第一章 緒論

一、電力系統(tǒng)基本概念

1.電力網(wǎng)、電力系統(tǒng)和動(dòng)力系統(tǒng)

2.為什么要聯(lián)成大電網(wǎng)：

• 提高供電可靠性
• 減少裝機(jī)容量
• 減少備用容量
• 合理利用能源，發(fā)揮水電作用
• 提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性
• 采用大容量發(fā)電機(jī)組

3.電力系統(tǒng)的特點(diǎn)

• 電能不能大量存儲(chǔ)。電能的生產(chǎn)、變換、輸送和使用是同時(shí)進(jìn)行的。電力系統(tǒng)的負(fù)荷處于時(shí)刻變化中，功率平衡是動(dòng)態(tài)平衡關(guān)系。保證功率平衡是最根本的任務(wù)。

$$\begin{gathered} P_{發(fā)}=P_{用}+\Delta P \\ {Q}_{發(fā)}=Q_{用}+\Delta Q \end{gathered}$$

• 電力系統(tǒng)過渡過程非常短暫
• 電能生產(chǎn)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門和人民生活關(guān)系密切
• 電力系統(tǒng)區(qū)域性特點(diǎn)強(qiáng)

4.對(duì)供電系統(tǒng)的要求

1. 保證供電可靠性
2. 保證良好的電能質(zhì)量
3. 提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)型

5.電能的質(zhì)量指標(biāo)

1. 電壓（注意常見電壓等級(jí)的供電電壓允許偏差）
2. 頻率
3. 波形

6.電力系統(tǒng)額定電壓

$$\begin{gathered} 用電設(shè)備的額定電壓=系統(tǒng)的額定電壓U_e \\ 發(fā)電機(jī)的額定電壓=105\%U_e \\ 變壓器一次繞組相當(dāng)于用電設(shè)備=U_e \\ 變壓器的二次繞組相當(dāng)于發(fā)電設(shè)備=110\%U_e \end{gathered}$$

特例：
$$\begin{gathered} 變壓器一次繞組相當(dāng)于用電設(shè)備=105\%U_e \\ 變壓器的二次繞組相當(dāng)于發(fā)電設(shè)備=105\%U_e \end{gathered}$$

7.接地

• 工作接地：電力系統(tǒng)中性線接地

  • 小接地電流

    • 中性點(diǎn)不接地：3kV-60kV的電力系統(tǒng)（三相電壓對(duì)稱，電容沒有電流流向大地）

    • 中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地：

      消弧線圈的作用：使電弧自行熄滅，提高供電可靠性

  • 大接地電流

    • 中性點(diǎn)直接接地：110kV以上電壓等級(jí)的電力系統(tǒng)
    • 中性點(diǎn)經(jīng)電阻接地：配網(wǎng)系統(tǒng)

• 保護(hù)接地：將絕緣損壞時(shí)可能帶電的金屬部分接地，保證工作人員接觸時(shí)的安全。

• 保護(hù)接零：中性點(diǎn)直接接地的低壓電力網(wǎng)中，把電氣設(shè)備的外殼與接地中性線直接連接。

• 防雷接地

• 防靜電接地

8.三相交流輸電的優(yōu)點(diǎn)：

• 輸電線路所用的導(dǎo)線量少

• 易于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)
  外殼與接地中性線直接連接。

• 防雷接地

• 防靜電接地

8.三相交流輸電的優(yōu)點(diǎn)：

• 輸電線路所用的導(dǎo)線量少
• 易于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)
• 瞬時(shí)功率不隨時(shí)間變化

第二章 發(fā)電系統(tǒng)

第一節(jié) 能源及電能

1.能源的含義及分類

• 按獲得方式可以分為一次能源和二次能源
• 按被利用的程度可以分為常規(guī)能源和新能源
• 按能否可再生可以分為可再生能源和不可再生能源
• 按照能源本身的性質(zhì)可以分為含能體能源和過程性能源
  • 含能體能源：可以直接存儲(chǔ)的能源，如煤、石油、天然氣
  • 過程性能源：無法直接存儲(chǔ)的能源，如水能，風(fēng)能，海洋能，電能

2.我國(guó)的能源資源

1. 西電東送、北煤南運(yùn)、南水北調(diào)
2. 能源生產(chǎn)和消費(fèi)結(jié)構(gòu)——以煤為主，煤占能源生產(chǎn)消費(fèi)比重超過7成

3.新能源及其資源分布

• 太陽(yáng)能：
• 風(fēng)能：

第二節(jié) 火電廠

1.生產(chǎn)過程

化學(xué)能——熱能——機(jī)械能——電能

2.火電廠的三大主機(jī)

鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)

3.火電廠的主要系統(tǒng)

1. 燃燒系統(tǒng)：燃料的化學(xué)能在鍋爐燃燒中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?#xff0c;加熱鍋爐內(nèi)的水使之變?yōu)檎羝?/p>

   

2. 汽水系統(tǒng)：鍋爐內(nèi)的蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)，沖動(dòng)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子將熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能
   

3. 電氣系統(tǒng)：發(fā)電廠的電氣設(shè)備
   

第三節(jié) 核電廠

1. 核反應(yīng)堆相當(dāng)于火電廠的鍋爐
2. 核電廠通常由兩大部分組成
   • 核島：核系統(tǒng)和設(shè)備
   • 常規(guī)系統(tǒng)和設(shè)備：目前世界上使用最多的是輕水堆核電廠

第四節(jié) 水電廠

水電廠的發(fā)電容量取決于水流的水位落差和水流的流量：
$$P=9.8\eta QH$$
P為發(fā)電機(jī)的發(fā)電容量，Q為通過水輪機(jī)的水的流量，H為水電廠的水位落
差，$\eta$為水輪發(fā)電機(jī)的效率，一般取0.80—0.85

第三章 輸變電系統(tǒng)

第二節(jié) 輸變電設(shè)備

1.輸電線路

輸電線路按電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以分為架空線路和電纜線路。

2.開關(guān)電器

隔離開關(guān)的作用：隔離電壓、倒閘操作、分合大小電流

高壓斷路器的作用：開斷電路，熄滅電弧

高壓斷路器的分類：

• 油斷路器（多油斷路器和少油斷路器）
• 壓縮空氣斷路器
• $S{F}_6$斷路器：高壓使用
• 真空斷路器：35kV以下使用真空斷路器

額定開斷電流：額定電壓下能開斷的最大短路電流稱為額定開斷電流，表征斷路器的開斷能力。

3.電流互感器和電壓互感器

互感器的作用：

1. 將一次回路的大電流、高電壓轉(zhuǎn)換為二次回路的小電流和低電壓，使儀器儀表標(biāo)準(zhǔn)化小型化
2. 互感器二次側(cè)必須接地，以保證一二次繞組間絕緣擊穿后的人身和設(shè)備安全。

電流互感器二次繞組不能開路，電壓互感器二次繞組不能短路

第三節(jié) 電氣一次接線

二、電氣主接線的基本接線形式（需要補(bǔ)充很多）

1. 有匯流母線的接線
   • 單母線接線
   • 單母線分段
   • 單母線分段加旁路母線
   • 雙母線接線
   • 雙母線分段
2. 無匯流母線的接線
   • 單元接線及擴(kuò)大單元接線
   • 橋型接線
   • 角形接線

第四節(jié) 配電裝置(略)

第五節(jié) 保護(hù)接地

保護(hù)接地使將電氣設(shè)備金屬外殼、金屬構(gòu)件和互感器的二次側(cè)接地，防止由于絕緣損壞而使外殼帶危險(xiǎn)電壓，保護(hù)工作人員在接觸時(shí)的安全。

分類：

• IT：I為電源中性點(diǎn)不接地或者經(jīng)高阻抗接地，T為金屬外殼接地
• TT：T為電源中性點(diǎn)接地，設(shè)備金屬外殼接地
• TN：金屬外殼經(jīng)公共保護(hù)先與電源的中性點(diǎn)相連接，又稱保護(hù)接零

第四章 配電系統(tǒng)

第一節(jié) 概述

1. 配電網(wǎng)的分類

   按電壓等級(jí)分：高壓配電網(wǎng)、中壓配電網(wǎng)、低壓配電網(wǎng)

   按供電區(qū)的功能分：城市配電網(wǎng)、農(nóng)村配電網(wǎng)、企業(yè)配電網(wǎng)

2. 配電的要求：供電可靠性、保證電能質(zhì)量、降低損耗

第二節(jié) 配電網(wǎng)主接線

第三節(jié) 配電網(wǎng)開關(guān)設(shè)備

一、重合器

重合器：具有控制和保護(hù)功能的開關(guān)設(shè)備，能夠檢測(cè)故障電流，在檢測(cè)到故障電流后能夠在給定時(shí)間內(nèi)遮斷故障電流，并能夠進(jìn)行給定次數(shù)的重合。

在現(xiàn)有的重合器中，通常可以進(jìn)行三次到四次重合。如果故障是永久性的，重合器經(jīng)過預(yù)定次數(shù)后不再進(jìn)行重合，即所謂閉鎖。

二、分段器

分段器是一種與前級(jí)開關(guān)配合，在失壓和無電流的情況下自動(dòng)分閘的開關(guān)設(shè)備。

分類：

• 電壓——時(shí)間型分段器：根據(jù)加壓失壓的時(shí)間長(zhǎng)短控制其動(dòng)作，可以用于輻射狀網(wǎng)、樹狀網(wǎng)、環(huán)狀網(wǎng)
• 過流脈沖計(jì)數(shù)型分段器

三、重合器與分段器相互配合實(shí)現(xiàn)故障區(qū)段的自動(dòng)隔離

1.輻射狀網(wǎng)故障區(qū)段隔離

2.環(huán)狀網(wǎng)開環(huán)運(yùn)行時(shí)的故障區(qū)段隔離

第四節(jié) 保護(hù)接零

將電氣設(shè)備的外殼與零線連接，稱為保護(hù)接零。

• TN-S:S表示N和PE分開
• TN-C：C表示N和PE合并成為PEN
• TN-C-S:一部分N與PE合并，一部分N與PE分開

第五章 電力系統(tǒng)負(fù)荷

第一節(jié) 電力系統(tǒng)負(fù)荷和負(fù)荷曲線

一、電力系統(tǒng)負(fù)荷的基本概念及其分類

電力系統(tǒng)的負(fù)荷：電力系統(tǒng)在某一個(gè)時(shí)刻消耗的電功率的總和

按照消耗功率分為：有功負(fù)荷、無功負(fù)荷、視在負(fù)荷

按供電可靠性分類：一類負(fù)荷、二類負(fù)荷、三類負(fù)荷

二、電力系統(tǒng)的日負(fù)荷曲線

$$\begin{gathered} 日平均負(fù)荷：P_{\mathrm{a}\mathrm{v}}=\frac{W_{\mathrm{d}}}{24}=\frac{1}{24}{\int }_0^{24}Pdt \\ 負(fù)荷率：k_{\mathrm{m}}=\frac{P_{\mathrm{a}\mathrm{v}}}{P_{\max }} \\ 最小負(fù)荷系數(shù)：\alpha =\frac{P_{\min }}{P_{\max }} \end{gathered}$$

三、電力系統(tǒng)的年負(fù)荷曲線

$$\begin{gathered} 計(jì)算全年耗電量：W={\int }_0^{8760}P\mathrm{d}t \\ 最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)：T_{max}=\frac{{\int }_0^{8760}Pdt}{P_{max}} \end{gathered}$$

第二節(jié) 用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷的確定（略）

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補(bǔ)一句：要是期末考試電力系統(tǒng)能過75分來更新完整。