电力系统知识概览

1、电力系统：这些生产、输送、分配和消费电能的各种电器设备连接而成的整体称为电力系统。

2、电力网是电力系统中输送和分配电能的部分。

3、电力网的分类：地方电力网、区域电力网、超高压远距离输电网。

4、电力系统运行的特点：电能不能大量储存(发电、输电、变电、配电和用电都是在同一时刻进行的)、电力系统的暂态过程非常短暂、与国民经济各部门及人民日常生活有密切的关系。

5、电力系统的基本要求：保证供电的安全可靠性、保证良好的电能质量(电压、频率、相位、波形)、保证电力系统运行的经济性。

6、第一级负荷中断供电后，后果极为严重，可能发生危机人身安全的事故;第二级负荷中断供电造成大量减产，使城市居民的大量生活受到影响;第三极负荷停电影响不大。

7、减小电晕的有效办法通常采用增大线路半径(常用分裂导线来增加导线的等值半径)。

8、电力系统的接线图分为电力系统地理接线图和电力系统电气接线图。

9、电力系统的接线按供电可靠性分为无备用和有备用两类。无备用接线的网络中，每一个负荷只能靠一条线路取得电能，单回路放射式、干线式和链式网络即属于这一类。

10、配电网络采用哪一类界限，主要取决于负荷的性质。无备用接线只使用于向第三级负荷供电。对于低一级和第二级负荷占较大比重的用户，应由有备用网络供电。

11、在选择接线方式时，必须考虑的主要因素是：满足用户对供电可靠性和电压质量的要求，运行要灵活方便，要有好的经济指标。

12、电力系统的额定电压等级：同一个电压级别下，各种设备的额定电压并不完全相等;电力线路的额定电压和用电设备的额定电压相等;发电机的额定电压通常比电网的额定电压高5%;变压器具有发电机和负荷的双重性，一次侧接电源电源相当于负荷，其额定电压与电网的额定电压相等，但直接与发电机连接时，其额定电压则与发电机的额定电压相等。

13、电力系统中性点是指星形连接的变压器或发电机的中性点。

14、我国电力系统常见的中性点主要有3种接地方式，即中性点不接地(中性点经小电阻接地)、中性点经消弧线圈接地和中性点直接接地。

15、中性点接地的补偿方式分为：全补偿、欠补偿、过补偿。

16、随着输电电压的增高和线路的增长，消弧线圈已不便使用。克服中性点不接地系统缺点的另一种方法，是将中性点直接接地。

17、中性点直接接地系统的缺点有：由于中性点直接接地系统在单相短路时须断开故障线路，中断用户供电，将影响供电的可靠性;单相短路时短路电流很大，甚至会超过三相短路电流，有可能需选用较大的容量的开关设备。

18、中性点直接接地系统的优点，是在单相接地时中性点的电位接近于零，未接地相对地电压接近于相电压。

19、电力线路按结构可分为架空线路和电缆线路两大类。

20、架空线路的主要元件有：导线、避雷针、杆塔、绝缘子及金具。

21、电力线路的参数：电阻、电抗、电导、电纳。

22、电晕：架空线路高压线路导线表面的电厂强度超过空气的击穿强度时，导体附近的空气游离而产生的局部放电现象称为电晕。

23、将输电线的每相导线分裂成若干根，按一定的规则分散排列，可以减少导线表面附近的电场强度，防止电晕发生。

25、功率因数等于有功功率比上视在功率。

26、电容的存在，将影响沿线电压分布、功率因数和输电效率，也是引起工频过电压的主要原因之一。

27、变压器是电力系统的重要元件，其按相数可分为单相、三相变压器;按每相绕组数可分为双绕组、三绕组变压器;按分接开关是否可在带负载的情况下操作可分为普通变压器、有载变压器、按绕组的耦合方式可分为普通变压器、自藕变压器。

28、在电力系统计算中，双绕组变压器的近似等值电路常将励磁之路前移到电源侧，采用涛型等值电路。

29、自藕变压器的等值电路与普通变压器相同。

30、三绕组自藕变压器的第三绕组(低压绕组)总是接成三角形，以消除由于铁芯饱和引起的3次谐波。

31、标幺值的特点：易于比较电力系统各元件的特性及参数;能够简化计算公式;能在一定程度上简化计算工作。

32、标幺值的缺点主要是没有量纲，因而其物理概念不如有名值明确。

33、电力网在传输功率的过程中产生功率损耗，其功率损耗由两部分组成：一是产生在输电线路和变压器串联阻抗上，随传输功率的增大而增大，是电力网损耗的主要部分;二是产生在输电线路和变压器并联导纳上，可近似认为指与电压无关，与传输功率无关。

34、在外施电压作用下，线路电纳中产生的无功功率是容性的(也称充电功率)，它起着抵消感性无功功率的作用。

35、电力网任意两点电压的相量差称为电压降落。

36、开式网络是指网络中任何一个负荷点都只能由一个方向供电的电力网。

37、闭式网络的功率由供载功率和循环功率两部分组成。

38、闭式网络中串接有变压器时，就构成了多级电压环网，通常称为电磁环网。

39、不作任何控制的环形网络的功率分布称为自然功率分布。

40、可装设能带负荷调整的串联加压器或利用电网已有的其他调节手段，产生相应的附加电动势和循环功率，使这个强制循环功率叠加到自然分布的功率上，以达到运行所要求的功率分布。

41、衡量电能质量的标准：电压、频率、相位、波形。

42、电力系统的频率和电压偏移直接与系统中有功功率、无功功率的分配和频率电压的调整有关。

43、频率是衡量电能质量最重要的指标之一。其额定频率为50Hz，允许频率偏移

44、频率变化对电能用户的影响：(1)电力用户使用的电气设备中绝大多数是异步电动机，其转速与系统频率有关。(2)电动机的有功功率与系统频率有关。(3)近代工业、国防和科学研究部门广泛使用电子设备。

45、电力系统频率发生变化是由有功负荷变化引起的。然而系统中的负荷又随时都会发生变化。系统频率应随着系统中有功负荷的变化情况而调整，要求系统都具备可供调整的有功功率电源。

46、电力系统用户用电设备所消耗电功率的总和称为电力系统的总和负荷，简称为负荷。

47、日负荷曲线对电力系统的运行有恨重要的意义，它是安排日发电计划，确定各发电厂发电任务和系统运行方式以及计算用户日用电量等得重要依据。

48、年最大负荷曲线主要可用来制定发电设备的检修计划，并用新建或扩建电厂的容量提供依据。

49、电力系统中有功功率电源是各类发电厂的发电机。系统中的电源容量不一定是所有机组，额定容量之和，因为不是任何时候所有机组都投入运行，如停机检修，投入运行的机组也不定都能按额定容量发电，如，设备缺陷、水文条件限制水电厂发电机出力，夏天循环水温升高限制火力发电机组出力等原因，致使发电机的发电能力不一定等于额定容量。

50、电力系统有功电源容量必须大于包括用户最大有功功率，网损及厂用电在内的全系统最大发电负荷。电源容量大于发电负荷的部分成为系统的备用容量。

51、设备容量按存在方式分为热备用和冷备用两种类型。热备用又称旋转备用，是指运转中的发电设备可发最大功率与系统发电负荷之差。冷备用则是指未运转但能随时启用的发电设备可发最大功率。检修中的发电机组不属于冷备用。

52、为保证频率质量及供电可靠性，负荷备用和事故备用应全是热备用，但考虑运行的经济性，热备用容量又不宜过大。

53、电力系统有功功率平衡是指运行中任何时刻系统发电机发出有功功率的总和，等于系统负荷(包括发电厂厂用负荷)需要的有功功率及输、变、配电过程中网络元件消耗的有功功率之和。

54、电力系统负荷的有功-功率静态特性是指不考虑电压变化，在总负荷不变的情况下，负荷的有功功率与系统频率变化的关系。

55、负荷的单位调节功率。也称为负荷的频率调节效应系统，它反映了系统负荷对频率的自动调整作用。该特性洗漱取决于系统负荷的组成，是不可调整的。

56、由于调整的结果，频率不能回复原值，故一次调整是有差的调整。

57、仅仅靠一次调整不能维持发电机的转速不变，即不能维持系统的频率不变。

系统频率不满足电能质量的要求，就须手动或自动地操作发电机组的调频器，使发电机组的功率特性平行地上下移动来改变发电机的有功功率，以保持系统的频率不变或使频率变化在允许范围内。

58、如果二次调整发电机组增发的功率能够完全补偿负荷功率的原始增量，亦即实现了无差调节。

59、按频率调整的要求，主调频厂应具备的条件：(1)具有足够的调整容量;(2)能适应负荷变化需要的调整速度;(3)在调整输出功率时，能符合安全与经济性方面的要求。

60、电力系统节点的供电电压相对其额定值偏移过大，就会使用户电气设备的性能恶化。

61、电力系统的电压调整，即在正常运行状态下，随着负荷变动及运行方式的变化，使各节点的电压偏移值在允许范围内。

62、正常运行状态下，电压的变化主要由负荷变化引起。

63、输电线路所传输的无功功率的大小和方向主要取决于两端电压的大小，并由电压高的端流向电压低的一端。两端电压差值愈大，流过的无功功率就愈大;若两端电压值相等，线路流过的无功功率基本上为零。

64、随端电压升高负荷的无功功率增加，端电压降低负荷无功功率则减少。因此，要保证电力系统在正常电压水平的前提下又保证正常运行的任何方式下供给负荷所需的无功功率，电力系统就必须具备足够的无功电源容量。

65、电力系统无功功率平衡是指在运行中的任何时刻，电源供给的无功功率与系统中需求的无功功率相平衡。

66、电力系统无功功率的需求包括负荷所需的无功功率及电力网络中的无功损耗。

67、无功损耗是以滞后功率因数运行的用电设备所吸取的无功功率，其中主要是异步电动机的无功功率。

68、电力系统的无功损耗包括输电线路的无功损耗和变压器的无功损耗。

69、电力系统的无功电源有：同步发电机，同步调相机，静电电容器，静止补偿器及输电线路的充电功率等。

70、同步发电机是电力系统唯一的有功功率电源。

71、所谓无功功率的平衡就是要使系统的无功电源所发出的无功功率与系统的无功负荷及网络中无功损耗相平衡。

73、电力系统进行调压的目的就是要采取各种措施，使用户处的电压偏移保持在规定的范围内。

74、电压中枢点一般选择区域性水、火电厂的高压母线，枢纽变电所二次不限，有大量地方负荷的发电厂母线，城市直降变电所的二次母线。

75、中枢点的调压方式分为逆调压、顺调压和恒调压3类。

76、电力系统的几种主要调压措施有改变发电机端电压调压、改变变压器变比调压和其他调压措施三种。

77、改变发电机转子绕组的励磁电流就可以改变发电机定子端电压。

78、变压器分接头调压不能增减系统的无功，只能改变无功分布。

79、变压器分接头的选择分为双绕组降压变压器、双绕组升压变压器、三绕组变压器和有载调压变压器。

80、所谓有载调压变压器，就是能够在带负荷的条件下改变分接头的变压器，它的分接头个数较多，调压范围也比较大，一般在15%以上。

81、其他调压措施分为串联电容补偿调压、并联电容补偿调压、同步调相机调压、改变变压器运行台数调压和超高压并联电抗调压。

82、上述调压方法，基本上都是改变无功功率的重新分布或改变线路电抗的方法达到调压的目的，无功电源基本上是不增加的，因此只有在整个系统不缺无功电源时才能采用。当整个系统无功电源不足时，就应当用增加无功电源的办法调压，并联电容补偿就是目前最广泛的一种调压方式。

83、调相机实质上是空载运行的同步电动机，它可以供给系统无功功率，也可以从系统吸收大约其额定容量的50%~60%的无功功率。

84、电力工业是国民经济中的先行行业，它是衡量一个国家现代化水平的指标之一。

85、电力系统经济运行的基本要求是：在保证电力系统运行安全可靠及电能质量符合要求的前提下，尽可能地降低一次能源的消耗以及提高电能输送效率，以降低供电成本。

86、电力系统经济运行的主要内容有：合理分配各发电厂的有功功率符合，在整个系统发电量一定的条件下，使系统的一次能源消耗为最小;合理分配无功功率电源，改进电网的结构和参数，组织变压器的经济运行，以降低电力网的电能损耗;合理选择导线截面积等。

87、在满足安全和电能质量的前提下，合理利用能源和设备，以最低的发电成本或燃料费用保证对用户可靠地供电，即称为有功功率的经济分配，也称为电力系统的经济调度。

88、发电机组单位时间内消耗的能源与所发有功功率的关系，即发电机组(或发电厂)单位时间输出能量与输入功率的关系，即称能耗特性。

89、电力系统的有功功率损耗包括变动损耗和固定损耗;其中，变动损耗与传输功率有关，传输功率愈大，有功功率损耗也愈大，该部分损耗约占系统总损耗的80%;固定损耗与传输功率无关，只与电压有关，约占系统总损耗的20%。

90、电力网在给定时期内，在所有送电、变电，配电等环节中的全部电能损失，称为线路损耗，简称线损。

91、降低电力网损失电量的技术措施，大体上可以分为运行性措施和建设性措施两大类。运行性主要是指在运行的电力网中，合理地组织运行方式以降低网络的功率损耗和能量损耗，这类措施不需要增加投资，只要求改进电力网的运行管理，因此应优先予以考虑。建设性措施是指新建电力网时，为提高运行的经济型而采用的措施，以及为降低网损对现有电力网采取的改进措施。

92、没有外施任何调解和控制手段的功率分布称为自然功率分布，自然功率分布常常不能使网络的功率损耗为最小。

93、功率在环形网络中与电阻成反比分布时，功率损耗为最小，这种功率分布即为经济分布。

94、提高功率因数的主要措施有合理选择异步电机的额定容量和增设并联无功补偿装置。

95、导线截面选择的三个必要条件是机械强度条件、发热条件和电晕条件。

96、短路时之电力系统正常运行情况以外的一切相与相、相与地之间的非正常连接。电力系统短路故障的基本类型有：三相短路、两相短路、单相接地、两相短路接地。

97、三相短路亦称为对称短路，而其他类型的短路则成为不对称短路。

98、电力系统发生短路的主要原因有：(1)电气设备的相间绝缘或相对地绝缘被破坏。由于绝缘老化、遭受雷击、设备容量不足而长期过载、受外力的破坏等原因，使电气设备的绝缘子串被击穿或短路;(2)运行人员误操作，如带地线合闸、带负荷拉刀闸;(3)架空线路因大风或覆冰引起的短线或倒杠;(4)鸟、鼠等动物的危害等也是造成短路故障的原因。

99、中性点直接接地的电力网中以单相接地发生的几率最大，占全部故障的75%以上。三相短路的几率最低。

100、短路计算的目的分为：选择电气设备、选择合适的电气主接线方案、为继电保护的整定计算提供依据、其他方面。

101、短路电流的计算步骤：(1)制定等效网络;(2)等效网络的简化;(3)计算制定时刻短路点发生某种短路时的短路电流，包含冲击电流和短路全电流有效值;(4)计算网络中各支路的短路电流和各母线的电压。

102、无限大功率电源，是在无论该电源外部发生何种变化，其频率、电压都保持恒定。从电路理论上讲无限大功率电源也就是恒压源。

103、我们把短路电流可能的最大瞬时值称为短路冲击电流。

104、电力系统中某一点的短路容量定义为在该店发生对称三相短路时短路电流周期分量的有效值与该店额定线电压只积的 倍。

105、我们红对称分量法分析不对称短路。

106、负序阻抗电流流过定子绕组时遇到的电抗即为负序阻抗。

107、零序电流流过定子绕组时遇到的电抗即为零序电抗。

108、电力系统中的大量同步发电机都是并联运行的，因此，使并联运行的所有发电机保持同步是电力系统维持正常运行的基本条件之一。

109、提高电力系统静态稳定性的措施分为：采用自动调节励磁装置、提高系统的运行电压、降低系统电抗、防止电压崩溃。

110、降低输电线路电抗的措施分为：采用分裂导线、采用串联电容补偿线路电抗和提高线路额定电压等级Un。

111、提高暂态稳定的集中常用措施：快速切除短路故障、采用自动重合闸装置、提高发电机输出的电磁功率、减小原动机输出的机械功率、改善远距离输电线路的结构、正确制定电力系统运行参数的数值、利用调度自动化系统提供的信息及时调整运行方式。

112、采用自动重合闸装置分为双回线路的三相重合闸和单回线路的单相重合闸。

113、提高发电机输出的电磁功率有：对发电机进行强行励磁、电气制动、变压器中性点经小电阻接地、机械制动。

114、减少原动机输出的机械功率是采用联锁切机和汽轮发电机快速控制调速汽门。

115、出力系统震荡发方法一般有两种，它们是人工再同步和系统解列。

116、电力系统发生震动时，系统内没有统一的频率，系统原来的送端系统因线路故障而失去负荷，所以它的频率高于额定值;而受端系统因故障失去了部分电源致使频率低于额定值。

117、系统解列点的选择应考虑功率平衡、容量够大、同步装置等原因。

1、继电保护的要求是：选择性、快速性和灵敏性三种。

2、铁芯是由铁心柱和铁轭两部分组成。

3、变压器的组成有绕组、铁芯、绝缘套管和邮箱及其他附件等几部分组成。

4、减少和防止电晕损耗的有效爆发式采用分裂导线法。

5、变压器一、二次侧绕组之比，等于变比，还等于电压之比，还等于电流的反比、

6、 7、高压绕组因绝缘要求排列在最外层，对于升压变压器，中压和低压排列方式为中压最里层，低压中间层，对于降压变压器中压和低压排列方式为低压最里层，中压中间层。

8、最大的运行方式是三相短路，最小的运行方式是两相短路。

9、电力网任意两点电压的相量差称为电压降落。

10、电力网中任意两点电压的代数差称为电压损耗。

11、额定电压的等值称为电压偏移。

12、为了减少电能在输送过程中损失常采用高压输电。

13、变压器可以变换电压、电流和阻抗，不能变换频率和功率。

14、电流互感器的二次侧不允许开路;电压互感器的二次侧不允许短路。

15、短路故障中发生概率最高的是单相接地短路。

16、三相短路时短路的电流最大。

17、变压器油的作用是冷却和绝缘。

19、变压器并列运行的条件是变比相同、阻抗相同，连接组标号相同。

20、电流互感器一次绕组匝数少、导线粗，二次绕组匝数多、导线细。

21、属于“五防”功能的是：防止误跳、误合断路器;防止带负荷误拉或带电合接地刀闸;防止带负荷误拉、误合隔离开关。

22、变压器的调压方式有：改变变压器的变比和并联电容器组两种。

23、线路中的无功功率大小和线路两端电压差有关，电压差越大则流过的无功功率越大，电压差越小，则流过的无功功率也就越小。

24、把交流变为直流的设备称为整流设备。

25、电压不平衡的原因是系统无功分布不平衡或系统无功不足。

26、变电站的调压方式：改变变压器变比和并联电容器组。

27、我们用对称分量法来分析不对称短路。