一、電力系統簡述

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。

1.1電力網—按電壓等級分類：

低壓網：電壓等級在1kV以下；

中壓網：1～10kV；

高壓網：高于10kV、低于330kV；

超高壓網：低于750kV；

特高壓網：1000kV及以上。

電力網：按電壓等級的高低、供電范圍的大小的分類

地方電力網：電壓等級在35kV及以下，供電半徑在20~50km以內

區域電力網：電壓等級在35kV以上（一般為110kV~220kV），供電半徑超過50km，聯系較多發電廠的網絡

超高壓遠距離輸電網：電壓等級為330kV~500kV的網絡，其主要任務是把遠處發電廠生產的電能輸送到負荷中心，同時還聯系若干區域電力網形成跨省、跨地區的大型電力系統

1.2變電所—按其在電力系統中的地位分類

樞紐變電所；中間變電所；地區變電所；終端電站所：

1.3對電力系統運行的基本要求如下：

（1）保證供電可靠性

（2）保證電能質量

（3）提高電力系統運行的經濟性

（4）環境保護問題

1.4電壓質量標準

1.5頻率：

額定頻率：50Hz（國外：50 或 60Hz）

頻率偏差：±0.2Hz（≥3000MW系統）

±0.5Hz（＜3000MW系統）

國外：±(0.1~0.2)Hz 或 ±0.5Hz

1.6波形：

質量標準：正弦波電壓和電流

諧波的危害與抑制：對于電網、電力設備、通訊都會產生負面影響；

1.7額定電壓

額定電壓是由國家規定的一種標準電壓，是電氣設備設計時所依據的電壓值。在這一電壓下工作時，電氣設備的技術經濟性能指標能夠達到最佳狀態，保證長期可靠運行。

1.8電力系統的額定電壓及電壓等級

我國規定的額定電壓按電壓高低及使用范圍可分為三類：

第一類指100V及其以下的額定電壓。主要用于安全動力、照明、蓄電池及特殊設備。

第二類指100～1000V之間的額定電壓，其應用最廣、數量最多。

第三類指1000V及其以上電壓等級。電力系統的發、供、輸、配、用電都采用該電壓等 級。

二、變電站的一次設備及主接線

2.1輸變電設備包括

變換電壓的設備：如變壓器。

接通和開斷電路的開關電器：如斷路器，隔離開關，熔斷器等。

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。

無功補償設備：如電力電容器，同步調相機，靜止補償器。

載流導體：如母線，引線，電纜，架空線。

接地裝置；如變壓器中性點接地、設備外殼接地、防雷接地等。

2.2電氣主接線

發電廠和變電所中的一次設備，按照一定規律連接而成的電路，也稱電氣一次接線或一次系統。

2.3 輸電線路

1）開關電器

高壓斷路器的基本參數

額定開斷電流INbr、全開斷時間tab、合閘時間ton

額定動穩定電流（峰值）ies、熱穩定電流It、自動重合閘性能

2）電流互感器

運行特點：二次繞組不能開路

二次接線：單相接線；星形接線；不完全星形接線

3）電壓互感器

運行特點：二次繞組不能短路

接線方式：

2.4 電力系統接線和輸變電網絡接線

1）電力系統接線

地理接線圖：表明各發電廠、變電所的相對地理位置和它們之間的聯接關系

電氣接線圖：表明電力系統中各主要元部件之間和廠所之間的電氣聯接關系

2）輸變電網絡接線

無備用：單回路放射式、干線式和鏈式網絡等，每一負荷只能靠一條線路獲得電能，又稱開式網絡。

有備用：雙回路式、單環式、雙環式和兩端供電式等，每一個負荷點至少可以通過兩條線路從不同方向取得電能，又稱閉式網絡。

2.5 電氣主接線的基本接線形式

有匯流母線：單母線、單母線分段，雙母線，雙母線分段；增設旁路母線或旁路隔離開關，一倍半斷路器接線，變壓器母線組接線等。

無匯流母線：單元接線、橋形接線、角形接線等。

幾個基本概念：

匯流母線：起匯集和分配電能的作用，也稱匯流排。

進、出線：進線指電源，出線指線路。

斷路器、隔離開關（母線、線路）、接地刀閘：

三、變電站的一次接線

一次設備及一次系統

一次設備有：發電機、變壓器、斷路器、隔離開關、電抗器、電力電纜以及母線、輸電線路等。

由這些設備按一定規律相互連接構成的電路稱為一次接線或一次系統，它是發電、輸變電和配電的主體。

3.1單母線接線

1）特點

簡單、清晰、設備少。

當母線故障或檢修或母線隔離開關檢修時，整個系數全部停電。

斷路器檢修期間也必須停止該回路的供電。

2）適用范圍

單電源的發電廠和變電所，且出線回路數少，用戶對供電可靠性要求不高的場合。

3.2單母線分段連接

1）特點

減少母線故障或檢修時的停電范圍。

斷路器檢修期間必須停止該回路的供電。

母線分段的數目，通常以2～3分段為宜，分段太多增加了分段斷路器。

2）適用范圍

6~10kV配電裝置出線6回及以上；

35kV出線數為4~8回；

110220kV出線數為34回。

3.3單母線分段加裝旁路母線接線

1）旁路母線的作用

不停電檢修進出線斷路器。

2）操作方式（檢修QF4，且WL4不停電）

如A、B段經QF1和QS1、QS2并列運行，則閉合QS5斷開QF1→斷開QS1→閉合QS3→閉合QF1使W3帶電（不要首先閉合QS8）。此時若W3隱含故障，則由繼電保護裝置動作斷開QF1。

若W3充電正常，操作可以繼續進行：→合上QS8→斷開QF4。這時WL4由母線B→QS2→QF1→QS3→W3→QS8→WL4供電。并由QF1替代斷路器QF4。

QF4檢修前，應把QS6、QS7斷開。

QF4檢修前，應把QS6、QS7斷開。

3）適用范圍

中小型發電廠和35~110kV的變電所。

3.4雙母線接線

1）接線圖

具有兩組母線W1，W2。每一回路經一臺斷路器和兩組隔離開關分別與兩組母線連接，母線之間通過母線聯絡斷路器QF（簡稱母聯）連接。

2）運行方式

母聯QF斷開，一組母線工作，另一組母線備用，全部進出線接于運行母線上。

母聯QF斷開，進出線分別接于兩組母線，兩組母線分裂運行。

母聯QF閉合，電源和饋線平均分配在兩組母線上。

3）優點

檢修一組母線，可使回路供電不中斷；一組母線故障，部分進出線會暫時停電。

供電可靠，調度靈活，又便于擴建。

3.5雙母線帶旁路母線接線

雙母線帶旁路接線就是在雙母線接線的基礎上，增設旁路母線。其特點是具有雙母線接線的優點，當線路（主變壓器）斷路器檢修時，仍有繼續供電，但旁路的倒換操作比較復雜，增加了誤操作的機會，也使保護及自動化系統復雜化，投資費用較大，一般為了節省斷路器及設備間隔，當出線達到5個回路以上時，才增設專用的旁路斷路器，出線少于5個回路時，則采用母聯兼旁路或旁路兼母聯的接線方式。

3.6一個半斷路器接線

1）接線圖

在母線W1，W2之間，每串接有三臺斷路器，兩條回路，每二臺斷路器之間引出一回線，故稱為一臺半斷路器接線，又稱二分之三接線。

2）特點

具有較高的供電可靠性及運行靈活性。

母線故障，只跳開與此母線相連的斷路器，任何回路不停電。

隔離開關不作操作電器，減少了誤操作的幾率。

使用設備較多，投資較大，二次控制接線和繼電保護配置也比較復雜。

3）適用范圍

大型電廠和變電所的超高壓配電裝置。