【文章內(nèi)容簡介】 能的機(jī)械設(shè)備，習(xí)慣上不包括在電器之列 電動(dòng)機(jī)的運(yùn)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(gòu)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(dòng)力系統(tǒng) 。 作為動(dòng)力系統(tǒng)的一部分，包括發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)、升壓及降壓變電站、電力線路及用電設(shè)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(jí)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(yùn)行的特點(diǎn) 1．電能不能大量存儲(chǔ) 電能生產(chǎn)是一種能量形態(tài)的轉(zhuǎn)變，要求生產(chǎn)與消費(fèi)同時(shí)完成，即每時(shí)每刻電力系統(tǒng)中電能的生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)實(shí)際上同時(shí)進(jìn)行，發(fā)電廠任何時(shí)刻生產(chǎn)的電功率等于該時(shí)刻用電設(shè)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(yùn)行方式過渡到另外一種運(yùn)行方式所引起的電磁過程和機(jī)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(jí)；電磁暫態(tài)過程為幾毫秒到幾百毫秒，即為毫秒級(jí)；機(jī)電暫態(tài)過程為幾秒到幾百秒，即為秒級(jí)。 3．與國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展密切相關(guān) 電能供應(yīng)不足或中斷供應(yīng)，將直接影響國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門的生產(chǎn)和運(yùn)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(yán)重的社會(huì)性災(zāi)難 。 對(duì)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(yīng)具有經(jīng)受一定程度的干擾和故障的能力，但當(dāng)事故超出系統(tǒng)所能承受范圍，應(yīng)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(fù)正常供電。 按負(fù)荷對(duì)供電可靠性的要求可將負(fù)荷分為三級(jí)（或三類）。 ⑴一級(jí)負(fù)荷。對(duì)這一級(jí)負(fù)荷中斷供電，將造成政治或經(jīng)濟(jì)上造成重大損失，人身事故、設(shè)備損壞，產(chǎn)品報(bào)廢，使生產(chǎn)秩序長期不能恢復(fù)，人民生活發(fā)生混亂。 ⑵二級(jí)負(fù)荷。對(duì)這類負(fù)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(jí)負(fù)荷。所有不屬于一、二級(jí)的負(fù)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(duì)一級(jí)負(fù)荷由兩個(gè)獨(dú)立電源供電，要保證不間斷供電；對(duì)二級(jí)負(fù)荷，應(yīng)盡量做到事故時(shí)不中斷供電，允許手動(dòng)切換電源；三級(jí)負(fù)荷在系統(tǒng)出現(xiàn)供電不足時(shí)首先被斷電，以保證一、二級(jí)負(fù)荷供電。 2．保證良好的電能質(zhì)量 電能質(zhì)量主要是以 電壓、頻率和波形 三個(gè)方面來衡量。檢測電能質(zhì)量的指標(biāo)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(dòng)。 3．保證系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性 電力系統(tǒng)運(yùn)行有三個(gè)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)： 煤耗率（或油耗率、水耗率）；自用電率；線損率。 合理規(guī)劃設(shè)計(jì)、經(jīng)濟(jì)調(diào)度，發(fā)電負(fù)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(jì)其他部門的發(fā)展否則會(huì)對(duì)國民經(jīng)濟(jì)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(zhì)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(duì)環(huán)境的影響和對(duì)通信的干擾，降低電氣設(shè)備運(yùn)行中的噪聲等。開發(fā)綠色能源，保護(hù)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(zhì)量指標(biāo) 五個(gè)相關(guān)指標(biāo)： 1）電壓偏差 指長時(shí)間的偏離額定電壓 （不應(yīng)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?dǎo)線直徑、供電距離、潮流分布、調(diào)壓方式、無功補(bǔ)償容量等因素有關(guān)。欠電壓可導(dǎo)致設(shè)備工作不正常，例如鼠籠型電動(dòng)機(jī)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(shè)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(yīng)超過 50 177。 ~ ）。屬于基波有功問題，它與電力系統(tǒng)有功儲(chǔ)備有關(guān)。頻率降低（升高）引起電機(jī)轉(zhuǎn)速下降（上升） 3）諧波 電壓波形畸變。 屬于負(fù)荷特性問題，是非線性負(fù)荷造成的，與非線性負(fù)荷所固有的特性有關(guān)。與供電質(zhì)量關(guān)系不大，網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行方式、結(jié)構(gòu)參數(shù)、儲(chǔ)能設(shè)備的配置對(duì)諧波問題有重要影響。只要有非線性負(fù)荷 (電氣化鐵路、地鐵、電弧爐、整流設(shè)備）接入電網(wǎng)，就會(huì)產(chǎn)生諧波。其結(jié)果造成變壓器中由于渦流及磁滯損耗的加大而過熱、電動(dòng)機(jī)過熱和轉(zhuǎn)矩下降，以及中性線和補(bǔ)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(zhuǎn)電機(jī)、變壓器、電纜等電氣元件的壽命，還將影響電子設(shè)備的正常工作，使自動(dòng)化、遠(yuǎn)動(dòng)、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(duì)稱的程度。 是各相電源所加的負(fù)荷不均衡所致，屬于基波負(fù)荷配置問題。會(huì)使變壓器內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流 (及過熱 ),并可使電動(dòng)機(jī)的效率降低。發(fā)生三相不平衡即與用戶負(fù)荷特性有關(guān)，同時(shí)與電力系統(tǒng)的規(guī)劃、負(fù)荷分配也有關(guān)。 5）電壓允許波動(dòng)和閃變 電壓短時(shí)間超出規(guī)定范圍的擺動(dòng)或擾動(dòng) ， 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(dòng)。由電壓波動(dòng)引起的燈光閃爍對(duì)人眼腦產(chǎn)生的刺激效應(yīng)稱為電壓閃變。 屬于無功沖擊問題，與負(fù)荷的啟動(dòng)特性有關(guān)，但網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行方式、參數(shù)及無功補(bǔ)償類型對(duì)該問題也有相當(dāng)影響。產(chǎn)生的原因有，如大電機(jī)重負(fù)荷啟動(dòng)及切斷過程，在極端情況下可使設(shè)備斷電或設(shè)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(fù)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(jī)容量、年發(fā)電量、最大負(fù)荷、年用電量、額定頻率、最高電壓等級(jí)、額定電壓等。 電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)和規(guī)定 電力網(wǎng)應(yīng)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(shè)備的額定電壓相一致。 用電設(shè)備允許在額定電壓的 177。 5％上下波動(dòng)。 發(fā)電機(jī)總是接在電力網(wǎng)的首端，所以它的額定電壓應(yīng)比所接電網(wǎng)的額定電壓高 5％。 變壓器在一次側(cè)可看成用電設(shè)備，二次側(cè)可看成電源。 一次側(cè)額定電壓等于電網(wǎng)的額定電壓（接電源時(shí)應(yīng)等于發(fā)電機(jī)額定電壓） 。規(guī)定變壓器二次側(cè)的額定電壓比用電器額定電壓高 10％（變壓器帶負(fù)荷運(yùn)行內(nèi)部會(huì)有約 5％ 的電壓降）。如果變壓器阻抗較小， 內(nèi)部電壓損耗也比較小，規(guī)定這種變壓器的二次側(cè)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(guān)系 綜合經(jīng)濟(jì)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(dǎo)線，節(jié)約金屬，但是同時(shí)線路絕緣要求高，加大投資。 要平衡方案 線路電壓 ∕kV 線路結(jié)構(gòu) 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