电力系统基础知识n

电力系统构成一个完整的电力系统由分布各地的各种类型的发电厂、升压和降压变电所、输电线路及电力用户组成，它们分别完成电能的生产、电压变换、电能的输配及使用。电力系统构成系统示意图发电厂升压变电站输电线路降压变电站电力用户发电厂火力发电厂焚烧发电厂风力发电厂2005年发电容量占比发电装机容量一、截至2007年底，我国电力装机容量达到7.13亿千瓦二、2007年全国水电、火电装机容量均保持超过10%的增长，目前分别达到1.45亿千瓦和5.54亿千瓦。而风电并网生产的装机总容量则实现翻番，达到403万千瓦。

变电站升压变电站降压变电站变电站主要设备：主变压器、断路器、母线、隔离开关、电容器、互感器、继电保护装置10kV配电系统产品运行图解10kV1#进线

10kV2#进线户外环网柜2#环网柜环网柜负荷开关电缆分接箱柱上真空断路器380V380V户内环网柜户外冷缩电缆附件冷缩中间头负荷开关电缆分接箱断路器电缆分接箱欧式电缆分接箱美式电缆分接箱欧式箱变美式箱变美式电缆接头欧式电缆接头电力网额定电压及电压等级

电网电压是有等级的，电网的额定电压等级是根据国民经济发展的需要、技术经济的合理性以及电气设备的制造水平等因素，经全面分析论证，由国家统一制定和颁布的。我国交流电力网和电气设备的额定电压低压：0.22kV、0.4kV.3.6kV

中压：7.2kV、12kV、24kV、40.5kV、72.5kV

高压：126kV、252kV、363kV、550kV

超高压：800kV、1100kV

供电质量的主要指标

决定用户供电质量的指标为电压、频率和可靠性电压偏差：电压偏差是指电网实际电压与额定电压之差，实际电压偏高或偏低对用电设备的良好运行都有影响。电压波动和闪变：电网电压随时间的变化称为电压波动，由电压波动引起的灯光闪烁对人眼脑的刺激效应称为电压闪变。当电弧炉等大容量冲击性负荷运行时，剧烈变化的负荷电流将引起线路压降的变化，从而导致电网发生电压波动。三相不对称：三相电压不对称指三个相电压的幅值和相位关系上存在偏差。三相不对称主要由系统运行参数不对称、三相用电负荷不对称等因素引起。供电系统的不对称运行，对用电设备及供配电系统都有危害，低压系统的不对称运行还会导致中性点偏移，从而危及人身和设备安全。电网频率交流电压（电流）的波形应为较严格的正弦波。电力系统频率为50HZ。用户供电系统的电压频率是由电力系统保证的。我国国标规定，电力系统正常频率偏差允许值为±0.2Hz，当系统容量较小时，偏差值可以放到±0.5Hz。高次谐波：当电网电压波形发生非正弦畸变时，电压中出现高次谐波。高次谐波的产生，除电力系统自身背景谐波外，在用户方面主要由大功率变流设备、电弧炉等非线性用电设备所引起。高次谐波的存在降导致供电系统能耗增大、电气设备绝缘老化加快，并且干扰自动化装置和通信设施的正常工作。

电网可靠性

可靠性即根据用电负荷的性质和突然中断其供电在政治或经济上造成损失和影响的程度，对用电设备提出的不允许中断供电的要求。按照供电可靠性要求，用电负荷分为下列三级：（1）一级负荷：突然停电将造成人身伤亡，或在经济上造成重大损失，或在政治上造成重大不良影响者。如重要交通和通信枢纽用电负荷、重点企业中的重大设备和连续生产线、政治和外事活动中心等。（2）二级负荷：突然停电将在经济上造成较大损失，或在政治上造成不良影响者。如突然停电将造成主要设备损坏或大量产品报废或大量减产的工厂用电负荷，交通和通信枢纽用电负荷，大量人员集中的公共场所等。（3）三级负荷：不属于一级和二级负荷者。电力系统有功功率和无功功率

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。有功功率的符号用P表示，单位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功，而是转变为其他形式的能量。比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。由于它不对外做功，才被称之为“无功”。无功功率的符号用Q表示，单位为乏(Var)或千乏(kVar)。功率因数

功率因数电网中的电力负荷如电动机、变压器等，属于既有电阻又有电感的电感性负载。电感性负载的电压和电流的相量间存在着一个相位差，通常用相位角φ的余弦cosφ来表示。cosφ称为功率因数，又叫力率。功率因数是反映电力用户用电设备合理使用状况、电能利用程度和用电三相功率因数的计算公式为：P＝√3UIcosφ，Q＝√3UIsinφ，S=√3UI

式中cosφ——功率因数；P——有功功率，kW；Q——无功功率,kVar；S——视在功率,kVA；U——用电设备的额定无功补偿概念电网中有有功功率和无功功率减少线路中无功功率，可降低损耗，提高电压和送电能力无功功率补偿装置在供电系统中所承担的作用是供给无功功率，提高电网的功率因数，降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境无功补偿示意图PQ1WBQ2WBQ3-Q2Q4Q5-Q4补偿容量计算