电气工程基础电气工程
41页1、电气工程基础 电气工程基础 13.113.1 电力系统基本知识电力系统基本知识 要求:了解电力系统运行特点和基本要求;掌握电能质量的各项指标;了解电 力系统中各种结线方式及特点;掌握我国规定的网络额定电压与发电机、变压 器等元件的额定电压;了解电力网络中性点运行方式及对应的电压等级。 要求:了解电力系统运行特点和基本要求;掌握电能质量的各项指标;了解电 力系统中各种结线方式及特点;掌握我国规定的网络额定电压与发电机、变压 器等元件的额定电压;了解电力网络中性点运行方式及对应的电压等级。 13.1.1 电力系统运行特点和基本要求 13.1.1 电力系统运行特点和基本要求 1 1 电力系统运行的特点 电力系统运行的特点 (1) 电能不能大量存储电能不能大量存储。因而电能的生产、输送、分配和消费实际上是同 时进行的。 任何时刻发电机所发出的功率等于用电设备所消耗的功率与输 送和分配环节中功率损耗之和。 (2) 电力系统的暂态过程非常短促电力系统的暂态过程非常短促。从一种运行状态到另一种运行状态 的过渡极为迅速,以毫秒甚至微秒计。 (3) 与国民经济与人民生活密切相关与国民经济与人民生活密切相
2、关。供电的突然中断会造成很大的损 失以致严重的后果。 2 对电力系统运行的基本要求对电力系统运行的基本要求 (1) 保证安全可靠供电保证安全可靠供电。要最大限度地满足用户用电的要求,对负荷按照 不同级别分别采取适当的技术措施来满足它们对供电可靠性的要求。 (2) 保证电能的质量保证电能的质量(电压、频率和谐波) 。 (3) 要有良好的经济性要有良好的经济性(降低网损、降低煤耗等) 。 (4) 电能生产要符合环境保护标准电能生产要符合环境保护标准,限制二氧化碳、二氧化硫等污染物 的排放量。 13.1.213.1.2 电能质量各项指标电能质量各项指标 (1) 电压幅值电压幅值。 对于 35kV 及以上电压级允许变化范围为额定值的5, 10kV 及以下电压级允许变化范围为7。电动机:5;照明:3 2.5; 农电:+7.5%-10%。 (2)频率频率。 我国电力系统的额定频率为 50Hz, 正常运行时允许的偏移为0.2 0.5Hz。 (3)谐波谐波。为保证电压质量,要求电压为正弦波形,但由于某种原因总会产生 一些谐波,会造成电压波形的畸变。为此对电压正弦波形畸变率也有限制(波形 畸变率是指各次
3、谐波有效值平方和的方根对基波有效值的百分比) ,对于 110kV 及以上供电电压不超过 2,3560kV 供电电压不超过 3,610kV 供电电压 不超过 4,0.38kV 电压不超过 5。 13.1.313.1.3 电力系统中各种结线方式及特点电力系统中各种结线方式及特点 电力系统的结线包括发电厂、变电所的主结线和电力网络的结线。发电厂、 变电所的主结线一般有单母线、 单母线分段、 双母线、 双母线带旁路母线, 桥式、 角行等结线方式。电力网的结线通常按可靠性分为无备用和有备用两类。 1无备用结线每一个负荷只能靠一条线路取得电能。优点是设备费用小, 缺点是可靠性差。无备用结线主要有以下三种方式: (1)放射式 放射式 (2)干线式 干线式 (3)树状网络树状网络 图 13.11 几种无备用结线 2有备用结线负荷可以从两条及以上线路取得电能。优点是可靠性高,缺 点是设备费用高。主要有以下三种方式: (1)双回线双回线 (2)环网环网 (3)两端供电两端供电 图 13.12 几种有备用结线 13.1.413.1.4 我国电力系统的额定电压 我国电力系统的额定电压 以下所说的额定电压均指额
4、定线电压。 1 网络的额定电压 1 网络的额定电压 网络的额定电压等于用户设备的额定电压,也等于母线的额定电压,也等于 线路的额定电压,也就是我们通常所说的额定电压。具体数值见表 131 的第一 列。 2 2 发电机的额定电压发电机的额定电压 发电机通常运行在比网络额定电压高 5的状态下,所以发电机的额定电压 规定比网络额定电压高 5。具体数值见表 131 的第二列。 3 3 变压器的额定电压变压器的额定电压 根据功率的流向功率的流向, 规定接受功率接受功率的一侧为一次绕组一次绕组, 输出功率输出功率的一侧为二次二次 绕组绕组。故双绕组升压变压器,低压绕组为一次绕组,高压绕组为二次绕组;双绕 组降压变压器,高压绕组为一次绕组,低压绕组为二次绕组。 (1) 变压器一次绕组相当于用电设备,故其额定电压等于网络的额定电压,但 当直接与发电机连接时,就等于发电机的额定电压。 (2) 变压器二次绕组相当于供电设备,再考虑到变压器内部的电压损耗,故: a)当变压器的短路电压小于 7或直接与用户连接时,则二次绕组额定 电压比网络的高 5。 b)当变压器的短路电压大于等于 7时,则二次绕组额定电压比网
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