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1、电网基本知识电力系统的组成1.电力系统是由发电机、变压器、输电线路、配电线路及负荷组成的。这些生产电能、变换电压、输送电能、分配电能和消费电能的各种电气设备连接在一起而组成的整体称为电力系统。图图 1-1 电力系统、电力网电力系统、电力网2.电力网是指由各种电压等级的输配电线路以及由它们所联系起来的各类变电所所组成的网络，包括变压器、电力线路等变换、传输、分配电能的设备等（不包含发电机和用电设备），分为输电网和配电网。输电网： 是一种用于互相连接供应端与用户端的供电的网络。 具体说就是通过高压、超高压输电线将发电厂与变电所、 变电所与变电所连接起来， 完成电能传输的电力网络。配电网： 是从输电
2、网或地区发电厂接受电能。 通过配电设施就地或逐级分配给用户的电力网。配电网是直接将电能送到用户的网络。3.动力系统是指电力系统及其动力部分的总体。动力部分包括火力发电厂的锅炉、汽轮发电机；水电厂的水库、水轮机；原子能电厂的反应堆、汽轮机等。图图 1-1 动力系统示意图动力系统示意图4.互联（联合）电力系统：将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称为联合电力系统。互联电力系统具有以下几点优势：（1）提高供电可靠性和电能质量；（2）降低系统总的负荷峰值，减少总的装机容量；（3）减少备用容量；（4）能提高一次能源利用率；（5）可以合理利用资源；（6）提高运行经济性。注意：互联电
3、力系统也存在一定的问题。例如会扩大故障面积；系统短路容量可能增加；需要进行联络线功率控制等。能源的转换与传输1.发电机在电力系统中， 发电机是指将机械能转换成电能的机械设备， 是由原动机 （汽轮机、水轮机等）驱动的。2.变压器变压器的作用是对电压进行变换， 具体是对电压的幅值和电压的相位进行变换。 升高电压满足大容量远距离输电需求，降低电压满足用电需求。3.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。 其特点是电压等级高、输送容量大、输送距离远。4.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， 其特点是输送距离近、 输送容量小、电压等级低。5.负荷将电能
4、转换成其他形式的能量。电力系统的基本参量1.总装机容量：指该系统中实际安装的发电机组额定有功功率的总和，以千瓦（kW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。2.年发电量：指该系统中所有发电机组全年实际发出的电能总和，以千瓦时（kWh）、兆瓦时（MWh）、吉瓦时（GWh）为单位计。3.最大负荷：指规定时间内，如一天、一月或一年内，电力系统总有功功率负荷的最大值，以千瓦（kW）、兆瓦（MW）、吉瓦（GW）为单位计。年发电量与最大负荷比称为年最大负荷利用小时数maxT。4.额定频率： 我国所有交流电力系统的额定频率为 50Hz。 国外则有额定频率为 60Hz或 25Hz 的电力系统。5.最高电压等级
5、：同一电力系统中的电力线路往往有几种不的同电压等级，所谓某电力系统的最高电压等级，指该系统中最高的电压等级电力线路的额定电压。电力系统运行的特点任何一个系统都有它自己的特征。 电力系统的运行和其他工业系统比较起来， 具有如下明显的特点：1.电能不能大量储存电能的产生、输送、分配和使用实际上是同时进行的，每时每刻系统中发电机发出的电能必须等于该时刻用户使用的电能，再加上传输这些电能时在电网中损耗的电能。这个产销平衡关系是电能生产的最大特点。2.过渡过程非常短暂电能的传输近似于光的速度，以电磁波的形式传播，传播速度为 30 万 km/s， “快”是它的一个极大特点。电力系统从一种运行状态过渡到另一
6、种运行状态的过渡过程非常快。3.与国民经济各部门密切相关现代工业、农业、国防、交通运输业等都广泛使用着电能。因此，电能供应的中断或不足，不仅直接影响各行业的生产，造成人民生活紊乱，而且在某些情况下甚至会造成政治上的损失或及其严重的社会性灾难。电力系统运行的基本要求传统电力系统对电能这一特殊商品的基本要求可以概括为安全、 优质和经济。 这三个基本要求之间存在一定的矛盾， 处理这三者之间关系的一般原则是： 在保证安全和电能质量的前提下使运行最为经济。1.保证安全可靠的持续供电（可靠性）供电系统用户供电可靠性即供电系统对用户持续供电的能力。 具体衡量指标有以下三点：供电可靠率、用户平均停电时间、用户
7、平均停电次数。2.保证良好的电能质量（优质性）根据中华人民共和国国家标准规定，衡量电力系统电能质量的具体指标有以下七点：供电电压偏差、电力系统频率偏差、公用电网谐波、三相电压不平衡、电压波动和闪变、暂时过电压和瞬态过电压、公用电压间谐波。其中，衡量电能质量的两个基本指标是：电压、频率。不同情况下电力系统电压和频率的具体要求如下：（1）35kV 及以上电压等级允许的偏移范围为电压额定值的5%；10kV 及以下电压等级偏移范围为电压额定值的7%；220V 单相供电电压允许偏差为系统电压的+7%-10%。（2）正常运行时允许的频率偏移为（0.20.5）Hz。注：老版本教材中除了频率和电压以外还有第三
8、个指标：波形。波形质量以畸变率是否超过给定值来衡量。谐波畸变率的允许值随电压等级的不同而不同，如 110kV 供电时不超过 2%；35kV 供电时不超过 3%；610kV 供电时不超过 4%；0.38kV 供电时不超过 5%。3.保证系统运行的经济性（经济性）在这一方面，有三个考核电力系统运行经济性的重要指标，煤耗率、线损率和厂用电率。所谓煤耗率，是指每生产 1kWh 电能所消耗的标准煤重，以 g/kWh 为单位，而标准煤则是指含热量为 29.31MJ/kg 的煤。所谓线损率（或网损率），是指电力网络中损耗的电能与向电力网络供应电能的百分比。厂用电率，是指发电厂自用电占发电量的百分比。4.尽可
9、能减少对生态环境的有害影响（环保性）。环境问题也越来越受到人们的关注， 在当代提倡 “绿色能源， 低碳能源” 的理念下，更为环保的新能源，如风能、太阳能发电、潮汐发电也成为人们研究的热点，并取得了长足的进展。电力系统额定电压1.我国网络额定电压NU一般有：3kV、6kV、10kV、35kV、（60）kV、110kV、220kV、330kV、500kV、750kV、1000kV。2.我国最高的交流电压等级为 1000kV，直流最高电压等级为1100kV。3.电压等级分类：低压、中压、高压、超高压和特高压 5 种。电压等级在 1kV 以下的电力网称为低压电网；3kV、6kV、10kV、35kV 的电力网称为中压电网；110kV、220kV 的电力网称为高压电网；330kV、500kV、750kV、1000kV 的电力网称为超高压电网；1000kV 以上的电力网称为特高压电网。