电力基础知识介绍

1电力系统介绍

2电力网介绍

3发电厂

4输电网

5变电站

6配电网

一 电力系统介绍

1 结构图

2关系图

3 术语定义

电力网：电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体 。

电力系统：由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线路及各种类型的用电设备组成的统一体，称为电力系统。具体组成如下：

发电厂：生产电能。

电力网：变换电压、传送电能。由变电所和电力线路组成。

配电系统：将系统的电能传输给电力用户。

电力用户：高压用户额定电压在1kV以上，低压用户额定电压在1kV以下。

用电设备：消耗电能。

动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。

通常，将发电厂电能送到负荷中心的线路叫输电线路。负荷中心至各用户的线路叫配电线路。负荷中心一般设变电站 。

4 电力网关系图

二 电力网介绍

电力网：按电压等级的高低、供电范围的大小的分类

地方电力网：电压等级在35kV及以下，供电半径在20~50km以内。

区域电力网：电压等级在35kV以上（一般为110kV~220kV），供电半径超过50km，联系较多发电厂的网络。

超高压远距离输电网：电压等级为330kV~500kV的网络，其主要任务是把远处发电厂生产的电能输送到负荷中心，同时还联系若干区域电力网形成跨省、跨地区的大型电力系统。

1 电力网：按电压等级分类

低压网：电压等级在1kV以下；

中压网：1～10kV；

高压网：高于10kV、低于330kV；

超高压网：低于750kV；

特高压网：1000kV及以上。

2 电力网概况

目前，国家电网担负中国约80%的电力输送，中国南方电网担负其余20%的电力输送。

国家电网公司：投资建设运营电网为核心业务，经营区域覆盖26个省、自治区、直辖市，覆盖国土面积的88%以上。

其下分五家区域电网公司：东北电网公司、华北电网公司、华东电网公司、华中电网公司、西北电网公司；26家省、自治区、直辖市电力公司。

南方电网公司：投资建设运营电网为核心业务，经营区域包括南方五省：海南、广东、广西、云南、贵州五省。

3 发电厂

火力发电厂：

将煤、油、天然气或其它燃料的化学能转换成电能的工厂。通常运行寿命25年。

水电厂：

利用水能发电。可分为堤坝式、径流式（如葛洲坝）、抽水畜能（广州抽水蓄能电厂）三类。通常运行寿命50年。

核电厂：

均采用原子核裂变时释放出来的能量发电。

四 输电网

输电网：

电力系统中最高电压等级的电网，是电力系统中的主要网络，起到电力系统骨架的作用，所以又可称为网架。在一个现代电力系统中既有超高压交流输电，又有超高压直流输电。这种输电系统通常称为交、直流混合输电系统。

五 变电站

1 变电站(Substation)：

把一些设备组装起来，用以切断或接通、改变或者调整电压，变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施，它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。

2 变电站分类；

(1)在电力系统中的作用可分为： 1)枢纽变电站； 2)地区变电站；3)用户变电站。

(2)按构造型式分为： 1)屋外式变电站； 2)屋内式变电站；3)地下变电站。

3 变电站接线方式

3.1 电气主接线的基本接线形式

有汇流母线：单母线、单母线分段，双母线，双母线分段；增设旁路母线或旁路隔离开关，一倍半断路器接线，变压器母线组接线等。

无汇流母线：单元接线、桥形接线、角形接线等。

3.2 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。

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

3.3 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关。待线路对方仃电后，再合上接地刀闸。

单母线接线

特点

简单、清晰、设备少。

当母线故障或检修或母线隔离开关检修时，整个系数全部停电。

断路器检修期间也必须停止该回路的供电。

适用范围

单电源的发电厂和变电所，且出线回路数少，用户对供电可靠性要求不高的场合。

单母线分段接线

特点；

减少母线故障或检修时的停电范围。

断路器检修期间必须停止该回路的供电。

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。

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）

旁路母线的作用；不停电检修进出线断路器。

操作方式；（检修QF4，且WL4不停电）

如A、B段经QF1和QS1、QS2并列运行，则闭合QS5断开QF1断开QS1闭合QS3闭合QF1使W3带电（不要首先闭合QS8）。此时若W3隐含故障，则由继电保护装置动作断开QF1。

若W3充电正常，操作可以继续进行：合上QS8断开QF4。这时WL4由母线BQS2QF1QS3 W3QS8 WL4供电。并由QF1替代断路器QF4。

QF4检修前，应把QS6、QS7断开。

适用范围；中小型发电厂和35~110kV的变电所。

双母线接线

运行方式；

母联QF断开，一组母线工作，另一组母线备用，全部进出线接于运行母线上。

母联QF断开，进出线分别接于两组母线，两组母线分裂运行。

母联QF闭合，电源和馈线平均分配在两组母线上。

优点；

检修一组母线，可使回路供电不中断；一组母线故障，部分进出线会暂时停电。

供电可靠，调度灵活，又便于扩建。

双母线带旁路母线接线

一个半断路器接线

特点；

具有较高的供电可靠性及运行灵活性。

母线故障，只跳开与此母线相连的断路器，任何回路不停电。

隔离开关不作操作电器，减少了误操作的几率。

使用设备较多，投资较大，二次控制接线和继电保护配置也比较复杂。

适用范围；

大型电厂和变电所的超高压配电装置。

4 变电站－母线、线路电压等级颜色

5 变电站－一次、二次设备

一次设备及一次系统

一次设备有：发电机、变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电力电缆以及母线、输电线路等。

由这些设备按一定规律相互连接构成的电路称为一次接线或一次系统，它是发电、输变电和配电的主体。

二次设备及二次系统

二次设备包括监察测量仪表、控制及信号器具、继电保护装置、自动装置、远动装置等。这些设备通常是由电流互感器、电压互感器、蓄电池组或厂（所）用低压电源供电。

表明二次设备互相连接关系的电路称为二次接线或二次系统。

二次接线图：

原理接线图、展开接线图和安装接线图。

5.1 变电站一次设备

变压器

将各级电压的电网联系起来

开关设备：

包括断路器、隔离开关、负荷开关、高压熔断器等都是断开和合上电路的设备。

高压断路器

隔离开关

负荷开关

电压互感器（PT）和电流互感器（CT）

电抗器

电容器

在电网中，由电源供给负载的电功率有两种：一种是有功功率，另一种是无功功率

有功功率

有功功率是保持用电设备正常运行所需的电功率，也就是将电能转换为其他形式能量(机械能、光能、热能)的电功率。比如：5.5kW的电动机就是把5.5kW的电力转换为机械能，各种照明设备将电能转换为光能，供人们生活和工作照明。

无功功率

无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。凡是有电磁线圈的电气设备，要建立磁场，就要消耗无功功率

母线

绝缘子及电缆

5.2 变电站二次接线图

原理接线图

原理接线图：是用来表示继电保护、测量仪表和自动装置等工作原理的一种二次接线图。

展开接线图

展开接线图（简称展开图）：用来说明二次回路的动作原理，在现场使用极为普遍。

安装接线图

安装接线图是制造厂加工制造屏（屏盘）和现场施工安装所必不可少的图，也是运行试验、检修和事故处理等的主要参考图。

5.3 变电站倒闸操作基本概念

什么是变电站的倒闸操作？

倒闸操作的基本流程：调度通知工作--接令--填写操作票--模拟操作--实际操作--回令

当电气设备由一种状态转到另一种状态或改变电力系统的运行方式时，需要进行一系列的操作，这种当电气设备由一种状态转到另一种状态或改变电力系统的运行方式时，需要进行一系列的操作，这种操作就叫做电气设备的倒闸操作。操作就叫做电气设备的倒闸操作。

5.4 变电站－自动化系统简介

变电站综合自动化系统的基本功能：

1．监控子系统。包括模拟量、开关量和电能量数据采集；事件顺序记录SOE；故障记录；故障录波和测距；操作控制功能；安全监视功能；人机联系功能；打印功能；数据处理与记录功能；谐波分析与监视。

2．微机保护子系统。包括变压器、输电线、电容器组、母线等的保护和不完全接地系统的单相接地。

3．电压、无功综合控制子系统。包括补偿电容器、电抗和有载调压变压器等的微机电压无功综合控制装置。

4．电力系统的低频减负荷控制。

5．备用电源自投控制；

6．变电站综合自动化系统的通信。包括内部现场级间的通信和自动化系统与上级调度的通信两部分。前者有并行通信、串行通信、局域网络和现场总线等多种方式，后者以部颁通信规约（如POLLING、CDT等规约）与上级调度通信完成遥测、遥信、遥调、遥控等四遥功能。

5.5 变电站－继电保护装置的构成

测量部分，逻辑部分和执行部分

六 配电网

配电网：

将电能从枢纽变电站直接分配到用户区或用户的电网，它的作用是将电力分配到配电变电站后再向用户供电，也有一部分电力不经配电变电站，直接分配到大用户，由大用户的配电装置进行配电。

环网线路分类

辐射状网.树状网.环状网

网络结构图

环网柜

环网柜从本质上说就是负荷开关柜，只是由于被应用在环网供电方面，因此被人们称为环网柜。

负荷开关柜主母线载流量一般小于等于630A

负荷开关额定开断电流一般小于等于630A

出线柜额定电流（熔断器）一般不大于125A

高档负荷开关的转移电流可以达到2800A

环网柜基本结构

1开关室（气箱）

2机构室、二次仪表

3电缆室

4泄压通道

环网柜分类

1）环网柜按作用分类：

进线环网柜

出线环网柜

联络环网柜

环网柜的作用是联系环网线路，提高线路的供电可靠性，如环网线路合环运行或环网线路负荷割接等。环网柜在环网中的使用部位不同，在分类上也略有不同。

2）环网柜的应用环境分类

户内环网柜

户内环网柜是用于高压侧的配电，必要时户内环网柜也可以安装断路器，以保证电网的顺利安全通断。户内环网柜主要由进线柜、计量柜、PT柜、变压器出线柜等组成。

户外环网柜

户外环网柜则是用于城市电网的环网柜，多采用SF6绝缘和负荷开关。户外环网柜的防腐等级高，并有一定的防水耐潮性能，可以承受户外比较复杂的工作环境。

配电管理系统DMS

配电自动化是集计算机技术、自动控制技术、数据通信技术、数据库技术以及相关电力系统技术于一身的信息管理系统。