第二章 电力系统基本知识资料

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1、供电电压允许偏差
在某一时段内，电压幅值缓慢变化而偏离额定 值的程度，以电压实际值和电压额定值之差ΔU与电 压额定值UN之比的百分数ΔU%来表示： ΔU%=U- UN/ UN x100% U——检测点上电压实际值（V） UN——检测点电网电压的额定值（V） 我国国家标准规定电压偏差的允许值为： 1）35KV及以上供电电压正负偏差绝对值之和不 超过标称电压的±10%； 2）10KV及以下三相供电电压允许偏差为标称系 统电压的±7%； 3）220KV单相供电电压允许偏差为标称系统电 压的+7%、- 10%。
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公用电网谐波
电网谐波的产生，主要是因为电力系统中存在 各种非线性元件，最为严重的是大型的晶闸管变流 设备和大型电弧炉，产生的谐波电流最为突出，是 造成电网谐波的主要因素。国家对波形质量标准做 出了规定，要求用户的设备注入电网的谐波电流不
得超过归家规定的标准。
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二、供电可靠性
供电可靠性是指供电企业某一统计期内对用户停 电的时间和次数，可以直接反映供电企业持续向用电 单位的供电能力。 供电可靠性用供电可靠率进行考核。即在一年内 ，对用户有效供电时间总小时数和统计期间停电影响 用户小时数之差与统计期间用户有效供电时间总小时 数比值的百分数表示，记做RS： RS=8760N-Σt1×n1/8760N ×100% RS—— 年平均供电可用率（%） N—— 统计用户总数 t1—— 一年每次停电时间（h） n1—— 一年每次停电影响用户数
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三、各级电力负荷对供电电源的要求
1、一级负荷应由两个独立电源供电，当一个电源发 生故障时，另一电源不应同时受到损坏；一级负荷中特 别重要的负荷，除由两个独立电源供电以外，应增设应 急电源，并严禁将其他负荷接入应急供电系统。可作为 应急电源的电源有：独立于正常电源的发电机组；供电 网络中独立于正常电源的专用馈电线路；蓄电池；干电 池。 2、二级负荷应由两回线路供电，供电变压器也应有 两台；在负荷较小或地区供电条件困难时，可由一回6kV 以上专用的架空线路或电缆供电。当采用架空线时，可 为一回架空线供电；当采用电缆线路时，应采用两根电 缆组成的线路供电。 3、三级负荷对供电电源无特殊要求。
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2、电压允许波动和闪变
1)电压允许波动 在某一个时段内，电压急剧变化而偏离额定值 的现象，称为电压波动。电压波动程度以电压在急 剧变化过程中，相继出现的电压最大值和最小值之 差与额定电压之比的百分数ΔU%表示。 ΔU%=Umax-Umin/UN ×100% UN——额定电压 Umax、Umin——某一时段内电压波动的最大值 和最小值
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第五节
电力系统短路概述
1、短路的概念： 所谓“短路”就是电力系统中一切不正常的相与相之 间或相与地(指中性点直接接地系统)之间发生通路的情况。 短路时流过的电流叫短路电流。 在三相系统中短路的基本形式有：三相短路、两相短 路、单相接地短路和两相接地短路。三相短路时，由于被 短路的三相阻抗相等，因此，三相电流和电压仍是对称的， 故又称为对称短路。其余几种类型的短路，因系统的三相 对称结构遭到破坏，网络中的三相电压、电流不再对称， 故称为不对称短路。
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配电：通常是指从降压变电站（所）将电能分 配给各个用户。配电网中又分为高压配电网指 110KV及以上电压、中压配电网指35KV、10KV、6KV、 3KV电压及低压配电网220V、380V。 输电线路：通常指35kV及以上电压等级的电力 线路，而35kV以下电压等级的电力线路常称为配电 线路，前者构成输电网络，后者构成配电网络。 工程概数：交流线路一般100kV可送100km。
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§1.4
变电所
变电所是联结电力系统的中间环节，用 以汇集电源、升降电压和分配电力，通常由 高低压配电装置、主变压器、主控制室和相 应的设施以及辅助生产建筑物等组成。 一、变电所类型 ■ 枢纽变电所 ■中间变电所 ■ 地区变电所 ■ 终端变电所
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1、枢纽变电所
枢纽变电所一般都汇集多个电源和大容量联线， 且容量较大，处于联系电力系统各部分的中枢位置， 地位重要，电压等级一般为330～500kV。这种变电所 一旦停电，将造成大范围停电，引起系统解列，甚至 整个系统瘫痪。因此，枢纽变电所对电力系统运行的
稳定和可靠性起着重要作用。
说明：330kV电压为非国际标准电压等级。在我 国电力系统中只有部分地区输电线路仍在使用。
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2、中间变电所
中间变电所处于发电厂和负荷中心之 间，电压等级一般为220～330kV，汇集2～3 个电源和若干线路，高压侧起交换功率的作 用，或使长距离输电线路分段；中、低压侧 则可以转送或抽引一部分负荷，对邻近区域 供电。 这样的变电所在系统中主要起中间环节 的作用，故称中间变电所。全所停电后，将 引起区域电网的解列。
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我国国家标准对电压波动允许值规定为： （1）220KV及以上电压波动允许值为1.6% （2）35——110KV电压波动允许值为2% （3）10KV及以下电压波动允许值为2.5% 2）电压闪变 周期性电压急剧波动引起灯光闪烁，光通量 急剧波动，而造成人眼视觉不舒适的现象，称为 闪变。 无功补偿方式和调压措施： 1、正确选择变压器变比和电压分接头 2、降低系统阻抗 3、使三相负荷平衡 4、采取补偿无功功率措施 5、合理改变供电系统运行方式
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电力系统中的输电、变电、配电称为电力网。 是将各电压等级的输电线路和各种类型的变电所 连接而成的网络。
电力系统的输配电方式示意图
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由发电、输电、变电、配电和用电组成的整体 称为电力系统。 发电厂：把非电形式的能量转换成电能，有 火力发电、水力发电、原子能发电、地热发电、潮 汐发电、风力发电、太阳能发电等。 电力线路：是电能输送的通道和载体。一般按 其功能将电力线路划分为输电线路和配电线路。 输电：通常指的是将发电厂或发电基地（包括 若干电厂）发出的电能输送到消费电能的地区，又 称负荷中心，或者将一个电网的电能输送到另一个 电网，实现电网互联，构成互联电网。
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在中性点直接接地的高压电力网中，单相接 地约占全部短路故障的90%。但是，在电压较低的 输配电网络中，单相短路约占总短路故障数的65％， 两相接地短路约占20％，两相短路约占10％，三 相短路只占5％左右。
在电力系统发生三相短路时，由于短路回路阻 抗很小，所以短路回路电流很大，可能达到几万甚 至几十万安培。短路电流的大小取决于短路点距电 源的电气距离。例如，在发电机端发生短路时，流 过发电机的短路电流最大瞬时值可达发电机额定电 流的10~15倍。
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由于电力不能大量储存，其生产、输送分配和消 费都在同一时间内完成，同一瞬间，发电厂发出的电 能通过送变电线路，送到供配电所，经过变压器将电 能送到用电单位，供给工农业生产和人民生活。 为了发挥电力系统的功能和作用，应满足以下 基本要求： 1)满足用户需求； 2)安全可靠性要求；
3)经济性要求；
4)环保和生态要求。
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二、电力负荷分类
1、按时间分 高峰负荷：指电网或用户在单位时间内所发 生的最大负荷值，常用小时用电量作为负荷。 低谷负荷：指电网中或某用户在一天24h内 谷负荷的时间。 平均负荷：指电网或用户在某一段确定的时 间阶段内平均小时用电量，常用日平均负荷。 2、按物理性能分 可分为有功负荷与无功负荷。 3、按行业分 工业负荷、非工业负荷和居民生活负荷等。
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四、变电所一次电气设备
在发电厂和变电所中，为了满足用户对电力的需求和保证 电力系统运行的安全稳定和经济性，安装有各种电气设备。通 常把直接生产、输送、分配和使用电能的设备称为一次设备，
它们包括：
(1)生产和转换电能的设备。如发电机、变压器和电动机等。 (2)接通或断开电路的开关设备。如断路器QF、隔离开关QS、
(1)测量表计。如电压表、电流表、功率表、电能表、频
率表等，用于测量一次电路中的电气参数。 (2)继电保护及自动装置。如各种继电器和自动装置等，
用于监视一次系统的运行状况，迅速反应不正常情况并进行调
节或作用于断路器跳闸，切除故障。 (3)直流设备。如直流发电机、蓄电池组、硅整流装置，
为保护、控制和事故照明等提供直流电源。
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4、按用途分 照明负荷和动力负荷。前者为单相负荷；后者 一般视为三相平衡负荷。 5、按供电可靠性分 电力负荷根据其对供电可靠性的要求及中断供 电在政治、经济上所造损失或影响的程度，分为三 级：一级负荷，二级负荷和三级负荷。 所谓一级负荷，是指对这类用户停止供电，将 会带来人身伤亡、设备损坏、交通及通信混乱，从 而在政治上、经济上以及人民生活秩序上造成重大 损失的负荷；二级负荷是指停电将带来减产、并使 城市公用事业及人民生活受到较大影响的负荷；三 级负荷是指短时停电不会带来严重后果，且不属于 一级、二级用户的其他用户。
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2、短路的原因及其后果 发生短路的原因主要有下列几种： (1) 电气设备及载流导体因绝缘老化、或遭受机 械损伤。或因雷击、过电压引起绝缘损坏； (2) 架空线路因大风或导线覆冰引起电杆倒塌等， 或因鸟兽跨接裸露导体等； (3) 电气设备因设计、安装及维护不良所致的设 备缺陷引发的短路； (4) 运行人员违反安全操作规程而误操作，如运 行人员带负荷拉隔离开关，线路或设备检修后未拆除 接地线就加上电压等。
电 力 网=变电所+输电线路 电力系统是由发电、变电、输电、配电、 用电等设备和相应的辅助系统，按规定的技 术和经济要求组成的一个统一系统。 一个现代电力系统是由极宽阔的地域内 的大量电力设备互联在一起的。
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发电、变电、输电、配电、用电等设备称为电 力主设备，也称为一次设备，由主设备构成的系统 称为主系统，也称为一次系统； 测量、监视、控制、继电保护、安全自动装置、 通信，以及各种自动化系统等用于保证主系统安全、 稳定、正常运行的设备称为二次设备，二次设备构 成的系统称为辅助系统，也称为二次系统。 电力系统的基本任务是安全、可靠、优质、经 济地生产、输送与分配电能，满足国民经济和人民 生活需要。