电力系统简介

W
V
相电压。 相线与中性线之间的电压为相电压 相线与中性线之间的电压为相电压。 相线与相线既两根火线之间的电压称为线电压 线电压。 相线与相线既两根火线之间的电压称为线电压。
三相三线制系统
当发电机（或变压器）的绕组接成星形接法，但不引出 当发电机（或变压器）的绕组接成星形接法， 中性线时，就形成了三相三线制系统。 中性线时，就形成了三相三线制系统。
调度自动化系统
远动装置（ 远动装置（RTU）是电力系统计算机监控系统的基础。目前， ）是电力系统计Baidu Nhomakorabea机监控系统的基础。目前， 世界上多数国家使用应答式RTU，日本则采用循环式 世界上多数国家使用应答式 ，日本则采用循环式RTU。 。
营销系统
(要电费)
电力系统
2002年国务院批准电力体制改革方案，实施厂 网分开，重组发电和电网企业。原国家电力公 司管理的资产按照发电和电网两类业务划分并 分别进行资产重组。 在电网方面，成立国家电网公司和南方电网公 司。由国家电网公司负责组建华北（含山东）、 东北（含内蒙古东部）、西北、华东（含福建） 和华中（含重庆、四川）五个区域电网有限责 任公司或股份有限公司。西藏电力企业由国家 电网公司代管。
电力系统(Power system)简介 电力系统(Power system)简介
1. 概述
由于电能不能大量储存，电能的生产、传输、 由于电能不能大量储存，电能的生产、传输、分配和使用 电能不能大量储存 就必须在同一时间内完成。 就必须在同一时间内完成。这就需要将发电厂发出的电能通 过输电线路、配电线路和变电站配送， 变电站配送 过输电线路、配电线路和变电站配送，将发电厂和用电设备 连接在一起有机地联成一个“整体” 连接在一起有机地联成一个“整体”。 我们将这个由发电 送电、变电、配电和用电五个环节组 发电、 我们将这个由发电、送电、变电、配电和用电五个环节组 成的“整体” 成的“整体”称为电力系统
输电线路
电力输送设备是由输电线路、变电站和配电线路等组成。 电力输送设备是由输电线路、变电站和配电线路等组成。 输送电能通常采用三相三线制交流输电方式。 输送电能通常采用三相三线制交流输电方式。 采用高压、超高压远距离输电是各国普遍采用的途径。 采用高压、超高压远距离输电是各国普遍采用的途径。 目前我国常用的输电电压等级有35kV 110kV，220kV， 35kV， 目前我国常用的输电电压等级有35kV，110kV，220kV， 330kV，500kV等多种 等多种。 330kV，500kV等多种。 输电过程中, 输电过程中 一般将发电机组发出的 6~10kV 电压经升压变 高压，再利用降压变压起将35kV高压 压器变为 35~500kV 高压，再利用降压变压起将 高压 变为6~10kV 高压。通过输电线可远距离将电能传送到各用 高压。 变为 户.
一套典型的低压配电系统设备主要包括计量柜、进线柜、 一套典型的低压配电系统设备主要包括计量柜、进线柜、 联络柜、电容补偿柜、出线柜等。 联络柜、电容补偿柜、出线柜等。 配电变压器将10kV电压降压为380/220V， 配电变压器将10kV电压降压为380/220V，经过计量柜送至 10kV电压降压为380/220V 进线柜，再由出线柜分别送到各用户。 进线柜，再由出线柜分别送到各用户。当配电变压器停电或 发生故障时， 发生故障时，通过联络柜可将另外一路备用电源投入使用
U 相线（火线）
O
W
V
相线（火线） 相线（火线）
这种接法只能提供一种电压，即线电压。 这种接法只能提供一种电压，即线电压。
对于家庭用电和动力用电相混合的地区， 对于家庭用电和动力用电相混合的地区，一般采用采 用相电压为220V，线电压为380V 接线的三相四线制配 用相电压为 ，线电压为 电。 负载如何与电源连接，必须根据其额定电压而定。 负载如何与电源连接，必须根据其额定电压而定。
2. 电力系统
电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的整 体，是将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的一个统 一系统。 输电网和配电网统称为电网，是电力系统的重要组成部分。 发电厂将一次能源转换成电能，经过电网将电能输送和分配 到电力用户的用电设备，从而完成电能从生产到使用的整个 过程。 电力系统还包括保证其安全可靠运行的继电保护装置、安全 自动装置、调度自动化系统和电力通信等相应的辅助系统 （一般称为二次系统）。
L1 L2 L3 N
M
如果负载的额定电压不等于电源电压，则必须用变压器。 如果负载的额定电压不等于电源电压，则必须用变压器。
三相五线制系统
由于运行和安全的需要, 我国的380/220V 380/220V低压供配电系统广泛采用 由于运行和安全的需要, 我国的380/220V低压供配电系统广泛采用 电源中性点直接接地的运行方式（这种接地方式称为工作接地）， ），同 电源中性点直接接地的运行方式（这种接地方式称为工作接地），同 时还引出中性线(N)和保护线（PE），形成三相五线制系统， (N)和保护线 ），形成三相五线制系统 时还引出中性线(N)和保护线（PE），形成三相五线制系统，国际上称 TN为TN-S系统
一个典型的低压配电系统接线图
1 0 KV 进线
备用 电 源
Kwh
计量柜
进线柜
补偿柜
出线柜
联络柜
低压配电线路的联接方式主要是放射式和树干式两种。 低压配电线路的联接方式主要是放射式和树干式两种。
变电站 配电室 放射式配电线路
变电站
配电室 树干式配电线路
放射式配电线路可靠性好，但投资费用高。 放射式配电线路可靠性好，但投资费用高。树干式配电线 路敷设费用低廉，灵活性大， 路敷设费用低廉，灵活性大，所以它得到广泛的应用 。
变电站
变电站有升压变电站与降压变电站之分。 变电站有升压变电站与降压变电站之分。 根据供电的范围不同，变电站可分为一次（枢纽） 根据供电的范围不同，变电站可分为一次（枢纽）变电 一次 站和二次变电站。一次变电站是从110kV以上的输电网受电， 110kV以上的输电网受电 站和二次变电站。一次变电站是从110kV以上的输电网受电， 将电压降到35kV 110kV，供给一个大的区域用电。 35kV—110kV 将电压降到35kV 110kV，供给一个大的区域用电。二次变 电站，大多数从35 110V输电网络受电 将电压降到6 35—110V输电网络受电， 电站，大多数从35 110V输电网络受电，将电压降到6— 10kV，向较小范围供电。 10kV，向较小范围供电。
L1 L2 L3 N PE
低压配电线路
低压配电线路是指经配电变压器，将高压10kV降低到 低压配电线路是指经配电变压器，将高压10kV降低到 10kV 380/220V等级的线路 等级的线路。 380/220V等级的线路。从配电室到用电设备的线路就属于 低压配电线路。配电变压器高压电源一般统一为10kV 10kV。 低压配电线路。配电变压器高压电源一般统一为10kV。
2. 电力系统负荷
电力系 力系统负荷包括有功功率和无功功率 功率，其全部功率称为视 力系 功率 在功率 功率，等于电压和电流的乘积（单位千伏安）。有功功率 功率 与视在功率 功率的比值称为功率因数。电动机 电动机在额定负荷下的功 功率 电动机 功 率因数为0．8左右，负荷越小，其值越低；普通白炽灯和电 率因数 1 热炉，不消耗无功，功率 功率因数等于1。 功率
图1 电力系统示意图
380V/220V
火力发电厂
变压器台 10kV
220V 住宅
110kV 220kV 330kV 500kV
二次电压变电站 10kV
35kV
工厂
一次降压变电站
发电厂
发电厂是实现把其他形式的能源转化成电能 的场所。现在我国的发电厂主要有火力发电 的场所。现在我国的发电厂主要有火力发电 水力发电厂、核能发电厂等。此外， 厂、水力发电厂、核能发电厂等。此外，还 有利用地热资源、再生资源（太阳光能， 有利用地热资源、再生资源（太阳光能，太 阳热，风力，潮汐，波浪，海流等） 阳热，风力，潮汐，波浪，海流等）其他形 式的能源进行发电。
二次回路的作用是对电气一次系统进行控制，测 量和计量、监视和保护，对于一次系统发生故障 时，根据故障时电气量的变化而切除故障的电气 设备，对一次系统不正常运行时，发出相应的信 号，让值班人员进行检查处理。 变电站的主要电气设备有电力变压器，断路器， 隔离开关，电压互感器，电流互感器，避雷器， 母线以及各种无功补偿装置等
电力网
电力系统中连接发电厂和用户的中间环节称为电力网， 电力系统中连接发电厂和用户的中间环节称为电力网，它 由各种电压等级的输配电线路和变电站组成。 由各种电压等级的输配电线路和变电站组成。电力网按其功 能可分为输电网和配电网。 能可分为输电网和配电网。 输电网是电力系统的主网，它是由35kV及以上的输电线 35kV及以上的输电线和 输电网是电力系统的主网，它是由35kV及以上的输电线和 变电站组成 配电网是由10kV 10kV及其以下的配电线路和配电变压器组成 配电网是由10kV及其以下的配电线路和配电变压器组成 就我国目前绝大多数电网来说，高压电网指：110KV， 就我国目前绝大多数电网来说，高压电网指：110KV， 220KV电网 超高压电网指330KV 500KV和750KV电网 电网； 330KV， 电网。 220KV电网；超高压电网指330KV，500KV和750KV电网。特 高压电网指的是以1000KV输电网为骨干网架， 1000KV输电网为骨干网架 高压电网指的是以1000KV输电网为骨干网架，超高压输电 网和高压输电网以及特高压直流输电（正负800KV），高 网和高压输电网以及特高压直流输电（正负800KV），高 800KV）， 压直流输电和配电网构成的现代化大电网。 压直流输电和配电网构成的现代化大电网。
(3) 配电线路
配电的作用是将电能分配到各类用户。 配电的作用是将电能分配到各类用户。常用的配电电压有 10kV或6kV高压和 高压和380/220V低压。由10kV或6kV高 低压。 或 高压和 低压 或 高 压供电的用户称为高压用户。 压供电的用户称为高压用户。由380/220V低压供电的用 低压供电的用 户称为低压用户 低压配电线路是指经配电变压器，将高压 低压配电线路是指经配电变压器，将高压10kV降低到 降低到 380/220V等级的线路。 等级的线路。 等级的线路
常见的低压供电系统
在三相交流电力系统中， 在三相交流电力系统中，作为供电电源的发电机和变压器 的三相绕组的接法通常采用星形联接方式。当从中性点引出 的三相绕组的接法通常采用星形联接方式。当从中性点引出 中性线时，就形成了三相四线制系统。 中性线时，就形成了三相四线制系统。
U 相线（火线）
O
中性线 相线（火线） 相线（火线）
2. 电力系统负荷
电力系统中所有用电设备消耗的功率 功率称为电力系统的负荷。 电力系统 功率 其中把电能转换为其他能量形式（如机械能 机械能、光能、热能 机械能 等），并在用电设备中真实消耗掉的功率称为有功负荷。 电动机带动风机、水泵、机床和轧钢设备等机械，完成电能 转换为机械能还要消耗无功。例如，异步电动机 电动机要带动机械， 电动机 需要在其定子中产生磁场，通过电磁感应 电磁感应在其转子中感应出 电磁感应 电流，使转子转动，从而带动机械运转。这种为产生磁场所 消耗的功率 功率称为无功功率。变压器要变换电压，也需要在其 功率 一次绕组中产生磁场，才能在二次绕组中感应出电压，同样 要消耗无功功率 功率。因此，没有无功，电动机就转不动，变压 功率 变压 功率同样重要，只是因 器也不能转换电压。无功功率和有功功率 功率 为无功完成的是电磁能量的相互转换，不直接作功，才称为 “无功”的。
对于电气设备，如发电机、电动机、变压 器、断路器(1、2)、隔离开关（1、2、3）、 接触器、电动机起动装置等，都同时具有 两种接线，一种是与电源连接的主回路， 它是把电网的电流接到设备上做功的主体 元件，输送的是大电流；把主体元件的主 回路称为一次接线或一次回路、主回路。
另一种是主体元件的辅助电路，如监察测 量仪表、控制及信号装置、继电保护装置、 自动控制及监测或反馈装置、远动装置等， 这些装置一般是由互感器、蓄电池组、低 压电源继电器、插件、供电装置等组成， 它们的工作状态及逻辑功能决定着主体元 件的工作状态并监控主体元件，这些装置 使用低电压、小电流却控制着主回路的高 电压、大电流。我们把这些装置的接线称 为二次接线或二次回路、辅助回路.