1、全國注冊電氣工程師考試專業(yè)基礎部分授課人：龔靜北京建筑工程學院電信學院 2022/10/151第4章 電氣工程基礎 每章按照這樣3個層次介紹：大綱要求要點講解實戰(zhàn)題目考試大綱要求： 4.1 電力系統基本知識4.1.1 了解電力系統運行特點和基本要求4.1.2 掌握電能質量的各項指標4.1.3 了解電力系統中各種結線方式及特點4.1.4 掌握我國規(guī)定的網絡額定電壓與發(fā)電機、變壓器等元件的額定電壓4.1.5 了解電力網絡中性點運行方式及對應的電壓等級電能是最重要、最方便的能源。電力系統：生產、輸送、分配和消費電能的各種電氣設備連接在一起而組成的整體。發(fā)電廠：生產電能電力網：輸送、分配電能。包括升、

2、降壓變壓器和各種電壓等級的輸電線路。用戶：消費電能電力系統的組成2022/10/15電信學院 44.1.1 了解電力系統運行特點和基本要求2022/10/15電信學院 54.1.1 了解電力系統運行特點和基本要求2022/10/15電信學院 6電力系統的組成4.1.1 了解電力系統運行特點和基本要求2022/10/15電信學院 7電力系統的組成4.1.1 了解電力系統運行特點和基本要求電力系統運行的三個主要特點：1.重要性2.快速性3.同時性2022/10/15電信學院 84.1.1 了解電力系統運行特點和基本要求2022/10/15電信學院 9想起了閏土2022/10/15電信學院 1020

3、22/10/15電信學院 11對電力系統運行的基本要求：“可靠、優(yōu)質、經濟、環(huán)?！?022/10/15電信學院 15根據對供電可靠性的不同要求，將負荷分為三級：一級負荷：危及人身安全，生產秩序長期不能恢復正常，國民經濟重大損失，人民生活嚴重混亂。二級負荷：中斷供電將造成大量減產，人民生活受到影響。三級負荷：不屬于上兩類的。4.1.1 了解電力系統運行特點和基本要求2022/10/15電信學院 162022/10/15電信學院 174.1.2 掌握電能質量的各項指標 電力系統的電能質量是指電壓、頻率和波形的質量。 電壓偏移 電壓波動和閃變 不對稱度 諧波 頻率偏差 一、電壓偏差（移） 1定義：

4、電壓偏差（移）指用電設備的實際端電壓偏離其額定電壓的百分數。 2原因：系統滯后的無功負荷4.1.2 掌握電能質量的各項指標3.影響：異步電動機 照明 精密設備等 4.用電設備端子處電壓偏移允許值 （1）一般電動機5%，特殊情況下-10%+5%。 （2）照明：在一般工作場所為5%；在視覺要求較高的屋內場所為-2.5%+5%；遠離變電所的小面積一般工作場所,可為-5%+10%；應急照明、道路照明和警衛(wèi)照明為-10%+5%。 （3）其他用電設備，當無特殊要求時為5%。4.1.2 掌握電能質量的各項指標 5改善方法 （1）采取合適的調壓方式。 （2）合理選擇變壓器分接頭。 （3）減小系統阻抗。 （4）

5、對無功功率進行合理的補償，改善功率因數。 （5）盡量使三相負載平衡。 4.1.2 掌握電能質量的各項指標 （1）采取合適的調壓方式。（中樞點） 1.逆調壓 35kV以上電網的有載調壓宜實行逆調壓方式。逆調壓的范圍宜為額定電壓的05%。 逆調壓方式就是負荷大時電網電壓向高調，負荷小時電網電壓向低調，以補償電網的電壓損失。 2.常調壓 3.順調壓4.1.2 掌握電能質量的各項指標中樞點的調壓方式最大負荷最小負荷逆調壓調為1.05UN調為UN順調壓不低于1.025UN不高于1.075UN常調壓1.05UN4.1.2 掌握電能質量的各項指標 （2）合理選擇變壓器分接頭。 1變壓器的分接頭的確定 雙繞組

6、變壓器的高壓側繞組和三繞組變壓器的高、中壓側繞組都設有幾個分接頭供選擇使用。 容量在6300kVA以下的變壓器有三個分接頭5、0%。 容量在8000kVA以上的變壓器有五個分接頭，分別在22.5、0%。 4.1.2 掌握電能質量的各項指標4.1.2 掌握電能質量的各項指標 有載調壓變壓器 110kV有載調壓變壓器的調壓范圍為32.5、0%，有七個分接頭。 220kV有載調壓變壓器的調壓范圍為42.5、0%，有九個分接頭。 4.1.2 掌握電能質量的各項指標 （3）減小系統阻抗。1）減少系統的變壓級數；2）增加導線截面；（擴徑導線、分裂導線）3）以電纜取代架空；（4）對無功功率進行合理的補償，改

7、善功率因數。1）調相機；2）電容器；4.1.2 掌握電能質量的各項指標（5）盡量使三相負載平衡。4.1.2 掌握電能質量的各項指標 二、電壓波動和閃變及改善措施 1定義：電壓在短時間內的快速變動情況，通常以電壓幅度波動值和波動頻率來衡量電壓波動的程度。其變化速度等于或大于每秒0.2時稱為電壓波動。電壓波動的范圍在-5%-+5%。4.1.2 掌握電能質量的各項指標 電壓閃變： 負荷急劇的波動造成供配電系統瞬時三電壓升高，照度隨之急劇變化，使人眼對燈閃感到不適，這種現象稱為電壓閃變。 2.原因：沖擊性負荷造成的。3.危害：4.1.2 掌握電能質量的各項指標 4.抑制電壓波動和閃變的措施：采用專用線

8、或專用變壓器；增大供電容量，減小系統阻抗；在系統出現嚴重電壓波動時，減少或切除引起電壓波動的負荷；選用更高電壓等級的電網供電；裝設靜止無功補償裝置。4.1.2 掌握電能質量的各項指標 三、不對稱度及改善措施 1.定義： 不對稱度是衡量多相負荷平衡狀態(tài)的指標，多相系統的電壓負序分量與電壓正序分量之比值稱為電壓的不對稱度，電流負序分量與電流正序分量之比值稱為電流的不對稱度，均以百分數表示。 2.原因：三相負荷不平衡引起的4.1.2 掌握電能質量的各項指標3.危害：1）異步電動機；2）三相變壓器；3）整流裝置；4.1.2 掌握電能質量的各項指標 4.改善措施 1）盡量使三相負荷均衡分配。 2）將不對

9、稱負荷盡可能的分散接到不同的供電點。 3）將不對稱負荷接到更高電壓級的電網。4.1.2 掌握電能質量的各項指標 四、諧波及改善措施 一、定義： 是指對周期性非正弦交流量進行傅立葉級數分解所得到的大于基波頻率的各次分量。 4.1.2 掌握電能質量的各項指標 2.原因：非線性設備 3.諧波的危害： （1）使電動機、變壓器等電氣設備產生附加損耗，引起發(fā)熱，導致絕緣損壞。 （2）使電容極易發(fā)生短路甚至造成短路； （3）通信干擾； （4）計量誤差；4.1.2 掌握電能質量的各項指標 4.抑制諧波的措施 （1）三相整流變壓器采用Yd或Dy接線。 （2）增加換流器的相數。 （3）裝設濾波裝置（無源、有源）。

10、 （4）其他措施（限制電力系統中接入的交流設備和交流調壓裝置等的容量；提高對大容量非線性設備的供電電壓；將“諧波源”與不能受干擾的負荷電路從電網的接線上分開）。4.1.2 掌握電能質量的各項指標 五、頻率偏差 1定義：供電的實際頻率與電網的標準頻率的差值。 2.原因：與有功功率密切相關。 3.影響： 4偏差允許值：頻率偏差一般不超過0.25Hz。 當電網容量大于3000MW時，頻率偏差不超過0.2Hz。 5調整：增大或減小電力系統發(fā)電機有功功率。 4.1.2 掌握電能質量的各項指標2022/10/1538 供電可靠性指標是根據用電負荷的等級要求制定的。 衡量供電可靠性的指標，用全年平均供電時間

11、占全年時間百分數表示。六、供電可靠性4.1.2 掌握電能質量的各項指標電網的接線方式：無備用和有備用無備用接線：每個負荷只能從一個供電回路取得電能的開 式網。 包括：放射式接線，干線式接線和鏈式接線。 優(yōu)點：簡單、經濟。 缺點：可靠性低。 2022/10/15電信學院 40a）放射式 b）干線式 c）鏈式4.1.3 了解電力系統中各種結線方式及特點有備用接線：每個負荷至少能從兩個不同供電回路取得電 能的網絡。 包括：雙回路供電網絡、雙端供電網絡和環(huán)網。 特點：可靠性顯著提高；但設備費用增加較多且運 行調度復雜。 電力系統的高壓和超高壓輸電網采取有備用接線方式，配電網根據負荷性質決定接線方式。2

12、022/10/15電信學院 41a）放射式 b）干線式 c）鏈式 d）環(huán)式 e）兩端供電網絡4.1.3 了解電力系統中各種結線方式及特點4.1.4 掌握我國規(guī)定的網絡額定電壓與發(fā)電機、變壓器等元件的額定電壓 一、額定頻率 60HZ:北美 50HZ：歐洲、亞洲二、額定電壓2022/10/15電信學院 43規(guī)則：核心是為了保證負荷的運行電壓為額定電壓。電氣設備的額定電壓，就是能使電氣設備長期運行時獲得最好經濟效果的電壓。用電設備（UN） 用電設備的額定電壓和電網的額定電壓一致。輸電線路（UN）發(fā)電機(1+5%UN) 發(fā)電機的額定電壓一般比同級電網的額定電壓高出5%，用于補償線路上的電壓損失。4.1

13、.4 掌握我國規(guī)定的網絡額定電壓與發(fā)電機、變壓器等元件的額定電壓 2022/10/15電信學院 44變壓器一次側額定電壓：1.相當于用電設備（UN）2.直接與發(fā)電機相連(1+5%UN)二次側額定電壓：1.(1+10%UN) 其中5%用于補償變壓器滿載供電時，一、二次繞組上的電壓損失；另外5%用于補償線路上的電壓損失，因此適用于變壓器供電距離較長時的情況。2.(1+5%UN) 漏抗較小或直接與用電設備相連4.1.4 掌握我國規(guī)定的網絡額定電壓與發(fā)電機、變壓器等元件的額定電壓 2022/10/15電信學院 45例題1-1:確定下圖所示電力系統各元件的額定電壓，各級電網的額定電壓已標注于圖中。G:1

14、0.5KV T1:10.5/121KV T2:110/38.5KV T3:35/11KV電力線路的額定電壓與圖中所示各級電網的額定電壓相同。補充：設變壓器T1工作于+2.5抽頭，T2工作于主抽頭，T3工作于-5%抽頭，求這些變壓器的實際變比。4.1.4 掌握我國規(guī)定的網絡額定電壓與發(fā)電機、變壓器等元件的額定電壓 4.1.4 掌握我國規(guī)定的網絡額定電壓與發(fā)電機、變壓器等元件的額定電壓 4.1.5 了解電力網絡中性點運行方式及對應的電壓等級 發(fā)電機、變壓器繞組星形聯結的結點稱為中性點。 中性點直接接地系統常稱大電流接地系統。 中性點不接地和中性點經消弧線圈接地的系統稱小電流接地系統。 一、中性點直

15、接接地系統“大電流接地系統” 可靠性低 絕緣有利 適于110kV及以上4.1.5 了解電力網絡中性點運行方式及對應的電壓等級 二、中性點不接地系統 “小電流接地系統” 可靠性高 絕緣不利 適于335kV4.1.5 了解電力網絡中性點運行方式及對應的電壓等級 三、中性點經消弧線圈接地系統 消弧線圈的作用：產生感性電流分量，與接地點容性電流分量相抵消，減小接地點電流，提高供電可靠性。 全補償、過補償ILIC（考慮系統的進一步發(fā)展；避免諧振）、欠補償 4.1.5 了解電力網絡中性點運行方式及對應的電壓等級實戰(zhàn)題目1、我國目前（ ）kV及以下的電力網絡的中性點采用不接地的方式。 A.110 B.35

16、C.220 D.10 答案：B2、三繞組變壓器分接頭的位置一般設置在（ ）A.高壓和中壓繞組 B. 高壓和低壓繞組C. 中壓和低壓繞組 D.高壓、中壓和低壓繞組答案：A3、發(fā)電機的額定電壓應該高出網絡額定電壓（ ）。 A10% B15% C 5% D 0%答案：C4.1 電力系統基本知識 4、中性點經消弧線圈接地系統中一般采用( ) 。A.欠補償形式 B.過補償形式 C.全補償形式 D.補償形式不變答案：B5、 當變壓器一次側直接與發(fā)電機相連接時，一次側的電壓等于（ ）電網額定電壓。A：100 B：95 C：105 D：110答案：C6、我國電力系統的頻率是（ ）Hz。A：60 B：50 C：48 D：55答案：B7、衡量電能質量的主要指標是（ ）。A：電壓 B：電壓、頻率 C：頻率 D：電壓、頻率和諧波答案：D8、我國電力網目前的額定電壓主要有（ ）：A：3kV,6kV,10kV,35kV,110kV,220kV,330kV,500kVB：3