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1．保证供电的可靠性。 2．保证良好的电能质量。 3．为用户提供充足的电能。 4．提高电力系统运行的经济性。
10 2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
一、火力发电厂
1．火电厂的燃料：煤炭、石油、天然气等。
2．能量转换过程：燃料的化学能→热能→机械能→电能。 3．分类：汽轮机发电厂、蒸汽机发电厂、内燃机发电厂等。 4．火电厂的组成： 燃烧系统（锅炉）：燃料→灰渣，风（空气）→烟气 汽水系统（汽轮机）：水 蒸汽、循环水（冷水 热水）
26 变压器T2的变比为：110/6.3kV 2018/6/16
值，以MW、GW计。 4. 额定频率：50Hz 5. 最高电压等级：指系统中最高电压等级线路的额定电压，
以kV计 。
9
2018/6/16
* 1.1 电力系统的基本概念
四、电力系统的特点
1．电能不能大量储存。 2．电力系统的过渡过程十分短暂。 3．与国民经济各部门的关系密切。
五、对电力系统的基本要求
1. 电力系统 电力系统是指完成电能生产、输送、分配和消费的统 一整体。
发电厂
电力网
电力用户
或者说：由发电厂、电力网和电力用户就构成了电力系统。 电力系统示意图如图1-1所示。
3 2018/6/16
工业企 业 供电系 统
4 图1-1 电力系统示意图
2018/6/16
* 1.1 电力系统的基本概念
车间变电所可分为以下几种类型（图1-2）：
附设式变电所（1~4）
车间内变电所（5）
独立变电所（7） 露天变电所（6） 地下变电所 杆上变电所
7 图1-2 车间变电所的类型
配电线路：分为厂区高压配电线路和车间低压配电线路。
2018/6/16
* 1.1 电力系统的基本概念
二、建立大型电力系统的优点
三、核电厂
1．核电厂的能量转换过程：核燃料的裂变能→热能→机械 能→电能。 2．核电厂的组成：核反应堆、汽水系统（汽轮机）、电力 系统 17 2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
3．核反应堆的分类：轻水堆（包括沸水堆和压水堆）、重水 堆和石墨冷气堆等。 轻水堆核电厂的生产过程示意图如图1-5所示。
二、水力发电厂
1．水电厂的能量转换过程：水的位能→机械能→电能。
2．水电厂的总发电功率： P 9.8QH 3．水电厂的分类 堤坝式水电厂 坝后式：如三门峡、刘家峡、丹江口、三峡水电站 河床式：如葛洲坝水电站 引水式水电厂 抽水蓄能电站
4．水电厂的组成：水库、水轮机、电力系统 14
2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
5．水电厂的生产过程（见图1-4）
图1-4 堤坝式水电厂生产过程示意图 15
2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
6．水电厂是我国目前最重要的电源之一，比例大于10%。
葛洲坝水电站 南美伊泰普水电站 长江三峡水电站 广州抽水蓄能电站
7．水力发电的优点 是最干净的能源之一。 是最廉价的能源之一：无需燃料、无环境污染、生产效 率高、发电成本低、运行维护简单。 综合水利工程：可同时解决发电、防洪、灌溉、航运、 水产养殖等问题。
电力系统：发电机、变压器、输电线路等。 5．火电厂的生产过程（见图1-3）
11 2018/6/16
图1-3 凝气式火电厂生产过程示意图 12
2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
6．火电厂是我国目前最主要的电源，比例大于75%。 江苏谏壁发电厂 浙江北仑发电厂 张家口发电总厂
7．火力发电存在的问题 安全问题：采矿和运输中的安全性灾难等 。
6. 核能发电的优缺点 节省大量煤炭、石油等燃料，避免燃料运输。
不需空气助燃，可建在地下、水下、山洞或空气稀薄地区。
19 2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
比火电厂造价高，但发电成本低30%～50%，且规模越大 越合算。 存在问题：放射性污染。
四、其它新能源发电
1．太阳能发电：太阳光能或太阳热能→电能 太阳能发电系统的组成 太阳能发电的优点 是一种取之不尽、用之不竭的廉价能源。 不需要燃料、生产成本低、不产生污染
24 2018/6/16 图1-6 供电线路上的电压变化示意图
1.3 电力系统的电压与电能质量
变压器的额定电压
载供电时一、二次绕组上的 电压损失； 另外5%用于补 与电网的额定电压相同。 偿线路上的电压损失，用于 35kV及以上线路。 注意：当变压器一次绕组直接与发电机相连时，其额定电压应与发电 可以不考虑线路上的电 机的额定电压相同。 压损失，只需要补偿满 载时变压器绕组上的电 变压器的二次绕组：对于用电设备而言，相当于电源。 压损失即可，用于10kV 及以下线路。 当变压器二次侧供电线路较长时：应比同级电网额定电 其中5%用于补偿变压器满 变压器的一次绕组：相当于是用电设备，其额定电压应
环境问题：酸雨、温室效应、可吸入颗粒物等。
效率问题：凝汽式火电厂效率为40%，热电厂为60%~70%。 8．今后火电建设的重点 采用高参数、大容量、高效率的设备。 开发清洁煤燃烧发电、天然气蒸汽联合循环发电。
鼓励热电联产。
加强煤炭基地的矿口电厂建设。 13
2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
1．可以减少系统的总装机容量。
2．可以减少系统的备用容量。
3．可以提高供电可靠性。 4．可以安装大容量的机组。
5．可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
8
2018/6/16
* 1.1 电力系统的基本概念
三、电力系统的基本参量
1. 总装机容量：指系统中所有机组额定有功功率的总和，以
Hale Waihona Puke Baidu
MW、GW计。
电力工程基础知识
第一章 概论
2018/6/16
1
第一章 概论
* 1.1 电力系统的基本概念 * 1.2 发电厂的生产过程
* 1.3 电力系统的电压与电能质量
* 1.4 电力系统中性点的运行方式 * 1.5 我国电力工业发展概况及前景
2
2018/6/16
1.1 电力系统的基本概念
一、电力系统的组成
热力系统由单回 路构成，有可能 使汽轮机等设备 受放射性污染
图1-5 轻水碓核电厂生产过程示意图 由双回路系统构成， 两个回路各自独立循 a）沸水碓 b）压水碓 环，不会造成设备的 放射性污染。 18 2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
4．核电厂是我国目前最重要的电源之一，比例大于10%。 秦山核电站 大亚湾核电站 5．核电迅速发展的原因 核电是一种新型的巨大能源。 煤、石油等火电燃料储量有限，不可再生。 发达国家的水资源已基本殆尽。 一些资源贫乏国家“能源危机”，不得不发展核电。
特殊的水电厂：抽水蓄能电厂，起“削峰填谷”作用。
16 2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
8．水力发电存在的问题
建设问题：投资大、工期长，存在库区移民、淹没耕地、 破坏人文景观、破坏自然生态平衡等问题。 运行问题：发电量受气象、水文、季节水量变化的影响较 大，分丰水期和枯水期，出力不稳定，增加电力系统运行的 复杂性。
1GW=103MW（10万千瓦） 1MW=103kW （1000千瓦）
2. 年发电量：指系统中所有发电机组全年实际发出电能的总
和，以MW· h、GW· h、TW· h计。
1MW· h =103kW· h （千度）， 1GW· h =103MW· h（100万度） 1TW· h =103GW· h（10亿度），1kW· h=1度 3. 最大负荷：指规定时间内电力系统总有功功率负荷的最大
5
电力网; 区域电力网：电压等级在35kV以上、供电半径超过50km的电力网; 超高压远距离输电网：电压等级为 330～500kV的电力网，一般由远距 通常将220kV及以上的电力线路称为输电线路， 110kV 离输电线路连接而成。
2018/6/16
* 1.1 电力系统的基本概念
变电所：是变换电能电压和接受分配电能的场所。分为区 域变电所、地区变电所和终端变电所等。
发电厂：生产电能，将一次能源转换成二次能源（电
能），分为火、水、核、风、太阳、地热等发电厂。
电力网：由不同电压等级的输电线路和变压器组成，可 分为地方电力网、区域电力网及超高压远距离输电网三种 类型。
地方电力网：电压等级在35kV及以下、供电半径在20～50km以内的
及以下的电力线路称为配电线路。配电线路又分为高压配 电线路（110kV）、中压配电线路（6～35kV）和低压配电 线路（380/220V）。
法国郎斯潮汐电站
江厦潮汐电站
22 2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
5．新能源发电的优缺点
太阳能、风能、地热能、潮汐能等新能源都属于清洁、廉
价和可再生能源，是未来的能源主要形式。 其他新能源：燃料电池、垃圾燃料、核聚变能、生物质能 等。 太阳能、风能发电容量小，分散性大，属于分布式能源， 互联后在运行安全和管理方面存在很多问题。
23
2018/6/16
1.3 电力系统的电压与电能质量
一、电力系统的额定电压
电力网的额定电压：我国高压电网的额定电压等级有3kV、 6 kV、10 kV、35 kV、63 kV、110 kV、220 kV、330 kV、 500 kV等。
*用电设备的额定电压：与同级电网的额定电压相同。 *发电机的额定电压：比 同级电网的额定电压高 出5%，用于补偿线路上 的电压损失。 图1-6为供电线路上的 电压变化示意图。
受季节、昼夜、地理和气象条件的影响较大 。
20 2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
太阳能光伏电源在西部地区应用广泛。（青海、新疆） 我国首座太阳能发电厂 ： 2005年10月29日在南京江宁发 电成功，发电量只有70kW。 2．风力发电：风力的动能→ 机械能→电能 风力发电的优点 是一种取之不尽、用之不竭的自然能源。 不需要燃料、没有污染、运行成本低。 有一定的随机性和不稳定性，因此必须配有蓄能装置。 西部地区的风能资源占全国的50%以上 。（青海、甘肃、 新疆、内蒙、云南、西藏等） 新疆达板城风电厂
T2
发电机G的额定电压：UN· G=1.05×10=10.5（kV） 变压器T1的额定电压： U1N=10.5（kV）
变压器T2的二次侧供 电距离较短，可不考 U2N=1.1×110=121（kV ） 虑线路上的电压损失
变压器T1的变比为：10.5/121kV
变压器T2的额定电压：U1N=110（kV） U2N=1.05×6=6.3（kV）
21 2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
3．地热发电：地热能→电能 电能生产过程：与火电厂相似，用地热井取代锅炉设备。 地热资源的开发利用在西部地区已取得了良好的效益。 西藏羊八井电厂 4．潮汐发电：海水涨潮或落潮的动能或势能→电能 。 潮汐发电示意图 我国正在运行发电的潮汐电站共有8座（浙江4座，山东、 江苏、广西、福建各1座）
区域变电所：电压等级高，变压器容量大，进出线回路数多，由大电网
供电，高压侧电压为330～500kV，全所停电后，将引起整个系统解列甚 配电所：只接受和分配电能，不变换电压。 至瓦解； 地区变电所：由发电厂或区域变电所供电，高压侧电压为 110～220kV， 电力用户：消耗电能，将电能转换成其他形式能量。 全所停电后，将使该地区中断供电； 2 终端变电所：是电网的末端变电所，主要由地区变电所供电，其高压侧 ．工业企业供电系统 为10～110kV，全所停电后，将使用户中断供电。
压高10% 当变压器二次侧供电线路较短时：应比同级电网额定电 压高5% 我国公布的三相交流系统的额定电压见表 1-1。 2018/6/16 25
*
G T1
变压器 ~ T1的二次侧 供电距离较长，其 10kV 额定电压应比线路 额定电压高10%
110kV
变压器T1 的一次绕组与 6kV 发电机直接相连，其一 次侧的额定电压应与发 电机的额定电压相同
工厂供配电系统由总降压变电所、高压配电线路、车间变 电所、低压配电线路及用电设备组成。 总降压变电所：将35～110kV的供电电压变换为6～10kV的 高压配电电压，给厂区各车间变电所或高压电动机供电。
6 2018/6/16
* 1.1 电力系统的基本概念
车间变电所：将6～10kV的电压降为380/220V，再通过车 间低压配电线路，给车间用电设备供电。
10 2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
一、火力发电厂
1．火电厂的燃料：煤炭、石油、天然气等。
2．能量转换过程：燃料的化学能→热能→机械能→电能。 3．分类：汽轮机发电厂、蒸汽机发电厂、内燃机发电厂等。 4．火电厂的组成： 燃烧系统（锅炉）：燃料→灰渣，风（空气）→烟气 汽水系统（汽轮机）：水 蒸汽、循环水（冷水 热水）
26 变压器T2的变比为：110/6.3kV 2018/6/16
值，以MW、GW计。 4. 额定频率：50Hz 5. 最高电压等级：指系统中最高电压等级线路的额定电压，
以kV计 。
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2018/6/16
* 1.1 电力系统的基本概念
四、电力系统的特点
1．电能不能大量储存。 2．电力系统的过渡过程十分短暂。 3．与国民经济各部门的关系密切。
五、对电力系统的基本要求
1. 电力系统 电力系统是指完成电能生产、输送、分配和消费的统 一整体。
发电厂
电力网
电力用户
或者说：由发电厂、电力网和电力用户就构成了电力系统。 电力系统示意图如图1-1所示。
3 2018/6/16
工业企 业 供电系 统
4 图1-1 电力系统示意图
2018/6/16
* 1.1 电力系统的基本概念
车间变电所可分为以下几种类型（图1-2）：
附设式变电所（1~4）
车间内变电所（5）
独立变电所（7） 露天变电所（6） 地下变电所 杆上变电所
7 图1-2 车间变电所的类型
配电线路：分为厂区高压配电线路和车间低压配电线路。
2018/6/16
* 1.1 电力系统的基本概念
二、建立大型电力系统的优点
三、核电厂
1．核电厂的能量转换过程：核燃料的裂变能→热能→机械 能→电能。 2．核电厂的组成：核反应堆、汽水系统（汽轮机）、电力 系统 17 2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
3．核反应堆的分类：轻水堆（包括沸水堆和压水堆）、重水 堆和石墨冷气堆等。 轻水堆核电厂的生产过程示意图如图1-5所示。
二、水力发电厂
1．水电厂的能量转换过程：水的位能→机械能→电能。
2．水电厂的总发电功率： P 9.8QH 3．水电厂的分类 堤坝式水电厂 坝后式：如三门峡、刘家峡、丹江口、三峡水电站 河床式：如葛洲坝水电站 引水式水电厂 抽水蓄能电站
4．水电厂的组成：水库、水轮机、电力系统 14
2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
5．水电厂的生产过程（见图1-4）
图1-4 堤坝式水电厂生产过程示意图 15
2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
6．水电厂是我国目前最重要的电源之一，比例大于10%。
葛洲坝水电站 南美伊泰普水电站 长江三峡水电站 广州抽水蓄能电站
7．水力发电的优点 是最干净的能源之一。 是最廉价的能源之一：无需燃料、无环境污染、生产效 率高、发电成本低、运行维护简单。 综合水利工程：可同时解决发电、防洪、灌溉、航运、 水产养殖等问题。
电力系统：发电机、变压器、输电线路等。 5．火电厂的生产过程（见图1-3）
11 2018/6/16
图1-3 凝气式火电厂生产过程示意图 12
2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
6．火电厂是我国目前最主要的电源，比例大于75%。 江苏谏壁发电厂 浙江北仑发电厂 张家口发电总厂
7．火力发电存在的问题 安全问题：采矿和运输中的安全性灾难等 。
6. 核能发电的优缺点 节省大量煤炭、石油等燃料，避免燃料运输。
不需空气助燃，可建在地下、水下、山洞或空气稀薄地区。
19 2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
比火电厂造价高，但发电成本低30%～50%，且规模越大 越合算。 存在问题：放射性污染。
四、其它新能源发电
1．太阳能发电：太阳光能或太阳热能→电能 太阳能发电系统的组成 太阳能发电的优点 是一种取之不尽、用之不竭的廉价能源。 不需要燃料、生产成本低、不产生污染
24 2018/6/16 图1-6 供电线路上的电压变化示意图
1.3 电力系统的电压与电能质量
变压器的额定电压
载供电时一、二次绕组上的 电压损失； 另外5%用于补 与电网的额定电压相同。 偿线路上的电压损失，用于 35kV及以上线路。 注意：当变压器一次绕组直接与发电机相连时，其额定电压应与发电 可以不考虑线路上的电 机的额定电压相同。 压损失，只需要补偿满 载时变压器绕组上的电 变压器的二次绕组：对于用电设备而言，相当于电源。 压损失即可，用于10kV 及以下线路。 当变压器二次侧供电线路较长时：应比同级电网额定电 其中5%用于补偿变压器满 变压器的一次绕组：相当于是用电设备，其额定电压应
环境问题：酸雨、温室效应、可吸入颗粒物等。
效率问题：凝汽式火电厂效率为40%，热电厂为60%~70%。 8．今后火电建设的重点 采用高参数、大容量、高效率的设备。 开发清洁煤燃烧发电、天然气蒸汽联合循环发电。
鼓励热电联产。
加强煤炭基地的矿口电厂建设。 13
2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
1．可以减少系统的总装机容量。
2．可以减少系统的备用容量。
3．可以提高供电可靠性。 4．可以安装大容量的机组。
5．可以合理利用动力资源，提高系统运行的经济性。
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* 1.1 电力系统的基本概念
三、电力系统的基本参量
1. 总装机容量：指系统中所有机组额定有功功率的总和，以
Hale Waihona Puke Baidu
MW、GW计。
电力工程基础知识
第一章 概论
2018/6/16
1
第一章 概论
* 1.1 电力系统的基本概念 * 1.2 发电厂的生产过程
* 1.3 电力系统的电压与电能质量
* 1.4 电力系统中性点的运行方式 * 1.5 我国电力工业发展概况及前景
2
2018/6/16
1.1 电力系统的基本概念
一、电力系统的组成
热力系统由单回 路构成，有可能 使汽轮机等设备 受放射性污染
图1-5 轻水碓核电厂生产过程示意图 由双回路系统构成， 两个回路各自独立循 a）沸水碓 b）压水碓 环，不会造成设备的 放射性污染。 18 2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
4．核电厂是我国目前最重要的电源之一，比例大于10%。 秦山核电站 大亚湾核电站 5．核电迅速发展的原因 核电是一种新型的巨大能源。 煤、石油等火电燃料储量有限，不可再生。 发达国家的水资源已基本殆尽。 一些资源贫乏国家“能源危机”，不得不发展核电。
特殊的水电厂：抽水蓄能电厂，起“削峰填谷”作用。
16 2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
8．水力发电存在的问题
建设问题：投资大、工期长，存在库区移民、淹没耕地、 破坏人文景观、破坏自然生态平衡等问题。 运行问题：发电量受气象、水文、季节水量变化的影响较 大，分丰水期和枯水期，出力不稳定，增加电力系统运行的 复杂性。
1GW=103MW（10万千瓦） 1MW=103kW （1000千瓦）
2. 年发电量：指系统中所有发电机组全年实际发出电能的总
和，以MW· h、GW· h、TW· h计。
1MW· h =103kW· h （千度）， 1GW· h =103MW· h（100万度） 1TW· h =103GW· h（10亿度），1kW· h=1度 3. 最大负荷：指规定时间内电力系统总有功功率负荷的最大
5
电力网; 区域电力网：电压等级在35kV以上、供电半径超过50km的电力网; 超高压远距离输电网：电压等级为 330～500kV的电力网，一般由远距 通常将220kV及以上的电力线路称为输电线路， 110kV 离输电线路连接而成。
2018/6/16
* 1.1 电力系统的基本概念
变电所：是变换电能电压和接受分配电能的场所。分为区 域变电所、地区变电所和终端变电所等。
发电厂：生产电能，将一次能源转换成二次能源（电
能），分为火、水、核、风、太阳、地热等发电厂。
电力网：由不同电压等级的输电线路和变压器组成，可 分为地方电力网、区域电力网及超高压远距离输电网三种 类型。
地方电力网：电压等级在35kV及以下、供电半径在20～50km以内的
及以下的电力线路称为配电线路。配电线路又分为高压配 电线路（110kV）、中压配电线路（6～35kV）和低压配电 线路（380/220V）。
法国郎斯潮汐电站
江厦潮汐电站
22 2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
5．新能源发电的优缺点
太阳能、风能、地热能、潮汐能等新能源都属于清洁、廉
价和可再生能源，是未来的能源主要形式。 其他新能源：燃料电池、垃圾燃料、核聚变能、生物质能 等。 太阳能、风能发电容量小，分散性大，属于分布式能源， 互联后在运行安全和管理方面存在很多问题。
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1.3 电力系统的电压与电能质量
一、电力系统的额定电压
电力网的额定电压：我国高压电网的额定电压等级有3kV、 6 kV、10 kV、35 kV、63 kV、110 kV、220 kV、330 kV、 500 kV等。
*用电设备的额定电压：与同级电网的额定电压相同。 *发电机的额定电压：比 同级电网的额定电压高 出5%，用于补偿线路上 的电压损失。 图1-6为供电线路上的 电压变化示意图。
受季节、昼夜、地理和气象条件的影响较大 。
20 2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
太阳能光伏电源在西部地区应用广泛。（青海、新疆） 我国首座太阳能发电厂 ： 2005年10月29日在南京江宁发 电成功，发电量只有70kW。 2．风力发电：风力的动能→ 机械能→电能 风力发电的优点 是一种取之不尽、用之不竭的自然能源。 不需要燃料、没有污染、运行成本低。 有一定的随机性和不稳定性，因此必须配有蓄能装置。 西部地区的风能资源占全国的50%以上 。（青海、甘肃、 新疆、内蒙、云南、西藏等） 新疆达板城风电厂
T2
发电机G的额定电压：UN· G=1.05×10=10.5（kV） 变压器T1的额定电压： U1N=10.5（kV）
变压器T2的二次侧供 电距离较短，可不考 U2N=1.1×110=121（kV ） 虑线路上的电压损失
变压器T1的变比为：10.5/121kV
变压器T2的额定电压：U1N=110（kV） U2N=1.05×6=6.3（kV）
21 2018/6/16
1.2 发电厂的生产过程
3．地热发电：地热能→电能 电能生产过程：与火电厂相似，用地热井取代锅炉设备。 地热资源的开发利用在西部地区已取得了良好的效益。 西藏羊八井电厂 4．潮汐发电：海水涨潮或落潮的动能或势能→电能 。 潮汐发电示意图 我国正在运行发电的潮汐电站共有8座（浙江4座，山东、 江苏、广西、福建各1座）
区域变电所：电压等级高，变压器容量大，进出线回路数多，由大电网
供电，高压侧电压为330～500kV，全所停电后，将引起整个系统解列甚 配电所：只接受和分配电能，不变换电压。 至瓦解； 地区变电所：由发电厂或区域变电所供电，高压侧电压为 110～220kV， 电力用户：消耗电能，将电能转换成其他形式能量。 全所停电后，将使该地区中断供电； 2 终端变电所：是电网的末端变电所，主要由地区变电所供电，其高压侧 ．工业企业供电系统 为10～110kV，全所停电后，将使用户中断供电。
压高10% 当变压器二次侧供电线路较短时：应比同级电网额定电 压高5% 我国公布的三相交流系统的额定电压见表 1-1。 2018/6/16 25
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G T1
变压器 ~ T1的二次侧 供电距离较长，其 10kV 额定电压应比线路 额定电压高10%
110kV
变压器T1 的一次绕组与 6kV 发电机直接相连，其一 次侧的额定电压应与发 电机的额定电压相同
工厂供配电系统由总降压变电所、高压配电线路、车间变 电所、低压配电线路及用电设备组成。 总降压变电所：将35～110kV的供电电压变换为6～10kV的 高压配电电压，给厂区各车间变电所或高压电动机供电。
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* 1.1 电力系统的基本概念
车间变电所：将6～10kV的电压降为380/220V，再通过车 间低压配电线路，给车间用电设备供电。