第七章 变配电技术
第一节 电力系统概要
一、电力系统组成
电力系统是由发电厂、送电线路、变电站、配电网和电力负荷组成的系统，是将生产、输送、消费电力的环节经电力网有机联结成的整体。简单的电力系统见图7-1。
图7-1 电力系统
发电厂将燃料的热能、水的位能或动能、核能等转换为电能。电力系统至少含有两个以上的发电厂。发电机输出的电压一般需要升压后送往送电线路。
送电线路指电压35kV及35kV以上的电力线路。送电线路是电力系统的主要网络。其作用是将电输送到各个地区的区域变电站和大型企业的用户变电站。送电线路分架空线路和电缆线路。
变电站构成电力系统的中间环节，用以汇集电源、升降电压和分配电力。可分为区域变电站（中心变电站）和用户变电站。
配电网由电压10kV及10kV以下的配电线路和相应电压等级的配电站组成。其作用是将电能分配到各个用户。配电线路也有架空线路与电缆线路之分。
电力负荷包括国民经济各部门用电及人民生活用电的各种负荷。 二、电能质量指标
电压及对称性、频率、波形、可靠性是电能的基本质量指标。
电压主要受系统内无功功率的影响。电压指标通常用用户受电端电压
?U%?U?UN?100% 1 页 U第N与系统额定电压偏差的相对值来衡量。电压偏差的相对值表示为 式中，U和UN分别表示实际电压和额定电压。用户电压太低的危害是： ①电动机起动困难甚至无法起动；
②电动机转速下降，对于恒功率负载，电流增大，发热增加； ③用电设备达不到额定出力；
④装有欠电压保护的设备停机或不能起动；
⑤灯具发光效率降低，气体放电灯起动困难或无法起动； ⑥无线电设备工作质量下降。
用户电压太高有增加线路和设备发热，缩短其使用寿命等危害。 用户供电电压允许变化范围见表7-1。三相电压不对称不得超过5%。各相电压应依次相差120
。电压波形应为正弦波形。
表7-1 用户供电电压允许变化范围
线路额定电压UN 35kV及以上 10kV及以下 低压照明 农业用电 电压允许变化范围 5% UN 7% UN 5% UN ~ 10% UN 5% UN ~ 10% UN 频率主要受系统中有功功率的影响。电力网频率允许偏差见表7-2。 表7-2 电力网频率允许偏差
运 行 情 况 频率允许偏差 /Hz 中、小容量系统 正常运行 大容量系统 第 2 页
0.2 0.5 30min以内 15min以内 不允许 1 1.5 4 事故运行 按照可靠性的要求，10kV系统每年停电不应超过3次。
第二节 企业供电
企业供电系统由高压配电线路、变电站、配电室、低压配电线路等组成。企业供电方式决定于高压受电距离、企业总负荷的大小和负荷的分布、负荷的性质等因素。 一、负荷分级
根据供电可靠性的要求及中断供电在政治上、经济上造成损失的大小或影响程度，用电负荷分为以下三级：
(1)一级负荷 指中断供电将造成人身伤亡，或造成重大经济损失，或影响有重大政治意义、经济意义的用电单位的正常工作的负荷。其中，中断供电将发生中毒、爆炸和火灾等情况的负荷，应视为特别重要的一级负荷。
(2)二级负荷 指中断供电将在政治上、经济上造成较大损失，或中断供电将影响重要用电单位的正常工作的负荷。
(3)三级负荷 指不属于一级、二级负荷的负荷。
一级负荷应由两个电源供电，而且当一个电源发生故障时另一个电源不得同时受到损坏。对于特别重要的一级负荷，除两个电源外，还应增设应急电源。二级负荷宜由双回线路供电。当取得双回线路有困难时，允许由一回专用线路供电。三级负荷对供电无特殊要求。
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