第二章 电力系统基本知识
电力系统是由发电厂、输配电线路、变配电所、用电单位组成的整体。
第一节 电力系统概述
1.火力发电厂既发电又供热称为热电厂。
2.发出的电必须建设升压变电所、高压、超高压输电线路，将电能从发电厂远距离输送到负荷中心。很高电压的电能不能直接使用，又必须建设降压变电所，配电线路，将降低到用电设备使用电压的电能送到用电设备，才能使用。
3.电力系统：这种由各级电压的电力线路将各种发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、配电、用电的整体叫电力系统。
4.大型电力系统有一下优点：①提高供电可靠性；②减少系统备用容量； ③减少系统的峰谷差；④提高供电质量；⑤有效利用水利等一次资源的作用。
5.大型电力系统提高了电力系统的稳定性。
6.提高电能质量：大型电力系统具有强大的调频和调压的能力，以及较大的抵御谐波的能力。
7.电力网或电网：电力系统中的各级电压线路及其联系的各级变、配电所组成的部分。
8.电网按其在电力系统中的作用不同，分为输电网和配电网。输电网分为交流高压输电网220kV，交流超高压输电网330/500/750kV，交流特高压输电网10000kV以上。高压直流输电+500~-500kV，直流特高压+800~-800kV。
9.近年来我国广泛采用20kV中压配电系统，有如下优点：①提高了中压配电系统的容量（原线路不变，较10kV升压后配电容量提高一倍）；②降低线路上的电压损耗（电压损失25%）；③增大了中压配电网的供电半径（增加一倍）；④降低线损（功率降低至原来的25%）。
10.电力生产的特点：同时性、集中性、适用性、先行性。
第二节 用电负荷
1.用电负荷是用户在某一时刻对电力系统所需求的功率。
2.一类负荷：①中断供电造成人员伤亡；②经济造成重大损失。。。P46 3.二类负荷：经济造成较大损失。。。
4.一类负荷由两个独立电源供电，还有应急电源。。。应急电源：发电机组、专用馈电线路、蓄电池组。
允许中断供电15小时以上选用发电机组；
自动装置投入时间满足中断供电时间选用馈电线路； 中断供电毫秒级的选用蓄电池。
5.二类负荷供电系统可采用双回路供电。
第三节 变、配电所
1.变配电所是电力网的连接点，是交换电压、交换功率和汇集、分配电能的设施。主要由：主变压器、配电装置及测量、控制系统构成。
2.变配电所主要类型：枢纽变电所、区域变电所、地区变电所、用户变电所、地下变电所、无人值班变电所。
3.一次电路或电气主接线：变配电所中用来承担输送和分配电能任务的电路。一次电路中所有电气设备成为一次设备。
4.常用一次设备：主变压器、高压断路器、隔离开关、高压互感器、电压互感器、电流互感器、熔断器、负荷开关。
5.主变压器：降压、升压。。。
6.高压断路器：是变压器和高压线路的开关电器，具有断合正常负荷电流和切断短路电流，具有完善的灭弧装置。
7.隔离开关：主要用作隔离电源的电器，没有灭弧装置，不能带负荷拉合。更不能切断短路电流。
8.电压互感器：将系统的高压转为低压，供测量、保护、监控用。
9.电流互感器：将高压系统中的电流或低压系统中的大电流转变为标准的小电流，供测量、保护、监控用。
10.熔断器：线路发生严重过负荷或短路时，熔断器能够自动切除故障线路。 11.负荷开关：用来接通和分断小容量的配电线路和负荷，只有简单的灭弧装置。常与高压熔断器配合使用，发生短路故障时高压熔断器切合短路电流。
12.桥接线分内桥接线和外桥接线，内桥接线断路器在变压器高压侧，外桥接线断路器在变压器线路侧。。。P51
13.有用户用电区变电所的发哦压测可不装开关设备，或只装简单的隔离开关、熔断器或跌落式熔断器。
第四节 电能质量
供电质量指电能质量和供电可靠性。电能质量包括电压、频率和波形的质量。 一、电压
1.电压质量：电压允许偏差、电压允许波动、闪变。
2.供电电压允许偏差：实际值和额定值之差与额定值之比的百分数。
3.电压比额定值低10%，光通量降低30%；额定值高10%，灯泡寿命缩减一半。异步电动机的转矩与端电压的平方成正比，若电压下降过多，电动机可能停转或不能启动。
4.电压允许偏差规定如下：①35kV及以上供电电压，电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压10%；②10kV及以下三相供电，电压允许偏差为额定电压的±7%；③低压照明用户+7%~-10%。
5.电压允许波动 一般由冲击性负荷引起的 电压变化速率大于1%，称为电压急剧变化。
6.电压波动程度：电压最大值和最小值之差与额定电压之比的百分数。 7.电压闪变：周期性电压急剧波动引起灯光闪烁，光通量急剧波动，而造成人眼视觉不舒服的现象。
8.用户供配电系统常用电压调整措施：①正确选择变压器的变比和分接头；②降低系统阻抗；③使三相负荷平衡；④采取补偿无功功率措施（在线路母线或用电设备附近装并联电容）。
9.电网电压偏低可能有两方面原因：①系统中过多的无功功率；②供电距离长，线路导线截面太小，变压级数太多。 二、频率
1.频率:发电机发出的正弦交流电每秒钟交变的次数。
2.供电频率偏差：实际频率与额定频率之差与额定频率之比的百分数。 3.供电频率的允许偏差：3000MW以上的为±0.2HZ；3000MW以下的±0.5HZ；供电系统非正常运行运行偏差为±1HZ。
4.并联运行的同一电力系统中，不论装机容量大小，任一瞬间的频率都是一致的。
5.为了保证频率偏差不超过规定值，必须维持电力系统的有功功率平衡。 三、波形
电网谐波主要在于电力系统中存在各种非线性元件。主要有大型晶闸管变流设备和感应电弧炉。。。P58
第五节 电力系统短路概述
短路：电力系统中相与相之间或相与地之间通过金属导体、电弧或其他较小阻抗链接而形成的非正常状态。 一、短路类型
三相系统中短路：三相短路、两项短路、单相接地短路和两相接地短路等基本类型。除三相短路，三相回路依旧对称，因而又称对称短路，其余三类属不对称短路。中性点接地的系统中，单相接地最多，占故障的90%。 二、短路危害
短路后约半个周波（0.01s）时将出现短路电流的最大瞬时值，称为冲击电流。 短路电流由电源流到短路点。 危害：P61
三、限制短路电流方法
①选择合适的接线方式；②采用分裂绕组变压器和分段电抗器；③采用线路电抗器；④采用微机保护和综合自动化装置。
第六节 电力系统接地概述
1.电气接地一般分为：工作接地和保护接地。
2.工作接地：为了保证电气设备在系统正常运行能正常工作而进行的接地。 3.保护接地：为了保护人身安全和设备安全，将电气设备在正常运行中不带电的金属部分可靠接地。
4.中性点接地属于工作接地。
5.工作接地分为直接接地和非直接接地两类。工作接地电阻不应超过4Ω。 一、中性点直接接地系统（高压系统110kV以上）
主要为了降低线路的绝缘水平。
在低压配电系统中广泛采用TN和TT系统，均为中性点直接接地运行，目的是保障人身设备安全。
二、中性点不接地系统（中压系统10kV、6kV）
主要为了提高供电可靠性。
当发生单相接地，线电压不发生改变，单相接地电流为系统正常运行每相对地电容电流的3倍。可以运行2小时 三、中性点经消弧线圈接地（35kV）
主要为了减小接地电流。
1.3~10kV系统接地电流大于30A、35kV及以上系统接地电流大于10A，中性点需采用经消弧线圈接地。
2.消弧线圈就是一个铁芯线圈，阻值很小，电抗很大。全补偿、过补偿、欠补偿。。。P65
四、中性点经电阻（低电阻、高电阻）接地系统
低电阻接地主要特点：在电网发生单相接地时，能获得较大的阻性电流，直接跳开线路开关，迅速切除单相接地故障，过电压水平低，谐振过电压发展不起
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