电力系统基础知识(高压)

§1-1电力系统、电力网构成

电力系统是由发电、送电、变电、配电和用户组成的一个整体

电力网是由电力系统中送电、变电和配电三部分组成

结合书上图2.1和2.2讲解电力系统与电力网的关系、电力系统与电力网各环节的关系。

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一、大型电力系统的优点

1. 提高供电可靠性，减少停电损失。 2. 减少系统的备有容量，各电网互相支持减少备用机组。

3. 降低系统的高峰负荷，合理分配电力，提高经济性。

4. 统一管理，提高供电质量。

5. 便于利用大型动力资源，特别是发挥水力发电厂的作用。 二、电力生产的特点

1. 同时性：发电、供电和用电同时完成。 2. 集中性：电力生产统一调度、统一标准、统一管理、统一分配与销售。

3. 适用性：使用方便广泛且无污染、对环境无害。

4. 先行性：建设走在工农业与生活之前。

§1-2电力负荷

电力负荷：电力网中所有的用电设备和用电单位消耗的电能 一、电力网负荷的组成

1. 用电负荷：用户在某一时刻对电力系统

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所需求的功率。

2. 线路损失负荷：电能从发电厂到用户的输送过程中发生的损耗。

3. 供电负荷：用电负荷加上同一时刻的线路损失负荷。

二、按发生时间不同负荷的分类

1. 高峰负荷：电网或用户在单位时间发生的最大负荷值。一小时计算。

2. 低谷负荷：电网或用户在一天24小时内，用电量最小的时段。要错峰合理用电。

3. 平均负荷：常用日平均负荷计算。 三、按突然电力中断造成的损失程度分类 1. 一类负荷:造成人身伤亡、重大经济损失、公共秩序严重混乱和造成重大政治影响。

2. 二类负荷：造成较大经济损失、公共秩序混乱和造成较大政治影响。

3. 三类负荷：允许暂时停电，停电后损失不大。

对于一类负荷的要求：应由两路以上电源供电、应辅配必要的保安措施

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§1-3变电所

变电所：接受电能、变换电能和分配电能的场所，是电力系统的中间环节

变电所的分类：升压变电所、降压变电所、枢纽变电所、地区变电所、终端变电所、有人值班变电所、无人值班变电所

一、变电所主接线（按图1.3讲解）

输送电能的母线、电力变压器、线路控制装置、线路保护装置

1. 电力变压器：

利用电磁感应原理进行电压等级的变换。 2. 高压负荷开关：

高压电路中能在额定电压下接通或断开正常负荷电流。不能切断短路电流。

3. 高压熔断器：

防止短路、过电流，能自动切断短路电流。

4. 断路器：

既能接通、分断正常工作电流，又能快速分断

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短路故障电流。 5. 互感器：

用于计量、监测。

6. 隔离开关：

没有灭弧装置不能带负载接通和分断电源，有明显的断开点。

§1-4供电质量

供电质量：指电能的质量，也指供电可靠性。

电能质量：电源的品质。

供电可靠性：供电部门连续供电的能力。 电能质量包括：

1. 电压允许偏差：在某一时段内，电压幅度缓慢变化而偏离额定值的程度。用△U﹪表示

U U%UU100%

NN介绍电压过高或过低对电力系统及用电设备造成的严重影响。

国家规定电压偏差的允许值：35kV以上±10%；10kV以下±7%；220V为+7%、-10%

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2. 电压波动：在某一时段内，电压急剧变化而偏离额定值的现象。△U﹪表示

UUU%100% UmaxminN以电压波动对电动机、电焊机的影响为

例，介绍电压波动的危害。

国家规定电压波动的允许值：220kV以上为1.6%；35kV-110kV为2%；10kV以下为2.5%

3. 电压闪变：周期性电压急剧波动对照明的影响。

公用电网谐波：由电路中的非线性元件产生。介绍谐波的产生于危害。

频率允许偏差：介绍频率发生偏差的危害。

f%ffN100%fN

我国规定额定频率为50Hz。300ＭＷ以上系统不超过额定值的±１%。要做到任一瞬间频率在全系统都一致。 4. 供电可靠性：

以用户停电时间和次数衡量，反映电力企业供电能力

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停电时间包括：事故停电、计划检修停电和临时停电

§1-5电力系统接地

电力系统接地：配电变压器或低压发动机中性点通过接地装置与大地相连，也称工作 接地

工作接地：直接接地，非直接接地

中性点直接接地系统

电力系统中，中心线至少有一点与接地装置连接

作用：中性点保证零电位

优点：发生相接地故障时，能限制非故障相对地电压上升

缺点：人身危害性较大 非直接接地系统

电力系统中性点与大地绝缘或通过消弧线圈接地

优点：减少了人身伤害

缺点：当发生相对地短路故障，会使非故障相电压上升，上升3倍

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电力接地系统形式

根据配电系统接地方式的不同，把低压配电系统分为：TT 、IT和TN三种形式 TN系统又分成TN-C、TN-S和TN-C-S三种

系统代号含义

第一个字母表示电力系统对地关系： T表示电力系统中性点直接接地； I表示电力系统中性点非直接接地； 第二个字母表示装置的对地关系：

T表示外露可接近导体对地直接连接，与电力系统接地线无直接关联；

N表示外露可接近导体通过保护线，与电力系统接地线直接关联；

余下S表示中心 线与保护线分开，C表示中心线与保护线合并。 IT系统

三相三线制、三相四线制中性线不直接接地系统

中性点不接地或经高阻抗接地，每台设备均经各自的PE

线接地。

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要求：需装设单相接地保护。

应用：对连续供电要求较高或对抗电磁干扰要求较高的易燃易暴场所。如矿井、炼钢等

TT系统（三相四线制）

三相四线制中性线直接接地系统

每台设备均经过各自的PE线单独接地。

特点：若设备绝缘破损,就会产出较大的电流，使熔断器、断路器动作。但当接地电阻值较大时，将使设备外露可导电部分带电，漏电电流一般较小，不足以使线路过流保护装置动作，增加了触电危险。 要求：必须装设灵敏的漏电保护装置。 应用：农村用电、老式民居、电子设备。 TN系统

TN-C系统（三相四线制）保护接零

特点：PEN线中可有电流通过，其断线，会造成人身触

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电危险，且会造成有的相电压升高而烧毁单相用电设备。PEN线须连接牢固。 应用：该系统对于单相负荷及三相不平衡负荷的线路，PEN线总有电流流过，其产生的压降，将会呈现在电气设备的金属外壳上，对敏感性电子设备不利。此外，PEN线上微弱的电流在危险的环境中可能引起爆炸。所以有爆炸危险环境不能使用TN-C系统。

TN-S系统（三相五线制）

TN-S系统（三相五线制） 保护单独接地

特点：PE线与N线分开，PE线中没有电流通过，，所

有设备之间不会产生电磁干扰； PE线断线不会使设备外露可导电部分带电，比较安全。

应用：适用于内部设有变电所的建筑物。电子设备、实验场所、新建住房。

TN-C-S系统(即TN-C与TN-S的组合)

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TN-C-S系统(即TN-C与TN-S的组合)

特点：运行方式灵活，兼有TN-C系统和TN-S系统的优

越性，经济实用。

应用：现代企业、民用建筑。 PE与N分开后不能再合并

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