出線WL1QF2,QS3和QS2，線路對(duì)方停電后，合上QS4第4章配電系統(tǒng)重要概念：1配電系統(tǒng)指主要承擔(dān)分配電能任務(wù)的電力網(wǎng)絡(luò)。2配電系統(tǒng)運(yùn)行的主要質(zhì)量指標(biāo)包括供電可靠性、網(wǎng)損率和電壓合格率等。3網(wǎng)損率=（電力網(wǎng)電能損耗/總供電量）×100%4供電可靠率=（1-用戶平均停電時(shí)間/統(tǒng)計(jì)期間總時(shí)間）×100%第5章電力系統(tǒng)負(fù)荷重要概念：1力機(jī)車等。2按供電可靠性要求的高低，電力負(fù)荷分為一類、二類和三類負(fù)荷。一類負(fù)荷----這類負(fù)荷供電中斷，將帶來(lái)人身危險(xiǎn)，設(shè)備損壞，引起生產(chǎn)混亂，重要交通樞紐受阻，城市水源、通信、廣播中斷，因而造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和重大政治影響。一類負(fù)荷一般應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立電源供電。二類負(fù)荷----對(duì)這類負(fù)荷中斷供電，將造成大量減產(chǎn)、停工，局部地區(qū).二類負(fù)荷可以采用雙回線供電。三類負(fù)荷----指不屬于第一類、第二類的其他負(fù)荷。對(duì)這類負(fù)荷中斷供電，造成的損失不大。對(duì)三類負(fù)荷的供電無(wú)特殊要求。38760的大小及其持續(xù)小時(shí)數(shù)依次排列繪制而成，如圖。按此曲線可以算出系統(tǒng)負(fù)荷全年耗電量為假設(shè)系統(tǒng)始終保持最大負(fù)荷值PmaxTmax小時(shí)后所消耗的電能Tmax為年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)：Tmax在一定程度上反映了實(shí)際負(fù)荷坦，Tmax較大;反之TmaxTmax值通過(guò)實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)形成。第6章電力系統(tǒng)個(gè)各元件參數(shù)及等值電路重要概念：1旋轉(zhuǎn)因子：在對(duì)稱分量法中，算子（旋轉(zhuǎn)因子）a是一個(gè)模等于1的復(fù)數(shù)運(yùn)算子，其定義為其與給定相量相乘，將使該相量逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，故稱為旋轉(zhuǎn)因子。旋轉(zhuǎn)因子a具有以下性質(zhì)：1+a+a2=02abc）分量。(ab相→c相→a相，依次滯后120°)；三相負(fù)序分量幅值相等，而相序則與正序的相反(a相→c相→b相→a120°))且同相位。對(duì)各序分量，只要知道其a相量，便可推知另外兩相量。3三序電抗：電氣元件分別流通三序電流時(shí)，所呈現(xiàn)的電抗分別稱為正序電抗、繞組接線形式有關(guān)。4率（MVAkV）,阻抗采用單相歐姆值，則基于單相等值電路直接可進(jìn)行三相電路的有名值計(jì)算。5為則等值電路參數(shù)為，。6雙繞組變壓器的等值電路如圖所示，若忽略勵(lì)磁支路，-kW)kW)和空載電流計(jì)算，即式中，——變壓器的額定電壓（kV);——變壓器的額定容量（kVA)。分別得到歸算到高壓側(cè)或低壓側(cè)的等值電路參數(shù)。7在電力系統(tǒng)計(jì)算中，為方便，設(shè)備參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)常采用標(biāo)幺值：標(biāo)幺值=實(shí)際值（任意單位）/基準(zhǔn)值（與實(shí)際值相同單位）標(biāo)幺值是一種相對(duì)值，沒(méi)有單位?；鶞?zhǔn)值用下標(biāo)d表示，標(biāo)幺值用下標(biāo)*表示。例如，電壓基準(zhǔn)值，實(shí)際電壓值，則該電壓標(biāo)幺值為8的電量關(guān)系導(dǎo)出。常用的基準(zhǔn)值和單位為：注意，各基準(zhǔn)值的單位必須配套。9額定電壓大約等于該電壓級(jí)額定電壓的1.05倍，必須熟記。例如：6，10，35，110，220，330，500kV電壓級(jí)的平均額定電壓分別為6.3，10.5，37，115，230，345，525kV。10意，不同電壓級(jí)下的平均額定電壓數(shù)值不同）下的標(biāo)幺值計(jì)算公式如下：發(fā)電機(jī)的電抗標(biāo)幺值式中，----發(fā)電機(jī)的額定容量；----以本機(jī)額定參數(shù)為基準(zhǔn)的發(fā)電機(jī)標(biāo)幺值電抗。變壓器的電抗標(biāo)幺值式中，----變壓器的額定容量；----變壓器短路電壓百分?jǐn)?shù)。輸電線路的電抗標(biāo)幺值式中，----輸電線路全長(zhǎng)電抗歐姆值；----線路所在電壓級(jí)的平均額定電壓。電抗器的電抗標(biāo)幺值式中，----電抗器的電抗百分?jǐn)?shù)；----電抗器的額定電壓和額定電流；----電抗器安裝地點(diǎn)的平均額定電壓。發(fā)電機(jī)電勢(shì)標(biāo)幺值式中，----發(fā)電機(jī)的平均額定電壓。計(jì)算練習(xí)：1某110kV雙繞組變壓器，額定容量為20000kVA，變比為110/11，試驗(yàn)數(shù)據(jù)為kW，=0.8，kW值電路。解：（1）變壓器變比（2）在變壓器等值電路參數(shù)算式中帶入高壓側(cè)（I側(cè)）額定電壓，計(jì)算參數(shù)：（3）等值電路（見(jiàn)6）2對(duì)圖(a)所示具有三個(gè)電壓等級(jí)的輸電系統(tǒng)，試用近似計(jì)算法計(jì)算等值網(wǎng)絡(luò)中各元件的標(biāo)幺值及發(fā)電機(jī)電勢(shì)的標(biāo)幺值，并繪制等值電路。解：取，各段的基準(zhǔn)電壓為各段的平均額定電壓，即kV；kV;kV.各元件電抗的標(biāo)幺值分別為發(fā)電機(jī)Ｇ變壓器輸電線路變壓器電抗器電纜線發(fā)電機(jī)電勢(shì)系統(tǒng)等值電路示于圖(b)。第7章電力系統(tǒng)的短路與潮流計(jì)算重要概念：為對(duì)稱短路，其余的為不對(duì)稱短路。２內(nèi)阻抗為零、電壓恒定的理想交流電壓源稱為無(wú)限大功率電源。３無(wú)限大功率電源供電系統(tǒng)三相短路全電流包括最終衰減到零的非周期自由分量和幅值恒定的周期分量。后約半個(gè)周期出現(xiàn)。沖擊電流的算式為式中，————非周期電流分量衰減時(shí)間常數(shù)；——周期分量電流的有效值。沖擊電流主要用于校驗(yàn)電氣設(shè)備和載流導(dǎo)體在短路時(shí)的電動(dòng)力穩(wěn)定度。效值電流的算式為：短路電流最大有效值用來(lái)校驗(yàn)電氣設(shè)備的斷流能力或耐力強(qiáng)度。６短路功率：等于短路電流有效值乘以短路處的正常工作電壓(一般用平均額定短路功率的標(biāo)幺值與短路電流周期分量的標(biāo)幺值相等，即。７短路電流的沖擊電流大于短路電流的有效值。８無(wú)限大功率系統(tǒng)的短路電流計(jì)算設(shè)無(wú)限大功率系統(tǒng)母線對(duì)短路點(diǎn)的組合電抗為，無(wú)限大功率系統(tǒng)（電源）母線的電壓標(biāo)幺值，則短路電流周期分量的標(biāo)幺值和有名值分別為短路功率的有名值則為９同步發(fā)電機(jī)三相短路電流主要包括最終衰減到零的非周期分量和幅值隨時(shí)間衰減到一定穩(wěn)態(tài)值的周期分量。10同步發(fā)電機(jī)三相短路０秒時(shí)的周期分量電流有效值稱為起始次暫態(tài)電流。1各電源通過(guò)轉(zhuǎn)移電抗提供的短路電流之和即等于短路電流。１２正序、負(fù)序和零序網(wǎng)絡(luò)：路邊界條件，就可形成復(fù)合序網(wǎng)。通過(guò)復(fù)合序網(wǎng)求取短路處的各序電壓和電流，計(jì)算的重要步驟。正序網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)：中性點(diǎn)接地阻抗和空載線路不流通正序電流，予以取消，正序網(wǎng)絡(luò)端口（k1，o1）處的電壓等于短路點(diǎn)處的正序電壓。采用負(fù)序電抗，其他靜止元件的負(fù)序電抗與正序電抗相同；負(fù)序網(wǎng)絡(luò)端口（k2，o2）處的電壓等于短路點(diǎn)處的負(fù)序電壓。電抗采用其3k0o0構(gòu)造零序網(wǎng)絡(luò)可從短路點(diǎn)開(kāi)始，由近及遠(yuǎn)地依次觀察在短路點(diǎn)零序電勢(shì)作均應(yīng)列入零序網(wǎng)絡(luò)中，而零序電流不能通過(guò)的元件，予以舍去。Y接零序網(wǎng)絡(luò)；若向著短路點(diǎn)一側(cè)的變壓器繞組為接法時(shí)，零序電流才有可能流通，而真正是否能流通還與變壓器另一側(cè)繞組的接法有關(guān)：另一側(cè)繞組也是接法的，零序電流可以通過(guò)此變壓器通向另一側(cè)的外電路;但另一側(cè)為△接法的，零序電流只能在三角形側(cè)繞組內(nèi)產(chǎn)生零序環(huán)流而不能流向外電路。１３對(duì)不對(duì)稱短路，還可利用正序等效定則簡(jiǎn)便地求取短路電流。計(jì)算練習(xí)：1k算短路電流的周期分量，沖擊電流及短路功率（取MVA解：取基準(zhǔn)值MVA線路電抗標(biāo)幺值變壓器電抗標(biāo)幺值電源至短路點(diǎn)的電抗標(biāo)幺值無(wú)限大功率電源母線電壓標(biāo)幺值短路電流周期分量標(biāo)幺值短路電流周期分量有名值kA=2.31kA沖擊電流有名值kA=5.88kA短路功率有名值MVA=148MVA２試?yán)L制圖示電力系統(tǒng)k點(diǎn)不對(duì)稱短路時(shí)的零序網(wǎng)絡(luò)。a）所示，其零序等值電路和簡(jiǎn)化后電路分別如圖（b）和圖（c）所示。需要說(shuō)明的是：1）由于流過(guò)中性點(diǎn)接地電抗的電流為3I0，因此，在一相的零序網(wǎng)絡(luò)中，應(yīng)將接地電抗增大三倍，以滿足零序回路方程；2）對(duì)于系統(tǒng)中空Y0/△接法且靠短路點(diǎn)一側(cè)為Y0然可以通過(guò)，故應(yīng)包括在零序網(wǎng)絡(luò)中。３試?yán)L制圖（ａ）所示電力系統(tǒng)k點(diǎn)不對(duì)稱短路時(shí)的正序和負(fù)序網(wǎng)絡(luò)。正序網(wǎng)絡(luò)見(jiàn)圖(b)。正序網(wǎng)絡(luò)為有源網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)戴維南定理，從故障端口（k1，o1)處看正序網(wǎng)絡(luò)，可將其簡(jiǎn)化為圖(c)所示的正序等效網(wǎng)絡(luò)。與圖(a)對(duì)應(yīng)的負(fù)序網(wǎng)絡(luò)如圖(d)所示，簡(jiǎn)化后的負(fù)序網(wǎng)絡(luò)則見(jiàn)圖（e).第8章電氣主接線設(shè)計(jì)重要概念：１確定變電所主變壓器容量的原則：按變電所建成后5-1010-20年的負(fù)荷發(fā)展。時(shí)間內(nèi)，滿足I、II類負(fù)荷的供電;對(duì)一般性變電所，一臺(tái)主變壓器停運(yùn)，其余變壓器應(yīng)能滿足全部供電負(fù)荷的70%-80%。件）選擇，按短路情況校驗(yàn)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定。第9章電力系統(tǒng)的運(yùn)行重要概念：1機(jī)組的調(diào)頻器實(shí)現(xiàn)。2電力系統(tǒng)的無(wú)功電源主要有同步發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、補(bǔ)償電容器等。3電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性表現(xiàn)在燃料消耗和電網(wǎng)損耗兩個(gè)方面。4電力系統(tǒng)穩(wěn)定性包括靜態(tài)穩(wěn)定性和暫態(tài)穩(wěn)定性。第１０章二次系統(tǒng)重要概念：保護(hù)的各種裝置稱作二次設(shè)備。有關(guān)二