国家电网思维导图

这是一篇关于国家电网6868的思维导图，包含电路、电机学、电气设备选择等。希望对你有所帮助！

国家电网

• 电路
  • 电 路 的 基 本 概 念 与 基 本 定 律
    • 电 路 分 类
      • 比较电路尺寸与工作时电磁波的波长
        • 集（总/中）参数电路
          • 电路尺寸远小于工作时电磁波的波长（d<<入）
        • 分布参数电路
          • 电路尺寸与工作时电磁波的波长相比不能忽略（d≥0.01入）
            • 如芯片、长距离输电线路
      • 含有（非线/线）性元件
        • 线性电路
          • 由线性元件（R、L、C）组成的电路
        • 非线性电路
          • 含有非线性元件的电路
      • 元件参数随时间是否发生变化
        • 非时变电路
          • 元件参数不随时间发生变化
        • 时变电路
          • 元件参数随时间发生变化
      • 对外连接端纽的个数
        • 二端网络
          • 由二端元件（具有两个对外连接端纽的元件）构成的电路
            • 二端网络＝一端口网络(广义KCL)
        • 多端网络
          • 由多端元件（具有两个以上对外连接端纽的元件）构成的电路
    • 电流及其 参考方向
      • 电流定义
        • 带电粒子有规则的定向运动
      • 电流强度
        • 单位时间内通过导体横截面的电荷量i=dq/dt
      • 实际方向
        • 正电荷的运动方向/电子的运动反方向
      • 参考方向
        • • i>0,电流的参考方向与实际方向相同 i<0,电流的参考方向与实际方向相反
    • 电压及其 参考方向
      • 电压
        • 单位正电荷q从电路中一点移至另一点时电场力做功，u=w/q
      • 电位：单位正电荷q从电路中一点移至参考点时电场力做功
      • 电压实际方向
        • 电位真正降低的方向
      • 电动势：电位真正升高的方向
      • 参考方向
        • • u>0,电压的参考方向与实际方向相同 u<0,电压的参考方向与实际方向相反
    • （非）关联参考方向
      • 关联参考方向
        • 元件或支路的电压、电流釆用相同的参考方向
      • 非关联参考方向
        • 元件或支路的电压、电流釆用相反的参考方向
      • 只看箭头，不看数值
    • 电 功 率
      • 电功率定义
        • 单位时间内电场力所做的功p=w/t
          • P=UI
      • 电路吸收或发出功率的判断
        • 关联参考方向
          • P>0,吸收正功
          • P<0,发出正功
        • 非关联参考方向
          • P>0,发出正功
          • P<0,吸收正功
        • 吸收/消耗正功=发出/产生/提供/供出负功 对一完整的电路，发出的功率等于消耗的功率，功率守恒
    • 电能: W ==Pt
      • 电源将其他能转换为电能（发出功率·），负载将电能转换为其他能（吸收功率）
      • 1 度=1 千瓦时= 3.6x 10e6 J
    • 线 性 元 件
      • • ,同电阻
    • 独立（理想/恒/无伴）电源
    • 受控 电源
      • 电路中有一个支路的电压（或电流）受另一个支路的电压或电流控制，这两个支路就构成一个受控源
      • 分类
    • 独立源在电路中起“激励”作用； 受控源在电路中起“响应”作用
    • 实际 电源
      • 实 际 电 压 源
        • 电压源与电阻的串联
        • 伏安关系
          • • 输出电压随输出电流的增大而减小
            • 电源内电阻越小，电源外特性越好
      • 实 际 电 流 源
        • 电流源与电阻的并联
        • 伏安关系
          • • 输出电流随输出电压的增大而减小
            • 电源内电阻越大，电源外特性越好
    • 基尔 霍夫 定律
      • 术语概念
        • 节点(node)：三条或三条以上支路的连接点称为节点，通过理想导线相连的点为同一个节点
        • 支路(branch)：电路中通过同一电流的每个分支
        • 路径(path)：两节点间的一条通路，路径由支路构成
        • 回路(loop)：由支路组成的闭合路径
        • 网孔(mesh)：对平面电路，内部不含支路的回路称为网孔
        • 网孔是回路，回路不一定是网孔
        • 平面电路和非平面电路：画在同一平面上，除连接点外不出现支路交叉的电路称为平面电路，不属于平面电路的电路统称为非平面电路
      • 基尔霍夫第一定律KCL
        • 在集总参数电路中，流进的电流等于流出的电流
        • KCL是电荷守恒和电流连续性原理在电路中任意节点处的反映
        • KCL是对支路电流的约束，与支路上接的元件、电路是线性/非线性无关
      • 基尔霍夫第二定律KVL
        • 在集总参数电路中，任一时刻沿任一回路，所有支路电压的代数和恒等于零
        • KVL的实质反映了电路遵从能量守恒定律
        • KVL是对回路电压的约束，与支路上接的元件、电路是线性/非线性无关
      • 只与电路拓扑结构有关
  • 线 性 电 阻 电 路 的 等 效 变 换 与 分 析
    • 电阻电路 的等效变换
      • 串联电路的总电阻等于各分电阻之和
        • 串联分压：电阻越大，压降越大
      • 并联电路的总电阻等于并联各电阻倒数之和
        • 并联分流：电阻越大，电流越小
          • 电阻//导线，电阻=0
      • 平衡电桥
      • 星三角形电阻等效变换
        • ▲→Y
        • Y→▲
    • 理想电源等效化简
      • 理想电压源
        • 串联
          • 串联总电压等于各个电压源大小代数和
        • 并联
          • 只有电压相等且极性一致的电压源才允许并联，否则违背KVL
      • 理想电流源
        • 串联
          • 只有电流相等且方向一致的电流源才允许串联，否则违背KCL
        • 并联
          • 并联后总电流等于各个电流源大小的代数和
      • 理想电流源和理想电压源的串联和并联
        • 理想电流源与电压源并联等效为电压源
        • 理想电流源与电压源串联等效为电流源
        • 对外等效时，与理想电压源并联的多余元件可以开路处理。 与理想电流源串联的多余元件可以短路处理
      • 实际电源的等效变换
        • 电路等效变换的原则为对外等效，对内不等效
        • 实际电压源：理想电压源与内阻的串联。
        • 实际电流源：理想电流源与内阻的并联。
        • 受控源的等效变换
          • 与实际电源变换规则相同
    • 二端网络的输入电阻
      • 外加电源法
        • 对于无源一端口，外加1个电压源 Us与或一个电流源Is,在关联参考方向下，一端口的输入电阻定义为Ri=Us/i或u/Is
          • 独立原置零
      • • 有源网络一定含独立源，无源网络一定不含独立源， 有、无源网络均可含受控源
        • 在数值上，输入电阻等于等效电阻即Ri=Req
        • 含有受控源的无源端口，其输入电阻(等效电阻)有可能为负或零
    • 电阻电路的 一般分析方法
      • 最原始的电路分析方法为2b法
        • b个支路电压和b个支路电流为变量的电路方程
  • 电 路 定 理
    • 叠加定理
      • 定义：在线性电路中，任一支路电流（或电压）都是电路中各个独立电源单独作用时， 在该支路产生的电流（或电压）的代数和。
      • 1.叠加定理只适用于线性电路。 2.当一个电源单独作用时，其他电源置零（电压源视为短路，电流源视为开路） 3.功率不能叠加
      • 齐次性原理（叠加原理的特殊情况）：线性电路中，所有激励（独立源）都增大或减小）同样的倍数，则电路中响应（电压或电流）也增大（减小）同样的倍数。
    • 戴维南和 诺顿定理
      • 1.进行戴维南等效变换或诺顿等效变换的含源一端口必须是线性含源一端口 2.待求电路是线性或非线性、含源或无源都可以 （因此戴维南和诺顿定理可适用于非线性电路） 3.当Req=0时，只能等效成戴维南电路； 当Req=∞时, 只能等效成诺顿电路。 4.求Req：若一端口网络不含受控源，则可 以通过电阻电路等效变换求解； 若一端口网络含有受控源，则釆用外加电源法求解
    • 最大功率 传输定理
      • 当Rl = Req时，功率P取得最大值，且最大功率为
      • 当负载获得最大功率时，原电路的传输效率≤50%, 当且仅当一端口电路为实际电源时，传输效率=50%
  • 动 态 电 路 的 时 域 分 析
    • 动 态 电 路
      • 定义：含有动态元件（L、C）的电路
      • 特征——过渡过程、暂态过程或动态过程。动态电路从一种稳定状态转变到另一种稳定状态，中间需要经历的过程。
      • 动态电路的阶数
        • 动态电路方程的阶数通常等于电路中动态元件的个数
          • 含有一个独立动态元件的线性电路，其电路方程为一阶线性常微分方程，称一阶电路 含有两个独立动态元件的线性电路，其电路方程为二阶线性常微分方程，称二阶电路
        • 描述动态电路的电路方程为微分方程
      • 换路
        • 定义：引起动态电路产生过渡过程的外部原因（必要原因）
          • 体现为开关的通断、电路结构的变化或元件参数的变化
        • t=0_表示换路前的 最后一瞬间，称为原始时刻， t=0+表示换路后的最初一瞬间，称为初始时刻
      • 换路 定则
        • 换路前后电路中的电容电压和电感电流不能跃变
        • 换路定则仅能得到电容电压和电感电流在换路瞬间不跃变的结论，不能得到电容电流和电感电压也不跃变的结论
        • 成立条件:电容电流和电感电压为有限值
        • 求解动态电路 过渡过程的初始值f（0+）
          • 1.作t=0_时的等效电路（C开路L短路），求f（0-）和f（0_）
          • 2.独立初始值的求解
          • 3.非独立初始值的求解
            • 零初始条件指电感电流，电容电压是否为0
      • 过渡过程的产生原因
        • 外部原因
          • 发生换路
        • 内部原因
          • 电路含有储能元件L、C, 电路在换路时能量发生变化，而能量的储存和释放都需要一定的时间来完成。
        • 若f(0+) = f(∞)则不发生过渡过程， 若f(0+)≠f(∞)则发生过渡过程 {f(0+)< f(∞),充电过程；f(0+) > f(∞),放电过程}
      • 时间常数
        • 标志动态电路过渡过程持续时间长短的参数，用τ表示，它由电路结构、电路本身元件参数决定
        • 公式
          • 一阶RC电路
            • τ=RC
          • 一阶RL电路
            • τ=L/R
          • R为换路后动态元件两端的等效电阻
            • τ越小，过渡过程越短，τ越大，过渡过程越长。 工程上认为当t>(3τ~5τ)时，电路进入新的稳态。
    • 三 种 响 应
      • • 定义
          • RC电路（电容的初始电压设为U0/外加输入激励电压Us）
            • RL电路（电容的初始电流设为I0/外加输入激励电流Is）
      • 零输入响应
        • 换路后外加激励为零，仅由动态元件初始储能所产生的电压
      • 零状态响应
        • 动态元件初始能量为零，由t≥0电路中外加输入激励作用所产生的响应
          • RC电路充电效率只有50%
      • 全响应
        • 电路的初始状态不为零，同时又有外加激励作用时电路产生的响应
          • 输入响应+零状态响应
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      • • 公式
          • 特点
      • 零输入响应
        • • 零输入线性：在一阶动态电路中，零输入响应和初始值成正比
      • 零状态响应
        • • 零状态线性：在一阶动态电路中，零状态响应稳态值与激励成正比
      • 全响应
    • 三要素法
      • 稳态值y（∞）
      • 初始值y（0+）
      • 时间常数τ
      • • 仅适用于交直流一阶方程
    • 二阶电路的响应
      • 二阶电路一定含有两个(或多个)动态元件，但含有两个动态元件的电路不一定是二阶电路。
        • 与元件参数和初始储能有关，与激励和电路结构无关
      • RLC串联电路的零输入响应
        • • 微积分法
  • 正 弦 稳 态 电 路 的 分 析
    • 正 弦 量
      • 定义：周期性交流电压、电流按正弦(sin,cos)规律变换
      • 正弦量三要素
        • 角频率ω
          • 反映正弦量变化快慢的要素
            • 周期T
              • 周期量每变化一次所经历的时间，单位为s （秒）
            • 频率f
              • 周期量每秒钟内变化的循环数。单位为Hz （赫兹）
            • 角频率ω
              • 表示正弦量每秒钟变化的弧度数
                • 表示正弦量每秒钟变化的弧度数。ω=2Π/T = 2Πf,单位为rad/s （弧度/秒）
                • 我国电力工业标准频率（工频）为 f=50Hz,、ω=314rad/s, T=0.02s
        • 最大值(幅值)Um,Im
          • 反映正弦量变化大小的要素
            • 最大值Um,Im
              • 电压、电流在每一个瞬时的数值
            • 瞬时值u，i
              • 正弦量在变化过程中所能达到的最大瞬时值
            • 有效值Um，Im
              • 工程上常将周期电流或电压在一个周期内产生的平均效应换算为等效的直流量
              • 数学形式为均方根值
        • 初相位
          • 初相位（初相角）θ
            • 反映正弦量变化进程的要素
              • 相位
              • 初相位：θ
                • θ= 0时的相位，单位为°（角度）、rad （弧度）
                  • ±180°
              • 相位差
                • 同频率正弦量间的相位差的比较
                  • ±180°
    • 相量
      • 相量与正弦量的关系：相量与正弦函数之间只存在对应关系而非相等关系
      • 相量表示方法
    • 正 弦 稳 态 分 析
      • 正弦交流电路
        • 激励和响应均为正弦量的电路
        • 工程上说的正弦电压、电流一般指有效值，如设备铭牌额定值、电网的电压等级等，但绝缘水平、耐压值指的是最大值
        • 交流测量仪表指示的电压、电流读数一般为有效值
      • 阻抗
        • 正弦稳态电路中，关联参考方向下，无源线性一端口的电压相量和电流相量之比为该一端口的阻抗
        • RLC串联电路的阻抗
          • • 总电压（幅值）相量形式
            • 电压有效值
            • 形式
      • 导纳
        • 正弦稳态电路中，关联参考方向下，无源线性一端口的电流相量和电压相量之比为一端口的导纳。
        • RLC并联电路的导纳
          • • 总电流（幅值）相量形式
            • 电流有效值
            • 形式
      • 正 弦 交 流 电 路 的 功 率
        • 前提条件
        • 功率分类
          • 瞬时功率
            • • 有功分量
                • 电路(电阻)所吸收的功率
              • 无功分量
                • 与外电路往复交换的瞬时功率
          • 平均功率(有功功率)
            • • 实际上是电阻消耗的功率
              • 与电压、电流有效值、cosφ有关
          • 无功功率
            • • 反映了网络与外电路交换功率的大小
              • 由储能元件L、C的性质决定
              • 工程中将感性无功功率默认视为无功功率，从而得到电感吸收无功功率 (Q>0),电容发出无功功率(Q<0)的结论
          • 视在功率
          • 复功率
        • 功率因数λ
          • 功率因数补偿
            • 由于实际负载多为感性，提高功率因数的方法一般为在负载两端并联电容C,用容性无功功率去补偿一部分感性无功功率，以提高输电线路的功率因数
              • 电路中出于经济性考量，釆用欠补偿， 电力系统中为防止出现全补偿，釆用过补偿
              • 补偿时 感性负载两端电压、负载电流、有功功率、无功功率均保持不变 总电路φ减小，无功功率减小，视在功率减小。当P、U不变，cosφ增大时，总电流将减小
        • 最大功率传输定理
    • 交 流 电 路 的 频 率 响 应
      • 定义：当电路中存在电感和电容时，如果电源频率发生变化，感抗和容抗也将随电源频率而变化，此时电路工作状态也因频率改变而发生变化的现象
      • 谐振：电路的端口电压与电流同相位，此时电路与电源之间不再有能量的交换, 电路对外呈电阻性
        • 谐振电路的应用：信号选择，元件测量
        • 电力系统中，尽量避免电路发生谐振，以保护电气设备
      • RLC串联谐振
        • 条件：感抗等于容抗
        • 串联谐振时，等效阻抗的模值最小
        • 电感和电容相串联部分的支路对外相当于短路
        • • 仅由电感和电容决定，与外加激励无关
        • 串联谐振时品质因数Q
          • 谐振时的感抗或容抗与电阻之比
          • 感抗电压或容抗电压与电阻电压之比
        • 电源只输出有功功率; 电源与电路之间不发生能量互换。串联谐振时电场能量与磁场能量此消彼长，电磁场总能量为常数
        • 串联谐振时Ul=Uc=QUr,由于Q>>1,串联谐振又称为过电压谐振
      • RLC并联谐振
        • 条件：感抗等于容抗
        • 并联谐振时，等效导纳的模值最小
        • 电感和电容相并联部分的支路对外相当于开路
        • • 仅由电感和电容决定，与外加激励无关
        • 并联谐振时品质因数Q
          • 感纳或容纳与电导之比
          • 电容电流或电感电流与电阻电流之比
        • 电源只输出有功功率; 电源与电路之间不发生能量互换。并联谐振时电场能量与磁场能量此消彼长，电磁场总能量为常数
        • 并联谐振时Il=Ic=QIr,由于Q>>1，并联谐振又称为过电流谐振
      • RLC串联电路 的频率响应
        • 阻抗频率特性曲线
          • RLC串联电路的等效阻抗大小随频率变化的关系曲线
          • • ω0为RLC串联电路的谐振频率
        • 电路的谐振曲线
          • RLC串联电路电流大小随频率变化的关系曲线
          • • 谐振峰的值只取决于电路的端电压和电阻值，与电感和电容大小无关。
          • 串联谐振电路具有选择最接近谐振频率附近的电流的能力，称为电路的选择性
            • 与品质因数Q成正比
          • 电路电流下降到0.707i0时所对应的上下限频率之差称为电路的通频带
            • • 与品质因数Q成反比
      • 在通信技术中，谐振电路又称为选频网络
        • 衡量一个选频网络的性能有两个指标：选择信号的能力、不失真传送信号的能力， 前者用选择性来度量，后者用通频带来度量。 要在两者之间加以权衡。
  • 含耦合电感电路的分析与计算
    • 互感和互感电压
      • 磁耦合
        • 电路中两个载流线圈之间通过彼此的磁场相互联系的现象
      • 互感
        • 两个耦合线圈中，任一线圈的电流变化会产生变化的磁通，从而在另一线圈中感应产生电压的现象。
        • 此感应电压称为互感电压
        • 耦合线圈通过直流电流时能产生自感与互感磁通，但不会产生自感与互感电压。
      • 互感系数M
        • 与线圈的形状、匝数、周围的媒质、线圈的相互位置有关， 与线圈中的电流无关。
        • 标志电流相互感应磁场的能力
        • 是一个非耗能的储能参数
        • 有电感和电容的特性， 当M同向耦合时，储能特性与电感相同，耦合使磁能增加； 当M反向耦合时，储能特性与电容相同，耦合使磁能减少
      • 耦合系数k
        • 两个线圈磁耦合的紧密程度
      • 互感线圈的同名端
        • 同名端是分别属于两个线圈的这样两个端点: 当两个电流分别从这两个端点流入,与每个线圈相链的自感磁通同由另一线圈的电流产生的互感磁通方向相同, 因而互相加强，这两个端点便是同名端
        • 用•、*、△等符号标记
        • 同名端由其实际绕向和相对位置决定
      • 耦合电感的伏安关系
        • 与同名端位置及电压、电流参考方向均有关
    • 互感线圈的串联
      • 同名端顺串
      • 同名端反串
        • • 整体一定呈感性，某一个线圈可能成感性或容性
    • 互感线圈的并联
      • 同名端在同侧
      • 同名端在异侧
    • T型耦合电感的去耦等效
      • 同名端为共端的T型去耦等效
      • 异名端为共端的T型去耦等效
    • 变压器及其电路模型
      • 变压器由两个具有互感的线圈构成，原边线圈接电源，副边线圈接负载， 变压器是利用互感来实现从一个电路向另一个电路传输能量或信号的器件。
      • 空心变压器
        • • Zf为反射阻抗
          • 反射阻抗的性质与副边回路总阻抗Z22相反， 当负载阻抗为感性时反射阻抗一定为容性， 但当负载阻抗为容性时反射阻抗并非一定为感性。
          • • 空心变压器原边等效电路
      • 全耦合变压器
      • 理想变压器
        • 理想变压器是实际变压器的理想化模型。 理想变压器为非能元件，既不储能也不耗能，其作用为将能量传递至负载端。
        • 三个理想化条件
        • 电路模型
          • • 端口伏安关系正负号的判断原则：
              • 电压参考方向的正极端均位于同名端处时，电压关系式取正号，反之则取负号
              • 电流均流入或流出同名端时，电流关系式取负号, 当一个流入一个流出同名端时，取正号
            • 等效阻抗
  • 三相电路的基本概念和计算
    • 对称三相电源
      • 三相电路
        • 由三个频率相同、振幅相同、相位彼此相差120的正弦电动势作为供电电源的电路。
      • 三个线圈中感应电动势特点
        • 大小相等、频率相同、相位相差120°
      • 三相电源的相序
        • 正序(顺序)：A—B—C—A,; 负序(逆序)：A—C—B—A
      • 对称三相电源的特点
        • 对称三相电源电压瞬时值之和为零即ua+ub+uc=0
        • 对称三相电源电压相量之和为零即Ua+Ub+Uc = 0
    • 三相电源的连接
      • 星形连接(Y接)
        • 电压
          • 线电压=√3*相电压，线电压超前相电压30°
        • 电流
          • 线电流=相电流
      • 三角形连接（△接）
        • 电压
          • 线电压=相电压
        • 电流
          • 线电流=√3*相电流，线电流滞后相电流30°
    • 对称三相电路的分析计算
      • Y-Y对称三相电路（负载星形连接）
        • • 负载线电流=相电流
          • 负载线电压=电源线电压 线电压=√3*相电压
          • 负载线电压对称，相电压不一定对称； 负载相电压对称 ，线电压一定对称
      • Y-▲对称三相电路(负载三角形连接)
        • • 负载线电压=负载相电压
          • 负载相电压=电源线电压 线电流=√3*相电流
      • 星三角变换前后线电压与线电流不变
    • 不对称三相电路
      • 三相电路的电源、负载和线路阻抗中，任何一部分不对称
      • 不对称三相三线制（Y-Y）电路
        • 中性点位移（负载中性点与电源中性点不重合），负载相电压不再对称
      • 不对称三相四线制（Y-Y）电路
        • 中性点与电源中性点重合，负载相电压对称 (但负载相电流并不对称，且中线电流不为零)
          • 中线上不允许开关和熔断器等保护元件
      • 典型三相电路故障
        • 单相负载断路
          • 正常相的负载相电压=电源线电压的一半
          • 故障相的负载相电压=电源相电压的1.5倍
        • 单相负载短路
          • 正常相的负载相电压=电源线电压 正常相的负载相电流=原先的√3倍
          • 故障相的负载相电压=0 故障相的负载相电流=原先的3倍
    • 三相电路的功率
      • 有功功率
      • 无功功率
      • 视在功率
        • • only视在功率不守恒
      • 瞬时功率
      • 功率因数
    • 三相电路功率的测量
      • 功率表：功率表用于测量负载的有功功率，主要由电压线圈（与负载电压并联）和电流线圈（与负载电流串联）构成
      • 三表法
        • 只适用于三相四线制条件（对称和不对称）
      • 一表法
        • 只适用于三相四线制条件（对称）
      • 两表法
        • 适用于三相三线制条件（对称和不对称）和三相四线制条件（对称）
  • 非 正 弦 周 期 电 流 电 路 的 分 析
    • 非 正 弦 周 期 性 电 流
      • 特点
        • 不是正弦波
        • 子按周期规律变化主题
      • 分析方法:谐波分析法
        • 只适用于线性电路
      • 傅里叶级数
        • 将非正弦量通过傅里叶级数展开为不同频率的正弦量，通过相量法求出其响应，最后利用叠加定理求出总响应
      • 有效值
      • 测量非正弦周期电压、电流
        • 磁电系仪表或直流仪表
          • 测量结果为直流分量
        • 电磁系或电动系仪表
          • 测量结果为有效值
      • 平均值
      • 平均功率
        • 同频率电压电流相乘才可形成平均功率
          • 不是用叠加定理直接得出
    • 谐 波 分 析 法
      • 直流分量作用于电路时，电路中的电感相当于短路，电容相当于开路
      • 各次谐波单独作用时可釆用相量法计算
      • 注意电感和电容的阻抗随频率的变化而变化
        • w↑，Xl↑，Xc↓
      • 总响应等于各次分量的瞬时值叠加
        • 叠加定理
  • 二 端 口 网 络 的 基 本 概 念 、 方 程 和 参 数
    • 二端口网络 的定义
      • （一）端口
        • 由一对端钮构成，从卞个端钮流入的电流=从另一个端钮流出的电流
      • 二端口
        • 一个电路与外部电路通过两个端口连接的电路
        • 无源线性二端口网络，包含电阻、电感（互感）、电容和受控源，但不含独立源
        • 二端口网络一定是四端网络，但四端网络不一定是二端口网络
    • 二 端 口 网 络 的 方 程 和 参 数
      • 用六套 参数 描述 二端口
        • 阻抗参数Z
          • • • Z参数也称为开路阻抗参数
        • 导纳参数Y
          • • • Y参数也称为短路导纳参数
        • 互 为 逆 矩 阵
        • 传输参数T
        • 混合参数H
          • • 称为H参数矩阵
        • 传输参数T'
        • 逆混合参数H'
        • 在理想变压器电路中，Z参数和Y参数均不存在。 若二端口网络同时存在四种参数，则各参数之间可以相互转换
    • 互易性与对称性的判别
      • 称为H参数矩阵
    • 二端口网络的等效电路
      • 若二端口满足互易性，则其可等效为两种最简形式的等效电路
        • T形等效电路
        • Π形等效电路
    • 二端口网络的联接
      • 级联(链联）
        • 级联后所得复合二端口T参数矩阵等于级联的二端口T参数矩阵相乘
• 电机学
  • 绪 论
    • 概述
      • 电机 定义
        • 所有实施电能生产、传输、使用和电能特性变换的机械或装置
        • 电机学主要研究范畴是依据电磁感应定律和电磁力定律实现机电能量转换和信号传递与转换的装置。
      • 分 类
        • 运动方式
          • 静止电机：变压器
          • 运动电机：直线电机和旋转电机
        • 电源性质
          • 直流电机
          • 交流电机
        • 按运行速度 与电源频率
          • 异步电机
          • 同步电机
        • 功能
          • 发电机
            • 机械能转换为电能
          • 电动机
            • 电能转换为机械能
          • 变压器，变流器，变频器，移相器
            • 分别用于改变电压，电流，频率和相位
      • 电机使用 主要材料
        • 导电材料
          • 一般选用紫铜线（棒）
            • 电阻小，导电性能好
        • 导磁 （铁磁） 材料
          • 主要釆用 硅钢片
            • 磁阻小，导磁率高，导磁性能好
            • 减小电机体积，降低涡流和磁滞、励磁损耗
        • 绝缘材料
          • 电工纸，云母片
        • 支撑（连接）材料
    • 铁 磁 材 料 特 性
      • 铁磁材料 磁导率μFe
        • 定义
        • 影响 因素
          • 磁感应强度B、磁场强度H、材料本身特性
        • 对 比
      • 磁滞 回线
        • • 最大磁感应强度Bm 最大磁场强度Hm 剩磁密度Br 矫顽力Hc
        • 软磁材料
          • Br，Hc很小，μ很大，磁场容易可调，磁滞回线很窄，便宜
            • 钢片、铸铁、铸钢
        • 硬（永）磁材料
          • Br，Hc很大，μ很小，磁场难可调，磁滞回线很宽，贵
            • 铁氧体、稀上钻、铉铁硼
      • 磁滞 曲线
        • • B滞后H
        • oa：初始段，μ很小
        • ab：线性段，μ不变
        • bc：饱和段，μ减小
          • 工作点在饱和区
        • c→Bs：已饱和，μ不变
      • 交流 铁芯 损耗
        • 定义
          • 当铁芯内的磁场为交变磁场时，铁芯损耗=磁滞损耗+涡流损耗，简称铁耗
        • 公式
          • • 因素：与频率f的1.3次方、最大磁感应强度Bm的平方、铁芯重量成正比
      • 磁滞 损耗
        • 定义
          • 铁磁材料在交变磁场作用下的反复磁化过程中，磁畴会不停转动，相互之间会不断摩擦，产生有功功率损耗
        • 公式
          • • α:1.6-2.3
            • 因素：最大磁感应强度Bm、铁芯的体积V成正比
      • 涡流 损耗
        • 定义
          • 因为铁芯是导电的，故通过铁芯的磁通随时间交变时，根据电磁感应定律，铁芯将产生感应电动势， 并引起环流，这些环流在铁芯内部围绕磁场作漩涡状流动
          • 导体在非均匀磁场中移动或处在随时间变化的磁场中时，导体内的感生的电流导致的能量损耗
        • 公式
          • • 因素：与频率f平方、硅钢片厚度d平方、最大磁感应强度Bm平方成正比， 与硅钢片电阻率成反比
              • 加硅提高电阻率， 降低涡流损耗
      • 三个 损耗
    • 基 本 电 磁 定 律
      • 全电流定律 （安培环路定律） （电生磁）
        • Hl=NI
        • H只和外加电流有关
          • 磁场强度与产生磁场的电流之间的关系
      • 电磁感应定律 （楞次定律） (磁生电)
        • • 变压器（感生）电动势
          • 运动（动生）电动势
        • 导致磁通变化的原因有：①磁通由时变电流产生；②线圈与磁场间有相对运动
        • E滞后φ90°
        • 感应电流在线圈中产生的磁场总是倾向于阻止线圈中磁链的变化
      • 电磁力定律
      • 左手右手定则： 1.电磁力用左手， 2.运动电动势用右手， 3.变压器电动势（感生电动势）用楞次定律， 4.判断电生磁用右手螺旋
    • 磁 路 基 本 定 律
      • 磁 场 基 本 物 理 量
        • 磁通密度/磁感应强度B
          • 单位T,矢量，描述空间各点磁场的强弱和方向
        • 磁场强度H
          • 描述磁场中各点磁场强弱的物理量
        • 磁导率μ
          • 磁介质中某点的磁通密度与磁场强度量值之比
        • 磁通Φ
          • 单位Wb,是磁感应强度矢量的通量，描述某截面上磁场的总体强弱
            • Φ=BA
        • 磁动势F
          • F=Ni
        • 磁压降Um
          • Um=Hl=ΦRm
      • 磁路 欧姆 定律
        • 磁阻
          • • 单位：A/Wb，1/H
          • • A:磁场截面积，l:磁场长度
        • 磁导
          • • 单位：H
        • 磁导率μ
          • • 单位：H/m，T*m/A
        • 气隙越大，磁导率μ越小，磁阻越大，励磁电流越大； 磁导越小，电感越小，电抗越小
          • 变压器励磁电流公式： I=U1*Rm/[4.44*f*N2]
      • 电感
        • • • 与匝数的平方、磁路磁导成正比
        • 直流线圈里有电感，无电抗 交流铁磁材料电感会变,非铁磁材料电感不会变；有电抗
      • 电路、 磁路 对比 总结
        • • 磁路基尔霍 夫第二定律
            • 沿任何闭合磁路的总磁动势恒等于各段磁路磁位降的代数和
          • 磁路基尔霍 夫第一定律 (磁通连续性定律)
            • 穿出（或进入）任一闭和面的总磁通量恒等于零
  • 变 压 器
    • 分 类
      • 按用途分类
        • 电力变压器
        • 互感器
        • 特殊用途变压器
      • 按绕组数目分类
        • 双绕组变压器
        • 三绕组变压器
        • 自耦变压器
      • 按相数分类
        • 单相变压器
        • 三相变压器
        • 多相变压器
      • 按冷却方式分类
        • 以空气为介质的干式变压器
        • 以油为介质的油浸变压器
        • 以SF6为介质的充气式变压器
      • 按绕组和铁芯 相对位置
        • 芯式变压器
          • 铁芯为“口”字形
        • 壳式变压器
          • 铁芯为“日”字形
    • 基 本 结 构
      • 电路
        • 绕组
          • 绕组温度最高； 连接交流电源绕组为一次绕组 连接负载绕组为二次绕组 用绝缘扁铜线或圆铜线绕成分为同心式和交迭式
        • 绝缘套管
          • 使高压引线和接地油箱绝缘
        • 分接开关
          • 一般装在高压侧，改变变比 因为变压器的高压侧一般装在最外侧，方便，匝数多，电流少
      • 磁路
        • 铁芯
          • 变压器主磁路;需接地 分芯柱和铁轭两部分
      • 油路
        • 油箱
          • 器身放在油箱里原因：提高绝缘强度，加强散热（变压器油作用）
        • 油枕
          • 调节变压器油位
        • 温度计
          • 测量上层油温，由于测控和保护
        • 吸湿器
        • 油位计
        • 散热片
      • 保护
        • 气体继电器
          • 接在本体油箱和油枕之间，配合瓦斯保护
        • 防爆管
    • 冷却 方式
      • 空气自冷（AN）、强迫风冷（AF）；油浸自冷（ONAN）、油浸风冷（ONAF）、强迫油循环风冷（OFAF）、强迫油循环水冷（OFWF）、强迫导向油循环风冷（ODAF）、强迫导向油循环水冷（ODWF）
    • 额 定 值
      • 额定容量Sn
        • 变压器视在功率
      • 一次侧、二次侧 额定电压U1n、U2N
        • 变压器一次侧施加电网额定电压、 二次侧开路时， 二次侧绕组线路端子间电压有效值
        • 三相变压器额定电压指线电压
      • 一次侧、二次侧 额定电流I1N、I2N
        • • 三相变压器额定电流指线电流
      • 额定频率f
        • f=50HZ
      • 额定负载
        • 变压器二次侧达到额定电流时的负载， 变压器的负载指的是电流或视在功率，不是阻抗
    • 空 载 运 行
      • 空载变压器一次绕组加上交流电压，二次绕组开路
      • 主磁路为非线性磁路Φm∝U1, 漏磁路为线性磁路Φ1σ∝I0
      • 随着铁芯饱和，X1σ极小且不变，Xm很大且变化，但Zm可认为不变
      • 主磁通用来传递能量，漏磁通不参与能量转换
      • 空载运行时是一个电感线圈
      • 变比：一次侧电动势与二次侧电动势之比
      • 空载 电流
        • 空载电流就是励磁电流
          • 变压器空载电流小的原因是变压器的励磁阻抗大
        • 空载电流I0超前主磁通Φm，角度为铁耗角
        • 励磁电流分类
          • 有功(磁化）电流
          • 有功(铁耗)电流[很小]
        • • 铁芯未饱和：均是正弦波
    • 负 载 运 行
      • • 绕组折算
      • 变压器一次绕组接到交流电源、二次绕组接负载阻抗Zl时，二次绕组就有电流流过
      • T 型 等 效 电 路
        • 磁动势平衡方程
          • • 一二次测电流共同励磁，二次侧电流去磁， 一次测电流随着二次侧电流增加而增加
        • 折算前后磁动势、功率、容量、标幺值不变
          • 漏抗只与频率有关
        • U1增加，Rm，Xm减小 负载电流增加，一次测电流I1增加，一次侧阻抗压降增大，励磁电动势所分电压减小，Φm减小，磁路饱和程度减小
      • τ/一 型等效 电路
        • • 变压器负载电流（满载）很大
    • 参 数 测 定
      • 空载 试验
        • 一次绕组开路（I=0），二次绕组加额定电压
          • 通常在低压侧进行， 即将电源电压加在低压侧，将高压侧开路
        • 空载损耗是铁耗
        • I0=(2%〜10%)I1N, P0=(0.2%〜1.0%)SN 变压器容量越大，I0和P0占比越低。
        • 电压电流是额定相值
        • 不同电压下测出的Xm不相同;
          • 改变变压器副边参数，原边参数（Xm，Rm）不会改变
        • 在低压侧做空载试验,对高压侧参数进行变比折算
      • 短路 试验
        • • 测出的电阻应换算到75°时的数值
        • 二次绕组短路，一次绕组上加一可调电压， 外加电压从很低电压开始调节，使短路电流达到额定电流
          • 一般在高压侧进行，这是因为高压侧的额定短路电流比低压侧低，测量小电流更容易、更安全
        • 短路损耗是铜耗
        • 外加的电压只有额定电压的5%〜10%左右
        • 阻抗电压/ 短路电压
        • 在高压侧做短路试验,对低压侧参数进行变比折算
      • 折算前后 标幺值不变： Uk*=Zk*; Pk*=Rk*
        • 1.便于直观的表示变压器的运行情况 2.不论Y型或Δ型连接，线值和相值的标幺值相等 3.等效电路各参数无需进行折算 4.便于进行变压器之间性能比较
    • 运 行 特 性
      • 外 特 性
        • 定义
          • 电源电压和负载功率因数保持不变时，二次侧端电压与负载电流的关系曲线
        • • 保持一次侧电压为额定值、负载功率因数为常数、从空载到负载时二次侧电压变化的百分值
        • 电 压 调 整 率
          • • 是标幺值， 与负载大小，性质，漏阻抗有关， 漏阻抗越大，▲U越大
            • ≤1
              • 满载B=1
      • 效 率 特 性
        • 变压器输出功率与输入功率之比
        • 损耗
          • 铁耗=空载损耗=不变损耗
          • 铜耗=可变损耗
        • 最大效率
          • 未到额定运行
    • 三 相 变 压 器
      • 磁路
        • 三相组式变压器
          • 磁路互不干扰，长度均匀； 由三台单相变压器制成 铁芯（主磁路）可以流通三次谐波磁通
            • 三相组式变压器不能釆用Yy联接（一二次侧绕组相电动势为尖顶波）
        • 三相芯式变压器
          • 磁路相互影响，B相磁路最短； 结构简单，经济性提高 铁芯（主磁路）不可以流通三次谐波磁通，但漏磁路可以（很小不是没有）
        • 三相变压器 励磁电流波形 和主磁通波形 总结
      • 电路
        • Yn/D可以流通三次谐波电流
        • Y不可以流通三次谐波磁通
        • 只针对相电流，线电流无
        • 我国国标规定对1600kVA以下的配电变压器采用Yyn0、Dyn11； 大于1600kVA的电力变压器则釆用Yd11、Dy11
      • 连接 组号
        • 高低压对应的线电压之间的相位关系
          • YD11:原边侧[三角形]超前副边侧[星型]30°
        • 判定方法： 1.记住Yd11,Yd1;Dy1,Dy11 2.每移一相：向右移加四点；向左移减四点 3.同名端改变：加六点
    • 变压器的 并联运行
      • 理想运 行状态
        • 空载时各变压器之间没有环流
        • 变压器的负载电流应同相位
        • 负载时各变压器能够按照容量合理分担负载
      • 条 件
        • 一、二次侧额定电压（电压比、变比）相等
          • 误差±0.5%
        • 联接组号/别相同
          • 数字相同即可
        • 短路阻抗标幺值相等
          • 误差±10%
      • 不符合 条件运行
        • 变比不等的变压器
          • 产生较小环流
        • 联结组号不同
          • 产生较大环流
        • 短路阻抗不等
          • 环流为零
          • 负载电流的分配不均匀
          • 短路阻抗标幺值小的变压器先到达满载
          • • 负载系数与其短路阻抗的标幺值成反比
    • 变压器的 经济运行
      • 提高变压器电源侧的功率因数：降低变压器运行中的有功功率损耗、 提高其运行效率，以及降低变压器的无功功率损耗和系统网损的重要措施。
    • 自 耦 变 压 器
      • 高、中压侧共用一部分绕组，有电磁和电路上的联系
        • 同绕组材料，自耦变压器变比与普通变压器变比关系：ka=k+1
      • 结构简单、经济效益好
      • 电压变化率大，短路电流较大
      • 广泛应用在: 1.中性点直接接地 2.高、中压侧均为110kV及以上的变压器中 3. 220kV及以上降压变电站 4. 1<ka<3的大容量变压器 5. 低电压用于电动机启动
      • 高中压绕组通常釆用星形连接，且中性点直接接地，（防止过电压导致短路电流大，一二次侧都需装避雷器） 为了消除三次谐波磁通，第三绕组接成三角形
      • 额定容量SaN
        • 传导容量SN'
        • 电磁容量SN [绕组容量、 公共绕组容量、 串联绕组容量、 标准容量、 计算容量、 电磁场容量]
          • ka为自耦降压变的额定变比，ka>1
      • 效益系数Kb
        • ，kb<1
        • 电磁容量SN与额定容量SaN的比值
      • ka、kb越小，经济效益越显著，容量越高
  • 异 步 电 机
    • 交 流 绕 组 的 基 本 概 念
      • 基础 参数
        • 极 距 τ
        • 节 距 y1
          • y1>τ,长距绕组
          • y1=τ,整距绕组
          • y1<τ,短距绕组
        • 每极 每相 槽数q
        • 槽距 角α
        • 槽距 电角 α1
        • Z:定子槽数； p为极对数； m为相数
      • 绕组 分类
        • 单层绕组
        • 双层绕组
        • 集中绕组
        • 分布绕组
      • 相 电 动 势
        • 短距分布绕组： 可削弱感应电（磁）动势高次谐波， 基波磁势与谐波磁势均减小 {前者减少的少，后者减少的多} 不能增加绕组感应电动势大小
      • 基 波 磁 动 势
        • 单相交流绕组 基波磁动势
          • 脉振磁动势
            • 时间、空间的函数
            • 两个幅值大小相等、转速相等、转向相反的圆形磁动势
        • 两相交流绕组 基波磁动势
          • 脉振磁动势
            • Y接
          • 椭圆/圆形磁动势
            • ▲接
        • 三相交流绕组 基波磁动势
          • 圆形磁动势
            • 形成旋转磁场条件：三相对称绕组通以三相对称正弦交流电源
            • 幅值等于每相脉振磁势振幅的1.5倍
            • 波幅不变的旋转磁动势
            • 基波转速/角速度
            • 由超前相电流所在绕组轴线转向滞后相电流所在相绕组轴线
            • 改变电源相序，改变磁动势转向
      • 谐 波 磁 动 势
        • 削弱 谐波 电动势 的方法
          • 釆用不均匀气隙，使气隙中磁场分布尽可能接近正弦波
          • 釆用对称三相绕组，消除线电动势中3及3的倍数次谐波
          • 釆用短距绕组
            • ，v为偶数，则削弱v±1次谐波
          • 釆用分布绕组
      • 三相交流绕组 合成磁动势
        • 阶梯波，有基波和奇数次谐波（无偶次谐波）
        • 对称三相绕组，合成磁动势无3及3的倍数次谐波
          • 只针对定子侧（转子：含有三次谐波）
        • 对于v次谐波， v=6k+1，与基波磁动势转向相同 v=6k-1，与基波磁动势转向相反
    • 异 步 电 机 概 述
      • 定义、 特点
        • 一种交流电机，也称感应电机，主要作电动机使用
        • 优点：结构简单、运行可靠、较高效率
        • 缺点：不能经济较大范围平滑调速，必须从电网吸收滞后的无功功率 电动机单机容量较大且电网功率因数不高，宜采用同步电动机
      • 分 类
        • 按定子 相数分
          • 单相异步电机
          • 三相异步电机
        • 按转子 结构分
          • 笼型电机
          • 绕线电机
        • 单相异步电机 转子都是笼型
      • 基 本 结 构
        • 定 子
          • 定子 铁芯
            • 主磁路组成部分，并嵌放定子绕组
          • 定子 绕组
            • 感应电动势、流过电流、实现机电能量转换
            • 10kW以下的小型异步电机多釆用单层绕组， 10kW以上的大中型异步电机多釆用双层绕组
          • 机座
            • 固定和支撑，有足够的机械强度
        • 转 子
          • 转子 铁芯
            • 主磁路组成部分，并放置转子绕组
          • 转子 绕组
            • 构成电路部分
              • 笼型 绕组
                • 小型电机用铝
                • 中大型电机用铜
              • 绕线型 绕组
                • 一般接成星形，较笼型复杂 只用于对启动性能和调速要求较高的场合
          • 转轴
            • 支撑转子铁心，输入/出机械转矩
        • 气 隙
          • 气隙越小，磁阻越小，励磁(空载)电流越小， 励磁电抗越大，功率因数越大
            • 气隙长度=0.2〜1.5mm
      • 额 定 值
        • 额定功率Pn
          • 转轴输出的机械功率
        • 额定电压Un
          • 定子绕组上的线电压
        • 额定电流IN
          • 在额定电压、额定频率、额定功率时， 定子绕组的线电流
        • 额定效率ηN
        • 额定功率因数cosφN
        • 额定频率f
          • f=50Hz
        • 额定转速nN
          • 在额定电压、额定频率、额定功率时， 转子的转速
        • （三相异步电动机）
      • 异步 电机的 三种 运行 状态
        • • 电磁转矩与转速 相同为驱动，反向为制动
        • • 定子磁动势 同步转速n1/ns
          • 转子转速n
          • 转差率s
      • 三 相 异 步 电 动 机 的 运 行 原 理
        • 转子 静止 时的 异步 电机
          • 转子绕组开路 (无电流，空转)
            • 起到移相器的作用
            • 电动势比
            • 漏磁通分三类： 槽漏磁、端部漏磁和谐波漏磁
          • 转子堵转 （转子短路但不转）
            • 电流比
            • 转子磁动势与定、转子绕组轴线间的夹角无关
          • 绕组 折算
            • 条件：定转子磁场相对静止
          • 稳定运行条件： 1.定转子磁场相对静止； 2.P1=P2
        • 转子 旋转 时的 异步 电机
          • 转子绕组频率
            • f2=sf1
          • 转子旋转时的感应电动势
          • 转子旋转时的漏抗
          • 转子磁场相对转速
            • n2=sn1
          • 定子磁场转速=转子磁场转速=转子转速+转子磁场相对转速
            • 定子磁场和转子磁场都是旋转磁场
          • 频率 折算
            • 折算前后磁动势的大小和相位不变
              • 在转子回路中串一个模拟总的机械功率的模拟电阻
          • • 经过频率折算和绕组折算得到
            • 定子铁耗大，定子电流用于励磁提供无功，功率因数低； 励磁电流=（20%-40%）In；变压器励磁电流=2%-10%In 定转子侧电流共同励磁，转子电流去磁 转子电流增加，定子电流随之增加 等容量情况下，异步机励磁电流>变压器励磁电流 异步机磁阻>变压器磁阻 异步机励磁电抗<变压器励磁电抗
        • 三 相 异 步 电 动 机 的 运 行 特 性
          • • 不变损耗：机械损耗、铁耗 可变损耗：附加损耗、铜耗
            • 主磁通与磁动势变化成正相关
            • 漏磁通与电流变化成正相关
          • 转矩平衡 方程式
          • 电磁 转矩
            • • 磁场角速度
          • 电磁转矩 的三种 表达方式
            • 电磁 转矩
              • 与最大磁通、转子电流、转子的功率因数、转子电流中的有功分量成正比
              • 与电源电压平方，转差率成正相关； 与转子电阻，频率三次方，定子电阻平方、定/转子电抗平方成负相关
              • 稳定运行时（0-Sm）：S越大，Tem越大；但反过来Tem越大，S越小
            • 起动 转矩
              • 与电源电压平方成正相关； 与转子电阻，频率三次方，定子电阻平方、定/转子电抗平方成负相关
            • 最大 电磁 转矩
              • 与电源电压平方成正相关； 与频率平方，定子电阻，定/转子电抗成负相关
            • 与负载转矩均无关
            • 临界转差率
              • 与转子电阻成正相关； 与定子电阻，定/转子电抗成负相关
        • 异 步 电 动 机 的 工 作 特 性
          • • 缓慢上升
          • • 先增加后减小
            • 不变损耗=可变损耗时效率最大
          • • 空载时，主要为无功分量，功率因数很低，只有0.2
            • 负载时，以主要为有功分量，功率因数增加
            • 过载时，功率因数下降
          • • 微微上翘
          • • 负载时，上升趋势
        • 参 数 测 定
          • 空载 实验
            • 目的： 测取励磁参数Rm、Xm; 铁损Pfe、机械损耗Pmec
              • 定子电阻R1可以测量 Rm可以在空载试验中被确定， Xm需在短路实验求出定子漏抗X1σ才确定
            • 方法： 转轴上不加任何负载，把定子绕组接到频率额定的三相对称电源上， 当电源电压额定时让电动机运行使其机械损耗达到稳定值， 改变加在定子绕组的电压，使其从（1.1〜1.3）Un开始逐渐降低， 记录电动机端电压、电流、空载功率、转速
            • 空载时输入功率用来补偿定子铜损、铁耗，转子机械损耗
            • 转子绕组短路，有电流很小， 而变压器空载运行二次侧开路，电流为0
          • 堵转(短路) 实验
            • 目的： 测取短路阻抗Zk、转子电阻R2'; 定转子漏抗X1σ,X2σ、 铜损Pcu
            • 方法： 试验时将转子堵住，即在n=0的情况下进行。 电机堵转时电流很大，所以试验应在较低的电压下进行， 一般从0.4U1N开始，逐渐降低电压， 记录输入电压、输入电流、输入功率
        • 三相 异步 电动机 的启动
          • 启动特性 （直接启动）
            • 启动电流大（4-7倍）， 磁通（0.5倍）小、 功率因数（0.25-0.4倍）很小（主要）， 故，启动转矩（0.9-1.3倍Tn）整体下降
            • 缺点：启动电流大，启动转矩小
          • 方 法
        • 三相 异步 电动机 的调速
          • • 1.变极调速 2.变频调速 3.变转差率调速
        • 绕线式转子 串电阻的影响
          • 转子串电阻启动，启动转矩上升，转子电流减小，功率因数增加
          • 转子串电阻调速常用于恒转矩调速， 调速前后转子等效电阻不变，转子电流不变，定子物理量不变，电磁功率不变，功率因数不变，最大电磁转矩不变； 转矩先减小后增加，转子回路铜耗增加，输出功率下降，效率下降。
          • 串入电阻后， 转差率会成倍数增加
        • 异步 电动机 的制动
          • 在发电状态（s<0）和电磁制动状态（s>1）运行 时，电磁转矩的方向与转子方向相反，对转子起制动作用
        • 单相 异步 电动机
          • 工作 特点
            • 定子脉振磁动势 可分解为 两个幅值相等,方向相反 旋转磁动势
              • 正向旋转磁动势
                • 转子频率=sf1
              • 反向旋转磁动势
                • 转子频率=(2-s)f1
            • 有两套绕组， 启动绕组：启动时接入，启动结束后断开电源 工作绕组：正常工作时接在电源上
            • 带载能力小
            • 起动转矩=0,不能自启动
            • 只要有一外力使转子转动,转向取决于外力的方向
          • 启动 方式
            • 裂相启动
              • 启动绕组串电容,使电流产生夹角，形成旋转磁场
            • 罩极启动
              • 通过罩极部分的与不通过罩极部分的磁通产生一定的空间相位差，形成旋转磁场
  • 同 步 电 机
    • 同 步 电 机 概 述
      • 分 类
        • 按用途
          • 发电机
          • 电动机
            • 通过调节励磁电流来改变功率因数
          • 调相机/补偿机
            • 用于电网的无功补偿，以提高功率因数，改善供电性能
        • 转子 结构
          • 隐极 电机
            • 转子结构均匀，机械强度高
            • 高速旋转（如：汽轮机）
            • 外形细长
            • 卧式（发电机）安装
          • 凸极 电机
            • 转子有突出磁极，旋转时空气阻力大
            • 中、低速旋转（如：水轮机）
            • 外形矮粗
            • 立式（发电机）安装、 卧式（电动机、调相机）安装
          • 同步电机有旋转电枢和旋转磁极两种结构。 在旋转磁极式结构中，根据磁极形状分为隐极和凸极 水轮(凸极)发电机极对数一般大于汽轮(隐极)发电机
        • 电机 安装
          • 立式电机
          • 卧式电机
        • 励磁 方式
          • 电励磁式电机
          • 永磁式电机
      • 磁场转速=转子转速
        • • 我国规定交流电网的标准工作频率为50Hz，最高为3000r/min, 极对数越多，转速越低。
      • 结 构
        • 定 子
          • 定子铁芯
            • 硅钢片叠压
          • 定子绕组
            • Y接交流绕组
              • 一般采用双层短距叠绕组
          • 机座
            • 固定
        • 转 子
          • 转子铁芯
            • 整块合金钢
          • 转子（励磁）绕组
            • 同心式线圈，通直流电流
          • 转轴
            • 接原动机
      • 气 隙
        • 影响同步电抗
          • 大同小异不变
      • 励磁 方式
        • 直流发电机供给
          • 不用于大型发电机
        • （静止/旋转式)整流装置将交流电流变成直流电流
          • 用于大型发电机
      • 冷却 方式
        • 空气冷却
          • 一般情况
        • 氢气冷却
          • 转子
        • 水冷却
          • 定子
        • 超导发电机
          • 理想，永磁式
      • 额 定 值
        • 额定电压Un
          • 定子绕组上的线电压
        • 额定电流IN
          • 定子绕组的线电流
        • 额定功率Pn
        • 额定功率因数cosφN
          • 额定运行时效率
        • 额定频率f
          • f=50Hz
        • 额定转速nN
        • 额定效率
          • ηN
        • 额定容量SN
          • 对发电机，是出线端额定视在功率 对调相机，是出线端额定无功功率
        • 额定励磁电压电流（直流）If
    • 同 步 电 机 的 运 行 原 理
      • 空 载 运 行
        • 同步发电机被原动机拖动到同步转速，转子励磁绕组通入直流励磁电流而定子绕组开路时的运行情况
        • 定子电流为零，电机内的磁场仅转子励磁电流及相应的励磁磁动势单独建立，称为励磁磁场/主极磁场
        • • 主磁通交链转子，又经过气隙交链定子的磁通，参与电机的机电能量转换
          • 漏磁通不参与机电能量转换，包括只交链转子励磁绕组磁通【不交链电枢（定子）绕组的基波磁通】和所有谐波磁通
        • 电机磁路饱和系数：kμ=1.1-1.25
        • 励磁（空载）电动势
        • 谐波电动势
      • 电枢 反应
        • 定子（电枢）电流产生的磁场对励磁（转子）磁场的影响（助磁、去磁、交磁）
        • 气隙磁场：转子励磁主磁场+定子电枢反应磁场共同建立
        • 电枢反应性质取决于内功率因数角ψ
      • 三个角 [±90°]
        • 内功率 因数角ψ
          • E0与I之间的夹角，与电机参数及负载有关
          • ，Xt=Xq
        • 外功率 因数角φ
          • U与I之间的夹角，与负载有关
          • 无功调节、能量输出
        • 交有直无，正去负助 正过去滞发，负欠助容收 debug:电容大是助磁， 电容小有可能去磁
        • 功率角 （功角）δ
          • 时间上：E0与U之间的夹角
          • 空间上：主（转子）磁场Φ和气隙合成磁场Φδ之间的夹角
          • 有功调节，稳定性判断
        • ψ=φ+δ
      • 隐极机的 负载运行
        • 电磁 过程
        • • • • Eδ：气隙合成磁动势 Ea：电枢电动势 E0：励磁电动势
      • 凸极机的 负载运行
        • 电磁 过程
          • 双反应理论：（忽略磁路饱和）分析凸极发电机气隙不均匀带来的的无法直流用电枢磁势分析气隙磁密大小的问题
        • • • ，Xt=Xd
          • • 因为直轴磁路的气隙长度小于交轴磁路的气隙长度
    • 运行 特性
      • 空载 特性
        • • 将转子拖动到同步转速，定子绕组开路，改变励磁电流，测量空载电压。 工程上一般釆用自U0≈1.3Un开始至If=0的下降曲线
          • 空载特性：励磁电动势E0（U0）与励磁电流If之间的关系曲线。
      • 短路 特性
        • • 短路特性Ik=f(If)： 在n=nN、U=0（三项稳态短路）的条件下， 短路电流Ik与励磁电流If之间的关系曲线。
          • 1)短路特性为直线；2)电枢反应是近似纯去磁；3)电机磁路不饱和
          • 短路比Kc： 空载额定电压的励磁电流下三相稳态短路时的短路电流与额定电流之比 产生空载额定电压和额定短路电流所需励磁电流之比 短路比越小，电压变化率越大，稳定度越差 增大气隙可减小Xd使短路比增大，电机性能变好，用铜量变大，造价高
          • 短路比Kc=
          • 气隙比较：同步机>异步机>变压器
      • 零功率因数 特性
        • • 零功率因数特性U=f(If)： 在n=nN、I=常数、 cosφ=0的条件下， 端电压U与励磁电流If之间的关系曲线。
      • 外 特性
        • • 外特性U=f(I)： 在n=nN、If=常数、 cosφ=常数的条件下， 端电压U与电枢电流I之间的关系曲线。
          • 电压 调整率
            • • 负载为阻感性：U↓，▲U>0
              • 负载为容性：U↑，▲U<0
      • 调整 特性
        • • 调整性If=f(I)： 在n=nN、U=Un、 cosφ=0的条件下， 励磁电流If与电枢电流I之间的关系曲线。
          • 负载为阻感性：I↑，If↑ 负载为容性：I↑，If可能↓
      • 利用特性求参数 空载特性气隙线+短路特性——→Xd（不饱和值）+短路比 空载特性+短路特性——→Xd（饱和值） 空载特性+零功率因数特性——→Xσ、Xd（饱和值） 转差法（凸极机）——→Xt、Xq、Xd（不饱和值）
    • 发 电 机 的 并 联 运 行
      • 优点
        • 频率和端电压不变，提高供电可靠性、稳定性、经济性
      • 条件
        • 发电机与电网的波形、频率、幅值、相位、相序相同
      • 原理 方法
        • 自同期并列
          • 并网前未投入励磁电流
          • 投入迅速、冲击电流较大、适合于紧急情况下的并网操作
        • 准同期并列
          • 并网前已投入励磁电流
          • 冲击电流小、并列时间较长
        • 整 布
          • 定义：为了投入并联对发电机所进行的调节与操作，称为整步
          • 分 类
            • 准确整步
              • 把发电机调整到完全满足投入并联的条件，然后投入电网。 为了判断是否满足投入并联条件，常常釆用同步指示器
            • 自整步法
              • 首先校验发电机的相序，并按照规定的转向把发电机拖动到非常接近于同步转速，励磁绕组经限流电阻短路。然后把发电机投入电网，并立即加上直流励磁，此时，依靠定、转子磁场之间所产生的电磁转矩，即可把转子自动牵入同步
        • 判断 准确 投入 方法： 同步 指示器
          • • 直接接法
          • • 交叉接法
      • 同步发电机 并联运行调节
        • 调节励磁电流
          • 无功增加、有功不变
        • 调节原动机转矩 （增加气门，闭闸、风扇加快）
          • 有功增加、无功减少
    • 功率 平衡 方程
      • 电磁 功率
        • 隐极机
        • 隐极机
    • 转矩平衡方程
      • • • 原动机转矩是驱动性质 空载和电磁转矩是制动性质
    • 功角 特性
      • 隐 极 机
        • • Pemmax=90°
      • 凸 极 机
        • • Pemmax=45°-90°
    • 有功 功率 调节
      • 要增加发电机输出功率（有功功率）， 就必须增加原动机输入功率，功率角适当增大
    • 静态 稳定
      • • 整步功率系数越大，保持同步的能力越高， 静稳定度越高，发电机的性能越好。
      • 提高 同步电机 功率极限 →δ↓
        • 隐极机
          • 提高励磁If（E0）
            • 增加励磁电流/电压
          • 减小同步电抗Xt
            • 增加气隙
            • 增加短路比
            • 减小线路长度
          • 减小发电机（输出功率P2） 出力Pem
            • 减少气门进气/闸门数量
    • 无功功率调节
      • 调节发电机的励磁电流可调节其无功功率。
    • 发电机 V形 曲线
      • • 正过去滞发，负欠助容收
      • 功率值越大，曲线位置越往上移
      • V形曲线的最低点，表示该输出功率下， 功率因数cosφ = 1.0的情况，励磁电流为“正常”值，发电机输出为有功功率
      • cosφ = 1，减小原动机功率，励磁电流不变，发电机进入过励磁状态
      • 电枢电流滞后电网电压
      • 将各曲线的最低点连接起来就得到一条曲线， 在这条曲线的右侧，发电机处于“过励”状态，功率因数是滞后，发电机向电网输出滞后无功功率和有功功率； 在这条曲线的左侧， 发电机处于“欠励”状态，功率因数是超前，发电机从电网输出超前（吸收滞后）无功功率和有功功率
      • 左侧存在不稳定区，同步发电机不宜于在欠励状态下运行
    • 运行 状态
    • 同 步 电 动 机
      • 功率平衡方程
      • V形 曲线
        • • 正过去容发，负欠助滞收
            • 超前滞后相反
      • 特点
        • 输出有功功率恒定，改变励磁电流可以调节其无功功率
        • “正常”励磁时功率因数cosφ = 1,电枢电流全部为有功电流，数值最小
        • 励磁电流大于正常励磁值（过励）时，电动机功率因数超前，同步电动机相当于容性负载，从电网吸取容性无功，发出有功和感性无功
        • 励磁电流小于正常励磁值（欠励）时，电动机功率因数滞后，同步电动机相当于感性负载，从电网吸取感性无功，发出有功和容性无功
        • 优点：可以在超前的功率因数下运行，能够改善电网总功率因数，过励磁
      • 启动
        • 不能自启动
        • 方 法
          • 辅助电动机启动
          • 变频启动
          • 异步启动
            • 励磁绕组不能开路
      • 调速
        • 应用于不需要调速的场合
        • 方法：变极调速
    • 调相机 （补偿机）
      • 空载的同步电动机，功率因数超前，相当于电容 可改善电网功率因数，就地补偿负载所需的无功功率{吸收容性无功。发出感性无功}
      • 额定容量是过励磁的视在容量
        • 欠励磁容量是过励时的0.5〜0.65倍
      • 励磁电流：额定励磁电流
      • 转轴、静态过载倍数可以小一些， 可适当减小气隙长度和励磁绕组用铜量（减少匝数）
      • 体积减小，极数较少，提高材料利用率 大型调相机亦多釆用氢冷或双水内冷方式。
• 电力电子技术
  • 电 力 电 子 器 件 与 原 理
    • 电力电子 器件概念
      • 电力电子器件——可直接用于主电路中，实现电能的变换或控制的电子器件。
      • 主电路——在电气设备或电力系统中，直接承担电能的变换或控制任务的电路。
    • 电力电子 器件特点
      • 处理电功率的大小（其承受电压和电流的能力）是其最重要的参数，动态特性（开关特性）和参数，也是电力电子器件特性很重要的方面。 处理电功率的能力一般都远大于处理信息的电子器件。 均由半导体制成 一般都工作在开关状态，不工作在线性区 由信息电子电路来控制，而且需要驱动电路。 工作时一般都要安装散热器。
    • 电力电子器件 的主要损耗
      • 通态损耗
        • 导通时器件上有一定的通态压降
      • 断态损耗
        • 阻断时器件上有微小的断态漏电流流过
      • 开关损耗
        • 开通损耗
          • 在器件开通的转换过程中产生的
        • 关断损耗
          • 在器件关断的转换过程中产生的
      • 通态损耗是器件功率损耗的主要成因 开关频率较高时，开关损耗成为器件功率损耗的主要因素。
    • 电力 电子 器件 的系 统组 成
      • 由控制电路、驱动电路、（检测电路）、以电力电子器件为核心的主电路组成
      • 控制电路通过驱动电路去控制主电路中电力电子器件的通或断。
      • 广义上电力电子系统是由主电路和控制电路组成
      • 驱动电路与主电路的连接处， 驱动电路与控制信号的连接处， 主电路与检测电路的连接处，一般需要进行电气隔离
      • 晶闸管电路的控制方式为相位控制方式
      • 加保护电路以保证系统正常可靠运行电力电子器件般有三个端子
      • 电力电子器件一般有三个端子，公共端一般是主电路电流流出器件的端子，两个联结在主电路中，而第三端为控制端(或控制极)
    • 电 力 电 子 器 件 的 分 类
    • 电 力 电 子 器 件
  • 三相 可控 整流 电路 结构、 工作 原理 及特性
    • 各 电 路 特 点
      • 三相半波可控整流电路 （带电阻负载）
      • 三相半波可控整流电路 （带阻感负载）
      • 1.变压器二次侧接成星形得到零线，而一次侧接成三角形避免三次谐波流入电网。 2.自然换相点：二极管换相时刻:是各相晶闸管能触发导通的最早时刻，为本相相电压与相邻相电压正半周的交点处 3.一个周期内整流电压脉动三次，晶闸管触发脉冲依次相差120°,脉动频率为150Hz
      • 三相桥式全控整流电路 （带电阻负载）
      • 三相桥式全控整流电路 （带电阻负载）
        • 图无
      • 1.两管同时导通形成供电回路，其中共阴极组和共阳极组各一个，且不能为同一相器件。： 2.按VT|—VT2—VT3—VT4—VT5—VT6的顺序，晶闸管触发脉冲依次差60°； 同一时刻有两个晶闸管导通 3.共阴极组VT1, VT3, VT5的脉冲依次差120°, 共阳极组VT4, VT6, VT2也依次差120。； 4.同一相的上下两个桥臂，即VT1与VT4脉冲相差180°, VT3与VT6脉冲相差180°, VT5 与VT2脉冲相差180。 5.一周期脉动六次，每次脉动的波形都一样，故该电路为六脉波整流电路。
    • 三相 可控 整流 电路 参数 对比
    • 变压器漏感 对整流电路 的影响
      • 两相有漏感，在两相组成的回路中产生环流
      • 换相重叠角：换相过程持续的时间，用电角度γ表示
      • 换相 压降
        • 输出电压平均 值Ud降低
          • 三相半波 可控整流 电路
            • 两个相电压 的平均值
          • 三相桥式 全控整流 电路
            • 两个线电压 的平均值
      • 1.出现换相重叠角整流输出电压平均值降低； 2.整流电路工作状态增多； 3.(串入进线电抗器)晶闸管的di/dt减小， 有利于晶闸管的安全开通； 4.换相时晶闸管电压出现缺口，产生正的du/dt， 可能使晶闸管误导通，为此须加吸收电路； 5.换相使电网电压出现缺口成为干扰源。
    • 整流 电路 的谐波 和功率 因数
      • 输 入 侧
        • 三相桥式 全控整流 电路（阻感） 变压器二次侧电流 谐波特征及功率因数
          • 电流中仅含6k±l （k为正整数）次谐波。
          • 变压器二次侧功率因数：入=0.955cosα，a越大，功率因数越小
        • m脉波 变压器 二次侧 电流 的谐波特征
          • m脉动整流电路变压器二次侧电流谐波次数为 mk ±1（m为正整数）
      • 输 出 侧
        • m脉波 整流输出 电压和电流 的谐波特征
          • m脉波整流输出电压/电流的谐波次数为mk次
          • m增大时，最低次谐波次数增大，幅值减小，电压纹波因数下降
          • 当m一定时，随谐波次数越大，谐波幅值迅速越小，m次谐波是最主要的
          • 当α从0°〜90°变化时，Ud的谐波幅值随a增大而增大， 90°〜180°Ud的谐波幅值随a增大而减小。 a=90°时谐波幅值最大。
      • 谐波次数越大，谐波幅值越小
    • 整 流 电 路 的 有 源 逆 变 工 作 状 态
      • 逆变 定义
        • 逆变电路——把直流电逆变成交流电的电路
      • 逆变 分类
        • 有源逆变电路
          • 交流侧和电网连结
        • 无源逆变电路
          • 交流侧直接接到负载，不与电网连接
        • 是否和电网（电源）连结
      • 有源 逆变 产生 的条件
        • 有直流电动势，极性和晶闸管导通方向一致， 其值大于变流器直流侧平均电压
        • 晶闸管的控制角α＞90° ,使整流输出电压Ud为负
        • 半控桥或有续流二极管的电路不能实现有源逆变。 釆用全控/可控电路可实现有源逆变
      • 三相桥 整流电路的 有源逆变 工作状态
        • 逆变角β：
          • 为防止换相失败，βmin取 30°〜35°
          • β取 35°〜90°较为合适
      • 逆变失败 与最小逆变角 的限制
        • 逆变失败 的原因
          • 触发电路工作不可靠， 如脉冲丢失、脉冲延时
          • 晶闸管发生故障， 该断不断、该通不通
          • 交流电源缺相或突然消失
          • 换相的裕量角不足
        • 逆变 失败 影响
          • 晶闸管电路短路， 形成很大短路电流。
    • 高压直流输电 柔性直流输电 的特点
      • 高压直 流输电
        • 多采用半控型晶闸管
        • 通流耐压能力更强
      • 柔性直 流输电
        • 采用全控型IGBT
        • 无换相失败问题
        • 不需要无功支撑
        • 有功，无功可独立控制
        • 可实现多端直流电网
        • 可向孤岛供电，适合海岛供电，海上风电送出场景
  • 电压型 逆变电路 的结构、 工作原理 及特性
    • 逆变电路 按直流侧 电源性质 分类：
      • 电压型 逆变电路
        • 1.直流侧为电压源或并联大电容，直流侧电压基本无脉动，直流回路呈现低阻抗。 2. 由于直流电压源的钳位作用，交流侧输出电压波形为矩形波，与负载阻抗角无关。 交流侧输出电流波形和相位随负载阻抗变化。 3.当交流侧为阻感负载需要提供无功功率时，直流侧电容起缓冲无功能量的作用。 4.为了给交流侧向直流侧反馈的无功能量提供通道， 逆变桥各臂必须并联反馈二极管。（续流二极管）
      • 电流型 逆变电路
        • 1.直流侧为电流源或串联大电感，电流基本无脉动。直流回路呈现高阻抗 2.交流输出电流为矩形波，与负载阻抗角无关。输出电压波形和相位随负载阻抗变化 3.直流侧电感起缓冲无功能量的作用，不必给开关器件反并联二极管。
          • 考试不考， 对比记忆
    • 单相半桥 电压型 逆变电路
      • • 0-t1,VD1导通 t1-t2,V1导通 t2-t3,VD2导通 t3-t4,V2导通
      • V1、V2为通态时，负载电流和电压同向，直流侧向负载提供能量 VD1、VD2为通态时，负载电流和电压反向，负载电感将吸收的无功能量反馈给直流侧
      • 二极管VD1、VD2是负载向直流侧反馈能量的通道，称为反馈二极管 使负载电流连续作用，称为续流二极管
      • 输出交流电压的幅值=Ud/2
      • 工作时要控制两个串联的电容器电压均衡。 半桥电路常用于几千瓦以下的小功率逆变电路
      • 基本工作方式180°，每个桥臂的导电角度为180°
      • 改变直流电压Ud 可调节输出电压。 移相调压不适用于半桥逆变电路。
    • 单相全桥 电压型 逆变电路
      • 共四个桥臂，可看成两个半桥电路组合而成。 成对的两个桥臂同时导通、两对交替各导通180°。 基本工作方式180°，每个桥臂的导电角度为180° 输出交流电压的幅值Um=Ud
      • 移相调压（调节输出电压脉冲的宽度θ）、 改变直流电压Ud 可调节输出电压。
      • 含2k±1次谐波。
      • 基波的幅值=1.27Ud 基波有效值=0.9Ud
    • 三相桥式 电压型 逆变电路
      • 三个单相逆变电路可组合成一个三相逆变电路，应用最广的是三相桥式逆变电路。 釆用 IGBT作为开关器件的三相电压型桥式逆变电路如图， 可看成由三个半桥逆变电路组成。
      • 基本工作方式180°，每个桥臂的导电角度为180°
      • 开关器件应釆取“先断后通”的方法
      • 同一相（即同一半桥）上下两个臂交替导电，各相开始导电的角度依次相差120°。 任一瞬间有三个桥臂同时导通。（上二下一，下二上一）
      • 纵向换流： 每次换流都是在同一相上下两臂之间进行
      • 含6k±1次谐波。
      • 输出线电压有效值=0.816Ud 基波幅值=1.1Ud 基波有效值=0.78Ud
      • 负载相电压有效值=0.471Ud 基波幅值=637Ud 基波有效值=0.45Ud
  • 多重逆变电路 （物理组合）
    • 把若干逆变电路输出按相位差组合起来，使某些主要谐波分量相互抵消，得到近似正弦波形
    • 分 类
      • 串联多重
        • 电压型逆变电路多用
      • 并联多重
        • 电流型逆变电路多用
    • 目的：减少谐波
  • 多电平逆变电路 （改变电路结构）
    • 通过改变电路结构，使电路输出较多电平，输出电压接近正弦波
    • 可以减少谐波
• 电力系统分析
  • 电 力 系 统 的 基 本 概 念
    • 电 力 系 统 概 述
      • 电力系统的 组成部分
        • 动力系统
          • 动力部分
          • 电力系统
            • 发电
            • 电力网
              • 变电
              • 输电
              • 配电
            • 用电
      • 电力系统 名词解释
        • 电力网：由变压器和各电压等级线路组成的用于变电、输电和配电的网络。 用于远距离输电的电力网称为输电网; 用于向电力用户配电的电力网称为配电网
        • 电力系统：由发电机、变压器和输配电线路及用电设备(以电动机为主)组成的， 用于发电、变电、输电、配电和用电的整体
        • 动力系统：电力系统及其动力部分组成的整体
          • 联合电力系统
            • 几个区域电力系统通过联络线路联系在一起所形成的统一电力系统
            • 联合电力系统 的优越性
              • 提高供电可靠性
              • 提高电能质量
              • 减少装机容量，提高设备利用率
              • 方便釆用技术性能好的大容量机组
              • 合理利用能源，提高经济性
        • 发电机
          • 机械能转变为电能
        • 变压器
          • 将电压进行变换
            • 升高电压满足大容量远距离输电需要， 降低电压满足用电需求
        • 输电线路
          • 将发电厂生产的电能输送到变电站，或在变电站之间输送电能的电力线路
          • 电压等级高、输送容量大、输送距离远
        • 配电线路
          • 将电能从降压变电所配送到电力用户的电力线路
          • 电压等级低、输送距离近、输送容量小
        • 用电设备
          • 电能转换其他能
          • 电动机、照明设备、 家用电器
        • 总装机容量指的是有功功率而不是视在功率
    • 电 力 系 统 运 行 的 特 点 和 要 求
      • 电力系统 运行特点
        • 同时性
          • 电能不能大量储存。电能的生产、输送分配和消费实际上是同时进行的
            • 发电量>用电量
        • 快速性
          • 过渡过程非常迅速
        • 国民经济性
          • 与国民经济各部门密切相关
        • 统一性
          • 生产、输送、消费电能各个环节所组成的统一整体不能分割
        • 区域性
          • 电力系统区域特点较强
      • 电力系统运行 的基本要求
        • 要有合乎要求的电能质量
          • 衡量电能质量主要从电压、频率和波形三个方面考虑
            • 频率偏移
              • 我国额定频率为50Hz,正常运行时允许的偏移为±(0.2〜0.5)Hz。 ±0.2Hz适用于在 3000MW以上的大型电力系统； ±0.5Hz适用于小型电力系统
            • 电压偏移
              • 35kV及以上电压等级允许的偏移范围为电压额定值的±5%； 10kV及以下电压等级允 许的偏移范围为电压额定值的±7%； 220V单相供电电压允许偏差为电压额定值的 +7%〜-10%
            • 电压谐波畸变率
              • 110kV系统谐波畸变率不超过2%, 35kV系统谐波畸变率不超过3%, 6〜10kV系统谐波畸变率不超过4%, 0.38kV系统谐波畸变率不超过5%
        • 良好的经济性
          • 衡量电力系统运行经济性的技术指标：能源消耗率、厂用电率和网损率
        • 保证安全可靠的供电
        • 尽可能减小对生态环境的有害影响
    • 电力系统 的负荷
      • 按构成的负荷分类
      • 按供电可靠性的负荷分类
        • 一级负荷
          • 后果是极为严重的。 危及人身安全的事故； 主要设备损坏、 使工业生产中的关键设备遭到难以修复的损坏，以致生产秩序长期不能恢复正常，造成国民经济的重大损失；使市政生活的重要部门发生混乱
        • 二级负荷
          • 造成较大损失的电力负荷， 如产品报废、 连续生产过程被打乱需较长时间才能恢复、 重点企业大量减产
        • 三级负荷
          • 不属于一、二级负荷的，停电影响不大 工厂的附属车间，小城镇和农村的公共负荷
        • 一级负荷：任何情况下不允许停电； 二级负荷：尽量不停电； 三级负荷：根据系统运行 需要可以停电
          • 特级负荷中断供电一般会出现中毒爆炸、火灾等严重事故
      • 电力系统 负荷曲线
        • 分类
          • 按负荷种类分
            • 有功功率负荷曲线
            • 无功功率负荷曲线
          • 按时间段分
            • 日负荷曲线
              • 描述一天24小时有功和无功负荷的变化情况
              • 是安排日发电计划和确定系统运行方式的重要依据
            • 年负荷曲线
              • 年最大负荷曲线
                • 描述一年内每月（或每日）最大有功功率负荷变化的情况
                • 用来安排发电设备的检修计划，同时也为发电机组的新建、扩建提供依据
              • 年持续负荷曲线
                • 用于计算用户全年的耗电量
        • 相关参数
          • 峰谷差
          • 同时系数
            • 最大综合用电负荷同时系数<1 最小综合用电负荷同时系数>1
              • 电力系统的日有功最大负荷小于系统中用户的日有功最大负荷之和 电力系统的日有功最小负荷大于系统中用户的日有功最小负荷之和
          • 负荷率Km
          • 最小负荷系数α
            • Km，α值愈小，表明负荷波动越大，发电机的利用率越差
          • “削峰填谷”（抽水蓄能电站）可使 Km、α趋近于1
          • 最大负荷利用小时数
          • 系数越大越好
    • 电力系统的 接线方式
    • 电力系统的电压等级 （三相线电压有效值)Un
      • 3kV、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV
        • 我国最高的交流电压等级为1000kV, 直流最高电压等级为±1100kV
      • 各电气元件的额定电压
    • 电力系统中性点的运行方式
      • 电力系统中性点定义
        • 星形连接的发电机或变压器的中性点
      • 电力系统中性点 运行方式分类
        • 中性点不接地系统单相接地： 考虑对地电容，非故障相流过的电容电流是正常每相对地电容电流的√3倍， 故障相流过的电容电流是正常每相对地电容电流的3倍
        • 釆用经消弧线圈接地的目的 在发生单相接地时，用电感电流补偿电容电流，避免接地点产生间隙性电弧引起系统过电压实践中，一般釆用过补偿
        • 3〜6kV电力网电容电流超过30 A、 10kV电力网电容电流超过20A、 35〜60kV电力网电容电流超过10A时，
          • 电力系统中性点应装设消弧线圈
  • 电 力 系 统 各 元 件 特 性 及 数 学 模 型
    • 发 电 机 的 参 数 及 数 学 模 型
      • 发电机特性
        • 发电机组运行的约束
          • 定子绕组温升
            • 取决于定子绕组电流/发电机的视在功率
          • 励磁绕组温升
            • 取决于励磁绕组电流/发电机的空载电势
          • 原动机的额定功率
            • 等于发电机的额定有功功率
          • 其他约束
            • 发电机以超前功率因数运行的场合。定子端部温升、并列运行稳定性
        • 发电机只有在额定电压、电流、功率囚数下运行时，视在功率才能达额定值，其容量才能最充分地利用
    • 电 力 线 路 的 参 数 及 数 学 模 型
      • 电力线路的类型与结构
        • 按结构分
          • 架空线路
            • 导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具
          • 电缆线路
            • 导体、绝缘层、保护层
      • 电力线路 的参数
        • 分裂导线输电线路
          • 减小线路电抗；增大电纳 提高电晕临界电压，避免输电线路电晕的发生、减小电晕损耗
        • 架空线路的换位
          • 线路长度>100km的架空输电线路应进行换位
          • 减少三相参数的不平衡
          • 整换位循环指一定长度内有两次换位而三相导线都分别处于三个不同位置
          • 全换位使三相电路的电抗和电纳参数相等
          • 换位方式
            • 滚式换位
            • 换位杆塔换位
      • 电力 线路 的 等值 电路
        • • 输电线路的参数是沿线路长度均匀分布的
          • 线路导纳支路为容性（正）
            • 变压器导纳参数为感性（负）
        • 不同长度的电力线路
        • 分布参数电路的波阻抗和自然功率
          • 波阻抗
            • • 这时的特性阻抗将是一个纯电阻，称为波阻抗
          • 自然功率
            • 当负荷阻抗=波阻抗时，该负荷所消耗的（有功）功率
            • 线路输送功率=自然功率时，线路消耗感性无功功率等于消耗的容性无功，线路末端电压等于首端电压； 线路输送功率＞自然功率时，线路消耗感性无功，首端电压＞线路末端电压； 线路输送功率＜自然功率时，线路消耗容性无功，首端电压＜线路末端电压
              • 感性无功从电压高流向电压低
      • 变压器 的参数 及 数学 模型
        • 双绕组 变压器 的参数
          • 电阻Rt
          • 电抗Xt
          • 电导Gt
          • 电纳Br
          • 额定容量Sn（高压绕组容量）：MVA 额定线电压Un：kV
        • 变压器 的类型 及 等值 电路
          • 双绕组 变压器 的等值电路
            • τ型等值电路
              • • 「型等值电路比t型等值电路节点数少
          • 三绕组 变压器 的等值电路
            • 绕组容量
              • 100/100/100
                • 电阻计算
                • 电抗计算
              • 100/50/100
                • 电阻计算
                • 电抗计算
            • • 升压变压器Uk1-2%最大，降压变压器Uk1-3%最大
          • 自耦变压器 的等值电路
            • 绕组容量
              • 100/100/100
                • 电阻计算
                • 电抗计算
              • 无该容量100/50/100，讲义错误计结论 有100/100/50
                • 电阻计算
                • 电抗计算
          • 等值 变压器 模型
            • T型和「型不能体现电压变换功能，只有Π型（等值变压器模型）可以体现电压变换功能。
      • 负荷特性 和 数学模型
        • 负荷特性
          • 电压特性
            • U↑,P↑,Q↑
          • 频率特性
            • f↑，P↑,Q↓
        • 用电设备的数学模型
          • 恒功率模型
            • 电力系统稳态分析（潮流、调整)
          • 恒阻抗模型
            • 电力系统暂态分析（短路，稳定）
      • 标 幺 制
        • • 标幺值是无单位的量
          • 大大简化计算
          • 不能提高计算精度和准确度
        • 基准值 的选择
          • 线电压和相电压的标么值数值相等，三相功率和单相功率的标幺值数值相等
          • 阻抗、导纳的基准值为每相阻抗、导纳。电压、电流的基准值为线电压、线电流，功率的基准值为三相功率
          • 三相功率的基准值一般可选定电力系统中某一发电厂总容量或系统总容量，或某发电机或变压器的额定容量，常选定100、1000MVA
          • 线电压的基准值一般选取作为基本级 的额定电压或各级平均额定电压
        • 元件参数 的标幺值
          • 按实际变比计算
            • 同步发电机
            • 变压器
            • 架空线路
            • 电抗器
          • 按平均额定电压之比计算
            • 同步发电机
            • 变压器
            • 架空线路
            • 电抗器
      • 电压级的折算
        • 选基本级。一般取电力系统中最高电压级或短路点所在电压等级为基本级
        • 确定变比。实际额定变比、平均额定变比
        • 参数归算
          • 精确归算法：用变压器的实际额定变比进行归算
          • 近似归算法：用变压器的平均额定变比进行归算
  • 电 力 系 统 潮 流 分 析 与 计 算
    • 基本概念
      • 正常稳态运行情况下电力系统的功率分布和电压分布称为电力系统潮流分布
      • 对于电力系统潮流分布的计算称为潮流计算
    • 电 力 系 统 的 接 线 方 式
      • 开 式 网 络
        • 定义
          • 一端电源供电的网络
          • 开式网中的负荷只能从一个方向取得电能
            • 包括单回路或双回路的放射式、干线式、链式
        • 相关概念和公式
          • 复功率
            • • 负荷以滞后功率因数运行时所吸取的感性无功功率为正，以超前功率因数运行时所吸取 的感性无功功率为负。 发电机以滞后功率因数运行时所发出的感性无功功率为正，以超前功率因数运行时所发出的感性无功功率为负
          • 电压降落
            • • 线路始末两端电压的相量差，为相量
          • 电压损耗
            • • 线路始末两端电压的数值差，为数值， 一般可近似认为电压损耗等于电压降落的纵分量
          • 电压偏移
            • • 线路始端电压与线路额定电压的数值差，为数值，常以百分值表示
            • • 线路末端电压与线路额定电压的数值差，为数值，常以百分值表示
          • 电压调整
            • • 线路末端空载与负载时电压的数值差，为数值，常以百分值表示。
          • 阻抗支路功率损耗
          • 导纳支路功率损耗
            • • 一般只针对输电线路的电纳进行计算，此部分功率也称为充电功率
          • 运算负荷功率
            • 流到线路末端的实际功率
          • 运算电源功率
            • 流到线路首端的实际功率
        • 常 见 结 论
          • 潮流计算一般忽略电压降落的横分量
          • 变压器
            • 电压降落的纵分量主要取决于变压器电抗
            • 无功功率损耗远大于有功功率损耗
          • 线路
            • 线路负荷较轻或空载时，线路电纳中吸收的容性无功功率一般大于电抗中吸收的感性无功功率
            • 同一电压等级线路下
              • 无功功率从电压高的点流向电压低的点
              • 有功功率从电压相位超前的点流向电压相位滞后的点
            • 容升效应
              • 对于高压长距离线路，当线路末端空载或轻载时，由于线路对地导纳支路呈容性, 存在充电功率，使得线路末端电压比首端电压高
              • 线路末端加装并联电抗器，抑制容升效应
      • 闭 式 网 络
        • 包括两端供电网和环式供电网两种
          • 其中环式供电网又分为单一电压环网和多电压等级环网(电磁环网)。
        • 两端供电网
          • • 初步功率
              • 供载功率
                • • 所有线段单位长度的参数完全相等
              • 循环功率
                • • 循环功率由两侧电源不相等引起，该功率只在两侧电源之间循环，与电网负荷无关。 当两端电源电压相等时，循环功率为0
              • 供载功率与循环功率参考方向相同时，二者相加。 反之，二者相减。
        • 环形供电网
          • 单一电压环网
            • 单一电压环网，在电源点拆开就成为两端电压相等的两端供电网
              • 不存在循环功率，其供载功率就是初步功率
          • 多电压等级环网
            • 初步功率
              • 供载功率
                • 按单一电压等级环网计算
              • 循环功率
                • 由变比不匹配，多电压等级环网的循环功率主要为无功功率
                • • 遇到顺 环绕方向起升压作用的变压器时，乘以其变比；遇到顺环绕方向起降压作用的变压器时，除以其变比 变比均用高压侧/低压侧
                  • k=1,则循环功率为零； 如果k>l,则循环功率方向与所选环绕方向一致； 如果 k<l,则循环功率方向与所选环绕方向相反
          • 环形网络最终潮流分布计算
            • 功率分点处将环网解列为两个辐射形网络，在无功分点处解列，因为电网应在电压最低处解列，无功分点的电压一般低于有功分点的电压
      • 功率分点
        • 有功分点
        • 无功分点
        • • 网络中某些节点的功率是由两侧向其流动的，流入的都是正数 有功看实部± 无功看虚部±
    • 电力网络潮流的调整控制 只针对环形电力网络进行
      • 辐射网络的潮流分布由负荷分布决定，无法调整控制
        • 电力网络的潮流调控是针对环形电力网络进行
      • 电力网功率的自然分布
        • 在没有采取任何调整控制措施情况下，电力网络的功率分布
          • 自然分布是按阻抗分布（成反比）
      • 电力网功率的经济分布
        • 使电力网络有功功率损耗最小的功率分布
          • 经济分布是按电阻分布的（成反比）
      • 均一网功率的自然分布和经济分布
        • 自然分布=经济分布
          • 按线路长度分布
      • 调整控制潮流的手段
        • 串联电容器
          • 抵偿线路的感抗，提高电网运行的经济性和电压质量
        • 串联电抗器
          • 增大线路电抗，起到限流作用，避免线路过载 但影响经济性和稳定性
        • 附加串联加压器
          • 产生环流或强制循环功率， 串联纵向附加电动势，改变电压大小，改变无功潮流分布； 串联横向附加电动势，改变电压相位，改变有功潮流分布
        • 借灵活交流输电控制潮流
    • 电 力 网 络 方 程
      • 分类
        • 节点电压方程
          • 节点导纳矩阵
          • 节点阻抗矩阵
        • 回路阻抗矩阵
      • 节点电压方程特点
        • 关于节点电压的非线性方程组
        • 较回路电流方程简单
        • 节点导纳矩阵容易形成与修改
        • 无须先对并联支路进行合并
        • 既适用于平面网络，也适用于非平面网络
      • 节点导纳矩阵
        • • 对角元Yii称为自导纳。数值上等于该节点直接连接的所有支路导纳的总和
          • 非对角元Yij.称为互导纳。数值上等于连接节点i,j的支路导纳的负值
        • 节点导纳矩阵的特点
          • nxn阶方阵
          • 对称矩阵
          • 复数矩阵
          • 稀疏矩阵
        • 节点导纳矩阵的修改
      • 阻抗矩阵
        • 阻抗矩阵的特点
          • nxn阶方阵
          • 对称矩阵
          • 复数矩阵
          • 满阵
    • 功率方程
      • 节点变量及其分类
        • 节点变量
        • 节点变量分类
          • 不可控（扰动）变量
          • 可控变量
          • 状态变量
        • 节点分类
    • 功率方程的 迭代方程
      • 高斯-赛德尔（GS）潮流计算法
        • 可用以解线性方程组和非线性方程组
        • 初值要求低，计算占用内存小、收敛性差
      • 牛顿-拉夫逊（N-L）潮流计算法
        • 只可用以解非线性方程组
        • 可分为直角坐标系和极坐标系两种形式
        • 对初值要求高，但计算占用内存小、收敛性好
      • PQ分解潮流计算法
        • 适用于高压交流电网中，电抗比电阻大得多
        • 是对极坐标形式的牛顿-拉夫逊潮流计算公式进行简化的潮流计算方法
      • 1.P-Q分解法更好解题，但初始值要求高 2.牛顿-拉夫逊法迭代性，收敛性好 3.高斯-赛德尔最“垃圾”，但初始值要求低
      • 牛拉法方程数
        • 直角坐标系
          • n个节点的电力系统，若PQ节点数为m,则PV节点数为（n-1-m）
            • 有功功率平衡方程个数为n-1, 无功功率平衡方程个数为m, 电压平衡方程个数为n-1 - m ,
              • 状态方程总数=2（n-1）
        • 极坐标系
          • n个节点的电力系统，若PQ节点数为m,则PV节点数为（n-1-m）
            • 有功功率平衡方程个数为n-1, 无功功率平衡方程个数为m
              • 状态方程总数=n-1+m
        • 一般釆用极坐标表示时，较釆用直角坐标表示时总方程数少了PV节点的数目
  • 电 力 系 统 有 功 功 率 和 频 率 调 整
    • 电力系统频率和 有功功率的关系
      • 有功平衡，电力系统在额定频率水平下运行
      • 有功不足，系统在一个低于额定频率的水平下达到平衡
      • 有功过剩，系统在一个高于额定频率的水平下达到平衡
      • 额定频率运行是有功平衡的充分不必要条件
    • 有功功率负荷 的变动和 调整控制
    • 备用容量及分类
      • 定义
        • 系统电源容量(系统中可运行机组的可发有功功率之和)大于发电负荷的部分
      • 分类
        • 按用途
          • 负荷备用
            • 一般为最大负荷的2%〜5%,大系统釆用2%，小系统釆用5%
          • 事故备用
            • 一般约为最大负荷的5%〜10%，≥系统中最大机组的容量
          • 检修备用
            • 所占比例视需要而定
              • 可不需要
          • 国民经济备用
            • 一般约为系统最大负荷的3%〜5%
        • 按存在形式
          • 热备用
            • 运转中的发电设备可能发出的最大功率与系统发电负荷之差
          • 冷备用
            • 未运转的发电设备可能发的最大功率
    • 电力系统的负荷 与电源容量关系
      • 装机容量
        • 电源容量（可运行机组容量）
          • 未运行机组容量（可以用但没用）
            • 冷备用
          • 已运行机组容量
            • 热备用
            • 发电负荷
              • 供电负荷
                • 用电负荷
                • 网损
              • 厂用负荷
        • 不可运行机组容量
          • 检修、事故中机组（完全不能用）
    • 发电厂的合理组合顺序
    • 发电机组的 耗量特性
      • 比耗量μ
        • 定义：单位时间内输入能量与输出功率之比
        • • 原点与某点连线斜率
        • 当耗量持性纵横坐标单位相同时，它的倒数就是效率η
        • 用途
          • 用于确定发电机组的开、停机顺序， 当负荷增大时，比耗量小（效 率高）的机组先投入运行； 负荷减小时，比耗量大（效率低）的机组先退出运行
      • 耗量微增率λ
        • 定义：单位时间内输入能量微增量与输出功率微增量之比
        • • 某点切线斜率
        • 比耗量和耗量微增率有相同的单位，但概念不同 只有在特殊点，它们才相等
        • 用途
          • 耗量微增率常用于确定运行机组增、减负荷的顺序。 当负荷增大时，耗量微增率小的机组先增加出力； 负荷减小时，耗量微增率大的机组先减少出力
    • 有功功率最优分配的内容
      • 有功电源的最优组合
        • 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
          • 冷备用
      • 有功负荷的最优分配 （三次调频）
        • 在满足功率平衡和保证电能质量的前提下，使电力系统的能源消耗最少(或燃料费用最少、或运行成本最低)
          • 热备用
    • 能源消耗不受限制时有功负荷的最优分配
      • 等耗量微增率准则
        • 在能源消耗不受限制，不计不等约束条件的情况下，在满足有功等约束条件的前提下， 按照各发电机组耗量微增率相等的原则分配各发电机的发电负荷时，系统总的能源消耗最少
    • 能源消耗受限制时有功负荷的最优分配
      • 水力发电厂允许耗水量K越大，水煤换算系数γ越小。在洪水季节为充分利用水力资源，水煤换算系数应取尽可能小的数值，以使水力发电机组带满负荷运行
    • 电 力 系 统 的 频 率 调 整
      • 电力系统综合有功负荷的静态频率特性
        • 电力系统综合有功负荷的频率调节效应系数 (负荷的频率调节效应、负荷的单位调节功率)
        • KL由负荷特性决定，无法人为调整，通常为1〜1.5
      • 发电机的有功功率静态频率特性
        • • 1-2是发电机组未带满负荷时的特性曲线； 2-3是带满负荷的特性曲线
        • 发电机的调差系数
          • • • 发电机空载运行时的频率为f0，额定条件下运行时的频率为fn
        • 发电机的单位调节功率
        • 发电机的单位调节功率是可以整定的，但不宜过大； 汽轮发电机组σ(%) = 3〜5或KG*=33.3〜20 ； 水轮发电机组 σ(%) = 2〜4或KG*= 50 〜25
      • K=K*×PN/fN
      • 频率的 一次 调整
        • • 由于负荷突增，发电机组功率不能及时变动而使机组减速，系统频率下降，同时，发电机组输出功率由于调速器的一次调整作用而增大，负荷功率因其本身的调节效应而减少，经过一个衰减的振荡过程，达到新的平衡
        • 公式
        • Ks = Kg+Kl,负荷的单位调节功率Kl无法调整， 所以增大Ks的方法只有增大发电机的单位调节功率 Kg，满载的发电机不能参加调频(Kg=0）
      • 频率的 二次 调整
        • • 当负荷变动幅度较大、周期较长时，仅靠一次调频作用不能使频率的变化保持在允许范围内，这时就需要调速系统中的调频器动作,平移发电机组的功频特性改变发电机有功出力, 保持系统频率不变或在允许范围内
        • 公式
          • • 即无差调节
      • ▲PL0:负荷功率原始增量 ▲PG0:发电机二次调整增发有功功率
      • 互联系统 频率 的调整
        • 互联系统
          • 由几个地区系统通过联络线连接在一起所形成的系统称为互联系统
        • 调整要求
          • 频率变化控制在允许范围； 联络线功率不超过其允许传输极限
        • 调整原则
          • 分层分区，就地平衡
            • ▲P=0
        • 公式
          • 互联系统的频率变化
          • 联络线的功率变化
      • 调频电厂 的基本要求 及选择
        • 分类
          • 主调频厂
            • 参与一次、二次调频
              • 主调频厂一般在负荷中心，起全系统功率平衡的作用，可作平衡节点
          • 辅助调频厂
            • 在系统频率超过某一规定的偏移范围时才参与频率调
          • 非调频厂（基载厂）
            • 仅参与一次调频
        • 基本要求
          • 有足够可调容量
            • 取决于负荷的变动幅度、允许的频率偏移以及系统的单位调节功率
          • 有一定调整速度
          • 联络线的传输能力
          • 调整时符合经济性要求
        • 调频场选择
          • 一般选择
            • 水电厂>中温中压火电厂>抽水蓄能电厂
          • 特殊选择
            • 枯水季节：水电厂 洪水季节：中温中压火电厂
  • 电 力 系 统 无 功 功 率 和 电 压 调 整
    • 电力系统电压和 无功功率的关系
      • 无功平衡，电力系统在额定电压水平下运行
      • 无功不足，系统在一个低于额定电压的水平下达到平衡
      • 无功过剩，系统在一个高于额定电压的水平下达到平衡
      • 额定电压运行是无功平衡的充分不必要条件
    • 电力系统的 无功电源
      • 定义：电力系统中，凡是可以发出无功功率的设备或装置
      • 分类
        • 同步发电机
          • 最基本的无功电源，通过调节励磁电流，可以双向（吸收+发出感性无功）、连续调节无功出力；无需附加投资
        • 同步调相机
          • 空载运行的同步电机，通过调节励磁电流，可以双向（吸收+发出感性无功）、连续调节无功出力，调压调节特性好(电压调节效应为正)；投资大
        • 并联电容器
          • 应用最广泛的无功电源。只能发出感性无功（单向调节）；电压调节特性不好（电压调节效应为负）；不能连续调节；投资较小，运行灵活，安装维护方便
        • 并联电抗器
          • 广义无功电源。只能吸收感性无功（单向调节）；作用是用于吸收高压远距离输电线路轻载或空载运行时的过剩无功（抑制容升效应）
        • 并联静止无功补偿器
          • 晶闸管控制电抗器型TCR
          • 自饱和电抗器型SR
          • 可吸可发无功；连续调节，电压调节效应为正
          • 晶闸管开关电容器型TSC
            • 只能发感性无功；不能连续调节，电压调节效应为负
    • 无功功率的最优分布
      • 无功电源的最优分布
        • 等网损微增率准则
          • 在有功负荷分布已确定的前提下，调整无功电源之间的负荷分布，使有功网损达到最小
      • 无功负荷的最优补偿
        • 最优网损微增率准则
          • 装设无功补偿设备后，电网电能损耗减小节约的费用与增加无功补偿设备所支出的费用之差取得最大值。
          • 只在网损微增率具有负值，且小于最优网损微增率的节点设置无功功率补偿设备 补偿顺序按网损微增率从小到大进行补偿
    • 电 力 系 统 的 电 压 调 整
      • 无功、电压调整的基本原则：分层分区调整、无功功率就地平衡
        • 高低压分别调整，联合电力系统调频
      • 电压调整和 频率调整的区别
        • 频率与有功功率关系密切，电压与无功功率关系密切 有功电源单一、无功电源多种多样 无功电源不消耗一次能源，但会影响有功损耗；有功电源则需要消耗一次能源 电网中无功损耗远大于有功损耗 调频手段单一，集中进行；调压手段多种多样，分散进行
      • 电压中枢点及其调压方式
        • 定义
          • 某些能反映系统电压水平的主要发电厂或枢纽变电站的母线
        • 选择
          • 区域发电厂高压母线
          • 绝大多数低压/二次母线
          • 负荷大的发电机电压母线
        • 调压方式
      • 限制电压 波动的措施
        • 串联电容器
          • 抵偿线路感抗，限制电压波动的幅度
        • 电抗器
          • 维持公共母线电压的作用
        • 调相机
          • 给波动负荷提供波动的无功功率
        • 静止补偿器
          • 饱和电抗器型的效果最好，可以完全消除电压波动
      • 电 压 调 整 原 理 与 措 施
        • 改变发电机电压
          • 通过发电机励磁调节装置改变发电机励磁电流
          • 最直接的调压方式，属于逆调压
          • 发电机母线无地方负荷时，仅依靠调机端电压往往不能满足调压要求
        • 改变变压器变比
          • 电力系统中改变变压器变比实质上是改变电网的无功功率分布
          • 当系统无 功功率不足造成的电压降低不满足要求时，改变变比调压不能实现调压
          • 调节变压器的分接头 （双绕组变压器高压侧、三绕组变压器高、中压侧）
          • 分类
            • 有载调压变压器（有励磁）
              • 可带负荷调分接头；分接头数目多
            • 无载调压变压器（无励磁）
              • 必须停电调分接头；分接头数目少
        • 无功功率补偿，改变无功潮流
          • 改变线路中传输的无功功率来调压 常用的无功补偿装置有电容器、调相机、静止无功补偿器、电抗器
        • 线路串联电容，改变电网参数
          • 通过减小系统电抗， 低压等级减小电压损耗 高压等级提高线路输电能力和系统稳定性的效果
        • 组合调压
          • 变压器变比和并联电容器的组合调压
            • 最小负荷时，退出电容，确定变压器变比
            • 最大负荷时，补偿容量
            • 并联电抗器相反
          • 变压器变比与调相机补偿的组合调压
            • 最小负荷时，调相机吸收感性无功，容量Q.cn/2
            • 最大负荷时，调相机发出感性无功，容量Q.cn
        • 改变线路参数
        • 1.首先考虑利用发电机调压。发电机母线无地方负荷时，发电机可在其额定电压的 95%-105%范围内调压； 发电机母线有负荷时，常釆用逆调压方式。 2.无功电源充足，局部电网电压不满足要求时不能釆用改变变压器比调压。选用无载调压变压器只能实现顺调压；要实现逆调压必须选择有载调压变压器。 3.无功电源不足导致电压水平下降的电力系统，首先考虑增加无功电源调压。无功电源可以釆用并联电抗器、调相机或静止无功补偿器。 4.并联电抗器主要用于吸收超高压、特高压输电线路的过剩无功。 串联电容器补偿调压因设计、运行方面的原因很少釆用
      • 其他
        • 备用容量为最大无功负荷的7%-8%
        • 纯电感电路中无功功率用来反映电路中纯电感电路中无功功率用来反映电路中能量交换的规模
  • 电 力 系 统 故 障 的 基 本 概 念
    • 电力系统的 短路故障
      • 正常运行情况以外的相与相或相与地之间的连接，短路故障又称为横向故障
      • 短路类型
        • 单相接地短路
        • 两相短路
        • 两相接地短路
        • 三相短路
        • 危害程度：三相短路>两相接地>两相短路>单相接地 概率程度：单相接地>两相短路>两相接地>三相短路
      • 短路的现象
        • 系统总阻抗大为减小，电流剧烈增加
        • 系统中的电压大幅度下降
      • 短路危害
        • 热效应使设备发热急剧增加
        • 产生电动力
        • 电压大幅度下降
        • 并列运行的发电厂失去同步而解列，破坏系统的稳定性
        • 对附近的通讯系统及弱电设备产生电磁干扰
      • 短路电流计算的主要目的
        • 选择有足够机械稳定度和热稳定度的电气设备
        • 各种继电保护和自动装置
        • 设计和选择发电厂和电力系统电气主接线
        • 电力系统暂态稳定分析
    • 电力系统 断线故障
      • 非全相运行，断线故障又称为纵向故障
      • 故障原因
        • 釆用分相断路器的线路发生单相短路时单相跳闸
        • 线路一相或两相导线断开
      • 断路类型
        • 一相断线
        • 两相断线
      • 断线危害
        • 造成三相不对称，产生负序和零序分量
          • 负序电流将引起旋转电机转子的附加发热和振动
          • 零序电流将对通讯形成干扰
    • 故障类型 的划分
      • 按形式分
        • 短路故障（横向故障）
        • 断线故障（纵向故障）
      • 按对称性（计算方法）分
        • 对称故障
        • 不对称故障
      • 按短路时是否接地分
        • 接地短路
        • 相间短路
      • 按同时发生故障的地点数分
        • 简单故障
        • 复杂故障
          • 不同地点同时发生不同类型的故障
    • 短路计算的 基本假设
      • 不计磁路饱和
        • 可用叠加定理
      • 对称三相系统
      • 各元件电阻略去不计
      • 金属性短路过渡电阻为零
      • 发电机直轴和交轴参数相等，电势相位相同
      • 变压器励磁支路可以忽略不计；可用电抗表示 普通三绕组变压器可以用一个星形电路表示
      • 输电线路：考虑分布电容的话，用T或者兀形等值电路表示 若不考虑分布电容且忽略电阻，可以用一个电抗来表示输电线路
      • 电抗器：用一个等值电抗表示
  • 电 力 系 统 简 单 故 障 分 析 与 计 算
    • 无 限 大 功 率 电 源 三 相 短 路 分 析
      • 无限大功率电源
        • 电源容量为无限大的电源
        • 内阻抗为零，端电压和频率不变
        • 实际工作中：电源内阻抗小于短路回路总阻抗10%，可当作无限大功率电源
      • 无限大功率电源三相短路的过渡过程
        • 左侧电路 电源为无限大功率电源，其频率、电压保持不变 阻抗减小；电流增大
          • 右侧回路 无源网络，电流逐渐降为0
      • 无限大功率电源三相短路电流
        • 三相短路电流=短路后稳态电流+[短路前瞬间电流-短路稳态电流初始值]e-t/T
      • 无限大功率电源三相短路结论
        • 当短路趋于稳态时，三相中的短路电流周期分量为三个幅值相等、相角差为120°的周期电流，幅值大小取决于电源电压幅值和短路回路的总阻抗
        • 从短路发生到稳态之间的暂态过程中，每相电流还包含有逐渐衰减的非周期电流， 原因是为了使电感中的电流在短路瞬间不会改变， 非周期分量起始值不相同，但其电流之和为0
        • 非周期分量的起始值越大，短路电流的最大瞬时值越大
        • 无穷大电源供电的电路发生三相短路时，.短路电流周期分量的幅值是恒定的,非周期分量是衰减的。
      • 非周期分量起始值和最恶劣短路条件
        • 非周期分量起始值
          • 当短路时的电压初相角恰好满足条件时，短路电流起始值为零， 短路直接进入稳定状态,不需要经过过渡过程。
            • A相
              • α-φ=0或180
            • B相
              • α-φ-120=0或180
            • C相
              • α-φ+120=0或180
        • 最恶劣短路条件
          • 短路电流非周期分量起始值取得最大值
            • 短路前空载;电压过零瞬间
            • 相位符合要求
              • A相
                • α-φ=±90
              • B相
                • α-φ-120=±90
              • C相
                • α-φ+120=±90
      • 短路冲击电流和 最大有效值电流
        • 短路冲击电流
          • 在最严重短路情况下，三相短路电流的最大可能瞬时值
          • 出现在短路发生后约1/2周期
          • 检验电气设备和载流导体的动稳定度和关合电流
          • 数值上等于1.8*根号2 短路电流周期分量
          • 冲击系数kM
            • • 冲击电流对周期电流幅值的倍数，其值在1〜2之间
              • 取决于电路的时间常数Ta
              • 短路回路阻抗角越大，时间常数Ta=L/R越大, 对应冲击系数kM越大
            • 发电机机端短路时，kM = 1.9； 发电厂高压母线短路时kM = 1.85； 其他情况下短路时kM=1.8
        • 最大有效值电流
          • 短路电流有效值的最大值
          • 一般出现在短路后第一个周期内
          • 用于校验某些开关电器的断流能力和热稳定性
      • 短路容量/短路功率
        • Sd* = Id* = 1/x*
        • 短路容量标幺值=短路电流标幺值=短路回路阻抗标幺值的倒数
    • 同 步 发 电 机 三 相 短 路 分 析
      • 理想电机的概念
        • 对称性
          • 电机转子在结构上直轴和交轴完全对称；定子三相绕组完全对称，在空间互差120° 电角度
        • 正弦性
          • 定子电流在气隙中产生正弦分布的磁动势， 转子绕组和定子绕组间的互感磁通在气隙中按正弦规律分布
        • 光滑性
          • 认为发电机的定子及转子具有光滑的表面
        • 常磁性
          • 电机铁芯部分的导磁系数为常数
      • 同步发电机的 假设条件
        • 同步发电机是理想电机
        • 短路暂态过程中发电机转速保持同步转速不变
        • 短路暂态过程中励磁电压不变
        • 短路发生在发电机机端
      • 同步电机 的参数
        • 发电机电势
        • 发电机电抗
          • • 同步：稳态 暂态：无阻尼 次暂态：有阻尼
      • 同步 电机 数学 模型
        • 同步电机 参考系数
        • 自感 系数
        • 派 克 变 换
          • 静止abc坐标→旋转dq0坐标 时变系数微分方程→常系数微分方程 无法直接求解→便于求解 电阻电势+变压器电势→电阻电势+变压器电势+发电机电势
          • iabc为正序交流→idq为直流，i0=0 iabc为直流→idq为交流，i0=1/3（ia+ib+ic） iabc为负序交流→idq为2倍频交流，i0=0 iabc为2倍频交流→idq为交流，i0=0
      • 同 步 发 电 机 三 相 短 路 电 流 变 化 规 律
    • 电力 系统 三相 短路 电流 的 实用 计算
      • 三相短路电流实用计算的基本概念
        • 各发电机电动势同相位
          • 用次暂态表示(电动势+直轴电抗)
        • 不计各元件对地导纳、电阻影响，用电抗表示；对于低压线路和电缆线路近似考虑电阻影响
        • 不计负荷影响，对于短路点附近的大容量电动机应考虑其倒送电流
        • 计算釆用近似计算法，各元件额定电压取平均额定电压
      • 运 算 曲 线 法
        • 任意时刻短路点短路电流周期分量有效值的实用计算
        • 运算曲线 使用 注意事项
          • 编制时近似考虑负荷影响，计算时不考虑负荷
          • 计算电抗和电流均为以发电机额定容量为基准的标幺值
          • 计算电抗只编制到3.45,大于3.45的发电机按无限大电源处理
          • 运算曲线只编制到了 4秒的短路电流，大于4秒时取4秒的短路电流
        • 个别计算法 和 同一变化法
          • 个别计算法
            • 求转移电抗时，每一台发电机都作为一个电源保留下来
            • 计算准确，但运算曲线工作量大
          • 同一变化法
            • 计算中把短路电流变化规律相同或相近的发电机合并为一个等效电机
              • （对于距短路点较远的不同类型发电机可以合并， 距短路点很近的情况下，不同类型的发电机不允许合并， 无限大功率电源和有限大功率电源不能合并； 等效电机的额定容量等于参与合并的所有电机额定容量之和）
            • 运算曲线工作量小，但计算误差较大
    • 对称分量法 在 不对称故障 分析中的应用
      • 对称分量法
        • 定义
          • 将一组三相不对称的电压或电流相量分解为三组分别对称的相量,分别称 为正序分量、负序分量和零序分量，再利用线性电路的叠加原理，对这三组对称分量分别按 对称的三相电路进行求解，然后再将其结果进行叠加
        • 公式
        • 向量图
      • 电力系统不对称分量的特点
        • 短路后，三相电流、电压的基频交流分量不再保持对称, 根据对称分量法，我们可以把它们分解为正序、负序、零序三组分量
        • 不对称出现负序，接地出现零序
        • 相电压中可以存在零序分量，线电压中不存在零序电压分量
      • 三序等值网络 与 三序电压平衡方程
        • 正序等值网络及其电压平衡方程
          • • • 有源网络
        • 负序等值网络及其电压平衡方程
          • • • 无源网络
            • 短板点负序电压分量相当于电源
        • 零序等值网络及其电压平衡方程
          • • • 无源网络
            • 短板点零序电压分量相当于电源
    • 电 力 系 统 元 件 的 各 序 参 数 和 等 值 电 路
      • 输电线路的各序电抗
        • X(0)>X(1)=X(2)
          • 三相导线之间的几何平均距离越大，正\负序电抗越大，而零序电抗越小
            • 电压等级相同，电缆与架空线路比 正负序阻抗小，零序阻抗大
      • 双回架空输电线路的各序电抗
        • X(0)>X(1)=X(2)
          • 同杆双回输电线路每回每相的正序、负序电抗：没有影响 零序电抗>单回路
      • 架空地线（避雷线） 对输电线路各序电抗的影响
        • 输电线路流过正序电流或负序电流时，架空地线中无电流流过， 架空地线对输电线路的正序、负序电抗无影响
        • 输电线路流过零序电流时，架空地线和大地共同构成零序电流的回路,架空地线电流与线路电流方向相反 有架空地线的输电线路其零序电抗<无架空地线的输电线路
      • 变压器的 各序等值电路 和电抗
        • 正序等值电路
          • 与绕组接线方式无关
          • 与中性点运行方式无关
            • 中性点的阻抗可以用短路来代替
          • 正序励磁电抗与变压器铁芯结构无关
            • 变压器励磁电抗很大，可以用开路来代替
        • 负序等值电路
          • 负序等值电路和负序电抗与正序电抗相同
        • 变压器 零序 等值 电路
          • 与绕组接线方式有关
            • 在变压器绕组的三角形侧或不接地星形侧时，零序电流不能通过，即其零序阻抗为无限大（用开路表示）； 只有零序电流施加在星形接地侧时，零序电流才能通过，零序阻抗为有限值
          • 与中性点运行方式有关
            • 变压器中性点不接地时，零序电流不能流过; 变压器中性点经阻抗接地时，流过中性点接地阻抗的电流为3I0，中性点阻抗以3Z0 出现在零序等值电路中
          • 零序励磁电抗与变压器铁芯结构有关
          • Xm1=Xm2=∞ Xm0仅在三相三柱式变压器为有限值 其它Xm0=∞
      • 电力系统元件 各序电抗的特点
        • 静止元件（限流电抗器除外）
          • X(0)≠X(1)=X(2)
        • 限流电抗器
          • X(0)=X(1)=X(2)
        • 旋转元件（发电机、电动机）
          • X(0)≠X(1)≠X(2)
            • 计算式默认正序阻抗=负序阻抗
    • 各 种 不 对 称 短 路 时 故 障 处 的 短 路 电 流 和 电 压 （ 重 点 ）
      • 正序增广网络 （正序等效定则）
        • 故障相短路电流的数值和正序分量的关系
        • 各种短路情况下Z▲和M的数值
    • 不对称短路时非故 障处的电流和电压
      • 不对称短路时电力网各序 电流、电压的分布规律
        • 正序电压降低的程度从小到大排列顺序为： 单相短路、两相短路、两相短路接地、三相短路
      • 对称分量经变压器后的 大小和相位变化（时钟法）
        • 经Y/Y-12变压器 后的大小和相位变化
          • 正序分量和负序分量只改变大小(变比为1时，大小也不变)不改变相位
          • 零序分量只有一次侧中性点接地时，零序电压才能变换到二次侧，只改变大小不改变相位
        • 经Y/▲-11变压器 后的相位变化(变压器变比为K:1 )
          • 正序分量从变压器Y形侧变换到△角形侧时，除电压、电流大小按变压器变比改变外，电压和电流相量逆时针旋转30°，△侧超前Y形侧30度
          • 负序分量从变压器Y形侧变换到三角形侧时，除电压、电流大小按变压器变比改变外，电压和电流相量顺时针旋转30°，△侧滞后Y侧30度
          • 零序分量的变换：不管星形侧中性点是否接地，三角形侧都不存在零序分量
    • 非全相运行 的分析计算
      • 故障相电流为0，非故障相电压为0
        • 一相断线的边界条件方程和复合序网
          • 与两相接地短路等效
        • 两相断线的边界条件方程和复合序网
          • 与单相接地短路等效
      • 非全相运行时的正序增广网络
  • 电 力 系 统 稳 定 性 基 本 概 念
    • 电力系统稳定性的分类
      • 电压稳定
        • 系统受到小的或大的扰动后，系统电压能否保持或恢复到允许的范围内，不发生电压崩溃的能力
      • 频率稳定
        • 电力系统发生突然的有功功率扰动后，系统频率能够保持或恢复到允许的范围内，不发生频率崩溃的能力
      • 功角稳定
        • 定义
          • 系统受到扰动后发电机的转速发生变化，经过一段时间后如果能够再与其他发电机保持同步
        • 分类
          • 静态稳定
            • 电力系统受到小干扰后，不发生非周期性失步，自动恢复到初始运行状态的能力
          • 暂态稳定
            • 电力系统受到大扰动后，各同步电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳态运行方式的能力
            • 通常指保持第一或第二个振荡周期不失步的功角稳定
          • 动态稳定
            • 电力系统受到小的或大的干扰后，在自动调节和控制装置的作用下， 保持长过程的运行稳定性的能力
    • 电力系统的扰动
      • 定义
        • 电力系统的扰动指任何可以引起电力系统参数发生变化的事件。如运行中输电线路的投切、变压器的投切、用电设备的投切、短路故障、断线故障等
      • 分类
        • 小扰动
          • 造成系统参数发生微小变化的事件
          • 如用电设备投入退出、功率及潮流控制、变压器分接头调整、联络线功率自然波动引起的电力系统负荷的正常波动
        • 大扰动
          • 造成系统参数发生大的变化的事件
          • 如主要电力元件（发电机、变压器）的投切、大容量用电设备的投切、短路故障、断线故障
    • 同步发电机组的机电特性
      • 同步发电机的转子运动方程
        • 在稳态运行时机械转矩或功率和发电机的电磁转矩或输出的电磁功率相等，在暂态过程中受调速器的控制。
      • 同步发电机的电磁转矩和功率
        • 不考虑机电暂态
        • 电磁暂态近似简化
          • 只计及发电机定子电流中的正序基频交流分量产生的电磁转矩（或功率），忽略定子的暂态过程
          • 发电机等值电动势的取值
            • 励磁电流为常数，发电机的空载电动势为常数
            • 考虑自动调节励磁装置，则可用不变的暂态电动势
            • 自动调节励磁装置的作用极强，可用不变的发电机端电压
      • 同步发电机的电磁功率
    • 发电机并列运行稳定性分析
      • 发电机并列运行稳定性分析基本原理
      • 转子运动方程的求解方法
        • 静态稳定性分析
          • 小干扰法
        • 暂态稳定性分析
          • 数值解法
            • 分段计算法
            • 改进欧拉法
          • 暂态稳定计算分析中，摇摆曲线指δ-t曲线
  • 电 力 系 统 静 态 稳 定 分 析
    • 发电机运行静态稳定的判据
      • • 实用判据
      • 阻尼系数
        • 一般情况下都能满足
    • 静态稳定储备系数及其要求
      • 静态稳定极限功率
        • 在保证发电机静态稳定情况下发电机能够输出的最大功率
      • 极限功角
        • 静态稳定与静态不稳定的分界点
        • 隐极机，功率极限对应的功角=90
        • 凸极机，功率极限对应的功角<90
      • 静态稳定储备系数
        • • 静态稳定储备系数Kp越大，发电机并列运行时的抗干扰能力越强，并列运行的静态稳定性越好。
          • 正常运行方式下，Kp≥15%〜20%； 事故后的运行方式下，Kp≥10%
    • 负荷静态稳定实用判据:
    • 电力系统 电压稳定性
      • 电力系统电压稳定实用判据
      • 电压稳定极限及电压稳定储备系数
        • 电压稳定极限
        • 电压稳定储备系数
          • • 静态稳定储备系数越大，系统电压稳定性越好
            • 正常运行方式下，Ku≥10%〜15%； 事故后的运行方式下，Ku≥8%
    • 电力系统频率稳定实用判据
    • 劳斯判据
      • 电力系统静态稳定的条件为所有特征根的实部为负值
        • 充分必要条件是特征方程所有系数和劳斯阵列第一列元素全部为正
        • 实部为正的特征根的个数等于劳斯阵列第一列元素正负号变换的次数
    • 提高电力系统静态稳定性的措施
      • 釆用自动调节励磁装置，增加励磁电流
        • E↑
      • 减小线路电抗
        • 釆用分裂导线
          • X↓
        • 釆用串联电容器补偿
          • • Kc越大，提高静态稳定性越好。一般以小于0.5
          • X↓
        • 提高电力线路的额定电压
          • X↓
      • 改善电力系统的结构
        • 增加电力线路的回路数
        • 加强电力线路两端系统各自内部的联系
        • 在电力系统中间接入中间调相机或接入中间电力系统
  • 电 力 系 统 暂 态 稳 定 分 析
    • 分析暂态稳定性的基本假设条件
      • 忽略发电机定子电流中非周期分量
      • 不计零序和负序电流对转子运动的影响
      • 忽略暂态过程中发电机的附加损耗
      • 故障后网络中频率为50Hz不变
    • 简单电力系统的暂态稳定性
      • 电抗关系
        • 短路时电抗>切除故障后电抗>正常运行时电抗
      • 功率关系
        • 正常运行时功率>切除故障后电抗>短路时功率
    • 大扰动后的暂态过程的三个时间阶段
      • （1）起始阶段。指故障后约1s内的时间段。各种继保动作，调节系统不起作用
      • 2）中间阶段。在起始阶段后5s内。发电机组的调节系统已发挥作用。
      • 3）后期阶段。故障后几分钟时间内，动力设备进行调节
        • 系统会由于频率和电压的下降自动切除部分负荷
    • 等面积定则及其应用
      • 等面积定则
        • 一个暂态稳定的系统，当它的功角达到最大值羸时，发电机转子在加速过程中所获得的动能在减速过程中全部释放完，即加速面积等于减速面积
      • 等面积定则的应用
        • 简单电力系统并列运行稳定条件
          • 加速面积小于最大减速面积
        • 暂态稳定分析
    • 故障极限切除角
    • 故障极限切除时间
    • 提 高 系 统 暂 态 稳 定 性 的 措 施
• 继电保护
  • 电 力 系 统 继 电 保 护 的 基 本 概 念 和 要 求
    • 电气一、 二次系统
      • 电气一次系统
        • 直接完成发电、变电、输电、配电、用电的设备所组成的强电系统
        • 电气一次设备
          • 承受电流大、电压大、造价贵
          • 发电机、变压器、断路器、母线、输配电线路、电动机、避雷器、隔离开关、阻波器、互感器
      • 电气二次系统
        • 电气二次设备
          • 继电器、继电保护装置、操作电源、测量仪表
          • 承受电流小、电压小、造价便宜
        • 保证电气一次安全稳定运行所配置的：继电保护、 控制、监测、自动控制与调节设备所组成的弱电系统
    • 互感器
      • 作用
        • 将电气一次系统的高电压、大电流成比例转变为电气二次系统需要的低电压、小电流，以便于电气二次系统及其设备的小型化、标准化、系列化生产、设计、安装和运行维护 为了保证运行人员和二次设备的安全，二次侧均保护接地
      • 分类
        • 电压互感器（TV）
          • 一次侧相当于开路
          • 二次额定线电压为100V
            • 相当于电压源，不允许短路、内阻=0
        • 电流互感器（TA）
          • 一次侧相当于短路
          • 二次额定电流为5A或1A
            • 相当于电流源，不允许开路、内阻=无穷大
    • 电网等级分类
      • 交流
        • 低压电网
          • 1kV以下
            • 安全电压：36V 及以下
        • 高压电网
          • 1kV及以上
            • 高压: [1kV~330kV)
            • 超高压: [330kV~750kV]
            • 特高压: 1000kV及以上
      • 直流
        • ±500kV
        • ±660kV
        • 超高压
        • ±800kV
        • ±1100kV
        • 特高压
    • 电力系统主 要电压等级
      • 400V （380/220V）
        • 低压配电网
          • 按保护接地方式：
            • IT系统
            • TT系统
            • TN系统
      • 6kV
      • 3kV
      • 10kV
      • 中压配电网
      • 35kV
      • 60kV
      • 110kV
      • 高压配电网
      • 配电网等级分类
      • 220kV
      • 330kV
      • 500kV
      • 750kV
      • 1000kV
    • 电力系统运行状态
      • 正常工作状态
      • 不正常状态
        • 负荷潮流越限致使电流升高（过负荷）
        • 发电机突然甩负荷引起发电机电压升高（过电压）
        • 系统出现有功功率缺额频率降低
        • 中性点不接地系统发生单相接地引起的非接地相电压升高
        • 电力系统发生振荡
        • 变压器油温过高、变压器少量漏油
      • 故障状态
        • 短路
        • 断线
    • 继电保护的 作用或任务
      • 电力系统任何情况下不得无继电保护运行
      • 自动、快速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行
      • 当判断系统是故障时就跳闸，如果判断系统是不正常的状态发信号或延迟跳闸
    • 继电保护 基本要求
      • 可靠性
        • 当保护范围内部故障时必须动作（不拒动）， 当外部故障时不动作（不误动）。
      • 选择性
        • 仅切除故障部分，不影响非故障 部分继续运行，保证最大范围供电
          • 跳开离故障位置 最近的断路器。
      • 快速性
        • 断路器跳闸的保护都要求动作迅速
      • 灵敏性
        • 规定的保护范围内 对故障的反应能力
          • 过量保护： 保护末端短路故障参数最小值/保护整定值
          • 欠量保护： 保护整定值/保护末端短路故障参数最大值
      • 1.在保证可靠性和选择性的基础上，力争速动性和灵敏性 2.速动性体现：限制故障扩大，减轻设备损坏，提高系统稳定性 3.电流保护采用不完全⭐接线，当有YD11变压器，应在保护中线 在接一个继电器，用来提高灵敏性 4.自动重合闸提高电力系统稳定性
    • 继电保 护装置
      • 测量比较元件
        • 测量有关电气量并与整定值比较 ,判断保护是否应该启动。
      • 逻辑判断元件
        • 根据测量部分的逻辑组合，确定是否应该使断路器跳闸或发出报警信号，并将有关命令传达给执行部分。
      • 执行输出元件
        • 根据逻辑部分的结果，立即或延时发出报警信号和跳闸信号
    • 主保护与 后备保护
      • 主保护
        • 继电保护双重化配置： 两套独立不同原理瞬时切除故障的主保护
          • 以最短的延时有选择性地切除故障的保护
      • 后备保护
        • 近后备保护
          • 由本级设备上配置的另一套保护作为本设备主保护拒动情况下的后备
          • 失灵保护属于近后备保护； 跳其他电源断路器故障元件
            • 断路器拒动时，可依靠该保护隔离故障点
          • 跳闸有选择性
        • 远后备保护
          • 由前一级设备上配置的保护作为本设备主保护拒动情况下的后备
          • 扩大停电范围，无选择性
        • 主保护拒动时，用来切除故障的保护
    • 辅助保护
      • 增设的简单保护，无选择性，非后备保护
    • 跳闸出口
      • 跳闸出口压板
      • 跳闸继电器接点闭合，不一定跳开断路器，还需要经过跳闸出口压板才可将断路器跳开
  • 阶 段 式 电 流 保 护 配 合 原 理 、 构 成 和 整 定 计 算
    • 继电器分类
      • 按照动作原理
        • 电磁型、感应型、整流型、电子型、数字型
      • 按照反应的物理量
        • 电流继电器、电压继电器、功率方向继电器、阻抗继电器、频率继电器、气体（瓦斯）继电器
      • 按照在回路中起到的作用
        • 启动继电器、量度继电器、 时间继电器、中间继电器、信号继电器、出口继电器
    • 电磁型继电器分类
      • 螺管线圈、吸引衔铁、转动舌片式
        • 转动舌片式通常用作测量元件
    • 电流继电器（KA）
      • 反映所测电流增大超过某一整定数值时动作
    • 中间继电器（KM）
      • 作用：用作小容量断路器， 增加触电数量和容量， 转换电压， 消除电路中的干扰、 延长动作时间、 不具有选择性、 不能增加保护范围
    • 继电特性
      • 定义
        • 无论起动或返回，继电器的动作都是明确干脆的，不会停留在某个中间位
      • 继电器动作电流Iop
        • 使继电器刚好动作加入的最小电流
      • 继电器返回电流Ire
        • 使继电器刚好返回时加入的最大电流
      • 继电器返回系数
        • • 过量继电器Kre<1 欠量继电器Kre>1
          • 过量保护增大返回系数； 欠量保护减小返回系数 越接近1灵敏性越高
        • 提高返回系数：减小摩擦力矩、剩余力矩
    • 三 段 式 电 流 保 护
      • 电压等级：35kV及以下
      • 短路电流大小影响因素：短路位置、运行方式、短路类型
      • 保护范围影响因素：运行方式、短路类型
      • 最大运行方式：三相短路
        • 最大短路电流
          • 保护范围最大
            • 保证选择性、整定计算采用
      • 最小运行方式：两相短路
        • 最小短路电流
          • 保护范围最小
            • 校验灵敏性时釆用
      • 分 类
        • 过流I段保护： 瞬时电流速断段保护
          • 动作电流按躲过最大运行方式下、本线路末端发生三相短路时，流过本保护的最大短路电流整定
          • 满足选择性，但不能保护本线路全长， 规程规定最小保护范围不小于线路全长的15%〜20%。一般情况下保护范围在 20%〜50%左右
          • 动作无延时，速动性好，动作值高，灵敏性低，不能保护线路全长
        • 过流II段保护： 限时电流速断段保护
          • 电流II段与下一线路电流保护I段进行配合整定， 保护范围不能超出下一线路电流I段的保护范围、 动作时限比下一线路电流I段保护大一个时限等级
          • • 二段可靠系数取1.1～1.2
          • 动作值较高，动作有一定延时，可以保护线路的全长
            • 牺牲速动性，换来选择性
          • 灵敏性 校验
            • 按系统最小运行方式下本线路末端两相短路短路电流校验
            • • 若灵敏度不满足要求，本线路的限时电流速断保护需要与下条线路的限时电流速断保护配合整定
              • 灵敏度越大越好，即定值越小越好
        • 过流III段保护： 定时限过电流段保护
          • 躲过正常最大负荷电流
          • • 大于1的K放分子，小于1的K放分母
          • 动作值低，灵敏性高，动作时限较长，速动性差， 可以保护线路的全长（近后备） 以及下一线路全长（远后备）
          • 本线路电流III段动作时限 比每一个下条线路电流III段 的最大动作时限至少大一个▲t
            • 越靠近电源短路， 动作时限越长
          • 灵敏性 校验
            • 本线路后备时（近后备）：
              • 按在系统最小运行方式下本线路末端 两相金属性短路时的短路电流校验
            • 下条线路后备时（远后备）
              • 按在系统最小运行方式下相邻线路末端 两相金属性短路时的短路电流校验:
            • 近后备保护比远后 备保护灵敏度低
        • 主保护：Ⅰ、Ⅱ段 后备保护：Ⅲ段 电流I段动作速度最快，电流III段最灵敏 通常只能用于35kV及以下单侧电源辐射形电网 受系统运行方式变化的影响较大、不能实现线路全线速动
      • 中性点直接接地系统中发生单相接地时，过电流保护会动作 中性点非直接接地系统中发生单相接地时，过电流保护无法动作
      • 电流保 护的接 线方式
        • 两相星形接线
          • 35kV及以下
            • 接线系数=√3
          • 便宜
          • 能够反映各种相间， 但仅不能反映中性点直接接地B相接地故障
        • 三相星形接线
          • 110kV及以上
            • 接线系数=1
          • 性能好
          • 能够反映各种相间或接地故障
        • 两相三继 电器接线
          • 该方式只用在35kV及以下线路的YD-11变压器星型侧的过流III段保护中， 可以提高变压器三角形侧AB相相间短路时，星型（低压）侧过流保护做远后备的灵敏性
          • Yd-11变压器 三角形侧相间短路，星型侧滞后相故障电流是其他两相的两倍, 星型侧发生相间短路，三角型侧超前相故障电流是其他两相的两倍
        • 中性点非直接接地电网中的跨线两点接地短路 允许带一个接地点继续运行（只切除一条线路） 串联线路需切除远离电源接地点，所以具有选择性
    • 电网相间 短路的方向 性电流保护
      • 为防止保护误动作，增设功率方向闭锁元件KW：规定母线流线线路为正方向
      • 适用范围：35KV及以下双侧电源开式电网、单电源环形电网
        • 动作时限小或相同的应加装方向闭锁元件
        • 动作时限最大的保护可以不装方向闭锁元件
        • 负荷支路可以不装方向闭锁元件
      • 越靠近故障点灵敏度越高，越靠近电源端灵敏度越低， 否则可能造成保护越级误动作
      • 功率方向继电器是根据短路时电压与电流之间的角度判别短路功率方向， |φk|<90°为正方向、|φk|>90°为反方向
      • 功率方向的 接线方式
      • 功率方向继电器
        • 要求
          • 能正确地判断短路功率方向
          • 故障时有足够的灵敏度
          • 继电器的固有动作时限小
        • φsen=-a = -30°-60°，α=30°-60°,则可反应各种相间故障
      • 功率方向元件与电流元件直流回路应釆用按相起动原则
        • 同名相的电流和功率方向继电器的触点串联后再并联
          • 先与再或
      • 关于方向保护消除电压死区
        • 使用记忆回路（RLC工频串联谐振电路）
          • 过流/距离保护三相短路
        • 使用故障分量电压
          • 距离保护
        • 引入正常相电压
          • 距离保护
    • 电网中性 点不同工 作方式特点
      • 分类
        • 小接地电流系统
          • 中性点不接地或经消弧线圈接地方式
          • 消弧线圈接地方式中线路过补偿、发电机机端欠补偿、全补偿会发生串联谐振
          • 无短路电流直接回路，接地电流很小、允许系统继续运行1〜2h, 保护只需发出信号而不需跳闸，供电可靠性相对较高
        • 大接地电流系统
          • 中性点直接接地方式
          • 有短路直接回路，接地电流大，保护必须立即切除故障，供电可靠性相对较低
      • 零序电压的提取
        • • 用三个单相式电压互感器
          • 用三相五柱式电压互感器
          • 接与发电机中性点的电压互感器
          • 保护装置内部合成零序电压
            • 正常时使用外接开口三角形 故障后使用自产
      • 零序电流的提取
        • • 用三个单相式电流互感器
          • 接与发电机中性点的电流互感器
          • 加法器（保护装置内部合成零序电流）
    • 中性点非 直接接地 电网的单 相接地保护
      • 中性点不接地 电网中单相接 地故障的特点
        • 结论
          • 线电压不变
          • 中性点电位发生偏移为相电压
          • 全系统故障相电压为0
          • 非故障相电压升高√3倍
          • 出现零序电压：3U0 = -3Ea 、全线路上零序电压基本处处相等
          • 不存在零序电流
          • 流过故障元件的零序电流大
          • 流过非故障元件的零序电流小
        • 保护措施 （只发信不跳闸）
          • 绝缘监视装置（无选择性的接地保护）
          • 零序电流保护（有选择性的接地保护）
          • 零序功率方向保护（有选择性的接地保护）
      • 中性点经消弧线 圈接地电网中单 相接地故障的特点
        • 结论
          • 消弧线圈L的作用：降低单相接地时故障点的接地电流
          • 补偿方式
            • 全补偿
              • 串联谐振
            • 过补偿
              • 变压器中性点
            • 欠补偿
              • 发电机中性点
          • 出现零序电压：3U0 = -3Ea
          • 流过非故障元件的零序电流小
          • 流过故障元件的零序电流较小
          • 零序功率方向元件输入为-3U0\3I0 3I0超前3U090（110°）
        • 保护措施
          • 绝缘监视装置（无选择性的接地保护）
          • 反映稳态5次谐波的保护
          • 反映暂态零序电流的保护
      • 一般只发信号 不跳闸，不属于故障
    • 中性点直接 接地电网零序 电流及方向保护
      • 可以作为110kV线路接地短路主保护、220kV及以上线路的后备保护。
      • （1）零序电压 故障点最高，中性点最低，由故障点经从线路流向大地 （2）零序电流 由故障零序附加电源UK0产生; 从故障点流向接地的变压器中性点。其分布主要决定于输电线路的零序阻抗和中性点接地变压器的数目和位置，而与电源的数目和位置无关。 （3）零序功率 方向：线路到母线。3U0超前3I0 -90° （4）零序阻抗角 取决于中性点接地变压器的零序阻抗ZB0：
      • （1）零序过电流保护的灵敏度较相间保护高，动作时限较相间保护短。 （2）零序Ⅰ段、零序Ⅱ段保护受系统运行方式变化的影响小。 （3）零序保护则不受系统振荡等不正常运行状态的影响。 （4）方向性零序保护没有电压死区，较距离保护实现简单、可靠。
      • 多段式零序电流保护的原理和整定和三段式过流保护类似
      • 零序Ⅰ段保护
        • 灵敏Ⅰ段
          • 针对全相运行状态下的接地短路起保护作用， 非全相运行时退出。
          • 有0.1s延迟躲开三相不同时合闸
        • 不灵敏Ⅰ段
          • 针对非全相运行状态下的接地短路起保护作用， 全相运行不用退出，也起到一定的保护作用。
        • 设置灵敏12段为了解决全相与非全相下 保护灵敏性和选择性之间产生的矛盾
  • 距 离 保 护 的 工 作 原 理 、 动 作 特 性 和 整 定 计 算
    • 距离保护的组成
      • 启动回路
      • 测量回路
      • 振荡闭锁
      • 电压回路断线闭锁
      • 逻辑出口
    • 三个阻抗基本概念
      • 测量阻抗Zm
        • 故障时测量到的电压和电流的比值
      • 整定阻抗Zset
        • 为了确定动作区域的阻抗， 在保护投运之前设置好的 阻抗，整定阻抗确定，即保护动作区域确定 最大动作阻抗
      • 动作阻抗Zop
        • 保护动作使距离保护刚好动作的最大测量阻抗
      • 测量阻抗Zm<整定阻抗Zset，保护动作
    • 特点
      • 110kV线路主保护是距离保护
      • 距离保护反应单侧电气量，且为欠（低）量保护
      • 灵敏性高
      • 基本不受系统运行方式变化的影响
      • 接线更复杂，可靠性较低
      • 与电流保护相比，距离保护性能大为改善
    • 距 离 保 护 基 本 配 置 原 则
      • 三 段 保 护
        • 距离 Ⅰ段
          • 躲过本线路末端短路的测量阻抗
            • 为了在相邻线路出口短路防止本保护瞬时动作而误动
          • 瞬时动作，但不能保护本线路全长
          • 保护范围：被保护线路的全长的80%〜85%
        • 距离 Ⅱ段
          • 与下条线路的距离I段配合
          • 灵敏 校验
          • 带小时限，可以保护本线路全长，
          • 保护范围：线路全长及下一线路的30%〜40%
        • 作为主保护
        • 距离 Ⅲ段
          • 躲过正常最小负荷阻抗
          • 灵敏校验：
            • 近后备
            • 远后备
          • 动作灵敏度高，但动作时限较长
          • 作为后备保护
    • 距离 保护 的阻 抗测 量元 件
      • 阻抗测量元件 （阻抗继电器） 及其动作边界
        • 方向 阻抗 特性圆
          • 以整定阻抗幅值为直径，圆周过阻抗复平面坐标原点的圆
          • 动作阻抗Zop与测量阻抗角φm有关， 具有完全方向性
          • 补偿电压：U-IZ 极化电压：U
        • 全 阻抗 特性圆
          • 以整定阻抗幅值为半径，圆心位于坐标原点的圆
          • 动作阻抗Zop与测量阻抗角φm无关， 无方向性
          • 补偿电压：U-IZ 极化电压：U+IZ
        • 偏离 特性 阻抗圆
          • 圆心偏离原点，且圆周处于整定阻抗反向延长线的圆
          • 动作阻抗Zop与测量阻抗角φm有关， 具有不完全方向性
          • 补偿电压：U-IZ 极化电压：U+IαZ
      • 电量变换器
        • 将线路电压互感器、电流互感器输出的二次电压、电流再经变换器进行线性变换后送入继电保护装置的测量电路
        • 基本作用
          • 电量变换：将互感器二次侧电压（额定100V）,电流（额定5A或1A）,转换成弱电压/流
          • 电气隔离：电流、电压互感器二次侧的保护、工作接地
          • 调节定值：整流型、晶体管型继电保护的动作值
        • 种类
          • 电压变换器UV
            • 一次侧接于电压互感器的二次侧，无量纲
          • 电流变换器UA
            • 当铁心不饱和时，二次电流波形与一次侧相同
          • 电抗变换器UX
            • 一种铁心中有气隙的变压器；铁心不易饱和，线性变换范围大
          • 微机保护
      • 距离保护 中阻抗继 电器的接 线方式
        • 相间距离保护接线方式
          • 0°接线方式
        • 接地距离保护接线方式
          • 带零序电流补偿的0°接线方式
          • • 零序补偿系数
              • k↑，Zm↓，保护范围↑
      • 方向阻抗 元件继电 器的死区 及消除死 区的方法
        • 方向阻抗元件继电器死区位于线路首端。 （全阻抗特性及偏移阻抗特性继电器无死区）
        • 减小和消除死区的方法
          • 釆用记忆作用
          • 引入非故障（第三）相电压
            • 可以消除出口两相短路的死区,不能消除三相短路时的死区
          • 以正序量作为极化量
            • 不能消除三相短路时的死区
          • 高品质因数Q值50Hz带通有源滤波器
      • 阻抗继电器的精确工作电流
        • 是动作阻抗降为0.9Zset对应的测量阻抗对应的电流值
        • （最小）精工电流距离保护测量元件的一个重要参数，越小越好
        • 最小动作电流≥最小精工电流的1.5〜2倍
    • 影响 距离 保护 正确 工作 的因 素及 防止 方法
      • 故障 点的 过渡 电阻
        • 接地 短路 的过 渡电 阻Rt 的影 响
          • 单侧电源线路
            • 测量阻抗增大一保护范围下降
          • 双侧电源线路
            • 当α为正时（即保护位于线路受电端）， 测量阻抗增大，保护范围缩短， 可能使保护拒动，Rt呈感性, 背部故障可能误动，失去选择性
            • 当α为负时（即保护位于线路送电端）， 测量阻抗可能减小，Rt呈容性, 可能使保护范围扩大, 甚至大于线路全长， 出现区外故障误动作的情况{稳态超越}
            • 送容 受感
              • 接地短路的Rt大于相间短路的Rt 保护装置整定值越小、距短路点越近，受Rt影响越大
        • 解决措施
          • 增大保护在+R轴方向的动作区
            • 动作特性在+R轴方向所占面积越大， 受Rt影响越小，躲负荷阻抗的能力则越差
              • 受过渡电阻从大到小排序： 椭圆>方向圆>偏移圆>全阻抗圆>四边形
              • 四边形躲过度电阻和负荷能力都很好
          • 针对相间电弧电阻釆用瞬时测定装置
      • 故障点至保护安装处之间 的分支电流（分支系数Kb）
        • 分支系数Kb
          • 助增支路
            • 分支系数Kb>1
              • Zm↑
                • 保护范围减小
                  • 可能造成保护拒动
          • 外汲支路
            • 分支系数Kb<1
              • Zm↓
                • 保护范围增大
                  • 可能造成保护误动
        • 所有2.3段保护都会受到影响，一段没有影响
        • 分支系数Kbr的选取： 距离Ⅱ段整定用最小值 距离Ⅲ段远后备灵敏校验用最大值
      • 系统振荡
        • 振荡属于严重的不正常运行状态，不是故障，不应跳闸
        • 只发生在两侧电源系统
        • δ= 180°，振荡中心电压为0,电流最大，振荡最厉害
        • 测量阻抗中电阻变化率大，电抗变化率小，阻抗变化率不变
        • 振荡期为1.5S
        • 继电器动作特性沿OO'方向所占 面积越大，受系统振的影响越大。
          • 相同整定值下的动作特性，在系统振荡时的从大到小影响排序： 全阻抗继电器>偏移圆阻抗继电器>方向阻抗继电器>透镜型阻抗继电器（橄榄型阻抗继电器）
          • 同级线路的三段式距离保护，所以III段阻抗继电器受系统振荡的影响最大，I段最小
            • 距离Ⅲ段在振荡时不会误动作
          • 比较距离III段保护用全阻抗特性和方向圆特性整定时受振荡的影响程度，方向圆受振荡影响更大
        • 振荡与短路的主要区别
        • 解决措施
          • 延长保护装置的动作时间（如距离Ⅲ段）
          • 把定值压低，使振荡中心位于特性圆外
          • 振荡闭 锁回路
            • 基本要求
              • 当系统只发生振荡而无故障时，应可靠闭锁保护
              • 区外故障而引起系统振荡时，应可靠闭锁保护
              • 区内故障，不论系统是否振荡，都不应闭锁保护
            • 原理
              • 利用负序、零序分量起动保护的振荡闭锁功能
              • 利用电流的突变量起动保护的振荡闭锁功能
              • 静稳定破坏引起系统振荡时，保护不会误动
              • 反映测量阻抗变化率的振荡闭锁功能
      • 电压互感器二次回路断线
        • TV二次回路断线不是故障，不需要跳闸
          • 但测量的电压为0，引起保护的误动作
        • 措施
          • 增加TV断线闭锁回路，断线时闭锁保护
      • 互感器的误差
      • 串联电容补偿的影响
    • 新特性距离元件（工频故障分量距离保护）
      • 优点 动作速度快， 躲过渡电阻能力强， 无死区和超越动作问题， 不受振荡影响， 不受负荷阻抗影响、 不受高次谐波影响， 受非线性元件影响小
        • 有啥优点都选
  • 输 电 线 路 纵 联 保 护 原 理
    • 纵联保护特点
      • 220kV及以上线路的主保护
      • 可以实现全线速动
      • 各种纵联保护都作为主保护，不需要与其他线路保护配合，具有绝对的选择性
      • 阶段式保护（三段式电流保护、三段式距离保护、多段式零序电流保护）只能作为220kV及以上线路的后备保护
      • 保护范围
        • 一般笼统来说
          • 线路的全长
        • 细节一点
          • 线路首末断路器之间
        • 最准确的范围
          • 线路两侧互感器之间
    • 分类
      • 按照利用信息通道的方式分
        • 导引线纵联保护
          • 用于纵联差动保护，传输电流模拟量
        • 电力线载波纵联保护
          • 用于高频保护，传输电流信号量
            • 电话线
        • 微波纵联保护
          • 传输电流信号量
        • 光纤纵联保护
          • 优先采用，传输电流信号量，但是全信息（幅值+相角）
      • 按照保护基本原理分
        • 纵联差动保护
          • 反应两侧电流相量和，通道要求高
        • 纵联方向保护
          • 反应两侧功率方向，通道要求低
    • 纵联电 流差动 保护
      • 利用基尔霍夫第一定律（KCL）工作
      • 传送两端的全信息，即电流的矢量（波形）或者说是电流的大小和相位
      • 区外故障/正常运行时两侧电流反方向， 母线→线路和线路→母线
        • 线路正常运行或外部K点短路时 I1+I2=0
          • 暂态不平衡电流＞稳态不平衡电流
          • 外部故障时不平衡电流较大
      • 区内故障时两侧电流同方向，母线→线路
        • 线路内部任意一点K短路时 I1+I2=Ik
      • 利用两侧电流的矢量和（电流和的绝对值）作为差动电流， 矢量差（电流绝对值之和）作为制动电流
      • 一般用于5〜7km重要的短线路
      • 导引线差动保护：通道不可靠、成本高
      • 光纤差动保护：通道可靠、干扰小、容量大，但造价也较高
        • 常用
      • 载波无法用于差动保护
    • 高 频 保 护
      • 定义
        • 利用输电线路（电力线载波）本身作为保护信号的传输通道，在输送50Hz工频电能的同时叠加传送40（50）〜500（400）KHZ的高频信号（保护测量信号），以进行线路两端电气量的比较而构成的保护
      • 特点
        • 频率低于40KHz,受工频电流干扰大，通道设备构成困难，载波信号衰耗增加
        • 频率高于500KHZ,将与中波广播干扰，衰耗增大
        • 由于高频通道的干扰及衰耗较大，不能准确传送线路两端电量全信息，因此只传送两端状态信息
        • 被保护线路内部故障时，高频保护两侧均切除
      • 跳闸必要条件： 正方向元件动作， 反方向元件不动作，收到闭锁信号后信号又消失
      • 原理
        • 反映并比较被保护两端电流的大小和相位
      • 按传送的状 态信息分
        • 方向纵联高频
        • 电流相差纵联高频
      • 高频 通道 构成
        • 高频阻波器（L、C并联电路）：通工频，阻高频
        • 耦合电容器：通高频、阻工频
          • 隔离高压线路与高频收发信机
        • 连接滤波器 （可调空心变压器）
          • 连接滤波器与耦合电容器构成带通滤波器 （提取所需高频信号，滤除其余高频干扰）
          • 实现波阻抗的匹配 （消除高频波反射，减小高频能量损耗）
        • 高频 电缆
          • 在进入收、发信机前不应经过任何其他端子
          • 带屏蔽层以减小高频泄漏和干扰
          • 连接户内收发信机和户外连接滤波器
        • 保护间隙
          • 高频通道辅助设备
          • 保护高频电缆收发信机免遭过电压
        • 接地刀闸
          • 高频通道辅助设备
          • 调整或检修安全接地
        • 高频收、发信机： 发送接收高频信息 由继电保护控制
          • 发信 方式
            • 故障/短期/正常无高频发信方式
              • 最常用：故障发信方式平常不发信，收发信机使用寿命长
            • 长期/正常有高频发信方式
            • 移频发信方式
            • 检测通道完好性
          • 按接收 高频信号 的性质分
            • 闭锁信号（易误动，不易拒动）
              • 最常用
                • 构成闭锁式高频保护，无闭锁信号是跳闸的必要条件
            • 允许信号（易拒动，不易误动）
              • 构成允许式高频保护，有允许信号是跳闸的必要条件
            • 跳闸信号
              • 跳闸信号是跳闸的充分必要条件
                • 一般构成欠范围式纵联保护
        • 高频 通道 耦合 方式
          • “相-相”耦合式 （利用两相导线构成高频来回通道）
            • 本线路故障时，高频通道不易阻塞； 但构成相对复杂，造价高
          • “相-地”耦合式 （利用一相导线和大地构成高频来回通道）
            • 本线路故障时，高频通道易阻塞； 但构成相对简单，造价低
            • 最常用
        • 高频保护中釆用远方起动发信其作用
          • 可以进一步防止保护装置在区外故障时的误动作
          • 可以保证两侧启动发信与开放比相回路间的配合
          • 便于通道检查
      • 纵联 高频 闭锁 方向 保护
        • 时间元件的作用
          • 展宽t1
            • 延迟停信
              • 防止区外故障切除后保护先返回后误动作
              • 防止双回线路再某一条线路故障时因功率倒向而误动
          • 延时t2
            • 延迟跳闸
              • 与远方启动相配合，等待对端闭锁信号的到来，防止区外故障时误动
        • 高频方向保护中本侧启动原件的灵敏度一定高于对侧正向测量元件
        • 两个启动元件，灵敏度高（整定值低）的用于启动发信；灵敏度低（整定值高）的用于启动跳闸
        • 单相重合闸的线路，发生两相运行，高频保护不会误动
        • 外部故障： 正方向一侧停信， 反方向一侧继续发信
        • 各种纵联高频 闭锁方向保护
          • 釆用不同的起动元件、不同的方向判别元件，即可构成各种纵联高频闭锁方向保护
        • 负序、 零序 方向 高频 保护
          • 一般釆用相电流突变量、或负序及零序起动元件等作为高频保护起动元件
          • 用负序功率方向元件、零序功率方向元件作为方向判别元件
          • 非全相运行 对负序方向 纵联保护的 影响
            • 单相重合闸重合之前线路处于非全相状态，仍有负序,且线路两端负序方向可能皆为正， 导致负序方向纵联保护不返回（仍有出口跳闸信号），从而重合闸无法重合，可能误动
            • 解决措施
              • 负序功率方向判别元件的电压不取自母线TV,而取自线路侧TV
              • 增加突变量方向元件
              • 该保护接入单相或综合重合闸的“M”端子
      • 纵联 高频 闭锁 距离 保护
        • 特点
          • 在被保护线路故障时快速切除故障
          • 在被保护线路外部故障时，利用距离保护带时限做后备保护
        • （超范围式）
          • 距离纵联保护I段
            • 跳闸元件
              • 方向圆特性阻抗
          • 距离保护II段
            • 方向判别元件与停信元件
              • 方向圆特性阻抗
          • 纵联保护III段
            • 启动元件
              • 全阻抗或偏移特性阻抗
        • 闭锁式距离纵联保护对于被保护线路区外的故障，应靠近故障点侧的保护发出闭锁信号
      • 纵联 电流 相差 高频 保护
        • • 只测电流相位不测大小， 两个电流叠加后滤掉＜0的波形， 连续的波外区故障，间断的波区内故障
        • 比相延时为了躲过系统中短路时暂态过程
        • • 闭锁角度增大，保护的线路长度就较长
  • 输 电 线 路 自 动 重 合 闸 的 作 用 和 要 求
    • 自动 重合 闸的 作用 分类
      • 定义
        • 自动重合闸是将因故障跳开后的断路器按需要自动投入的一种自动装置
      • 两个 指标
        • 重合闸正确动作率
          • 重合闸正确动作次数除以总动作次数
          • 大于99%
            • 重合闸工作正确性指标
        • 重合闸成功率
          • 重合成功的次数除以总动作次数
          • 60%〜90%
            • 重要的经济指标
      • 故障性质
        • 分 类
          • 瞬时性故障：供电电源断开后，故障自行消失，重新供电后可恢复正常
          • 永久性故障：供电电源断开后，故障仍然存在，重新供电后保护会再次跳闸
        • 架空线路大多数故障是瞬时性故障（70%以上）
          • 雷击过电压引起绝缘子表面闪络
          • 大风时造成的短时碰线
          • 通过鸟类身体或树枝放电
        • 其他设备的故障一般为永久性故障。如电缆故障、变压器、母线故障等
      • 作用(优点)
        • 对瞬时故障可迅速恢复供电，提高供电的可靠性
        • 两侧电源线路提高系统并列运行时的并列运行的稳定性， 提高线路的输送容量。
        • 纠正断路器机构或继电保护引起的误跳闸（500kV及以上的线路中，断路器偷跳不启动重合闸）
      • 缺点
        • 针对永久性故障， 重合闸重合后：
          • 电力系统将再次遭受短路电流冲击
          • 使断路器工作条件更加恶劣
          • 保护装置和自动重合闸装置的性能不受影响
          • 重合闸返回时间过长会造成多次合闸
      • 分 类
        • 三相重合闸
          • 一般用于110kV及以下的架空线路
        • 单相重合闸
          • 用于220kV及以上架空线路
        • 综合重合闸
          • 用于220kV及以上架空线路
          • 综合重合闸 工作方式
            • 综合重合闸方式
            • 单相重合闸方式
            • 三相重合闸方式
            • 停用重合闸方式（任何故障跳三相，不重合）
        • 220kV及以上线路 才可釆用单相重合闸 或综合重合闸
      • 单相重合闸或综合重合闸 与继电保护相连接的 两个输入端子
        • “N”端子
          • 接入非全相运行中仍能继续工作的保护
        • “M”端子
          • 接入非全相运行中可能误动作的保护
      • 起动 方式
        • 开关位置不对应起动
          • 由控制开关的位置与断路器位置不对应的原则来起动重合闸
        • 保护起动(500KV及以上)
          • 利用保护装置来起动重合闸
    • 检无压与 检同期 重合闸
      • 双侧电源线路上，一侧首先装检无压（检同期），然后一侧装检同期
      • 检同期侧合闸条件（矢量相同）
        • 找到两侧电压大小相同（相近）、相角相同（相近）、频率相同（相近）的瞬间进行合闸
      • 一般两侧的检无压与检同期重合方式应定期倒换
      • 对于发电厂送出线路，发电厂侧一般不釆用检无压方式
      • 单相重合闸不需要装设同期装置
      • 快速重合闸
        • 不需检查同期
      • 非同期重合闸
        • 不需检查同期
          • 系统中的元件将会受到冲击电流的考验
    • 重合闸与 保护的配合
    • 重合闸 动作时间 整定及重合闸 闭锁功能
      • 重合闸动作时 限整定原则
        • 考虑躲过故障点熄弧及周围介质的去游离时间
        • 断路器跳闸后，消弧室重新充满油的时间
        • 操作机构恢复原状准备好再次动作的时间
        • 还需增加两端主保护的动作时限差及两端断路器的跳闸时限差
          • 考虑电力系统稳定要求
        • 不考虑保护整组复归时间【10s-20s】
        • 单相重合闸有潜供电流，故重合闸动作时限应适当延长
          • 潜功电流的影响因素： 线路电压等级、线路长度、负荷电流、相间电容电感
        • 综合重合闸的动作时限应从相继故障跳闸后算起
        • 自动重合闸动作时限一般为：0.3（0.5）〜1.5s
          • 电容式充电重合闸电容充电时间为20-25S
        • 重合闸时间为从故障切除后到断路器重新合上的时间 （重合闸整定时间+断路器固有合闸时间）
      • 重合闸 闭锁功能
        • 运行人员手动操作（就地或遥控）断开断路器时
        • 手动合闸合于故障线路而导致保护跳闸时
        • 当断路器处于不正常状态（例如操作机构气压或液压不足）时
        • 闭锁重合闸的时间 （不应动作）
  • 变 压 器 、 母 线 的 主 要 故 障 类 型 、 保 护 配 置 和 特 殊 问 题
    • 变 压 器 内 部 故 障
      • 油箱内、油箱外故障
      • 变压器内部故障要跳开高中低侧（与之相连的所有）断路器
      • 变压器主保护一般是瓦斯+速断保护或瓦斯+纵联保护
      • 变压器内部 故障类型
        • 变压器箱体 （油箱） 内部故障
          • 变压器绕组相间短路
          • 变压器绕组匝间短路
          • 变压器绕组接地短路
        • 变压器箱体 （油箱） 外部故障
          • 绝缘套管的相间、接地短路
          • 引出线上相间短路
          • 外壳接地短路
      • 变压器 配置的 主保护
        • 纵 联 差 动 保 护
          • 保护范围：两侧电流互感器之间所限定的区域。 包括：变压器本体，绝缘套管、两侧引线。
          • 能反映 的故障
            • 全部油箱外部故障
            • 一部分内部故障：严重短路故障
              • 不能反应轻微匝间短路、铁芯烧损
          • 不 平 衡 电 流 产 生 的 原 因
            • 变压器两侧 接线方式不同 【电流相位差】
              • 特点
                • 电力系统中的主变压器皆釆用Y, d-11接线
                • 正序：△侧超前Y侧30°；负序：△侧落后Y侧30°
                • 两侧电流互感器二次阻抗不完全匹配
              • 目的
                • 保证外部短路时差动保护各测电流相位相反
              • 相位 补偿 措施
                • 常规保护
                  • 改变电流互感器二次线圈接法
                  • 变压器的△侧三个TA接成Y形，将Y侧三个TA接成△形， 保证外部短路时差动保护各侧电流相位相反 （变压器Y侧的TA变比扩大√3倍，二次侧电流缩小√3倍）
                • 微机保护或集成电路保护
                  • 内部两两相减进行校正
            • 电流互感器（饱和） 的实际变比 与计算变比不同
              • 根据10%误差曲线选择合适的互感器型号
              • 变压器两侧电流互感器变比不同
                • 注意区分
              • 解决 措施
                • 常规保护
                  • 釆用平衡线圈Nb或自耦、中间变流器来调平衡
                • 微机保护
                  • 釆用内部平衡系数调平衡
            • 变压器分 接头改变 （有载调压）
              • 解决措施
                • 整定时考虑躲过
            • 稳 态
            • 变压器 励磁涌流
              • 特 点
                • 含有非周期分量，使涌流偏于时间轴的一侧 只流过电源侧绕组，随时间衰减， 包含大量的高次谐波，以二次谐波分量为主 波形间出现间断角α 三相变压器至少两相绕组出现励磁涌流
              • 数 值
                • 正常运行：Iunb=【0.03-0.05】In 变压器空载投入电网时或外部短路故障切除后电压恢复过程：Iunb=【6-8】In
                • 变压器充电合闸初相角为0或180°时励磁涌流最大
              • 影响大小和衰 减速度的因素
                • 合闸瞬间电压相位
                • 剩磁大小和方向
                • 电源和变压器的容量 （变压器容量越小，{涌流值与额定电流的比值}倍数越大、衰减迅速）
              • 防止励磁涌流 影响的措施
                • 釆用具有速饱和铁心的差动继电器
                • 利用二次谐波制动
                • 利用波形间断制动
                • 根据波形对称原理制动
            • 电流互感器 的型号不同 （传变误差）
              • 特点
                • 同型系数Kst=0.5，两侧TA同型 同型系数Kst=1，两侧TA不同型
              • 解决措施
                • 整定改善
            • 非周期分量
              • 特点
                • 会增加电流互感器的饱和程度
              • 解决措施
                • 考虑躲开非周期分量引起的暂态不平衡电流
            • 暂 态
            • 具有比率制动、 二次谐波制动 功能的差动保护
              • 区外故障不平衡电流增加，动作电流随着制动电流的增大而增大
              • 目的：外部故障流过穿越性电流，防止区外误动
              • 二次谐波制动比越大，鉴别励磁涌流能力越弱
              • 常规保护的制动线圈接于负荷（小电源侧或无电源）侧，提高内部短路保护的灵敏性
              • 最小动作电流（差动起动电流） 躲过最大负荷时的励磁涌流产生的不平衡电流
                • 防止区外故障时误动作
                • 适当减小差动保护的二次谐波制动比
              • 涌流制动出口釆用 分相涌流制动、三相涌流制动、 “或"门输出方式
                • “三相或门制动''即三相差动电流中只要有一相的二次谐波含量超过制动比，就将三相差动继电器全部闭锁 最大相制动
            • 变压器零序电流差动保护
              • 不受励磁涌流影响
            • 差动电流 速断保护
              • 差动速断保护和差动保护是两个不一样的保护
              • 目的：防止区内严重故障时差动元件可能拒动，对严重内部短路起加速保护作用 不平衡电流较大时直接跳闸
              • 不经任何制动，达到整定值跳闸
              • 差动速断动作电流整定 （躲过最大励磁电流Iem.max、整定值高、灵敏度低、不需要励磁涌流闭锁）
        • 电流 速断 保护
          • 变压器电流速断保护的灵敏度校验不满足要求时改用差动保护
        • 瓦斯 保护
          • 变压器箱体内部非电气量的主保护
          • 适应场合
            • 容量为0.8MVA及以上的户外变压器 或0.4MVA及以上室内油浸变压器
          • 类型
            • 轻瓦斯
              • 动作于信号
            • 重瓦斯
              • 动作于跳闸（主保护）
                • 重瓦斯跳闸出口要自保持设计，需要手动复归
          • 特点
            • 速动保护，灵敏度高
            • 能够反映油箱内部所有故障
            • 非电气量不需要双重化配置
        • 容量为10MVA以上的单独运行的变压器、 容量为6.3MVA以上的并列运行的变压器、 重要变压器 用纵差保护 容量为10MVA以下的变压器用电流速断保护
    • 变 压 器 外 部 故 障
      • 变压器相邻线路或母线故障
      • 变压器的 不正常 运行状态
        • 过电流
        • 过负荷
        • 油箱漏油使油面降低
        • 变压器中性点过电压
        • 外加电压过高或频率 降低引起的过励磁
        • 变压器铁心多点接地
        • 只发告警信号， 或延时跳闸
      • 变压器 配置的 后备 保护
        • 变压器 相间短路 后备保护 （变压器 各种过 电流保护）
          • 既作为变压器外部相间短路的远后备； 同时作为变压器内部相间短路的近后备，延时动作于跳闸
          • 过流 保护的 安装侧
            • 单侧电源的双绕组变压器， 任何一种过电流保护的电流应取自电源侧的TA
          • 变压器相间短路的后备保护动作时限与相邻元件后备保护配合，按阶梯原则整定
          • 分类
            • 普通过流保护
              • 动作电流 按躲过变压器最大负荷电流（过载电流）
            • 复合（低压起动过流保护）
              • 动作电流 按照躲过变压器额定电流
              • 可以降低电流整定值，提高保护灵敏度
              • 正常运行时TV二次断线保护不会误动作
              • 变压器过负荷时发生TV断线，可能会误动
            • 负序过流保护
              • 不能单独使用
              • 加装负序元件可提高两相短路灵敏性
              • 与低电压起动或复合电压起动配合
            • 阻抗保护
        • 变压器 接地故障 后备保护 （接地 短路 零序 保护）
          • 作用
            • 高压侧为110kV及以上,延时动作于跳闸。
            • 作为内部接地短路的近后备，作为外部接地短路的远后备
          • 分类
            • 分级绝缘变压器
              • 110kV及以上主变普遍采用
              • 各相绕组靠近中性点的主绝缘等级低于出线端绕组主绝缘等级
              • 两台以上并联运行时发生单相接地故障，首先跳开中性点不接地变压器，再跳中性点接地变压器
            • 全绝缘变压器
              • 35kV及以下变压器釆用
              • 各相绕组的中性点至其出线端釆用相同的主绝缘等级
          • 中性点接地情况
            • 500kV及以上变压器中性点必须直接接地运行，不允许将中性点接地回路断开
            • 110kV、220kV、330kV变压器中性点可直接接地运行，也可在系统中不失去接地中性点的情况下不接地运行。
              • 一条母线上的多台变压器中只有一台接地运行， 并定期倒换
          • 多台变压器并联运行 时的接地后备保护
            • 中性点直接接地
              • 零序电流保护作为其接地故障后备保护
              • 零序电流取自变压器中性点所装的零序电流互感器
                • 自耦变压器的零序电流保护取线路侧 TA的电流，并联相加得到3I0
              • 两段式零序电流保护
                • 零序I段
                  • 短时限：0.5〜1s； 长时限：短时限+▲t
                • 零序II段
                  • 动作电流及时限与相邻线路的 零序后备保护（零序III段）配合
                • 零序I段和II段都分别设有两个时限， 短时限跳开母联断路器，起到隔离故障的作用， 长时限跳开变压器各侧断路器
            • 中性点不接地
              • 零序电压保护作为其接地故障后备保护
              • 动作时间躲开暂态电压的时间，取0.3〜0.5s, 动作值为3Uo=150〜180V
            • 中性点经放电间隙接地
              • 间隙零序保护，间隙零序电流保护+零序电压保护并联
              • 零序电压保护3Uo可作为间隙零序电流保护的后备
        • 母线 保护
          • 装设专用母线保护 电压等级范围
            • 110kV及以上的分段单母线、双母线（包括分段及带旁母）和3/2接线母线
            • 220kV及以上的母线必须装设专门的母线保护
            • 对于速动性有要求的重要发电厂的35kV母线或高压侧为110kV及以上的重要降压变电所的35kV母线
          • 母线保护范围
            • 母线上各元件电流互感器以内的故障
              • 连接在母线上的各出线间隔单元的断路器、电流互感器、电压互感器TV、避雷器、母线侧刀闸
              • 需要加装电压闭锁原件防止误碰出口中间继电器母线误动
            • TA取自线路侧
            • 不受TV断线影响
          • 单母线差动保护
            • 完全差动保护（差接所有支路）
              • 定值应大于所有支路中最大的负荷电流值
              • 适用于单母线或双母线经常只有一组母线运行的情况
              • 按二次回路阻 抗的大小分
                • 低阻抗母线差动保护（电流型母线差动保护）
                • 中阻抗母线差动保护
                • 高阻抗母线差动保护
            • 不完全差动保护（只差接有源支路，动作值躲母线负荷电流）
              • 比率制动特性的母线差动保护
          • 双母线差动保护
            • 双母线同时运行、组件固定连接 的电流差动保护
              • 工作方式
                • 当任一组母线发生故障时，3KD都动作，为1KD, 2KD加上直流电源，并跳开母联断路器
                • 当任一组母线发生故障时，保护只将故障母线切除，而另一组非故障母线及其连接的所有元件仍可继续运行。
              • 保护装置主要由1KD （1母小差）、2KD （2母小差）、3KD （大差）三组电流差动保护组成
              • 双母大差作为起动元件
              • 本质KCL方程，大差判故障，小差选母线
                • 大差动判别母线故障，小差动判别故障母线
              • 母线互联（倒闸）时，临时退出小差，故障时大差无选择性切除故障
              • 母线差动保护釆用电压闭锁元件的主要目的
                • 由于误碰出口继电器而不至造成母线差动保护误动
              • 缺点
                • 运行方式改变，任一组母线发生故障时，将无选择切除两组母线
                • 母线断路器及其引线存在死区
            • 运行方式变化时由保护内部根据隔离开关 的状态来切换的双母线差动保护
              • 双母大差作为起动元件
              • 防止倒闸操作过程中或 隔离开关位置信号错误导致小差误动
              • 母联断路器及其引线存在动作死区
          • 外部短路时，TA饱和问题造成较大的不平衡电流措施：
            • 利用瞬时测量措施
            • 釆甩无铁芯的光电互感器
            • 釆用中阻抗或高阻抗差动继电器
          • 双母线同时运行的 母联相位差动保护
            • 不受母线连接组件运行方式变化的影响
            • 母联断路器与母联互感器之间故障会误动
              • 跳开非故障母线,不跳故障母线
            • 母联断路器断开该保护失效
          • 断路器失灵保护
            • 断路器失灵保护在保护拒动时动作
            • 一种电气量近后备保护
            • 110kV和220kV及以上必须专设断路器失灵保护
              • 110kV以下系统，可不设失灵保护
            • 失灵保护的动作条件
              • 故障支路（线路或设备）的保护出口动作后不返回
              • 故障支路保护范围内依然存在短路，即失灵判别元件起动
                • 母线上连接支路较多时，失灵判别元件可釆用检查母线电压的低电压元件
                • 母线连接支路较少时，可釆用检查支路电流的电流元件
            • 特点及要求
              • 影响范围较广，必须有高的动作可靠性
              • 失灵保护/变压器零序电流保护故障时首先动作于母联断路器或分段断路器，以隔离故障范围
          • 充电保护作为辅助保护
  • 专题： 误动情况汇总
    • 系统振荡
      • 可能误动的保护
        • 低电压保护
        • 过流保护
        • 距离保护
      • 不误动的保护
        • 零/负序过流保护
        • 差动保护
        • 纵联保护
        • 瓦斯保护
    • TV短线
      • 可能误动的保护
        • 低电压保护
        • 距离保护
        • 方向保护
      • 不误动的保护
        • 过流保护
        • 零序过流保护
        • 差动保护
        • 相差高频保护
        • 母线保护
        • 瓦斯保护
    • 非全相运行
      • 可能误动的保护
        • 零/负序过流保护
        • 闭锁式高频保护
    • TA极性接反
      • 不误动的保护
        • 过流保护
      • 可能误动的保护
        • 两相三继电器不完全星型接线的过流保护
        • 方向过流保护
        • 距离保护
        • 差动保护
    • 零序补偿系数
      • 可能误动的保护
        • 接地距离保护
• 高电压技术
  • 电 介 质 的 电 气 特 性 与 电 气 强 度
    • 电 介 质 基 础 概 念
      • 绝缘/电介质
        • 定义
          • 通常条件下导电性能极差、具有绝缘作用的材料
        • 在电工学中，电阻率很大时即认为是绝缘体，但不代表电介质绝对不导电
      • 分 类
        • 按 物质 形态 分
          • 气体电介质
            • 空气，SF6气体
          • 液体电介质
            • 变压器油，蓖麻油
          • 固体电介质
            • 陶瓷，橡胶，玻璃，绝缘纸
          • 混合绝缘：电缆、变压器设备
        • 按 物质 微观 结构 分
          • 离子性电介质
            • 大多数 固体无机化合物
          • 共价键电介质
            • 极性共价键电介质
            • 弱极性共价键电介质
            • 中/非极性共价键电介质
      • 电介质在弱电场下出现的电气现象 （电场强度＜＜击穿场强）
        • 极化
          • 外电场作用下，电介质显示电性的现象
        • 电导
          • 依靠少量的传导电子、传导空穴和离子在外电场作用下定向迁移来实现
        • 介质损耗
          • 电介质在电场作用下，单位时间内因发热而消耗的能量
      • 电介质在强电场下出现的电气现象 （电场强度≥放电起始场强或击穿场强）
        • 放电
          • 在电场的作用下由于电离使流过电介质电流增大的现象
        • 击穿
          • 电介质在电场作用下丧失其绝缘性能，形成沟通两极的放电
        • 闪络
          • 当击穿过程发生在气体与液体或气体与固体的交界面时，称为沿面闪络
      • 击穿（闪络）电压：使电介质失去绝缘性能所需要的最低临界外加电压。 击穿（闪络）场强：使电介质失去绝缘性能所需要的最低临界外加电场强度。 绝缘强度：在均匀电场中，使电介质不失去绝缘性能所需要的最高临界外加电场强度。 绝缘水平：电气设备出厂时保证承受的试验电压。
      • 描述电介质 电气性能的 物理量
        • 电介质的极化： 相对介电常数εr
        • 电介质的电导： 电导率/电阻率ρ
        • 电介质的损耗： 介质损耗角正切值tanδ
        • 电介质的击穿： 击穿场强E
    • 电 介 质 的 基 本 特 性
      • 极 化
        • 定义
          • 电介质在电场作用下，其束缚电荷相应于电场方向产生弹性位移现象和偶极子的取向现象
        • 相对介电常数εr
          • 公式
          • 物理意义
            • 描述极化强弱的物理量， 代表了电介质对于束缚电荷的束缚能力
              • εr越大，束缚能力越强，越容易极化
        • 极化 基本 形式
        • 意义
          • 制作电容器时，宜选取εr大的材料 对于其他设备（如电缆）时，宜选取εr小的材料
          • 电场强度E 与εr成反比
          • 介质损耗与介质的极化类型有关，对绝缘老化和热击穿有影响
          • 在绝缘预防性试验中，可用夹层极化来判断绝缘受潮情况。 在使用电容器等电容量很大的设备时，必须注意吸收电荷可能对人身安全造成的威胁
      • 电 导
        • 定义
          • 在外电场的作用下，某些联系较弱的载流子会产生定向飘移而形成传导电流（电导电流或泄漏电流）
        • 电阻率ρ/ 电导率γ
          • 表征电导大小的物理量
          • 电导率γ↑，绝缘性能↓
            • 一般情况下希望绝缘电阻大，即电导率γ小
        • 电导 特性
          • 电介质的电导主要是离子式电导（离子为载流子） 金属导体的电导性质为电子式电导 （自由电子为载流子）
          • 固体 电介质电导
            • 体积电导
              • 影响因素：电场强度、温度、杂质
            • 表面电导
              • 影响因素：固体介质表面所吸附的水分和污秽，受外界因素影响大
        • 影响 因素
          • 1.温度： ①电介质：温度↑，γ↑ ②金属导体：温度↑，γ↓ 2.电气强度： 电气强度↑，γ先不变后↑ 3.杂质/湿度：杂质/湿度↑，表面电导γ↑
        • 吸收 曲线
          • • 在直流电压作用下，流过绝缘的总电流随时间而变化的曲线
            • 总电流=纯电容电流（无损极化）+吸收电流（有损极化+电导电流（泄漏电流）
        • 绝缘 电阻
          • 加上直流电压Imin后，极化过程结束，仅存在电导过程，流过介质电流=泄漏电流，此时对应的电阻
          • 一切电介质和绝缘结构的绝缘状态最基本的综合性参数，是反映绝缘性能最基本的指标之一
        • 意 义
          • 在绝缘预防性试验中，一般要测量绝缘电阻和泄漏电流，以判断绝缘是否受潮或其他劣化现象；
          • 在测量电介质的电导或绝缘电阻时，必须注意温度
          • 串联多层介质在直流电压下稳态分布和各层电导成反比
          • 设计绝缘结构时要考虑环境条件（湿度）的影响
          • 对能量较小的电源（静电发生器），要减小绝缘材料的表面泄漏电流以保证得到高电压
          • 要减小表面绝缘电阻，可以改善电压分布，消除电晕。 【高压套管法兰附近涂半导体釉，高压电机定子绕组出槽口部分涂半导体漆】
      • 介 质 损 耗
        • 定义
          • 电介质在电场作用下，单位时间内因发热而消耗的能量
        • 基本 形式
          • 极化损耗
            • 在交流电压作用下，由偶极子极化与夹层极化引起
          • 电导损耗
            • 在交流/直流电压作用下，由电导电流（泄漏电流）流过电介质产生 直流作用下，只有电导损耗
          • 介质损耗=极化损耗+电导损耗
          • 电离损耗
            • 在交流/直流电压作用下，由电介质中的局部放电引起，绝缘已损坏
        • 介质损耗角正切值/ 介质损耗因数tanδ
          • 与介质本身的特性有关，与被试品的几何尺寸无关； 当绝缘受潮或绝缘中有大量气泡，湿度增大、有杂质时tanδ↑
            • tanδ↑，材料的介质损耗P↑
          • tanδ值温度测试条件：T>5℃
            • 测试低于0-5度，湿度增加，电导损耗反而减小
          • 描述损耗的物理量
            • • 交流作用下，介质损耗值与所加电压U、试品电容量Cp、电源频率ω有关
        • 电介 质并 联等 值电 路
          • • 并联 公式
        • 气体 电介质 的损耗
          • 无极化损耗 外加电场：E↑，tanδ先不变后↑ ①气体电场强度<放电起始场强E0，只有很小的电导损耗； ②气体电场强度≥放电起始场强E0，发生局部放电，有电导和电离损耗，损耗增大
        • 液体 电介质 的损耗
          • 中性/弱极性液体介质（变压器油） 电导损耗 温度↑，tanδ↑
          • 极性液体介质（藏麻油） 电导损耗+极化损耗 温度↑，tanδ先↑在↓后↑ 频率↑，tanδ先↓在↑后↓
        • 固体 电介质 的损耗 (与液体 类似）
          • 无机绝缘材料 1.结晶态: ①云母——电导损耗，tanδ小 ②电工陶瓷（电瓷）——电导损耗+极化损耗，tanδ大 2.无定形态:玻璃
          • 有机绝缘材料 1.非极性 聚乙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯——电导损耗，tanδ小 2.极性 聚氯乙烯、纤维素、酚醛树脂、胶木、绝缘纸——电导损耗+极化损耗，tanδ大
        • 意 义
          • 尽可能选择tanδ较小的材料 tanδ过大会严重发热，将使材料容易劣化，导致热不平衡发生热击穿
          • 冲击测量的信号传输电缆绝缘的tanδ必须小， 否则冲击波在电缆中传播时波形会发生严重畸变
          • 测量tanδ与U的关系曲线可判断绝缘内部是否发生局部放电
          • 可利用介质损耗引起的发热（通适当交流电加速电瓷泥坯的干燥过程）
    • 气 体 放 电 的 物 理 过 程 理 论 基 础
      • 基 本 概 念
        • 气体放电
          • 气体中流通电流的各种形式
            • 大气压下每立方厘米体积内的空气约有500-1000对正负带电粒子
        • 击穿
          • 气体由绝缘状态突变为良导体状态的过程
            • 击穿是气体放电的一种特殊过程
        • 沿面闪络
          • 击穿过程发生在固体与气体，液体与气体的交界面上
        • 击穿电压/闪络电压
          • 发生击穿或闪络的最低临界电压
        • 击穿场强
          • 击穿电压与间隙距离之比
            • 反映了气体耐受电场作用的能力
        • 电子崩
          • 电子数发生碰撞电离，按几何级数不断增多，像雪崩似的发展的急剧增大的空间电流
        • 纯净的、中性状态的气体不导电; 只有气体中出现了带电粒子（电子、正离子、负离 子）后，才可能导电，并在电场作用下发展成各种形式的气体放电现象。
      • 带电 质点的 产生 来源
        • 气体分子本身 发生电离
          • 碰撞电离
            • 在电场中加速的电子与气体分子碰撞，把自己的动能转给后者而引起碰撞电离
            • 电子在强电场中运动引起碰撞电离，是气体中带电粒子主要来源
          • 光电离
            • 由光辐射引起的气体分子电离
            • 波长越短的光子光电离能力越强，工程常釆用紫外线产生光电离引起气隙放电
          • 热电离
            • 因气体热状态引起的电离过程
            • 是碰撞电离与光电离的综合
        • 气体中的 固体或液体 金属发生 表面电离
          • 电极表面 电离
            • 在外界电离因素的作用下，电子从金属电极的表面释放
            • 主 要 形 式
              • 正离子碰撞阴极
                • 势能≥阴极材料逸出功2倍
              • 光电效应/ 光电子发射
                • 光子的能量＞金属的逸出功
              • 逸出功的大小 与电极材料（金属的微观结构）、 金属表面状态（氧化、吸附层等）有关 和金属温度无关
              • 强/冷场/场致 发射
                • 在高气压、压缩的高强度气体《真空》 的击穿过程中起一定的作用
              • 热电子发射
                • 常利用加热阴极来实现电子发射
        • 电离是气体放电的首要前提
      • 带电 粒子 的消 失
        • 去电离 /去游离 过程
          • 带电粒子 定向运动
            • 在有外施电场时，带电粒子在电场作用下做定向运动，消失于电极，在外回路中形成电流
            • 迁移率：k=v/E
              • 该带电粒子在单位场强下沿电场方向的漂移速度
              • 电子的迁移率远大于离子
            • 自由行程：带电质点两次碰撞之间的距离
              • 实际自由行程长度是随机量，具有分散性
              • 减少自由行程可以减少碰撞电离发生的概率
              • 平均自由行程为碰撞次数倒数
          • 带电粒子 的扩散
            • 带电粒子从浓度较大区域运动到浓度较小区域，趋于使各种粒子浓度变得均匀
            • 电子的扩散比离子扩散速度快
            • 气压越低，温度越高，扩散越快
          • 带电粒子 的复合
            • 带异号电荷的粒子相遇时发生电荷的传递与中和
            • 复合 方式
              • 电子复合
                • 发生在电子和正离子之间，结果产生1个中性分子
              • 离子复合
                • 发生在正离子和负离子之间，结果产生2个中性分子
                • 正、负离子比离子和电子间的复合概率大
            • 最可能促进放电，复合为主， 定向运动也会放电
          • 附着效应
            • 某气体中的中性分子有大的电子亲和力，当电子与中性分子碰撞时，被其吸附成为负离子，同时释放能量
            • 对气体放电起抑制作用
            • 电负性气体：容易附着电子形成负离子的气体
              • 氧气、氯气、水蒸气、六氟化硫
          • 当使气体电离因素消失后， 去电离过程将使气体迅速 从导电状态恢复到绝缘状态
      • 气体放电的 主要形式
        • 辉光放电
          • 气压远小于1个标准大气压时发生
            • 绝缘状态
        • 电晕放电
          • 气体间隙中电场分布极不均匀时发生
            • 绝缘状态
        • 火花放电
          • 气压在1个标准大气压及以上、 外回路阻抗较大时发生
            • 间歇性击穿
        • 电弧放电
          • 气压在1个标准大气压及以上、 外回路阻抗较小时发生
            • 已击穿
        • 还存在滑闪放电、先导放电、刷状放电、沿面放电、闪络
      • 非自持放电 与自持放电
        • 非自持放电
          • 外施电压小于自持放电起始电压U0时，间隙中的电流需要外界电离因素维持，取消外界电离因素的作用后放电随即停止
        • 自持放电
          • 外施电压达到自持放电起始电压U0后,电离过程仅靠电场的作用可自行维持和发展，不需外界电离因素
      • 均匀电场和 不均匀电场
        • 均匀电场
          • 起始电压=击穿电压
        • 不均匀电场
          • 电晕起始电压<击穿电压
    • 气 体 放 电 理 论 （ 气 体 放 电 击 穿 电 压 影 响 因 素 ）
      • 电 场 均 匀 程 度
        • 分 类
          • • 同样间隙距离，电场越均匀，击穿电压越高， 【极限是均匀电场的击穿电压】
            • 增加气隙长度，气体放电时的电场强度分布更均匀
        • 均 匀 电 场
          • 帕邢定律 （巴申曲线）
            • U型曲线：随着气压p增大，击穿电压Ub先减小后增大，有极小值
            • 描述气体击穿电压U与气体压强p和间隙距离d的非线性函数
            • 提高气压或降低气压到高度真空，提高气隙的击穿电压
            • 考虑温度， 用气体相对密度δd 代替气压p
              • δd= 2.9P/T ， 一般空气间隙的Ub最小值=327V，δd=0.76x10e-3 cm
              • 实际 情况
                • 在巴申曲线右半部 随着气体相对密度δd增大，击穿电压Ub增大
          • 汤逊理论/ 汤森德理论
            • 过 程
              • α 过 程
                • 电子碰撞电离过程（电子崩）
                • 电子碰撞 电离系数α
                  • 一个电子沿着电场方向运动1cm的行程，平均发生的碰撞电离次数
                  • 场强E↑，α↑； 压力P很大或很小，α较小
              • β过程
                • 正离子碰撞电离过程（离子崩）
                  • 该过程基本可忽略
              • γ 过 程
                • 正离子撞击阴极表面电离过程（阴极发射电子）
                • 表面 电离系数γ
                  • 与阴极材料、阴极表面状况（光洁度、污染程度）、气体种类有关
            • 自持放电 条件
              • 自持放电判据
              • 物理意义
                • （α过程）
            • 局限性：Pd过大，解释现象与实际不符
          • 流注理论
            • 负流注（阴极流注） 【阴极→阳极】
              • 主崩（一次电子崩）不需要经过整个间隙
              • 主崩头部射出光子，引发光电离，极易发展成新的二次电子崩
            • 自持放电 条件
              • 放电可以由本身产生的空间光电离而自行维持
              • 流注形成的条件=自持放电条件=在均匀电场中导致击穿的条件
            • 对高气压、长气隙放电现象的解释 1.放电具有通道形式（细） 2.击穿时间比汤逊理论推算快 3.阴极材料对气体击穿电压没有影响
        • 不 均 匀 电 场
          • 电 晕 放 电
            • 定义
              • 气体介质在不均匀电场中曲率半径很小的尖端电极附近的局部自持放电，是最常见的一种气体放电形式。
            • 电晕
              • 随着电离而存在的复合和反激励，辐射出大量光子，在黑暗中可看到在电极附近有蓝色的晕光
            • 分 类
              • 按极性效应分
                • 尖极为负极性
                  • 有规律的重复电流脉冲
                • 尖极为正极性
                  • 无规律的重复电流脉冲
              • 按放电强度分
                • 电子崩性质 的自持放电
                  • 外施电压较低，电晕放电较弱
                  • 具有均匀、稳定的性质
                • 流注性质的 自持放电
                  • 外施电压较高，电晕放电较强
                  • 具有不均匀、不稳定的性质
            • 特 点
              • 极不均匀电场的局部自持放电现象
              • 极不均匀电场气隙击穿的第1阶段 （长气隙：电晕放电一先导放电一主放电一整个击穿）
              • 长期稳定存在的放电形式
              • 电流强度（大）取决于电极处气体空间的电导 【外施电压（大），电极形状（尖）、极间距离（短）、气体性质、气体密度（小）】
                • 与电源电路阻抗无关
              • 导线半径（大）、空气密度（大）、导线表面粗糙度（小）、气象条件（雨雪雾） 无极间距离
                • 平行导线间电晕起始电压（大），越不容易起晕
              • 曲率半径越小（尖），起晕电压越低，越容易起晕
            • 危 害
              • 电晕损耗：光、声、热等效应
                • 对绝缘材料有氧化和腐蚀作用
              • 无线电干扰：干扰通讯和测量
                • 为超高压线路导线结构、线路走廊宽度决定性因素
              • 可闻噪声：影响生理、心理
                • 为特高压线路导线结构、线路走廊宽度决定性因素
            • 防止 措施
              • 对 输电 线路
                • 釆用分裂导线（最有效，应用于超高压、特高压输电线路）
                • 加装均压环、屏蔽环（悬式绝缘子串的导线端）
                • 釆用扩径/空芯导线
                • 以晴天不发生电晕放电的条件选择架空导线的结构和尺寸
              • 对 电气 设备
                • 增大电极曲率半径（空心、薄壳、扩大尺寸的球面或旋转椭圆面）
                • 电极表面尽可能光滑，避免棱角、毛刺等以消除场强局部增高
                • 加装均压环（避雷器、互感器顶端）
              • 限制/降低导线的表面电场强度 使其<电晕放电起始场强
            • 优 点
              • 利用电晕放电产生的空间电荷改善极不均匀电场电场分布，提高气隙的放电电压 （细线效应）
              • 削弱输电线路上的雷电冲击电压的幅值和陡度，也可降低操作过电压
              • 工业应用：静电除尘、静电喷涂、臭氧发生器
          • 极 性 效 应
            • 定义
              • 对于电极形状不对称的不均匀电场，当曲率半径较小的电极的电压极性不同时，同一间隙的电晕起始电压和击穿电压不相同
            • 棒-板气隙 的极性效应
              • 正棒起高击低， 负棒相反
                • 起-电晕起始电压 击-击穿电压
                  • 棒为正极性时，不容易发生起晕放电，但是起晕以后击穿电压（7.5kv/cm）很低； 棒为负极性时，容易发生起晕放电，但是起晕以后击穿电压（20kv/cm）很高；
            • 棒-棒气隙 的极性效应
              • 棒-棒气隙的极性效应不明显， 击穿电压介于“正棒-负板'’与“负棒-正板”之间
            • 长气隙 击穿过程
              • 电晕放电
              • 先导放电
                • 由于雷云大部分为负极性，输电线路正极性导线易于产生上行先导，更易遭受雷击而闪络
                • 包括电子崩和流柱的形成
                • 具有热电离过程的通道
              • 主放电
                • 完全失去绝缘性能
            • 超长气隙击穿过程 （负雷电放电过程）
              • 先导放电
              • 主放电
              • 余光放电
              • 各分量中的最大电流和电流增长最大陡度是造成被击物体上的过电压、电动力和爆破力的主要因素。 余光放电阶段中流过幅值虽较小【101~103A】而延续时间较长的电流则是造成雷电热效应的重要因素之一
      • 电 压 形 式
        • 分 类
          • 持续作用电压（稳态）
            • 直流电压
              • 脉动幅值：最大值与最小值之差的一半
              • 纹波系数：脉动幅值与平均值之比
                • 国家标准规定被试品上直流试验电压的纹波系数应≤3%
              • 直流耐受电压与气隙距离为正比线性
            • 工频交流电压
              • 峰值与有效值之比为√2士0.07以内， 频率一般在45~65HZ范围内
              • 交流耐受电压与气隙距离为非线性饱和
          • 冲击电压（暂态）
            • 工频交流电压
            • 操作冲击电压
        • 持续作用电压下 气隙的击穿电压
          • 均匀电场 /稍不均匀 击穿电压
            • 放电/起晕即击穿
            • 板-板击穿电压最高
            • 标准大气条件下空气击穿场强约为30kV/cm
            • 不发生电晕现象，不存在极性效应，击穿所需时间极短
            • 直流、工频击穿电压（峰值）以及50%冲击击穿电压均相同，且分散性小
          • 极不均匀电场 的击穿电压
            • 极不均匀电场间隙的击穿电压比均匀电场低
            • 存在电晕放电，明显的极性效应
            • 直流电压作用（默认）
              • 击穿电压排序：负棒-正板>棒-棒>正棒-负板
            • 工频交流电压作用
              • 击穿电压排序：棒-棒>负棒-正板>正棒-负板
        • 冲击电压下气 隙的击穿电压
          • 雷电 冲击 电压
            • 气隙击穿 必备条件
              • 足够大电场强度或足够高电压
              • 在气隙中存在能引起电子崩并导致流注和主放电的有效电子
              • 需要一定的时间，让放电得以逐步发展并完成击穿
            • 标准雷电 冲击电压 全波
              • 非周期性双指数衰减波
                • 快速上升，平缓下降
              • 波前时间T1=1.2us±30% ,半峰值时间T2=50us±30%
            • 标准雷电 冲击电压 截波
              • 波前时间T1=1.2us±30% ,截断时间Tc=2~5us
            • 雷电冲击 电压(U50%)
              • 均匀电场/稍不均匀 电场中的击穿电压
                • 击穿电压分散性小，雷电冲击U50%和静态击穿电压Us相很小
                • U50%击穿电压下，击穿通常发生在波头峰值附近
              • 极不均匀电场 中的击穿电压
                • 放电时延长，击穿电压分散性大，冲击系数β＞1； U50%与间隙距离大致呈线性关系;
                • U50%击穿电压下，当间隙较长时，击穿通常发生在波尾
          • 操作 冲击 电压
            • 标准操作 冲击电压 全波
              • 非周期性双指数衰减波； 电压作用时间介于工频电压与雷电冲击电压之间
              • 波前时间Tcr=250us±20% ,半峰值时间T2=2500us±60%
            • 50%冲击击 穿电压(U50%)
              • 在工程实际中，施加10次冲击中有4〜6次击穿，则可认为电压为U50%
              • 操作冲击电 压(U50%)
                • 均匀电场/稍不均匀 电场中的击穿电压
                  • 击穿电压分散性小
                  • U50%击穿电压下，击穿通常发生在波头峰值附近
                • 极不均匀电场 中的击穿电压
                  • 冲击系数β<1
                  • U型曲线：操作冲击击穿通常发生在波前
        • 放电时间tb： 气隙在冲击电压 作用下击穿所需 的全部时间
          • 上升时间t1
            • 电压从零上升到持续作用电压下的击穿电压（静态击穿电压）所需时间
          • 统计时延ts
            • 从t1开始到气隙出现第一个有效电子所需时间，具有统计性，取平均值
          • 放电形成时延tf （放电发展时间）
            • 从出现有效电子到间隙击穿所需时间，具有统计性（分散性）
          • 放电时延tlag=ts+tf 短气隙、均匀电场：放电时延主要取决于统计时延 长气隙、不均匀电场：放电时延主要取决于放电形成时延
        • 伏秒 特性 曲线
          • 对于一定的冲击电压波形，间隙击穿电压最大值与击穿时间的关系曲线
          • 以①上包络线（100%伏秒特性）、下包络线③（0%伏秒特性）为界的带状区域。
          • 工程上通常釆用②50%伏秒特性（平均伏秒特性）表征气体间隙的冲击击穿特性
          • 在均匀/稍不均匀电场中，击穿场强较高，放电时延较短，伏秒特性曲线较平坦 在极不均匀电场中，平均击穿场强较低，放电时延较长，伏秒特性曲线较为陡峭
          • 伏秒特性在绝缘配合中的应用： 保护设备的伏秒特性应完全位于被保护设备伏秒特性的下方； (保护设备先于被保护设备放电) 要求保护设备的伏秒特性低而平坦。
        • 击穿电压/场强大小排序：雷电冲击电压>直流电压>交流电压>操作冲击电压
      • 大 气 条 件
        • 我国规定的标准参考大气条件
        • 在实际试验条件下的气隙击穿电压U与标准 大气条件下的击穿电压之间的换算关系
        • 空气密度的影响
          • 气压增大或温度降低，气体相对密度变大，击穿电压提高
        • 空气湿度的影响
          • 湿度增大，击穿电压提高 均匀和稍不均匀电场，湿度影响不太明显 极不均匀电场，湿度影响明显
        • 海拔高度的影响
          • 海拔高度增加，击穿电压下降
        • 总结
          • 电场越均匀，击穿电压越高
            • 气压、温度、湿度不同时，同一气体间隙击穿电压也不同
      • 气 体 种 类
        • SF6 的 性 质
          • 无色无味气体，较高的介电强度、优良的灭弧性能、良好的冷却特性，不可燃，化学性能稳定
          • 电气强度约为空气的2.5倍，而其灭弧能力更高达空气的100倍以上， 在超高压和特高压的范畴内，它已完全取代绝缘油和压缩空气而成为唯一的断路器灭弧媒质
            • 绝缘强度高的原因： 平均自由行程短 电离点位高 电负性强 【无腐蚀性不是该原因】
          • 在SF6所含各种杂质中，危害最大的是水分，水解生成腐蚀性很强的HF
          • 电极面积越大，偶然概率因素概率越大，击穿电压下降
          • 工业应用的是SF6-N2 混合气体。
          • 被广泛应用于将多种变电设备集于一体并密封在充SF6气体的容器之内的密闭式气体绝缘组合电器（GIS）和充气管道输电线等装置中
        • 不同 电场中 SF6的 击穿
          • 均匀 电场
            • 电气强度约为相同气压下空气的2.5-3 倍，0.3MPa的SF6约为变压器油的电气强度
            • 绝缘性能十分优良，在一定气压内，SF6放电特性符合巴申定律
          • 稍不 均匀 电场
            • 具有极性效应，正棒起高击高，负棒相反 绝缘水平由负极性击穿电压决定
              • 负棒击穿电压比正棒低10% 起晕即击穿
          • 极不 均匀 电场
            • 工频击穿电压随气压变化曲线有“驼峰”；"驼峰”内雷电击穿电压低于静态击穿电压
            • 电场的不均匀程度对SF6电气强度的影响远比对空气的影响大
              • 尽量不在该场合使用SF6
        • 气体 绝缘 电气 设备
          • 封闭式 气体绝缘 组合电器 （GIS）
            • 一种将变压器以外的其他设备全部封闭在接地金属外壳内的气体绝缘变电站
            • 壳内充以0.3-0.6MPa的SF6作为相间和相地的绝缘
            • 节省占地面积和空间体积、运行安全可靠、保护电磁环境、检修周期长
          • 气体绝缘 管道 输电线/ 电缆 （GIC）
            • 电容量小，损耗小，传输容量大，用于大量落差
          • 气体绝缘 变压器 （GIT）
            • 防火防爆，噪声小，维护简单
      • 提高 气体 介质 电气 强度 方法
        • 影响 因素
          • 1.电场型式（均匀电场、不均匀电场）； 2.电压种类(非大小)（持续电压、冲击电压）； 3.大气条件（密度、湿度）： 4.气体种类（空气、SF6）; 5.气隙长度。
  • 输 变 电 设 备 绝 缘 失 效 机 理 及 特 性
    • 基 础 概 念
      • 分 类
      • 击穿
        • 绝缘在电场作用下发生剧烈放电或导电的现象
        • 1.固体介质内部发生的破坏性放电， 会造成介质绝缘性能的永久性损伤 2.气体介质击穿一般很快会恢复
      • 闪络
        • 不同电位的二电极在高电压作用下，气体或液体介质沿绝缘表面（沿着固体介质和大气交界面）发生破坏性放电的现象
    • (高 压） 绝 缘 子 的 分 类 与 性 能
      • 定 义
        • 由绝缘件、金属附件、胶装绝缘件、胶合剂组成
          • 起到电气绝缘和机械支撑作用的器件
      • 分 类
        • 按绝缘 材料分
          • 瓷绝缘子
            • 主导地位
          • 玻璃绝缘子
            • 与电瓷同样的环境稳定性，机械和电气强度均高于电瓷，损坏后“自爆“
          • 复合绝缘子
            • 硅橡胶材料具有憎水性， 具有优良的耐污闪能力
              • 云母不用作绝缘子
        • 按用途/ 绝缘结构分
          • 线路绝缘子
          • 支柱绝缘子
          • 瓷套
          • 套管
        • 按额定 电压分
          • 高压绝缘子
            • 500V以上的装置中
          • 低压绝缘子
            • 500V 及以下的装置中
        • 按安装 地点分
          • 户内式
          • 户外式
      • 性能要求
        • 有足够的电气强度，能承受一定的机械负荷，能经受不利的环境和大气作用 1.电气性能：闪络电压（干闪电压、湿闪电压、污闪电压）、击穿电压、可见电晕电压 2.机械性能：拉伸负荷、弯曲负荷、扭转负荷 3.冷热性能 4.抗老化性能
    • 线 路 绝 缘 子
      • 定义
        • 输配电线路固定导线用的绝缘部件，用在户外配电装置中
      • 按 结 构 分
        • 线路 针式 绝缘子
          • 广泛应用于 6〜10kV 的配电线路中
            • 20〜35V 线路已被悬式绝缘子替代
        • 线路 柱式 绝缘子
          • 按绝缘 介质分
            • 线路柱式 瓷（横担）绝缘子
              • 支撑导线，起到输电线对地绝缘和横担作用
              • 35kV以下瓷横担绝缘子得到广泛应用
            • 线路柱式复合绝缘子
        • 线路 悬式 绝缘子
          • 用于35kV以上的高压线路
            • 分类：盘形和棒形
          • 片数越多，电压分布越不均匀，但耐受电压/闪络电压越高
          • 清洁悬式绝缘子电压分布特点（两头高中间低）【涂半导体绝缘漆使电压分布均匀】
          • 一般只对电压大于220kV的超高压线路靠近导线的绝缘子加装均压金具{使绝缘子串上电压分布尽可能均匀}
          • 只考虑对地电容由于分流作用使靠近导线侧绝缘子承受电压更高； 只考虑对导线电容由于汇流作用使靠近横担侧绝缘子承受电压更高； 同时考虑则靠近导线侧绝缘子所承受电压最大
            • 由于绝缘子金属部分与 接地铁塔或带电导体间 有电容存在，沿绝缘子串的电压分布不均匀
      • 满足 要求
        • 在工作电压下不发生污闪； 在操作过电压下不发生湿闪： 具有足够的雷电冲击绝缘水平
          • 选择绝缘子串时，按工作电压所要求的泄露距离决定绝缘子片数
      • 各级电压线路悬垂串应有的绝缘子片数【110kv开始计】
        • 零值绝缘子：悬式绝缘子串在运行中两端电位差为零的绝缘子片
    • 支 柱 绝 缘 子
      • 定义
        • 由绝缘（电瓷、树脂或复合材料）柱和上、下金属附件组成
        • 支撑高压配电装置母线和高压电器带电部分（如触头）的绝缘支柱
      • 绝缘子柱
        • 154KV以上，常用几个支柱绝缘子组装成
          • 一般常釆用均压环
      • 按外形结构 和工作条件分
        • 户 内
          • 按金属附件 和胶装方式分
            • 外胶装
            • 内胶装
            • 内外联合胶装
        • 户 外
          • 按结构分
            • 针式支柱绝缘子
            • 棒形支柱绝缘子
    • 高 压 套 管
      • 定义
        • 将载流导体引入变压器或断路器等电气设备的金属箱内或母线穿过墙壁时的引线绝缘。
      • 绝缘方面
        • 套管内导杆与法兰/隔板之间的内部绝缘， 导杆与法兰/隔板之间沿套管表面的沿面绝缘
      • 套管是一种典型的电场具有强垂直电介质表面的绝缘结构，表面电压分布很不均匀， 易从中间法兰边缘处开始电晕及产生滑闪放电
      • 设计 套管 原则
        • 在运行电压下不发生电晕放电; 在内部过电压下不发生滑闪放电； 沿面距离足够长，以保证必要的闪络电压
      • 高压套管按结构特点及所用材料分类
    • 沿 面 放 电
      • 定 义
        • 沿面放电：气体电介质在液体或固体电介质的分界面上发生的放电现象
        • 沿面闪络：沿面放电发展到贯穿两级间的空气击穿，是一种气体放电现象（更严重）
      • 闪络 电压
        • 干闪电压
          • 表面清洁、干燥绝缘子的闪络电压
            • 主要决定户内绝缘子的性能
        • 湿闪电压
          • 表面洁净绝缘子在淋雨时的闪络电压
            • 主要决定户外绝缘子的性能
        • 污闪电压
          • 表面脏污的绝缘子在受潮时的闪络电压
          • 沿面闪络的一种特殊形式
          • 污闪事故造成的损失大于雷击造成的损失。 用爬电距离衡量绝缘子在污秽和受潮条件下的绝缘能力， 是不同电位的绝缘子两电极间沿其表面的最短距离或最短距离之和。
        • 沿面闪络电压大小排序：干闪电压>湿闪电压>污闪电压
      • 沿面 闪络 电压
        • 定义：发生闪络现象时的电压
        • 击穿电压排序大小排序（SF6除外）：固体>液体>气体>沿面放电
        • 沿面闪络电压在确定输电线路和变电所外绝缘的绝缘水平时起着决定性作用
        • 一个绝缘装置的实际耐压能力取决于沿面闪络电压
        • 固体介质与电极表面存在小气隙，大气中的潮气吸附在固体介质表面形成水膜，导致固体介质表面电阻的不均匀，表面的粗糙不平造成沿面电场畸变，降低闪络电压
        • 电场分布影响沿面闪络电压大小排序：均匀电场>极不均匀电场具有弱垂直分量>极不均匀电场具有强垂直分量
      • 极不均匀 电场具有 强垂直分量 时的沿面放电 （套管）
        • 放电过程：加压一电晕放电（法兰附近）一刷形放电—滑闪放电（未击穿）一沿面闪络(击穿)
        • 滑闪放电：以气体分子热电离作为特征，只发生该情况下
        • 交流和冲击电压表现明显
        • 提高沿面闪 络电压方法
          • 交流 电压
            • 减小比电容：加大法兰处套管外径和壁厚； 釆用介电常数小的介质
            • 减小表面电阻：在套管靠近法兰处涂半导体釉
            • 大于35kV的高压套管，必须釆用能调节经向和轴向电场分布的电容式套管和绝缘性能更好的充油式套管
          • 直流 电压
            • 增加沿面距离
      • 极不均匀 电场具有 弱垂直分量 时的沿面放电 （支柱绝缘子）
        • 放电过程：加压一电晕放电（法兰附近）一刷形放电—沿面闪络
        • 不出现热电离和滑闪放电
        • 气隙距离不大时（小于0.5m）,闪络电压与沿面距离成线性正比例，无饱和
        • 提高沿面闪 络电压的方法
          • 改善电极形状 （屏蔽电极、均压环等）
      • 总结:提高气隙沿面闪络电压方法 屏障、屏蔽、加电容极板、消除窄气隙、绝缘表面处理、 改变局部绝缘体的表面电阻率、 强制固定绝缘沿面各点的电位、 附加金具（均压环）、阻抗调节
    • 湿闪
      • 湿闪在操作和雷电冲击电压[时间短，来不及发展]下，湿闪电压与干闪电压接近，比工频电压的影响小
      • 设计时要为绝缘子配备若干伞裙
        • 影响因素：伞裙的宽度、伞距、还有伞的倾斜角度{增大爬电距离}
    • 污 闪 事 故
      • 污闪 发展 过程
        • 积污一受潮一干区形成一局部电弧出现与发展一闪络
          • 整个放电过程不可逆
          • 积污为污闪本质原因 局部电弧：电晕或辉光放电转为局部放电
        • 与能否产生局部电弧、流过污层的泄漏电流大小有关， 泄漏电流能够维持一定程度的热电离，才能保证局部电弧燃烧和扩展。
      • 高压直流与交流电压相比， 污闪电压更低。电网中绝缘子的表面更容易吸附污秽颗粒。 直流污闪电压与交流污闪电压可下降约30% 高压直流电网绝缘子的污秽闪络是影响输电可靠性的主要原因之一。
      • 影 响 因 素
        • 污秽的性质/ 污染程度
          • 与积污量、污秽的化学成分有关
          • 等值附盐密度（等值盐密）：单位面积表面上的污秽导电性相当的等效NaCl含量（mg/cm2）
          • 不反映污秽成分、非导电物质含量、污秽分布，只反映积累污秽结果而非过程
        • 大气湿度
          • 易发生在雾、露、融雪、毛毛雨等高湿度天气
            • 湿度越大，闪络电压越低【区分纯气体放电】
        • 爬电距离
          • 爬电距离越长，污闪电压越高
        • 绝缘子直径
          • 直径越大，污闪电压越低
      • 解 决 措 施
        • 增大泄漏距离/爬电比距：增加绝缘子片数，换用耐污型绝缘子，改用V形串固定导线
          • 爬比净距：电力设备外绝缘”相地“的爬电距离与设备最高线电压有效值之比
        • 定期或不定期的清扫：干布擦拭，水冲洗（停电或带电）
        • 憎水性涂料：硅油、硅脂，室温硫化硅橡胶（RTV）
          • 水滴在疏/憎水电介质表面上形成的接触角大于90度， 在亲水电介质表面上形成的接触角小于90度
        • 半导体釉绝缘子
        • 新型合成/复合绝缘子
    • 液体 电介质 的 击穿 理论 3理论+ 5因素+ 3措施
      • 液体绝缘属于非自恢复性绝缘
        • 分类：纯净液体、工程用（含杂）液体
      • 击 穿 理 论
        • 纯净 液体
          • 电击穿理论（电子碰撞电离理论）
            • 与气体放电汤逊理论相似，击穿场强比气体介质高
          • 气泡击穿理论
            • 由于气泡中的实际承受场强比液体电介质场强大，气泡的耐电场强比液体介质小，故电离过程首先在气泡中发展。
              • 屋漏偏逢连夜雨
        • 工程 液体
          • 小桥击穿理论
            • 组成杂质小桥的杂质电导很大，使泄漏电流增大、发热增多，促使水分汽化、气泡扩大，最后沿此小桥热击穿。
            • 在纯净液体/冲击电压下最不易形成小桥。
      • 影 响 因 素
        • 杂质（油品质）
          • 溶于液体，耐压影响不大；悬浮状态，形成小桥， 杂质过多会导致击穿电压下降。
          • 当有极性电介质且易吸潮的纤维存在时，水分对击穿电压的影响特别大。 炭粒沉淀到液体介质表面，形成油泥，易造成沿液体介质表面的放电，同时影响散热
          • 电场越均匀，杂质对击穿电压的影响越大，击穿电压的分散性也越大
          • 在不均匀电场中或冲击击穿电压，杂质对击穿电压的影响小
        • 温度
          • 均匀电场
            • 干燥的变压器油
              • 油温↑，击穿电压↓
            • 潮湿的变压器油
              • 油温↑，击穿电压先↓后↑再↓
          • 极不均匀电场
            • 油温↑，工频击穿电压↓
          • 油温↑，冲击击穿电压↓
        • 电压作用时间
          • 加压时间↑，击穿电压↓
        • 电场均匀程度
          • 液体电介质纯净度较高时，改善电场均匀程度使击穿电压↑； 较多杂质的液体电介质，改善电场均匀程度无作用
        • 压力（压强、油压）
          • 工频电压作用下，压力↑，击穿电压↑
          • 极不纯净液体或冲击电压作用下，压力基本无影响
          • 变压器油经过脱气处理则击穿电压与压力的关系不明显基本无影响
      • 提高 击穿 电压 方法
        • 提高/保持油的品质
          • 过滤、祛气、防潮
        • 断“小桥”
          • 覆盖层
            • 覆盖是紧贴在金属电极上的固体绝缘薄层，不会改变油中电场分布，减小小桥电流，阻碍热击穿发展，提高油隙的击穿电压
          • 绝缘层
            • 只用在不均匀电场，厚覆盖包在曲率半径较小的电极上，强场区的空间被固体绝缘层所填充，以降低空间的场强，提高油隙的击穿电压
          • 极间障
            • 屏障或隔板，是放在电极间油隙中的固体绝缘板。机械地阻隔杂质“小桥” 成串；对直流电压，使曲率半径大的电极油隙中的电场变均匀，提高油间隙的击穿电压
    • 固体 电介质 的 击穿 理论 3理论+ 8因素+ 3措施
      • 固体绝缘属于非自恢复性绝缘
      • 击穿 理论
        • 电击穿：击穿电压与环境温度无关（主要） 热击穿：击穿电压与散热条件有关；直流电压下，正常未受潮的绝缘很少发生热击穿。
      • 影 响 因 素
        • 电压作用时间
          • 整体趋势：电压作用时间越长，击穿电压越低 1.电击穿(0.1s以下)：除时间很短（电压作用时间越长，击穿电压越低)的情况下，击穿电压与电压作用时间关系不大 2.热击穿(几分钟~数十个小时)：电压作用时间越长，击穿电压越低 3.电化学击穿(几十小时~几年)
        • 温度
          • 电击穿：与温度几乎无关 热击穿:温度越高,热击穿电压越低
        • 电场均匀程度 与介质厚度
          • 均匀电场
            • 1.电击穿：介质厚度增加,击穿电压线性增加； 击穿场强与介质厚度几乎无关 2.热击穿：介质厚度增加,击穿电压非线性增加； 击穿场强减小
          • 不均匀电场
            • 介质厚度增加，击穿电压非线性增加； 击穿场强减小
        • 电压频率
          • 电击穿：与频率无关 热击穿：频率增加,击穿电压降低
        • 电压种类
          • 冲击击穿电压>直流击穿电压>工频交流电压>高频交流击穿电压
        • 受潮度
          • 受潮度增加,击穿电压降低
        • 累积效应
          • 电压作用次数增多，击穿电压降低
        • 机械负荷
          • 机械负荷越多，击穿电压降低
      • 提高击穿 电压方法
        • 1.改进绝缘设计：釆用合理结构，改进电极形状，使电场分布尽可能均匀；
        • 2.改进制造工艺：清除杂质、气泡、水分等，使电介质均匀致密，防止局部放电和过热；
        • 3.改善工作条件：防潮，防污，防有害气体侵蚀，加强散热冷却
    • 液、固 间电 介质的 老化 形式
      • 电 老化
        • 液体
          • 局部放电引起温度升高而导致油裂解和产生气体
        • 固体
          • 交流电压下：电离性老化（电树枝）、电导性老化（水树枝） 直流电压下：电解性老化
      • 热 老化
        • 液体
          • 油氧化分解出多种能溶于油中的微量气体
        • 固体
          • 介质变脆，机械强度降低——设备绝缘的寿命主要就由热老化来决定
          • A级[“油-屏障''式油纸]绝缘热老化的8℃原则： 工作温度超过规定值 （105°C）每升高 8℃时，寿命约缩短一半。 B级绝缘（大型电极中云母）采用10℃原则 H级绝缘（干式变压器）采用12℃原则
      • 环境 老化
        • 液体
          • 紫外线照射
        • 固体
          • 光氧老化：有机易老化，无机耐老化
    • 组合 绝缘 的 电气 强度
      • 组合 绝缘
        • 变压器内绝缘：由油纸绝缘层、油间隙、聚合物等固体和液体电介质组成 套管绝缘:由电瓷、油间隙、胶纸/油纸层组成
          • 直流电压下，短时间击穿场强约为交流两倍以上 长时间击穿场强约为交流三倍以上
        • 电场 分布
          • 直流电压：绝缘等效为电阻，各层绝缘分担电压与电导率成反比，应该把电气强度高、 电导率大的材料用在电场最强的地方 交流和冲击电压：绝缘等效为电容，各层绝缘分担电压与介电常数成反比，应该把电气强度高、介电常数大的材料用在电场最强的地方
      • 分阶 绝缘
        • 超高压交流电缆常为单相圆芯结构，一般釆用分阶结构
        • 越靠近缆芯内层绝缘，材料的介电常数越大，使电场均匀化，减小缆芯附近的最大电场强度
      • “油-屏障”式 绝缘
        • 电力变压器、油断路器、充油套管等设备中广泛采用
        • 油为主要电介质，在油隙中放置若干个屏障以改善电场分布并阻止贯通性杂质小桥形成
        • 固体介质有不同的形式：覆盖层、绝缘层、极间障
      • 油纸 绝缘
        • 电缆、电容器、电容式套管等设备中广泛釆用
        • 直流电压下的击穿电压>2倍*工频电压的击穿电压
        • 以固体介质为电介质，液体介质为浸渍剂
    • 大气条件对外绝缘 放电电压的影响
      • 电气设备的外绝缘
        • 空气间隙和绝缘子
      • 外绝缘的破坏性放电
        • 空气间隙击穿与绝缘子闪络
      • 与大气条件（气压、温度、湿度）有关
        • 详情见上
  • 电 气 设 备 绝 缘 试 验
    • 绝缘 缺陷 分类
      • 集中性 缺陷
        • 悬式绝缘子的瓷质开裂、 发电机绝缘局部磨损、 电缆绝缘层内存在气泡
        • 不完全等于局部性缺陷
      • 分布性 缺陷
        • 电机、变压器、套管 等绝缘中有机材料 整体受潮、老化、变质
        • 不完全等于整体性缺陷
    • 绝缘 试验 分类
      • 按 施加 电压 高低
        • 绝缘特性试验（检查性试验、非破坏性试验）
          • 用于发现绝缘分布性和集中性缺陷
        • 绝缘耐压试验（高电压试验、破坏性试验）
          • 鉴定电气设备绝缘强度最直接有效的方法
      • 按 设备 是否 带电
        • 离线
          • 非/破坏性试验
        • 在线
          • 非破坏性试验
    • 绝 缘 特 性 试 验
      • 绝 缘 电 阻 与 吸 收 比 的 测 量
        • 绝 缘 电 阻 测 量
          • 原理
            • 在加直流电压后，各层电压将从开始时按电容分布逐渐过渡到稳态时按电导（电阻）分布，/存在夹层极化
          • 电流 组成
            • 传导电流（稳态电流）ig：与绝缘电阻成反比
            • 吸收电流Ia
          • 测 量 仪 表
            • 手摇式兆欧表（摇表）
              • 手摇直流发电机
              • 测量机构
            • 低压设备（1000V以下）使用500V和1000V ， 高压设备（1000V及以上）使用2500V和5000V
              • 500V、1000V、 2500V. 5000V
            • 转速达到额定转速（120r/min）的80%以上即可 施加电压后60s的数值或稳定值，作为工程上的绝缘电阻值
            • 转速低于要求转速，测量结果偏高。 施加交流电压，，测量结果偏低
          • 接 线 方 式
            • 三个接线端子： 线路端子（L）接被试品的高压导体； 接地端子（E）接被试品外壳或地； 保护（屏蔽）端 子（G）接被试品的屏蔽环或别的屏蔽电极
            • 电缆的绝缘电阻与长度成负相关 测量转子绝缘L接转子滑环，E接转子轴
            • 被试绝缘接在端子L和E之间，保护端子G使测得的绝缘体积电阻不受绝缘表面状态的影响
          • 分 类
            • 体积绝缘电阻
              • 保护端子（G）的存在，故测得电阻为体积绝缘电阻.介质截面越小，体电阻越大
            • 表面绝缘电阻
              • 受环境因素影响较大
        • 吸收比
          • 对被试品加压60s和15s时所 测得的绝缘电阻R60和R15的比值K
            • K>1.3：绝缘良好、内部不均匀、吸收现象显著
            • K<1.3：绝缘不良、内部均匀、吸收现象不明显
            • 可以判定绝缘介质分布不均匀
          • 不均匀绝缘试品，严重受潮K≈1
        • 极化 指数
          • 对于大型的电机及变压器，由于其电容量大，吸收现象延续时间长，可利用极化指数 P =R10min /R1min作为一个判断指标，要求大于某个定值
        • 测量判别方法
          • 同其他设备比较（横向比较）
          • 同历史数据比较（纵向比较）
        • 测量注 意事项
          • 1.测量时，记录温度，进行换算； 2.试验前后对试品充分放电； 3.消除试品表面泄漏的影响； 4.测量吸收比或极化指数时，应待电源电压稳定后再接入被试品，并开始计时; 5.试验结束后，应在保持兆欧表电源电压的条件下，先断开L与试品的连线，再停止摇表
        • 绝缘电阻测 量功效分析
          • 有效性
            • 大体为分 布性缺陷
              • 总体绝缘质量欠佳、 绝缘整体受潮、表面脏污 两极间有贯穿性的导电通道、
          • 无效性
            • 大体为集 中性缺陷
              • 绝缘中的局部缺陷 (非贯穿性的局部损伤、裂缝、内部气隙等)、 绝缘的老化
        • 泄 漏 电 流 的 测 量
          • 泄漏电流的大小反映了绝缘电阻值，保持时间1分钟
          • 1.试品直流电压较高（＞10kV）,能发现兆欧表不能发现的一些未完全贯通的集中性缺陷（大部分分布性缺陷） 2.试验电压可调，可在升压过程中监视泄漏电流增长动向/所测电压电流关系线性度来指示绝缘情况 3.微安表的刻度为线性，且量程可选择，读数准确；而兆欧表刻度非线性很强，难以分辨
          • 微安表 的接法
            • 接在被试品低压 侧和大地之间
              • 适用于被试品的低压极不直接接地时
                • 安全不准确
            • 接在高压侧
              • 适用于被试品的一极已固定接地，不能分开
                • 准确不安全
      • 介 质 损 耗 角 正 切 tanδ 的 测 量
        • 测量方法： 西林电桥
          • 正接线
            • 被试品和标准无损电容接在高压侧
              • 电桥本体接在低压侧
            • 适用于两端对地绝缘的被试品，多数适用于实验室
              • 比较安全准确
          • 反接线
            • 被试品和标准无损电容接在低压侧
              • 电桥本体接在高压侧
            • 多数适用于现场测量
        • 测量原理 （正接线）
          • • Cx↑，内部电容短路或浸水【ξr↓，漏油；d↑，断路】
        • 影 响 因 素
          • 外界电磁场干扰
            • 消除措施：加设屏蔽，远离干扰源；同频率的干扰釆用移相法或倒相法
          • 温度
            • tanδ随温度的增高而增大，换算到20°C的值，尽可能在10〜30℃的条件下进行
          • 试验电压
            • 在额定电压（10kV）范围内，值保持不变；超过临界电压，随电压的升高而增大
          • 试品电容量
            • 对电容量较大的试品，测量tanδ只能发现整体分布性缺陷, 因此对于大容量电机、变压器和电力电缆等设备绝缘中的局部集中性缺陷，应分解然后分别测量
          • 试品表面泄漏
            • 表面清洁干燥，必要时加屏蔽环， 必须将被测绕组和非被测绕组的首尾短接
        • 功效 分析
          • 有效性
            • 分布性绝缘缺陷（全面老化劣化，绝缘受潮，油或浸渍剂脏污） 小容量试品中的严重集中性缺陷（穿透性导电通道，绝缘中气隙放电，绝缘分层、脱壳）
          • 无效性
            • 大容量试品中的个别集中性缺陷（非贯穿性的局部损坏，很小部分绝缘的老化劣化，个别的绝缘弱点） 通过做tanδ与外加电压的关系tanδ〜U发现，气隙较多，则曲线有明显转折
      • 局 部 放 电 的 测 量
        • 电气设备内部绝缘存在的弱点，在一定外施电压下发生的局部重复击穿和熄灭现象。 发生在气隙、气泡或油隙之中，绝缘体中的杂质、水分和气泡在外施电压作用下放电 测定电气设备在不同电压下的局部放电强度和发展趋势能判断内绝缘是否存在局部缺陷、介质老化的速度、目前的状态
        • 局部 放电 主要 表征 参数
          • 视在放电量
            • 比真实放电量小
          • 放电/脉冲重复率【每秒发生放电脉冲的平均次数】
            • 外加电压越大，频率越大
          • 放电能量、平均放电电流、放电均方率、放电功率、局部放电起始电压、局部放电熄灭电压
        • 测 量 方 法
          • 电气 检测法
            • 脉冲电流法
              • 测量视在放电量；灵敏度高、应用广泛
              • 不仅可以灵敏地检出是否存在局部放电，还可判断放电强弱程度
              • 分类：直接法（串联法/并联法）；平衡法
            • 介质损耗法
              • 测量附加损耗；操作方便
          • 非电 检测法
            • 噪声检测法：用听觉检测局部放电；灵敏度很低，且带有试验人员主观因素。
            • 光检测法：局部放电所发出的光量；只适用于透明介质：可用其他辅助仪器增加灵敏度。
            • 化学分析法：气相色谱分析成分含量；灵敏度高：操作简便，不需停电，适用在线诊断
            • 超声波探测法：抗干扰能力相对较强，可以在运行中和耐压试验时检测绝缘内部的局部放电，适合预防性试验的要求。
      • 绝 缘 油 的 气 相 色 谱 分 析
        • 绝缘油的 电气试验
          • 绝缘油起绝缘、冷却作用， 油断路器起绝缘、冷却、灭弧作用
          • 检测绝缘油 的电气性能
            • 在标准油杯中做绝缘油击穿试验，在专用试验电极中测量油tanδ等方法，测量绝缘油的电阻率
            • 绝缘油受潮、脏污会使电气强度下降，受潮或者变质时tanδ增加
          • 对绝缘油做 预防性试验
            • 需要测试油的闪点、酸值、水分、游离碳、电气强度、介质损失角
            • 由于设备局部过热导致油分解，绝缘油的闪点下降和酸值增加
        • 测量过程
          • 油样釆集一脱气（真空法、溶解平衡法）一样品检测一结果判断
          • 分析油中溶解气体的成分、含量及其随时间的变化规律，就可以鉴别故障的性质、程度及其发展情况
        • 三比值法
          • 取H2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6 五种特征气体含量，分别计算 C2H2/C2H4、CH4/H2、C2H4/C2H6三对比值，再按一定规则进行编码，用以判断故障的性质
        • 特征 气体
          • 与故障性质密切相关的气体组分，有CH4、C2H6、C2H4、C2H2、H2、CO、CO2
      • 电 压 分 布 的 测 量
        • 测量电压分布是不停电检查老化绝缘子的有效方法
          • 检查绝缘子老化还有测绝缘电阻/做交流耐电压试验
        • 影响 因素
          • 表面比较清洁：电压分布取决于绝缘结构本身的电容和杂散电容
          • 表面染污受潮：电压分布取决于表面电导
          • 绝缘中某一部分因损坏使绝缘电阻急剧下降，则表面电压分布会有明显的改变
        • 清洁输电线路悬式绝缘子串电压分布：两头大、中间小，靠近导线最大
        • 劣化绝缘子：如果某一片绝缘子的实测电压低于标准值的一半
        • 解决 措施
          • 在绝缘子串与导线连接处装设均压金具（或称保护金具）
          • 一般只对额定电压大于220kV的超高压线路的绝缘子串加装均压金具
      • 绝缘状态 综合判断
        • 如果某一试品的各项试验均顺利通过，各项指标符合有关标准、规程的要求, 一般就可认为其绝缘状态良好，可以继续运行
        • 如果有个别试验项目不合格，达不到规程要求，用“三比较”的办法处理 与同类型设备作比较； 在同一设备的三相试验结果之间进行比较; 与该设备技术档案中的历年试验所得数据作比较
        • 缺陷种类总结
    • 绝 缘 耐 压 试 验
      • 概 述
        • 确认电气设备绝缘可靠性的试验，通常所加电压比额定电压高来进行试验。 优点是对绝缘考验严格，能保证绝缘具有一定的绝缘水平； 缺点是只能离线进行，并可能因耐压试验对绝缘造成一定的损伤。
      • 工 频 耐 压 试 验
        • 作 用
          • 鉴定电气设备绝缘强度的最有效和最直接的方法
          • 可以确定电气设备的耐受水平，可以判断电气设备能否继续运行，是避免在运行中发生绝缘事故的重要手段
        • 高压 产生
          • 高压试验室通常采用高压试验变压器
          • U＜1000kV时，一般釆用单台变压器 U≥1000kV时，一般釆用串级结构
          • 对电力电缆、电容器等电容量较大的被试品，釆用串(并)联谐振回路来获得试验用的工频高电压
          • 国家标准规定，进行工频交流耐压试验时，在绝缘上加工频试验电压后，要求持续1分钟
        • 高压 试验 变压器 油浸式
          • 按高压套管数量分
            • 单套管式
              • 按照耐受全电压要求设计，多用于300kV以下
            • 双套管式
              • 绝缘均按全电压的一半设计，最高额定电压可达750kV
          • 特 点
            • • 被测量数值大、测量系统复杂\有良好的瞬态响应特性
          • 串级 装置
            • 最常用的串级连接方式为自耦式连接
            • 三台试验变压器作串级联接时，则三台容量之比为3： 2：1
            • 常用调压装置：自耦调压器、感应调压器、移圈调压器、电动发电机组
        • 接 线
          • 限流电阻R1常用水电阻
          • 球间隙F起高压测量及保护被试品
        • 测 量 方 法
          • 对测量交流高电压峰值或有效值，要求其测量的误差（不确定度）应在±3%以内【统一记忆：交流、直流、冲击均为3%】
          • 高压侧测量：静电电压表、球隙、电容分压器配用低压仪表（如静电电压表、峰值电压表 和示波器等）【实验室测量】、电压互感器【现场测量】
          • 静电电压表
            • 交流测量是电压的有效值
              • 直流测量是电压的平均值
                • 不能测量一切冲击电压
          • 球隙测压器
            • 唯一能直接测量高达数兆伏的各类交直高压峰值的测量装置
              • 用紫铜或黄铜制成
            • 间隙电场为稍不均匀电场，击穿电压的分散性较小，伏秒特性较平坦，放电重复性好；极不均匀电场准确性较差
              • 需要进行温度、气压矫正
            • 测量交直流电压保护电阻是几kΩ，测量冲击电压保护电阻是500Ω以下
          • 交流峰值电压表
            • 1.利用整流电容电流、电容器充电电压来测量交流高压; 2.有源数字式峰值电压表
          • 高压分压器
            • 分压器技术要求：分压器的准确性和稳定性（幅值误差要小）；分出的电压与被测高电压波形的相似性（波形畸变要小）
            • 按分压元件分
              • 电阻分压器
                • 测量直流高电压只能用电阻分压器
                  • 测量＜100kv交流高电压；1MV以下的冲击电压
              • 电容分压器
                • 测量>100kv交流高电压
              • 阻容分压器 【串/并联】
                • 测量冲击电压的幅值，可以把峰值电压表接在分压器低压臂上进行测量; 记录冲击电压波形的全貌，则使用高压脉冲示波器配合分压器进行测量
            • 按用途分
              • 交流、直流、冲击高压分压器
      • 直 流 耐 压 试 验
        • 当被试品电容量很大（电力电缆、电力电容器），常用直流高电压试验代替工频高压试验
        • 产生：整流
        • 整流回路 设备基本 技术参数
        • 基础 整流 电路
          • 半波整流电路
          • 倍压整流电路
            • 在实际中一般采用。当硅堆阻断时，它承受的反向电压最大值为2倍的试验变压器最高输出电压的幅值。
        • 串级直流高压发生器
          • 倍压整流电路作为基本单元，多级串联起来可组成一台串级直流高压发生器
        • 特点
        • 测量 实施 方法
          • 对于绝大多数组合绝缘来说，直流电压下的电气强度远高于交流电压下的电气强度，交流电气设备的直流耐压试验必须提高试验电压，才能具有等效性
          • 直流电压下绝缘介质损耗及直流电压对绝缘损伤比交流电压的小，故直流耐压试验的时间较工频耐压时间长
          • 不需供给电容电流，设备容量小，体积小，便于现场试验
          • 比交流耐压更能发现电机端部的绝缘缺陷
        • 直流 高压 测量
          • 对具有波纹的直流试验电压，要求测量它的算术平均值，且测量总不确定度不超过±3%。 高压侧测量：静电电压表、球隙或棒间隙、电阻分压器、高值电阻串微安表（高压高阻法）
          • 棒-棒气隙为直接测量直流高压的标准测量装置。棒隙比球隙的测量结果准确度更高，分散性更小，测量装置的结构更简单
          • 球隙：在直流电压作用下，球隙距离S与球径D的比值S/D应在0.05〜0.4范围内； 应施加多次电压使球隙击穿，并以测得的最高电压值作为所测电压值，测定误差一般在±5%范围内
      • 冲 击 耐 压 试 验
        • 作用
          • 用来检验高压电气设备在雷电过电压和操作过电压作用下的绝缘性能和保护性能
        • 实施 方法 规定
          • 300kV以下 的电气设备
            • 绝缘在工频工作电压、暂时过电压和操作过电压下的性能用短时(Imin)工频耐压试验检验;绝缘在雷电过电压下的性能用雷电冲击耐压试验来检验
          • 300kV及以上 的电气设备
            • 绝缘在操作过电压下的性能用操作冲击耐压试验来检验; 绝缘在雷电过电压下的性能用雷电冲击耐压试验来检验
        • 单级 冲击 电压 发生器
          • 可调整电阻Rf和Rt改变输出电压； 放电球隙G作为冲击电压发生器的开关 一般单级冲击电压发生器最高电压不超过200-300kV 为获得很快由零上升到峰值然后较慢下降的冲击电压，使主电容C0>>负荷电容Cf、波前电阻Rf<<波尾电阻Rt
          • 多级冲击电压发生器
        • 测量 要求
          • 操作 冲击电压
          • 雷电 冲击电压
            • 测量冲击截波峰值的总不确定度取决于截断时间Tc。 (1)当0.5μs<Tc<2μS时，总不确定度为±5%； (2)当Tc>2μs时，总不确定度为±3%； (3)当Tc<0.5μS时，总不确定度>±5%；但还不能作出确切规定
          • 测量冲击全波峰值的总不确定度为±3% 测量冲击波形时间参数的总不确定度为±10%
        • 冲击高压 的测量
          • 球隙测电压峰值
          • 分压器配用低压仪表 (示波器、峰值电压表、数字记录仪等) 测电压峰值及波形
            • 冲击峰值电压表的基本原理是被测电压上升时，通过整流元件将记忆电容充电到电压峰值, 被测电压降落时，整流元件闭锁，记忆电容上电荷经转换而保持下来，供稳定指示用
            • 瞬态响应特性好，能反映快速变化电压的峰值；能给出单次冲击电压峰值的稳定指示
        • 试验方法
          • 电气设备内绝缘的雷电冲击耐压试验釆用“三次冲击法”
            • 对被试品施加三次正极性和三次负极性雷电冲击试验电压（1.2/50μs全波）； 对变压器和电抗器类设备的内绝缘，还要再进行雷电冲击截波（1.2/2〜5μs）耐压试验
          • 电气设备外绝缘的冲击电压试验釆用“15次冲击法”
            • 对被试品施加正、负极性冲击全波试验电压各15次，相邻两次冲击的时间间隔不小于Imin. 每组15次冲击的试验中，如果击穿或闪络的次数不超过2次，即可认为该外绝缘试验合格
      • 高压测量装置能否测量三种高压的总结
  • 线 路 和 绕 组 中 的 波 过 程
    • 输 电 线 路 的 波 过 程
      • 均 匀 无 损 单 导 线 的 波 过 程
        • 分布 电路 参数 模型
          • 线路实际长度大于电源波长
          • 线路或设备的绕组在雷电（冲击电压）波作用下，由于雷电波的波头时间仅为1.2us,则雷电压（或雷电流）由零上升到最大幅值时，雷电波仅在线路上传播360m。 长达几十乃至几百km的输电线路，同一时间线路上的雷电压（雷电流）的幅值不同
          • 线路中电压和电流与时间、位置有关
          • 线路、绕组有电感；对地、绕组匝间有电容
        • 波过程的 基本概念
          • 由雷击、开关操作和故障引起的暂态电磁波（冲击过电压）在输电线路和设备内部的传播过程。
          • 输电线路上的波过程实质：能量沿着导线传播的过程/导线周围建立电场和磁场的过程。
          • 电磁场传播过程基本规律：导线单位长度所具有的磁场能量恒等于电场能量
        • 沿线路 传播的 行波
          • 行波：电压波和电流波沿线路流过（无穷长直角波）
          • 电压波的符号与线路上电荷的符号有关，与电荷运动方向无关。 电流波的符号与线路上电荷符号，电荷运动方向有关。
        • 波动方程 与 波的基本方程
          • 在规定行波正方向的前提下，前行电压波和前行电流波同号，反行波电压和反行波电流异号。
          • 导线上任意一点电压/流=通过该点的前行波+反行波
          • 前行电压波与前行电流波之比=正波阻抗
          • 反行电压波与反行电流波之比=负波阻抗
          • 导线上某点的前行波和反行波同时存在时，则该点电压和电流的比值不等于波阻抗
        • 波 速
          • • 与导线周围媒质的性质（相对磁导率/相对介电常数）有关， 与导线的几何尺寸（导线半径）、悬挂高度及线路长度无关
            • 架空线路（分裂导线）v ≈c = 3x 10e8m/s （光速）； 电缆线路v ≈c/2 = 1.5x 10e8 m/s （光速的一半）
        • 波 阻 抗
          • • 前行电压波与前行电流波之比
            • 与导线自身参数（导线周围媒质、导线半径、架空高度）有关，与线路长度无关
            • 架空线：300 Ω（分裂导线）~500 Ω（单导线）；电缆线路：10-50Ω
      • 行 波 的 单 一 折 射 和 反 射
        • 行波在节点处发生折射与反射
        • 节点：行波传播过程中，均匀性（节点两边的导线波阻抗不同）受到破坏的点
        • 不同 情况下 电压 折射 反射 系数
          • • 电压折射波大于入射波， 电压反射波与入射波同号
              • 总电压升高
          • • 均匀导线【不发生任何折、反射现象】
              • 电压折射波等于入射波， 无电压反射波
                • 总电压不变
          • • 电压折射波小于入射波， 电压反射波与入射波的异号
              • 总电压降低
        • 线路 末端 分析 情况
          • • 电流反射波所到之处，线路电流降为零; 电压反射波所到之处，线路电压加倍； 线路磁场能量全部转化为电场能量
          • • 电压反射波所到之处，线路电压降为零； 电流反射波所到之处，线路电流加倍。 线路电场能量全部转化为磁场能量
          • 对比记忆
          • • 线路末端无反射波，有折射波； 线路上电压/流波形保持不变。 能量全消耗在R上，转为热能
              • 当输电线末端负荷的等值阻抗等于输电线的波阻抗时，功率为自然功率
        • 等值集中参数定理 （彼得逊法则）
          • 电压源电势等于入射电压液的两倍【等值电流源的电流为入射电流波的两倍】，该电源的内阻等于线路波阻抗Z
          • 使用 条件
            • 波沿分布参数的线路入射
            • 只适用于和结点相连的线路为无穷长的情况（折射线路上没有反行波或尚未达到节点）
          • 应 用
            • 行波穿过电感：零时刻，电感相当于开路，电压上升一倍。 无穷大时刻，电感相当于短路。
            • 行波旁过电容：零时刻，电容相当于短路，电压降为零值。 无穷大时刻，电容相当于开路：
            • 最大陡度发生在t=0时刻，均可以降低来波陡度 串联电感时最大陡度取决于Z2和L, 并联电容时最大陡度取决于Z1和C
            • 重 要 结 论
              • 行波穿过电感或旁过电容时，波前被拉平，波前陡度减小，L或C越大，陡度越小
              • 在无限长直角波的情况下，串联电感和并联电容对电压最终稳态值都没有影响
              • 从折射波角度看，串联电感与并联电容作用相同， 从反射波角度看，串联电感与并联电容作用相反
              • 当波到达节点时， 电感上出现电压全反射和电流负全反射，第一条线路上的电压加倍，电流降为零； 电容上出现电流全反射和电压负全反射，第一条线路上的电流加倍，电压降为零
              • 串联电感和并联电容都可用作过电压保护，减小过电压波的波前陡度和降低短时过电压波的幅值。 但并联电容不会使u1增大，更有利
      • 行 波 的 多 次 折 反 (均匀)
        • 适用叠加原理；分析/计算方法为网格图
        • 无限折反射下的 最终前行波幅值
          • n趋于无穷大后，中间线路Z0对Z2的前行波的最终幅值没有影响
        • 中间线段的存在及其波阻抗Z0的大小决定了折射波的波形
      • 波 在 有 损 导 线 中 的 传 播
        • 线 路 损 耗 因 素
        • 对线路电阻/电导的影响
          • 波所流过的距离越长，R0/Z的比值越大，衰减越多；（电缆衰减显著）
        • 损 耗 对 行 波 的 影 响
        • 冲 击 电 晕 (好处)
          • 定义：在高压输电线路上，雷电或操作冲击电压波的幅值很高，往往引发电晕，称为冲击电晕
          • 特 点
            • 只与电压瞬时值有关
              • 负极性电晕的发展比正极性的弱
            • 雷击绝大部分是负极性的，因此 防雷工程上 在考虑冲击电晕对导线上波过程的影响时，一般按负极性电晕来考虑
          • 对波 过程 的影 响
            • 波阻抗减小：导线半径r增大，对地电容增大，电感不变
            • 波速减小，冲击强烈时可减小到0.75c
            • 耦合系数增大
              • 耦合系数k表示感应电压U2与感应电压U1的比值。 耦合系数k<1，耦合系数越大，导线1、2之间电位差越小
            • 波的衰减与变形
      • 波 在 多 导 线 系 统 中 的 传 播 【耦合 系数】
        • 思路：静电场点电荷系统； 分析方法：麦克斯韦方程
        • 考虑耦合波阻抗变化 1.考虑耦合后三（单）相并联的波阻抗＞不考虑耦合的三（单）相并联波阻抗 2.互电感使电流减小， 互电容使电压升高
        • 对防雷保护 的影响
        • 对导线间 距离影响
          • 导线间距越近，互波阻抗越大，耦合系数就越大，线间绝缘上所受的电压越小,性能越好
        • 缆芯与缆皮 电压感应效应
          • 阻止缆芯中电流流通， 在直配发电机防雷保护中得到广泛应用
    • 变 压 器 绕 组 中 的 波 过 程
      • 变压器 绝缘 分类
      • 冲击电压 过电压
        • 在冲击电压作用下，由于绕组内的电磁振荡和绕组间的电磁感应过程， 在绕组的主绝缘（绕组对地和绕组间的绝缘）和纵绝缘（绕组的匝间、层间、线饼间的绝缘）上会出现过电压
      • 单 相 绕 组 中 的 波 过 程
        • 变压器 绕组的 简化 等值 电路
          • 简化：1.假定绕组均匀； 2.忽略电阻和电导； 3.不单独计入互感，把其作用归并到自感中去
        • 绕组 中的 初始 电压 分布
          • 电感支路开路
            • 电压按绕组的电容分布
            • 等值电路可简化为电容链CT，称为变压器的入口电容
          • α越小，初始电压分布越均匀，性能越好。
          • 不管中性点什么接地方式，绕组的初始最大电位梯度均出现在绕组的首端
        • 绕组 中的 稳态 电压 分布
          • 电压按绕组的电阻分布
            • 直流电压：电感支路短路，电容支路开路
          • 绕组末端接地短路时，绕组各点的稳态电位均匀下降 绕组末端开路时，绕组各点的稳态电位相等
        • 绕组 中的 电压 振荡 （中间） 过程
          • 最大振荡电位包络线
            • L、C共同作用
          • 过电压幅值=2*稳态幅值-初始值
          • 绕组末端接地：Umax=1.4U0 绕组末端开路：Umax=1.9U0
        • 防雷保护时变压器对于 变电站中波过程的影响
          • 在雷电冲击波作用下分析变电站防雷保护时，变压器对于变电站中波过程的影响可用一集中电容CT来代替， 大小为绕组全部对地电容与全部匝间电容的几何平均值（√CK）
        • 变压器绕组绝缘保护 与设计有关重要问题
        • 变压器对过电压 的内部保护
          • 思 路
            • 减弱振荡
            • 使绕组绝缘结构与过电压分布情况相适应
          • 措 施
            • 增大纵向电容（纵向补偿）：纠结式/内屏蔽式绕组
            • 补偿（减小）对地电容（横向补偿）：静电屏/环/匝
      • 三相绕组中 的波过程
        • 星形接线中性点 不接地（Y）
          • 一相进波，中性点稳态电压为1/3U0,中性点最大电压为2/3U0
          • 两相进波，中性点稳态电压为2/3U0,中性点最大电压为4/3U0
          • 三相进波，，中性点稳态电压为U0，中性点最大电压为2U0
            • 与单相绕组末端不接地相同：绕组末端开路：Umax=1.9U0
        • 星形接线 中性点接地（Yn）
          • 三相之间相互影响很小， 可按三个末端接地的独立单相绕组的波过程分析
            • 单相绕组末端接地：Umax=1.4U0
        • 三角形接线（△）
          • 一相进波时，波过程规律与单相绕组末端接地时相同
            • 单相绕组末端接地：Umax=1.4U0
          • 两/三相进波时，用叠加法分析； 三相进波时，中性点最大电压在每相绕组中部,大小接近2U0
      • 波在变压器 (高低压) 绕组间的传递
        • 当冲击波侵入变压器的高压绕组时，会在低压绕组中感应出过电压 低压绕组中感应的过电压包括两个部分：
        • 电磁感应分量
          • （磁感应）
            • 与变比、绕组接法及进波相数有关
          • 配电变压器在低压侧线路遭到雷击时发生高压绕组绝缘击穿的事故原因。
        • 静电感应分量
          • （电容传递）
            • 通过绕组间的电容耦合传递，与变比无关；
          • 只有当低压绕组空载开路时，感应过电压才高
    • 旋转 电机 绕组 中的 波过程
      • 分析 方法
        • 平均法
      • 分析 等效
        • 旋转电机（发电机、调相机和大型电动机）绕组的等值电路在形式上和变压器绕组的相同
        • 旋转电机的纵向电容比较小，故分析电机绕组中的波过程时可将电机绕组看作是具有一定波阻抗的导线
      • 影响 电机 绕组 波阻抗 的因素
        • 与该电机的容量、额定电压和转速有关 1.容量增大，波速减小，波阻抗减小 2.额定电压增大，波阻抗增大
      • 绕组 电压 分布
        • 当波沿着电机绕组传播，最大电压与最大的纵向电位梯度都出现在绕组的首端
        • 绝缘承受的匝间电压与进波陡度成正比，为避免匝间绝缘故障，进波陡度限制到5kV/us 以下
        • 匝间电压u=al/v a：入侵波陡度；l：单位匝长度；v：平均波速
  • 雷电放电机理及 电力系统防雷保护
    • 雷 电 放 电 及 雷 电 过 电 压
      • 过电压
        • 定义：电力系统中出现的对绝缘有危险的电压升高和电位差升高
        • 按过电压原因分类
          • 外部过电压[大气/雷电过电压]：由外部因素（雷击等）引起的过电压
          • 内部过电压：由电力系统内部故障或开关操作引起的过电压
      • 雷电 放电 过程
        • 雷电放电
          • 一种超长气隙极不均匀电场的火花放电现象
            • 自然界中的雷电放电主要是：下行、线状、负极性雷
        • 雷电流
          • 雷击阻抗为0的被击物体时被击物中流过的电流
            • 国际上通常将雷击于接地电阻小于30Ω的物体时流过该物体的电流为雷电流
        • 放电条件
          • 当云中某一电荷密集中心处的场强达到25-30kV/cm时，就可能引发雷电放电
      • 雷击放电的危害
        • 雷电过电压是造成系统绝缘故障和停电事故的主要原因之一
        • 产生巨大电流，使被击物体炸毁、燃烧、使导体熔断或通过电动力引起机械损坏
      • 雷击物体过程
        • 雷击物体可看成一个入射波的电流波i0沿一条波阻抗Z0的通道向被击物体传播的过程
      • 雷电放电 基本过程
        • 先导放电→主放电→余辉（余光）放电
          • 雷电放电现象可用流注理论加以解释
        • 雷云电荷的中和过程往往出现多次重复雷击的情况 第一次冲击放电（分级先导）的电流最大，不超过300kA 第二次及以后各次冲击（箭状先导）的放电电流较小。不是分级，而是自上而下连续发展（无停歇现象）
      • 雷 电 参 数
        • 雷电 活动 频度
          • 雷暴日Td/雷暴小时Th
            • 一年中发生雷电的天（小时）数。
          • 一个雷暴日可大致折合为3个雷暴小时
          • 我国规定：标准雷暴日=40； 少雷区雷暴日≤15; 多雷区雷暴日＞40； 强雷区雷暴日＞90
        • 地面 落雷密度
          • 每平方公里地面在一个雷暴日受到的平均雷击次数。
          • 我国标准Td=40的地区取γ=0.07
        • 雷道 波阻抗Z0
          • 我国规程建议取Z0=300Ω
        • 雷电的 极性
          • 实测负极性雷击占75%〜90%
        • 雷电流的 计算波形
          • 双指数波
            • 雷电流的标准波形，与实际雷电流波形最接近
          • 斜角波
          • 斜角平顶波
            • 一般线路设计中釆用
          • 半余弦波
            • 仅在大跨越、特殊高塔线路防雷设计中釆用
        • 雷 电 流
          • 我国测得的最大雷电流幅值为300kA
            • ≈传播下来电流入射波的2倍
              • 与雷云中电荷数量、被击中物体的波阻抗或接地电阻的量值有关
          • 描述脉冲波形的主要参数：峰值、波前时间、半峰值时间
          • 波前时间 T1 处于1〜4μs的范围内，平均为2.6μs； 波长(半峰值时间)T2处于20〜l00 μs的范围内，多数为40μs左右
            • 我国规定在防雷设计中采用2.6/40μs的波形
          • 实测α最大极限可取50kA/μs
    • 防 雷 保 护 装 置
      • 在现代电力系统中实际釆用的防雷保护装置主要有： 避雷针、避雷线、保护间隙、避雷器、 防雷接地、电抗线圈、电容器组、消弧线圈、自动重合闸等
      • 避 雷 针 和 避 雷 线
        • 直击雷防护装置
          • 当雷电直接击中电力系统中的导电部分（导线、母线等）时，会产生极高的雷电过电压
        • 避 雷 针
          • 作用：直击雷保护
          • 结构：接闪器、引下线、接地体
          • 绕击率:0.1% 绕击：雷电绕开避雷装置而击中被保护物体
          • 保 护 范 围
            • 单支 避雷针
              • 一个以其本体为轴线的曲线圆锥体，像一座圆帐篷
            • 两支等高 避雷针
              • 两针之间保护范围有所扩大
        • 避 雷 线
          • 保护范围与其本身的长度相同
            • 沿线一侧的宽度要比避雷针的保护半径小
          • 特别适用于保护架空输电线路及大型建筑物（500kV大型超高压变电站）
          • 保 护 角 α
            • 定义：避雷线和边相导线的连线与经过避雷线的铅垂线之间的夹角
            • 保护角越小（或避雷线间距越大），避雷线对导线的屏蔽保护作用越有效，绕击率越低。
            • 电线路的杆塔设计中一般取保护角α=20°〜30°
            • 220-330kV双避雷线线路一般采用20°左右， 500kV一般≤15°; 山区宜采用较小的保护角
      • 避 雷 器
        • 作用
          • 限制雷电过电压，以保护电气设备 （一般避雷器与被保护设备并联，通过提前击穿将过电流泄入地面，或限制本身电压在可允许范围内，保护并联设备安全）
        • 要求
          • 1.正常工作隔离导线与地之间（导通放电电压略高于系统最大工作电压）； 2.动作时限制雷电侵入波（伏秒特性平坦）； 3.动作后可靠地切断工频续流（良好的绝缘自恢复能力）；不产生截波。
        • 类型
        • 电 气 特 性 参 数
          • 阀 型 避 雷 器
            • 1.额定电压：避雷器能在工频续流第一次过零值时可靠熄灭电弧的条件下，允许加在避雷器上的最大工频电压 2.冲击放电电压：标准雷电冲击波、标准操作冲击波下的放电电压（幅值）上限。 3.工频放电电压：在工频电压作用下避雷器发生放电的电压值。 4.残压：波形为8/20us的一定幅值的冲击电流通过避雷器时在阀片电阻上产生的电压峰值。规定雷电流大小为5kA （220kV及以下）和10kA （330kV及以上）的残压作为设计依据 5.保护水平：避雷器上可能出现的最大冲击电压峰值。相关标准规定以残压、标准雷电冲击放电电压、陡波放电电压除以1.15后所得电压值三者之中最大值作为该避雷器的保护水平 6.切断比：工频放电电压的下限与额定电压之比；越接近于1,说明火花间隙灭弧能力越强。 7.保护比：残压与额定电压之比；保护比越小,保护性能越好。
          • 氧 化 锌 避 雷 器
            • 1.额定电压：在承受规定的雷电冲击或操作冲击后，仍能耐受10s的最高工频电压有效值， 而且特性基本不变，不会发生热崩溃 2.持续运行电压：允许持久地施加在避雷器端子间的工频电压有效值，其值一般应≥系统的最高工作相电压。 3.参考电压（转折电压或起始动作电压）：ZnO阀片伏安特性曲线由小电流区上升部分进入大电流区平坦部分的转折处，通常以通过1mA电流时的电压作为参考电压 4.残压：避雷器通过规定波形及幅值的冲击电流时，在其两端间呈现的最大电压峰值，包括雷电冲击电流下的残压、操作冲击电流下的残压、陡波冲击电流下的残压 5.保护水平：雷电保护水平为陡波冲击下残压除以1.15与雷电冲击电流下残压相比较取较大者；操作保护水平为操作冲击电流下的残压 6.压比：避雷器在标称放电电流下的残压与参考电压峰值之比；压比越小，非线性越好， 避雷器保护性能越好 7.保护比：标称放电电流下的残压与持续运行电压峰值之比；保护比越小,保护性能越好
      • 接 地 装 置
        • 接地:在大地表面土层中埋设金属电极
        • 接地装置
          • 接地体
            • 埋入地中并直接与大地接触的金属导体
          • 接地线（接地引下线）
            • 电力系统或电气设备的某部分与接地体连接的金属导体
        • 按作 用分
          • 1.工作接地：电力系统正常运行的需要的接地，如中性点接地。接地电阻值一般为0.5〜10Ω。
          • 2.保护接地：为了人身安全而将电气设备的金属外壳等接地。接地电阻值要求在1〜10Ω。
          • 3.防雷接地：将雷电流顺利泄入地下，以减小它所引起的过电压。接地电阻值通常在1〜30Ω。
        • 接 地 电 阻
          • 与接地体的形状、尺寸大小、土壤电阻率等因素有关系
          • 在流过冲击大电流时呈现的电阻，防雷接地，称冲击接地电阻Ri 工频或直流，称稳态接地电阻Re
          • 冲击系数
            • • 一般小于1,但在接地体很长时也有可能大于1
          • 影响 因素
            • 电感效应冲击接地电阻Rg增大，冲击系数增大 火花效应使冲击接地电阻Rg减小，冲击系数减小
          • 跨步电压与接触电压
            • 跨步电压
              • 地表面径向距离为0.8m的两点之间的电位差
            • 接触电压
              • 地面上离接地设备径向距离0.8m的地点与该设备上垂直高度1.8m处的两点间电位差
          • 降低接地装置 接地电阻方法
            • 1.有效扩大接地装置的地中电极面积 2.增加地网埋设深度 3.局部换土，釆用降阻剂 4.导体引外连接辅助接地体
          • 高压输电线路每一杆塔下一般都有接地装置，并通过接地引下线与避雷线相连。 发电厂和变电站内需要良好的接地装置并满足工作接地、保护接地（主要）和防雷接地的要求。 一般做法是根据保护接地和工作接地要求敷设一个统一的接地网，然后再在避雷针和避雷器与地网的连接点增加接地体以满足防雷接地的要求
    • 架 空 输 电 线 路 、 变 电 站 、 旋 转 电 机 的 防 雷 保 护
      • 架 空 输 电 线 路 的 防 雷 保 护
        • 输 电 线 路 的 雷 电 过 电 压
          • 感 应 雷 过 电 压
            • 定义
              • 当雷击输电线路附近的地面时，虽未直击导线，由于雷电过程引起周围电磁场的突变，会在导线上感应出高电压
            • 先导放电时导线上出现束缚电荷，主放电时束缚电荷突然释放形成过电压的静电分量（主要）； 主放电中雷电流的急剧变化产生强脉冲磁场，在导线上产生过电压的电磁分量。
            • 分 类
              • 雷击线路附近大地 时线路上的感应雷过电压
                • 导线上方无避雷线时，且雷击点与电力线路之间的距离s>65m
              • 雷击线路杆塔 时导线上的感应雷过电压
                • 雷击杆塔等紧靠导线的接地物体时
            • 特 征
              • 感应雷击过电压的极性与雷云的极性相反，即与雷电流的极性相反
              • 在三相导线上同时出现，数值基本相等，故不会出现相间电位差和相间闪络； 幅值较大引起对地闪络；如果两相或三相同时对地闪络即形成相间闪络
              • 波形较直击雷过电压更平缓，波长更长
              • 导线上方装有接地的避雷线，会使导线上的感应电荷减少和感应过电压降低； 线间距离越近，耦合系数越大，导线上感应过电压越低，越好
              • 感应雷电流幅值≤100kA,感应雷电压幅值为300-400kV, 35kV及以下电压等级可能引起线路闪络，110kV及以上电压等级线路不会引起闪络
          • 直 击 雷 过 电 压
            • 定义
              • 直击雷过电压是雷直击于线路引起
            • 雷击杆塔 塔顶时的 过电压和 耐雷水平 （反击）
              • 塔顶 电位
                • 杆塔电流小于雷电流
                • 分流系数=经杆塔入地的电流/总的雷电流
              • 导线电位和 线路绝缘上的电压
                • 导线上耦合电压与雷电流同极性
                • 导线上感应过电压与雷电流异极性
              • 耐雷 水平 的 计算
                • 耐雷水平：雷击线路的绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值或能引起闪络的最小雷电流幅值，单位为kA
                • 反击（逆闪络）：雷电击中接地物体（杆塔、避雷线等），使雷击点对地电位增高 杆塔电位比导线电位为高，绝缘子串闪络
                • 耐雷水平可由线路绝缘实际承受电压幅值=绝缘子串的50%冲击闪络电压时求得
                • 耐雷水平与分流系数β、杆塔等值电感Lgt、杆塔冲击接地电阻Rch成正相关 导地线间耦合系数k、绝缘子串的50%冲击闪络电压U50%成负相关
                • 距离避雷线最远的导线，耦合系数最小，易发生反击，所以应以此作为计算条件
              • 提高 耐雷水平的 措施
                • 降低杆塔接地电阻；
                • 增大耦合系数；
                • 减小分流系数；
                • 1.单根避雷线改为双避雷线， 2.导线下方增设架空地线（称为耦合地线）
                • 加强线路绝缘
            • 雷击避雷线档 距中央的过电压
              • 概率大约只有10%,但雷击该处引起导、地线间气隙击穿的可能性最大
            • 雷电绕过 避雷线 击于导线的 过电压和 耐雷水平 （绕击）
              • 绕击：雷电绕过避雷线的保护范围而击于导线； 发生绕击的概率称为绕击率 绕击率与保护角、 杆塔高度成正比、 与通过地区地形地貌等因素有关，山区线路的绕击率约为平原的3倍
              • 绕击时的耐雷水平低于雷击杆塔的耐雷水平
              • 各级电压线路的反击耐雷水平（雷击杆塔）、绕击耐雷水平（雷击线路）110kv开计
          • 总 结
        • 输 电 线 路 的 防 雷 保 护
          • 输电线路 遭雷击时 线路跳闸 停电条件
            • 沿面闪络通道流过工频 短路电流的电弧持续燃烧
              • 形成击穿电弧
            • 雷电流超过线路耐雷水平
              • 建立稳定工频电弧
          • 建弧率：冲击闪络转变为稳定工频电弧 【 绝缘子串平均运行电压梯度＜6kV/m，建弧率≈0】 与沿绝缘子串或空气间隙的平均运行电压梯度有关
          • 雷击（绕击+反击）跳闸率： 雷暴日Td=40的情况下，100km的线路每年因雷击而引起的跳闸次数
          • 衡量线路防雷性能的综合指标
          • 线路雷害事故的发展过程
          • 线路 防护 措施
            • 防止 雷直击线路
              • 架设避雷线：防直击（多指绕击）、耦合、分流
            • 防止 雷击塔顶或避雷线 引起绝缘闪络
              • 降低杆塔冲击接地电阻：提高耐雷水平，防反击
              • 架设避雷线
              • 架设耦合地线：耦合、分流
              • 装设避雷器：线路型氧化锌避雷器，防反击，降低雷击跳闸率
              • 加强绝缘：增加绝缘子片数
            • 防止雷击闪络后转化 为稳定工频电弧
              • 加强绝缘
              • 中性点不接地或经消弧线圈接地方式
            • 防止 线路中断供电
              • 釆用自动重合闸：事后措施，提高供电可靠性
              • 釆用不平衡绝缘方式
              • 双回路或环网供电
          • 架设避雷线是输电线路防雷保护的最基本和最有效的措施 我国规程规定: 330kV及以上线路应全线架设双避雷线； 220kV线路宜全线架设双避雷线； 110kV线路一般应全线架设避雷线 35kV及以下线路一般不全线架设避雷线，仅在变电站进出口处设置1〜2km的避雷线为进线段保护。
      • 变 电 站 的 防 雷 保 护
        • 来源
          • 沿输电线路入侵的雷电过电压波
            • 主要原因
          • 雷电直击变电站
            • 严重性更高
        • 防雷 措施 总结
        • 变 电 站 直 击 雷
          • 防护措施
            • 装设避雷针（500Kv以下）或避雷线（500Kv以上）
          • 避雷针 安装 方式 分类
            • 独立 避雷针
              • 具有专用支座和接地装置
              • 接地电阻一般≤l0Ω，空气间距Sk>5m，地中距离Sd/避雷针及其接地装置距离道路>3m。否则应釆取均压措施（铺设砾石或沥青地面）
              • 容易反击则安装独立避雷针
                • 更安全
            • 构架 避雷针
              • 直接安装在构架上，接地与变电站地网相连
              • 110kV及以上的配电装置，[土壤电阻率p<1000Q.m]一般将避雷针装设在构架上。土壤电阻率p>1000Q.m 的地区，宜装设独立避雷针
              • 60kV配电装置，ρ>500Q m地区宜用独立避雷针； ρ <500Q m地区可釆用构架避雷针
              • 35kV及以下的配电装置，应架设独立避雷针
              • 安装避雷针构架接地装置与主变接地点之间电气距离＞15m
              • 变压器的门型构架上不允许装设避雷针
        • 变 电 站 雷 电 侵 入 波
          • 防护措施：避雷器结合进线段保护
          • 避雷器【限制入侵过电压波的幅值】实现作用的前提（不会反击）： 1.伏秒特性良好配合（在一切电压波形下避雷器伏秒特性均在被保护绝缘伏秒特性之下） 2.残压低于被保护绝缘的冲击耐压； 3.被保护绝缘处于避雷器的保护距离之内
          • 避雷器与被保护设备距离为零时的过电压：变压器与避雷器波形相同，变压器的冲击耐压＞避雷器的残压， 变压器将得到保护
          • 避雷器与被保护设备 有一定距离时的过电压
            • 变压器上的电压具有振荡性质，其振荡轴为避雷器的残压
            • • • 正反比关系
          • 进线段保护
            • 在临近变电站1〜2km内的一段线路上加强防雷保护措施，并提高雷击杆塔时的反击耐雷水平
            • 作 用
              • 冲击电晕而发生衰减和变形，降低波前的陡度和幅值
              • 限制流过避雷器的冲击电流幅值
            • 保护 措施
              • 对35〜110kV未沿全线架设避雷线的线路，在进线段须架设避雷线； 对全线架设避雷线的高压变电站，在进线段可减小保护角、降低杆塔冲击接地电阻
          • 断路器保护
            • 变电站中线路的断路器在断开情况下，由于雷电侵入波发生全反射而发生绝缘击穿，是断路器损坏的主要原因之一
            • 断路器的线路侧装设一组金属氧化物避雷器
            • 流经避雷器的冲击电流幅值
              • 正反比关系
        • 变 压 器 的 防 雷 保 护
          • 三绕组变压器 的防雷保护
            • 任一相低压绕组出线端加装一只该电压等级的避雷器
              • 中压绕组绝缘水平较高，一般不需加装避雷器来保护
          • 自耦变压器 的防雷保护
            • 高压断路器QF1的内侧装设一组避雷器FV1； 中压断路器QF2的内侧装设一组避雷器FV2； 高中压端之间跨接一组避雷器FV3
          • 变压器中性点 的防雷保护
            • 对35kV及以下中性点非有效接地系统，不用接避雷器保护。
            • 对110kV及以上中性点有效接地系统，需在中性点加装避雷器
          • 配电变压器 的防雷保护
            • 配电变压器在高、低压侧装设避雷器
          • 气体绝缘 变电站（GIS） 的防雷保护
            • 特 点
              • 1.绝缘的伏秒特性很平坦，冲击系数接近于1, 2.绝缘水平主要取决于雷电冲击水平； 3.结构紧凑，被保护设备与避雷器相距较近； 4.同轴母线筒的波阻抗较低一般只有60〜100Ω,约为架空线的1/5 5.绝缘大多为稍不均匀电场，出现电晕立即击穿，不能自恢复
            • 接线方式
              • GIS管道与架空线路的连接处装设金属氧化物避雷器，接地端应与管道金属外壳相连
      • 旋转电机 的防雷保护
        • 特 点
          • 同一电压等级，旋转电机绝缘的冲击耐压水平最低
          • 避雷器的残压≤电机的冲击耐压，绝缘裕度很小
          • 匝间绝缘要求侵入波陡度受到严格限制（5kV/us ）
        • 与接连 方式分
          • 直配电机
            • 直接与架空线相连（包括经过电缆段、电抗器等原件与架空线相连）的电机
          • 非直配电机
            • 经过变压器再接到架空线上去的电机
        • 直配电机的 防雷保护
          • 限制流经FCD型避雷器中的雷电流小于3kA
          • 并联电容器C：限制入侵波陡度和降低感应过电压
          • 电抗器L：限制短路电流，降低进波陡度和减小流过FCD的冲击电流
  • 电 力 系 统 内 部 过 电 压 机 理 、 类 型 及 其 防 护 措 施
    • 基 础 概 念
      • 分 类
      • 过电压持续时间比较：暂时过电压>操作过电压>雷电过电压 谐振过电压>暂态过电压
      • 系统最大 工作电压Uφ
      • 内部 过电压 倍数K
        • 内部过电压幅值与电力系统最高运行相电压幅值Uφ之比
        • 我国电力系统绝缘配合要求内过电压倍数≤下表中数值
      • 不同电压等级的系统中，各种作用电压的影响不同 1.220kV及以下系统，绝缘水平主要由雷电过电压决定 2.330kV及以上超、特高压系统中，绝缘水平主要由操作过电压决定 3.严重污秽地区，电力系统外绝缘水平主要由系统最高运行电压决定
    • 不 同 类 型 内 部 过 电 压 产 生 原 因 、 发 展 过 程 、 影 响 因 素 以 及 防 护 措 施
      • 工 频 过 电 压
        • 概 述
          • 定义：电力系统中出现的幅值超过最大工作相电压
          • 对电力系统的影响: 1.工频过电压和操作过电压常常同时发生，其大小直接影响操作过电压的幅值 2.工频过电压的大小是决定避雷器额定电压的重要依据 3.工频过电压持续时间很长，对设备绝缘及其运行条件有很大影响(油纸绝缘内部发生局部放电、污秽绝缘子闪络、铁心过热、电晕及其干扰加剧)
          • 分 类
            • 空载长线电容效应引起的工频电压升高
            • 不对称短路引起的工频电压升高
            • 甩负荷引起的工频电压升高
        • 空载长线电容效应 引起的 工频电压升高
          • 线路上的工频电压从线路末端开始向首端按余弦规律分布，在线路末端电压最高
          • 线路末端电压升高程度与线路长度有关，任何情况下工频过电压都不超过2.9p.u
          • 工频过电压与电源容量有关：电源容量越小，电抗越大，工频电压升高越多
          • 在双端电源的线路中，线路两端的断路器必须遵循一定的操作顺序： 线路合闸时，先合电源容量较大的一侧，后合电源容量较小的一侧； 线路切除时，先切电源容量较小的一侧，后切电源容量较大的一侧
          • 限制 方法
            • 在超、特高压线路上，釆用并联电抗器补偿线路的电容电流以削弱电容效应
        • 不对称短路 引起的 工频电压升高
          • 不对称短路是输电线路最常见的故障形式
          • 单相或两相接地短路，健全相工频电压升高
            • 单相接地短路健全相较高
          • 阀型避雷器的额定电压依据 单相接地时的工频电压升高来选定
            • 中性点不接地
              • 避雷器的灭弧电压按110%UN选择，称为“110%避雷器”
            • 中性点经消弧线圈接地
              • 避雷器的灭弧电压按100%UN选择，称为“100%避雷器”
          • 限制 措施
            • 采用良导体地线降低输电线路零序阻抗
        • 发电机甩负荷 引起的 工频电压升高
          • 原 因
            • 1.发电机电动势不能突变； 2.调速器和制动设备的惰性； 3.空载长线的电容效应
          • 单相接地的突然甩负荷,工频过电压可达2倍的相电压
          • 限制 措施
            • 220kV及以下的电网中不需要釆取特殊措施
            • 330kV-500kV超高压电网中，应釆用并联电抗器或静止补偿装置等措施 工频电压升高限制在（1.3〜1.4倍）相电压（幅值）以下（母线1.3，线路1.4）
      • 谐 振 过 电 压
        • 概 述
          • 产生原因
            • 进行开关操作或发生故障时，电感、电容元件可能形成不同的振荡回路，引起谐振过电压
          • 谐振过电压可在各电压等级电网中产生，尤其在35kV及以下的电网中
        • 线性 谐振 过电压
          • 产生 原因
            • 当交流电源的频率接近回路的自振频率时，回路的感抗和容抗相等或相近而互相抵消，串联谐振将在回路的电感和电容上产生远高于电源电压的过电压
            • 谐振回路由不带铁心的电感元件（如输电线路的电感、变压器的漏感）或励磁特性接近线性的带铁心的电感元件（如铁心中带有气隙的消弧线圈）和系统中的电容元件组成
          • 产生 条件
          • 种 类
            • 并联补偿线路不对称切合引起的工频谐振
            • 消弧线圈补偿网络的工频谐振
          • 消除 措施
            • 使回路脱离谐振状态或增加回路损耗
            • 在电力系统设计和运行时，应设法避开谐振条件以消除线性谐振过电压
        • 铁磁 谐振 过电压 （非线性)
          • 产生 原因
            • 电感元件带有铁心（如消弧线圈、变压器、电压互感器等）时，一般都会出现饱和现象,满足一定条件时，就会产生铁磁谐振现象
          • 产生 条件
            • • 电感电容 伏安特性相交
                • 回路不只有一种稳定工作状态
            • 电力系统铁磁谐振过电压往往发生在变压器处在空载或轻载的时候
          • 种 类
            • 传递(中性点位移)过电压
            • 断线引起的谐振过电压
            • 电磁式电压互感器饱和引起的谐振过电压
          • 消除 措施
            • 消除 饱和
              • 1.改善电磁式电压器激磁特性 2.电压互感器开口三角绕组接入阻尼绕组，或一次绕组中性点对地接入电阻
        • 参数 谐振 过电压
          • 产生 原因
            • 系统中某些元件的电感发生周期性变化，并有相应的电容配合，回路电阻又不大时，则有可能引发参数谐振。
            • 发电机的自励磁过电压（自激过电压）属于参数谐振过电压
          • 消除 措施
            • 发电机在正式投入运行前，设计部分要进行自激的校核，避开谐振点
      • 操 作 过 电 压
        • 概 述
          • 产生 原因
            • 电力系统许多设备是储能元件，在断路器或隔离开关开断过程中，储存在电感中的磁能和储存在电容中的静电场能量（电能）发生转换、过渡的振荡过程
          • 特 点
            • 1.高频振荡、强阻尼、幅值大 2.具有强烈的统计性 3.持续时间较短，毫秒消失（0.1s）的暂态过电压 4.操作过电压是决定电力系统绝缘水平的依据之一
            • 5.操作过电压幅值与系统相电压幅值有一定倍数关系
          • 各类操作过电压依据系统的电压等级不同，最重要过电压为： 1.中性点绝缘（35KV及以下）系统：单相间歇电弧接地过电压； 2.中性点直接接地（35-220KV）系统：空载线路/变压器分闸过电压 3.超、特高压（330KV及以上）系统：空载线路合闸过电压
        • 断续 电弧 接地 过电压
          • 根本 原因
            • 中性点不接地系统， 断续电弧（时燃时灭）
          • 发展 过程
            • 与熄弧的时间有关
              • 电弧在过渡过程中的高频振荡电流过零时熄灭
              • 电弧要等到工频电流过零时才能熄灭
                • 正常相的最大过电压倍数为3.5 故障相的最大过电压倍数为2.0
          • 影响 因素
            • 电弧熄灭与重燃时的相位
              • 受周围煤质和大气条件等的影响
            • 系统的相关参数
              • 考虑相间电容时过电压更小； 考虑线路电阻、电弧 损耗、对地泄漏电导，过电压更小，不超过3.5Uφ,一般在3Uφ以下
            • 中性点接地方式
          • 限制 措施 （减少 过电压）
            • 中性点有效接地
            • 中性点经消弧线圈接地
              • 消弧线圈釆用脱谐度不大于10%的过补偿运行方式
            • 线路过长釆用分网运行，减小接地电流
            • 人为增大相间电容
        • 切除 空载 线路 过电压
          • 根本 原因
            • 断路器 电弧重燃
          • 影响 因素
            • 1.断路器灭弧性能
              • 灭弧能力越弱的断路器，其对应的切空线过电压越高
            • 2.断路器触头重燃与熄弧随机性
            • 3.母线上的出线数
              • 出线越多，过电压越小
            • 4.中性点接地方式
            • 5.线路负载损耗 6.电磁式电压互感器
          • 限制 措施 （减少 过电压）
            • 1.中性点有效接地
              • 全能方法
            • 2.釆用不重燃断路器
              • SF6/压缩空气断路器、带油压式灭弧装置的少油断路器
            • 3.加装并联分闸电阻
              • 中值（千Ω）电阻
                • 先打开主触头，后打开辅助触头
            • 4.安装避雷器
              • 在线路首端和末端安装ZnO（MOA）或磁吹阀型避雷器
            • 5.外侧接有电磁式电压互感器
        • 切除 空载 变压器 过电压
          • 根本 原因
            • 断路器 强制 截流
          • 电力系统的消弧线圈、并联电抗器、轻载或空载变压器及电动机等均为电感性元件；空载线路为电容性元件
          • 正相关：截断前残余电压电流、变压器励磁电感 负相关：变压器对地电容
          • 影响因素
            • 断路器性能
              • 灭弧能力越强的断路器，其对应的切空变过电压越高
            • 变压器特性
              • 变压器带电缆会使过电压降低
            • 变压器中性点接地方式
          • 限制 措施 （减少 过电压）
            • 中性点有效接地
            • 装设并联分闸电阻
              • 高值（千Ω）电阻
            • 安装避雷器
              • 在断路器的变压器侧装设避雷器
        • 空载 线路 合闸 过电压
          • 根本 原因
            • 电压 突变
          • 发展 过程
            • 正常（计划性/检修后）合闸：过电压Umax =2Uφ 单相重合闸：过电压Umax =2Uφ 三相重合闸：过电压Umax =3Uφ
          • 影响 因素
            • 线路长度和电源容量
              • 空载线路容升效应
            • 合闸相位
            • 线路残压的大小与极性
            • 线路损耗
            • 母线上的出线数
            • 中性点接地方式
            • 系统参数、 电网结构、 自动重合闸的方式、 断路器合闸时三相的同期性
          • 限制 措施 （减少 过电压）
            • 1.中性点有效接地
            • 2.降低工频稳态电压
              • 装并联电抗器
            • 3.消除和削减线路残余电压{单相自动重合闸}
              • 装电磁式电压互感器
            • 4.同电位合闸
            • 5.装设并联合闸电阻
              • 低值（百Ω）电阻
                • 先合辅助触头，后合主触头
            • 6.安装避雷器
              • 安装在线路首、末端（断路器的线路侧）的ZnO或磁吹避雷器
              • 装设ZNO（MOA）避雷器可以不装合闸电阻
        • 中性点接地 方式对绝缘 水平的影响
          • 分类
            • 有效接地
              • 直接接地
              • 经小阻抗接地
              • 有效接地：适用110kV及以上系统，降低绝缘水平和设备造价，获得显著经济效益
            • 非有效接地
              • 不接地
              • 经消弧线圈接地
              • 非有效接地：适用66kV及以下系统，绝缘费用占比低，供电可靠性为主要因素
          • 最大长期工作电压
          • 雷电过电压
            • 同一电压等级下，中性点有效接地系统中所用避雷器的 灭弧电压、冲击放电电压、残压比中性点非有效接地系统中的避雷器低
          • 内部过电压
            • 有效接地（线电压）系统比非有效（相电压）接地系统内部过电压低20%~30%
          • 中性点有效接地系统中设备的绝缘水平比同电压等级的中性点非有效接地系统低20%左右
• 电气设备与主系统
  • 发 电 厂 和 变 电 站 的 基 本 类 型 和 特 点
    • 能 源 和 电 能
      • 能量形式
        • 能量是物质的一种形态，既不能创造，也不能消灭，只能从一种形态转变到另一种形态， 并且能量转换必然遵守能量守恒定律
        • 机械能、热能、化学能、辐射能、电能、核能
          • 核能不遵守质量守恒和能量守恒定律
      • 能 源 分 类
        • 按获得方法分
          • 一次能源
            • 煤、石油、天然气、水能、风能
          • 二次能源
            • 电力、蒸汽、焦炭、 煤气、汽油、柴油、重油
        • 按被利用程度分
          • 常规能源
            • 煤、石油、天然气、水能
          • 新能源
            • 太阳能、风能、海洋能、地热能、生物质能、氢能
        • 按能否再生分
          • 可再生能源
            • 水能、风能、太阳 能、海洋能和生物质能
          • 非再生能源
            • 煤炭、石油、天然气、核燃料
        • 按能源本身性质
          • 含能体能源
            • 煤炭、石油、天然气、核燃料、地热、 氢能
          • 过程性能源
            • 水能、风能、海洋能、电能
          • 能否直接储存
        • 按对环境的污染程度分
          • 清洁能源
            • 太阳能、水能、海洋能
          • 非清洁能源
            • 煤炭、石油
      • 电能 特点
        • 二次能源 不能大量储存，产、供、消三个环节必须同时完成。 电能可以大规模生产和远距离输送。 电能方便转换和易于控制： 损耗小、效率高、电能在使用时没有污染，噪声小
    • 发 电 厂
      • 发电厂是电力系统的中心环节，是把其他形式的一次能源转换成电能的工厂
      • 火 力 发 电 厂
        • 目前我国以火力发电厂为主，其发电量占全国总发电量的70%以上
        • 利用煤炭、石油或天然气作为燃料生产电能
        • 能量的转换过程是：燃料的化学能 →热能 →机械能 → 电能
        • 主要组成部分：燃烧系统(以锅炉为中心)、汽水系统(以汽轮机为中心)、 电气系统(以发电机为中心)
        • 分类
          • 按燃料分
            • 燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂，垃圾发电厂，工业废料发电厂
          • 按蒸汽压 力和温度分
          • 按原动机分
            • 凝汽式汽轮机发电厂； 燃气轮机发电厂(适合作为调峰机组); 内燃机发电厂 蒸汽-燃气轮机发电厂
          • 按输出能源分
            • 凝气式发电厂(火电厂，只生产电能，效率较低，30%～40%)
            • 热电厂(热电厂，既生产电能又供应热能，效率较高，60%～70%)
          • 按装机容量分
            • 小容量发电厂：装机总容量在100MW 以下的发电厂； 中容量发电厂：装机总容量在100～250MW的发电厂； 大中容量发电厂：装机总容量在250～1000MW的发电厂； 大容量发电厂：装机总容量在1000MW 以上的发电厂
            • 其他划分标准：小 → 125MW 以下 中 → 125MW 大中→ 125MW 及以上
          • 按供电范围分
            • 区域性发电厂
              • 在电网内运行，承担一定区域性供电的大中型发电厂
            • 孤立发电厂
              • 不并入电网内，单独运行的发电厂
            • 自备发电厂
              • 由大型企业自己建造
        • 特点
          • 布局灵活，建造投资少，建造工期短
          • 生产成本高，厂用电率高，运行费用高，尽可能担负较均匀负荷(不适合用作调峰、调频、事故备用)，对环境的污染较大
      • 水 力 发 电 厂
        • 一次能源：水的势能和动能 主要设备：压力水管、水轮机、发电机
        • 分 类
          • 按集中落差方式分
            • 堤坝式水电厂(坝后式、河床式)
            • 引水式水电厂
            • 混合式水电厂
          • 按径流调节程度分
            • 无调节水电厂
            • 有调节水电厂
          • 按水库对径流 的调节程度分
            • 日调节水电厂
            • 年调节水电厂
            • 多年调节水电厂
        • 特点
          • 发电成本低、效率高、厂用电率低、运行灵活、适于承担系统的调峰、调频和作为事故备用、不污染环境
          • 建设投资较大，工期较长、发电不均衡、淹没土地、移民搬迁
      • 抽水 蓄能 电厂
        • 特点
          • 唯一可以双向工作的发电厂，既可以发电(发电机),又可以用电(电动机) 在电力系统负荷低时，抽水、蓄能。在电力系统负荷高峰时，放水、发电
        • 作用
          • 调峰，调频，调相，填谷，事故备用，黑（自）启动，蓄能
      • 核电厂
        • 一次能源：核能 主要设备：核反应堆、蒸汽发生器、汽轮机、发电机
        • 由核系统（核岛）和设备（常规岛）两大部分组成
        • 分类
          • 世界上使用最多的是轻水堆核电厂（压水堆核电厂和沸水堆核电厂）压水堆占比更大
        • 特点
          • 运行安全稳定、节省燃料的运输费、对环境影响小、寿期长
          • 建设投资最大；泄漏危害大
    • 变 电 站
      • 定 义
        • 电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电气设施。 在电力系统中变电站是输电和配电的集结点
        • 起变换电压作用的设备是变压器
      • 类 型
        • 按在电力系统中地位分 电压等级为高压侧
          • 枢纽变电站
            • 位于电力系统的枢纽点，连接电力系统高、中压等几个部分，汇集有多个电源和多回大容量联络线，变电容量大，电压等级为330~ 500kV。 全站停电将引起系统解列，甚至瘫痪
          • 中间变电站
            • 位于系统的主要环路线路中或系统主要干线的接口处，汇集有2~ 3个电源， 高压侧以交换潮流为主，同时又降压供给当地用户，主要起中间环节作用，电压等级为220～330kV。 全站停电将引起区域电网解列
          • 区域(地区)变电站
            • 以对地区用户供电为主，是一个地区或城市的主要变电站， 电压等级为110～220kV。 全站停电仅使该地区中断供电
          • 终端变电站
            • 位于输电线路终端，接近负荷点，经降压后直接向用户供电，不承担功率转送任务，电压等级为110kV 及以下。全站停电仅使站供的用户中断供电
    • 直 流 输 电 系 统
      • 直流输电系统是在输电系统的送端将交流电转化为直流电,经过直流输出电线路 将电能送往受端；在受端又将直流电转换为交流电(逆变),然后送到受端的交流系统中去， 供用户使用。
        • (整流)+(逆变)
      • 在这个系统的送端进行整流变换的地方称为整流站 在受端进行逆变变换的地方称为逆变站
        • 统称为换流站
      • 优 点
        • (1)线路造价低，年运行费用低。 (2)线路不需无功补偿。 (3)直流输电不存在稳定性问题，不受距离的限制，两端交流系统不需要同步运行。 (4)直流输电可以限制短路电流。 (5)调节速度快，运行可靠。 (6)直流输电系统在一极故障时，另一极仍可输送50%的功率
      • 缺 点
        • (1)换流站造价高， 抵消了一部分线路等价的经济效果。 (2)换流装置在运行中需要消耗无功功率，两侧换流站都需要补偿大量的无功功率，约为直流线路输送功率的40%～50% (3)换流站会产生谐波。 (4)由于直流电流不过零，开断时电弧较难熄灭，因此，直流高压断路器控制较困难。 (5)可控硅过载能力低，设计时需要留有余量。 (6)利用大地或海水做回流线路时，会对金属设备造成腐蚀。
      • 适用范围
        • (1)远距离大功率输电。 输送距离远直流划算；距离近交流划算 (2)用海底电缆隔海输电。 (3)用地下电缆向负荷密度很高的大城市供电。 (4)用作系统间联络线， 用来实现不同步或不同频率的两个交流系统的互联 (5)用于限制互联系统的短路容量。
      • 背靠背换流站
        • 整流站和逆变站合并在一个换流站，中间无线路。高压直流输电工程的一种特殊换流方式
    • 电 气 设 备
      • 一 次 设 备
        • 直接参与生产、变换、输送、分配和使用电能的电气设备
        • 发电机， 变压器，电动机 断路器(俗称开关)、隔离开关(俗称刀闸)、熔断器(俗称保险)、高压负荷开关、高压接触器 普通/分裂电抗器 母线，架空线、电缆 调相机、电力电容器、消弧线圈、并联电抗器 电流/电压互感器 避雷针、避雷线(架空地线)、避雷器 绝缘子 接地装置
      • 二 次 设 备
        • 对电气一次设备的工作状态进行监测、控制、保护、调节的辅助性电气设备
        • 电压表、电流表、 功率表、电能表、频率表 继电保护及自动装置 直流发电机组、 蓄电池组、硅整流装置 控制和信号设备
    • 电气接线
      • 在发电厂和变电站中，根据各种电气设备的作用及要求，按一定的方式用导体连接起来所形成的电路
      • 分类
        • 一次电路
          • 由一次设备，例如发电机、变压器、断路器等，按预期生产流程所连成的电路
          • 电气主接线、 一次接线、主系统或主电路
          • 表明电能生产、汇集、转换、分配关系、运行方式； 是运行操作 、切换电路的依据
        • 二次电路
          • 由二次设备，（由互感器的次级绕组 、测量监视设备、继电器 、自动装置等通过控制电缆）所连成的电路 或称二次接线
          • 以控制 、保护、调节、测量和监视一次回路中各参数和各元件的工作状况
  • 电 气 设 备 的 类 型 及 原 理
    • 电 弧 的 基 本 理 论
      • 电弧现象
        • 一束游离气体放电的现象
          • 大量自由电子由阴极向阳极的定向运动形成了电弧
      • 电弧 产生 条件
        • 当开关电器切断有电流的电路时(电源电压>10～20V, 且电流>80～100mA ),在动静触头间隙中(简称弧隙)会出现电弧
        • 对于220V低压刀开关，只要开断不大的负荷电流，就可产生电弧。 在高压电路中，开断大电流时，会产生极强烈的电弧。
        • 只有电弧熄灭后，电路才算是真正被切断
        • 电弧长久不熄灭，就会烧坏触头和触头附近的绝缘，并延长断路时间，危害电力系统的安全运行，所以，切断电路时，必须尽快熄灭电弧
      • 主要 特征
        • 能量集中、温度很高、亮度很强、电流密度大
        • 开断的负荷电流越大，电弧就越强。
        • 由阴极区、弧柱区、阳极区3部分组成
        • 游离气体，质量很轻，容易变形
      • 主要 危害
        • 延长开关电器开断故障电路时间，加重了电力系统短路故障危害
        • 高温(弧柱中心区的温度可达1000℃以上)使触头表面熔化和蒸化， 烧坏绝缘材料；对充油电气设备还可能引起着火、爆炸等危险
        • 在电动力、热力作用下能移动，很容易造成飞弧短路和伤人，或引起故事的扩大
      • 电 弧 的 产 生 与 维 持
        • 电弧 中的 游离 过程
          • 气态介质或固态、液态介质高温气化后向等离子体态的转化过程，是游离出自由电子的过程
          • 电弧电流中， 99%是由电子运动形成的
          • 游离 过程 下形式
            • 阴极发射 自由电子
              • 强电场发射
                • 弧隙间最初产生/电弧电子的起始原因
              • 热电子发射
            • 弧柱区介质游离 产生大量自由电子
              • 碰撞游离
                • 形成电弧的主要原因
              • 热游离
                • 电弧维持燃烧的主要原因
                  • 维持电压很低
        • 电弧 中的 去游离 过程
          • 在电弧中，发生游离过程的同时还进行着使带电质点减少的去游离过程
          • 去游离 过程下 形式
            • 复合 去游离
              • 空间复合：直接复合，间接复合
              • 表面复合
              • 复合方法： 拉长电弧、加快电弧冷却、加大气体介质的压力
              • 复合速率与带电质点的浓度成正比， 与电弧直径平方成反比
            • 扩散 去游离
              • 浓度差扩散
              • 温度差扩散
              • 利用吹弧扩散
              • 扩散速率决定于电弧表面带电质点的数目， 与电弧直径成反比
            • 影响去游离↑的因素
              • 电弧温度↓，介质的特性，气体介质的压力↑，触头材料，电场强度↓
      • 交流 电弧 的 特性
        • 电弧电压波形呈马鞍形变化
          • • A 点是电弧产生时的电压，称为燃弧电压； B 点是电弧熄灭时的电压，称为熄弧电压
        • 交流电弧的伏安特性为动态特性
          • 由于弧柱的热惯性，导致交流电弧的伏安特性呈现动态特性
          • 电弧的热惯性：弧柱的受热升温或散热降温有一定过程，跟不上快速变化的电流
        • 交流 电弧的 熄灭 条件
          • 交流电流每半周过零一 次， 电弧会暂时自动熄灭
            • 弧隙去游离和介质强度(弧隙的绝缘能力，或称弧隙的耐压强度)的增大
            • 加于弧隙的电压(称恢复电压)的增大
          • 电弧电流过零时，是熄灭电弧的有利时机
          • 交流电弧熄灭条件：电源恢复电压Uc(t)<介质强度的恢复电压Ud(t)
          • 介质强度恢复电压=介质耐受电压=弧隙击穿电压 内因，抗击打能力 电源恢复电压=弧隙回复电压 外因，施加压力
        • 近阴极效应：在电流过零后在阴极附近的薄层空间介质强度突然升高的现象 约在0.1～1 μs 的短暂时间内有150～250 V起始介质强度 在交流低压电气设备中到广泛应用（只对低压电器有用）
      • 弧隙介质强度 的恢复过程
        • 弧隙介质强度恢复过程以耐受电压Ud(t)表示 (介质耐受电压=弧隙击穿电压)
        • 弧隙介质强度：所能承受而不被击穿的最大外加电压
          • 介质的耐压强度
        • 弧柱区介质 强度恢复过程
          • 与断路器的 灭弧装置结构、 介质特性、 电弧电流的大小、 冷却条件、 触头分断速度 等因素有关
            • 灭弧介质
            • 冷却条件越好，电流过零时电弧温度下降越快，介质强度恢复过程越快
            • 电弧电流越大，即电弧温度越高，介质强度恢复越慢
            • 提高触头的分断速度，散热和扩散的表面积迅速增加，去游离加强，可提高介质强度的恢复速度
      • 弧隙电压 的恢复过程
        • 电弧电流自然过零后，电源施加于弧隙的电压将从不大的熄弧电压逐渐恢复到电源电压的过程。以恢复电压Ur(t)表示
        • 恢复电压一般 由两部分组成
          • 瞬变回复电压utr: 恢复电压的暂态值。 工频恢复电压usr: 恢复电压的稳态值
      • 断 路 器 开 断 短 路 电 流 时 的 工 作 状 况 分 析
        • 弧隙电压恢 复过程分析
          • • 弧隙电压恢复过程是非周期性，按指数规律变化，恢复电压最大值不会超过U0, 因此不会发生过电压
            • 并联电阻r 越小，恢复电压上升速度越低
          • • 周期性振荡过程，触头弧隙的恢复电压最大值=2U0
          • • 临界情况：弧隙电压恢复过程仍为非周期性的，恢复电压最大值不会超过U0，这种情况临近于振荡情况
            • 当触头间并联电阻r≤rrc时，弧隙电压恢复过程为非周期性； 当触头间并联电阻r>rrc 时，为周期性过程
            • 当触头间并联电阻r≤rrc时，将把具有周期性振荡特性的恢复电压过程转变为非周期性恢复过程，从而大大降低恢复电压的幅值和恢复速度，增加了断路器的开断能力
        • 不同 短路 类型 对断路器 开断 能力 的影响 记数值
          • 首相开断系数:K1首相开断时工频恢复电压最大值
          • 开断中性点直接接地 系统中的单相接地短路电路
            • 故障相起始工频恢复电压近似地等于电源电压最大值（相电压）
          • 开断中性点不直接接地 系统中的三相短路【接地】电路
            • 电流首先过零电弧熄灭的一相称为首先开断相。 首先开断相断口上的工频恢复电压=相电压的1.5倍
            • 其他两相（两相接地短路）弧隙上，每个断口将承受线电压的一半，0.866倍相电压
            • 断路器开断三相电路时，其恢复电压是首先开断相最大。 断口电弧的熄灭，关键在于首先开断相。 后续断开相的燃弧时间比首先开断相延长0.005s, 电弧能量较大，使触头烧坏、喷油、喷气等现象比首先开断相更严重。
            • 中性点直接接地系统中，一般不会出现三相直接短路，如果出现，则各相工频恢复电压与中性点不直接接地系统中的三相短路分析结果相同，即首相开断系数仍为1.5
          • 开断中性点直接接地系统 中的三相接地短路电路
            • 首先开断相的恢复电压的工频分量为相电压的1.3倍。 第二开断相恢复电压（两相接地短路）的工频分量可为相电压的1.25倍。 最后开断相就变为单相情况，也就是相电压
            • 中性点直接接地系统中，一般不会出现三相直接短路
      • 交 流 电 弧 熄 灭 的 基 本 方 法
        • 原理
          • 加强弧隙介质的恢复速度；减小弧隙电压的恢复速度
        • 高压 开关 措施
          • 采用优质 灭弧介质
            • 灭弧介质如： SF6 (六氟化硫)气体；空气；真空；油
            • 电弧中的去游离程度取决于电弧周围介质的特性， 如介质的传热能力、介电强度、热游离温度和热容量。参数数值越大，则去游离作用越强，电弧就越容易熄灭
            • 空气的灭弧性能是各类气体中最差
              • 压缩空气有良好的绝缘和灭弧能力
            • 氢的灭弧能力是空气的7.5倍
              • 氢气灭弧有易燃易爆危险
            • 六氟化硫(SF6) 气体灭弧能力比空气高100倍。绝缘能力是空气的2.5～3倍
            • 真空绝缘能力比空气高15倍
            • 加强弧隙介质的恢复速度
          • 利用气体 或油吹弧
            • 真空断路器利用电弧电流产生的横向或纵向磁场吹动电弧使之冷却
            • 纵吹使电弧冷却变细；横吹使电弧拉长
            • 吹弧效果：纵、横合吹弧或环吹方式>横吹>纵吹
            • 加强弧隙介质的恢复速度
          • 采用特殊金属 作为灭弧触头
            • 减少热电子发射和电弧中的金属蒸气，抑制弧隙介质的游离作用
            • 常用的触头材料有铜、钨合金和银、钨合金
            • 加强弧隙介质的恢复速度
          • 采用多断口
            • 在断口上并联足够大的电容(一般为1000～2000pF)后，电压将较均匀地分配在各端口上，从而提高了断路器的灭弧能力
            • 加强弧隙介质的恢复速度 减小弧隙电压的恢复速度
          • 提高触头的 分闸速度
            • 断路器分闸速度的快慢由断路器全开断时间（断路器固有动作时间+燃弧时间）来衡量。 当全开断时间>0 .12s, 称为低速断路器； 当全开断时间<0.08s, 称为快速断路器： 当全开断时间0.08s～0.12s, 称为中速断路器
              • 加强弧隙介质的恢复速度
          • 在断路器的主触头 两端并联低值电阻
            • 断开过程中起分流作用，同时降低恢复电压的幅值和上升速度
            • 并联电阻起阻尼作用，使振荡过程变成非周期振荡过程，抑制过电压
            • 减小弧隙电压的恢复速度
        • 低压 开关 措施
          • 利用金属灭弧栅灭弧(短弧原理灭弧)
            • 利用近阴极效应的方法灭弧
              • 每个短弧在电流过零时新阴极产生150～250V 的起始介质强度
          • 利用固体介质狭缝灭弧
            • 对电弧的表面进行冷却和吸附，产生强烈的去游离，最终使电弧熄灭
          • 加强弧隙介质的恢复速度
    • 载 流 导 体 的 发 热 和 电 动 力
      • 导体和电气设备 在运行工作状态
        • 正常工作状态
          • 电压和电流都不超过额定值的允许偏移范围，正常工作状态是一种长期工作状态
        • 短路工作状态
          • 系统发生短路故障至故障切除的短时间内的工作状态,电流突然增加
      • 发热原因
        • 主要是由于有功功率损耗引起
          • 1、铜损。导体发热原因。 2、铁损。钢构件发热原因。 3、介损。绝缘发热原因
      • 发热分类
        • 长期发热：电气设备由正常工作电流引起的发热
        • 短时发热：由短路电流引起的发热
      • 发热对导体和设备的影响： 1、绝缘性能下降。 2、机械强度下降。 3、接触电阻增加
      • 温度限值 记数 (最高允许温度)
        • 定义：为了保证导体可靠地工作，须使其发热温度不得超过的限值
        • 裸 导 体
          • 正常最高允许温度一般不超过+70℃; 在计太阳辐射(日照)的影响时， 钢芯铝绞线及管形导体可按不超过+80℃来考虑 当导体接触面处有镀(搪)锡的覆盖层时，可按不超过+85℃来考虑; 当有银的覆盖层时，可按不超过+95℃来考虑
          • 短时最高允许温度高于正常最高允许温度： 对硬铝及铝锰合金可取200℃，硬铜取300℃
            • 决定于短时发热过程中导体机械强度的大小、绝缘介质强度、耐热的大小
        • 封闭母线
          • 内部导体不超过90℃，外壳不超过70℃
        • 大电流附近 的钢构件
          • 人可触及的钢构：70℃; 人不可触及的钢构： 100℃
          • 混凝土中的钢筋
            • 80℃
      • 导体的发 热和散热
        • 发热
          • 导体电阻损耗的热量QR
          • 太阳日照的热量Qt
        • 散热
          • 对流散热量Ql
          • 导体辐射散热量Qf
          • 导导热散热量Qd
      • 导 体 长 期 发 热 与 载 流 量
        • 集肤效应K
          • 定义：当导体中有交流电或者交变电磁场时，导体内部的电流分布不均匀，电流集中在导体的表面，越靠近导体表面，电流密度越大，使导体的电阻增加
          • 集肤效应的影响：交流电阻>直流电阻 矩形>管型 实心>空心；矮粗胖>高细瘦
            • 直流没有集肤效应
          • 与电流频率、导体形状、尺寸有关
          • 对于矩形导线，厚度与宽度的比值越小，集肤效应系数越小， 交流电阻减小，产生的热量减小
        • 导体 长期 发热
          • 计算目的
            • 通过导体长期发热的最高温度不超过允许值来确定导体的载流量(额定电流)
          • 特 点
            • 电流不大，但持续时间长
            • 电阻R、换热系数α 、比热容C可视为常量
            • 导体电阻损耗一部分用于本身升温和热传递
        • 温 升 过 程
          • 按指数曲线上升
          • 通过电流大时， 稳定温升高；电流小时，稳定温升低
          • 导体达到稳定发热状态后，由电阻损耗产生的热量以对流和辐射的形式散失
          • 稳定温升τw取决于导体的发热和散热能力， 与电流的平方、导体的电阻成正比， 与总散热面积和总散热系数成反比。 与起始温升无关
          • 导体升温过程的快慢取决于 导体的发热时间常数T
            • 与导体的吸热能力mC 成正比， 与导体的散热能力αwF 成反比， 与通过的电流大小无关
        • 导体载流量 (额定电流)
          • 在额定环境温度下，使导体的稳定温度正好为长期发热最高允许温度
          • 与散热系数，散热面积，导体运行温度成正比， 与导体电阻，周围空气温度成反比
        • 提高导体 载流量的措施
          • 增大导体的散热面积
            • 采用周边最大的截面积，如矩形截面、槽形截面
            • 采用有利于增大散热面积的方式布置，如矩形导体竖放
          • 增大导体换热系数
            • 加强冷却
              • 改善通风条件或采取强制通风
              • 采用专用的冷却介质，如SF6气体、冷却水
            • 室内裸导体表面涂漆
          • 减小导体的电阻
            • 采用电阻率小的材料作导体，如铜、铝、铝合金
            • 减小导体的接触电阻，表面镀锡、银等
            • 增大导体的截面积，单条矩形截面铝导体导体的最大截面积不超过1250mm²
            • 采用集肤效应系数小的导体
      • 大电流导体附近钢构件的发热
        • 导体通过交流电流（大于3000A），会产生交变电磁场，使其附近钢构件中产生磁滞和涡流损耗，钢构件因此而发热
        • 减小钢构件损耗 和发热的措施
          • 加大钢构和导体之间的距离
          • 断开钢结构回路。并加上绝缘垫，消除环流
          • 采用电磁屏蔽，用电阻率小的铜或铝做短路环 或安置屏蔽栅
          • 采用分相封闭母线
      • 短 路 时 导 体 的 发 热 和 温 度 计 算
        • 短时发热计算目的
          • 判断导体通过短路电流时的最高温度是否超过短时最高允许温度，来确定导体是否满足热稳定
        • 导体短路时 发热特点
          • 绝热（不扩散）过程。短路电流大，持续时间短
          • 短路电流持续时间内所产生的全部热量用来升高导体自身的温度
          • 电阻和比热容不能视为常数，为温度的函数
          • 短时最高发热温度为短路电流切除时刻对应的导体温度
        • 导体短时发 热计算公式
          • 截面积越大，短时发热最高温度越不容易超过允许值
        • 短路电流热效应
          • 短路电流切除时间≤1s, 短路电流热效应=周期分量+非周期分量 周期分量不衰减
          • 短路电流切除时间>1s, 由周期分量来决定，非周期分量可忽略
        • 短时发热 计算流程
          • 由导体初始温度 θw, 从曲线上查出Aw
          • 计算短路电流热效应Qk
          • 将Aw和Q 值代入公式，求出Ah
          • 由Ah从θ=f(A) 曲线上查出 θh值
          • 热稳定校验 θh<θal
      • 短 路 时 导 体 电 动 力 的 计 算
        • 计算导体电 动力的目的
          • 校验导体或电器实际所受到的电动力是否超过其允许应力， 判断是否满足动稳定校验
        • 计 算 导 体 电 动 力 方 法
          • 单条导体
            • 毕奥-萨法尔定律(左手定则)
          • 两条平行导体 间的电动力计算
            • 两条平行细长导体长度为L, 中心距离为a, 两条导体通过的电流分别为i1和i2
            • 当i1与i2反方向时，两条导体间产生排斥力；而当i1与i2同方向时，则产生吸引力
            • 当考虑截面的因素时，常乘以形状系数Kf 形状系数取决于导体的形状和相对位置。 表示实际形状导体所受的电动力与细长导体电动力之比
            • 形 状 系 数 Kf
              • 矩形导体
                • 当b<h，即导体竖放时， Kf<1;
                • 当b>h, 即导体平放时，Kf>1
                • 当b=h, 即导体截面为正方形时， Kf≈1
                • 导体间的净距大于导体截面半周长的两倍时，Kf=1, 可以不考虑截面形状对电动力的影响
                • 计算同相电动力Kf查曲线，计算相间电动力， Kf≈1
              • 圆形、管型导体： Kf=1
              • 双槽型导体， Kf≈1
          • 三 相 导 体 短 路 时 的 电 动 力
            • 电动力组成
              • 作用在中间相 (B) 的电动力FB
                • 不衰减的2倍工频分量
                • 按时间常数Ta衰减的工频分量
                • 按时间常数Ta/2衰减的非周期分量
              • 作用在外边相 (A /C 相)的电动力F(A/C)
                • 不衰减的固定分量
                • 不衰减的2倍工频分量
                • 按时间常数Ta衰减的工频分量
                • 按时间常数Ta/2 衰减的非周期分量
            • 电动力的 最大值
              • 最大电动力依然是三相短路t=0.01s时，中间相所承受的力
              • 作用在外边相 (A /C 相) 的电动力F(A/C)
                • FA/C的最大值出现在 固定分量和非周期分量之和为最大的瞬间
              • 作用在中间相 (B) 的电动力FB
                • FB的最大值出现在非周期分量为最大的瞬间
              • 电动力与导体长度、冲击电流平方成正比；与导体相间距离成反比
              • 在短路发生后最初半个周期， 短路电流的幅值最大，此时t=0.01s， 便可分别得A相及B相的最大电动力
            • 导体振动时 的动态应力
              • 共振现象
                • 固有振动
                • 强迫振动
                • 固有频率接近工频和二倍工频
              • 凡连接发电机、主变压器以及配电装置中的导体均属重要回路，这些回路需要考虑共振影响
              • 支持于绝缘子上的硬导体有多阶固有频率
              • 工程上一般采用 动态应力系数(或称振动系数)β 来考虑振动的影响 β表示动态应力与静态应力之比
                • 实际动态过程的最大电动力=最大电动力Fmax*动态应力系数β
              • β与导体的固有振动频率f₁ 有关
                • f₁ 在(30～160Hz) 变化时，β>1,动态应力较大
                • f₁ 接近50Hz或100Hz时，β有极大值
                • 当f₁ 较低时，β<1; 当f₁ 较高(≥160Hz) 时，β≈1
              • 单条导体及母线组中的各条导体为35～135Hz; 多条导体及引下线的单条导体为35～155Hz; 槽形和管形导体为30～160Hz。
              • 实际计算中
                • 当f₁ 较低或较高时，均取β=1
                • f₁ 在(30～160Hz) 变化时，β查表得
                • 屋外配电装置的铝管形导体，取β= 0.58
    • 不 同 种 类 断 路 器 特 点
      • 油 断 路 器
        • 以绝缘油作为灭弧介质
        • 多油断路器中，油灭弧、弧隙绝缘、接地绝缘
        • 少油断路器中，油灭弧、弧隙绝缘、 对地绝缘主要靠瓷介质
        • 多油式断路器已淘汰 少油断路器在220kV 及以下有很少量运用
      • 压缩空气 断路器 (空气断路器)
        • 已淘汰
        • 以压缩空气作为灭弧介质及兼作操动机构的能源
        • 优点
          • “外能式”灭弧室。灭弧能力强；灭弧时间短；尺寸小
        • 缺点
          • 有色金属消耗量大，价格昂贵；结构复杂；噪声大
      • SF6 断 路 器
        • 以具有优良灭弧性能的SF6气体作为灭弧介质
        • SF6 性质：无毒不可燃，良好冷却特性的惰性气体，绝缘强度高、灭火性能好，负电性好，灭弧能力为空气的100倍
        • 一般用于110kv及以上
        • 优 点
          • 断口耐压高，断口数少， 结构简单。 检修周期长(不检修时间间隔长)。 开断能力强，断口开距小，全开断时间短。 安全可靠，占地面积小
        • 缺 点
          • 电弧作用下，小部分会被分解生成有毒的低氟化物。 SF6 气体容易液化。 结构较复杂，金属消耗量较大，价格昂贵。 对制造工艺、材料和密封性能要求高
      • 真 空 断 路 器
        • 以真空作为断路器灭弧和触头间的绝缘介质
        • 广泛用于35KV 及以下的电压等级
        • 真空中的电弧是由触头间电极蒸汽形成的
        • 优 点
          • 触头开距小，触头间隙介质恢复速度快，开断能力强，燃弧时间短，有半周波断路器之称。 熄弧后触头间隙介质恢复速度快。 由触头不易氧化且寿命长 维修量小，能防火防爆。 结构简单，体积小
        • 缺 点
          • 对制造工艺、材料和密封要求高， 开断电流和断口电压不高 截流能力强，开断小电感电流时，会出现熄弧过电压
    • 高 压 断 路 器
      • 概念
        • 用于额定电压为3kV 及以上
        • 具有最完善的灭弧装置， 能够关合、承载和开断运行状态的正常电流、异常电流(如短路电流、过负荷电流)
      • 用途
        • 控制作用
          • 根据电网运行要求，将部分电气设备或线路投入或退出运行、转为备用或检修状态
        • 保护作用
          • 在电气设备或电力线路发生故障时，继电保护自动装置发出跳闸信号，启动断路器跳闸，将故障部分从电网中迅速切除， 保证电网的无故障部分正常运行
      • 基本 要求
      • 基本 结构
        • 电路通断元件、 绝缘支撑元件、 操动机构及基座
          • 电路通断元件是关键部件， 承担着接通和断开电路的任务
            • 由接线端子、导电杆、触头(动、静触头)及灭弧室等组成
          • 绝缘支柱起着固定通断元件的作用，并使其带电部分与地绝缘
          • 操动机构起控制通断元件的作用
        • 断路器中的灭弧室， 按灭弧能源分
          • 自能式灭弧室
            • 油断路器的灭弧室
          • 外能式灭弧室
            • 压缩空气断路器、压气式SF6 断路器
      • 分类
        • 按安装地点分
          • 户外式
            • 户内式
        • 按操动机构分
          • 手动
            • 电磁
              • 液压
                • 弹簧
                  • 气动
        • 按灭弧原理和灭弧介质分
          • 油断路器(又分为多油和少油断路器)
            • 压缩空气断路器
              • 真空断路器
                • SF6断路器
      • 技 术 参 数
        • 额定电压Un
          • 断路器长时间运行时能承受的正常工作电压。
          • 产品铭牌上注明的电压是指正常工作的线电压
          • 一般对于220kV 及以下设备，其最高工作电压为额定电压的 1.15倍； 对于330kV 及以上的设备，其最高工作电压为额定电压的1.1倍
        • 额定电流In
          • 在规定的环境温度下，能长期通过且其载流部分和绝缘部分的温度不超过其长期最高允许温度的最大标称电流
        • 额定开断电流INbr
          • 在额定电压下能保证正常开断的最大短路电流
            • 表征高压断路器开断能力的重要参数
          • 高压断路器在低于额定电压下，开断电流可以提高到极限值，称为极限开断电流，开断电流不能超过极限开断电流
        • 额定开断容量SNbr
          • 表征断路器的开断能力，
            • 额定开断容量不是断路器开断时的实际容量
        • 额定热稳定电流It (额定短时耐受电流)
          • 在规定时间t秒内允许通过断路器的最大短路电流有效值
            • • 表明断路器承受短路电流热效应的能力
        • 额定动稳定电流ies (额定峰值耐受电流)
          • 断路器在闭合状态下，允许通过最大短路电流峰值，又称极限通过电流
          • 表明断路器承受短路电流电动力效应的能力
        • 额定关合电流iNcl
          • 在额定电压下，断路器能可靠地闭合的最大短路电流峰值
            • • 表征断路器关合短路故障的能力
        • 操作循环
          • 表征断路器操作性能的指标
          • 电弧熄灭起到电路重新自动接通的时间，标准值为0.3s或0.5s
          • 运行人员强送电时间，标准时间为180s
      • 型号 含义
      • 操动 机构
        • 作用
          • 使断路器合闸；使断路器维持合闸状态；使断路器分闸
        • 基本要求
          • (1)具有足够的合闸功率； (2)有可靠的分闸装置和足够的分闸速度； (3)要保证分、合动作准确、连续， (4)具有自由脱扣装置与防跳跃措施； (5)结构简单，体积小，价格低廉； (6)复位与闭锁功能。
    • 断路器 动作 时间
      • 分闸时间是表明断路器开断过程快慢的参数
      • 全分闸时间断路器固有分闸时间+燃弧时间 全分闸时间： 断路器从接到分闸命令瞬间起到各相电弧完全熄灭为止的时间间隔 固有分闸时间：断路器从接到分闸命令起到所有各极触头分离的时间间隔 燃弧时间：从触头分离开始，到各相电弧完全熄灭时间间隔 全分闸时间=全开断时间=开断时间；全分闸时间越短越好； 固有分闸时间=分闸时间
      • 合闸 时间
        • 断路器从接到合闸命令起到触头刚接触的时间间隔
          • 电力系统对断路器合闸时间要求不高，但要求其合闸稳定性能好
    • 隔 离 开 关
      • 概念
        • 称隔离刀闸或刀闸 分闸状态有明显的间隙， 具有可靠的绝缘，在合闸状态能可靠的通过正常工作电流和短路电流。 它没有专门的灭弧装置，不能用来开断负荷电流和短路电流， 一般只能在电路断开的情况下才能操作，所以隔离开关通常与断路器配合作用
      • 用 途
        • 隔离电压
          • 保证检修安全
        • 倒闸操作
          • 常用隔离开关配合断路器进行电路切换操作
        • 分、合小电流
          • 分合避雷器、电压互感器和空载母线
          • 分、合励磁电流不超过2A的空载变压器
          • 电容电流不超过5A的空载线路
          • 旁路电流、母线环流
        • 代替地线
          • 保证检修工作安全
      • 分 类
      • 型 号
      • 基本 要求
        • 有明显的断开点
        • 断开点间有可靠绝缘
        • 足够的热稳定和动稳定性
        • 结构简单，动作可靠
        • 隔离开关要装有和断路器之间的连锁机构
        • 带有接地闸刀的隔离开关必须有连锁机构
          • 先断隔离开关后，再合接地闸刀；先断接地闸刀后，再合隔离开关的操作顺序
      • 操作注 意事项
        • • 打开电路时应先打开断路器QF, 然后打开隔离开关2QS, 再打开隔离开关1QS; 关合电路时应先合上隔离开关1QS, 再合上隔离开关2QS, 最后合上断路器QF
        • 用绝缘杆操作单极隔离开关时，合闸应先合两边相，后合中间相；分闸应先分中间相，后分两边相
        • 合闸、分闸操作都应在不带负荷或负荷在隔离开关允许的范围内时能进行
        • 当发现带负荷误合闸后，不得再立即拉开，或者是当发现带负荷分闸后，不得再合(若刚拉开一点，发现有火花产生时，可立即合上)
    • 高 压 负 荷 开 关
      • 用途
        • 一种结构比较简单，具有一定开断和关合能力的开关电器
        • 具有灭弧装置和一定的分合闸速度，能开断正常负荷电流和过负荷电流，能关合一定的短路电流，不能开断短路电流
        • 高压负荷开关在分闸状态有明显可见的断口，可起到隔离开关的作用，但性能优于隔离开关， 是介于隔离开关与断路器之间的一种开关电器
        • 高压负荷开关常与高压熔断器串联组合使用
          • 负荷开关作为操作电器投切电路的正常负荷电流，熔断器作为保护电器开断电路的短路电流及过负荷电流。 通常用于10kV及以下小功率的电路中，作为手动控制设备
      • 型号 含义
      • 类型
    • 交流高压 接触器
      • 一种高压控制电器，适用于3～10kV、50Hz 三相交流系统中，供发电厂及工矿企业远距离接通与分断线路、频繁起动和控制交流高压电动机、电炉变压器和电容器组等负载之用
      • 与高压限流熔断器、过电压吸收装置等高压元器件构成组合单元，配用于高压开关柜中，可作为电力系统的成套配电装置
      • 接触器属于低压开关
    • 高 压 熔 断 器
      • 作用
        • 最简单、最早使用的保护电器，串联在电路中
          • 实现过载保护或短路保护
      • 工件原理
        • 由熔管、金属熔体、支持熔体的触刀及绝缘支持件等组成
        • 正常工作情况下，熔体温度低，电路可靠接通
        • 过载或短路时，熔体温度超过熔点而熔化，电弧熄灭，将电路切断
        • 开断能力决定于熄灭电弧能力的大小。熔体熔化时间取决于通过的电流大小和熔体熔点高低
      • 特点
        • 优点
          • 结构简单，体积小，布置紧凑，维护方便；动作直接，不需继电保护和二次回路相配合，价格低
        • 缺点
          • 增加了停电时间；保护特性不稳定， 可靠性低；保护选择性不易配合
      • 技术 参数
        • 额定电压Un(kV)
          • 长期所能承受的正常工作电压
        • 熔断器的额定电流(熔管额定电流) Int(A)
          • 熔断器本身载流部分和接触部分允许通过的长期最大工作电流
        • 熔体的额定电流INs(A)
          • 熔体本身设计时的电流， 长期通过熔体，而熔体不会熔断的最大电流
          • 熔体的额定电流≤熔断器的额定电流
        • 额定开断电流INbr(kA)
          • 在额定电压下所能切断的最大(短路)电流
        • 熔断时间
          • 全开断时间 或动作时间
            • 从熔体被电流加热到熔断所需的时间t1
            • 从熔体熔断到产生电弧所需的时间t2
            • t₁+t₂为熔断器的弧前时间。 实际上就是熔体的熔化时间t₁
            • 从电弧产生到电弧熄灭所需的时间t3
        • 限流效应
          • 熔断器的熔断时间 (包括熄弧时间) 小于短路电流达到最大值的时间
            • 限流熔断器
              • 可不用校验热稳定和动稳定
        • 安秒特性 (电流时间特性)
          • 熔断器的熔断时间t与通过电流I的关系曲线
          • 熔体电流越大，熔断时间越短； 电流越小，熔断时间越长
          • 熔断系数=最小熔断电流/熔体的额定电流≈1.2～1.5
        • 短路保护 的选择性
          • 发生过负荷或短路故障时，离故障最近的熔断器熔断切断电路，为选择性熔断
      • 分类
      • 型号含义
      • 运行要点
        • (1)按规程要求选择合格产品及配件，运行中经常检查接触是否良好，加强接触点的温升检查。 (2)不可将熔断后的熔体联结起来再继续使用。 (3)更换熔断器的熔管(体),一般应在不带电情况下进行，若需带电更换，则应使用绝缘工龄。 (4)操作仔细，拉、合熔断器时不要用力过猛。 (5)定期巡查，每月不少于一次夜间巡视，查看有无放电火花和接触不良现象
    • 低 压 开 关 电 器
      • 概念
        • 用来接通和分断1000V 以下的交、直流电路
          • 一般用在空气中拉长电弧或利用灭弧栅将电弧截为短弧的原理灭弧
      • 刀开关
        • 一种最简单的低压开关，用于不频繁地手动接通和分断低压电路的正常工作电流或作隔离开关用
        • 熔断器式刀开关可用来代替刀开关和熔断器的组合；非熔断器式刀开关必须与熔断器配合使用
      • 接触器
        • 远距离接通和断开负荷电流的低压开关，用于频繁控制电动机、电容器、照明线路、电阻炉等电气设备
        • 不能切断短路电流和过负荷电流，须与熔断器等配合使用
      • 磁力启动器
        • 由三极交流接触器、热继电器和控制按钮组成，主要用来远距离控制三相异步电动机
        • 有过负荷和低压保护功能。不能短路保护作用，必须与熔断器配合作用
      • 自动空气开关
        • 又称低压断路器。它是低压开关中性能最完善的开关
        • 可以接通和切断正常负荷电流、过负荷电流，切断短路电流
        • 常用作低压大功率电路的主控电器，不适合于频繁操作
        • 按结构型式分
          • 框架式
            • 万能式断路器
          • 塑壳式
            • 装置式断路器
    • 电 抗 器
      • 限流电抗器
        • 目的是限制短路电流
        • 按安装地点和作用分：线路电抗器和母线电抗器
        • 混凝土柱式限流电抗器 (又称水泥电抗器)
          • 额定电压有6kV 和10kV 两种，额定电流 150～2000A
          • 广泛用于6～10kV 的屋内配电装置
        • 干式空心限流电抗器
          • 额定电压有6kV 和10kV 两种，额定电流200～4000A
        • 各有普通电抗器和分裂电抗器两类
      • 并联电抗器
        • 低压并联电抗器
          • 并联接于大型发电厂110～500KV变电站的6～66kV母线上
          • 吸收电缆线路的（容性）充电功率，调整运行电压
        • 超高压并联电抗器
          • 一般并联于330kV 及以上的超高压线路
          • 限制工频电压升高，抑制容升效应； 降低操作过电压； 消除发电机带长线路出现的自励磁谐振现象； 避免长距离输送无功功率并降低线损； 限制潜供电流， 有利于单相自动重合闸
        • 吸收感性无功
      • 串联电抗器
        • 主要作用是抑制谐波和限制合闸涌流
        • 装在电源侧还可限制短路电流
  • 电 气 主 接 线 的 形 式 、 特 点 及 倒 闸 操 作
    • 电气 主接线
      • 定义
        • 由发电机、变压器、断路器等一次设备按其功能要求，通过连接线连接而成的用于表示电能的生产、汇集、分配和传输的电路
      • 电气主接线图
        • 用规定的设备文字和图形符号将各电气设备，按连接顺序排列，详细表示电气设备的组成 和连接关系的接线图
      • 作 用
        • 代表发电厂和变电站高电压、大电流的电气部分的主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分
        • 一次设备的数量、类型、电压等级、设备间的相互连接方式反映发电厂或变电站的规模和在电力系统中的地位
        • 电气主接线形式对电气设备选择、配电装置布置、继电保护与自动装置配置起着决定性作用，直接影响系统运行可靠性、灵活性、经济性
    • 主（一次）接 线的基本要求
      • 可靠性
        • 首要任务，最基本要求
          • 必须保证供电可靠
        • 考虑发电厂和变电站在系统中的地位和作用、用户的负荷性质和类别、设备制造水平及运行经验等诸多因素
      • 灵活性
        • 操作的方便性
        • 调度的方便性
        • 检修的方便性
        • 扩建的方便性
      • 经济性
        • 在满足可靠性和灵活性要求的前提下，做到经济合理
    • 主接线的 基本形式
      • 有汇流母线
        • 基本环节是电源、母线和出线(馈线)。母线是中间环节作用是汇集和分配电能
        • 连接方便，接线清晰
        • 占地面积较大，母线停电容易导致整个装置停电
        • 单母线(带旁路), 单母线分段(带旁路), 双母线(带旁路), 双母线分段(带旁路), 3/2接线(一台半断路器接线), 4/3接线(三分之四台断路器接线), 变压器-母线组接线， 双断路器接线
      • 无汇流母线
        • 占地面积小，投资较少，没有母线故障和检修问题
        • 只适用于进出线少并且没有扩建和发展可能的发电厂和变电所
        • 单元接线， 角形接线， 桥型接线 (内桥、外桥)
          • 单元接线： 发变组：发电机-变压器单元接线 发变线组：发电机-变压器-线路单元接线 线变组：线路-变压器单元接线
    • 有 汇 流 母 线
      • 单 母 线 接 线
        • 可靠性排序：双>3/2>4/3>变压器-母线>双母双分带旁>双母双分>双母单分带旁>双母单分>双母带旁>双母>单分带旁>单分>单旁>单
        • 特 点
          • 每回进出线都只经过一台断路器固定接于母线的某一段上
          • 供电电源:在发电厂是发电机或变压器，在变电站是变压器或高压进线回路
          • 母线可保证电源并列工作，能使任一条出线都可以从任一电源获得电能,应尽可能使负荷均衡地分配于母线上
          • 每条回路中都装有断路器和隔离开关， 紧靠母线侧的隔离开关称作母线隔离开关， 靠近线路侧的隔离开关称为线路隔离开关
          • 当馈线用户侧没有电源时，且线路较短时，断路器通往用户侧可以不装也可以装设线路隔离开关
          • 若电源是发电机，则发电机与出口断路器之间可以不装隔离开关，可以装设隔离开关或设置可拆连接点
          • 对35kV及以上的母线，在每段母线上亦应设置1～2组接地开关或接地器 当电压在110kV 及以上时，断路器两侧的隔离开关和线路隔离开关的线路侧均应配置接地开关
        • 优点 缺点
          • 接线简单，运行操作方便，扩建方便
          • 可靠性差，调度不方便， 出线断路器检修时，该支路要停止供电 母线或母线隔离开关检修或故障时，所有回路都要停止工作 电源只能并列运行，不能分列运行
        • 适用 范围
          • 一般用于6～220KV 系统中，出线回路较少，对供电可靠性不高的中、小型发电厂与变电站中
          • 6～10kV 配置装置，出线回路数≤5回 35～66 kV 配电装置，出线回路数≤3回。 110～220kV 配电装置，出线回路数≤2回
      • 单 母 线 分 段 接 线
        • 进出线回路数较多、采用单母线不能满足可靠性要求时，采用单母线分段接线：用分段断路器QFD (或分段隔离开关QSD) 将单母线分成几段
        • 特 点
          • 两个电源分别接在两段母线上，两段母线上的负荷应均匀分配
          • 两母线段可并列运行，也可分列运行
          • 重要用户可以用双回路接于不同母线段，由两个电源供电，保证不间断供电
          • 任一段母线或母线隔离开关检修，只停该段，其他段可继续供电，减小了停电范围
          • 当某段母线故障时，只停该段，保证正常段母线不间断供电
          • 在可靠性要求不高时，可用隔离开关QSD 分段，任一段母线故障时，将造成两段母线同时停电
          • 分段的数目取决于电源数量和容量。 段数分得越多，故障时停电范围越小，配电装置和运行越复杂，通常以2～3段为宜
        • 优点
          • 提高可靠性：当一段母线发生故障，保证非故障母线不间断供电
        • 缺 点
          • 增加投资和占地面积 某段母线或母线隔离开关故障或检修时，该段母线上所有回路必须断开，停电范围较大 任一回路的断路器检修，该回路停电 分段断路器故障时，全厂(站)停电 扩建时向两端均匀扩建 架空线路常出现交叉跨越
        • 适用 范围
          • 一般用于6～220KV 系统中，出线回路较少，对供电可靠性不高的中、小型发电厂与变电站中
          • 小容量发电厂发电机电压配电装置，每段母线上出线≤5回 6～10kV 配置装置，出线回路数≥6回 35～66 kV 配电装置，出线回路数4-8回。 110～220kV 配电装置，出线回路数3-4回
      • 单 母 线 分 段 带 旁 路 母 线
        • 单母线分段带专用旁路 断路器的旁路母线接线
          • 在正常工作时，旁路断路器QFP、各出线回路上的旁路隔离开关是断开的，旁路母线WP不带电。 旁路断路器两侧的隔离开关处于合闸状态，对合闸侧母线上各出线断路器处于随时待命的“热备用”状态
        • 分段断路器兼作 旁路断路器的接线
          • 断路器QFD在正常时以分段方式工作，旁路母线不带电
        • 旁路断路器兼 作分段断路器
          • 正常工作时，旁路母线处于带电运行状态
        • 为了检修任一接入旁路母线的进出线断路器时，不中断该回路供电
        • 优点 缺点
          • 供电可靠性提高，检修进、出线断路器时，该回路不停电
          • 占地面积增大，断路器和隔离开关的数量增加 接线复杂，投资增大
        • 适用范围
          • 6～10kV 配电装置一般不设旁路母线，地区电力网和用户不允许停电检修断路器时可设置旁路母线 35～63kV 配电装置一般不设旁路母线，线路断路器不允许停电检修可采用分段兼旁路断路器的接线 110～220kV配电装置一般需设置旁路母线，首先采用分段兼旁路断路器的接线
          • 需装设专用 旁路断路器
            • 110kV 出线为≥7回，重要地位≥6回 220kV出线为≥5回，重要地位≥4回 变电所主变压器的110~220kV 侧断路器宜接入旁路母线； 发电厂主变压器的110～220kV 侧断路器可不接入旁路母线
          • 110～220kV配电装置可不设置旁路母线
            • 用SF₆ 断路器或手车式断路器时
            • 双回路供电和负荷点可由系统的其他电源供电（有条件允许线路断路器停电检修）
      • 双 母 线 接 线
        • 双母线接线与单母线相比，投资增加，但使运行的可靠性和灵活性提高
        • 优 点
          • 供电可靠
            • 检修任一母线时，不会中断供电。对各回路的母线隔离开关是“先通后断”
              • 在进、出线带负荷的情况下倒换操作，俗称“热倒”
            • 检修任一回路的母线隔离开关时，只需停该回路及与该隔离开关相连的母线
            • 任一母线故障时，会短时停电对各回路的母线隔离开关是“先断后通”
              • 在故障母线的进、出线没有负荷的情况下倒换操作，俗称“冷倒”
          • 调度灵活
            • 两组母线并列运行方式，相当于单母线分段运行
              • 两组母线同时工作，母联闭合，电源与负荷平均分配在两组母线上
                • 固定连接方式
            • 两组母线分列运行方式，相当于单母线分段运行
              • 母联断开(处于热备用状态),两组母线同时运行
                • 系统最大运行方式时，以限制短路电流
            • 母联断开， 一组母线工作，相当于单母线运行
          • 扩建方便
            • 不会出现交叉跨越
        • 缺 点
          • 在母线检修或故障时， 隔离开关作为倒换操作电器，操作复杂，容易发生误操作
          • 当一组母线故障时仍短时停电，影响范围较大
          • 当母线联络断路器故障时，导致全厂(站)停电
          • 当一组母线检修时，任一进线、出线断路器故障，将导致全厂(站)停电
          • 设备多(特别是隔离开关), 配电装置复杂，投资和占地面积也较大
        • 适用 范围
          • 6～10kV 配电装置，当短路电流较大、出线需带电抗器时
          • 35～63kV 配电装置，当出线回路数≥8回或连接的电源较多、负荷较大时
          • 110～220kV 配电装置，当出线回路数为5回(6回)及以上或该配电装置在系统中居重要地位出线回路数为4回及以上时
        • 倒母线操作 步骤要求
          • 先合上母联断路器两侧的隔离开关，再合母联断路器
          • 先接通备用母线上的隔离开关，再断开工作母线上的隔离开关
          • 母线转换后，再断开母联断路器及其两侧的隔离开关
      • 双 母 线 分 段 接 线
        • 缩小母线故障的停电范围
        • 双母线单(三)分段接线
          • 一段母线故障时，停电范围约 为1/3
        • 双母线双(四)分段接线
          • 当任一段母线故障时，只有1/4的电源和负荷停电； 当任一母联或分段断路器故障时，只有1/2左右的电源和负荷停电
      • 双 母 线 带 旁 路 接 线
        • 带专用旁路断路器的接线，正常运行时旁路不带电
        • 母联兼作旁 路断路器
          • 以母联断路器兼作旁路断路器用，正常运行时旁路母线不带电
        • 旁路断路器 兼做母联
          • 旁路断路器兼做母联的常用接线方式。正常运行时旁路母线带电
        • 适用 范围
          • 6～63kV 配电装置， 一般不设置旁路母线
          • 110～220kV 配电装置，与分段单母线相同
          • 110～220kV 配电装置，用旁路隔离开关代替旁路母线
            • 配电装置为屋内型
              • 最终出线回路数较少，而线路不允许停电检修断路器
        • 不便于设置旁路母线的情况，可设置临时“跨条”
      • 双 母 线 分 段 带 旁 路
        • 变电站6～10kV配电装置，进出线回路数或母线上电源较多，采用双母线三或四分段线，分段处加装母线电抗器
        • 220kV 配电装置，当进出线回路数为10～14回时，采用双母线三分段带旁路接线， 当进出线回路数为15回及以上时，采用双母线四分段带旁路接线
          • 均装设两台母联兼旁路断路器
        • 330～500kV 配电装置，当进出线回路数为6～7回时，采用双母线三分段带旁路接线， 当进出线回路数为8回及以上时，采用双母线四分段带旁路接线
          • 装设两台母联兼旁路断路器
          • 装设两台母联兼旁路断路器，并预留一台专用旁路断路器的位置
      • 一 台 半 断 路 器 接 线 (3/2 接线)
        • 每两个元件(出线、电源)用三台断路器构成一串接至两组母线，每两个回路共用三台断路器，每个回路一台半断路器
        • 每串的中间一台断路器为联络断路器(中间断路器)，靠近母线侧的断路器叫做母线侧断路器。
        • 当该接线的串数只有两串时，属于单环形，类同角形接线
        • 优 点
          • 供电可靠性高
            • 运行时两组母线和同一串的3个断路器都投入工作，称为完整串运行， 形成多环路状供电
            • 当母线发生短路故障时，只与故障母线相连的母线断路器跳闸，不影响任何回路供电
          • 运行调度灵活
            • 任何一回路停送电时互不影响
          • 任一母线或母线侧隔离开关故障或检修，不停电；任一断路器检修不停电
          • 操作、检修方便
            • 隔离开关仅作为隔离电器，不用来倒闸操作
            • 当任一组母线需要停电或检修，任何一台断路器检修时，回路不需要切换
          • 同名元件接于不同串（同一串中有一回出线、 一回电源）在两组母线同时故障或一组检修另一组故障的极端情况下，功率仍能经联络断路器继续输送
          • 联络断路器内部故障与相连的两回路短时停电外，联络断路器外部故障或其他断路器故障最多停一个回路
          • 不完整串运行：一串中任一台断路器退出或检修，不影响任一元件的运行
        • 缺 点
          • 正常操作时，联络断路器动作次数是其两侧断路器的2倍； 一个回路故障要跳两台断路器
          • 为提高可靠性，要考虑“交替布置”(交叉接线)
            • 增加配电装置的间隔
          • 投资大，二次控制接线和继电保护都较复杂
          • 断路器动作频繁，检修次数增多
        • 适用 范围
          • 具有重要地位的330～750kV 配电装置 大型电厂和变电所220kV及以上、进出线为6回及以上
        • 成串配 置原则
          • 电源线宜与负荷线配对成串
          • 同名回路宜配置在不同串内
          • 建设初期有两串：交叉接线：同名回路宜分别接入不同侧的母线，进出线应装设隔离开关
          • 交叉接线比非交叉接线具有更高的运行可靠性但需增加一个间隔
          • 3串及以上时非交叉接线(或称常规接线)：同名回路可接于同一侧母线，进出线不宜装设隔离开关
      • 三 分 之 四 台 断 路 器 接 线 (4/3 接线)
        • 每3条回路共用4台断路器
        • 特点
          • 与一台半断路器接线相比，投资较省，但可靠性降低，接线布置复杂，继电保护复杂
        • 适用 范围
          • 用于发电机台数(进线)大于线路(出线)数的大型水电厂
      • 变 压 器 - 母 线 组 接 线
        • 运行调度灵活 检修任一断路器均不停电，有利于扩建； 一组母线故障或检修时，不会停电 与双断路器、3/2断路器接线相比，断路器数量减少，投资减少
        • 变压器故障时，接于母线上的断路器跳开，不影响其他回路供电，变压器用隔离开关断开后，母线即可恢复供电
        • 一组母线故障或检修时，连接在该母线的变压器退出运行，退出需断开多台断路器
        • 适用 范围
          • 长距离大容量输电线路、系统稳定性问题突出和要求线路有高度可靠性
      • 双 断 路 器 接 线
        • 每个回路均设有两台断路器， 与两组母线分别连接，两组母线同时运行
        • 优 点
          • 可靠性极高
            • 任意一组母线或一台断路器检修时，不停电
            • 当一组母线发生故障时，不停电
            • 任一断路器故障，只影响一个回路
          • 灵活性好
            • 形成多环形供电
          • 操作检修方便
            • 隔离开关不用倒换操作
        • 缺点
          • 断路器数量多、投资大
            • 检修断路器工作量增加
        • 适用 范围
          • 对可靠性有较高要求时可采用双断路器接线
    • 无 汇 流 母 线
      • 单 元 接 线
        • 单元接线是无母线接线中最简单的形式，是所有主接线基本形式中最简单的一种
        • 发电机和主变压器或线路直接连成一个单元，再经断路器接至高压母线，中间不再装设母线
        • 发 电 机 - 变 压 器 单 元 接 线
          • 发电机 - 双绕组 变压器 单元 接线
            • 大型机组广为采用的接线形式
            • 避免了由于额定电流或短路电流过大选择出口断路器的困难
            • 发电机出口一般不装断路器
              • 发电机出口也有装断路器的，其主要目的是在机组启动时可从主变压器低压侧获得厂用电，在机组解、并列时减少主变压器高压侧断路器的操作次数
            • 发电机停止工作时由系统供给厂用电，发电机出口可装设一组隔离开关 对200MW及以上机组，可不装隔离开关，但应装有可拆点
            • 断路器与变压器之间不必装隔离开关
            • 200MW 及以上大容量机组一般采用发电机-双绕组变压器单元接线
          • 发电机 - 三绕组 变压器 (自耦变) 单元接线
            • 发电机停止工作时仍能保持高、中压侧电网之间的联系，变压器三侧都应装断路器
            • 在发电机出口处需装设断路器；为了在检修高、中压侧断路器时隔离带电部分
            • 高中压断路器两侧应装设隔离开关，低压侧变压器侧也应装隔离开关
            • 适用于单台机组容量为125MW 级及以下机组
            • 200MW及以上大容量机组不采用发电机-三绕组变压器单元接线
          • 接线 特点
            • 占地少，投资省，接线简单，开关设备少，继电保护简单，操作方便
            • 无发电机电压母线，无多台并列运行，发电机出口短路电流减小
            • 故障可能性小，可靠性高；无发电机电压母线，在发电机和变压器低压侧短路概率小
            • 单元任意元件故障或检修都会影响整个单元工作
          • 适用 范围
            • 发电机 - 双绕组大、中、小型机组均有采用，特别是大型机组广泛采用
            • 发电机 - 三绕组适用于单台机组容量为125MW 级及以下机组，以两种升高电压接入电力系统
        • 发电机- 变压器- 线路 单元接线
          • 适用于一机、一变、 一线的厂所。 此接线最简单，设备最少，不需要高压配电装置
          • 接线 特点
            • 单元性强，布置紧凑，节省占地面积，设备少，设备投资小
            • 线路/变压器故障时，将使发电机发出的电能无法送，一台机组检修时，将停运对应线路。需考虑启动/备用电源引接问题
          • 适用范围
            • 用于场地狭窄、附近有枢纽变电所的大型发电厂(可以有多组单元接线)
        • 发电机 - 变压器 单元 扩大 单元接线
          • 分类
            • 将两台发电机并联后再接至合双绕组变压器
            • 将两台发电机分别接至有分裂低压绕组变压器的两个低压侧
          • 优 点
            • 减小主变压器台数和主变高压侧断路器的数量，减少主变高压侧接线的回路数
            • 节省配电装置占地面积，节省投资
            • 任一台机组停机都不影响厂用电的供给
            • 可以限制其低压侧(发电机出口)的短路电流
          • 缺点
            • 单元性不强，发电机和主变压器之间应装设发电机断路器和隔离开关，增加投资
            • 运行灵活性较差，当任一台发电机断路器故障拒动、主变压器故障或检修时，将导致两台发电机组同时停运 检修一台发电机时，会出现变压器严重欠载
          • 适用范围
            • 大中型火电厂和中小容量水电厂
      • 角 型 接 线
        • 角形接线的“角”数=断路器数=进、出回路数
        • 每个边中含有一台断路器和两台隔离开关，各进出线回路中只装设隔离开关
        • 优 点
          • 闭环运行时，有较高的可靠性和灵活性
          • 断路器使用量较少，与单母线相同，仅次于桥形接线，占地小，投资省
          • 没有母线，不存在母线故障影响
          • 任一回路故障时，只跳与它相连接的2台断路器，不会影响其他回路正常工作
          • 检修任一台断路器，仅需断开该断路器及其两侧隔离开关，无任何回路停电
          • 所有隔离开关只作为检修断路器时隔离电压用，不作切换操作用
        • 缺 点
          • 角形中任一台断路器检修时，变开环运行，降低接线的可靠性
          • 角数越多， 断路器越多，开环机率越大； 开环的情况下，当某条回路故障时将影响别的回路工作
          • 电源与出线要交替布置，开闭环使继电保护复杂化，不利于扩建
        • 适用范围
          • 进、出线数为3～5回(最多不超过6回) 的110kV 及以上的配电装置
      • 桥 型 接 线
        • 桥形接线只用3台断路器，比具有4条回路的单母线接线节省了1台断路器 用于小容量发电厂或变电站，初期接线；大型发电机组的启动/备用变压器的高压侧接线
        • 内桥 接线
          • 桥断路器靠近变压器
          • 适用范围
            • 输电线路较长(检修和故障机率大，线路要经常投切)
            • 变压器不需经常投切 穿越功率小
            • 的小容量发电厂和变电站
        • 外桥 接线
          • 桥断路器靠近线路
          • 适用范围
            • 输电线路较短(检修和故障机率小，线路不需要经常投切)
            • 变压器需经常投切 穿越功率大
            • 的小容量发电厂和变电站
        • 内桥外方便，（投切线路） 外桥内方便，（投切变压器）
        • 双桥形接线
          • 当有三台变压器和三回线路时，可采用双桥形(或称扩大桥)接线
    • 主 变 压 器 的 选 择
      • 分 类
        • 主变压器
          • 发电厂和变电所中，用于向电力系统或用户输送功率的变压器
        • 联络变压器
          • 只用于发电厂两种升高电压等级之间交换功率的变压器
        • 厂(站/自)用变压器
          • 只供本厂(站)用电的变压器
      • 主 变 压 器 容 量 、 台 数 的 确 定
        • 主变压器的容量、台数直接影响电气主接线的形式和配电装置的结构。
        • 发电厂 主变压 器容量 的选择
          • 单元接线的主变压器容量
          • 有发电机电压母线接线的主变压器
        • 发电厂 主变 台数
          • 单元接线每单元1台主变，联合单元接线每单元2台主变
          • 发电机电压母线上主变压器≤2台，备用时只装1台
        • 变电站 主变压 器容量 的选择
          • 变电站主变压器容量一般应根据5～10年规划负荷、城市规划、负荷性质、电网结构等综合考虑确定其容量
          • 对于重要变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足I类及Ⅱ类负荷供电； 一般性变电站，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的70%～80%(70%)
          • 按照其中一台停用时其余变压器能满足变电所最大负荷的60%～70%或全部重要负荷选择 (35～110kV 变电所60%，220～500kV 变电所70%，【I、Ⅱ类负荷超过上述比例】)
        • 变电站 主变 台数
          • 110kV 及以下的终端/分支变电所只有一个电源；变电所的重要负荷能由中低压侧电网取得备用电源 只装设1台主变压器
          • 变电所一般装设2台主变压器；枢纽变电所装设2～4台
          • 地区性孤立的变电所可装设3台
        • 记 数 字
      • 联络变压器 容量和台数的 选择
        • 联络变容量一般≥所联络两种电压母线上的最大一台机组容量
        • 联络变一般装设1台，最多不超过2台
      • 主 变 压 器 型 式 的 选 择
        • 相数 确定
          • 容量为300MW及以下机组单元连接的主变压器和330kV 及以下电力系统， 一般都应选用三相变压器
          • 容量为600MW及以上机组单元连接的主变压器和500kV 及以上电力系统中的主变压器，可采用单相变压器组成三相变压器或三相变压器
        • 绕 组 数 确 定
          • 只有一种升高压向用户供电或与系统连接的发电厂，和只有两种电压的变电所， 采用双绕组变压器
          • 两种升高压向用户供电或与系统连接的发电厂，有三种电压的变电所，可以采用双绕组变压器或三绕组变压器(包括自耦变压器)
          • 特 殊 记 忆
            • 最大机组容量为125MW 及以下，但变压器某侧绕组的通过容量小于变压器额定容量的15%时，可采用发电机-双绕组变压器单元加双绕组联络变压器
            • 最大机组容量为125MW 及以下，而且变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器额定容量的15%及以上时，应优先考虑采用三绕组变压器
            • 三种电压的变电所中，如变压器各侧绕组的通过容量均达到变压器额定容量的15% 及以上，或低压侧装无功补偿设备时，宜采用三绕组变压器； 当变压器需要与110kV 及以上的两个中性点直接接地系统相连接时，可优先选用自耦变压器
            • 最大机组容量为200MW 及以上时，采用发电机-双绕组变压器单元加三绕组(自耦)联络变压器。
            • 两种升高电压均为中性点直接接地系统，当送电方向主要由低压侧送向中、高压侧， 或由低、中压侧送向高压侧时，优先采用自耦变压器
            • 接入电力系统发电厂的机组容量相对较小，与电力系统不匹配，采用扩大单元接线时，应优先选用低压分裂绕组变压器
        • 绕组 联接 组号
          • 110kV 及以上电压侧均为 “YN”, 即有中性点引出并直接接地； 35kV 作为高、中压侧时都可能采用 “Y”, 其中性点不接地或经消弧线圈接地，作为低压侧时可能用 “Y” 或 “D”; 35kV 以下电压侧(不含0.4kV 及以下) 一般为“D” (多采用), 也有 “Y” 方式。
          • 主变压器联结组号一般都选用YNd11 常规接线
        • 结构 型式 选择
          • 三绕组变压器或自耦变压器， 在结构上有两种基本型式：
            • 升压型。升压型的绕组排列为：铁芯一 中压绕组一低压绕组一高压绕组，高、中压绕组间相距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大
            • 降压型。降压型的绕组排列为：铁芯一低压绕组— 中压绕组一高压绕组，高、低压绕组间相距较远、阻抗较大、传输功率时损耗较大
          • 发电厂三绕组变压器， 一般为低压侧向高、中压侧供电，应选升压型
          • 变电站三绕组变压器，考虑优先采用降压型变压器
        • 调压方式
          • 无载（励磁）调压变压器的分接头较少，调压范围10%(±2×2.5%,配电变有±5%)，分接头必须停电调压
          • 有载调压变压器的分接头较多，调压范围一般为20%，最大30%，分接头可带（电）负荷调节
          • 发电厂主变压器中很少采用有载调压，因为可以通过调节发电机励磁来实现调节电压
        • 冷却方 式选择
          • 一般有自然风冷却、强迫风冷却、强迫油循环水冷却、强迫油循环风冷却、强迫油循环导向冷却
          • 中、小型变压器通常采用自然风冷却及强迫风冷却方式散发热量。 容量在31.5MVA 及以上的大容量变压器一般采用强迫油循环风冷却，在发电厂水源充足的情况下，也可采用强迫油循环水冷却。 容量在350MVA 及以上的特大变压器一般采用强迫油循环导向冷却。
    • 互 感 器 配 置
      • 互感器在主接线中的配置与测量仪表、继电保护和自动装置的要求、同步点的选择、主接线的形式有关
      • 电压 互感器 的配置
        • 电压互感器及其二次绕组数量、准确等级等应满足测量、保护、同期和自动装置要求
        • 一般工作及备用母线都装有一组电压互感器
          • 旁路母线非必装
        • 35kV 及以上输电线路，应装设一台单相电压互感器
        • 发电机一般装2～3组电压互感器（必须装） 一组(三只单相、双绕组)供自动调节励磁装置；另一组供测量仪表、同期和保护装置使用
        • 变压器低压侧要求应设有一组电压互感器，为了满足同期或继电保护
      • 电流 互感器 的配置
        • 装有断路器的回路、发电机/变压器的中性点、发电机-双绕组变压器单元的发电机出口、桥形接线的跨条上应装设电流互感器 其数量应满足测量仪表、继电保护和自动装置要求
    • 电气设备 的运行状态
      • 运行中的电气设备具体指的是现场运行、备用和停用的设备
      • 电气设备分为运行、热备用、冷备用和检修四种状态
      • 运行状态: 断路器及隔离开关都在合闸位置 热备用状态: 断路器在断开位置，隔离开关仍在合闸位置 冷备用状态: 断路器及隔离开关均在断开位置 检修状态:断路器和隔离开关均已断开
    • 工 作 票 的 种 类
    • 典型 操作
      • 停电操作：断电顺序拉开：断开断路器→→断开母线侧隔离开关断开线路侧隔离开关
      • 送电操作：送电顺序合上：合母线侧隔离开关→合线路侧隔离开关→合断路器
      • 为了防止误操作，除严格执行操作规程实行操作票制度外，在隔离开关和相应的断路器之间加装有电磁闭锁或机械闭锁装置
    • 五防 要求
      • 1.防止误拉合断路器， 2.防止带负荷拉合隔离开关， 3.防止带地线合闸， 4.防止带电挂接地线， 5.防止误入带电间隔
    • 防误 操作 装置
      • 机械闭锁
      • 电磁闭锁
      • 电气闭锁
      • 红绿牌闭锁
      • 微机防误操作装置
    • 保证 安全 技术 措施
      • 停电
      • 验电
      • 装设接地线
      • 悬挂标示牌和装设遮拦
    • 电气 设备 及主 接线 的 可靠性 分析
      • 从可靠性观点看，设备(元件)分为两类： 可修复元件和不可修复元件
        • 不可修复元件：如电容器、电灯泡
        • 可修复元件：如断路器、变压器等设备;电气主接线亦属于可修复系统
      • 电气设备 的工作状态
        • 运行状态(工作或待命)
        • 停运状态(故障或检修)两种
      • 不可修复 元件的 可靠性 指标
        • 故障率
          • 故障率λ(t)分为三个阶段: 1.早期故障期 2.偶发故障期[浴盆曲线] 3.耗损故障期
        • 可靠度
        • 不可靠度
      • 可 靠 性 主 要 指 标
        • 可修复 元件的 可靠性 指标
          • 可靠度、不可靠度、故障率、修复率、平均修复时间、平均运行周期、不可用度、故障频率
        • 电气 主接线 的可靠性 指标
          • 可用度、平均无故障工作时间、每年平均停运时间、故障频率
          • 对主接线可靠性的衡量是以是否保证连续供电和保证发出给定电力的概率为基本判据
          • 电气主接线可靠性分析计算方法
            • 网络法
            • 状态 空间法
  • 限 制 短 路 电 流
    • 目的
      • 影响电气设备的选择和安全运行
    • 措施
      • 在发电厂和用户侧均能合理地选择轻型电器和截面较小的母线及电缆
      • 根本上
        • 增大电源至短路点的等效阻抗
          • 减少并列，增加串联
      • 具体方法
        • 选择适当的主接线形式和运行方式
        • 加装串联的限流电抗器
        • 使用低压分裂绕组变压器
      • 选择适当的 主接线形式 和运行方式
        • 对大容量发电机可采用单元接线，尽可能在发电机电压级不采用母线
          • 减少并列，增加串联
        • 在降压变电所中，采用变压器低压侧分列运行的方式“母线硬分段”接线方式
          • 减少并列
        • 对具有双回线路的用户，采用线路分开运行方式，或在负荷允许时，采用单回路运行
          • 减少并列
        • 对环形供电网络，在环网中穿越功率最小处开环运行
          • 减少并列
      • 限 流 电 抗 器
        • 普 通 电 抗 器
          • 母线 (分段) 电 抗 器
            • 装设地点：母线分段处，分段断路器旁
              • 主发电厂中
            • 作 用
              • 厂内厂外限流
              • 使发电机出口断路器、变压器低压侧断路器、母联断路器、分段断路器都能按各回路额定电流来选择
              • 当电厂和系统容量较小，而母线电抗器的限流作用足够大时，线路断路器可按线路相应额定电流选择， 这种情况下可以不装设线路电抗器
              • 设计主接线时应首先考虑装设母线电抗器
              • 母线分段一般不宜超过三段
            • 参数 选择
              • 一般取发电机额定电流的50%～80%。 电抗百分数一般取8%～12%
          • 线路 (出线) 电 抗 器
            • 电厂和系统容量较大时，除装设母线电抗器外，还要装设线路电抗器
            • 装设地点：馈线出线端上
            • 作 用
              • 用来限制6～10kV 电缆馈线回路短路电流
              • 因为电缆的电抗值较小且有分布电容，即使在电缆馈线末端发生短路，其短路电流也和母线短路相差不多
              • 使母线能维持较高的剩余电压(或称残压 ) , 一 般都大于 65%Un ，能提高供电可靠性
              • 架空线路本身的感抗值较大，通常不在架空线路上装设线路电抗器
            • 参数 选择
              • 正常运行时电压损失( 一般要求不大于5%Un）
              • 线路电抗器的额定电流300~ 600A，电抗百分数3%～6%
        • 分 裂 电 抗 器
          • 分裂电抗器是一个中间有抽头的电感线圈，中间抽头3将电抗器分成了两个分支1和2(也称为两个臂),它是两臂的公共端，两个分支线圈的缠绕方向与结构参数都相同，其间不仅存在互感耦合，而且在电气上直接连接。 一般中间抽头3用来连接电源，两臂1、2用来连接大致相等的两组负荷
          • 正常运行电抗值小;一个分支短路电抗值大
          • 装设 地点
            • 装于直配电缆馈线上，每臂可以接一回或几回出线
            • 装于发电机回路中，同时起母线电抗器和出线电抗器的作用
            • 装于变压器低压侧回路中，可以是主变压器或厂用变压器回路
          • 互感系数f=M/L与电抗器的结构有关， 一般为0.4～0.6,通常取f=0.5
          • 电抗百分数取8%～12%
          • 优点
            • 比普通电抗器多供一倍的出线，减少了电抗器的数目
            • 正常运行时 小电抗 电压损失小
              • 每臂的运行电抗(称为穿越电抗)为X=XL-XM=Xz-fX=(1-f)XL
              • f=0.5,正常工作时，分裂电抗器每臂的电抗减少了一半
              • 等值运行电抗=0.25XL
            • 短路时 大电抗有 限流作用
              • 短路时： 一臂短路：抽头有电源时，单臂型电抗：XL
              • 短路时：一臂电源，另一臂短路时，分裂型电抗(两臂总电抗):3XL
          • 缺点
            • 分裂电抗器两个分支负荷过大：正常运行会产生电压波动；短路时出现过电压
      • 低 压 分 裂 绕 组 变 压 器
        • 应 用
          • 用于发电机-变压器扩大单元接线
          • 用作大容量机组高压厂用变压器
        • 结构参 数特点
          • 正常运行电抗值小，短路电抗值大
          • 一个高压绕组和两个分裂的低压绕组， 低压分裂绕组在电气上彼此不相连接， 额定电压相同，容量相同(一般为额定容量的50%～60%)，匝数相等，阻抗相等
          • X₂、X₂比X₁大
            • X₁为高压绕组漏抗
            • X₂、X₂分别为高压绕组开路时，两个低压分裂绕组的漏抗
        • 运行 方式
          • 并联（正常）运行
            • 两个低压绕组并联，高低压绕组运行
              • 高低压绕组间的阻抗称为全穿越阻抗X12
          • 单独运行
            • 任一低压绕组开路，另一个低压绕组和高压绕组运行
              • 高低压绕组之间的阻抗称为半穿越阻抗X12
          • 分裂运行
            • 两个低压分裂绕组运行，低压绕组间有穿越功率， 高压绕组不运行， 高低压绕组间无穿越功率
              • 两个低压分裂绕组间的阻抗称分裂阻抗X₂
        • 作用
          • • 正常运行时的穿越电抗值较小，电压损失小
            • 短路时，电抗值都很大，能起到限制短路电流的作用
        • 变电站 短路 电流的 限制
          • 1、变压器低压侧分列运行、 母线分列运行。 2、在变压器低压回路装设电抗器或分裂电抗器。 3、采用高阻抗变压器。 4、 在6～10kV 出线上装设电抗器。 5、自耦变压器中性点经小电抗接地、 6、减小变压器中性点接地的数量
  • 电 气 设 备 选 择
    • 电 气 设 备 选 择 的 一 般 条 件
      • 按 正 常 工 作 进 行 选 择
        • 额定 电压
          • 电气设备的额定电压Un不低于装置地点电网额定电压Uns的条件选择，Un≥Uns
          • 一般电气设备允许的最高工作电压为设备额定电压的1.1～1.15倍(220KV及以下1.15倍，330KV及以上1.1倍)
          • 裸导体承受电压的能力由绝缘子及安全净距保证，无额定电压选择问题
        • 额定 电流
          • 在额定环境温度θ0下，导体和电气设备的长期允许通过电流
          • 额定电流In (或载流量lal) 不小于所在回路最大持续工作电流Imax的条件选择In≥Imax
        • 环境 修正
          • 导体：环境温度，日照，风速，污秽，海拔高度，地震烈度，覆冰厚度 屋内不校验日照、 风速、污秽。
          • 电气设备：环境温度，日温差，风速，污秽，海拔高度，地震烈度，相对湿度 屋内不校验日温差、风速、污秽；屋外不校验相对湿度
        • 海拔 修正
          • 电气设备海拔在1000～4000m时， 一般按海拔每增100m, 则电气设备允许的最高工作电压要下降1% 对现有110kV及以下的电气设备，可在海拔2000m 以下使用； 最高工作电压不满足要求采用高原型电气设备或采用外绝缘高一等级的产品
        • 温度 修正
          • 额定环境温度:θ0(又称计算温度或基准温度), [无日照，海拔高度不超过1000m] 裸导体和电缆的θ0为25℃, 断路器、隔离开关、穿墙套管、电流互感器、电抗器等电气设备(无变压器，电机)的θ0为40℃,
          • 实际环境温度θ不同于额定环境温度θ0，经综合修正后的长期允许电流Ialθ不得低于所在回路在各种可能运行方式下的最大持续工作电流Imax Ialθ=KIn≥Imax
      • 按 短 路 情 况 校 验 热 , 动 稳 定
        • 短路热稳 定性校验
          • 热稳定：导体和电气设备能承受短路电流所产生的热效应而不损坏的能力
          • 导体和电气设备各部分所能达到的最高温度(发热效应)不超过其短时发热的最高允许温度即： Qk≤Qr
        • 短路电动力 稳定校验
          • 动稳定：导体和电气设备承受短路电流机械效应的能力
          • 导体和电气设备承受短路冲击电流所产生的最大短路电动力不超过它能承受的允许值
        • 可不校验 热、动稳 定的情况
          • 用熔断器保护的电气设备，其热稳定由熔断时间保证，可不校验热稳定
          • 支柱绝缘子不校验热稳定，需要校验动稳定
          • 母线型穿墙套管不必按持续工作电流选择和校验热稳定，但是需要校验动稳定
          • 采用有限流作用的熔断器保护的设备可不校验动稳定
          • 采用有限流作用的熔断器保护的设备可不校验动、热稳定
          • 软导线和电缆不校验动稳定。 (硬导体校验动稳定)
          • 装设在电压互感器回路中的裸导体和电气设备可不校验动、热稳定
          • 熔断器不校验动、热稳定。 (限流和非限流都不用校验)
          • 悬式绝缘子不校验动，热稳定
        • 短路 电流 计算 条件
          • 容量应按本工程设计的最终容量计算，并考虑电力系统的远景发展 (一般为本工程建成后5～10年)。
          • 接线应采用出现流过被校验导体或电器的最大短路电流的正常接线方式
          • 短路种类一般按三相短路校验 发电机出口的两相短路，或中性点直接接地系统和自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路严重，则按最严重情况校验
          • 短路计算点的选择： 不带电抗器回路正常接线方式下，通过被校验导体或电气设备的短路电流为最大的点 带电抗器的6～10kV 出线及厂用分支线回路，计算短路点一般取在电抗器后
        • 短 路 计 算 时 间
          • 热稳定校验 计算时间tk
          • 短路开断 计算时间t'k
    • 高 压 断 路 器 的 选 择
      • 种类型式选择
        • 6～10kV 电网一般选择少油、真空、SF6 断路器
        • 35kV 电网一般选择少油、真空和SF6 断路器
        • 110～330kV 电网一般选择少油和SF6断路器
        • 500kV及以上电网一般选择SF6 断路器
      • 额定电压的选择
        • 断路器的额定电压≥安装地点电网的额定电压，即UN≥UNs
      • 额定电流的选择
        • 断路器的额定电流≥通过断路器的长期最大负荷电流，即： KIn≥Imax
      • 额定 开断 电流 的选择
        • 断路器的额定开断电流INbr≥实际开断瞬间的最大短路电流有效值Ik (姚春球：≥实际开断瞬间的短路全电流有效值)
        • 指能在额定电压下保证开断的最大短路电流
        • 最严重的短路类型一般是三相短路；单相短路电流比三相短路电流大15%时，才用单相短路作为选择条件
        • 额定开断电流包括短路电流周期分量和非周期分量。 高压断路器额定开断电流以周期分量有效值表示，并计入了20%的非周期分量
          • 采用快速保护和快速断路器的地点 (t'k<0. 1s)，短路电流非周期分量超过周期分量幅值的20%，按照全电流有效值计算
          • 采用中、慢速断路器的地点 (t'k≥0.1s)和远离发电厂的变电站，非周期分量不超过周期分量幅值的20%，一般按照周期分量有效值/超瞬态电流/起始次暂态电流计算
      • 额定短路热稳定校验
        • 断路器的额定热稳定电流=额定短时耐受电流=断路器的额定短路开断电流
      • 短路动稳定校验
        • 断路器的额定动稳定电流=额定峰值耐受电流
      • 额定短路关合电流选择
        • 断路器的额定短路关合电流ina≥短路电流最大冲击值ish
      • 首相开断系数 (首开极系数)
        • 在110kV 及以下电压等级的中性点非直接接地的系统中，则首相开断系数应取1.5
        • 中性点直接接地或经小阻抗接地的系统中选择断路器时，首相开断系数应取1.3;
    • 隔离 开关 选择
      • 在有电压、无负荷电流情况下，分、合电路
      • 无开断电流、关合电流的校验
      • 作用： 1.隔离电压 2.倒闸操作 3.接地开关 4.分合小电流： 空载母线、避雷器、电压互感器、母线环流、励磁电流≤2A的空载变压器、电容电流≤5A的空载线路
    • 高压 负荷 开关 的选择
      • 可以接通和断开正常的工作电流，可以关合短路电流，不能开断短路电流
    • 高 压 熔 断 器 的 选 择 件
      • 熔断器是最简单的保护电器
      • F-C 回路：高压熔断器与高压接触器 (真空或SF6 接触器)配合，被广泛用于200～600MW 大型火电机组的厂用6kV高压系统。 F-C回路用限流式高压熔断器作保护元件，关合或开断短路电流，接触器作操作元件，接通或断开负荷电流
      • 型式 选择
        • 电力线路、电力变压器、电力电容器：短路或过载保护 电压互感器： 短路保护
      • 额定 电压选择
        • 一般高压熔断器： UN≥UNs
        • 限流型熔断器： UN = UNs（最大过电倍数为2～2.5）
          • 工作电压低于其额定电压的电网中 UNs < UN ，过电压倍数为3.5～4
      • 额定 电流选择
        • 熔管额定电流
          • 熔断器额定电流指熔管电流，熔管额定电流IN≥熔体的额定电流 INs
        • 熔体额定电流
          • 满足保护可靠性、选择性、灵敏性要求包括：
          • 保护35kV及以下电力变压器的熔断器：最大持续工作电流lmax
          • 保护电力电容器的熔断器
      • 开断 电流 校验
        • 所给额定开断容量SNbr, 不是额定开断电流INbr
        • 非限流型熔断器
        • 限流型熔断器
      • 选择性校验
        • 保护电压互感器的熔断器，只需按额定电压选择和按断流容量校验
    • 电器 开关 总结
    • 裸 导 体 ( 敞 露 母 线 ) 的 选 择
      • 母线 定义
        • 发电厂和变电所中各种电压等级配电装置主母线。 发电机、变压器与相应配电装置之间的连接导体，统称为母线
        • 工程应用母线分：软母线和硬母线
      • 导体 材料
        • 铝：广泛用于屋内、外配电装置；载流导体一般使用铝或铝合金材料
        • 铜：只用在持续工作电流较大、位置特别狭窄的发电机变压器出口处，对铝有严重腐蚀而对铜腐蚀较轻的场所
        • 钢：仅适用于高压小容量回路(如电压互感器)、工作电流≤200A的低压电路、直流电路、接地装置回路 (额定电流小而短路电动力大或不重要的场合下使用)
      • 敞露 母线 （裸 导体） 的 截面 形状 选择
        • 硬 母 线
          • 矩形 母线
            • 散热条件好，集肤效应较大
            • 适用于35kV 及以下、持续工作电流在4000A及以下的配电装置中
            • 单条导体载流量不能满足要求，可采用2～4条并列使用
          • 槽形 母线
            • 散热条件较好，集肤效应系数较小，机械强度高
            • 适用于35kV 及以下，持续工作电流为4000～8000A 的配电装置中
          • 用于10kV 及以下 的屋外母线桥
          • 管形 母线
            • 集肤效应系数最小，机械强度高，电晕放电电压高(不容易发生电晕)
            • 适用于110kV 及以上、持续工作电流在8000A 以上的屋内、外配电装置
        • 软 母 线
          • 钢芯铝绞线
            • 适用于35kV 及以上的屋外软母线
          • 组合导线
            • 用于中小容量发电机和变压器的引出线
          • 空心导线、 扩径导线、 分裂导线
            • 直径大，可以减小线路电抗、减小电晕损耗、 减小对通信的干扰，用于超高压母线和输电线路
          • 一般为三相水平布置， 用悬式绝缘子悬挂
        • 750kv以上一般不选用硬导体
      • 封闭 母线
        • 200 MW 及以上大容量发电机引出线、 厂用/电压互感器分支母线， 采用全连式分相封闭母线
        • 优 点
          • 1.防止相间短路，外壳多点接地，保证安全 2.减少相间电动力 3.减少母线附近钢构发热 4.提高运行可靠性 5.强迫冷却管道，提高母线载流量 6.安装、维护工作量小
        • 缺 点
          • 1.母线散热条件较差 2.外壳产生损耗 3.有色金属消耗量增加
        • 分 类
          • 按封闭母线外壳结构分
            • 共箱封闭母线 离相封闭母线(分相封闭母线)
          • 按封闭母线外壳所用材料分
            • 塑料外壳 金属外壳
          • 按封闭母线冷却方式分
            • 自然冷却 人工冷却
      • 导体的 布置 方式
        • 矩形、双槽型母线
          • 有三相水平布置和三相垂直布置
        • 钢芯铝绞线母线、管形母线
          • 一般采用三相水平布置
          • 三相水平布置： 矩形水平布置多用于中、 小容量配电装置，分母线竖放和母线平放两种 母线竖放较平放散热条件好，允许载流量较平放大，但机械强度较平放小 三相垂直布置： 对矩形母线兼有水平布置的两种方式的优点 用于20kV 以下、短路电流很大的配电装置中
      • 导体 截面 选择
        • 按导体长期发热 允许电流选择截面
          • 汇流母线、长度在20m 以下的导体
          • 母线截面应满足在正常运行中，通过母线的最大持续工作电流不应超过该截面下长期发热允许电流
          • 需计及可能的过负荷及检修或故障时由别的回路转移过来的负荷
        • 按经济电流密 度选择截面
          • 全年负荷利用小时数Tmax较大，母线较长(长度超过20m)，传输容量较大的回路 (发电机至主变压器和发电机至主配电装置的回路)
          • 只考虑正常运行，不考虑运行中可能的过负荷及故障或检修时由别的回路转移过来的负荷
        • 应选择最接近Sj的标准截面。 Sj稍大于某标准截面时可偏小选择； Sj 稍小于某标准截面时可偏大选择
      • 电晕 电压 校验
        • 66kV 及以下的系统，不校验电晕电压
        • 110kV及以上系统的裸导体，应按当地晴天不发生全面电晕的条件校验
          • 裸导体的临界电晕电压Ua大于最高工作电压Umax ：Uc>Umax
      • 热稳定 校验
        • 导体在短路时所达到的最高温度 θn 没有超过所规定的导体短时发热允许温度：导体截面S≥Smin ，导体短路时的温升不会超过短路最高允许温度
        • 所选导体截面S增大，短路电流减小，实际热效应减小
        • 热稳定截面与短路前导体工作温度、短路时导体最高允许温度、集肤效应系数有关
        • 热稳定系数
        • 按热稳定决定的母线最小截面Smin
          • • 按经济电流密度选择的电缆还应满足长期发热要求
      • 硬导体 (母线)的 共振 校验
        • 对于重要回路(如发电机、变压器、汇流母线)的导体应进行共振校验。目的是确定动稳定校验所需要的动态应力系数β
        • 一阶固有频率f₁ 在共振频率范围外时，β≈1
        • 选择绝缘子实际跨距L≤Lmax 时，β≈1
        • 满足不共振的要求
      • 硬导体 (母线) 的 动稳定 校验
        • 最大计算应力 σmax≤导体的最大允许应力σal
        • • 相间距离较大，可不考虑形状的影响
        • 计算的相间应力与支柱绝缘子跨距平方、冲击电流平方成正比 与导体相间距离成反比
        • 每相为单条矩形导体 的应力计算与校验
          • 只受相间电动力的作用
          • 只要选择支柱绝缘子跨距L≤Lmax, 必满足动稳定。 当矩形导体平放时，为避免导体因自重而过分弯曲，所选跨距一般不超过1.5～2m 三相水平布置的汇流母线常取绝缘子跨距等于配电装置间隔宽度以便于绝缘子安装
        • 每相为多条矩形导体 的应力计算与校验
          • 除受相间电动力的作用外，还受到同相中条与条之间的电动力的作用
    • 电 力 电 缆 的 选 择
      • 电力电缆线路可以直埋地下及敷设在电缆沟
        • 用于发电机、电力变压器、配电装置之间的连接，电动机与自用电源的连接，以及输电线路的引出
      • 分 类
        • 电力电缆（一次设备）
          • 由电缆线芯(载流导体)、绝缘层、保护层三部分组成
        • 控制电缆（二次设备）
          • 用于交流500V 及以下，直流1000V 及以下的配电装置的二次回路中
      • 结构类型的选择
        • 根据电缆的用途、敷设方法和场所，选择电缆的芯数、芯线材料、绝缘种类、保护层以及电缆的其他特征，最后确定电缆型号
      • 额定电压选择
        • 相间（线）电压
          • 电缆缆芯的相间额定电压Un (线电压)应大于等于所在电网的额定电压UNs (线电压),即： UN≥Uns
        • 相对地电压
          • 电缆缆芯与绝缘屏蔽或金属层之间额定电压(相对地电压) 的选择，应符合下列规定： 中性点直接接地或经低电阻接地的系统，额定电压宜采选择使用回路的工作相电压，否则不宜低于133%相电压 中性点不接地系统中，额定电压宜采选择使用回路的线电压(173%相电压)。否则不宜低于133%相电压
      • 额定电流选择
      • 截面选择
        • 按长期发热允许电流选择截面
          • 长度在20m以下的电缆， 一般按长期发热选择截面
            • 修正后的额定电流不低于回路最大持续工作电流Imax ；KIn≥Imax
        • 按经济电流密度选择截面
          • 年最大负荷利用时数Tmax>5000h, 长度在20m以上的电缆，按经济电流密度选择截面
            • 按经济电流密度选择的电缆还应满足长期发热要求
      • 允许电压损失(电压降)校验
        • 供电距离较远、容量较大的电缆线路应校验其电压损失△U%（△U%≤5%）
      • 热稳定校验
        • 所选截面应≥满足短路热稳定的最小截面Smin
    • 支 柱 绝 缘 子 和 穿 墙 套 管 的 选 择
      • 绝缘子应用
        • 支柱绝缘子
          • 户内支柱绝缘子主要应用在3～35kV 屋内配电装置； 户外支柱绝缘子主要应用在6kV 及以上屋外配电装置
        • 悬式绝缘子
          • 主要应用在35kV 及以上屋外配电装置和架空线路上
        • 套管绝缘子
          • 用于母线在屋内穿过墙壁或天花板
      • 额定电压选择
        • 满足额定电压大于或等于所在电网电压的要求，即UN≥ UNs
        • 对于发电厂和变电所的3～20kV屋外支柱绝缘子和套管，当有冰雪和污秽时，应选用高一级电压产品 3～6kV，也可采用高两级电压产品
      • 支柱绝缘子
        • 按额定电压和类型选择，按短路校验动稳定
        • 支柱绝缘子一般屋内采用联合胶装多棱式，屋外宜采用棒式，需要倒装时采用悬挂式
      • 穿墙套管
        • 按额定电压、额定电流和类型选择，按短路校验热、动稳定。 {母线型穿墙套管内部没有导体，按额定电压和类型选择，并按短路校验动稳定}
        • 穿墙套管一般采用铝导体，对铝有明显腐蚀的地区可用铜导体
        • 额定电流的选择
          • 额定电流In应大于等于回路中最大持续工作电流Imax, KlN≥Imax
          • 环境温度40℃<θ≤60℃时， 计算，导体的 θa取85℃, θ0取40℃
          • 在环境温度θ<40℃及符合套管长期最高允许发热温度的情况下， 允许其长期过负荷，但不应大于1.2IN
          • 母线型穿墙套管本身不带导体，不必按持续工作电流选择额定电流，只需保证套管型式与穿过母线的形状和窗口尺寸配合
        • 热稳定校验
          • 具有导体的穿墙套管，应对导体校验热稳定
      • 支柱绝缘子 和穿墙套管 的动稳定校验
        • 支柱绝缘子的Fc
          • 三相导体水平布置
            • • 必须将短路时作用在母线截面中心线H₁上的短路电动力换算到绝缘子顶部H的计算作用力Fc
          • 三相导体垂直布置
        • 穿墙套管的Fc
          • 三相导体水平或者垂直布置相同
    • 限 流 电 抗 器 选 择
      • 根据额定电压、额定电流、电抗百分数进行选择，按短路电流校验动、热稳定
      • 额定电压和 额定电流选择
        • ①对出线电抗器(普通或分裂),Imax为线路最大持续工作电流； ②对主变压器回路电抗器(普通),Imax为变压器回路最大持续工作电流； ③对分段电抗器，Imax一般取该台发电机额定电流的50～80%。 ④对分裂电抗器，当用于发电厂的发电机或主变压器回路时， Imax一般按发电机或主变压器额定电流70%选择
      • 电抗百分数 的选择
        • 普通电抗器
          • 选择接近而稍大于上述计算结果x₁% 的标准电抗百分数
          • 出线电抗器(线路电抗器)电抗百分数一般选3%～6%, 母线电抗器电抗百分数一般选8%～12%
        • 分裂电抗器
          • 选择接近而稍大于上述计算结果x₁% 的标准电抗百分数
          • 分裂电抗器电抗百分数一般选8%～12%
      • 电压校验
        • 普通电抗器
          • 正常运行时电压损失校验
            • 电压损失△U%≤额定电压的5%
          • 电抗器后短路时母线残压校验
            • 出线电抗器回路未设置速断保护，母线残压△Ure% ≥电网电压额定值的 60%～70%
            • 母线分段电抗器、装有无时限保护的出线电抗器，不必校验短路时母线残压
        • 分裂电抗器
          • 正常运行时的电压波动校验
            • 两臂母线的电压波动≤母线额定电压的5%
          • 短路时残压和电压偏移校验
            • 一臂的母线馈线发生短路时，电源侧会有残压，另一臂母线会出现电压偏移(升高)。
        • 正常运行时， 普通电抗器校验电压损失， 分裂电抗器校验两臂母线的电压波动。 短路时， 普通电抗器校验母线残压(出线未设置速断保护), 分裂电抗器校验非故障母线的电压偏移。
      • 热稳定和 动稳定校验
        • 校验热稳定：实际短路电流热效应≤电抗器热稳定效应： Qk≤IE ·t
          • 热稳定校验相同
        • 校验动稳定：最大三相短路冲击电流应≤电抗器动稳定流： ish≤ies
          • 动稳定有区别：普通电抗器校验只有1种；分裂电抗器校验2种： 分裂电抗器单臂流过短路电流时，其动稳定与具有相同参数的普通电抗器一样， 两臂同时流过反向短路电流时，其动稳定和具有相同参数的普通电抗器不一样
    • 概 念
      • 作用
        • 电流互感器将交流大电流变成低电压(5 A或1A) 电压互感器将交流高电压变成低电压(100 V或100 √ 3V)
        • 二次回路可采用低电压、小电流控制电缆
        • 二次回路不受一次回路限制
        • 二次设备与高电压部分隔离，且互感器每个二次侧均接地(有且只有一点接地)
      • 类型
        • 电流互感器
          • 电磁式
        • 电压互感器
          • 电磁式\电容式
    • 互 感 器 的 选 择
      • 电 流 互 感 器 (电 磁 式)
        • 特 点
          • 一次线圈与被测电路串联，N1匝数少，相当于短路 一次绕组的电流取决于被测电路的负荷电流，与二次电流无关
          • 二次绕组与测量仪表和保护装置的电流线圈串联， 二次绕组的匝数N₂多
            • 装与同一相变比相同且容量相同的电流互感器， 在二次绕组串联使用时容量和变比都增加一倍
          • 一次绕组当作负载，Z=0，视作短路
          • 二次绕组当作电源，视作电流源，不能开路，内阻=∞，二次侧阻抗越小，误差越小
        • 种类 型式 选择
          • 3～20kV屋内配电装置的电流互感器，应采用瓷绝缘或树脂浇注绝缘结构
          • 35kV 及以上配电装置宜采用油浸瓷箱式绝缘结构的独立式电流互感器
          • 安装于断路器和变压器瓷套管内，应采用价廉、动热稳定性好的套管式电流互感器
        • 一次回路 额定电压 选择
          • 电流互感器的额定电压UN≥安装回路的电网额定电压UNs，UN≥UNs
        • 一次回路 额定电流 选择
          • 测量用电流互感器的一次额定电流1N1≥回路正常最大负荷电流Imax ，IN1≥4/3Imax
          • 一次电流较小（400A 及以下）采用一次绕组多匝式，提高准确度
          • 比电路中的正常工作电流大1/3左右，指示在刻度标尺的3/4最佳位置
          • 放电间隙回路的电流互感器， 一次额定电流可按100A 选择
          • 电力变压器中性点电流互感器的一次额定电流大于变压器允许的不平衡电流， 一般可按变压器额定电流的30%选择
        • 二次回路 额定电流 选择
          • 弱电系统、配电装置距离控制室较远用1A
          • 强电系统用5A
        • 额定 变比
          • 电流互感器一、二次额定电流之比
        • 误 差
          • 原因：由于互感器存在励磁损耗(励磁电流的存在）
            • 短路后电流增大容易饱和，可减小TA二次负载阻抗和增加剩磁来减小TA饱和时间
          • 测量结果 两种误差 （公式法）
            • 电流误差fi (比值差/比差/变比差)
            • 相位差δi(角误差/角差/相角差)
          • 影 响 误 差 因 素
            • 电流误差≤10%； 相位误差≤7%
            • 结构参数 对误差 的影响
              • • 单匝式电流互感器不能采用增加二次线圈匝数改善误差，因一次线圈只有一匝
            • 运行工况 对误差 的影响
              • 一次电流I1的影响
                • 电流互感器在额定一次电流附近（100%-120%）运行(工作在线性段ud大)时，误差最小
                • 短路饱和，μ值下降，电流误差、相位差增加
              • 二次负载Z2L、 功率因数cosφ₂的影响
                • Z₂L增加时 (cosφ₂ 不变 ) ,电流误差、相位差增加
                • 功率因数cosφ₂增加，电流误差减小、相位差增加 功率因数cosφ₂减小，电流误差增加、相位差减小
              • 频率f的影响
                • 频率在一定范围内变化时， 频率上升，电流误差、角误差减小 频率下降，电流误差、角误差增大
              • 二次绕组开路
                • 开路工作时，二次绕组将感应产生很高尖顶波电势， 对工作人员安全及二次仪表、继电器、连接导线和电缆的绝缘都有危害
                • 铁芯损耗大大增加，铁芯和绕组过热，互感器损坏
                • 铁芯中会产生剩磁，互感器特性变坏，误差增大
                • 当电流互感器一次绕组有电流时， 二次绕组不允许开路
            • 匝数补偿法（二次绕组减匝）：比差减小，角差不变
              • 误差特性与误差的改善
            • 减小误差放法： 1.电流互感器串联（变比不变，容量加倍）； 2.减小一次电流倍数【一次电流/一次额定电流】 3.减小二次负载阻抗 4.增大气隙 5.增大铁芯面积（励磁阻抗增加，励磁电流减小）
        • 10% 误差 曲线 (保护类)
          • 在旧型号产品中， B、D 级为保护级
          • 设在短路情况下，当I1=nlN1时(一次电流等于n倍额定一次电流时), |Ifi|达10%
          • 误差超过10%,说明实际负荷>额定负荷； 采取的措施：减小实际负荷，增加额定负荷(额定容量) 1.增加连接导线截面； 2.同一电流互感器的两个二次绕组串联使用 3.选用允许二次负载较大的电流互感器 4.选用额定二次电流较小的电流互感器
          • 针对测量用互感器： 1、根据公式进行误差分析，增大二次侧匝数N₂（N1同时）时，比差和角差减小 2、匝数补偿法(减匝补偿法)，只减小匝数多的一侧，不改变匝数少的一侧，只减小比差，不改变角差 针对保护用互感器： 3、10%误差曲线，是过去已经淘汰的B、D 级保护类互感器专用
        • 准 确 级 的 选 择
          • 互感器的准确级≥所供仪表的准确级
          • 准 确 级
            • 电流互感器根据测量时误差的大小而划分为不同的准确级
            • 测量用 电流互 感器的 准确级
              • 准确级：在规定的二次负荷范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差百分数
                • 比值越低，精度越高
              • 有一般用途、特殊用途 (S 类 ) 两 类
                • 工作电流变化范围较大的线路及高压、超高压电网采用带有S 类测量
            • 保护用 电流互 感器的 准确级
              • 以额定准确限值一次电流（短路电流）下的最大复合误差（比差+角差）
              • 按 用 途 分
                • 稳态保护 (P)
                  • 通常220kV 及以下系统，不考虑暂态误差、只保证稳态误差
                  • 分5P、10P、5PR、10PR
                  • 额定准确限制系数：额定准确限值一次电流(即一次电流)与额定一次电流之比
                  • 短路电流↑, 误差↑
                • 暂态保护 (TP)
                  • TPX
                    • 不带气隙，对剩磁无限制*(大)
                  • TPY
                    • 小气隙，铁芯不易饱和，剩磁系数小
                  • TPZ
                    • 气隙较大， 一般不易饱和，剩磁≈0
          • 用于测量精度要求较高的大容量发电机、变压器、系统干线和500kV电压级的电流互感器用0.2级 供重要回路(如发电机、调相机、变压器、厂用馈线、出线等)中的电能表和所有计费用的电能表的电流互感器≥0.5级 供运行监视的电流表、功率表、电能表的电流互感器用0.5～1级 供估计被测数值的仪表的电流互感器用3级 用于谐波测量的电流互感器准确级≥0.5级 继电保护用的电流互感器，稳态保护用P级；暂态保护用TP 级(旧型号D 级或B 级 )
          • 当所供仪表要求不同准确级等级时，应按其中要求准确级最高的仪表来确定电流互感器的准确级
        • 绕组数的选择
          • 电流互感器有多个具有不同准确级的二次绕组
        • 极 性
          • 电流正方向： 一次侧电流从同名端流入；二次侧电流从同名端流出
          • 标注方法： 减极性法
          • 测量电流互感器极性的目的： 为了确保功率元件和阻抗元件，以及差动保护的正确性。防止因互感器极性错误而导致测量和计量错误
        • 额定容量 的选择
          • 额定容量SN2是在额定二次电流IN2和额定二次阻抗ZN₂ 运行时，二次绕组输出的容量，即SNz=I2^2*ZN
          • 通常用额定二次阻抗代表额定容量
            • 额定容量指对应于最高准确级的容量（最低二次负荷阻抗）
          • 同一电流互感器使用在不同的准确级时，对应不同的二次负荷阻抗较低的准确级对应较高的二次负荷阻抗值
        • 二 次 负 荷 的 校 验
          • 最大相二次总负荷S₂≤互感器在所选准确级规定的额定容Sw2, 即 ：S₂ ≤SN2
          • 接线 形式
            • 单相接线
              • 用于测量对称三相负荷中的一相电流
            • 完全星形接线
              • 用于测量三相负荷，监视每相负荷不对称情况
            • 不完全星形接线
              • 用于三相负荷对称或不对称系统中，供三相两元件功率表或电能表用
          • 满足 准确级 要求的 连接 导线 最小 截面S
            • • 4.两相差接Lc=2√3L 5.三角形接线Lc=3L
            • 选择稍大于计算结果的标准截面。为满足机械强度要求: 铜导线截面小于1.5mm ²时，应选1.5mm²; 铝导线截面小于2.5mm²时，应选2.5mm²
            • 工程上，二次连接导体均采用多芯电缆。按相关规定， 芯线截面为1.5～2.5mm² 者，每根电缆芯数不超过24芯， 4.0～6.0mm²者，每根电缆芯数不超过10芯
              • 芯线截面越大，电缆根数增加
            • 当为减少电缆根数需要减少芯线截面而又不增加电流互感器的误差时，可采用下述措施: 1)将同一电流互感器的两个二次绕组同名端顺向串联； 2)将电流互感器二次侧接线方式由不完全星形改为完全星形，差电流接线改为不完全星形接线； 3)采用额定二次侧负荷较大的电流互感器或低功耗的仪表与保护设备等； 4)选用具有多个二次绕组的电流互感器，转移部分二次侧负荷。
        • 热稳定校验
          • 只需对本身带有一次回路导体的电流互感器进行热稳定校验，{母线型无}
        • 动稳定校验
          • 对带有一次回路导体的电流互感器应进行额定动稳定电流校验
          • 动稳定校验两部分
            • ①由同一相的电流相互作用产生的内部电动力校验。
            • ②由不同相的电流相互作用产生的外部电动力校验。
              • 主要是校验电流互感器出线端受到的短路作用力不超过允许值
              • 对采用硬导线连接的瓷绝缘电流互感器需要进行外部动稳定校验
          • 多匝式一次绕组主要经受内部电动力(内部+外部); 单匝式一次绕组只有外部电动力，不存在内部电动力
        • 接线 注意 事项
          • 二次侧绝对不可开路
          • 二次侧有且只有一点接地
          • 减极性
          • 测量用的铁芯在一次侧短路时应该容易饱和， 保护用的铁芯，在一次侧短路时不应饱和
      • 电 压 互 感 器
        • 特 点
          • 一次线圈与被测电路并联，一次绕组的电压取决于电网电压，与二次负荷无关
          • 二次绕组与测量仪表和保护装置的电流线圈并联，正常情况下，二次侧近于开路(空载)状态运行；二次电压接近于二次电动势，取决于一次电压值。容量很小
          • 一次绕组当作负载，Z=∞，视作开路
          • 二次绕组当作电源，视作电压源，不能短路，内阻=0，二次侧阻抗越大，误差越小
        • 种类和 型式 选择
          • 3～20kV 屋内配电装置，宜采用油浸绝缘，也可采用树脂浇注绝缘的电磁式电压互感器。 35kV 配电装置，宜采用油浸绝缘结构的电磁式电压互感器。 110～220kV 配电装置，用电容式或串级电磁式电压互感器(油浸式)。为避免铁磁谐振，当容量和准确度级满足要求时，宜优先采用电容式电压互感器。 330kV 及以上配电装置，宜采用电容式电压互感器。 SF6 全封闭组合电器应采用电磁式电压互感器。
        • 额定电压比
          • 电压互感器一、二次绕组的额定电压Un1 、Un2之比
          • 近似等于一、二次绕组的匝数比
        • 额定电压选择
          • 单相接地故障，辅助二次绕组输出100V
          • 三相五柱三绕组TV正常运行开口三角形绕组出口电压为0V
        • 准 确 级
          • 根据测量时电压误差的大小来划分
          • 在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，负荷因数为额定值时，最大电压误差的百分数
          • 测量级：0.1、0.2、0.5、1、3级 保护级：3P、6P级
        • 额 定 容 量
          • 在规定的最高准确级下所对应的二次容量
          • 同一台电压互感器在不同的准确级次下具有不同的额定容量。准确级越低，误差越小，对应的额定二次容量越大
          • 三相互感器额定容量是指每相的额定输出，即同一台电压互感器有不同的额定容量
          • 最大容量:电压互感器在最高工作电压下长期工作， 由发热条件所决定的二次容量
        • 电磁式 电容式 对比
          • 电 磁 式
            • 误 差
              • 存在励磁电流和内（漏）阻抗
              • 测量结果误差：电压误差和相位差
              • 影响误差因素
                • 一次电压U1、二次负荷电流I₂ 、功率因数cosφ2
                • 二次负荷电流I₂增大，误差均增大
              • 误差补偿方法
                • 匝数补偿法，（一次绕组减匝）
                  • 比差减小，角差不变
            • 结构
              • 三相式结构
                • 三相三柱式
                  • 一次绕组只能星形联结， 中性点不能接地，不能用作绝缘监察，测量线电压
                • 三相五柱式
                  • 一次绕组可以星形联结，并且中性点接地。可以用于绝缘监察和接地保护，测量相电压
                • 仅适用于20kV及以下
              • 单相式结构
                • 普通式
                  • 35kV 及以下
                • 串级式
                  • 110kV及以上
                • 适用于任何电压等级
          • 电 容 式
            • 供110kV及以上系统用，目前我国对330kV及以上(500kV) 电压级只生产电容式电压互感器
            • 误差
              • 来源
                • 由空载电流、负载电流、阻尼器的电流流经互感器绕组产生压降而引起
              • 影响因素
                • 一次电压，二次负荷，功率因数，电源频率， 温度
            • 特点
              • 优点
                • 高频载波通信的耦合电容，体积小，占地少，成本低
                • 电磁式电压互感器会产生铁磁谐振，电容式电压互感器和电流互感器不会
              • 缺点
                • 误差特性和暂态特性差，输出容量较小
        • 接线 方式 和 一二次 额定 电压 选择
          • 一次绕组的额定电压与实际承受的电压相符；二次绕组电压是供额定电压为100V (线电压)的仪表和继电器的电压绕组使用
          • 接 线 方 式
            • 单相接线 (单台单相电压互感器)
              • 35 kV及以下中性点不直接接地系统的线电压；110kV 以上中性点接地系统的相对地电压
            • 电压互感器的V-V 接法 (两台单相电压互感器)
              • 两台单相电压互感器分别跨接于电网的UAB及UBc的线间电压上，接成不完全三角形， 广泛用于20kV 及以下(3～20kV) 的小电流接地系统，用来测三个相电压 不能测量相对地电压，
            • 星-星-开口三角接线 ( ”YN,yn,d0“接线)
              • 三相五柱式电压互感器
                • 广泛用于3～15kV 系统
              • 三台单相三绕组电压互感器
                • 广泛用于3～220kV 系统
              • • 一、二次绕组接成星形，且中性点均接地； 三相辅助二次绕组接成开口三角形。 主二次绕组可测量线电压和相对地电压。 剩余绕组三相首尾串联接成开口三角形
                • 在中性点不接地系统，供交流电网绝缘监测使用 在中性点接地系统，供接地保护使用
            • 三台单相三绕组电容式电压互感器
              • 广泛用于110kV 及以上，特别是330kV 及以上系统
          • 接线 形式 选择
            • 仅20kV 以下才有三相式
              • 35kV 及以上电压等级只有单相式电压互感器
            • 三相五柱式电压互感器广泛用于3～15kV 系统
              • 三相三柱式电压互感器一次侧中性点不允许接地，不能测量相对地，很少采用
            • 用于接入精确度要求较高的计费电能表时，可采用三个单相电压互感器组或两个单相电压互感器接成不完全三角形(也称V-V 接线),,而不宜采用三相式电压互感器
        • 注 意 事 项
          • 一次侧并接在线路中。二次侧与继电器或测量仪表并接
          • 电压互感器二次侧在工作时不能短路
          • 一次侧熔断器，只能在高压侧短路时才熔断，作用是保护内部故障 低压侧短路或过负荷时高压侧的熔断器不能可靠动作，二次侧熔断器保护互感器低压侧短路
          • 二次侧装 设熔断器
            • 110kV 及以上配电装置中， 只经过隔离开关与电网连接； 3～35kV 电压互感器经隔离开关和熔断器接入高压电网； 380/220V 的低压配电装置中，电压互感器可以直接经熔断器与电网连接
          • 二次侧一端有且只有一端接地
          • 减极性接法，保证测量准确性
          • 三相三柱式电压互感器不能用来进行交流电网的绝缘监察。 单相组式电压互感器或三相五柱式电压互感器可以用来进行交流电网的绝缘监察
      • 对 比 总 结
    • 消 弧 线 圈 的 选 择
      • 选择额定电压，额定电流，补偿容量(额定容量)，不校验动、热稳定
      • 安装 位置 选择
        • 在任何运行方式下，大部分电网不得失去消弧线圈的补偿
        • 不应将多台消弧线圈集中安装在一处，并应尽量避免在电网中仅安装一台消弧线圈
        • 发电厂中，采用机压母线时，发电机电压的消弧线圈可装在发电机/厂用变压器中性点上
        • 采用发电机变压器单元接线时，消弧线圈应安装在发电机中性点上
        • 变电站中消弧线圈宜装在变压器中性点上
        • 6～10kV 消弧线圈也可装在调相机的中性点上
      • 补偿容量选择
        • 一般需将分接头调谐到接近谐振点的位置，以提高补偿成功率
      • 补偿方式选择
        • 装在电网的变压器的中性点的消弧线圈， 以及具有直配线的发电机中性点的消弧线圈应采用过补偿方式
          • 在正常情况下，脱谐度一般不大于10%
        • 采用单元连接的发电机中性点的消弧线圈, 宜采用欠补偿方式。
          • 在正常情况下，脱谐度一般不超过30%
  • 变 压 器 的 运 行 分 析 、 多 绕 组 变 压 器 、 自 耦 变 压 器 的 特 点 和 运 行 方 式
    • 变 压 器 的 发 热 散 热 和 冷 却
      • 发热冷 却过程
        • 最普遍采用的是油浸式变压器 ， 变压器油作为绝缘介质、散热的媒介
        • 变压器在运行过程中的热量以传导 、 对流和辐射的方式向外扩散
        • 变压器在运行过程中，其绕组和铁芯的电能损耗都转变成热量
        • 整个变压器绕组上端部的温度最高，温度的最高点在高度方向的70%~75%处； 沿径向温度最热的地方位于绕组厚度(自内径算起)的1/3处
      • 散热
        • 传导、对流、辐射
      • 冷却方 式标志
    • 变 压 器 的 绝 缘 老 化
      • 绝缘老 化现象
        • 主要由机械强度的降低程度来确定，也包含电气强度
        • 高温是促成老化的直接原因
          • 工作温度越高，老化速度越快，预期寿命也越短
      • 变 压 器 的 寿 命
        • 预期 寿命
          • 绝缘均匀老化到机械强度只有初始值的15～20%所经过的时间
          • 对于标准变压器，在额定负荷和额定环境温度20℃条件下连续运行，绕组热点的正常基准温度为98℃, 此时变压器能获得正常预期寿命20～30年
        • 相对预期寿命
          • 绕组热点维持在任意温度 θn时的预期寿命Z与正常预期寿命Zn之比
        • 相对老化率
          • 在相同的时间间隔T 内，绕组热点维持在任意温度 θn时所损耗的寿命 (T/Z) 与维持在 98℃时的所损耗的寿命之比
          • 热老化定律(或称绝缘老化的6℃规则): 绕组热点温度每增加6℃,老化加倍，即预期寿命缩短一半
            • A 级绝缘中油浸式变压器为6℃老化原则， 其他A级绝缘为8℃老化原则
      • 吸湿器内的硅胶一般正常干燥时为蓝色，硅胶蓝色变为粉红色，表明受潮而且硅胶已失效， 一般粉红色部分超过2/3时，应予更换
    • 变 压 器 的 负 荷 能 力 和 负 荷 状 态 分 类
      • 变压器的额定容量Sn (铭牌容量),是指在规定的环境温度下，变压器在正常使用年限内 (约20～30年)所能连续输送的最大容量
        • 三相总容量(高压侧)
      • 变压器的负荷能力：变压器在短时间(一般为几小时至十几小时)内所能输送的容量，可能超过额定容量
      • 等值老 化原则
        • 在一定时间间隔T 内，变压器在高于98℃时多损耗的寿命得到低于98℃ 时少损耗的寿命的完全补偿
        • v>1, 变压器的老化大于正常老化，预期寿命缩短； v<1, 变压器的老化小于正常老化，变压器的负荷能力未得到充分利用
        • 在一定时间间隔内，维持变压器的老化率v接近于1,是制定变压器负荷能力的主要依据
      • 负荷状 态分类
        • 正常周期性负荷
          • 遵循等值老化原则：v接近于1
        • 长期急救周期性负荷
          • 系统中部分变压器长时间退出运行
            • 不同程度上缩短变压器的寿命，不直接危及绝缘的安全
        • 短期急救负荷
          • 系统发生事故
            • 温度可能达到危险的程度，并可能导致绝缘强度暂时下降
      • 负荷超过额 定值的效应
        • 绝缘强度下降、可能会出现气泡、水分及气体含量发生变化、较高的热应力、热老化过程加快
      • 变压器的正 常过负荷
        • 变压器正常过负荷能力的制定是依照等值老化原则，使平均相对老化率v=1。 正常过负荷是有计划的、主动实施的过负荷
        • 正常过负荷能力是以不牺牲变压器的正常预期寿命为原则
        • 等值空气温度
          • 表示变化的温度对绝缘老化的影响
            • 不能用一个平均温度来表示温度变化对绝缘老化的影响
      • 变压器的事 故过负荷
        • 在事故情况下，保证不间断供电、避免停电造成更大的损失是首要任务
          • 以牺牲变压器正常使用寿命为代价
        • 和正常过负荷一样，事故过负荷时绕组最热点温度不得超过140℃,电流不得超过2倍额定电流
    • 变 压 器 并 列 运 行
      • 并列运行：各台变压器需并列侧的绕组分别接到公共母线上
      • 理想状态为
        • ①空载时并联的变压器之间无环流。 ②负载时各变压器有相同的负载率。 ③各变压器输出电流同相位。
      • 条件
        • (1)各侧绕组的额定电压分别相等，即变比相等。
          • 变压比的偏差≤士0.5%
        • (3)绕组联结组号相同。
        • (2)各对绕组的额定短路电压分别相等。
          • 额定短路电压相差≤士10%
      • 电力变压器应用导则 (GB/T17468-2008) 中规定并列运行的变压器容量比在0.5～2之间。 电力变压器应用导则 (GB/T17468-2019) 中规定并列运行的变压器容量比在0.5～3之间。
    • 多 绕 组 变 压 器 和 第 三 绕 组
      • 多绕组变压器只有一个铁心，但有多个绕组
        • 绝大部分是三绕组变压器
      • 三绕组 变压器 应用场合
        • Y一Y连接变压器中，需要三第三绕组角形连接
          • 第三绕组作用： 1.减小3次谐波电压分量 2.允许对不平衡负荷供电 3.给辅助负荷供电，或用来连接发电机、调相机
        • 发电厂内，除发电机电压外，有两种升高电压与系统连接或向用户供电
        • 具有三种电压的降压变电站
        • 枢纽变电站中，两种不同电压等级的系统需要相互连接
      • 三绕组 变压器 的 运行特点
        • 运行方式和容量匹配
          • 三绕组变压器有三种类型。 100%/100%/100%、 100%/100%/50% 100%/50%/100%
        • 漏抗和等值电路
          • 三绕组的电抗并不代表各自绕组的漏电抗，而是代表由各绕组的电抗和各绕组之间的互感电抗组合而成的一个等值电抗
          • 中间绕组的等值电抗有可能是0或负数，不代表没有漏阻抗或是电容
          • 等效电路只是数学模型，而不是物理模型
        • 分类
          • 升压型和降压型结构（见电机）
      • 自 耦 变 压 器
        • 特点
          • 一种多绕组变压器，高、中压侧共用一部分绕组，高、中压绕组除了有电磁的联系外，在电路上也直接联系
          • 同容量、同电压等级的普通变压器比较，自耦变压器的经济效益非常显著
        • 分类
          • 升压型（从内到外）：公共绕组、低压绕组、串联绕组
          • 降压型（从内到外）：低压绕组、公共绕组、串联绕组
        • 优点
          • 结构简单、经济效益好（普通三绕组变压器65%～70%(65%～75%)）， 重量轻，一二次侧漏磁通小、损耗小、效率高、容量大 在高、中压侧均为110kV及以上的中性点直接接地电网中广泛应用
        • 缺 点
          • 中压侧绝缘必须按较高电压设计
          • 短路电流及其效应比普通双绕组变压器大
          • 高、中压侧的三相连接方式必须相同，均为Y或D接(常用Y 接)
          • 运行方式多样化，所以继电保护整定较困难
          • 有分接头调压的情况下，有时造成轴向作用力增加
          • 自耦变压器只能用在高、中压侧均为中性点直接接地的系统中
        • 容量传 输关系
          • 传输功率 /额定功率
        • • k12—自耦变压器高、低次侧的变压比， 近似等于一、二次侧额定电压UN1与U2之比
          • 自耦变压器标准容量与通过容量之比
          • Kb越小，UN1 与UN2相差不大，通过容量越大，经济效益越显著
        • 自耦变 压器的 第三 绕组
          • 作 用
            • 消除三次谐波电压分量
            • 减小自耦变压器的零序阻抗
              • 因为自耦变高、中压 绕组的中性点都直接接地
            • 来连接发电机或调相机
            • 用来对附近地区或厂(所)用电系统供电
          • 电压 与 容量
            • 第三绕组的电压一般为6～66kV。 第三绕组的容量有两种: 1.仅用来补偿三次谐波电流=1/3标准容量 2.用来连接发电机或调相机=标准容量
        • 自耦变 压器的 过电压
          • 避雷器 安装情况
            • 三绕组自耦变压器，高、中压侧一定装避雷器
              • 低压侧有开路运行的可能性，需装设避雷器
            • 双绕组自耦变压器，高、低压侧一定装避雷器
            • 避雷器装于自耦变压器和最靠近的隔离开关之间，避雷器回路不应装设隔离开关
          • 中性点 接地情况
            • 中性点不接地高压侧发生A相接地，高压侧非故障相 (b、c 两相)的相电压升高到正常相电压的 √3倍
            • 中性点必须直接/经小电抗接地，以避免当高压侧电网发生单相接地时，在中压侧绕组的非接地相(其他两相)出现过电压
            • 中性点必须直接系统，高压侧单相接地，中压侧非故障相电压为
        • 自耦变 压器的 运行 方式
          • 联合运行
            • 高中、高低、中低压侧之间均有功率交换
            • 运行 方式一
              • 高压侧向中、低压侧送电，或中、低压侧向高压侧送电
              • 串联绕组负荷大于公共绕组负荷，最大传输功率受到串联绕组容量的限制
            • 运行 方式二
              • 中压侧向高、低压侧送电，或高、低压侧向中压侧送电
              • 公共绕组中的负荷大于串联绕组中的负荷，最大传输功率受到公共绕组容量的限制
              • 当高、低压侧功率因数相等时，低压侧已经向中压侧传输的功率是S3,高压侧还能向中压侧传输的最大功率为
          • 纯自耦运行
            • 只在高中压侧之间有功率交换
            • 降压型结构：最大传输功率=自耦变压器的额定容量
            • 升压型结构：最大传输功率<自耦变压器的额定容量{=70～80%Sn}
          • 纯变压运行
            • 只在高低或中低压侧之间有功率交换
            • 最大传输功率≤第三绕组的额定容量