電能系統(tǒng)基礎(chǔ)-第1章

電能系統(tǒng)基礎(chǔ)

——第一章

濟(jì)南大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院

劉益青第一章電能系統(tǒng)概論１．１概述１．２電能系統(tǒng)負(fù)荷與負(fù)荷曲線１．３電能系統(tǒng)的電壓等級(jí)１．４輸電線路１．５發(fā)電廠、變電所電氣設(shè)備１．６電能系統(tǒng)的電氣連接方式１．７三相電能系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式１．８電能系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)和基本要求１．９電能系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)視、控制與保護(hù)１．１０安全接地

概述能源的分類：一次能源：指以現(xiàn)成的形式存在于自然界的能源。二次能源：指由一次能源直接或間接轉(zhuǎn)換而來(lái)的其它形式的能源或人工制造的能源。電能屬于二次能源。常用的用來(lái)發(fā)電的一次能源有：燃料化學(xué)能、水能、核能等。還可繼續(xù)開(kāi)發(fā)的發(fā)電能源，如潮汐發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等。

電能的特點(diǎn)：⑴電能可以方便地由其它能量形式轉(zhuǎn)化而來(lái)，也可以簡(jiǎn)便地轉(zhuǎn)化成其他形式的能量。⑵電能便于大規(guī)模生產(chǎn)、輸送、分配、并且價(jià)格低廉。⑶電能的生產(chǎn)、輸送、分配、控制及測(cè)量等各環(huán)節(jié)容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。

電能系統(tǒng)發(fā)展簡(jiǎn)史（9.18講到此處）1831年電磁感應(yīng)定律1882年高壓輸電（法國(guó)人德普勒、水電、慕尼黑、直流、1500～2000V、57km、2kW）1885年單相變壓器－－單相交流輸電1891年三相異步電動(dòng)機(jī)、三相變壓器－－三相交流輸電（德國(guó)人奧斯卡.馮.密勒、拉芬鎮(zhèn)－法蘭克福、水輪發(fā)電機(jī)230kVA電壓95V、升壓25kV、4毫米銅線、降壓112V、負(fù)荷：白熾燈和異步電動(dòng)機(jī)）交流：最高線路電壓>1000kV、最遠(yuǎn)輸送距離>1000km、最大電力系統(tǒng)容量>20000萬(wàn)kW直流：電壓>±500kV、輸電距離>1000km、輸送功率>150萬(wàn)kW

我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展概況1.我國(guó)有豐富的煤炭、石油和水力資源，這為我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展提供了條件。2.1882年上海建立第一個(gè)發(fā)電廠，容量12kW。3.新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)電力工業(yè)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。形成了華北、東北、華東、華中、西北和南方互聯(lián)等6個(gè)跨省大網(wǎng)發(fā)電機(jī)裝機(jī)容量和年發(fā)電量位居世界第1位（2011年底達(dá)到10.6億千瓦），但人均用電量只有世界平均水平的1/3。

特高壓電網(wǎng)是1000千伏交流和正負(fù)800千伏直流輸電網(wǎng)絡(luò)，具有遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗輸送電力和節(jié)約土地資源等特點(diǎn)。1、1000千伏晉東南—南陽(yáng)—荊門特高壓交流輸電工程于2009年1月6日投入商業(yè)運(yùn)行。2010年8月12日通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收。2、2010年6月18日世界上第一個(gè)±800千伏直流輸電工程——云廣特高壓直流輸電工程竣工投產(chǎn)。3、2010年7月8日，向家壩—上?！?00千伏特高壓直流輸電示范工程投入運(yùn)行。

2020年特高壓電網(wǎng)規(guī)劃圖按照“西電東送、南北互供”的規(guī)劃，2020年，國(guó)家電網(wǎng)將建成以“三華”特高壓同步電網(wǎng)為中心，東北特高壓電網(wǎng)、西北750千伏電網(wǎng)為送端，各級(jí)電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展的堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)。

電能系統(tǒng)與電力系統(tǒng)的定義1．

動(dòng)力系統(tǒng)：轉(zhuǎn)化、分配和應(yīng)用電能及熱能的全部環(huán)節(jié)稱為動(dòng)力系統(tǒng)，包括鍋爐、汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、輸電線、變壓器、電動(dòng)機(jī)等。2．電能系統(tǒng)：在動(dòng)力系統(tǒng)中，生產(chǎn)、輸送、轉(zhuǎn)換的能量主要部分是電能的，稱為電能系統(tǒng)。3．電力系統(tǒng)：電能系統(tǒng)中的電氣部分稱為電力系統(tǒng)。4．電力網(wǎng)：在電力系統(tǒng)中把發(fā)電機(jī)和用電之間屬于輸電和配電的環(huán)節(jié)稱為電力網(wǎng)。

電能系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、電力網(wǎng)示意圖

電力系統(tǒng)是一個(gè)由大量各種元件組成的復(fù)雜系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路和負(fù)荷是電力系統(tǒng)的四大主要元件。發(fā)電機(jī)、變壓器、電力線路和負(fù)荷這四大元件構(gòu)成了電力系統(tǒng)的軀干，稱為一次系統(tǒng)。此外，為了保證其安全正常運(yùn)行，電力系統(tǒng)還裝備有相當(dāng)于其神經(jīng)的繼電保護(hù)、通訊和調(diào)度控制系統(tǒng)等，稱為二次系統(tǒng)。

為滿足生產(chǎn)需要，發(fā)電廠中安裝有各種電氣設(shè)備。通常將直接在發(fā)、輸、配、用的主系統(tǒng)上使用的設(shè)備稱為一次設(shè)備。如：開(kāi)關(guān)設(shè)備、電能生產(chǎn)和轉(zhuǎn)換裝置、載流導(dǎo)體、接地設(shè)備等。對(duì)一次設(shè)備的工作進(jìn)行測(cè)量、控制、監(jiān)視、調(diào)節(jié)、保護(hù)以及為運(yùn)行維護(hù)人員提供運(yùn)行工況或生產(chǎn)指揮信號(hào)所用的設(shè)備稱為二次設(shè)備。如測(cè)量、計(jì)量?jī)x表、繼電保護(hù)及自動(dòng)裝置、直流設(shè)備、信號(hào)設(shè)備及控制電纜等。

電能系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)與基本要求1.電能系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)（1）重要性（電能和國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門及人民生活密切）： 電能在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活中起著極其重要的作用，電能供應(yīng)的中斷或減少將影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門，造成巨大的損失。（2）快速性（暫態(tài)過(guò)程十分短暫）：由于電能的傳播速度接近光速，因而它從一處傳至另一處所需的時(shí)間極短，電力系統(tǒng)從一種運(yùn)行方式轉(zhuǎn)變到另一種運(yùn)行方式的過(guò)渡過(guò)程非?？?，電力系統(tǒng)中的事故從發(fā)生到引起嚴(yán)重后果所經(jīng)歷的時(shí)間常以秒，甚至毫秒計(jì)。

電能系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)與基本要求（3）同時(shí)性（電能不易貯存）： 電能的生產(chǎn)、傳輸、分配和消費(fèi)實(shí)際上是同時(shí)進(jìn)行的，即所有發(fā)電廠任何時(shí)刻生產(chǎn)的電能必須與該時(shí)刻所有負(fù)荷所需的電能與傳輸分配中損耗的電能之和相平衡。這代表電力系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)必須滿足的一類等約束條件：有功功率平衡和無(wú)功功率平衡。

電能系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)與基本要求2.對(duì)電能系統(tǒng)的基本要求（1）為用戶提供充足的電能

當(dāng)今，電能是社會(huì)生產(chǎn)和人民生活活動(dòng)中的主要能源之一。它的供應(yīng)情況直接影響國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的速度。因此，首先應(yīng)按照電能先行的原則作好電能系統(tǒng)發(fā)展的規(guī)劃設(shè)計(jì)，認(rèn)真搞好電能工業(yè)建設(shè)，以確保電能工業(yè)的建設(shè)優(yōu)先于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的其它部門的建設(shè)。

電能系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)與基本要求（2）保證電能系統(tǒng)供電的安全和可靠性

安全性指電力系統(tǒng)承受突然發(fā)生的擾動(dòng)時(shí)保持不間斷供電的能力，例如突然短路或失去系統(tǒng)元件。在實(shí)用中常用正常供電情況下，是否能保持潮流及電壓在允許的范圍以內(nèi)表示（靜態(tài)安全分析）。電力系統(tǒng)的安全性屬電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)運(yùn)行中要考慮的問(wèn)題?？煽啃灾鸽娏ο到y(tǒng)維持連續(xù)供給用戶總的電力需求和總的電能量的能力。常用向用戶長(zhǎng)時(shí)間不間斷持續(xù)供電的概率指標(biāo)表示，如失負(fù)荷概率、失負(fù)荷頻率、系統(tǒng)期望輸送能力等?？煽啃詫匐娏ο到y(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的范疇

電能系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)與基本要求（3）保證電能的質(zhì)量（電壓、頻率和波形）電壓偏移一般不得超過(guò)額定電壓的±5%；頻率偏移不得超過(guò)±0.2Hz；諧波電壓的畸變率（各次諧波有效值平方和的方均根值與基波有效值的百分比）的極限值：0.38kV為5%、6kV或10kV為4%、35kV或63kV為3%、110kV為1.5%。 GB24337-2009

電能系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)與基本要求（4）保證電能系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 電能生產(chǎn)消耗的一次能源占一次能源總消耗的1/3，而且電能在變換、輸送、分配時(shí)的損耗絕對(duì)值也相當(dāng)可觀。 手段：采用高效、節(jié)能的發(fā)﹑輸、配電設(shè)備；優(yōu)化電源配置和電力網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)濟(jì)調(diào)度和運(yùn)行；充分利用水電資源，合理調(diào)配水、火電廠的出力等。煤耗率：每生產(chǎn)1千瓦時(shí)電能所消耗的標(biāo)準(zhǔn)煤克數(shù)線損率（網(wǎng)損率）：電力網(wǎng)絡(luò)中損耗的電能與向電力網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)的電能的百分比（中國(guó)6.4%、日本3.85%、德國(guó)4.8%、美國(guó)6%）

發(fā)電廠、變電所、電力網(wǎng)概述１.發(fā)電廠 發(fā)電廠是電能系統(tǒng)的電源，它的作用是把不同種類的一次能源轉(zhuǎn)換成電能。根據(jù)一次能源的不同，可分為火力發(fā)電廠、水力發(fā)電廠、核動(dòng)力發(fā)電廠和利用其它能量發(fā)電的電廠。火電：汽輪機(jī)-發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量達(dá)到100萬(wàn)kW（1000MW）水電：水輪機(jī)-發(fā)電機(jī)組單機(jī)容量達(dá)到70萬(wàn)kW核電：100萬(wàn)kW機(jī)組新能源發(fā)電：風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)光伏發(fā)電、潮汐發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電

1000MW級(jí)超超臨界火電機(jī)

23最大直徑10.6米、高5.06米

三峽水電站發(fā)電機(jī)組70萬(wàn)kW*26臺(tái)=1820萬(wàn)kW

24

反應(yīng)堆安全殼控制棒反應(yīng)堆壓力容器汽輪機(jī)給水泵循環(huán)水泵壓水堆核電站

25風(fēng)力發(fā)電技術(shù)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)

2.電力網(wǎng)電力網(wǎng)按其供電范圍的大小和電壓等級(jí)高低可分為地方電力網(wǎng)、區(qū)域電力網(wǎng)以及超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)絡(luò)。(1)地方電力網(wǎng):電壓不超過(guò)110kV,輸送距離在幾十千米內(nèi)的電力網(wǎng)，主要指一般城市、工礦區(qū)、農(nóng)村配電網(wǎng)絡(luò)。

(2)區(qū)域電力網(wǎng):電壓為110～220kV級(jí)的電力網(wǎng)，區(qū)域電力網(wǎng)輸電線路較長(zhǎng)，用戶類型較多。

(3)超高壓遠(yuǎn)距離輸電網(wǎng)絡(luò):由330kV和550kV的遠(yuǎn)距離輸電線路組成，擔(dān)負(fù)著遠(yuǎn)距離、大容量發(fā)電廠的電能輸送任務(wù)，往往同時(shí)聯(lián)系幾個(gè)區(qū)域電力網(wǎng)形成大型聯(lián)合系統(tǒng)。(4)特高壓交、直流輸電網(wǎng)絡(luò)

高壓交流輸電——傳輸、分配電能

高壓直流輸電（HVDC）

3、變電站 變電站的任務(wù)是匯集電源、升降電壓、分配電能。 變電站可分為升壓變電站和降壓變電站，或分為戶外變電站、戶內(nèi)變電站及地下變電站。也可按變電站容量和重要性不同分為樞紐變電站、中間變電站和終端變電站。

1.2電能系統(tǒng)負(fù)荷與負(fù)荷曲線1.2.1電能系統(tǒng)的負(fù)荷與分類1.

電能系統(tǒng)的負(fù)荷: 電能系統(tǒng)的負(fù)荷指各種用電設(shè)備從電力系統(tǒng)中取用的功率或電能。2.負(fù)荷分類:(1)

一級(jí)負(fù)荷:指供電突然中斷將造成人傷亡，或政治上造成極壞影響，經(jīng)濟(jì)上造成重大損失或引起社會(huì)混亂的負(fù)荷(2)

二級(jí)負(fù)荷:指供電突然中斷將造成政治上不好影響，經(jīng)濟(jì)上較大損失或社會(huì)生活的正常規(guī)律被打亂的負(fù)荷。(3)

三級(jí)負(fù)荷:指有計(jì)劃停電時(shí)不會(huì)造成較大影響的負(fù)荷

1.2.2電力負(fù)荷曲線及其特性系數(shù)1.負(fù)荷曲線的用途:(1)根據(jù)預(yù)測(cè)負(fù)荷曲線，計(jì)劃和分配各發(fā)電廠的發(fā)電任務(wù)。為提高經(jīng)濟(jì)效益，各發(fā)電廠負(fù)荷分配見(jiàn)(2)按年最大負(fù)荷曲線確定系統(tǒng)裝機(jī)容量，安排主要設(shè)備檢修計(jì)劃負(fù)荷曲線：電力負(fù)荷隨時(shí)間變化的圖形。

1.2.2電力負(fù)荷曲線及其特性系數(shù)1)運(yùn)行日負(fù)荷曲線:指以橫軸代表時(shí)間延續(xù)，以縱軸代表實(shí)測(cè)的功率變化，逐點(diǎn)描繪而成的曲線。該曲線下包圍的面積表示一天24小時(shí)內(nèi)的電能消耗2.負(fù)荷曲線的繪制及其特性系數(shù)

1.2.2電力負(fù)荷曲線及其特性系數(shù)

２）運(yùn)行年負(fù)荷曲線:

運(yùn)行年負(fù)荷曲線：其繪制與運(yùn)行日負(fù)荷曲線相似。年最大負(fù)荷曲線：1年內(nèi)逐日或逐月系統(tǒng)最大負(fù)荷的變化曲線。電力負(fù)荷全年持續(xù)曲線：電力系統(tǒng)全年負(fù)荷按其大小及其持續(xù)運(yùn)行時(shí)間（小時(shí)數(shù)）的順序排列而成。曲線中的一點(diǎn)反映了在一年內(nèi)負(fù)荷超過(guò)P1的積累持續(xù)時(shí)間

各類用戶的年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)負(fù)荷類型（h）戶內(nèi)照明及生活用電一班制企業(yè)用電二班制企業(yè)用電三班制企業(yè)用電農(nóng)灌用電2000～30001500～22003000～45006000～70001000～1500最大負(fù)荷利用小時(shí)

1.2.2電力負(fù)荷曲線及其特性系數(shù)

1.2.3

電能負(fù)荷的計(jì)算計(jì)算負(fù)荷：持續(xù)半小時(shí)及以上的最大負(fù)荷，用、、、表示，是按發(fā)熱條件選擇電氣設(shè)備的等效負(fù)荷，是選擇電器設(shè)備和導(dǎo)線的基本依據(jù)。

1.2.3

電能負(fù)荷的計(jì)算1.單臺(tái)用電設(shè)備的計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷點(diǎn)1的單臺(tái)設(shè)備計(jì)算負(fù)荷：2.用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷負(fù)荷點(diǎn)2處的用電設(shè)備組的計(jì)算負(fù)荷:

稱為該設(shè)備組的需要系數(shù)。

1.2.3

電能負(fù)荷的計(jì)算

-----用電設(shè)備組各工作設(shè)備的同時(shí)系數(shù)。-----用電設(shè)備組各工作設(shè)備的負(fù)荷系數(shù)。-----用電設(shè)備組各工作設(shè)備的平均效率。-----供電線路的效率。

1.2.3

電能負(fù)荷的計(jì)算3.變壓器低壓母線側(cè)的計(jì)算負(fù)荷:負(fù)荷點(diǎn)3處的計(jì)算負(fù)荷：

式中、為有功和無(wú)功同時(shí)系數(shù)。

1.3電能系統(tǒng)的電壓等級(jí): 額定電壓是用來(lái)代表電網(wǎng)或電氣設(shè)備運(yùn)行電壓特性的數(shù)值。 為使電力工業(yè)和電工制造業(yè)的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和統(tǒng)一化，世界各國(guó)都制定有關(guān)于額定電壓等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)

西北系統(tǒng)：330/110/35/10KV

東北地區(qū)：500/220/63/10KV

其它地區(qū)：500/220/110/35/10KV

低壓系統(tǒng)：0.38/0.22KV

各級(jí)電壓送電線路的輸送能力額定電壓/kV送電容量/MW送電距離/km100.2~2.010~20201.0~5.015~30352.0~1520~50603.5~3030~10011010~5050~150220100~500100~300330200~800200~6005001000~1500150~8507502000~2500500以上

國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)、國(guó)際大電網(wǎng)會(huì)議(CIGRE)與國(guó)際供電會(huì)議(CIRED)對(duì)電網(wǎng)及設(shè)備電壓等級(jí)的選擇的幾點(diǎn)建議：1)在一個(gè)國(guó)家或地區(qū)，以選用一種電壓系列為宜，以免額定電壓不同的電力系統(tǒng)互聯(lián)時(shí)，需要專用的互聯(lián)變壓器2)相鄰兩級(jí)電壓之比，不應(yīng)小于2倍。超高壓(220～500kV)以下的電壓，其相鄰兩級(jí)電壓之比應(yīng)大于3倍。高壓(50～150)kV以下的電壓，其相鄰兩級(jí)電壓之比應(yīng)大于5倍。3)對(duì)任一地理區(qū)域內(nèi)，對(duì)下列三組電壓等級(jí)中只能選用每組中的一個(gè):(245～330～363kV)，(363～420kV)，(420～525kV)。電壓等級(jí)的選擇:

電力設(shè)備額定電壓的選擇（1）對(duì)于1000V以下的電壓等級(jí)，供電設(shè)備比受電設(shè)備額定電壓高5％。（2）1000V以上的電壓等級(jí)，發(fā)電機(jī)額定電壓比同等電壓級(jí)的電網(wǎng)電壓高5％。（3）直接與發(fā)電機(jī)組相連的變壓器一次繞組的額定電壓與發(fā)電機(jī)相同。（4）變壓器一次繞組與線路或母線相連時(shí)，其額定電壓與相連的線路或母線電壓相同。（5）變壓器在滿載時(shí)其本身內(nèi)部壓降約占5％，所以在計(jì)及較長(zhǎng)的線路壓降時(shí)，變壓器二次側(cè)額定電壓應(yīng)比線路額定電壓或用電設(shè)備額定電壓高10％，當(dāng)線路不長(zhǎng)時(shí)，變壓器二次側(cè)電壓則只高5％。

電力設(shè)備額定電壓的選擇

1.4輸電線路電力線路按結(jié)構(gòu)通?？煞譃榧芸站€路和電纜線路。1、架空線路:架空線路由導(dǎo)線、架空地線(避雷線)、絕緣子、金具和桿塔等主要部件組成。(1)導(dǎo)線:導(dǎo)線可分為裸線和絕緣導(dǎo)線兩大類。高壓輸電線常采用裸導(dǎo)線，低壓線路常采用絕緣導(dǎo)線。導(dǎo)線材料主要有鋁、銅、鋼等。導(dǎo)線按結(jié)構(gòu)形式不同分為單股、多股絞線和鋼芯鋁絞線三種。其中，鋼芯鋁絞線機(jī)械強(qiáng)度較高，較為常用。其型號(hào)有LGJQ/LGJ/LGJJ型。220KV以上輸電線路為減小電暈損耗，常采用分裂導(dǎo)線。

(2)桿塔：

桿塔按材料不同可分為木桿、鐵塔和鋼筋混凝土桿三種。桿塔通常分為直線桿、轉(zhuǎn)角桿、耐張桿、終端桿、換位桿和跨越桿。(3)絕緣子和金具絕緣子：其作用為支撐和懸掛導(dǎo)線，并使導(dǎo)線與桿塔絕緣。金具：連接導(dǎo)線和絕緣子所使用的金屬部件總稱為金具。

2、電力電纜：電力電纜主要由三部分組成：導(dǎo)線、絕緣層和保護(hù)層。電力電纜的敷設(shè)：

有以下幾種方式：直接埋入土中、電纜溝敷設(shè)及穿管敷設(shè)。

1.5發(fā)電廠變電所的主要電電器設(shè)備 發(fā)電廠、變電所的主要電氣設(shè)備分為：高壓開(kāi)關(guān)電器、高壓保護(hù)電器、高壓測(cè)量電器等。具體的講，有斷路器、重合器、隔離開(kāi)關(guān)、負(fù)荷開(kāi)關(guān)、分?jǐn)嗥?、熔斷器、儀用互感器和避雷器等。1、斷路器 （1）高壓斷路器的功能：正常工作時(shí)開(kāi)斷與閉合電路配合繼電保護(hù)裝置，自動(dòng)開(kāi)斷電網(wǎng)中的短路故障。配合自動(dòng)重合閘裝置，在跳閘后能夠自動(dòng)重合閘。

（2）高壓斷路器種類：油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF６斷路器、真空斷路器。

2、重合器（1）重合器主要用在35kV及以下中壓電網(wǎng)（2）重合器的功能:自動(dòng)檢測(cè)故障電流；在給定時(shí)間內(nèi)開(kāi)斷故障電流；按給定次數(shù)重合電路。1.5發(fā)電廠變電所的主要電電器設(shè)備

3、隔離開(kāi)關(guān)（1）功能：檢修時(shí)用于可靠的隔離電源。（2）結(jié)構(gòu)特點(diǎn):無(wú)滅弧裝置；觸頭暴露在空氣中；有明顯、清晰可見(jiàn)的斷開(kāi)點(diǎn)；隔離開(kāi)關(guān)不能拉合負(fù)荷電流和短路電流，必須與斷路器配合使用，按重合閘操作規(guī)則進(jìn)行操作；1.5發(fā)電廠變電所的主要電電器設(shè)備

4、負(fù)荷開(kāi)關(guān)：

用于開(kāi)合負(fù)載電流及過(guò)載電流的開(kāi)關(guān)電器，具有一定的滅弧能力，常與熔斷器配合使用。

5、分?jǐn)嗥鳎?/p>

配電系統(tǒng)中用來(lái)隔離線路區(qū)段的自動(dòng)裝置?？捎脕?lái)開(kāi)斷負(fù)載電流，通常與重合器或斷路器配合使用。1.5發(fā)電廠變電所的主要電電器設(shè)備

6、熔斷器（1）功能：

在短路、過(guò)載或過(guò)電壓時(shí)切斷電路。（2）結(jié)構(gòu)：

熔斷器由金屬熔件，觸頭裝置及外殼構(gòu)成。（3）滅弧方法：

縱向吹弧滅弧、利用石英砂填料冷卻滅弧。（4）分類：

限流式熔斷器與非限流式熔斷器。1.5發(fā)電廠變電所的主要電電器設(shè)備

7、避雷器（1）功能： 用來(lái)限制過(guò)電壓的一種主要保護(hù)電器，是發(fā)電廠變電所防雷保護(hù)的基本保護(hù)措施之一（2）工作原理：

避雷器與被保護(hù)設(shè)備并聯(lián)，當(dāng)線路上有雷電侵入時(shí)，首先擊穿避雷器對(duì)地放電，從而保護(hù)設(shè)備絕緣（3）結(jié)構(gòu)類型：放電間隙；閥形避雷器；管形避雷器；壓敏避雷器1.5發(fā)電廠變電所的主要電電器設(shè)備

7、儀用互感器（1）功能：將一次側(cè)的高電壓大電流變換成二次側(cè)的標(biāo)準(zhǔn)的低電壓、小電流，使二次側(cè)裝置標(biāo)準(zhǔn)化、系列化。將二次側(cè)與高電壓隔離，保證設(shè)備和人身安全。使二次側(cè)可以使用低壓小截面控制電纜傳送電壓、電流信號(hào)。（2）分類：

電壓互感器電流互感器1.5發(fā)電廠變電所的主要電電器設(shè)備

（3）電壓互感器、電流互感器的連接示意圖1.5發(fā)電廠變電所的主要電電器設(shè)備

（4）互感器的結(jié)構(gòu)型式：電壓互感器的結(jié)構(gòu)型式：電磁式電容分壓式電流互感器的結(jié)構(gòu)型式：電磁式電子式光學(xué)式1.5發(fā)電廠變電所的主要電電器設(shè)備

（5）互感器的準(zhǔn)確等級(jí)：電壓互感器的準(zhǔn)確度級(jí)用最大允許誤差表示。有０.1、０.２、０.５、１、3、３P、6P等準(zhǔn)確等級(jí)，分別用在測(cè)量與保護(hù)場(chǎng)合。電流互感器有0.2、0.5、1、3、5、D、B、P、TP、TPY等準(zhǔn)確度級(jí)，可供不同的測(cè)量和保護(hù)場(chǎng)合使用。不同準(zhǔn)確度級(jí)的電流互感器有不同的額定二次負(fù)荷。1.5發(fā)電廠變電所的主要電電器設(shè)備

（6）運(yùn)行注意事項(xiàng)：電壓互感器工作時(shí)，二次側(cè)有一端必須可靠接地，運(yùn)行中二次側(cè)不允許短路。電壓互感器的一次側(cè)和二次側(cè)均應(yīng)裝設(shè)熔斷器，用于過(guò)負(fù)載及短路保護(hù)。電流互感器運(yùn)行二次側(cè)不允許斷開(kāi)。否則二次側(cè)會(huì)感應(yīng)出高電壓，危及人身和設(shè)備安全。電流互感器二次側(cè)有一端應(yīng)可靠接地。1.5發(fā)電廠變電所的主要電電器設(shè)備

1.6電力系統(tǒng)的電氣連接方式1.電力系統(tǒng)的接線圖（1）電氣接線圖反映電力系統(tǒng)各元件之間的電氣聯(lián)系。為簡(jiǎn)明起見(jiàn)，電力系統(tǒng)的電氣結(jié)線圖多畫(huà)成單線形式，也稱為主接線圖。

（2）電力系統(tǒng)的地理接線圖反映各發(fā)電廠、變電所的相對(duì)地理位置以及電力線路的路徑。地理結(jié)線圖不反映各元件之間的電氣聯(lián)系，因此，兩類結(jié)線圖常常配合使用，互為補(bǔ)充。

1.6電力系統(tǒng)的電氣連接方式

1.6電力系統(tǒng)的電氣連接方式２.電力系統(tǒng)的接線方式（1）無(wú)備用電源接線無(wú)備用接線包括：?jiǎn)位胤派涫?、?shù)干式、鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)。優(yōu)點(diǎn)：線路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)和運(yùn)行方便。缺點(diǎn)：供電可靠性差。

1.6電力系統(tǒng)的電氣連接方式（2）有備用電源接線有備用接線方式包括：雙回放射式、干線式、鏈?zhǔn)健h(huán)式及兩端供電網(wǎng)絡(luò)。優(yōu)點(diǎn)：供電可靠、電壓質(zhì)量比較高缺點(diǎn)：設(shè)備投資成倍增加運(yùn)行調(diào)度復(fù)雜

1.6電力系統(tǒng)的電氣連接方式兩個(gè)重要概念：開(kāi)式網(wǎng)絡(luò)：每個(gè)負(fù)荷只能從一個(gè)方向取得電能的電氣接線方式，如放射式、干線式和鏈?zhǔn)骄W(wǎng)絡(luò)。閉式網(wǎng)絡(luò)：每一個(gè)負(fù)荷可以從兩個(gè)方向取得電能的電氣接線方式，如環(huán)形和兩端供電網(wǎng)絡(luò)。

1.7三相電能系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)指發(fā)電機(jī)和星形聯(lián)結(jié)變壓器的中性點(diǎn)。三相電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式會(huì)影響：對(duì)地絕緣內(nèi)部過(guò)電壓繼電保護(hù)發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性對(duì)線路附近通信線路的干擾電壓等級(jí)、系統(tǒng)接線等

1.7三相電能系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)運(yùn)行方式：不接地經(jīng)避雷器接地變壓器中性點(diǎn)運(yùn)行方式有：中性點(diǎn)不接地（10～35kV系統(tǒng)）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地（10～63kV系統(tǒng)）中性點(diǎn)直接接地（110kV以上系統(tǒng)以及0.4kV三相四線低壓系統(tǒng)）

1.7三相電能系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式非有效接地系統(tǒng)（小電流接地系統(tǒng)）：

中性點(diǎn)不接地中性點(diǎn)經(jīng)高阻抗接地

中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地有效接地系統(tǒng)（大電流接地系統(tǒng)）：

中性點(diǎn)直接接地中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地區(qū)分標(biāo)準(zhǔn)：若X0/X1≤3，且r0/X1≤1,則為有效接地系統(tǒng)

1.7.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

1.7.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)１、中性點(diǎn)不接地電力系統(tǒng)正常工作情況三相對(duì)地電壓對(duì)稱并等于相電壓三相對(duì)地電容電流對(duì)稱中性點(diǎn)與地同電位

1.7.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)2、若發(fā)生一相接地（例C相接地）

1.7.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)

由C相接地時(shí)的相量圖可見(jiàn)：中性點(diǎn)對(duì)地電壓升高為相電壓，如圖OO’相量。接地相對(duì)地電壓為０。未接地兩相對(duì)地電壓升高為線電壓。三相間電壓不變。

1.7.1中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)接地點(diǎn)電容電流是正常運(yùn)行時(shí)一相對(duì)地電容電流的三倍。

因此，這種情況下應(yīng)發(fā)出預(yù)告信號(hào)，允許繼續(xù)運(yùn)行２小時(shí)。接地點(diǎn)處如果產(chǎn)生接地電弧，可能引起電器設(shè)備損壞，甚至造成相間短路。接地處如果產(chǎn)生斷續(xù)電弧，可能引起電網(wǎng)的諧振過(guò)電壓。

1.7.2中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)

當(dāng)10kV電網(wǎng)接地電流大于30A時(shí)，35kV電網(wǎng)接地電流大于10A電源中性點(diǎn)應(yīng)采用經(jīng)消弧線圈接地的方式。消弧線圈實(shí)際上就是帶氣隙鐵芯的線性電感線圈,其電阻很小，感抗很大。

1.7.2中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地系統(tǒng)如感性電流等于容性電流，稱為全補(bǔ)償；如感性電流<容性電流，稱為欠補(bǔ)償；如感性電流>容性電流，稱為過(guò)補(bǔ)償。實(shí)用中一般采用過(guò)補(bǔ)償以考慮系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展和避免諧振的發(fā)生。

1.7.3中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)中性點(diǎn)對(duì)地電壓不變非接地相對(duì)地電壓不變單相短路的短路電流較大，易造成供電中斷中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路時(shí)：

1.7.3中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)

我國(guó)380/220低壓配電系統(tǒng)，也廣泛采用中性點(diǎn)直接接地的三相四線制。

1.7三相電能系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式總結(jié)（1）直接接地系統(tǒng)供電可靠性低，因在這種系統(tǒng)中發(fā)生單相接地故障時(shí)，接地點(diǎn)和中性點(diǎn)會(huì)形成回路，從而接地相的短路電流很大。此時(shí)為了防止損壞電氣設(shè)備必須迅速切除接地相。（2）不接地系統(tǒng)單相接地時(shí)接地電流較小，三相間電壓不變，電網(wǎng)仍可運(yùn)行2h，從而供電可靠性提高，但非接地相的電壓將升高至原相電壓的倍，從而對(duì)電氣設(shè)備的絕緣水平要求較高。

電力系統(tǒng)五級(jí)調(diào)度模式國(guó)家電調(diào)中心

跨省區(qū)電力系統(tǒng)獨(dú)立省級(jí)電力系統(tǒng)主干發(fā)電廠省級(jí)電力系統(tǒng)市級(jí)電力系統(tǒng)省級(jí)發(fā)電廠輸電網(wǎng)供/配電網(wǎng)1.9電能系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)視、控制與保護(hù)

1.9.1發(fā)電廠變電所的運(yùn)行監(jiān)視與控制電能系統(tǒng)的運(yùn)行是通過(guò)發(fā)電廠和變電所的控制和操作來(lái)完成，發(fā)電廠和變電所在其相應(yīng)調(diào)度范圍的指揮下完成以下主要工作：1)發(fā)電廠有功、無(wú)功出力的增減，頻率和電壓的調(diào)整。2)系統(tǒng)之間、發(fā)電廠與系統(tǒng)之間的并列與解列。3)輸電線路和變壓器的投入與停送電。4)網(wǎng)絡(luò)的合環(huán)與解環(huán)。5)母線接線方式的改變。

1.9.1發(fā)電廠、變電所的運(yùn)行監(jiān)視與控制

發(fā)電廠和變電所利用各種監(jiān)視儀表和信號(hào)裝置隨時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)和設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。發(fā)電廠和變電所的信號(hào)裝置可分為斷路器位置信號(hào)、預(yù)告信號(hào)和事故信號(hào)。也可分為瞬時(shí)動(dòng)作信號(hào)和延時(shí)動(dòng)作信號(hào)。發(fā)電廠和變電所的控制對(duì)象主要是高壓斷路器，其控制方式多采用控制室內(nèi)的集中控制方式。

電力系統(tǒng)的特點(diǎn)：重要性、快速性、同時(shí)性37.8MW-37.8MW50.0Hz49.850.2發(fā)電用電

2003年8月14日美加大停電

1.9.2電能系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)視與控制

現(xiàn)代電能系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，包括信息收集、信息傳輸、信息管理、遠(yuǎn)方控制、遠(yuǎn)方調(diào)節(jié)等各種環(huán)節(jié)聯(lián)合組成。它的范圍從變電所、發(fā)電廠到各級(jí)調(diào)度所并涉及到電能系統(tǒng)的所有單元。能量管理系統(tǒng)EMS（EnergyManagementSystem）配電管理系統(tǒng)DMS（DistributionManagementSystem）(1)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控系統(tǒng)SCADA（SupervisoryControlandDataAcquisition）即數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控