电力系统基础知识 电力线路讲解
电力系统的接线相关知识
母联断路器
2.1 电气主接线－－双母线接线
优点:
供电可靠性高，即：
1) 轮流检修主母线时，所有用户不会 停电（隔离开关“先合后拉”—— “热倒”）；
2) 检修任一回路的母线隔离开关时， 只影响该回路及其相连母线的供电 （其它电路均可通过另一组母线继 续运行）；
接线图
QSL
QSW
2.1 电气主接线－－单母线接线
单母线接线概述：
仅一组汇流母线； 每个电源和出线回路都通过断路
器和隔离开关接至母线； 尽量使负荷均匀分配在母线上，
减少功率在母线上的传输； 任一回路故障，该回路的断路器
能够切除该回路，而使其他电源 和线路能继续工作； （QS4－接地刀闸，检修线路或 设备时合上，起安全地线作用。)
量配电装置，一般仅一台发电机或变压 器且出线回路不宜过多。
2.1 电气主接线－－单母线接线
2.1 电气主接线－－单母线接线
可用断路器（隔离开关）将汇流单母线分段；
运行方式：两段母线可以并列或分裂运行，运行
方式较灵活。
（正常时并列运行，即分段开关合上，可靠性高。）
分段数目的考虑：
取决于电源的容量和数量，多数情况下，分段数 等于电源的数量。
2.1 电气主接线－－单母线接线
电源侧断路器是否 接入旁母线？ 根据实际需要决定
2.1 电气主接线－－单母线接线
单母带旁母的运行方式：
－－正常运行时： 旁母不带电，QF2断开，相当单母运行。
2.1 电气主接线－－单母线接线
－－检修出线L3的断路器时： 先检查旁母（合QF2，试充电）； 旁母无故障的话，带上旁母（合 上QS3）----出线此时能从主母线 和旁母同时获得电源； 最后退出要检修的断路器QF1， 接着断开QS2、QS1； 整个倒闸过程中，用户不会停电。
电力线路基础知识讲解
5.2.1 导线截面选择原则
1．按经济电流密度选择 输电线路和高压配电线路由于传输距离远、容 量大、运行时间长、年运行费用高，导线截面 积一般按经济电流密度选，以保证年运行费用 最低。
微风振动是导线振动的主要形式，国内普遍安装防 振锤等来达到防振的目的。
如果选用设计正确的防振锤，一般可以使架空导线 的振动应力减少90 %以上。
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5.1.4 防震锤
防振锤有两个锤头，用一根钢绞线连接。在钢 绞线中部有个线夹，以利于安装在导线上。钢绞 线与锤头组成了弹簧、阻尼、质量系统，振动时 通过钢绞线内摩擦和股间摩擦消耗能量，达到抑 制导线振动之目的。
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1．按机械强度选择导线截面
架空线的最小允许截面应满足表5-4的规定，以防止架空 线受自然灾害条件影响发生断线。
导线材料种类
铝及铝合金绞线 钢芯铝绞线 铜线
6kV～35kV架空线
居民区
非居民区
35
25
25
16
16
16
1kV以下线路
16 16 φ3.2mm
注：与各种工程交叉施工时，铝及铝合金最小截面为35mm2，其他不小于16mm2。
耐张杆塔
3、转角杆塔 线路所经的路径尽量走直线，在需要改变线路 走向的转弯处设置的杆塔叫转角杆塔。 由于两侧导线的张力不在一条直线上，因而除 承受线路的垂直和水平荷载外，还有角度力。
角度力 线路拉力
线路拉力 转角
4、终端杆塔 终端杆塔用于线路的首端和终端，由于杆塔上只
有一侧有导线，所以承受线路单侧全部的拉力。 5、分歧杆塔
☺铜绞线（TJ）：
电力线路基础知识
电力线路基础知识电力线路基础知识输电线路的基本构成架空输电线路主要由避雷线、导线、金具、绝缘子、杆塔、拉线、基础、接地体等元素组成。
一、避雷线1.避雷线悬挂于杆塔顶部，作为防雷保护，减少雷击导线的机会，提高线路的耐雷水平，降低雷击跳闸率，保证线路安全送电。
避雷线大多数采用镀锌钢绞线，部分线路采用铝包钢绞线（JL/LB1-95/55）或以OPGW光缆作为避雷线。
2.220KV架空线路常见避雷线为两根GJ-70钢绞线，220KV线路要求全线架设避雷线。
降低接地电阻可以提高线路的耐雷水平；减少雷击跳闸率。
因此每基杆塔的接地电阻都不应大于运行规范要求。
110kV及35kV架空线路多采用GJ-50钢绞线做架空地线，目前运行线路绝大部分都是全线架设双根架空地线，35kV单回水泥杆为一根架空地线。
3.避雷线对于线路除了有防雷的作用，对于杆塔本体受力也有很大的影响，导线、避雷线的配合使用需按照设计要求进行。
二、导线1.导线用于线路传输电流，目前青岛地区220KV线路导线型号主要有LGJ-400/50；LGJQF-400/50；LGJ-300/40；2*LGJ-300/40；2*LGJ-400/35，110kV及35kV架空线路导线基本型号为LGJ-240/30；LGJ-185/30；市区内35kV线路有很大一部分为2*LGJ-185/10双分裂导线。
导线在运行中应有足够的载流量及机械强度，导线一旦被磨损，表面出现毛刺或棱角，容易引起导线电晕现象，影响线路的电气性能，同时断股及磨损影响导线机械强度，影响线路的安全运行。
2.LGJ正常钢芯铝绞线；LGJQ轻型钢芯铝绞线；LGJJ加强型钢芯铝绞线；LGJQF轻型防腐钢芯铝绞线。
300/40铝/钢截面比，一般钢芯为7股钢绞线，LGJ-240铝绞一般为19股2层，LGJ-300；LGJ-400铝绞一般为37股3层，4层为61股。
3.导线的使用型号由设计决定，根据不同的具体条件各不相同，对于污秽严重或腐蚀严重的地区采用抗腐蚀导线，双分裂导线一般采用钢芯截面小的导线，以减轻杆塔受力。
第一章电力系统基本知识
§1 — 2 电力负荷
按负荷预测期的时间长短，划分为近期 负荷、中期负荷和长期负荷。
电力规划中的负荷预测一般是指对年最 大负荷的预测.
5年以内为近期，称为短期负荷 10 — 15年为中期，称为中期负荷 15 — 30年为长期，称为长期负荷
§1 — 2 电力负荷
电力负荷按所属行业分类可以分为城乡居民生活用电和国民经济行业用电。国民经济 行业用电分7大类：
1 . 农、林、牧、渔、水利业； 2 . 工业； 3. 地质普查和勘探业； 4. 建筑业； 5. 交通运输业； 6. 商业、公共饮食业、宾馆、广告、物资供销和仓储业的用电； 7. 其他事业。
§1 — 2 电力负荷
按使用电力的目的划分： 可分为动力用电、照明用电、
电热用电、各种电气设备仪 器的操作控制用电及通讯用 电等。
从电力系统来讲，则是指该时刻为了满足用 户用电所须具备的发电出力。
§1 — 2 电力负荷
（2）线路损失负荷：电能在输送过程中 发生的功率和能量损失叫线路损失负荷。
（3）供电负荷：用电负荷加上同一时刻 的线路损失负荷称为供电负荷。
§1 — 2 电力负荷
（4）厂用负荷：发电厂厂用设备所消耗的 功率称厂用负荷。
6、过热蒸汽在汽轮机内作功推动汽轮机旋转,汽轮机带动发电机发电。
7、发电机发出的三相交流电通过发电机端部的引线经变压器升压后引出送到电网。
8、在汽轮机内作完功的过热蒸汽被凝汽器冷却成凝结水,凝结水经凝结泵送到低压加热器加热,然后送到除氧器除氧,再经给水泵送到高压加 热器加热后,送到锅炉继续进行热力循环。再热式机组采用中间再热过程,即把在汽轮机高压缸做功之后的蒸汽,送到锅炉的再热器重新加热, 使汽温提高到一定(或初蒸汽)温度后,送到汽轮机中压缸继续做功。
电力系统线路保护基础知识培训
电力系统线路保护基础知识讲座§1 绪论§1-1 继电保护的作用一、故障及不正常运行状态┌ Id↑危害┌故障元件故障│ U ↓——→│非故障元件(各种短路) └ f │用户└电力系统┌过负荷│过电压危害┌元件不能正常工作不正常运行状态│f↓—→│长时间将损坏设备└系统振荡└发展成故障二、继电保护的任务┌故障时：自动、快速、有选择性地切除故障元件系统事故│保证非故障部分恢复正常运行└不正常运行时：自动、及时、有选择地动作于信号、减负荷或跳闸§1-2 继保的基本原理和保护装置的组成一、反应系统正常运行与故障时基本参数的区别而构成的原理（单端测量）运行参数：I、U、Z∠φ反应I↑→过电流保护反应U↓→低电压保护反应Z↓→低阻抗保护(距离保护)二、反应电气元件内部故障与外部故障及正常运行时两端电流相位和功率方向的差别而构成的原理（双端测量）以A-B线路为例：规定电流正方向：由保护安装处母线→被保护线路1、外部短路时(及正常运行时) d1点短路:I d1B(-) U B(+) P B(-) ┐│→θ＝180°I d1A(+) U A(+) P A(+) ┘2、内部短路时 d2点短路：I d2B(+) U B(+) P B(+) ┐│→θ＝0°I d2A(+) U A(+) P A(+) ┘3、利用以上差别，构成差动原理保护纵联差动保护相差高频动保护方向高频保护等三、保护装置的组成部分┌───┐┌───┐┌───┐输入信号─→│测量│─→│逻辑│─→│执行│─→输出信号└───┘└───┘└───┘↑└整定值§1-3 对电力系统继电保护的基本要求一、选择性：保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量缩小，以保证系统中的无故障部分仍能继续安全运行。
d3点短路：6动作：有选择性5再动作：无选择性如果6拒动，5再动作：有选择性(5作为6的远后备保护)d1点短路：1、2动作：有选择性3、4动作：无选择性┌本元件主保护拒动时，由前一级保护作为后备叫远后备.后备保护│└本元件主保护拒动时，由本元件的另一套保护作为后备叫近后备.二、速动性：故障后,为防止并列运行的系统失步,减少用户在电压降低的情况下工作的时间及故障元件损坏程度，应尽量地快速切除故障。
第二章电力系统基本知识
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电气主接线图的基本元素
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电气主接线图的基本元素
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三、变、配电所常用的电气主接线
对主接线的基本要求：
1. 满足用电要求； 2. 接线简单； 3. 运行经济、可靠； 4. 操作方便、运行灵活； 5. 设备选择合理； 6. 便于维护检修； 7. 故障处理能保证安全；
方法：增加发电机输出有功，拉路限电，维持整个电力系统有 功平衡
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二 波形
谐波畸变率：反映电力谐波的一个量
DFU
U n 2
n2
U1
Un-----------第n次谐波电压有效值 V； U1------------基波电压有效值 V。
交流电波形是严格的正弦波，电网谐波的产生，主要在于电 力系统中存在各种非线性元件。
（1-1）
❖ 式中：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之和不超过标称电压的±5%；
❖ 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）220V单相供电电压允许偏差为标称系统电压的+7%、-10%。
第二章电力系统基本知识
第一节 电力系统概述
❖ 由发电、输电、变电、配电和用电组成的整体称为电 力系统。电力系统中的输电、变电、配电三个部分称为 电力网。
❖ 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。
❖ 输电网是以高压甚至超高压电压将发电厂、变电所或 变电所之间连接起来的输电网络，所以又称为电力网中 的主网架。
二、电力系统分析基础知识
电力系统分析基础知识一、电力系统的基本概念No.1 电力系统的组成和接线方式1、电力系统的四大主要元件：发电机、变压器、电力线路、负荷。
2、动力系统包括动力部分（火电厂的锅炉和汽轮机、水电厂的水库和水轮机、核电厂的核反应堆和汽轮机）和电力系统。
3、电力网包括变压器和电力线路。
4、用户只能从一回线路获得电能的接线方式称为无备用接线方式。
No.2 电力系统的运行特点1、电能的生产、传输、分配和消费具有：①重要性、②快速性、③同时性。
2、电力系统运行的基本要求：①安全可靠持续供电（首要要求）、②优质、③经济3、根据负荷的重要程度（供电可靠性）将负荷分为三级。
4、电压质量分为：①电压允许偏差、②三相电压允许不平衡度、③公网谐波、④电压允许波动与闪变5、衡量电能质量的指标：①电压、②频率、③波形（电压畸变率）6、10kV公用电网电压畸变率不超过4%。
7、抑制谐波的主要措施：①变压器星三角接线、②加装调谐波器、③并联电容/串联电抗、④增加整流器的脉冲次数8、衡量电力系统运行经济性的指标：①燃料损耗率、②厂用电率、③网损率9、线损包括：①管理线损、②理论线损、③不明线损10、线损计算方法：①最大负荷损耗时间法②最大负荷损失因数法③均方根电流法No.3 电力系统的额定频率和额定电压1、电力线路的额定电压（也称电力网的额定电压）与用电设备的额定电压相同。
2、正常运行时电力线路首端的运行电压常为用电设备额定电压的105%，末端电压为额定电压。
3、发电机的额定电压比电力网的额定电压高5%。
4、变压器的一次绕组相当于用电设备，其额定电压与电力线路的额定电压相同；但变压器直接与发电机相连时，其额定电压与发电机额定电压相同，即为该电压级额定电压的105%。
5、变压器的二次绕组相当于电源，其输出电压应较额定电压高5%，但因变压器本身漏抗的电压损耗在额定负荷时约为5%，所以变压器二次侧的额定电压规定比额定电压高10%。
6、降压变压器二次侧连接10kV线路，当短路电压百分比小于7.5%（变压器本身漏抗的电压损耗较小）时，比线路额定电压高5%。
电力系统基础知识PPT
QF
无汇流母线：单元接线、桥形接线、角形接线等。
几个基本概念：
➢ 汇流母线：起汇集和分配电能的作用，也称汇流排。 QS
➢ 进、出线：进线指电源，出线指线路。
➢ 断路器、隔离开关（母线、线路）、接地刀闸：
断路器与隔离开关的操作顺序：
➢ 送电操作顺序：先合上断路器两侧的隔离开关，再投入断路器。 ➢ 停电检修操作顺序：先断开断路器，再断开断路器两侧的隔离开
▲电能不能大量存储：电能的生产、变换、输送、
分配和使用是同时进行的。
P发 P用＋P 频率f 频率表征电力系统有功功率的平衡 Q发 Q用＋Q 电压V 电压则表征该处无功功率的平衡
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电力系统基础知识PPT
对电力系统运行的基本要求如下： （1）保证供电可靠性 （2）保证电能质量 （3）提高电力系统运行的经济性 （4）环境保护问题
母线分段的数目，通常以 2～3分段为宜，分段太多 增加了分段断路器。
➢ 适用范围
6~10kV配电装置出线6回 及以上；
35kV出线数为4~8回； 110~220kV出线数为3~4
回。
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电力系统基础知识PPT
3.3.3 单母线分段加装旁路母线接线
（分段断路器QF1兼旁母断路器）
WL1 WL2
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电力系统基础知识PPT
2002年底全国发电装机容量达到3.56亿千瓦， 发电量达到16542亿千瓦时，均居世界第二位
年份 1949 1987 1995 2000 2001
装机容量（万kW） 年发电量（亿kWh）
184.86
43.1
10000
4960
21000
10000
30000
13000
35300（2003.2.18）
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架空导线的型号有： TJ ——铜绞线 LJ ——铝绞线，用于10kV及以下线路 GJ ——钢绞线，用作避雷线 LGJ ——钢芯铝绞线，用于35kV及以上线路
?档距：同一线路上相邻两根电杆之间的水平距离称为架空 线路的档距（或跨距）。 ?弧垂：导线悬挂在杆塔的绝缘子上，自悬挂点至导线最低 点的垂直距离称为弧垂。 ?线间距离：380V为0.4～0.6m；6～10kV为0.8～1m；35kV 为2～3.5m；110kV 为3～4.5m。
“
?导线在杆塔上的排列方式： ?三相四线制低压线路的导线，一般都采用水平排列； ?三相三线制的导线，可三角排列，也可水平排列； ?多回路导线同杆架设时，可三角、水平混合排列，也可全 部垂直排列； ?电压不同的线路同杆架设时，电压较高的线路应架设在上 面，电压较低的线路应架设在下面； ?架空导线和其他线路交叉跨越时，电力线路应在上面，通 讯线路应在下面。
图1-8 扇形三芯电缆
1—导体 2—纸绝缘 3—铅包皮 4—麻衬 5—钢带铠甲 6—麻被
?绝缘层：用来使导体与导体之间、导体与保护包皮之间保 持绝缘。绝缘材料一般有油浸纸、橡胶、聚乙烯、交联聚 氯乙烯等。
?保护护层：用来保护绝缘层，使其在运输、敷设及运行过 程中免不受机械损伤，并防止水分浸入和绝缘油外渗。常 用的包皮有铝包皮和铅包皮。此外，在电缆的最外层还包 有钢带铠甲，以防止电缆受外界的机械损伤和化学腐蚀。
复合棒形悬式绝缘子 / 复合针式绝缘子
金具：是组装架空线路的各种金属零件的总称。金具可用于导 线、导线和绝缘子、绝缘子和杆塔之间的联接，有的金具对导 线起保护作用。
? （1）线夹，用来将导线固定在绝缘子上。 ? （2）接续金具，用于导线或避雷线的接续。
（3）联接金具，用来将绝缘子组装成串并悬挂在杆塔的 横担上。
线路盘形悬式绝缘子 低压针式绝缘子 高压针式绝缘子
复合针式绝缘子
复合棒式绝缘子
高压线路拉棒绝缘子 高压线路瓷横担绝缘子
线路金具、U型抱箍、挂板 杆顶帽、拉线抱箍
绝缘子：使带电体与接地杆塔之间保持良好的绝缘。
? 针式绝缘子：针式绝缘子用于电压不超过35kV的线路
高压线路的 针式瓷绝缘子
低压线路的
图1-6 架空线路的结构
?导线和避雷线：导线的作用是传导电流、输送电能；避雷线 的作用是将雷电流引入大地，以保护电力线路免遭雷击。
?导线材料：要求电阻率小、机械强度大、质量轻、不易腐蚀、 价格便宜、运行费用低等，常用材料有铜、铝和钢。 ?导线的结构型式：导线分为裸导线和绝缘导线两大类，高压 线路一般用裸导线，低压线路一般用绝缘导线。
电力线路的结构
? 电力线路按结构可分为架空线路和 电缆线路两大类。 ?架空线路：将导线架设在室外的杆塔上。 经济，便于架设和维护，但可靠性差。 ?电缆线路：一般埋于地下的电缆沟或管 道中。可靠性高，造价高。
电力线路的结构
1．架空线路
架空线路主要由导 线、避雷线（即架空地 线）、杆塔、绝缘子和 金具等部件组成，如图 所示。
针式瓷绝缘 子
悬式绝缘子：悬式绝缘子是成串使用，用于35kV及以上电压等级的线 路。
高压线路 盘形悬式瓷绝缘子
通常可根据绝缘子串的片数判断线路的电压等 级：35kV不少于3片；110kV 不少于7片； 220kV不少于13片；330kV不少于19片； 500kV不少于28片。 （X—4.5型）
?棒式绝缘子：是采用环氧玻璃钢等材料做成的整体型绝缘子， 具有体积小、重量轻、便于运输和安装的特点，可代替悬式绝 缘子串。
? 直线杆塔
用来悬挂导线，仅承受导线自
重使、用?覆最转冰多重的角及一风种杆压杆塔，塔是。线路上
装设于线路的转角处，必须承
受不?平耐衡的张拉力杆。塔
又称分段杆塔或承力杆塔，用
来线承）?担情终线况路下端正导常线杆及的塔故拉障力（，如对断 强
度设置要在求进较入高发。电厂或变电所线
路后末一?端个换的耐杆张位塔段，内杆由导塔它线来的承拉受力最 ，
?杆塔：用来支撑导线和避雷线，并使导线与导线、导线与大 地之间保持一定的安全距离。 ?杆塔的分类 ?按材料分：有木杆、钢筋混凝土杆（水泥杆）和铁塔。 ?按用途分：有直线杆塔（中间杆塔）、转角杆塔、耐张杆 塔（承力杆塔）、终端杆塔、换位杆塔和跨越杆塔等。
?横担：电杆上用来安装绝缘子。常用的有木横担、铁横担 和瓷横担三种。
横担的长度取决于线路电压等级的高低、档距的大与杆塔之间保持足够的绝 缘距离；金具是用来连接导线和绝缘子的金属部件的总称。
常用的绝缘子主要有针式、悬式和棒式三种。
?针式绝缘子：用于35kV及以下线路上，用在直线杆塔或小 转角杆塔上。 ?悬式绝缘子：用于35kV以上的高压线路上，通常组装成绝 缘子串使用（35kV为3片串接；60kV为5片串接；110kV为7 片串接）。 ?棒式绝缘子：棒式绝缘子多兼作瓷横担使用，在 110kV及以 下线路应用比较广泛。
（4）保护金具，有防震保护金具和绝缘保护金具两种。防 震金具有护线条、防震锤等；绝缘保护金具有悬重锤等。
2．电缆线路 ?电缆的结构：包括导体、绝缘层和保护护层三部分。 ?导体：由多股铜绞线或铝绞线制成。
分为单芯、三芯 和四芯等种类。单芯 电缆的导体截面是圆 形的；三芯或四芯电 缆的导体截面除圆形 外，更多是采用扇形， 如图所示。
以用减在轻11对0k发V 及电以厂上或的变电电力所线建路筑中，
物是导的为线?拉了的跨力在轮。一流越定换长杆位度，塔内以实便现三三相相导
线位的于电线气路参跨数越均河衡流而、设山计谷的等一 地 种方，特因殊中杆间塔无。法设置杆塔，档 距很大，故其高度较一般杆塔 为高。
?瓷横担的特点：有良好 的电气绝缘性能，兼有 绝缘子和横担的双重功 能，能节约大量的木材 和钢材，有效地降低杆 塔的高度，可节省线路 投资30% ～40% 。
架空线路采用的导线结构型式主要有单股、多股绞线和 钢芯铝绞线三种，如图所示。
图1-7 裸导线的构造
a）单股线 b）多股绞线 c）钢芯铝绞线
? 1. 多股绞线的性能优于单股线，所以架空 线路一般采用多股钢芯铝绞线。铝线为载 流部分，钢芯承担主要的机械荷载。
? 2.为减小220kV及以上输电线路的电晕损耗 或线路电抗，多采用分裂导线或扩径导线。