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第一章 绪论

一、电力系统基本概念

1.电力网、电力系统和动力系统

2.为什么要联成大电网：

• 提高供电可靠性
• 减少装机容量
• 减少备用容量
• 合理利用能源，发挥水电作用
• 提高运行经济性
• 采用大容量发电机组

3.电力系统的特点

• 电能不能大量存储。电能的生产、变换、输送和使用是同时进行的。电力系统的负荷处于时刻变化中，功率平衡是动态平衡关系。保证功率平衡是最根本的任务。

$$\begin{gathered} P_{发}=P_{用}+\Delta P \\ {Q}_{发}=Q_{用}+\Delta Q \end{gathered}$$

• 电力系统过渡过程非常短暂
• 电能生产与国民经济各部门和人民生活关系密切
• 电力系统区域性特点强

4.对供电系统的要求

1. 保证供电可靠性
2. 保证良好的电能质量
3. 提高电力系统的运行经济型

5.电能的质量指标

1. 电压（注意常见电压等级的供电电压允许偏差）
2. 频率
3. 波形

6.电力系统额定电压

$$\begin{gathered} 用电设备的额定电压=系统的额定电压U_e \\ 发电机的额定电压=105\%U_e \\ 变压器一次绕组相当于用电设备=U_e \\ 变压器的二次绕组相当于发电设备=110\%U_e \end{gathered}$$

特例：
$$\begin{gathered} 变压器一次绕组相当于用电设备=105\%U_e \\ 变压器的二次绕组相当于发电设备=105\%U_e \end{gathered}$$

7.接地

• 工作接地：电力系统中性线接地

  • 小接地电流

    • 中性点不接地：3kV-60kV的电力系统（三相电压对称，电容没有电流流向大地）

    • 中性点经消弧线圈接地：

      消弧线圈的作用：使电弧自行熄灭，提高供电可靠性

  • 大接地电流

    • 中性点直接接地：110kV以上电压等级的电力系统
    • 中性点经电阻接地：配网系统

• 保护接地：将绝缘损坏时可能带电的金属部分接地，保证工作人员接触时的安全。

• 保护接零：中性点直接接地的低压电力网中，把电气设备的外壳与接地中性线直接连接。

• 防雷接地

• 防静电接地

8.三相交流输电的优点：

• 输电线路所用的导线量少

• 易于产生旋转磁场
  外壳与接地中性线直接连接。

• 防雷接地

• 防静电接地

8.三相交流输电的优点：

• 输电线路所用的导线量少
• 易于产生旋转磁场
• 瞬时功率不随时间变化

第二章 发电系统

第一节 能源及电能

1.能源的含义及分类

• 按获得方式可以分为一次能源和二次能源
• 按被利用的程度可以分为常规能源和新能源
• 按能否可再生可以分为可再生能源和不可再生能源
• 按照能源本身的性质可以分为含能体能源和过程性能源
  • 含能体能源：可以直接存储的能源，如煤、石油、天然气
  • 过程性能源：无法直接存储的能源，如水能，风能，海洋能，电能

2.我国的能源资源

1. 西电东送、北煤南运、南水北调
2. 能源生产和消费结构——以煤为主，煤占能源生产消费比重超过7成

3.新能源及其资源分布

• 太阳能：
• 风能：

第二节 火电厂

1.生产过程

化学能——热能——机械能——电能

2.火电厂的三大主机

锅炉、汽轮机、发电机

3.火电厂的主要系统

1. 燃烧系统：燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉内的水使之变为蒸汽

   

2. 汽水系统：锅炉内的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机的转子将热能转变为机械能
   

3. 电气系统：发电厂的电气设备
   

第三节 核电厂

1. 核反应堆相当于火电厂的锅炉
2. 核电厂通常由两大部分组成
   • 核岛：核系统和设备
   • 常规系统和设备：目前世界上使用最多的是轻水堆核电厂

第四节 水电厂

水电厂的发电容量取决于水流的水位落差和水流的流量：
$$P=9.8\eta QH$$
P为发电机的发电容量，Q为通过水轮机的水的流量，H为水电厂的水位落
差，$\eta$为水轮发电机的效率，一般取0.80—0.85

第三章 输变电系统

第二节 输变电设备

1.输电线路

输电线路按电力系统的结构可以分为架空线路和电缆线路。

2.开关电器

隔离开关的作用：隔离电压、倒闸操作、分合大小电流

高压断路器的作用：开断电路，熄灭电弧

高压断路器的分类：

• 油断路器（多油断路器和少油断路器）
• 压缩空气断路器
• $S{F}_6$断路器：高压使用
• 真空断路器：35kV以下使用真空断路器

额定开断电流：额定电压下能开断的最大短路电流称为额定开断电流，表征断路器的开断能力。

3.电流互感器和电压互感器

互感器的作用：

1. 将一次回路的大电流、高电压转换为二次回路的小电流和低电压，使仪器仪表标准化小型化
2. 互感器二次侧必须接地，以保证一二次绕组间绝缘击穿后的人身和设备安全。

电流互感器二次绕组不能开路，电压互感器二次绕组不能短路

第三节 电气一次接线

二、电气主接线的基本接线形式（需要补充很多）

1. 有汇流母线的接线
   • 单母线接线
   • 单母线分段
   • 单母线分段加旁路母线
   • 双母线接线
   • 双母线分段
2. 无汇流母线的接线
   • 单元接线及扩大单元接线
   • 桥型接线
   • 角形接线

第四节 配电装置(略)

第五节 保护接地

保护接地使将电气设备金属外壳、金属构件和互感器的二次侧接地，防止由于绝缘损坏而使外壳带危险电压，保护工作人员在接触时的安全。

分类：

• IT：I为电源中性点不接地或者经高阻抗接地，T为金属外壳接地
• TT：T为电源中性点接地，设备金属外壳接地
• TN：金属外壳经公共保护先与电源的中性点相连接，又称保护接零

第四章 配电系统

第一节 概述

1. 配电网的分类

   按电压等级分：高压配电网、中压配电网、低压配电网

   按供电区的功能分：城市配电网、农村配电网、企业配电网

2. 配电的要求：供电可靠性、保证电能质量、降低损耗

第二节 配电网主接线

第三节 配电网开关设备

一、重合器

重合器：具有控制和保护功能的开关设备，能够检测故障电流，在检测到故障电流后能够在给定时间内遮断故障电流，并能够进行给定次数的重合。

在现有的重合器中，通常可以进行三次到四次重合。如果故障是永久性的，重合器经过预定次数后不再进行重合，即所谓闭锁。

二、分段器

分段器是一种与前级开关配合，在失压和无电流的情况下自动分闸的开关设备。

分类：

• 电压——时间型分段器：根据加压失压的时间长短控制其动作，可以用于辐射状网、树状网、环状网
• 过流脉冲计数型分段器

三、重合器与分段器相互配合实现故障区段的自动隔离

1.辐射状网故障区段隔离

2.环状网开环运行时的故障区段隔离

第四节 保护接零

将电气设备的外壳与零线连接，称为保护接零。

• TN-S:S表示N和PE分开
• TN-C：C表示N和PE合并成为PEN
• TN-C-S:一部分N与PE合并，一部分N与PE分开

第五章 电力系统负荷

第一节 电力系统负荷和负荷曲线

一、电力系统负荷的基本概念及其分类

电力系统的负荷：电力系统在某一个时刻消耗的电功率的总和

按照消耗功率分为：有功负荷、无功负荷、视在负荷

按供电可靠性分类：一类负荷、二类负荷、三类负荷

二、电力系统的日负荷曲线

$$\begin{gathered} 日平均负荷：P_{\mathrm{a}\mathrm{v}}=\frac{W_{\mathrm{d}}}{24}=\frac{1}{24}{\int }_0^{24}Pdt \\ 负荷率：k_{\mathrm{m}}=\frac{P_{\mathrm{a}\mathrm{v}}}{P_{\max }} \\ 最小负荷系数：\alpha =\frac{P_{\min }}{P_{\max }} \end{gathered}$$

三、电力系统的年负荷曲线

$$\begin{gathered} 计算全年耗电量：W={\int }_0^{8760}P\mathrm{d}t \\ 最大负荷利用小时数：T_{max}=\frac{{\int }_0^{8760}Pdt}{P_{max}} \end{gathered}$$

第二节 用电设备的计算负荷的确定（略）

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补一句：要是期末考试电力系统能过75分来更新完整。