電力系統(tǒng)基礎
一、概述
（1）電力系統(tǒng)的基本組成
發(fā)電——輸電——變電——配電——用電
電力網(wǎng)：電力系統(tǒng)中各種電壓的變電所及輸配電線路組成的統(tǒng)一體 。
電力系統(tǒng)：由發(fā)電廠中的電氣部分、各類變電所及輸電、配電線路及各種類型的用電設備組成的統(tǒng)一體，稱為電力系統(tǒng)。具體組成如下：
A、發(fā)電廠：生產(chǎn)電能。
B、電力網(wǎng)：變換電壓、傳送電能。由變電所和電力線路組成。
C、配電系統(tǒng)：將系統(tǒng)的電能傳輸給電力用戶。
D、電力用戶：高壓用戶額定電壓在1kV以上，低壓用戶額定電壓在1kV以下。
E、用電設備：消耗電能。
（2）送電線路和配電線路：通常我們將35KV及35KV以上的線路稱為送電線路；10KV及以下線路稱為配電線路。
10KV及以下線路稱為配電線路，并把高壓將為這些等級的降壓變壓器稱為配電變壓器
（3）電力網(wǎng)
我國電力網(wǎng)主要按照按電壓等級的高低、供電范圍的大小的分類。
目前我國常用電壓等級220V、380V、6KV、10KV、35KV、110KV、220KV、330KV、500KV、1000KV。將額定電壓1KV以上的電壓稱為“高電壓”，額定電壓在1KV以下的稱為“低電壓”。
A、地方電力網(wǎng)：電壓等級在35kV及以下，供電半徑在20~50km以內(nèi)
B、區(qū)域電力網(wǎng)：電壓等級在35kV以上（一般為110kV~220kV），供電半徑超過50km，聯(lián)系較多發(fā)電廠的網(wǎng)絡
C、超高壓遠距離輸電網(wǎng)：電壓等級為330kV~500kV的網(wǎng)絡，其主要任務是把遠處發(fā)電廠生產(chǎn)的電能輸送到負荷中心，同時還聯(lián)系若干區(qū)域電力網(wǎng)形成跨省、跨地區(qū)的大型電力系統(tǒng)
中大型的樓宇的供電線路一般采用10KV的，也有用35KV的。
從輸電角度來看，電壓等級越高，輸送的距離越遠，傳輸?shù)娜萘吭酱�，電能損耗越小
電壓等級（KV） 送電距離（KM） 送電功率（KW）
0.4 0.6以下 100以下
6.6 4---15 100——1200
10 6——20 200——2000
35 20——70 1000——10000
66KV 30——100 3500——30000
110 50——150 10——50MW
220 100——300 100——500MW
330 200——600 200——800MW（西北）
500 150——850 1000——1500MW
750 500以上 2000——2500MW
1100 1000——1500 3000MW以上
1500KV
二、發(fā)電廠
（1）發(fā)電廠分類
火力發(fā)電廠：將煤、油、天然氣或其它燃料的化學能轉(zhuǎn)換成電能的工廠。主要由燃燒、汽水、電氣系統(tǒng)三部分組成；可分為凝氣式火電廠和熱電廠兩類通常運行壽命25年。
核電廠：均采用原子核裂變時釋放出來的能量發(fā)電。
水電廠：利用水能發(fā)電，可分為堤壩式、徑流式（如葛洲壩）、抽水畜能三類；水輪機組工作靈活，能迅速適應負荷急劇變化，一般從機組啟動、并網(wǎng)到帶負荷只需幾分鐘即可完成；通常運行壽命50年。
風力發(fā)電廠：利用風能發(fā)電。由于風能無法被控制，風力發(fā)電廠幾乎無法時時刻刻都處于滿載發(fā)電狀態(tài)，雖然提高了裝置容量，卻無法使發(fā)電量有效增加，使得風力發(fā)電廠幾乎都被當成輔助電力來增加供電可靠度
發(fā)電廠常用設備
發(fā)電機、 電動機、 電力變壓器、 互感器、 斷路器、 蓄電池直流屏、 等
三、變電站
發(fā)電廠和變電所中的一次設備，按照一定規(guī)律連接而成的電路，也稱電氣一次接線或一次系統(tǒng)
（1） 輸變電過程中常見設備包括
a) 變換電壓的設備：如變壓器。
b) 接通和開斷電路的開關電器：如斷路器，隔離開關，熔斷器等。
c) 防御過電壓，限制故障電流的電器：如避雷器、避雷針、避雷線、電抗器。
d) 無功補償設備：如電力電容器，同步調(diào)相機，靜止補償器。
e) 載流導體：如母線，引線，電纜，架空線。
f) 接地裝置；如變壓器中性點接地、設備外殼接地、防雷接地等。
四、了解斷路器（高壓開關）
（1）基本定義：
能夠關合、承載和開斷正�；芈窏l件下的電流，并能關合、在規(guī)定的時間內(nèi)承載和開斷異常回路條件(包括短路條件)下的電流的開關裝置。
斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器和低壓斷路器，高低壓界線劃分比較模糊，一般將3kV以上的稱為高壓電器。 低壓斷路器又稱自動開關，俗稱"空氣開關"也是指低壓斷路器，它是一種既有手動開關作用，又能自動進行失壓、欠壓、過載、和短路保護的電器。
（2）常見高壓斷路器
高壓斷路器(或稱高壓開關)是發(fā)電廠、變電所主要的電力控制設備，具有滅弧特性,當系統(tǒng)正常運行時，它能切斷和接通線路以及各種電氣設備的空載和負載電流;當系統(tǒng)發(fā)生故障時,它和繼電保護配合，能迅速切斷故障電流,以防止擴大事故范圍。因此，高壓斷路器工作的好壞,直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行；高壓斷路器種類很多，按其滅弧的不同，可分為：油斷路器（多油斷路器、少油斷路器）、六氟化硫斷路器（SF6斷路器）、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等
插說：電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，電流通過某些絕緣介質(zhì)(例如空氣)所產(chǎn)生的瞬間火花。
五、了解氧化鋅避雷器
氧化鋅避雷器是七十年代發(fā)展起來的一種新型避雷器，它主要由氧化鋅壓敏電阻構(gòu)成。每一塊壓敏電阻從制成時就有它的一定開關電壓（叫壓敏電阻），在正常的工作電壓下（即小于壓敏電壓）壓敏電阻值很大，相當于絕緣狀態(tài)，但在沖擊電壓作用下（大于壓敏電壓），壓敏電阻呈低值被擊穿，相當于短路狀態(tài)。然而壓敏電阻被擊狀態(tài)，是可以恢復的；當高于壓敏電壓的電壓撤銷后，它又恢復了高阻狀態(tài)。因此，在電力線上如安裝氧化鋅避雷器后，當雷擊時，雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿，雷電流通過壓敏電阻流入大地，使電源線上的電壓控制在安全范圍內(nèi)，從而保護了電器設備的安全。
六、了解變壓器
變壓器是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵心（磁芯）。在電器設備和無線電路中，常用作升降電壓、匹配阻抗，安全隔離等。
（1） 變壓器分類
變壓器的分類非常的繁雜，我們一般需要了解的最基本的就是之前提到的主變、配變，其它還有箱變、實驗變壓器等等。
簡單提一下實驗變壓器
變壓器又有其做試驗而用的，稱之為試驗變壓器，分別可以分為充氣式，油浸式，干式等試驗變壓器，是發(fā)電廠、供電局及科研單位等廣大用戶的用來做交流耐壓試驗的基本試驗設備，通過了國家質(zhì)量監(jiān)督局的標準，用于對各種電氣產(chǎn)品、電器元件、絕緣材料等進行規(guī)定電壓下的絕緣強度試驗
七、電力設備檢測 實驗方法及用到的儀器
發(fā)電機 絕緣電阻、吸收比或極化指數(shù) 兆歐表 （絕緣電阻測試儀）
直流電阻 直流電阻測試儀
繞組泄漏電流和直流耐壓試驗 直流高壓發(fā)生器
繞組交流耐壓試驗 實驗變壓器
溫升試驗 溫升
發(fā)電機的特性試驗 發(fā)電機特性測試儀
電動機
繞組的絕緣電阻和吸收比 兆歐表 （絕緣電阻測試儀）
繞組的直流電阻 直流電阻測試儀
定子繞組泄漏電流和直流耐壓試驗 直流高壓發(fā)生器
定子繞組的交流耐壓試驗 實驗變壓器
電力變壓器
油中溶解氣體色譜分析 氣相色譜儀
繞組直流電阻 直流電阻測試儀
繞組絕緣電阻、吸收比或(和)極化指數(shù) 兆歐表 （絕緣電阻測試儀）
絕緣油試驗 絕緣油耐壓測試儀
交流耐壓試驗 實驗變壓器
繞組所有分接的電壓比 變壓器變比組別測試儀
組別或單相變壓器極性 變壓器變比組別測試儀
局部放電測量 局部放電測量儀
有載調(diào)壓裝置的試驗和檢查 變壓器有載分接開關測試儀
互感器
絕緣電阻 兆歐表（絕緣電阻測試儀）
tgδ（介質(zhì)損耗因數(shù)）及電容量 介損測試儀
油中溶解氣體色譜分析 氣相色譜儀
交流耐壓試驗 實驗變壓器
局部放電測量 局部放電測量儀
極性檢查 互感器綜合測試儀
各分接頭的變比檢查 互感器綜合測試儀
校核勵磁特性曲線 互感器綜合測試儀
繞組直流電阻測量 直流電阻測試儀
斷路器和GIS
SF6氣體的濕度以及氣體的其它檢測項目 SF6密度繼電器校驗儀 SF6氣體泄漏試驗 SF6氣體泄漏測試儀
絕緣電阻 兆歐表（絕緣電阻測試儀）
交流耐壓試驗 實驗變壓器
合閘電阻值和合閘電阻的投入時間 開關機械特性測試儀
斷路器的速度特性 開關機械特性測試儀
斷路器的時間參量 開關機械特性測試儀
分、合閘電磁鐵的動作電壓 開關機械特性測試儀
導電回路電阻 回路電阻測試儀
真空斷路器滅弧室真空度 真空度測試儀
蓄電池直流屏 蓄電池組容量測試 蓄電池容量測試儀
蓄電池放電終止電壓測試 蓄電池放電測試儀
電容器 電容值 電容電感測試儀
緣電阻 兆歐表（絕緣電阻測試儀）
交流耐壓試驗 實驗變壓器
局部放電試驗 局部放電測量儀
電抗器 絕緣電阻 兆歐表（絕緣電阻測試儀）
直流電阻 直流電阻測試儀
避雷器 絕緣電阻 兆歐表（絕緣電阻測試儀）
放電計數(shù)器的動作情況 避雷器放電計數(shù)器測試儀
直流1mA電壓(U1mA)及0.75U1mA下的泄漏電流 氧化鋅避雷器直流參數(shù)測試儀
運行電壓下的交流泄漏電流 氧化鋅避雷器帶電測試儀
接地裝置 接地電阻 接地電阻測試儀
一、概述
（1）電力系統(tǒng)的基本組成
發(fā)電——輸電——變電——配電——用電
電力網(wǎng)：電力系統(tǒng)中各種電壓的變電所及輸配電線路組成的統(tǒng)一體 。
電力系統(tǒng)：由發(fā)電廠中的電氣部分、各類變電所及輸電、配電線路及各種類型的用電設備組成的統(tǒng)一體，稱為電力系統(tǒng)。具體組成如下：
A、發(fā)電廠：生產(chǎn)電能。
B、電力網(wǎng)：變換電壓、傳送電能。由變電所和電力線路組成。
C、配電系統(tǒng)：將系統(tǒng)的電能傳輸給電力用戶。
D、電力用戶：高壓用戶額定電壓在1kV以上，低壓用戶額定電壓在1kV以下。
E、用電設備：消耗電能。
（2）送電線路和配電線路：通常我們將35KV及35KV以上的線路稱為送電線路；10KV及以下線路稱為配電線路。
10KV及以下線路稱為配電線路，并把高壓將為這些等級的降壓變壓器稱為配電變壓器
（3）電力網(wǎng)
我國電力網(wǎng)主要按照按電壓等級的高低、供電范圍的大小的分類。
目前我國常用電壓等級220V、380V、6KV、10KV、35KV、110KV、220KV、330KV、500KV、1000KV。將額定電壓1KV以上的電壓稱為“高電壓”，額定電壓在1KV以下的稱為“低電壓”。
A、地方電力網(wǎng)：電壓等級在35kV及以下，供電半徑在20~50km以內(nèi)
B、區(qū)域電力網(wǎng)：電壓等級在35kV以上（一般為110kV~220kV），供電半徑超過50km，聯(lián)系較多發(fā)電廠的網(wǎng)絡
C、超高壓遠距離輸電網(wǎng)：電壓等級為330kV~500kV的網(wǎng)絡，其主要任務是把遠處發(fā)電廠生產(chǎn)的電能輸送到負荷中心，同時還聯(lián)系若干區(qū)域電力網(wǎng)形成跨省、跨地區(qū)的大型電力系統(tǒng)
中大型的樓宇的供電線路一般采用10KV的，也有用35KV的。
從輸電角度來看，電壓等級越高，輸送的距離越遠，傳輸?shù)娜萘吭酱螅娔軗p耗越小
電壓等級（KV） 送電距離（KM） 送電功率（KW）
0.4 0.6以下 100以下
6.6 4---15 100——1200
10 6——20 200——2000
35 20——70 1000——10000
66KV 30——100 3500——30000
110 50——150 10——50MW
220 100——300 100——500MW
330 200——600 200——800MW（西北）
500 150——850 1000——1500MW
750 500以上 2000——2500MW
1100 1000——1500 3000MW以上
1500KV
二、發(fā)電廠
（1）發(fā)電廠分類
火力發(fā)電廠：將煤、油、天然氣或其它燃料的化學能轉(zhuǎn)換成電能的工廠。主要由燃燒、汽水、電氣系統(tǒng)三部分組成；可分為凝氣式火電廠和熱電廠兩類通常運行壽命25年。
核電廠：均采用原子核裂變時釋放出來的能量發(fā)電。
水電廠：利用水能發(fā)電，可分為堤壩式、徑流式（如葛洲壩）、抽水畜能三類；水輪機組工作靈活，能迅速適應負荷急劇變化，一般從機組啟動、并網(wǎng)到帶負荷只需幾分鐘即可完成；通常運行壽命50年。
風力發(fā)電廠：利用風能發(fā)電。由于風能無法被控制，風力發(fā)電廠幾乎無法時時刻刻都處于滿載發(fā)電狀態(tài)，雖然提高了裝置容量，卻無法使發(fā)電量有效增加，使得風力發(fā)電廠幾乎都被當成輔助電力來增加供電可靠度
發(fā)電廠常用設備
發(fā)電機、 電動機、 電力變壓器、 互感器、 斷路器、 蓄電池直流屏、 等
三、變電站
發(fā)電廠和變電所中的一次設備，按照一定規(guī)律連接而成的電路，也稱電氣一次接線或一次系統(tǒng)
（1） 輸變電過程中常見設備包括
a) 變換電壓的設備：如變壓器。
b) 接通和開斷電路的開關電器：如斷路器，隔離開關，熔斷器等。
c) 防御過電壓，限制故障電流的電器：如避雷器、避雷針、避雷線、電抗器。
d) 無功補償設備：如電力電容器，同步調(diào)相機，靜止補償器。
e) 載流導體：如母線，引線，電纜，架空線。
f) 接地裝置；如變壓器中性點接地、設備外殼接地、防雷接地等。
四、了解斷路器（高壓開關）
（1）基本定義：
能夠關合、承載和開斷正�；芈窏l件下的電流，并能關合、在規(guī)定的時間內(nèi)承載和開斷異常回路條件(包括短路條件)下的電流的開關裝置。
斷路器按其使用范圍分為高壓斷路器和低壓斷路器，高低壓界線劃分比較模糊，一般將3kV以上的稱為高壓電器。 低壓斷路器又稱自動開關，俗稱"空氣開關"也是指低壓斷路器，它是一種既有手動開關作用，又能自動進行失壓、欠壓、過載、和短路保護的電器。
（2）常見高壓斷路器
高壓斷路器(或稱高壓開關)是發(fā)電廠、變電所主要的電力控制設備，具有滅弧特性,當系統(tǒng)正常運行時，它能切斷和接通線路以及各種電氣設備的空載和負載電流;當系統(tǒng)發(fā)生故障時,它和繼電保護配合，能迅速切斷故障電流,以防止擴大事故范圍。因此，高壓斷路器工作的好壞,直接影響到電力系統(tǒng)的安全運行；高壓斷路器種類很多，按其滅弧的不同，可分為：油斷路器（多油斷路器、少油斷路器）、六氟化硫斷路器（SF6斷路器）、真空斷路器、壓縮空氣斷路器等
插說：電弧是一種氣體放電現(xiàn)象，電流通過某些絕緣介質(zhì)(例如空氣)所產(chǎn)生的瞬間火花。
五、了解氧化鋅避雷器
氧化鋅避雷器是七十年代發(fā)展起來的一種新型避雷器，它主要由氧化鋅壓敏電阻構(gòu)成。每一塊壓敏電阻從制成時就有它的一定開關電壓（叫壓敏電阻），在正常的工作電壓下（即小于壓敏電壓）壓敏電阻值很大，相當于絕緣狀態(tài)，但在沖擊電壓作用下（大于壓敏電壓），壓敏電阻呈低值被擊穿，相當于短路狀態(tài)。然而壓敏電阻被擊狀態(tài)，是可以恢復的；當高于壓敏電壓的電壓撤銷后，它又恢復了高阻狀態(tài)。因此，在電力線上如安裝氧化鋅避雷器后，當雷擊時，雷電波的高電壓使壓敏電阻擊穿，雷電流通過壓敏電阻流入大地，使電源線上的電壓控制在安全范圍內(nèi)，從而保護了電器設備的安全。
六、了解變壓器
變壓器是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵心（磁芯）。在電器設備和無線電路中，常用作升降電壓、匹配阻抗，安全隔離等。
（1） 變壓器分類
變壓器的分類非常的繁雜，我們一般需要了解的最基本的就是之前提到的主變、配變，其它還有箱變、實驗變壓器等等。
簡單提一下實驗變壓器
變壓器又有其做試驗而用的，稱之為試驗變壓器，分別可以分為充氣式，油浸式，干式等試驗變壓器，是發(fā)電廠、供電局及科研單位等廣大用戶的用來做交流耐壓試驗的基本試驗設備，通過了國家質(zhì)量監(jiān)督局的標準，用于對各種電氣產(chǎn)品、電器元件、絕緣材料等進行規(guī)定電壓下的絕緣強度試驗
七、電力設備檢測 實驗方法及用到的儀器
發(fā)電機 絕緣電阻、吸收比或極化指數(shù) 兆歐表 （絕緣電阻測試儀）
直流電阻 直流電阻測試儀
繞組泄漏電流和直流耐壓試驗 直流高壓發(fā)生器
繞組交流耐壓試驗 實驗變壓器
溫升試驗 溫升
發(fā)電機的特性試驗 發(fā)電機特性測試儀
電動機
繞組的絕緣電阻和吸收比 兆歐表 （絕緣電阻測試儀）
繞組的直流電阻 直流電阻測試儀
定子繞組泄漏電流和直流耐壓試驗 直流高壓發(fā)生器
定子繞組的交流耐壓試驗 實驗變壓器
電力變壓器
油中溶解氣體色譜分析 氣相色譜儀
繞組直流電阻 直流電阻測試儀
繞組絕緣電阻、吸收比或(和)極化指數(shù) 兆歐表 （絕緣電阻測試儀）
絕緣油試驗 絕緣油耐壓測試儀
交流耐壓試驗 實驗變壓器
繞組所有分接的電壓比 變壓器變比組別測試儀
組別或單相變壓器極性 變壓器變比組別測試儀
局部放電測量 局部放電測量儀
有載調(diào)壓裝置的試驗和檢查 變壓器有載分接開關測試儀
互感器
絕緣電阻 兆歐表（絕緣電阻測試儀）
tgδ（介質(zhì)損耗因數(shù)）及電容量 介損測試儀
油中溶解氣體色譜分析 氣相色譜儀
交流耐壓試驗 實驗變壓器
局部放電測量 局部放電測量儀
極性檢查 互感器綜合測試儀
各分接頭的變比檢查 互感器綜合測試儀
校核勵磁特性曲線 互感器綜合測試儀
繞組直流電阻測量 直流電阻測試儀
斷路器和GIS
SF6氣體的濕度以及氣體的其它檢測項目 SF6密度繼電器校驗儀 SF6氣體泄漏試驗 SF6氣體泄漏測試儀
絕緣電阻 兆歐表（絕緣電阻測試儀）
交流耐壓試驗 實驗變壓器
合閘電阻值和合閘電阻的投入時間, 開關機械特性測試儀
斷路器的速度特性 開關機械特性測試儀
斷路器的時間參量 開關機械特性測試儀
分、合閘電磁鐵的動作電壓 開關機械特性測試儀
導電回路電阻 回路電阻測試儀
真空斷路器滅弧室真空度 真空度測試儀
蓄電池直流屏 蓄電池組容量測試 蓄電池容量測試儀
蓄電池放電終止電壓測試 蓄電池放電測試儀
電容器 電容值 電容電感測試儀
緣電阻 兆歐表（絕緣電阻測試儀）
交流耐壓試驗 實驗變壓器
局部放電試驗 局部放電測量儀
電抗器 絕緣電阻 兆歐表（絕緣電阻測試儀）
直流電阻 直流電阻測試儀
避雷器 絕緣電阻 兆歐表（絕緣電阻測試儀）
放電計數(shù)器的動作情況 避雷器放電計數(shù)器測試儀
直流1mA電壓(U1mA)及0.75U1mA下的泄漏電流 氧化鋅避雷器直流參數(shù)測試儀
運行電壓下的交流泄漏電流 氧化鋅避雷器帶電測試儀
接地裝置 接地電阻 接地電阻測試儀
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