Chang's profile消防猪的自留地BlogListsGuestbookMore  |  Tools Help |
|
1/11/2007 考试这年月，大家只讨论考试
刚刚收到一条短信：“啊啊啊 老子解放啦！！！”幸福的人儿啊，这么早就解放了，多爽！正应了那句话：早死早投生。
哥们儿还有4门课：电子测试、MATLAB、电气工程基础、线性控制理论；一个课设：变电站设计。一切正常1月31日投生。
巴望着1月31号晚上20：49能坐上Z12，回家。
之后的一段时间，如果有人联系，我没有及时回应请不要挂念，我还在人间，只不过没有精力和您闲谈，放假回去咱们再说吧。
电气工程基础是门痛苦的课，包括了电气工程所有琐碎的基础概念性知识，以及后续课程的简单介绍。去年挂了45%的兄弟，也就200多人啊！大四的兄弟们就等着把这课重修完了毕业呢，所以相当重视电气工程备考工作，昨天大四的兄弟在bbs上贴了一份课程重点，看过之后，感觉总结的十分贴切。
有人闲来无事可以关注一下电气工程的具体研究内容，提纲贴在下面，学习当中遇到有问题可以来电咨询。
电气工程各章重点及考点
第一章绪论 考查题型： 名词解释、判断或选择题 考查范围： 1、电力系统的组成及特点 定义： （1）电力网：由变电所和不同电压等级输电线路组成的网络 （2）电力系统：由发电厂内的发电机、电力网内的变压器和输电线路以及用户的各种用电 设备，按照一定的规律连接而组成的统一整体 特点： （1）电能不能大量存储 （2）过渡过程十分短暂 （3）电能生产与国民经济各部门和人民生活有着极为密切的关系 （4）电力系统的地区性特点较强 2、电能的质量指标 衡量电能质量的主要指标有电压、频率和波形 3、电力系统的电压等级 （1）电力线路的额定电压和电力系统的额定电压相等 （2）发电机的额定电压比电力系统的额定电压高5% （3）变压器的额定电压 变压器一次绕组的额定电压与系统的额定电压相等，但直接与发电机联接时，其额定电压 与发电机的额定电压相等。变压器的二次绕组的额定电压规定比系统的额定电压高10%，但 若直接与用户联接时，规定比系统的额定电压高5% 4、电力系统中性点接地及接地类型 接地类型有 （1）工作接地：为了保证电气设备在正常或发生故障情况下可靠工作而采取的接地。 （2）保护接地：将一切正常工作时不带电而在绝缘损坏时可能带电的金属部分接地，以保 证工作人员接触时的安全。 （3）保护接零：在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点直接 连接，以实现对人身安全的保护作用。 （4）防雷接地：为消除大气过电压对电气设备的威胁，而对过电压保护装置采取的接地措 施 （5）防静电接地：对生产过程中有可能积蓄电荷的设备所采取的接地。 电力系统的中性点接地的类型有以下四种： （1）不接地 （2）中性点经消弧线圈接地 （3）中性点直接接地 （4）中性点经电阻接地 其中前两者为小电流接地，后两者为大电流接地 ***中性点不接地系统发生单相接地故障时不必马上切除故障部分，可继续运行一段时间但 时间不能很长，这是因为此时非故障相的对地电压升高到接近线电压，很容易发生对地闪 络，从而造成相间短路。 第二章发电系统 电能与其他形式的能源相比，其特点有：（1）便于大规模生产和远距离输送 （2）方便转换和易于控制；（3）损耗小；（4）效率高；（5）无气体和噪声污染。 将各种一次能源转变成电能的工厂，称为发电厂。 按一次能源的不同发电厂分为： 火力发电厂（以煤、石油和天然气为燃料）、水力发电厂（以水的位能作动力）、核能发 电厂以及风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂、潮汐发电厂等。此外，还有直接将热 能转换成电能的磁流体发电等。 火电厂由三大主机（锅炉，汽轮机，发电机）及其辅助设备组成。 整个生产过程可分为三个系统： ①燃料的化学能在锅炉燃烧中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽，称为燃烧系统 ； ②锅炉产生的蒸汽进入汽轮机，冲动汽轮机的转子旋转，将热能转变为机械能，称为汽水 系统； ③由汽轮机转子旋转的机械能带动发电机旋转，把机械能变为电能，称为电气系统。 火电厂的特点：略 水电厂的特点：1.可综合利用水能资源；2.发电成本低、效率高；3.运行灵活；4.水能可 储蓄和调节；5.水力发电不污染环境；6.水电厂建设投资较大，工期较长；7.发电不均衡 ；8.淹没土地，移民搬迁。 抽水蓄能电厂在电力系统中的作用：调峰，填谷，备用，调频，调相。 抽水蓄能电厂的功能：（1）降低电力系统燃料消耗；（2）提高火电设备利用率；（3）可 作为发电成本低的峰荷电源；（4）对环境没有污染且可美化环境；（5）抽水蓄能电厂可 用于蓄能。 第三章输变电系统 电气主接线：发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路，也称电气一 次接线或一次系统。 开关电气高压断路器的基本参数：额定开断电流INbr、全开断时间tab、合闸时间ton 额定动稳定电流（峰值）ies、热稳 有汇流母线：单母线、单母线分段，双母线，双母线分段；增设旁路母线或旁路隔离开关 ，一倍半断路器接线，变压器母线组接线等。（特点及使用范围） 无汇流母线：单元接线、桥形接线、角形接线等。（特点及使用范围） 断路器与隔离开关的操作顺序：送电操作顺序：先合上断路器两侧的隔离开关，再投入断 路器。停电检修操作顺序：先断开断路器，再断开断路器两侧的隔离开关。待线路对方仃 电后再合上接地刀闸。 配电装置是根据电气主接线的要求，由开关电器、保护和测量电器、母线和必要的辅助设 备组建而成，用于接受和分配电能的装置，它是发电厂和变电站的重要组成部分。 空间最小安全净距：A值应保证无论在正常最高工作电压或出现内外过电压时都不致使相应 空气间隙击穿。净距B，C，D，E，是在A值基础上，再考虑一些其它因素决定的。 保护接地：将电气设备金属外壳、金属构件或互感器的二次侧等接地，防备由于绝缘损坏 而使外壳带危险电压后，以保护工作人员在接触时的安全。 触电方式：与带电部分直接接触；接地故障时，人处于接触电压和跨步电压的危险区； 与带电部分间隔在安全距离之内。
直流输电优点：（1）造价低，电能损耗少。（2）远距离输电不存在失去稳定的问题。 （3）稳态下，不存在交流长电缆线路的容性电纳引起的电压升高。
（4）直流输电系统响应快，调节精确，有利于故障时交流系统间的快速紧急支援和减少功 率扰动。 （5）可联络两个额定频率相同或不同的交流电力系统。 直流输电缺点：换流站造价高，换流器工作时需要消耗较多的无功功率，产生较大的谐波 电流和电压；直流断路器熄弧困难，使多端直流输电的发展受到一定的影响。 应用范围：远距离大功率输电；交流系统的互联；过海电缆输电；用电缆向大城市市区供 电。 第五章电力系统负荷 按消耗功率的性质：分用电负荷、供电负荷、发电负荷 按供电可靠性分:一类负荷、二类负荷、三类负荷 电力系统日负荷曲线:在一昼夜内用户所消耗的总电能为A=∫024Pdt 年负荷曲线的用途:A=∫08760Pdt 年最大负荷利用小时数Tmax:如果用户始终保持最大负荷值Pmax运行，经过Tmax小时后所消 耗的电能恰好等于全年的实际耗电量，则称Tmax为年最大负荷利用小时数。 Tmax=A/Pmax=1/Pmax*∫08760Pdt 综合负荷的功率一般是要随系统的运行参数（主要是电压和频率）的变化而变化的，反映 这种变化规律的曲线或数学表达式称为负荷特性。负荷特性包括动态特性和静态特性。 将负荷的静态特性用数学公式表述出来，就是负荷的静态数学模型。不计频率变化，负荷
吸收的功率与节点电压的关系一般用如下的二次多项式表示： PL=PN[ap(UL/UN)2+bp(UL/UN)+cp]=PN(apUL*2+bpUL*+cp) QL=QN[aQ(UL/UN)2+bQ(UL/UN)+cQ]=QN(aQUL*2+bQUL*+cQ) 其中ap+bp+cp=1,aQ+bQ+cQ=1 上式表明负荷的有功和无功功率都由三个部分组成，第一部分与电压平方成正比，代表恒 定阻抗消耗的功率；第二部分与电压成正比，代表与恒电流负荷相对应的功率；第三部分 为恒功率分量。 第六章电力网的稳态计算 考查题型： 计算题 考查范围： 1、 输电线路的基本参数及等值电路 基本参数：电阻、电抗、电导、电纳 等值电路：见P136 2、 变压器的基本参数及等值电路 （1）双绕组变压器的基本参数： 电阻RTRT=103△PKUN2∕SN2 电抗XTXT=10UN2UK∕SN 电导GTGT=△P0∕（103UN2） 电纳BTBT=△I0%SN∕（105UN2） 变比KT为变压器两侧绕组的空载线电压之比，并非变压器原副方绕组的匝数比 等值电路：见P138 （2）三绕组变压器的基本参数： 其中电阻和电抗的计算公式分别见课本P141-P142 等值电路：见P141 （3）变压器的II型等值电路见课本P146 （4）输电线路的电压和功率分布计算 通常采用三相功率S、线电压U、线电流I和单相等值电路进行分析和计算 ① 给定同一点（首端或末端）的功率和电压的潮流计算：课本P148 ② 给定不同节点的功率和电压的潮流计算：课本P150 ***注意：计算线路串联支路上的功率损耗时，必须取用串联支路同一侧的功率和电压值 （5）变压器的电压和功率分布计算：课本P151
（6）电力网络的潮流计算——本章重点必考 弄清两个例子的计算过程即可 这一节的三、四两小点不考。 第七章电力系统的短路计算 短路：电力系统中一切不正常的相与相之间或相与地之间发生通路的情况。 了解短路的原因及后果。 短路的类型：对称短路——三相短路，三相电流和电压仍是对称的 不对称短路：两相短路，单相接地短路，两相短路接地 计算短路电流的主要目的：为选择和校验各种电气设备的机械稳定性和热稳定性提供依据 ；为设计和选择发电厂和变电所的电气主接线提供必要的数据；为合理配置电力系统中各 种继电保护和自动装置并正确整定其参数提供可靠的依据。 标幺值：把各个物理量用标幺值来表示的一种运算方法。其中标幺值可定义为物理量的实 际值(有名值)与所选定的基准值间的比值，标幺值没有单位。 基准值的选择,会进行不同基准值的标幺值间的换算看例题7_1 变压器联系的多级电压网络中标幺值的计算,首先需将磁耦合电路变换为只有电的直接联系 的电路，即先应将不同电压级中各元件的参数全部归算至某一选定的电压级，这个电压级 称为基本级(或基本段)，然后选取统一的功率基准值和电压基准值，将各元件为参数的有 名值换算为标幺值。 采用标幺值有如下优点：使计算大为简化;某些非电的物理量，当用标幺值表示时，可与另 一物理量相等;易于比较各种电气设备的特性及参数;便于对计算结果作出分析及判断其正 确与否。 ish用途：校验电气设备和载流导体在短路时的电动力稳定度。 短路全电流的有效值It：是指以t时刻为中心的一周期内短路全电流瞬时值的均方根值. 最大有效值电流Ish——短路全电流的最大有效值:出现在短路后的第一周期内，又称为冲
击电流的有效值。Ish用途：校验电气设备的断流能力或耐力强度。 短路功率等于短路电流有效值乘以短路处的正常工作电压（一般用平均额定电压）. 网络的等值简化:等值电势法,星网变换法,利用电路的对称性化简. 转移阻抗:如果只在第i个电源节点加电势Ei，其他电势为零，则与从第k个节点流出网络的 电流Ik之比值，即为i节点与k节点之间的转移阻抗Xik。Xik=Ei/Ik 网络化简看例题7_3,7_4本章重点是计算 对称分量法:在三相电路中，对于任意一组不对称的三相相量，可以分解为三组三相对称的 相量，这就是“三相相量对称分量法” 序阻抗:在三相参数对称的线性电路中，各序对称分量具有独立性。也就是说，当电路通以 某序对称分量的电流时，只产生同一序对称分量的电压降。反之，当电路施加某序对称分 量的电压时，电路也只产生同一序对称分量的电流。这样，便可以对正序、负序、零序分 量分别进行计算.元件的序阻抗，是指元件三相参数对称时，元件两端某一序的电压降与通 过该元件同一序电流的比值. 会作网络的正序,负序和零序等值电路. 短路点各序网络的电压方程均为：Ua1=E1∑−jX1∑Ia1 Ua2=−jX2∑Ia2 Ua0=−jX0∑Ia0 a相接地短路故障的三个边界条件为：Ua=0,Ib=0,Ic=0 b,c相短路时的边界条件为:Ia=0,Ib=-Ic,Ub=Uc b、c两相接地短路的边界条件为：Ia=0,Ub=0,Uc=0 根据以上条件计算各序电流,电压.(例题7_7) 正序等效定则:在简单不对称短路的情况下，短路点的正序分量电流，与在短路点每一相中 接入附加电抗X△(n)后发生三相短路的电流相等。 第八章电气主接线的设计与设备选择 导体的短时发热计算目的:确定导体在短路切除以前可能出现的最高温度是否小于短时发热 允许温度,以验证导体短时发热的热稳定性. 短路电流热效应Qk 各电气设备的选择项目:表8_4及效验方法 高压断路器,隔离开关,高压熔断器和限流电抗器的选择 第九章现代电力系统的运行 三种有功负荷:1.负荷变动幅度小，周期又很短，这种负荷的变动具有很大的偶然性； 2.负荷变动幅度较大，周期也较长,它们具有一定的冲击性；3.负荷变动幅度最大，周期也 最长，且变化较缓慢,这种负荷变化基本上可以预计。 有功功率的平衡:电源发出的有功应满足负荷消耗的有功功率和传输电功率时在网络中损耗 的有功功率之和.为保证供电可靠性和电能质量、以及有功功率的经济分配，发电厂必须有 足够的备用容量。一般要求备用容量达最大发电负荷的15%~30% 有功电源的最优组合:指系统中发电设备或发电厂的合理组合，包括机组的最优组合顺序， 机组的最优组合数量和机组的最优开停时间 有功负荷在运行机组间的最优分配:指系统的有功负荷在各运行的发电机组或发电厂间的合 理分配 各类负荷变动与频率调整:第一种负荷<－>频率的“一次调整”,采用调速器;第二种负荷变 动频率的“二次调整”，调频器;第三种负荷变动<－>频率的“三次调整，通过负荷预计得 到负荷曲线，按最优化准则分配负荷，属于电力系统经济运行的问题，或称经济调度。 电源有功功率静态频率特性：发电机组的原动机机械功率与角速度或频率的关系
发电机组的功率一频率静态特性:有调速系统时,原动机的静态频特性成为一族曲线。此时 发电机输出功率与频率关系的曲线近似地用直线表示. 频率的一次调整,二次调整(选定系统中的一个或几个电厂担负二次调频任务，担负二次调 频任务的电厂称为调频厂) 无功电源包括发电机、同步调相机、静电电容器及静止补偿器等。它们的特点与电压调整 的优缺点. 无功负荷：电力系统的无功负荷与电压的静态特性主要由异步电动机决定异步电动机的无 功消耗. 无功损耗：网络中的无功损耗包括变压器和输电线路的损耗。变压器的无功功率损耗在系 统的无功需求中占有相当的比重.当线路传输功率较大，电抗中消耗的无功功率大于电容中 发出的无功功率时，线路等值为消耗无功；当传输功率较小、线路运行电压水平较高，电 容中产生的无功功率大于电抗中消耗的无功功率时，线路等值为无功电源。 无功平衡:在电力系统运行的任何时刻，电源发出的无功功率总是等于同时刻系统负荷和网 络的无功损耗之和 无功功率的就地平衡:无功电源不足时，应增设无功补偿装置。无功补偿装置应尽可能装在 负荷中心，以做到无功功率的就地平衡，减少无功功率在网络中传输而引起的网络功率损 耗和电压损耗 中枢点指反映系统电压水平的主要发电厂或枢纽变电站的母线，系统中大部分负荷由这些 节点供电。根据负荷对电压的要求及电压损耗的实际情况，确定中枢点的电压允许调整范 围。 调压方式:逆调压：1.大负荷时，电压损耗大，将中枢点的电压适当升高些(比线路额定电 压高5%)，小负荷时将中枢点电压适当降低(取线路的额定电压),适合于供电线路较长，负 荷变动较大的中枢点;2.顺调压：在大负荷时允许中枢点电压不低于线路额定电压的102.5 %，小负荷时不高于线路额定电压107.5%,适合于供电线路不长，负荷变动不大的中枢点; 3.常调压：即在任何负荷下都保持中枢点电压为线路额定电压的102%~105%
调压的措施:改变发电机端电压UG;改变变压器比K;增设无功补偿装置，以改变无功功率分 布;改变输电线路的参数 重点计算:例题9_1,例题9_2 电能损耗由两部分组成：在导线和变压器绕组电阻上的有功损耗，这部分损耗与通过元件 的电流或功率有关；输电线和变压器等值电路中并联电导中的有功损耗(又称为固定损耗) 最大负荷损耗时间τ:如果网络输送的功率始终保持为最大负荷功率Smax，经τ小时后，网
络中损耗的电能恰等于网络按实际负荷曲线运行时全年实际消耗的电能，则称τ为最大负 荷损耗时间。 降低电能损耗的技术措施: 1．提高电力网负荷的功率因数(1)合理选择异步电动机的容量及运行方式;(2)实行无功功 率就地补偿 2．合理组织电力网的运行方式(1)适当提高电力网的运行电压水平;(2)合理组织并联变压 器的运行 电力系统运行的稳定性，就是指在受到外界干扰的情况下发电机组间维持同步运行的能力 。 发电机的功率特性 发电机功率特性曲线的最大值称为功率极限。功率极限可通过对发电机功率特性求极值， 即令dP/dδ=0求得。 静态稳定储备系数的定义 提高电力系统静态稳定的措施：提高发电机的电势E，减小系统电抗X、提高和稳定系统电 压U 电力系统的暂态稳定性，是指系统在受到大扰动的情况下，系统中各发电机组能否继续保 持同步运行的问题。-------面积定则（根据最大可能减速面积必须大于加速面积的原则， 可以判断电力系统是否具有暂态稳定性。） 提高暂态稳定性的措施：快速切除故障；实行快速强行励磁；采用自动重合闸装置；改善 原动机的调节特性；采用电气制动。 第十章电力系统继电保护 考查形式： 填空题、判断题和简答题或计算题 考查范围： 1、 继电保护的基本原理 先分析与提取电力系统发生故障和处于不正常澳运行状态时的一些物理量的特征和特征分 量，然后利用这些特征和特征分量构成各种原理的保护。 各种保护及原理：见P292-P294 （1）电流保护（2）低电压保护（3）低阻抗保护（4）方向保护（5）纵联保护 （6）序分量保护 2、继电保护构成： 输入、测量、逻辑判断、输出执行 **弄清P297图10-5（a）的作用原理 3、 继电保护的基本要求： 一般考查其四性：选择性，速动性，灵敏性，可靠性 4、 电流保护： （1）主要考查三段式电流速断保护的组成及其保护范围 ①无时限电流速断保护（I段保护）：一般要求保护范围不小于线路长度的15% ②带时限电流速断保护（II段保护）：保护范围延伸至相邻的下一线路 ③定时限电流速断保护（III段保护）：要求超过相邻线路（或元件）的末端 （2）功率方向元件 ①使用环境：在双电源网络和环型网络中，为保证选择性才加方向元件 ②90°接线方式：系统在三相对称且功率因数为1的情况下，接人功率方向元件的电流超前 所加电压90°的接线 ③对于中性点直接接地系统发生接地短路时，注意零序电流及零序电压的分布 见P316 （3）电流保护的计算 弄懂课后习题10-15的求解过程 第十一章发输变配电系统的二次系统 二次接线图：原理接线图，展开接线图，安装接线图。 图11——2左边的图及分析 断路器的控制及信号回路接线图 第十二章电力系统内部过电压 过电压是指超过正常运行电压并可使电力系统绝缘或保护设备损坏的电压升高。分为内部 过电压和雷电(外部)过电压两大类。 内部过电压（简称内过电压）是由于电力系统内部能量的转化或传递引起的。内部过电压 可按其产生原因分为操作过电压和暂时过电压，而后者又包括谐振过电压和工频电压升高 。 内部过电压倍数：内部过电压的幅值与电网该处最高运行相电压的幅值之比。 电力系统中常见的操作过电压有：中性点绝缘电网中的电弧接地过电压；切除电感性负载 过电压；切除电容性负载过电压；空载线路合闸过电压以及系统解列过电压等。 在切空载变压器时，断路器常常会在工频电流自然过零之前强行切断电弧，称这种现象为 “截流” 操作过电压、间歇电弧接地过电压以及谐振过电压的发生机理及防护措施。 第十三章电力系统防雷保护 雷云放电主要是在云间或云内进行，只有小部分是对地发生的，而且往往对地放电危害最 大。一般一次雷击包括先导、主放电和余辉三个阶段。 雷暴日是指该地区一年四季中有雷电放电的天数，一天中只要听到一次及以上雷声就算一 个雷暴日。 一个小时以内听到一次及以上雷声就算一个雷暴小时。 地面落雷密度γ表示每平方公里每雷暴日的地面受到的平均落雷次数。 雷电流是指雷击于低接地阻抗（≤30Ω）的物体时流过该物体的电流，近似等于传播下来 的电流入射波的2倍。 避雷针，避雷线，各式避雷器的保护对象，工作原理，及各自特点 本章重点氧化锌避雷器（工作原理，优点及主要参数） 耐雷水平是指雷击时线路绝缘不发生冲击闪络的最大雷电流幅值，以kA为单位。 雷击线路可能导致两种破坏性后果：①使线路发生短路接地故障，此时继电保护装置将会 动作使线路断路器跳闸，影响正常送电。②形成雷电波侵入变电站，在变电站内经历复杂 的折反射过程，可能使电力设备承受很高的过电压，以致破坏设备绝缘，造成停电事故。 四道防线：1。防止雷直击导线：采用避雷线、避雷针、改用电缆线路等。2。防止反击：
降低杆塔的接地电阻，增加耦合和分流(如采用双避雷线、耦合地线)，加强绝缘，采用管 型避雷器等。3。防止建弧：电网中性点经消弧线圈接地，增加绝缘子片数等；4。防止输 电线路供电中断：安装自动重合闸，环网供 进线段保护是指临近变电站12km的一段线路上加强防雷保护措施。当线路全线无 避雷线时，这段线路必须架设避雷线；当线路全线有避雷线时，则应使这段线路具有更高 的耐雷水平，以减小进线段内绕击和反击形成侵入波的概率。 掌握电力系统防雷保护装置，架空输电线的防雷保护，发电厂和变电站的防雷保护，配电 变压器的防雷保护，电力系统防雷措施。 第十四章电力系统的绝缘配合 考查形式： 填空或判断或名词解释 考查内容： 1、 绝缘配合的定义和目的：课本P417 2、 绝缘配合的方法：惯用法、统计法和简化统计法 3、 架空输电线路的绝缘配合： ① 线路绝缘子串的选择 ② 确定线路上各空气间隙的极间距离——空气间距 |
|
|
