【文章內容簡介】 能的機械設備，習慣上不包括在電器之列 電動機的運行控制 發(fā)電廠、變電所、電能用戶之間用電力線路連接起來，發(fā)電廠與熱能用戶之間用熱力管道聯(lián)系起來，構成電能和熱能的統(tǒng) — 生產(chǎn)、輸送、分配和使用的總體稱為 動力系統(tǒng) 。 作為動力系統(tǒng)的一部分，包括發(fā)電廠的發(fā)電機、升壓及降壓變電站、電力線路及用電設備則稱為 電力系統(tǒng) 。 而電力系統(tǒng)的一部分，包括變電站及不同電壓等級的電力線路稱為 電力網(wǎng) 。 電力系統(tǒng)工程 電力系統(tǒng) 電力系統(tǒng)運行的特點 1．電能不能大量存儲 電能生產(chǎn)是一種能量形態(tài)的轉變，要求生產(chǎn)與消費同時完成，即每時每刻電力系統(tǒng)中電能的生產(chǎn)、輸送、分配和消費實際上同時進行，發(fā)電廠任何時刻生產(chǎn)的電功率等于該時刻用電設備消耗功率和電網(wǎng)損失功率之和。 2．電力系統(tǒng)暫態(tài)過程非常迅速 電是以光速傳播的，所以電力系統(tǒng)從一種運行方式過渡到另外一種運行方式所引起的電磁過程和機電過渡過程是非常迅速的。通常情況下，電磁波的變化過程只有千分之幾秒，甚至百萬分之幾秒，即為微妙級；電磁暫態(tài)過程為幾毫秒到幾百毫秒，即為毫秒級；機電暫態(tài)過程為幾秒到幾百秒，即為秒級。 3．與國民經(jīng)濟的發(fā)展密切相關 電能供應不足或中斷供應，將直接影響國民經(jīng)濟各個部門的生產(chǎn)和運行，也將影響人們正常生活，在某些情況下甚至造成政治上的損失或及其嚴重的社會性災難 。 對電力系統(tǒng)的基本要求 1．保證供電可靠性 （最基本的要求） 系統(tǒng)應具有經(jīng)受一定程度的干擾和故障的能力，但當事故超出系統(tǒng)所能承受范圍，應盡量所縮小故障范圍和避免大面積停電，盡快消除故障，恢復正常供電。 按負荷對供電可靠性的要求可將負荷分為三級（或三類）。 ⑴一級負荷。對這一級負荷中斷供電，將造成政治或經(jīng)濟上造成重大損失，人身事故、設備損壞，產(chǎn)品報廢，使生產(chǎn)秩序長期不能恢復，人民生活發(fā)生混亂。 ⑵二級負荷。對這類負荷中斷供電，將造成大量減產(chǎn)，將使人民生活受到影響。 ⑶三級負荷。所有不屬于一、二級的負荷，如非連續(xù)生產(chǎn)的車間及輔助車間和小城鎮(zhèn)用電等。 對一級負荷由兩個獨立電源供電，要保證不間斷供電；對二級負荷，應盡量做到事故時不中斷供電，允許手動切換電源；三級負荷在系統(tǒng)出現(xiàn)供電不足時首先被斷電，以保證一、二級負荷供電。 2．保證良好的電能質量 電能質量主要是以 電壓、頻率和波形 三個方面來衡量。檢測電能質量的指標主要是電壓偏移、頻率偏差、諧波、三相電壓不平衡度、電壓閃變和電壓波動。 3．保證系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性 電力系統(tǒng)運行有三個主要經(jīng)濟指標： 煤耗率（或油耗率、水耗率）；自用電率；線損率。 合理規(guī)劃設計、經(jīng)濟調度，發(fā)電負荷優(yōu)化分配 4．電力優(yōu)先發(fā)展 電力工業(yè)必須優(yōu)先于國民經(jīng)濟其他部門的發(fā)展否則會對國民經(jīng)濟發(fā)展起到制約作用。 5．環(huán)保和生態(tài)要求 控制溫室氣體和有害物質的排放，控制冷卻水的溫度和速度，防止核輻射，減少高壓輸電線的電磁場對環(huán)境的影響和對通信的干擾，降低電氣設備運行中的噪聲等。開發(fā)綠色能源，保護環(huán)境和生態(tài)，做到能源的可持續(xù)利用和發(fā)展。 電力系統(tǒng)的電能質量指標 五個相關指標： 1）電壓偏差 指長時間的偏離額定電壓 （不應超過 177。 5%UN ） 該問題屬于基波無功的范疇，主要與電能傳輸?shù)膶Ь€直徑、供電距離、潮流分布、調壓方式、無功補償容量等因素有關。欠電壓可導致設備工作不正常，例如鼠籠型電動機過熱和接觸器吸引線圈釋放。過電壓可使多種電子和電氣設備永久性的 (絕緣 )損壞。 2）頻率偏差 電壓頻率偏離額定頻率 （不應超過 50 177。 ~ ）。屬于基波有功問題，它與電力系統(tǒng)有功儲備有關。頻率降低（升高）引起電機轉速下降（上升） 3）諧波 電壓波形畸變。 屬于負荷特性問題，是非線性負荷造成的，與非線性負荷所固有的特性有關。與供電質量關系不大，網(wǎng)絡的運行方式、結構參數(shù)、儲能設備的配置對諧波問題有重要影響。只要有非線性負荷 (電氣化鐵路、地鐵、電弧爐、整流設備）接入電網(wǎng)，就會產(chǎn)生諧波。其結果造成變壓器中由于渦流及磁滯損耗的加大而過熱、電動機過熱和轉矩下降，以及中性線和補償電容器過熱。諧波電流增加了電網(wǎng)的能量損耗，降低旋轉電機、變壓器、電纜等電氣元件的壽命，還將影響電子設備的正常工作，使自動化、遠動、通迅都受到干擾。 4）三相不平衡度 三相電源各相的電壓不對稱的程度。 是各相電源所加的負荷不均衡所致，屬于基波負荷配置問題。會使變壓器內產(chǎn)生環(huán)流 (及過熱 ),并可使電動機的效率降低。發(fā)生三相不平衡即與用戶負荷特性有關，同時與電力系統(tǒng)的規(guī)劃、負荷分配也有關。 5）電壓允許波動和閃變 電壓短時間超出規(guī)定范圍的擺動或擾動 ， 電網(wǎng)電壓幅值（或半周波方均根值）的連續(xù)快速變化稱為電壓波動。由電壓波動引起的燈光閃爍對人眼腦產(chǎn)生的刺激效應稱為電壓閃變。 屬于無功沖擊問題，與負荷的啟動特性有關，但網(wǎng)絡的運行方式、參數(shù)及無功補償類型對該問題也有相當影響。產(chǎn)生的原因有，如大電機重負荷啟動及切斷過程，在極端情況下可使設備斷電或設備損壞，例如照明系統(tǒng)有感的閃爍現(xiàn)象。 電力系統(tǒng)的基本參數(shù) 三相電路的主要電氣參數(shù)：電壓、電流、阻抗（電阻、電抗、容抗）、功率（有功功率、無功功率、復功率、視在功率）、頻率等。 表征電力系統(tǒng)的基本參數(shù)有：總裝機容量、年發(fā)電量、最大負荷、年用電量、額定頻率、最高電壓等級、額定電壓等。 電力系統(tǒng)的電壓等級和規(guī)定 電力網(wǎng)應有自己的額定電壓（ 31 2 3 500kV) ，并且規(guī)定電力網(wǎng)的額定電壓和用電設備的額定電壓相一致。 用電設備允許在額定電壓的 177。 5％上下波動。 發(fā)電機總是接在電力網(wǎng)的首端，所以它的額定電壓應比所接電網(wǎng)的額定電壓高 5％。 變壓器在一次側可看成用電設備，二次側可看成電源。 一次側額定電壓等于電網(wǎng)的額定電壓（接電源時應等于發(fā)電機額定電壓） 。規(guī)定變壓器二次側的額定電壓比用電器額定電壓高 10％（變壓器帶負荷運行內部會有約 5％ 的電壓降）。如果變壓器阻抗較小， 內部電壓損耗也比較小，規(guī)定這種變壓器的二次側額定電壓比用電器額定電壓高 5％。 M T1 T2 UN +5% +10% 177。 0% Un+5% G ~ 額定電壓與傳輸功率和傳輸距離之間的關系 綜合經(jīng)濟性：容量一定，額定電壓高，則線路電流小，損耗小，可采用小面積導線，節(jié)約金屬，但是同時線路絕緣要求高，加大投資。 要平衡方案 線路電壓 ∕kV 線路結構 傳輸功率 ∕kW 傳輸距離 ∕km 架空線 100 電纜線 175 3 架空線 100～ 1000 1～ 3 6 架空線 200～ 2022 3～ 10 6 電纜線 3000 8 10 架空線 200～ 3000 5～ 20 10 電纜線 5000 10 35 架空線 2022～ 10000 20～ 50 110 架空線 10000～ 50000 50～ 150 220 架空線 100000～ 500000 100～ 300 330 架空線 202200～ 1000000 200～ 600 500 架空線 1000000～ 1500000 250～ 850 750 架空線 2022000～ 2500000 300以上 1000 架空線 4000000～ 5000000 500以上 電力系統(tǒng)的接線方式 選擇電力系統(tǒng)接