電力系統基礎知識電力系統基礎知識12什么是電力系統？223

電力網：電力系統中各種電壓的變電所及輸配電線路組成的統一體。電力系統：由發電廠中的電氣部分、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一體，稱為電力系統。具體組成如下：發電廠：生產電能。電力網：變換電壓、傳送電能。由變電所和電力線路組成。配電系統：將系統的電能傳輸給電力用戶。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。用電設備：消耗電能。

動力系統：在電力系統的基礎上，把發電廠的動力部分（例如火力發電廠的鍋爐、汽輪機和水力發電廠的水庫、水輪機以及核動力發電廠的反應堆等）包含在內的系統。通常，將發電廠電能送到負荷中心的線路叫輸電線路。負荷中心至各用戶的線路叫配電線路。負荷中心一般設變電站

。3電力網：電力系統中各種電壓的變電所及輸配電線路組成的統一34G~M~M~電力網電力系統動力系統發電廠發電機變電所升壓變壓器輸電線路變電所降壓變壓器用戶用電設備4GMM電力網電力系統動力系統發電廠變電所輸電線路變電所用戶4電氣部分聲明：內部資料請匆轉載電氣的本意就是電，也就是：帶電的、生產和使用電能的，與電相關的。對于電氣部分可以泛泛地理解為：由所有帶電設備及其附屬設備所組成的全部。包括風電場在內的各類發電廠站、實現電壓等級變換和能量輸送的電網、消耗電能的各類設備（用戶或負荷）共同構成了電力系統。電力系統就是用于生產、傳輸、變換、分配和消耗電能的系統。各個環節的帶電部分統稱為其各自的電氣部分。電氣部分聲明：內部資料請匆轉載電氣的本意就是電，也就是：帶5電氣設備電氣設備6電氣設備聲明：內部資料請匆轉載電力系統的生產運行，是通過各種電氣設備來實現的。電氣設備的功能各不相同，分為：一次設備和二次設備。一次設備即生產、變換、輸送、分配和使用電能的設備，有發電機、變壓器、開關設備、輸電線路、接地裝置等。二次設備是指對一次系統進行測量、控制、監視和保護的設備，有互感器、測量儀表、繼電保護等。電氣設備聲明：內部資料請匆轉載電力系統的生產運行，是通過各7一次設備聲明：內部資料請匆轉載①生產和轉換電能的設備發電機－機械能轉換為電能；一次設備聲明：內部資料請匆轉載①生產和轉換電能的設備8一次設備聲明：內部資料請匆轉載①生產和轉換電能的設備發電機－機械能轉換為電能；電動機－電能轉化為機械能；鼠籠型異步電動機一次設備聲明：內部資料請匆轉載①生產和轉換電能的設備鼠籠9一次設備聲明：內部資料請匆轉載①生產和轉換電能的設備發電機－機械能轉換為電能；電動機－電能轉化為機械能；變壓器－電壓升高或降低，滿足輸配電需要。一次設備聲明：內部資料請匆轉載①生產和轉換電能的設備10PicturesofTransformersPicturesofTransformers11PicturesofTransformersPicturesofTransformers12PicturesofTransformersPicturesofTransformers13一次設備聲明：內部資料請匆轉載②接通或斷開電路的開關電器

斷路器－正常時用來接通和斷開負荷電流；

故障時受繼電保護控制，將電路自動斷開。一次設備聲明：內部資料請匆轉載②接通或斷開電路的開關電器14聲明：內部資料請匆轉載少油斷路器聲明：內部資料請匆轉載少油斷路器15罐式及磁柱式SF6斷路器罐式及磁柱式SF6斷路器16一次設備聲明：內部資料請匆轉載②接通或斷開電路的開關電器

斷路器－正常時用來接通和斷開負荷電流；

故障時受繼電保護控制，將電路自動斷開。

隔離開關－將一次設備與帶電部分可靠隔離，沒有滅弧裝置，只有在斷路器斷開后，才能接通和斷開隔離開關。一次設備聲明：內部資料請匆轉載②接通或斷開電路的開關電器17聲明：內部資料請匆轉載低壓真空隔離開關聲明：內部資料請匆轉載低壓真空隔離開關18

19

20一次設備聲明：內部資料請匆轉載②接通或斷開電路的開關電器

斷路器－正常時用來接通和斷開負荷電流；

故障時受繼電保護控制，將電路自動斷開。

隔離開關－將一次設備與帶電部分可靠隔離，沒有滅弧裝置，只有在斷路器斷開后，才能接通和斷開隔離開關。

熔斷器－

接觸器－一次設備聲明：內部資料請匆轉載②接通或斷開電路的開關電器21聲明：內部資料請匆轉載高壓跌落式熔斷器負荷開關及熔斷器聲明：內部資料請匆轉載高壓跌落式熔斷器負荷開關及熔斷器22一次設備聲明：內部資料請匆轉載③

限制故障電流和防御過電壓的電器

電抗器－限制短路電流，維持母線殘壓。

避雷器－防御過電壓。④接地裝置：與地中的接地網相連電力系統中性點的工作接地，保護人身安全的保護接地。一次設備聲明：內部資料請匆轉載③限制故障電流和防御過電壓23一次設備聲明：內部資料請匆轉載⑤載流導體：將電氣設備連接起來分為硬導體和軟導體。一次設備聲明：內部資料請匆轉載⑤載流導體：將電氣設備連接24一次設備聲明：內部資料請匆轉載⑤載流導體：將電氣設備連接起來

母線－匯集和分配電能。一次設備聲明：內部資料請匆轉載⑤載流導體：將電氣設備連接25一次設備聲明：內部資料請匆轉載一次設備聲明：內部資料請匆轉載26一次設備聲明：內部資料請匆轉載⑤載流導體：將電氣設備連接起來

母線－匯集和分配電能。

架空線－終端線、聯絡線。一次設備聲明：內部資料請匆轉載⑤載流導體：將電氣設備連接27電力系統基礎知識專題培訓課件228一次設備聲明：內部資料請匆轉載⑤載流導體：將電氣設備連接起來

母線－匯集和分配電能。

架空線－終端線、聯絡線。

電纜－城市、廠站內部或附近、穿越江河或海峽時使用。一次設備聲明：內部資料請匆轉載⑤載流導體：將電氣設備連接29二次設備聲明：內部資料請匆轉載①儀用互感器：將電路中高電壓或大電流轉換成低電壓、小電流，

供給儀表和保護裝置使用主要是：電壓互感器PT，電流互感器CT

。二次設備聲明：內部資料請匆轉載①儀用互感器：30聲明：內部資料請匆轉載電流互感器電壓互感器聲明：內部資料請匆轉載電流互感器電壓互感器31二次設備聲明：內部資料請匆轉載②測量表計：測量電路中的電氣參數例如：電壓表，電流表，功率因數表。二次設備聲明：內部資料請匆轉載②測量表計：測量電路中的電氣32電力系統基礎知識專題培訓課件233電力系統基礎知識專題培訓課件234二次設備聲明：內部資料請匆轉載③繼電保護及自動裝置：迅速反應不正常情況并進行監控和調節④直流電源設備：供給控制、保護和廠用直流負荷、事故照明例如：直流發電機組，蓄電池組，硅整流設備⑤操作電器、信號設備及控制電纜二次設備聲明：內部資料請匆轉載③繼電保護及自動裝置：35一次系統和二次系統聲明：內部資料請匆轉載一次設備相互連接構成了傳輸能量的一次系統。二次設備相互連接構成了監控保護的二次系統。一次系統和二次系統聲明：內部資料請匆轉載一次設備相互連接構36電氣接線在發電廠和變電站中，根據電氣設備的作用和具體要求，按照一定方式由導體連接形成的傳輸能量（一次部分）和信號（二次部分）的電路，稱為電氣接線。對這個電路的圖形描述被稱為一次接線圖（又稱電氣主接線圖）和二次回路圖。電氣接線在發電廠和變電站中，根據電氣設備的作用和具體要求，按37電氣主接線圖主接線圖是一種單線圖，由規定的電氣設備圖形符號和文字符號組成，按照工作順序排列，詳細表示系統中的全部電氣設備(或成套裝置)及其連接關系。電氣主接線圖主接線圖是一種單線圖，38電氣主接線的圖形符號電氣主接線的圖形符號39（1）最基本的一次設備一次設備的圖形符號（1）最基本的一次設備一次設備的圖形符號40看一個簡化的發電廠電氣系統示意圖

一次設備的圖形符號看一個簡化的發電廠電氣系統示意圖一次設備的圖形符號41（2）開關設備一次設備的圖形符號（2）開關設備一次設備的圖形符號42一次設備的圖形符號變電站的主接線圖

一次設備的圖形符號變電站的主接線圖43（3）防雷和接地設備一次設備的圖形符號（3）防雷和接地設備一次設備的圖形符號44（4）互感器一次設備的圖形符號（4）互感器一次設備的圖形符號45主要電氣一次設備的圖形符號

主要電氣一次設備的圖形符號46風電場電氣部分的構成風電場電氣部分的構成47風電場的電氣部分的構成聲明：內部資料請匆轉載由于風電場自身的電氣特點，風電場電氣部分與常規發電廠站的電氣部分也不盡相同。風電場的電氣部分也是由一次部分和二次部分共同組成，這一點和常規發電廠站是一樣的。二次部分將在后面介紹，這里主要介紹電氣一次系統。風電場的電氣部分的構成聲明：內部資料請匆轉載由于風電場自身48風電場的電氣部分的構成123457689風電場電氣一次系統示意圖1風機葉輪，2傳動裝置，3發電機，4變流器，5機組升壓變壓器，6、升壓站中的配電裝置

7升壓站中的升壓變壓器，8升壓站中的高壓配電裝置，9架空線路風電場的電氣部分的構成123457689風電場電氣一次系統示49風電場的電氣部分的構成聲明：內部資料請匆轉載根據在電能生產過程中的整體功能，風電場電氣一次系統可以分為四個主要部分： 風電機組、 集電系統、 升壓站、 廠用電系統。風電場的電氣部分的構成聲明：內部資料請匆轉載根據在電能生產50風電場的電氣部分的構成聲明：內部資料請匆轉載風電機組，除了風力機和發電機以外，還包括電力電子換流器（有時也稱為變頻器）和對應的機組升壓變壓器。目前，風電場的主流風力發電機本身輸出電壓為690V，經過機組升壓變壓器將電壓升高到10kV或35kV。風電場的電氣部分的構成聲明：內部資料請匆轉載風電機組，除了51風電場的電氣部分的構成聲明：內部資料請匆轉載集電系統將風電機組生產的電能按組收集起來。分組采用位置就近原則，每組風電機組的數目大體相同。同組各臺機組輸出(升壓后)一般可由電纜線路直接并聯，匯集為一條10kV或35kV架空線路輸送到升壓變電站。采用地下電纜還是架空線，還要看風電場的具體情況。風電場的電氣部分的構成聲明：內部資料請匆轉載集電系統將風電52風電場的電氣部分的構成聲明：內部資料請匆轉載升壓變電站的主變壓器將集電系統匯集的電能再次升高。達到一定規模的風電場一般可將電壓升高到110kV或220kV接入電力系統。對于規模更大的風電場，例如百萬千瓦級的特大型風電場，還可能需要進一步升高到500kV或更高。風電場的電氣部分的構成聲明：內部資料請匆轉載升壓變電站的主53風電場的電氣部分的構成聲明：內部資料請匆轉載風電機組發出的電能并不是全都送入電網，有一部分在風電場內部就用掉了。風電場的廠用電，也就是風電場內用電的部分，包括：維持風電場正常運行及安排檢修維護等生產用電，風電場運行維護人員在風電場內的生活用電等。風電場的電氣部分的構成聲明：內部資料請匆轉載風電機組發出的54電氣系統的一些基本概念電氣系統的一些基本概念55電氣主接線圖的作用聲明：內部資料請匆轉載以單線圖的方式詳細地表示電氣設備(或成套裝置)的全部基本組成和連接關系；可表明具體廠站的電能匯集和分配關系及相關運行方式。現代電力系統是三相交流電力系統，而電氣主接線圖主要是以單相圖的形式來表征三相電路；對于某些需要表示接線特征的設備則要表示其三相特征，比如：變壓器、電壓互感器和電流互感器等。電氣主接線圖的作用聲明：內部資料請匆轉載以單線圖的方式詳細56電源和負荷聲明：內部資料請匆轉載電源是提供電能的電氣部分；負荷是接受電能的電氣部分。風電場中，風電機組是電源，升壓變壓器是它的負荷。通常認為相對于需要分析的具體電氣設備，能為其提供電能的相關設備即為其電源。注意：電源和負荷是相對的概念。同一條線路，在作不同的分析時，可能是負荷的電源，也可能是電源的負荷。在分析主接線時，要將它們看作是帶電的。發電機、變壓器、線路都有可能作為電源。電源和負荷聲明：內部資料請匆轉載電源是提供電能的電氣部分；57電源和負荷聲明：內部資料請匆轉載向負荷可靠供電是電力系統的首要要求，由于不同負荷斷電后在政治、經濟上所造成的損失或影響程度不同，可將電力負荷分為不同等級。不同的電力負荷，所要求的供電可靠性不同，因而對供電電源的要求也不同。電源和負荷聲明：內部資料請匆轉載向負荷可靠供電是電力系統的58設備的工作狀態聲明：內部資料請匆轉載安裝使用的電氣設備，有四種工作狀態：運行狀態：電氣設備的斷路器、隔離開關都在合閘位置；熱備用狀態：設備只斷開斷路器而隔離開關仍在合