一、電力系統(tǒng)與電力網(wǎng)

1、電力系統(tǒng)

由發(fā)電廠的發(fā)電部分、輸配電線路、變配電所，以及用戶的各種用電設(shè)備所組成的整體，稱為電力系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱系統(tǒng)。

現(xiàn)代化電力系統(tǒng)規(guī)模一般較大，通常把許多不在一地的發(fā)電廠并列起來(lái)，連成較大的電力系統(tǒng)，可以充分發(fā)揮系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，提高發(fā)、供電的經(jīng)濟(jì)效益。大型電力系統(tǒng)在技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）提高供電可靠性；

2）減少系統(tǒng)備用容量；

3）便于發(fā)展大型機(jī)組及利用大型動(dòng)力資源，特別是充分發(fā)揮水力發(fā)電廠電能生產(chǎn)成本低的優(yōu)越性；

4）通過(guò)合理分配負(fù)荷可以降低系統(tǒng)的高峰負(fù)荷，提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性；

5）提高供電質(zhì)量。

2、電力網(wǎng)

不同電壓等級(jí)的電力線路和變配電所組成的網(wǎng)絡(luò)叫電力網(wǎng)，簡(jiǎn)稱電網(wǎng)。電網(wǎng)是電力系統(tǒng)的重要組成部分，擔(dān)負(fù)著輸電、變電與配電（統(tǒng)稱供電）的任務(wù)。電力網(wǎng)按其在電力系統(tǒng)中的作用不同，分為輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)。

1）輸電網(wǎng)

輸電網(wǎng)是以高電壓甚至超高電壓將發(fā)電廠、變電所或變電所之間連接起來(lái)的送電網(wǎng)絡(luò)，是電力網(wǎng)中的主網(wǎng)架。輸電網(wǎng)的電壓一般在35kV及以上，330kV及以上稱為超高壓輸電線路。

2）配電網(wǎng)

直接將電能送到用戶去的網(wǎng)絡(luò)，稱為配電網(wǎng)。配電網(wǎng)的電壓根據(jù)用戶負(fù)荷情況和供電要求而定。

（1）高壓配電網(wǎng)

一般指 35kV、110kV及以上電壓。

（2）中壓配電網(wǎng)

一般指20kV、10kV、6kV、3kV 電壓。

（3）低壓配電網(wǎng)

低壓配電網(wǎng)通常又稱為二次配電網(wǎng)，一般指220V、400V電壓。

二、電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)

1、電能的生產(chǎn)和使用同時(shí)完成

電能的生產(chǎn)、輸送和使用處于一種動(dòng)態(tài)的平衡狀態(tài)，若供用電出現(xiàn)不平衡，系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性就會(huì)被破壞。

2、過(guò)渡過(guò)程迅速

電能以電磁波形式傳播，有極高的傳輸速度，電力系統(tǒng)中的過(guò)渡過(guò)程非常迅速。

3、地區(qū)性突出

我國(guó)地域遼闊，自然資源分布很廣，使電能結(jié)構(gòu)有很強(qiáng)的地域特點(diǎn)。

4、與國(guó)民經(jīng)濟(jì)關(guān)系密切

電能為國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)提供動(dòng)力，也是人們物質(zhì)文化生活現(xiàn)代化的基礎(chǔ)。

三、電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求

電力系統(tǒng)的基本任務(wù)是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活提供充足、可靠、經(jīng)濟(jì)且質(zhì)量好的電能，這是對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行的最基本要求。

1、保證供電的可靠性

保證供電的可靠性是對(duì)電力系統(tǒng)最基本的要求。不同的用戶對(duì)供電可靠性的要求也不一樣。根據(jù)用戶負(fù)荷性質(zhì)和中斷供電在經(jīng)濟(jì)、政治上所造成的損失和影響程度，用戶負(fù)荷分為三類。

1）一類負(fù)荷

指突然中斷供電，將會(huì)造成火災(zāi)、爆炸、中毒而導(dǎo)致人身傷亡或重大設(shè)備損壞，使國(guó)民經(jīng)濟(jì)中重點(diǎn)企業(yè)的連續(xù)生產(chǎn)被打亂而需要長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)；中斷供電影響到重大政治、經(jīng)濟(jì)意義的用電單位的正常工作，如重要的鐵路樞紐，重要的通信樞紐，重要賓館及經(jīng)常用于國(guó)際活動(dòng)的大量人員集中的公共場(chǎng)所等，這些用電單位的重要電力負(fù)荷屬于一類負(fù)荷。

在一類用電負(fù)荷中，當(dāng)中斷供電將發(fā)生中毒、 爆炸和火災(zāi)等情況的負(fù)荷，以及特別重要場(chǎng)所的不允許中斷供電的負(fù)荷，稱為特別重要的負(fù)荷。一類負(fù)荷應(yīng)由兩個(gè)獨(dú)立的電源供電，特別重要的一類負(fù)荷，兩個(gè)獨(dú)立電源應(yīng)來(lái)自不同的地點(diǎn)，保證發(fā)生故障時(shí)兩個(gè)獨(dú)立電源互不受影響。

2）二類負(fù)荷

指突然中斷供電將在政治、經(jīng)濟(jì)上造成較大損失，如主要設(shè)備的損壞，大量產(chǎn)品報(bào)廢，連續(xù)生產(chǎn)過(guò)程被打亂而需要較長(zhǎng)時(shí)間才能恢復(fù)，重點(diǎn)企業(yè)大量減產(chǎn)等；中斷供電將影響重要單位的正常工作，如在企業(yè)中占比例最大的化工廠連續(xù)性生產(chǎn)的大部分負(fù)荷，以及大型影劇院、大型商場(chǎng)等大量人員集中的重要的公共場(chǎng)所等，這些單位的負(fù)荷都屬于二類負(fù)荷。

二類負(fù)荷的供電系統(tǒng)，應(yīng)盡量做到發(fā)生故障時(shí)不致中斷供電，或中斷供電后能迅速恢復(fù)，應(yīng)由雙回路供電，且應(yīng)盡可能引自不同的變壓器和母線段。

3）三類負(fù)荷

指突然中斷供電后影響不大，以及所有不屬于一類負(fù)荷和二類負(fù)荷的其他用電負(fù)荷。三類負(fù)荷對(duì)供電的連續(xù)性沒(méi)有特殊要求，可由單回路供電。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，如出現(xiàn)電力不足，應(yīng)首先考慮切除三類負(fù)荷，以保證一、二類負(fù)荷的供電。

2、保證供電有良好的質(zhì)量

電力系統(tǒng)只有保證供電有良好的質(zhì)量才能保證產(chǎn)品質(zhì)量，才能保證設(shè)備和人身的安全。供電質(zhì)量的指標(biāo)以電壓、頻率和波形來(lái)衡量。

3、保證運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性

電力系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)考慮經(jīng)濟(jì)性，使運(yùn)行費(fèi)用下降，如降低煤耗，減少?gòu)S用電的用電量，減少線損等。

四、電力系統(tǒng)的電壓等級(jí)

1、劃分交流電高、低壓的標(biāo)準(zhǔn)

1）以250V作為劃分標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)備對(duì)地電壓大于250V的稱為高壓；設(shè)備對(duì)地電壓在250Ⅴ及以下者稱為低壓。

2）以1kV作為劃分標(biāo)準(zhǔn)

電壓超過(guò)1KV稱為高壓；電壓為1kV及以下者稱為低壓。

2、超高壓和安全電壓的規(guī)定

1）超高壓

規(guī)定330KV及以上的電壓為超高壓。

2）安全電壓

我國(guó)安全電壓等級(jí)為42V、36Ⅴ、24V、12Ⅴ、6V。一般情況下，人體的電阻可按1000Ω～2000Ω計(jì)，保守可按800Ω計(jì)。實(shí)驗(yàn)證明人體允許通過(guò)的工頻電流極限為50mA。依據(jù)歐姆定律：U=IR=0.05x800=40（V）得知人體所允許承受的最大工頻電壓極限為40V。

3、電力系統(tǒng)的額定電壓等級(jí)

電力系統(tǒng)的額定電壓等級(jí)由國(guó)家制定頒布，中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)額定電壓如下表所示。

電氣設(shè)備在額定電壓下運(yùn)行時(shí)，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能最好，也安全可靠。由于有了統(tǒng)一的額定電壓標(biāo)準(zhǔn)，電力工業(yè)、電工制造業(yè)等行業(yè)才能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和統(tǒng)一化。

1）用電設(shè)備的額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓一致

由輸電線路和變壓器等元件上產(chǎn)生的電壓損失造成各點(diǎn)實(shí)際電壓偏離額定值，一般取線路的平均電壓為用電設(shè)備的額定電壓。國(guó)家規(guī)定在用戶處的電壓偏移不得超過(guò)±5%，這樣線路正常運(yùn)行時(shí)，電壓偏移不會(huì)超過(guò)10%，即線路首端電壓不超過(guò)額定電壓的+5%，末端電壓不低于額定電壓的-5%，就能滿足用電設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。

2）發(fā)電機(jī)的額定電壓

發(fā)電機(jī)在電網(wǎng)首端，其額定電壓比同級(jí)電網(wǎng)額定電壓高5%，用于補(bǔ)償電網(wǎng)上的電壓損失。

3、變壓器的額定電壓

變壓器的額定電壓分為一次繞組額定電壓和二次繞組額定電壓。

（1）一次繞組額定電壓

當(dāng)變壓器接于電網(wǎng)首端與發(fā)電機(jī)引出端相連時(shí)，其一次繞組的額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)額定電壓相同；當(dāng)變壓器接于電網(wǎng)末端時(shí)，其性質(zhì)等同于電網(wǎng)的一個(gè)負(fù)荷，一般為降壓變壓器，其一次繞組的額定電壓應(yīng)與同級(jí)電網(wǎng)的額定電壓一致。

（2）二次繞組額定電壓

變壓器二次繞組額定電壓是繞組的空載電壓，當(dāng)變壓器為額定負(fù)載時(shí)，繞組阻抗所造成的電壓損失約為5%。變壓器二次側(cè)向負(fù)荷供電，相當(dāng)于電源的作用，其額定電壓應(yīng)比同級(jí)電網(wǎng)額定電壓高5%。考慮這兩個(gè)因素，二次繞組額定電壓應(yīng)比同級(jí)電網(wǎng)額定電壓高10%。但當(dāng)二次輸電距離較短，或變壓器本身繞組阻抗較小時(shí)，二次繞組的額定電壓也可以只比同級(jí)電網(wǎng)電壓高5%。

五、電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量

供電質(zhì)量是指電能質(zhì)量與供電可靠性。供電質(zhì)量不合格，會(huì)使用電設(shè)備的性能惡化，如設(shè)備運(yùn)行效率和功率因數(shù)下降，電能損耗增加，使用壽命縮短；會(huì)使自動(dòng)裝置或電子設(shè)備工作失常；會(huì)使生產(chǎn)機(jī)械效率下降，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量不合格。嚴(yán)重時(shí)會(huì)使產(chǎn)品大量報(bào)廢，甚至危及設(shè)備或人身安全。

1、電能質(zhì)量指標(biāo)

電力系統(tǒng)電能質(zhì)量的指標(biāo)是電壓、波形和頻率。

1）電壓質(zhì)量

電壓質(zhì)量對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行，降低線路損耗，保證生產(chǎn)的安全與正常進(jìn)行，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低單耗等有著直接影響。電壓質(zhì)量既有數(shù)值上的要求，也有波形與對(duì)稱性方面的要求。電力系統(tǒng)理想的電壓應(yīng)該是幅值始終為額定值的三相對(duì)稱正弦波電壓，波形中所含任一高次諧波的瞬時(shí)值不應(yīng)超過(guò)同相基波電壓瞬時(shí)值的1.5%～5%。此外，三相之間還要求互相對(duì)稱，否則便會(huì)含負(fù)序與零序分量。但由于電力系統(tǒng)中存在阻抗及用電負(fù)荷的變化、用電負(fù)荷的不同性質(zhì)和不同的特點(diǎn)，造成了實(shí)際電壓在幅值、波形和對(duì)稱性上與理想電壓之間的偏差。電壓的質(zhì)量是按照國(guó)家制定的標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，通過(guò)對(duì)電壓的偏移、波動(dòng)和波形的質(zhì)量指標(biāo)評(píng)估得出的。

（1）電壓偏移

電壓偏移是指電網(wǎng)實(shí)際電壓與額定電壓之差，也稱電壓損失。

①電壓偏移的規(guī)定

電壓偏移通常用其是額定電壓的百分之多少表示。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，用戶受電端的電壓變動(dòng)幅度應(yīng)不超過(guò)額定電壓的百分?jǐn)?shù)是：

a、35kV及以上供電和對(duì)電壓質(zhì)量有特殊要求的用戶電壓偏移為±5%；

b、10kV及以下高壓供電和低壓電力用戶電壓偏移為±7%；

c、低壓照明用戶電壓偏移為+5%～-10%。

②電壓偏移的影響

電壓偏移對(duì)運(yùn)行中的用電設(shè)備會(huì)造成不良的影響。以電動(dòng)機(jī)為例，當(dāng)電壓降低時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩隨電壓的平方成比例下降。例如電壓降低20%，轉(zhuǎn)矩會(huì)降低36%，電流會(huì)增加20%~35%，造成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低而可能導(dǎo)致工廠廢品產(chǎn)生，溫度升高使電動(dòng)機(jī)線圈過(guò)熱，絕緣加速老化，甚至燒毀電機(jī)；當(dāng)電壓過(guò)高時(shí)，電動(dòng)機(jī)鐵芯會(huì)出現(xiàn)飽和，激磁電流增大，鐵損增大，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過(guò)熱，效率降低，運(yùn)行性能變壞，甚至燒毀電動(dòng)機(jī)。

③減少電壓偏移的主要措施

a、合理減少系統(tǒng)的阻抗，增大導(dǎo)線或電纜的截面；

b、減少系統(tǒng)的變壓級(jí)數(shù)，盡量保持系統(tǒng)三相負(fù)荷平衡；

c、高壓線深入負(fù)荷中心，多回路并聯(lián)供電；

d、采用有載或無(wú)載調(diào)壓變壓器，直接對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整；

e、對(duì)功率因數(shù)低，帶有沖擊性負(fù)載的線路，采用無(wú)功功率補(bǔ)償裝置。

（2）電壓波動(dòng)

電壓波動(dòng)是指電壓在系統(tǒng)電網(wǎng)中做快速、短時(shí)的變化。變化更為劇烈的電壓波動(dòng)稱為電壓閃變。

①電壓波動(dòng)的原因

電壓波動(dòng)主要是由于用戶負(fù)荷的劇烈變化所引起的。由于電力系統(tǒng)中沖擊性負(fù)荷的作用，如大型電動(dòng)機(jī)的啟停、電弧爐熔化期的工作短路等，都使電網(wǎng)在某一時(shí)期內(nèi)電壓急劇變化而偏離額定值，從而引起電壓波動(dòng)。

②電壓波動(dòng)的規(guī)定

電壓波動(dòng)程度用電壓在變化中相繼出現(xiàn)的最大值和最小值之差是額定電壓的百分之多少表示。中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電壓波動(dòng)允許值為：

a、10kV及以下電壓波動(dòng)允許值2.5%；

b、35～110kV電壓波動(dòng)允許值2%；

c、220kV及以上電壓允許波動(dòng)值1.6%。

③抑制或減少電壓波動(dòng)的主要措施

a、采用合理的結(jié)線方式；

b、對(duì)負(fù)荷變化劇烈的大型設(shè)備，采用專用線或?qū)Ｓ米儔浩鞴╇姡?/p>

c、提高供電電壓等級(jí)，減少電壓損失。

d、增大供電系統(tǒng)容量，減少系統(tǒng)阻抗；

e、電壓波動(dòng)嚴(yán)重時(shí)減少甚至切除引起電壓波動(dòng)的負(fù)荷；

f、采用靜止無(wú)功功率補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償，以減少無(wú)功功率沖擊引起的電壓閃變。

2）波形質(zhì)量

理想的電能應(yīng)該是完美對(duì)稱的正弦波。一些因素會(huì)使波形偏離對(duì)稱正弦，由此便產(chǎn)生了電能質(zhì)量問(wèn)題。一方面我們研究存在哪些影響因素會(huì)導(dǎo)致電能質(zhì)量問(wèn)題，另一方面我們研究這些因素會(huì)導(dǎo)致哪些方面的問(wèn)題。

（1）波形畸變率

正弦交流電的波形一般以波形畸變率來(lái)衡量。波形畸變率是指各次諧波有效值平方和的方根值與基波有效值的百分比。

（2）波形畸變的主要原因

電力系統(tǒng)中存在大量非線性阻抗的供用電設(shè)備會(huì)產(chǎn)生諧波，如晶閘管整流裝置、變頻調(diào)速裝置、電弧爐、電抗器、變壓器等都是諧波源。

（3）諧波的危害

諧波電氣設(shè)備接入電網(wǎng)后，向電網(wǎng)注入諧波電流，在電氣設(shè)備上產(chǎn)生諧波電壓，引起設(shè)備損耗增加，造成局部過(guò)熱，使電機(jī)機(jī)械振動(dòng)增加，噪聲增強(qiáng)；對(duì)電子元件及自動(dòng)裝置、測(cè)量元件產(chǎn)生干擾，引起工作失常；對(duì)電視和廣播產(chǎn)生干擾，圖像和通信質(zhì)量下降。

（4）抑制高次諧波的主要措施

①限制接入系統(tǒng)的變流設(shè)備及交流調(diào)壓設(shè)備的容量，提高供電電壓或單獨(dú)供電等；

②在技術(shù)上采取增加整流器的相數(shù)，對(duì)整流變壓器采用Y，d或D，Y結(jié)線，裝設(shè)分流的無(wú)源濾波器，消除和吸收一些高次諧波；

③對(duì)大型的非線性設(shè)備裝設(shè)靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置，以吸收其產(chǎn)生的無(wú)功功率；

④采用有源交流濾波裝置，即諧波抵消裝置，產(chǎn)生與諧波源相反的高次諧波電流，提供給負(fù)荷，抵消高次諧波。

3）頻率質(zhì)量

（1）頻率的規(guī)定

我國(guó)規(guī)定電力系統(tǒng)交流電頻率的額定值是50Hz，常稱工頻。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)交流電頻率的允許變化范圍是：

①電力系統(tǒng)正常頻率偏差允許值為±0.2Hz（49.8Hz～50.2Hz）；

②當(dāng)系統(tǒng)容量較小時(shí)，頻率偏差可以放寬到±0.5Hz。

（2）頻率偏離的影響

電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速隨著頻率變化，頻率偏移將影響產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，頻率偏離還會(huì)造成電子設(shè)備誤動(dòng)，信號(hào)誤傳等。頻率急劇下降，有可能使整個(gè)電力系統(tǒng)崩潰。

（3）保證頻率質(zhì)量的措施

要達(dá)到頻率的質(zhì)量指標(biāo)，首先要做到電源與負(fù)荷間的有功功率平衡，當(dāng)供用電系統(tǒng)有功負(fù)荷不平衡時(shí)，可以切除些次要負(fù)荷，保持有功功率平衡。發(fā)生頻率偏差時(shí)，可采用調(diào)頻裝置調(diào)頻。

2、供電可靠性

供電可靠性是對(duì)持續(xù)供電能力的量度。因突然停電或經(jīng)常停電而導(dǎo)致的停工、停產(chǎn)、產(chǎn)品報(bào)廢、設(shè)備損壞，甚至造成電氣火災(zāi)或人員傷亡等惡性事故，會(huì)給各類用電單位帶來(lái)很大的損失。所以供電可靠性顯然是供電質(zhì)量的重要指標(biāo)。

1）供電可靠率

供電可靠性常用供電可靠率來(lái)衡量。供電可靠率是指在某一統(tǒng)計(jì)期內(nèi)，供電部門(mén)對(duì)用戶的實(shí)際供電時(shí)間與本統(tǒng)計(jì)期全部時(shí)間的百分比。實(shí)際供電時(shí)間等于統(tǒng)計(jì)期內(nèi)總時(shí)間減去停電時(shí)間。停電時(shí)間應(yīng)包括事故停電、臨時(shí)性停電及計(jì)劃?rùn)z修停電時(shí)間。

2）提高供電可靠性的措施

（1）盡可能采用可靠性高的電氣設(shè)備，采用前必須進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)。

（2）在保證系統(tǒng)預(yù)定功能的前提下，盡量降低系統(tǒng)的復(fù)雜程度。

（3）根據(jù)用電負(fù)荷的級(jí)別確定工作貯備，包括明備用與暗備用。

（4）加強(qiáng)維護(hù)工作，定期更換舊元件，使系統(tǒng)始終處在完成預(yù)定功能的良好狀態(tài)。

（5）加強(qiáng)修理工作，系統(tǒng)中重要環(huán)節(jié)的設(shè)備與元件應(yīng)按時(shí)檢修，保證其性能完好。

（6）重視管理工作，對(duì)電力系統(tǒng)應(yīng)堅(jiān)持設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、使用三方信息交流；對(duì)生產(chǎn)及使用人員應(yīng)進(jìn)行可靠性工程的宣傳教育；此外，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員要加強(qiáng)嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程方面的教育，防止人為故障的發(fā)生。

六、電力系統(tǒng)的結(jié)線方式

電力系統(tǒng)的結(jié)線方式對(duì)電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全及系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性影響很大。在選擇電力系統(tǒng)的結(jié)線方式時(shí)，應(yīng)考慮使系統(tǒng)接線緊湊、簡(jiǎn)明，線路盡量深入負(fù)荷中心，簡(jiǎn)化電壓等級(jí)，保證操作人員安全。同時(shí)，系統(tǒng)的調(diào)度、操作要靈活、方便、可靠，結(jié)線投資及運(yùn)行費(fèi)用要少。電力系統(tǒng)的結(jié)線方式一般分為開(kāi)式電力網(wǎng)和閉式電力網(wǎng)兩類。

1、開(kāi)式電力網(wǎng)

由一端電源向用戶供電的電力網(wǎng)叫開(kāi)式電力網(wǎng)或單端電源電力網(wǎng)。開(kāi)式電力網(wǎng)結(jié)線方式簡(jiǎn)單，運(yùn)行方式經(jīng)濟(jì)，但其可靠性較低，不適用于向一級(jí)負(fù)荷供電，但依靠自動(dòng)裝置與繼電保護(hù)的配合可以向二級(jí)負(fù)荷供電。

如上圖所示，開(kāi)式電力網(wǎng)的結(jié)線方式有放射式、干線式、鏈?zhǔn)胶蜆?shù)枝式。放射式結(jié)線的優(yōu)點(diǎn)是各放射線路互不影響，供電較可靠，并能保證電壓質(zhì)量，但用線較多，該結(jié)線方式一般用于向容量較大的三級(jí)負(fù)荷或一般的二級(jí)負(fù)荷供電；干線式、鏈?zhǔn)健?shù)枝式結(jié)線方式的可靠性不如放射式結(jié)線好，但用線較少。如在干線或分支線上適當(dāng)?shù)胤郊友b開(kāi)關(guān)，也可以提高這種結(jié)線方式的可靠性和靈活性。

2、閉式電力網(wǎng)

由兩條或多條電源線路向用戶供電的電力網(wǎng)叫閉式電力網(wǎng)。閉式電力網(wǎng)供電可靠性高，適用于向一級(jí)負(fù)荷的用戶供電。

多端供電式有多個(gè)電源，可靠性高，線路運(yùn)行、檢修靈活，但結(jié)線多，投資大，操作較復(fù)雜。這種接線方式多用于發(fā)電廠之間、發(fā)電廠與樞紐變電站之間的聯(lián)系，供電網(wǎng)絡(luò)很少采用。

七、電力系統(tǒng)的供電環(huán)節(jié)

電力從生產(chǎn)到供給用戶使用，通常都要經(jīng)過(guò)發(fā)電、輸電、變電、配電、用電這五個(gè)環(huán)節(jié)。

1、發(fā)電

生產(chǎn)電力的工廠稱為發(fā)電廠，發(fā)電廠按所使用的能源不同，可分為火力發(fā)電（火電）廠，水力發(fā)電（水電）廠和核能發(fā)電（核電）廠。

2、輸電

輸電距離越長(zhǎng)，輸電電壓要求越高。輸電距離50km以下可采用35KV；輸電距離100km左右宜采用110KV；輸電距離超過(guò)220km則采用220KV或更高的電壓。

3、變電

變電可分為輸電電壓的變換和配電電壓的變換。變電所（站）負(fù)責(zé)輸電電壓的變換；變配電所（站）負(fù)責(zé)配電電壓的變換；配電所（站）只起配電作用，而無(wú)變電功能。

4、配電

高配電壓35KV、中配電壓10KV或6KV、低配電壓220V或380V。

5、用電

同一時(shí)刻各用電設(shè)備所需要的電功率總和稱為用電負(fù)荷。根據(jù)用戶對(duì)供電可靠性的要求，用電負(fù)荷分為一、二、三類負(fù)荷；根據(jù)用戶在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所屬部門(mén)，用電負(fù)荷分為工業(yè)負(fù)荷、農(nóng)業(yè)負(fù)荷、交通運(yùn)輸負(fù)荷、照明及市政生活用電負(fù)荷。

八、電力系統(tǒng)的中性點(diǎn)運(yùn)行方式

電力系統(tǒng)中性點(diǎn)運(yùn)行方式有不接地、經(jīng)電阻接地、經(jīng)電抗接地、經(jīng)消弧線圈接地或直接接地等多種。我國(guó)電力系統(tǒng)目前所采用的中性點(diǎn)接地方式主要有不接地、經(jīng)消弧線圈接地和直接接地三種。

1、中性點(diǎn)各種運(yùn)行方式的特點(diǎn)

1）中性點(diǎn)不接地方式

如下圖所示，正常運(yùn)行時(shí)各相對(duì)地電容電流相等而相位互差120°，其相量和等于零，地中沒(méi)有電容電流流過(guò)，中性點(diǎn)對(duì)地電容電流為零，中性點(diǎn)電位與地電位一致。

（1）在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，發(fā)生一相接地時(shí)，各相間的電壓大小和相位沒(méi)有變化，電壓的對(duì)稱性沒(méi)有變化，可以繼續(xù)運(yùn)行一段時(shí)間。但不允許長(zhǎng)期運(yùn)行，尤其是發(fā)電機(jī)直接供電的電力系統(tǒng)，因未接地相對(duì)地電壓升高到相電壓的√3倍，即等于線電壓。一相接地運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能會(huì)造成兩相短路，所以，應(yīng)裝設(shè)絕緣監(jiān)視或接地保護(hù)裝置。當(dāng)發(fā)生單相接地時(shí)能及時(shí)發(fā)出信號(hào)，使值班人員迅速采取措施，盡快消除故障。一相接地系統(tǒng)允許繼續(xù)運(yùn)行時(shí)間最長(zhǎng)不得超過(guò)2h。

（2）在中性點(diǎn)不接地系統(tǒng)中，發(fā)生一相接地時(shí)，通過(guò)接地點(diǎn)的電容電流為未接地時(shí)每一相對(duì)地電容電流的3倍，可能會(huì)在接地點(diǎn)引起弧光接地，周期性地熄滅和重新發(fā)生電弧，造成系統(tǒng)過(guò)電壓。

2）中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式

中性點(diǎn)經(jīng)消弧線圈接地方式分為全補(bǔ)償(I=Ic)、欠補(bǔ)償(IIc)三種方式。規(guī)程規(guī)定：當(dāng)35kV系統(tǒng)單相接地電流大于10A、10kV(6kV)系統(tǒng)單相接地電流大于30A時(shí)，采用中性點(diǎn)應(yīng)經(jīng)消弧線圈接地的方式，一般應(yīng)采用過(guò)補(bǔ)償。如下圖所示。

3）中性點(diǎn)直接接地方式

中性點(diǎn)直接接地的三相系統(tǒng)也稱為大電流接地系統(tǒng)，如下圖所示。

系統(tǒng)發(fā)生一點(diǎn)單相接地時(shí)，通過(guò)接地點(diǎn)的短路電流很大，因此電力網(wǎng)不能再繼續(xù)供電。此時(shí)，繼電保護(hù)應(yīng)瞬時(shí)動(dòng)作，使開(kāi)關(guān)跳閘，切除故障。此系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是單相接地時(shí)中性點(diǎn)的電位接近于零，非故障相的對(duì)地電壓接近于相電壓，因而可以降低電力網(wǎng)的絕緣水平和造價(jià)。

2、不同電壓等級(jí)電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的選擇

1）220kV 及以上電壓的電力網(wǎng)，采用中性點(diǎn)直接接地方式；

2）110kV電力網(wǎng)，大部分采用直接接地方式，小部分采用經(jīng)消弧線圈接地方式;

3）35~66kV的電力網(wǎng)，從供電可靠性出發(fā)，采用消弧線圈接地或不接地方式，當(dāng)單相接地電流大于10A時(shí)，可采用消弧線圈接地方式；

4）3~10kV的電力網(wǎng)，一般采用中性點(diǎn)不接地方式；當(dāng)電網(wǎng)接地電容電流大于30A時(shí)，可采用經(jīng)消弧線圈接地或經(jīng)電阻接地的方式；

5）1kV及以下的低壓電力網(wǎng)，即對(duì) 380/220V三相四線制電力網(wǎng)，從安全角度出發(fā)，均采用中性點(diǎn)直接接地方式。

九、電力系統(tǒng)的主結(jié)線要求和形式

將發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器等一次設(shè)備按照一定的順序連接起來(lái)，用以表示產(chǎn)生、匯集和分配電能的電路，稱為電氣主結(jié)線。主結(jié)線表明電能送入和分配的關(guān)系以及各種運(yùn)行方式。主結(jié)線圖應(yīng)按行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的圖形符號(hào)與文字符號(hào)繪制，常以單線圖的形式描述。

1、電氣主結(jié)線的基本要求

電氣主結(jié)線的基本要求包括可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性三個(gè)方面。

1）可靠性

保證供電可靠是電氣主結(jié)線的最基本要求。因事故被迫中斷供電的機(jī)會(huì)越少，影響范圍越小，停電時(shí)間越短，主結(jié)線的可靠程度就越高。

2）靈活性

電氣主結(jié)線能適應(yīng)各種運(yùn)行狀態(tài)，并能靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換。不僅正常運(yùn)行時(shí)能安全可靠地供電，而且在系統(tǒng)故障或電氣設(shè)備檢修時(shí)也能適應(yīng)調(diào)度的要求，并能靈活、簡(jiǎn)便、迅速地倒換運(yùn)行方式，使停電時(shí)間最短，影響范圍最小。

3）經(jīng)濟(jì)性

在主結(jié)線方案中，主要矛盾在可靠性與經(jīng)濟(jì)性之間。欲使主結(jié)線可靠、靈活，必然要選用高質(zhì)量的設(shè)備和現(xiàn)代化的自動(dòng)裝置，從而導(dǎo)致投資費(fèi)用的增加。因此，主結(jié)線的設(shè)計(jì)在滿足可靠性和靈活性的前提下，應(yīng)做到經(jīng)濟(jì)合理。一般從投資省、占地面積小、電能損耗少三方面考慮。

2、電氣主結(jié)線的基本形式

1）主結(jié)線形式分類

主結(jié)線的基本形式一般可分為有母線的結(jié)線和無(wú)母線的結(jié)線兩種。

（1）無(wú)母線結(jié)線使用開(kāi)關(guān)電器較少，占地面積小，一般只適用于進(jìn)出線回路少的發(fā)電廠或變配電所。

（2）在進(jìn)出線數(shù)較多時(shí)，采用母線作為中間環(huán)節(jié)，結(jié)線簡(jiǎn)單清晰，運(yùn)行方便，有利于安裝和擴(kuò)建。有母線結(jié)線方式又分為單母線結(jié)線、雙母線結(jié)線、一個(gè)半斷路器結(jié)線、單元結(jié)線、橋式接線、角形結(jié)線。而單母線結(jié)線，又分為普通單母線結(jié)線、單母線分段結(jié)線、帶旁路母線的單母線結(jié)線、單母線分段帶旁路結(jié)線等。雙母線結(jié)線又分為普通雙母線結(jié)線、帶旁路母線的雙母線結(jié)線。

2）單母線分段結(jié)線

工業(yè)企業(yè)變電所多采用單母線分段結(jié)線方式，提高供電的可靠性和靈活性。

（1）解析

當(dāng)QF1接通運(yùn)行時(shí)，任一段母線發(fā)生短路故障時(shí)，在繼電保護(hù)作用下，QF1自動(dòng)分閘，非故障段母線可繼續(xù)工作。當(dāng)QF1斷開(kāi)運(yùn)行時(shí)，除裝有繼電保護(hù)裝置外，還應(yīng)裝備電源自動(dòng)投入裝置。當(dāng)任一電源故障時(shí)，電源回路斷路器跳閘，QF1自動(dòng)投入，保證給全部出線繼續(xù)供電。QF1斷開(kāi)運(yùn)行時(shí)，還可起到限制短路電流的作用。

（2）優(yōu)缺點(diǎn)

①優(yōu)點(diǎn)

對(duì)于雙回路供電的重要用戶，可將雙回路分別接到不同母線分段上，保證對(duì)重要用戶的供電。

②缺點(diǎn)

當(dāng)一段母線發(fā)生故障時(shí)，故障母線段將停止工作，直至故障被排除；當(dāng)一段母線和母線隔離開(kāi)關(guān)檢修時(shí)，必須斷開(kāi)接在該分段上的全部電源和引出線；任一出線的斷路器檢修時(shí)，該回路必須停止工作。

③應(yīng)用范圍

a、6～10kV，出線回路數(shù)在6回及以上時(shí)，每段容量不超25MW；

b、35～60kV，出線回路數(shù)不超過(guò)8回；

c、110～220kV，出線回路數(shù)不超過(guò)4回。