大家好~留學生們不會正確復習考試是學生最頭疼的問題，不用擔心，專業的海內外輔導機構，只為解決留學生在海外遇到的各種學業問題。今天學姐為同學們講解了卡迪夫大學電能系統的相關課程和知識概念，希望能幫助廣大英國留學生梳理思路。學姐整理了很詳細的過程細節，供大家參考。

電力系統組件

供應

所有電氣系統都有一個或多個電源。對于某些電源系統，電源在系統外部，但對于其他電源系統，它是系統本身的一部分，本節的其余部分將討論這些內部電源。直流電源可以由電池、燃料電池或光伏電池提供。交流電通常由稱為渦輪發電機的發電機中的轉子提供。從蒸汽加熱到使用化石燃料（包括煤、天然氣和石油）或核能的落水（水力發電）和風能（風能），各種技術已被用于旋轉渦輪機的轉子。

轉子的轉速與發電機的極數一起決定了發電機產生的交流電的頻率。單個同步系統（如國家高壓輸電網）上的所有發電機都以相同速度的分數旋轉，從而產生相同頻率的電流。如果系統負載增加，發電機需要更大的扭矩才能以該速度旋轉，而在蒸汽發電廠中，必須向驅動它們的渦輪機供應更多蒸汽。因此，使用的蒸汽和消耗的燃料與提供的電力直接相關。例外情況是包含電力電子設備的發電機，例如無齒輪風力渦輪機或通過異步連接（例如（與高壓直流電相同）高壓直流鏈路）連接 - 它們可以在獨立于電力系統頻率的頻率下運行.

根據極的饋電方式，交流發電機可以產生不同數量的相。更高的相數導致更高效的電力系統運行，但也增加了系統的基礎設施要求。電網系統連接多個以相同頻率運行的發電機：最常見的是 50 或 60 Hz 的三相發電機。

電源有一系列的設計考慮因素。這些范圍很明顯：發電機應該能夠提供多少功率？啟動發電機可接受的時間長度是多少（有些發電機可能需要數小時才能啟動）？電力供應是否可以接受（一些可再生能源僅在晴天或多風時使用）？更多技術問題：發電機應該如何啟動（一些渦輪機像電動機一樣運行以使其自身達到速度，在這種情況下，它們需要適當的啟動電路）渦輪機的機械運行速度是多少，因此需要的極數是多少？什么類型的發電機適用（同步或異步）以及什么類型的轉子（鼠籠式、繞線式、凸極式或圓柱形轉子）？

加載

電力系統向執行某項功能的負載輸送能量。這些負載范圍從家用電器到工業機械。大多數負載需要一定的電壓，對于交流設備，需要一定的頻率和相數。例如，家用電器通常是單相的，工作頻率為 50 或 60 赫茲，電壓在 110 至 260 伏之間（取決于國家標準）。較大的中央空調系統是一個例外，因為在某些國家/地區，這些系統通常是三相的，因為它們可以以這種方式更有效地運行。所有電器都有一個額定功率，它指定了電器消耗的功率。在任何時候，電力系統負載消耗的凈功率必須等于電源產生的凈功率減去傳輸中損失的功率。

最終的負載考慮與電能質量有關。除了持續的過壓和欠壓（電壓調節問題）和系統頻率的持續偏差（頻率調節問題）之外，電力系統負載還受到一系列時序問題的不利影響。這些包括電壓驟降、驟降和驟升、瞬態過電壓、閃爍、高頻噪聲、相位不平衡和不良功率因數。當負載的電源偏離理想值時，就會出現電能質量問題。當涉及專業工業機械或醫院設備時，電能質量問題尤為重要。

指揮

導體將電力從發電機傳輸到負載。在電網中，導體可以歸類為輸電系統，將大量高壓（通常超過 69 kV）電力從發電中心輸送到負荷中心，或屬于配電系統，以較低電壓（通常）輸送電力從負荷中心向附近的家庭和工業提供少量電力。

導體的選擇基于成本、傳輸損耗和金屬的其他所需特性（如抗拉強度）等考慮因素。銅的電阻率低于鋁，曾經是大多數電力系統的首選導體。然而，對于相同的載流能力，鋁更便宜，現在通常是首選導體。架空管道導體可以用鋼或鋁合金加固。

導體的額定電流通常是導體在給定環境溫度下所能承受的最大電流。當電流流過導體時，導體會發熱。對于絕緣電線，額定值由絕緣決定。對于裸線，額定值由電線下垂變得不可接受的點決定。

電能系統專業課

論文【電能系統】ENT759

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