电力网、电压等级和负荷分类的学习
电力系统及电力网
电力系统 (Power System)：由各种电压的电力线路将一些发电厂、变电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电和用电的整体。
电力网(Power Network)：电力系统中各级电压的电力线路及其联系的变电所。
低压，是指1kV以下的电压。1kV及以上的电压称为高压。一般还把3、6、10kV等级的电压称为配电电压，把高压降为这些等级电压的降压变压器称为配电变压器；接在35kV及以上电压等级的变压器称为主变压器。因此，配电网是由10kV及以下的配电线路和配电变压器所组成的，它的作用是将电力分配到各类用户。
安全：在电能的供应、分配和使用中，不应当发生人身及设备事故。
可靠：应满足电能用户对供电可靠性的地要求。
优质：应满足电能用户对电压质量和频率等方面的要求。
经济：供电系统的投资要少，运行费用要低，并尽可能地节约电能和减少有色金属的消耗量。（一）电力网的电压等级
电力网的电压等级是比较多的，不同的电压等级有不同的作用。从输电的角度看，电压越高则输送的距离就越远，传输的容量越大，电能的损耗就越小；但电压越高，要求绝缘水平也越高，因而造价也越高。目前，我国电力网的电压等级主要有0.22、0.38、3、6、10、35、110、220kV共8级。
1、电网(电力线路)的额定电压：是确定各类电力设备额定电压的基本依据。
2、用电设备的额定电压：规定与同级电网的额定电压相同。
3、发电机的额定电压：规定高于同级电网额定电压的5％。
(1)一次绕组的额定电压：
当变压器直接与发电机相连时(如T1)，其一次绕组的额定电压应与发电机的额定电压相同，即高于同级电网额定电压的
5％。
当变压器不与发电机相连，而是连接在线上(如T2)，则可看作是线路的用电设备，因此其一次绕组的额定电压应与电网额定电压相同。
(2)二次绕组的额定电压
若变压器二次侧供电线路较长(如为较大的高压电网)时，则变压器二次侧的额定电压，一方面要考虑补偿变压器满载时内部5％的电压降，另一方面要考虑变压器满载时输出的二次电压还要高于电网额定电压5％，以补偿线路上的电压降，故它要比电网额定电压高10％(如T1)。
如果变压器二次侧线路不太长(如为低压电网或直接供电给高/低压用电设备时额定电压)时，则变压器二次侧的额定电压，只需高于电网额定电压的5％，仅考虑补偿变压器内部的5％的电压降(如T2)。用电负荷的分类
一级负荷：中断供电将造成人员伤亡、重大政治影响者、重大经济损失、公共场所秩序严重混乱。二级负荷：中断供电将造成较大政治影响、较大经济损失、公共场所秩序混乱。
三级负荷：凡不属一级和二级负荷者。
在智能楼宇用电设备中，属于一级负荷的设备有：消防控制室、消防水泵、消防电梯、防排烟设施、火灾自动报警、自动灭火装置、火灾事故照明、疏散指示标志和电动的防火门窗、卷帘、阀门等消防用电设备；保安设备；主要业务用的计算机及外设、管理用的计算机及外设；通信设备；重要场所的应急照明。属于二级负荷的设备有：客梯、生活供水泵房等。空调、照明等属于三级负荷。
典型楼宇供配电系统
中大型楼宇的供电电压一般采用10kV，有时也可采用35kV，变压器装机容量大于5000kVA。为了保证供电可靠性，应至少有两个独立电源，具体数量应视负荷大小及当地电网条件而定。两路独立电源运行方式，原则上是两路同时供电，互为备用。此外，必要时还需装设应急备用发电机组。
(一)负荷分布及变压器的配置
高层建筑的用电负荷一般可分为空调、动力、电热、照明等类。对于全空调的各种商业性楼宇，空调负荷属于大宗用电，约占40％-50％。冷热源设备一般放在大楼的地下室、首层或下部。动力负荷主要指电梯、水泵、排烟风机、洗衣机等设备。普通建筑的动力负荷都比较小，随着建筑高度的增加，在超高层建筑中，由于电梯负荷和水泵容量的增大，动力负荷的比重将会明显的增加。动力负荷中的水泵、洗衣机等亦大部分放在下部，因此，就负荷的竖向分布来说，负荷大部分集中在下部，因此将变压器设置在建筑物的底部是有利的。
但在40层以上的高层建筑中，电梯设备较多，此类负荷大部分集中于大楼顶部。竖向中段层数较多，通常设有分区电梯和中间泵站。在这种情况下，宜将变压器按上、下层配置或者按上、中、下层分别配置。供电变压器的供电范围大约为15—20层。
为了减少变压器台数，单台变压器的容量一般都大于1000kVA。由于变压器深入负荷中心而进入楼内，从防火要求考虑，不应采用一般的油浸式变压器和油断路器等在事故情况下能引起火灾的电气设备，而应采用干式变压器和真空断路器。
负荷中心是供配电设计一个重要的概念。变电所应尽量设在负荷中心，便于配电，节省导线，也有利
于施工。负荷中心实际上是一种最佳配电点，它需要按所要达到的优化目标不同的计算条件而列出的目标函数来确定。事实上，负荷的大小不是恒定不变的，因此负荷中心常会变动。在设计时也往往由于各种实际因素而不能将配电点布置在计算而得的负荷中心上。只有在负荷比较平稳的部门，才可将变电所设在负荷中心或大负荷的近旁。
(二)供电系统的主结线
电力的输送与分配，必须由母线、开关、配电线路、变压器等组成一定的供电电路，这个电路就是供电系统的一次结线，即主结线。智能楼宇由于功能上的需要，一般都采用双电源进线，即要求有两个独立电源，常用的供电方案如图所示。
图a为两路高压电源，正常时一用一备，即当正常工作电源事故停电时，另一路备用电源自动投入。此方案可以减少中间母线联络柜和一个电压互感器柜，对节省投资和减小高压配电室建筑面积均有利。这种结线要求两路都能保证100％的负荷用电。当清扫母线或母线故障时，将会造成全部停电。因此，这种接线方式常用在大楼负荷较小，供电可靠性要求相对较低的建筑中。
图b为两路电源同时工作，当其中一路故障时，由母线联络开关对故障回路供电。该方案由于增加了母线联络柜和电压互感器柜，变电所的面积也就要增大。这种接线方式是商用性楼宇、高级宾馆、大型办公楼宇常用的供电方案。当大楼的安装容量大，变压器台数多时，尤其适宜采用这种方案，因为它能保证较高的供电可靠性。
当变压器台数较少时，尚可从邻近楼宇高压配电室以放射式向该楼宇变压器供电。我国目前最常用
的主结线方案如图所示，采用两路l0kV独立电源，变压器低压侧采取单母线分段的方案。对于规模较小的建筑，由于用电量不大，当地获得两个电源又较困难，附近又有400V的备用电源时，可采用一路10kV电源作为主电源，400V电源作为备用电源的高供低备主结线方案，如图所示。
智能楼宇高压供电只是将高压电源移至大楼附近而已，大楼内的用电设备仍是以低压为主。
(三)低压配电方式
低压配电方式是指低压干线的配线方式。低压配出干线一般是指从变电所低压配电屏分路开关至各大型用电设备或楼层配电盘的线路。用电负荷分组配电系统是指负荷的分组组合系统。智能楼宇由于负荷的种类较多，低压配电系统的组织是否得当，将直接影响大楼用电的安全运行和经济管理。
低压配电的结线方式可分为放射式和树干式两大类。放射式配电是一独立负荷或一集中负荷均由一单独的配电线路供电，它一般用在下列低压配电场所：
①供电可靠性高的场所。
②单台设备容量较大的场所。
③容量比较集中的地方。
对于大型消防泵、生活水泵和中央空调的冷冻机组，一是供电可靠性要求高，二是单台机组容量较大，因此考虑以放射式专线供电。对于楼层用电量较大的大厦，有的也采用一回路供一层楼的放射式供电方案。
树干式配电是一独立负荷或一集中负荷按它所处的位置依次连接到某一条配电干线上。树干式配电所需配电设备及有色金属消耗量较少，系统灵活性好，但干线故障时影响范围大，一般适用于用电设备比较均匀，容量不大，又无特殊要求的场合。
图示分别是放射式和树干式接线图。
国内外智能楼宇低压配电方案基本上都采用放射式，楼层配电则为混合式。混合式即放射一树干的组
合方式，如图所示。有时也称混合式为分区树干式。
在高层住宅中，住户配电箱多采用单极塑料小型开关：一种自动开关组装的组合配电箱。对一般照明及小容量插座采用树干式接线，即住户配电箱中每一分路开关带几盏灯或几个小容量插座；而对电热水器、窗式空调器等大宗用电量的家电设备，则采用放射式供电。
供配电系统监测
供配电系统是智能大楼的命脉，因此电力设备的监控和管理是至关重要的。由监控系统对供配电设备的运行状况进行监视，并对各参量进行测量，如电流、电压、频率、有功功率、功率因数、用电量、开关动作状态、变压器的油温等等。管理中心根据测量所得的数据进行统计、分析，以查找供电异常情况、预告维护保养，并进行用电负荷控制及自动计费管理。电网的供电状况随时受到监视，一旦发生电网全部断电的情况，控制系统作出相应的停电控制措施，应急发电机将自动投入，确保消防、保安、电梯及各通道应急照明的用电，而类似空调、洗衣房等非必要用电负荷可暂时不予供电。同样，复电时控制系统也将有相应的复电控制措施。
供配电系统监测内容：
①各自动开关、断路器状态监测
②三相电压、电流检测
③有功、无功功率及功率因数检测
④电网频率、谐波检测
⑤变压器温度检测及故障状态报警
⑥用电量(kWh)检测
(一)高、低压端电压及电流自动检测
对6—10kV高压线路的电压及电流测量方法如图所示。
低压端(380／220V)的电压及电流测量方法与高压侧基本相同，只不过是电压和电流互感器的电压等级不同。
(二)功率、功率因数的检测
通过测量电压与电流的相差可测得功率因数，有了功率因数、电压、电流数值即可求得有功功率和无功功率。因此，可以先测量功率因数，然后间接得出功率数据，这是一种间接的测量功率的方法。比较精确的测量功率方法是采用模拟乘法器构成的功率变送器，或者用数字化测量的方法(高速采样电压、电流数据，再对数字信号进行处理)，直接测量功率数据。
(三)供电品质的监测
供电品质的指标通常是电压、频率和波形，其中尤以电压和频率最为重要。电压质量包括电压的偏移、电压的波动和电压的三相不平衡度等。
1．频率:在电气设备的铭牌上都标有额定频率。我国电力工业的标准频率为50Hz。由于频率直接影响电子设备的正常工作，因此对于频率的偏差要求很严格，国家规定电力系统对用户的供电频率偏差范围为土0.5％。
对电网频率的检测可在低压侧进行，在电网的频率偏差超过允许值时，监测系统应予报警，必要时应切断市电供电，改用备用电源或应急发电机供电。
2．电压偏移:各种电气设备的铭牌都标有它的额定工作电压。但在实际运行中由于电力系统负荷的变化或用户本身负荷的变化等原因，往往使用电设备的端电压偏离额定值。电压低于额定值往往是发生在高峰负荷时长线路的末端，电压高于额定值往往是发生在低负荷时线路的始端。
当电压过高或过低时，监测系统应予报警，同时需采取系统或局部的调压及保护措施。对电压偏移的改善一般要求在电网的高压侧采取措施，使电网的电压随负荷的增大而升高，反之负荷减少电压降低。对于重要的负荷，宜在受电或负荷端设置调压及稳压器。
3．电压波动及谐波:电动机启动，电梯、电焊类冲击负荷的工作，将引起供配电系统中的电压时高时低，这种短时间的电压变化称为电压波动。电力系统中交流电的波形从理论上讲应该是正弦波，但实际上由于三相电气设备的三相绕组不完全对称，带有铁心线圈的励磁装置，特别是大型晶闸管装置、电力电子设备的应用，在电力系统中产生了与50Hz基波成整数倍的高次谐波，于是电压的波形发生畸变成为非正弦波。
电压波动及谐波对电气设备的运行是有害的。照明和电子设备对电压波动比较敏感。谐波不仅严重影响电气设备的安全正常运行，而且对通信系统和计算机系统等也有较大影响，因此消除／抑制谐波是十分重要的。
4．电压的不平衡度:在低压系统中一般采用Yy0三相四线制，单相负荷接于相电压上。由于单相负荷在三相系统中不可能完全平衡，因而三个相电压不可能完全平衡。电压的不平衡度可以通过测量三个相电压及三个相电流的数据，再经相互比较其差值来检测。差值越大则不平衡度越大。当这个不平衡电压加于三相电动机时，由于相电压的不平衡使得电动机中的负序电流增加，因而增加了转子内的热损失。在设计中应尽量使单相负荷平衡地分配在三相中，对相电压不平衡敏感的负荷(如电子计算机
类设备)应采用分开回路的措施，同时监测系统应予报警。
图为一个实际高低配电回路监控系统原理图。由图可见，系统只有AI和DI点而无AO或DO点，也就是说系统只有监测功能而没有控制功能，这显然不是很完美。然而目前国内供配电系统独立性较强，考虑到安全等多种因素，此方案也常有应用。
△电梯监控系统
电梯是现代大楼内主要的垂直交通工具。大楼有大量的人流、物流的垂直输送，因此要求电梯智能化。在大型智能建筑中，常常安装许多台电梯，若电梯都各自独立运行，则不能提高运行效率。为减少浪费，必须根据电梯台数和高峰客流量大小，对电梯的运行进行综合调配和管理，即电梯群控技术。
照明的分类
1、按照明范围分类(按照明范围大小来区别)
(1)一般照明在整个场所或场所的某个特定区域照度基本上均匀的照明。对于工作位置密度很大而对光照方向又无特殊要求，或工艺上不适宜装设局部照明装置的场所，宜单独使用一般照明。例如办公室、体育馆及教室等。
(2)局部照明局限于工作部位的特殊要求的固定的或移动的照明。这些部位对高照度和照射方向有一定要求。对于局部地点需要高照度并对照射方向有要求时，宜采用局部照明，但在整个场所不应只设局部照明而无一般照明。
(3)混合照明一般照明与局部照明共同组成的照明。对于工作面需要较高照度并对照射方向有特殊要求的场所，宜采用混合照明。此时，一般照明照度宜按不低于混合照明总照度的5％～10％选取，且最低不低于20lx。例如金属机械加工机床、精密电子电工器件加工安装工作桌及办公室的办公桌等。
2、按照明功能分类
(1)工作照明正常工作时使用的室内外照明。它一般可单独使用，也可与事故照明、值班照明同时使用，但控制线路必须分开。
(2)应急照明正常照明因故障熄灭后，供事故情况下继续工作或安全通行的照明。在由于工作中断或误操作容易引起爆炸、火灾以及人身事故并会造成严重政治后果和经济损失的场所，应设置应急照明。应急照明宜布置在可能引起事故的设备、材料周围以及主要通道和出入口，并在灯的明显部位涂以红色，以示区别。应急照明通常采用白炽灯(或卤钨灯)。应急照明若兼作为工作照明的一部分则需经常点亮。
(3)值班照明在非生产时间内供值班人员使用的照明。例如对于三班制生产的重要车间、有重要设备的车间及重要仓库，通常宜设置值班照明。可利用常用照明中能单独控制的一部分，或利用事故照明的一部分或全部作为值班照明。
(4)警卫照明用于警卫地区周边附近的照明。
(5)障碍照明装设在建筑物上作为障碍标志用的照明。在飞机场周围较高的建筑上，或有船舶通行的航道两侧的建筑上，应按民航和交通部门的有关规定装设障碍照明。
(6)装饰照明
照明的计算
电气照明计算包括照度计算和照明负荷计算。
1、照度计算
我国照度标准按2500、1500、750、500、200、150、100、75、50、30、20、15、10、5、3、2、1、0.5、0.2lx分级。照度计算的任务可根据所需的照度值和平面进行布灯设计；或根据确定的布灯方案来计算点、面的照度值。
(1) 利用系数法：利用灯具均匀布置的一般照明及利用周围墙、天花板作为反射的场所。当采用反射式照明时,也采用此法计算。投射到被照面上的光通量与房间内全部灯具总光通量的比值,叫“利用系数”。此外还有与房间尺寸、面积有关的“定形指数”,墙壁、天花板及地面有关的反射系数,照度补偿系数等。
根据灯具功率和数量计算出总光通量，考虑上述各种参数的影响后求出被照面的光通量，再除以被照面积即可求得被照面的平均照度。
(2)单位容量法：适用于均匀的一般照明计算。一般民用建筑和环境反射条件较好的小型车间，可利用此法计算。根据已知的房间面积S及所选灯具型式、最小照度、计算高度等查表得出的每单位面积的安装容量W，即可计算出房间内电光源总的安装功率P：
P=W?S
然后再根据灯具方案、灯具数量可确定每个灯具的功率。
(3)逐点计算法：按电光源各被照点发射的光通量的直射分量来计算被照点的照度。逐点计算法适用于水平面、垂直面和倾斜面上的照度计算。此方法计算的结果较准确，故可计算车间的一般照明、局部照明和外部照明，但不适用于计算周围反射性能很高场所的照度。
2、照明负荷计算
照明负荷计算就是确定供电量。在根据照度计算确定布灯设计，算出电气照明电光源所需的功率后，进行照明负荷计算和设计，选择配电导线、控制设备与配电箱的型号、数量及位置等。
照明控制
正确的控制方式是实现舒适照明的有效手段，也是节能的有效措施。目前设计中常用的控制方式有跷板开关控制方式、断路器控制方式、定时控制方式、光电感应开关控制方式、智能控制器控制方式等，下面对各种控制方式逐一加以介绍。
(一)跷板开关控制方式
该方式就是以跷板开关控制一套或几套灯具的控制方式，这是采用得最多的控制方式，它可以配合设计者的要求随意布置，同一房间不同的出入口均需设置开关，单控开关用于在一处启闭照明。双控及多程开关用于楼梯及过道等场所，在上层下层或两端多处启闭照明。其接线图如图所示。该控制方式线路繁琐、维护量大、线路损耗多，很难实现舒适照明。
(二)断路器控制方式
该方式是以断路器控制一组灯具的控制方式。此方式控制简单，投资小，但由于控制的灯具较多，造成大量灯具同时开关，在节能方面效果很差，又很难满足特定环境下的照明要求，因此在智能楼宇中应谨慎采用该方式，尽可能避免使用。
(三)定时控制方式
该方式是以定时控制灯具的控制方式。该方式可利用BAS的接口，通过控制中心来实现，但该方式太机械，遇到天气变化或临时更改作息时间，就比较难以适应，一定要通过改变设定值才能实现，显得非常麻烦。
还有一类延时开关，特别适合用在一些短暂使用照明或人们易忘记关灯的场所，使照明点燃后经过预定的延时时间后自动熄灭。
(四)光电感应开关控制
光电感应开关通过测定工作面的照度与设定值比较，来控制照明开关，这样可以最大限度地利用自然光，达到更节能的目的。也可提供一个较不受季节与外部气候影响的相对稳定的视觉环境。特别适合一些采光条件好的场所，当检测的照度低于设定值的极限值时开灯，高于极限值时关灯。(五)智能控制方式
在智能楼宇中照明控制系统将对整个楼宇的照明系统进行集中控制和管理，主要完成以下功能：1．照明设备组的时间程序控制将楼宇内的照明设备分为若干组别，通过时间区域程序设置菜单，来设定这些照明设备的启／闭程序。如营业厅在早晨和晚上定时开启／关闭；装饰照明晚上定时开启／关闭。这样，每天照明系统按计算机预先编制好的时间程序，自动地控制各楼层的办公室照明、走廊照明、广告霓虹灯等，并可自动生成文件存档，或打印数据报表。
2．照明设备的联动功能当楼宇内有事件发生时，需要照明各组做出相应的联动配合。当有火警时，联动正常照明系统关闭，事故照明打开；当有保安报警时，联动相应区域的照明等开启。
照明区域控制系统功能框图如图所示。照明区域控制系统的核心是DCS分站，一个DDC分站所控制的规模可能是一个楼层的照明或是整座楼宇的装饰照明，区域可以按照地域来划分，也可以按照功能来划分。各照明区域控制系统通过通信系统联成一个整体，成为BAS的一个子系统。
国内电网电压等级划分 局民用电是220V，工业用电是380V，为什么同样是变电站出来的电，到了用户端就不同呢？高压与低压有什么不同呢？ 工业用电与居民用电 工业用电其实就是我们经常提到的三相交流电（由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差 120 °角的交流电路组成的电力系统），而民用电采用的是单相220V对居民供电。 三相交流电可以使电机转动，当三相交流电流通入三相定子绕组后，在定子腔内便产生一个旋转磁场。转动前静止不动的转子导体在旋转磁场作用下，相当于转子导体相对地切割磁场的磁力线，从而在转子导体中产生了感应电流(电磁感应原理)。这些带感应电流的转子导体在磁场中便会发生运动，因此工业用电都是三相交流电。 民用电的火线与零线之间电压为220V ，工业用电则是各相线间电压380V ，相地之间电压220V。民用电其实就是三相之中的一相。电厂到居民变电站都是3相5线，变电站的作用之一就是把电分成很多个1相3线给居民使用。 高压与低压的分界线 根据GB/T 2900.50-2008中定义2.1规定，高[电]压通常指高于1000V（不含）的电压等级，低[电]压指用于配电的交流电力系统中1000V及以下的电压等级；国际上公认的高低压电器的分界线交流电压则是1000V（直流则为1500V）。 在工业上也有另外一种说法，电压为380V或以上的称之为高压电，因此我们习惯上所说的220V、380V都是低压，高于这个电压都是高压；再之前的电业规程中规定分界线为250V，虽然新的《电业安全工作规程》已经出台，但很多地方执行的还是以前的标准。 高压电器的通俗分类 1、所谓的高压、超高压、特高压并无本质区别（随着电压增高，绝缘要求、安全要求会有不同），只是人们的叫法不同而已，其分界线也是约定俗成，并无明确规定。 2、电网就是指整个供配电系统，包括发电厂，变电站，线路，用电侧。
电力系统的电压等级与规定 1、用电设备的额定电压 要满足用电设备对供电电压的要求，电力网应有自己的额定电压，并且规定电力网的额定电压和用电设备的额定电压相一致。为了使用电设备实际承受的电压尽可能接近它们的额定电压值，应取线路的平均电压等于用电设备的额定电压。 由于用电设备一般允许其实际工作电压偏移额定电压±5%，而电力线路从首端至末端电压损耗一般为10%，故通常让线路首端的电压比额定电压高5%，而让末端电压比额定电压低5%。这样无论用电设备接在哪一点，承受的电压都不超过额定电压值的±5% 2、发电机的额定电压 发电机通常运行在比网络额定电压高5%的状态下，所以发电机的额定电压规定比网络额定电压高5%。具体数值见表4.1-1的第二列。 表4.1-1 我国电力系统的额定电压 网络额定电压发电机额定电压 变压器额定电压 一次绕组二次绕组 3 6 103.15 6.3 10.5 3及3.15 6及6.3 10及10.5 3.15及3.3 6.3及6.6 10.5及11 13.8 15.75 18 20 13.8 15.75 18 20 35 110 220 330 500 35 110 220 330 500 38.5 121 242 363 550 3、变压器的额定电压 根据功率的流向，规定接收功率的一侧为一次绕组，输出功率的一侧为二次绕组。对于双绕组升压变压器，低压绕组为一次绕组，高压绕组为二次绕组；对于双绕组降压变压器，高压绕组为一次绕组，低压绕组为二次绕组。 ①变压器一次绕组相当于用电设备，故其额定电压等于网络的额定电压，但当直接与发电机连接时，就等于发电机的额定电压。 ②变压器二次绕组相当于供电设备，再考虑到变压器内部的电压损耗，故当变压器的短
电缆可以按照电压等 级来划分
电缆可以按照电压等级来划分：380V/220V～660V为低压电缆，6kV～35kV 为中压电缆，110kV~220kV为高压电缆，330kV～500kV为超高压电缆。也可以按照绝缘材料来划分：PVC绝缘、PP绝缘、PE绝缘、XLPE（交联聚乙烯）等。按照载体材料来分还可以分为：铜芯/铝芯电缆、光电复合电缆、超导电缆等。从电缆生产工艺上看，可分为悬链生产线、立塔生产线。如果按照用途来划分那就更多了：输电电缆、装备电缆、建筑电缆、矿用电缆、船用电缆、轨道交通电缆、风电电缆、核电电缆、海底电缆等（不包括专用于弱电系统的通信电缆和控制电缆）。 对于普通投资者来说，最初的认识就是“生产电线的”，而深入研究时又会对纷繁复杂的品种无所适从。为了在投资时删繁就简、清晰界定，在此可以简单地把所有强电电缆分为两大类——常规电缆、特种电缆。（资本市场投资分析所需，非专业分类！） 常规电缆——即在现有电网和用户中大量使用的常规意义上的电缆产品，包括几乎所有低压电缆、大部分中压电缆。这也是我们以前包括目前对“电缆”概念的基本认识。这部分产品由于准入门槛低，成本波动大，同业低价竞争异常惨烈，产品利润空间被反复挤压，前景不容乐观。 特种电缆——包括中低压电缆中采用新型绝缘材料的品种、高压超高压电缆、新能源电站电缆，工业特种用途电缆，轨道交通、海底传输电缆等。总之，技术含量高、应用领域新、发展前景好、有进口产品替代需求的电缆，都可以划入特种电缆。相比常规电缆，特种电缆的利润空间较高，竞争对手较少。
三、特种电缆需求 1、城乡电网大面积改造对耐水树电缆的放量需求 如果说“智能电网”对普通老百姓还是个陌生的新概念的话，身处全国各地的每一个人，应该都体会到了居住地电网的扩建改造正紧锣密鼓地展开。尤其在城网改造中，配网入地已成趋势。大城市双环网供电、空间走廊日益狭小、市中心地下电缆率的目标提升（80%以上），都给中压配电电缆带来极大的需求。而电缆的免维护要求和绝缘耐压的寿命关注，又对配电电缆的绝缘介质、性能指标、品牌信誉提出更高的要求。 常规电缆的绝缘介质在电场、水分和杂质等绝缘缺陷的协同作用下，逐步产生树枝状早期劣化。当树枝状劣化贯穿介质或转变成电树枝，将导致电力电缆线路的电缆本体或附件发生试验击穿或运行击穿故障。所以，如何防止水树（WT）和电树（ET）的产生，避免电缆绝缘击穿，是电缆选型的关键。 因此，具有特殊工艺的耐水树电缆自然就得到青睐。虽然目前在整个中压电缆中，耐水树电缆的份额只有10%，但优越的抗击穿性能和免维护性决定着耐水树份额的大幅拉高指日可待。 2、高压超高压电缆的局部应用 高压超高压电网历来以架空裸线为主。近年来，随着电网容量的扩大，原有区域主干网110kV已经让位于220kV，大量的110kV线路已经变身为主力配网，城市负荷中心、商业中心、居民中心对负荷的需求越来越大，在城市负荷中心兴建110kV变电站已经大力开展，虽说居民对电场辐射的恐惧给城市中
1.电力系统电压等级与变电站种类 电力系统电压等级有220/380V（0.4kV），3kV、6kV、10kV、20kV、35kV、66kV、110kV、220kV、330kV、500kV。随着电机制造工艺的提高，10kV电动机已批量生产，所以3kV、6kV已较少使用，20kV、66kV也很少使用。供电系统以10kV、35kV为主。输配电系统以110kV以上为主。发电厂发电机有6kV与10kV两种，现在以10kV为主，用户均为220/380V（0.4kV）低压系统。 根据《城市电力网规定设计规则》规定：输电网为500kV、330kV、220kV、110kV，高压配电网为110kV、66kV，中压配电网为20kV、10kV、6kV，低压配电网为0.4kV（220V/380V）。 发电厂发出6kV或10kV电，除发电厂自己用（厂用电）之外，也可以用10kV电压送给发电厂附近用户，10kV供电范围为10Km、35kV为20~50Km、66kV为30~100Km、110kV 为50~150Km、220kV为100~300Km、330kV为200~600Km、500kV为150~850Km。 2.变配电站种类 电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换，电压升高为升压变压器（变电站为升压站），电压降低为降压变压器（变电站为降压站）。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈（绕组）的双圈变压器，一种电压变为两种电压的选用三个线圈（绕组）的三圈变压器。 变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽站，区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个（三圈变压器），550kV/220kV/110kV。区域站一般也有三个电压等级（三圈变压器），220kV/110kV/35kV或110kV/35kV/10kV。终端站一般直接接到用户，大多数为两个电压等级（两圈变压器）110kV/10kV或35kV/10kV。用户本身的变电站一般只有两个电压等级（双圈变压器）110kV/10kV、35kV/0.4kV、10kV/0.4kV，其中以10kV/0.4kV 为最多。 3.变电站一次回路接线方案 1）一次接线种类：变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后，所有电力设备（变压器及进出线开关等）的相互连接方式。其接线方案有：线路变压器组，桥形接线，单母线，单母线分段，双母线，双母线分段，环网供电等。 2）线路变压器组：变电站只有一路进线与一台变压器，而且再无发展的情况下采用线路变压器组接线。 3）桥形接线：有两路进线、两台变压器，而且再没有发展的情况下，采用桥形接线。针对变压器，联络断路器在两个进线断路器之内为内桥接线，联络断路器在两个进线断路器之外为外桥接线。 4）单母线：变电站进出线较多时，采用单母线，有两路进线时，一般一路供电、一路备用（不同时供电），二者可设备用电源互自投，多路出线均由一段母线引出。 5）单母线分段：有两路以上进线，多路出线时，选用单母线分段，两路进线分别接到两段母线上，两段母线用母联开关连接起来。出线分别接到两段母线上。 单母线分段运行方式比较多。一般为一路主供，一路备用（不合闸），母联合上，当主供断电时，备用合上，主供、备用与母联互锁。备用电源容量较小时，备用电源合上后，要断开一些出线。这是比较常用的一种运行方式。 对于特别重要的负荷，两路进线均为主供，母联开关断开，当一路进线断电时，母联合上，来电后断开母联再合上进线开关。 单母线分段也有利于变电站内部检修，检修时可以停掉一段母线，如果是单母线不分段，检修时就要全站停电，利用旁路母线可以不停电，旁路母线只用于电力系统变电站。 6）双母线：双母线主要用于发电厂及大型变电站，每路线路都由一个断路器经过两个隔离开关分别接到两条母线上，这样在母线检修时，就可以利用隔离开关将线路倒在一条件母线上。双母线也有分段与不分段两种，双母线分段再加旁路断路器，接线方式复杂，但检
电力系统的电压等级 额定电压：各用电设备、发电机、变压器都是按一定标准电压设计和制造的。当它们运行在标准电压下时，技术、经济性能指标都发挥得最好。此标准电压就称为~。 一、电力系统的额定电压等级 1、电力系统的额定电压等级（输电线路的额定线电压） 220，kV 3，kV 6，kV 10，kV 35，kV 60，kV 110，kV 220，kV 330，kV 500，kV 750，kV 1000一般来说：110kv 以下的电压等级以3倍为级差：10kv 35kv 110kv 110kv 以上的电压等级，则以两倍为级差：110kv 220kv 500kv 确定额定电压等级的考虑因素： 三相功率S 和线电压U 、线电流I 的关系是UI S 3=。 当输送功率一定时，输电电压越高，电流越小，导线等载流部分的截面积越小，投资越小；但电压越高，对绝缘的要求越高，杆塔、变压器、断路器等绝缘的投资也越大。所以，对应于一定的输送功率和输送距离应有一个最合理的线路电压。 但从设备制造的角度考虑，线路电压不能任意确定。规定的标准电压等级过多也不利于电力工业的发展。 2、发电机、变压器、用电设备的额定电压的确定 1）用电设备的额定电压=线路额定电压 允许其实际工作电压偏离额定电压% 5±2）线路的额定电压： 指线路的平均电压（Ua+Ub ）/2， 线路首末端电压损耗为10%；因为用电设备允许的电压波动是±5%，所以接在始端的设备，电压最高不会超过5%；接在末端的设备最低不会低于-5%； 3）发电机的额定电压 总在线路始端，比线路额定电压高5%；3kv 的线路发电机电压为3.15kv。
4）变压器的额定电压 一次侧：相当于用电设备 A、直接与发电机相连，额定电压与发电机一致。 B、直接与线路相连，额定电压与线路额定电压相同； 二次侧：相当于电源 A、二次侧位于线路始端，比线路额定电压高5%。计及自身5%的电压损耗，总共比线路额定电压高10%。 B、二次侧直接接用电设备（负荷）时，只需考虑自身5%的电压损耗。
电压等级（voltage class）电力系统及电力设备的额定电压级别系列。 额定电压是电力系统及电力设备规定的正常电压，即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。 电力系统各点的实际运行电压允许在一定程度上偏离其额定电压，在这一允许偏离范围内，各种电力设备及电力系统本身仍能能正常运行。 在我国电力系统中，把标称电压1kV及以下的交流电压等级定义为低压，把标称电压1kV以上、330kV以下的交流电压等级定义为高压，把标称电压330 kV及以上、1000 kV以下的交流电压等级定义为超高压，把标称电压1000 kV及以上的交流电压等级定义为特高压，把标称电压±800 kV以下的直流电压等级定义为高压直流，把标称电压±800 kV及以上的直流电压等级定义为特高压直流。通常还有一个“中压”的名称，美国电气和电子工程师协会（IEEE）的标准文件中把2.4 kV至69 kV的电压等级称为中压，我国国家电网公司(SG)的规范性文件中把1 kV 以上至20 kV 的电压等级称为中压。 目前我国常用的电压等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、60kV、110kV、220kV、330kV、500kV。
电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。 通常将35kV及35kV以上的电压线路称为送电线路。（35KV、60KV 线路为输电线路，110KV、220KV线路为高压线路，330KV以上线路称为超高压线路。把60KV以下电网称为地域电网，110KV、220KV电网称为区域电网，330KV以上电网称为超高压电网。把电力用户从系统所取用的功率称为负荷。） 10kV及其以下的电压线路称为配电线路。 将额定1kV以上电压称为“高电压”，额定电压在1kV以下电压称为“低电压”。 我国规定安全电压为36V、24V、12V三种。
基本知识介绍 ———电压等级的划分及电压等级的选择 汤继东 1.电压等级的划分 1.1中低压电压等级 低压系统标称电压见表1。 表1 低压系统标称电压(V) 50HZ 我国标准I EC推荐标准 60HZ 220/380230/400120/240(单相三线)277/488 380/660400/690347/600 1000600 在低压系统中,国外有的采用240/415V,如果采用I EC推荐标准230/400V系统,对于我国及使用240/415V的国家来说,在过渡期内,只要调一下电力变压器的接头即可,而电气设备也不必作改动,完全能适应新系统的要求。 中压系统的标称电压见表2。 表2 交流50HZ(60HZ)系统标 称电压及设备的最高电压 系统标称电压(kV) 系列1系列2 设备的最高电压(kV) 3 3.3 3.6 6 6.67.2 101112 1517.5 202224 3336 3540.2 表2的数据是根据I EC60038给出的数据,我国采用系列1的参数,对于33kV与35kV级,I EC正考虑制定一个统一标准。 设备的最高电压实际上规定为设备的额定电压,这里所讲的“设备”,不是指电动机,电动机的额定电压应与系统电压一致,例如在3k V、6k V及10k V 系统中,所用电动机的额定电压也分别为3k V、6k V 及10k V。这里所指“设备”为成套开关柜、熔断器、电压及电流互感器及各种开关设备而言,设备的最高电压或额定工作电压与标称电压系列2相比,一般不高出10%(约为9%),与标称电压系列1相比,一般不高出20%。 不论中压还是低压,在我国尚有些电压等级亟需尽快普及与推广。例如,在中压系统中,20kV电压等级应用得不够普遍,笔者认为,作为中压配电, 20kV比10k V优越。由于20kV比10k V电压高一倍,输出同样功率,线路有功损耗只为10kV线路的1/4。在同样的线路电压损失下,输送同样的功率20kV比10k V电压输送距离高出1倍,或者输送距离一样情况下,20kV比10k V输送容量增加一倍。 目前推行使用20kV电压系统,不论从技术还是从设备上皆不存在问题,传输电缆有专用此电压等级用的12/20(24)kV级电缆,至于成套中压柜,额定电压35k V级早已成熟。生产20kV系统用的额定电压24k V的成套开关柜更无问题,由于20k V 系统尚无普及,与此相适的额定电压24k V成套开关柜生产厂家很少,但可采用40.5kV开关壳体,作为过渡阶段使用,完全能满足使用要求,不过外形体积大了一些罢了。 目前采用660V级标称电压,更没有技术及设 信息技术 电气工程应用2009.245
习题与思考题 2-1 什么叫负荷曲线？负荷曲线有哪些类型？与负荷曲线有关的物理量有哪些？ 答：负荷曲线是表征电力负荷随时间变化的曲线，它反映了用户用电的特点和规律。负荷曲线有日负荷曲线和年负荷曲线。与负荷曲线有关的物理量有年最大负荷、年最大负荷利用小时、平均负荷和负荷系数。 2-2 什么叫年最大负荷利用小时？什么叫年最大负荷和年平均负荷？什么叫负荷系数？ 答：年最大负荷利用小时是一个假想时间，在此时间内，电力负荷按年最大负荷 P或 max P持续运行所消耗的电能，恰好等于该电力负荷全年实际消耗的电能。年最大负荷是全年30 P。平均负中负荷最大工作班内消耗电能最大的半小时的平均功率,又叫半小时最大负荷 30 荷是电力负荷在一定时间t内平均消耗的功率，也就是电力负荷在该时间t内消耗的电能a W 除以时间t的值。负荷系数又称负荷率，它是用电负荷的平均负荷与其最大负荷的比值，表征负荷曲线不平坦的程度。 2-3 电力负荷按重要程度分哪几级？各级负荷对供电电源有什么要求？ 答：电力负荷根据重要程度分为三个等级：一级负荷、二级负荷和三级负荷。 （1）一级负荷对供电电源的要求:一级负荷属于重要负荷，因此要求由两路独立电源供电，当其中一路电源发生故障时，另一路电源不会同时受到损坏； （2）二级负荷对供电电源的要求：二级负荷也属于重要负荷，要求由两回路供电，供电变压器也应有两台，每个回路应能承受住全部二级负荷； （3）三级负荷对供电电源的要求：三级负荷为不重要的一般负荷，因此对供电电源无特殊要求。 2-4 什么叫计算负荷？为什么计算负荷通常采用30min最大负荷？正确确定计算负荷有何意义？ 答：通过负荷的统计计算求出的、用来按发热条件选择供电系统中各元件的负荷值，称为计算负荷。 由于导体通过电流达到稳定温升的时间大约需要τ ~ 3，τ为发热时间常数。截面 （4 ） 在162 τ，因此载流导体大约经30min后可达到稳定温升值。 mm及以上的导体，其min 10 ≥
电压等级划分 我国的电力网额定电压等级（KV）： 0.22，0.38，3，6，10，35，60，110，220，330，500。 习惯上称10KV以下线路为配电线路，35KV、60KV线路为输电线路，110KV、220KV线路为高压线路，330KV以上线路称为超高压线路。把60KV以下电网称为地域电网，110KV、220KV电网称为区域电网，330KV以上电网称为超高压电网。把电力用户从系统所取用的功率称为负荷。另外，通常把1KV以下的电力设备及装置称为低压设备，1KV以上的设备称为高压设备。 电压等级（voltage class）电力系统及电力设备的额定电压级别系列。额定电压是电力系统及电力设备规定的正常电压，即与电力系统及电力设备某些运行特性有关的标称电压。电力系统各点的实际运行电压允许在一定程度上偏离其额定电压，在这一允许偏离范围内，各种电力设备及电力系统本身仍能正常运行。 我国最高交流电压等级是750KV（兰州---官亭线），其下有500、330、220、110、（60）、35、10KV，380/220V，国家电网公司正在实验1000KV特高压交流输电。 我国最高直流电压等级为正负500KV（葛洲坝---上海南桥线、天生桥---广州线、贵州---广东线、三峡---广东线），另有正负50KV（上海---嵊泗群岛线），100KV（宁波---舟山线），南方电网公司将建设正负800KV特高压直流输电线。
目前我国常用的电压等级：220V、380V、6KV、10KV、35KV、110KV、220KV、330KV、500KV。电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。通常35KV及以上的电压线路称为送电线路。10KV及以下的电压线路称为配电线路。将额定1KV以上电压称为“高电压”，额定电压在1KV以下电压称为“低电压”。我国规定安全电压为36V、24V、12V三种。 我国规定的额定电压为：42V、36V、24V、12V、6V五种。 我国高压为：750KV、500Kv、220KV、110KV、35KV、10Kv、6KV。我国低压为：380V、220V、110V、36V、24V、12V。
㈠我国电压等级的分类 目前，我国一般采用以下标准电压等级： 超高压：500KV； 高压：220KV，110KV，和35KV 中压：10（20）KV 低压：380/220V ㈡TT系统 三相四线制中性点直接接地、且电气设备的外露可导电部分采用接地保护的低压配电系统。 在这种系统中，保护接地的接地电阻与触及漏电设备外露可导电部分的人体电阻形成并联回路。由于分流作用，使得通过人体的电流仅为故障电流的一部分，从而可以减小电击危险程度。如接地电阻很小，使得流过人体的电流降至安全电流以下，对人体就是安全的。㈢TN系统 三相四线制中性点直接接地系统。在该系统中新建的配电小区或有专用变压器的用户，传统上要做接零保护。 TN系统又分：①TN-C系统 ②TN-S系统 ③TN-C-S系统 三种形式。其主要区别在于保护线PE和中性线N的设置问题。 ①TN-C系统 在TN-C系统中，将保护线PE和中性线N合二为一。一般应将
电气设备的外露可导电部分接至PEN线上。 ②TN-S系统 在TN-S系统中，自电源处将保护线PE和中性线N分开设置，且分开后也不允许再次相接。对于TN-S系统中，电气设备的外露可导电部分应接至保护线PE（也可认为是接零保护）。其中性线N 仅作为单相用电设备的回路。 ③TN-C-S系统 在TN-C-S系统中，靠近电源侧的部分将保护线PE和中性线N 合二为一，实际上接成了TN-C；而在靠近负荷侧的部分又将保护线PE和中性线分开设置，实际上接成了TN-S。 在该系统中电气设备的外露可导电部分，再靠近电源侧的部分应接至保护中性线PEN上，而在靠近负荷侧的部分应接至保护线PE上。㈣三相，四线指通过正常工作电流的三根相线和一根零线，不包括不通过正常工作电流的PE。 2005-10-29
电网电压等级的确定，是与供电方式、供电负荷、供电距离等因素有关的。 有关资料提供了供电电压与输送容量的关系： 当负荷为2000KW时，供电电压易选6KV，输送距离在3-10公里； 当负荷为3000KW-5000KW时，供电电压易选10KV，输送距离在5-15公里； 当负荷为2000KW-10000KW时，供电电压易选35KV，输送距离在20-50公里； 当负荷为10000KW-50000KW时，供电电压易选110KV，输送距离在50-150公里； 当负荷为50000KW-200000KW时，供电电压易选220KV，输送距离在150-300公里； 当负荷为200000KW以上时，供电电压易选500KV，输送距离在300公里以上。 但近年来，随着电气设备的进步及电力技术的发展，输送容量及距离有了很大进步。 电力系统电压等级与变电站种类 电力系统电压等级有220/380V（0.4 kV），3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。随着电机制造工艺的提高，10 kV 电动机已批量生产，所以3 kV、6 kV已较少使用，20 kV、66 kV也很少使用。供电系统以10 kV、35 kV为主。输配电系统以110 kV以上为主。发电厂发电机有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，用户均为220/380V（0.4 kV）低压系统。 根据《城市电力网规定设计规则》规定：输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV，高压配电网为110kV、66kV，中压配电网为20kV、10kV、6 kV，低压配电网为0.4 kV（220V/380V）。 发电厂发出6 kV或10 kV电，除发电厂自己用（厂用电）之外，也可以用10 kV电压送给发电厂附近用户，10 kV供电范围为10Km、35 kV为20~50Km、66 kV为30~100Km、110 kV为50~150Km、220 kV为100~300Km、330 kV为200~600Km、500 kV为150~850Km。 2.变配电站种类 电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换，电压升高为升压变压器（变电站为升压站），电压降低为降压变压器（变电站为降压站）。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈（绕组）的双圈变压器，一种电压变为两种电压的选用三个线圈（绕组）的三圈变压器。 变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽站，区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个（三圈变压器），550kV /220kV /110kV。区域站一般也有三个电压等级（三圈变压器），220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。终端站一般直接接到用户，大多数为两个电压等级（两圈变压器）110kV /10 kV 或35 kV /10 kV。用户本身的变电站一般只有两个电压等级（双圈变压器）110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV，其中以10kV /0.4kV为最多。 3.变电站一次回路接线方案 1）一次接线种类 变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后，所有电力设备（变压器及进出线开关等）的相互连接方式。其接线方案有：线路变压器组，桥形接线，单母线，单母线分段，双母线，双母线分段，环网供电等。
负荷计算 2.1.1负荷计算的目的 计算负荷是确定供电系统、选择变压器容量、电气设备、导线截面和仪表量程的依据，也是整定继电保护的重要数据。计算负荷确定的是否正确合理，直接影响到电器和导线的选择是否合理。如计算负荷确定过大，将使电器和导线截面选择过大，造成投资和有色金属的浪费；如计算负荷确定过小，又将使电器和导线运行时增加电能损耗，并产生过热，引起绝缘过早老化，甚至烧毁，以至发生事故。为此，正确进行负荷计算是供电设计的前提，也是实现供电系统安全、经济运行的必要手段。 2.1.2负荷计算的方法 目前负荷计算常用需要系数法、二项式法和利用系数法、利用各种用电指标的负荷计算方法。前两种方法在国内各电气设计单位的使用最为普遍。 1.需要系数法 适用范围：当用电设备台数较多、各台设备容量相差不太悬殊时，特别在确定车间和工厂的计算负荷时，宜于采用。组成需要系数的同时系数和负荷系数都是平均的概念，若一个用电设备组中设备容量相差过于悬殊，大容量设备的投入对计算负荷投入时的实际情况不符，出现不理想的结果。 2.二项式法 当用电设备台数较少、有的设备容量相差悬殊时，特别在确定干线和分支线的计算负荷时，宜于采用。 3.利用系数法 通过平均负荷来求计算负荷，计算依据是概率论和数理统计，但就算过程较为复杂。 4.利用各种用电指标的负荷计算方法 适用于在工厂的初步设计中估算符合、在各类建筑的初步设计中估算照明负荷用。 根据计算法的特点和适用范围我们选取需要系数法来计算负荷。 2.1.3计算负荷的公式 按需要系数法确定计算负荷的公式 有功（Kw） P= K·P（2-1） 无功（Kvar） Q= P·tanφ （2-2） 视在（KVA） S= （2-3） 电流（A） = （2-4） 式中 K——该用电设备组的需用系数； P——该用电设备组的设备容量总和，但不包括备用设备容量（kW）；
我国电力系统有那些额定电压等级？电力系统元件（设备）的额定电压如何确 定？ 我国最高交流电压等级是750KV（兰州---官亭线），其下有500、330、220、110、（60）、35、10KV，380/220V，国家电网公司正在实验1000KV特高压交流输电； 我国最高直流电压等级为正负500KV（葛洲坝---上海南桥线、天生桥---广州线、贵州---广东线、三峡---广东线），另有正负50KV（上海---嵊泗群岛线），100KV （宁波---舟山线），南方电网公司将建设正负800KV特高压直流输电线。 目前我国常用的电压等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线路及用电设备构成。通常将35kV及35kV以上的电压线路称为送电线路。10kV及其以下的电压线路称为配电线路。将额定1kV以上电压称为“高电压”，额定电压在 1kV以下电压称为“低电压”。我国规定安全电压为36V、24V、12V三种。 随着电力电子技术的广泛应用与发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，特别是静止变流器，从低压小容量家用电器到高压大容量用的工业交直流变换装置，由于静止变流器是以开关方式工作的，会引起电网电流、电压波形发生畸变，引起电网的谐波“污染”。另外，冲击性、波动性负荷，如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且使得电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重，这些对电网的不利影响不仅会导致供用电设备本身的安全性降低，而且会严重削弱和干扰电网的经济运行，造成对电网的“公害”，为此，国家技术监督局相继颁布了涉及电能质量五个方面的国家标准，即：供电电压允许偏差，供电电压允许波动和闪变，供电三相电压不允许平衡度，公用电网谐波，以及供电频率允许偏差等的指标限制。 1.电压允许偏差 用电设备的运行指标和额定寿命是对其额定电压而言的。当其端子上出现电压偏差时，其运行参数和寿命将受到影响，影响程度视偏差的大小、持续的时间和设备状况而异，电压偏差计算式如下： 电压偏差（％）=（实际电压－额定电压）/额定电压×100％ (1) 《电能质量供电电压允许偏差》（GB12325－90）规定电力系统在正常运行条件下，用户受电端供电电压的允许偏差为： （1）35kV及以上供电和对电压质量有特殊要求的用户为额定电压的＋5％～－5％； （2）10kV及以下高压供电和低压电力用户为额定电压的＋7％～－7％； （3）低压照明用户为额定电压的＋5％～－10％。 为了保证用电设备的正常运行，在综合考虑了设备制造和电网建设的经济合理性后，对各类用户设备规定了如上的允许偏差值，此值为工业企业供配电系统设计提供了依据。 在工业企业中，改善电压偏差的主要措施有三： （1）就地进行无功功率补偿，及时调整无功功率补偿量，无功负荷的变化在电网各级系统中均产生电压偏差，它是产生电压偏差的源，因此，就地进行无功功率补偿，及时调整无功功率补偿量，从源上解决问题，是最有效的措施。 （2）调整同步电动机的励磁电流，在铭牌规定植的范围内适当调整同步电动机
交流电电压等级划分 一般将35~220kV的电压等级称为高压（HV），330kV~1000kV的电压称为超高压（EHV），1000kV及以上的电压称为特高压（UHV） 一般交流电常用的电压有：110v，220v，380v，3kv，6kv，10kv，20kv，50kv，35kv，66kv，110kv，220kv，330kv，500kv，750kv等 我国现在商用交流供电最高电压是交流750KV(西北地区用),直流供电最高电压是500KV(三峡水电厂送华东，华南用)。未来1000KV全国电网，已经在规划中。 由河北保定天威保变电气股份有限公司研制的世界最高电压等级1000KV特高压变压器一次性试验成功。 据悉，此台一千千伏、四万千伏安单相户外油浸式双绕组有载调压变压器，是天威保变公司为国家重点项目——武汉国家电网公司特高压试验基地研制的，也是我国第一条百万伏特高压试验线路研制开发的产品，总研制时间历时一年。 业内人士分析，世界最高电压等级1000千伏特高压变压器的研制成功，为我国目前启动的百万伏特高压电网建设实现输变电装备国产化打下了坚实的基础，标志着中国特高压输变电装备的研发制造能力步入世界先进水平行列。 中国最大的水电站 举世闻名的长江三峡位于我国地形第二级阶梯向第三级阶梯的过渡处，水流湍急，水能资源极为丰富．长江三峡水利枢纽是一个特大型水利枢纽工程，具有防洪、发电、航运、水产养殖、供水、灌溉和旅游等综合利用效益．三峡水电站将安装26台单机容量为70万千瓦的水轮发电机组，总装机容量为1820万千瓦，年平均发电量846.8亿千瓦小时，是世界上最大的水电站． 向家坝水电站 向家坝水电站位于云南水富与四川省交界的金沙江下游河段上，距水富市区仅500米，是金沙江水电基地最后一级水电站，这座水电站由三峡总公司建。 水库总库容51.63亿立方米，调节库容9亿立方米，回水长度156.6公里。电站装机容量784万kW（8台80万千瓦巨型水轮机和3台48万千瓦大型水轮机），保证出电200.9万kW，多年平均发电量307.47亿kW.H。静态总投资约542亿元。动态总投资519亿元，是中国第三大水电站，世界第五大水电站，也是西电东送骨干电源点。 向家坝水电站是金沙江水电基地25座水电站中唯一兼顾灌溉功能的超级大坝，其余24座大坝均无灌溉水利设施，目前向家坝也是金沙江水电基地中唯一修建升船机的大坝，其升船机规模与三峡相当属世界最大单体升船机，船舶翻坝效率远超三峡五级船闸，千吨级船舶过坝只需15分钟时间，比三峡船闸5小时的平均过坝时间可谓是兵贵神速。 向家坝水电站至上海的±800千伏直流特高压国产化示范工程是目前国内输送电压等级最高最先进的电力系统。
.电力系统电压等级与变电站种类 电力系统电压等级有220/380V（0.4 kV），3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。随着电机制造工艺的提高，10 kV电动机已批量生产，所以3 kV、6 kV已较少使用，20 kV、66 kV也很少使用。供电系统以10 kV、35 kV为主。输配电系统以110 kV以上为主。发电厂发电机有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，用户均为220/380V（0.4 kV）低压系统。 根据《城市电力网规定设计规则》规定：输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV，高压配电网为110kV、66kV，中压配电网为20kV、10kV、6 kV，低压配电网为0.4 kV （220V/380V）。 发电厂发出6 kV或10 kV电，除发电厂自己用（厂用电）之外，也可以用10 kV电压送给发电厂附近用户，10 kV供电范围为10Km、35 kV为20~50Km、66 kV为30~100Km、110 kV为50~150Km、220 kV为100~300Km、330 kV为200~600Km、500 kV为150~850Km。 2.变配电站种类 电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换，电压升高为升压变压器（变电站为升压站），电压降低为降压变压器（变电站为降压站）。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈（绕组）的双圈变压器，一种电压变为两种电压的选用三个线圈（绕组）的三圈变压器。 变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽站，区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个（三圈变压器），550kV /220kV /110kV。区域站一般也有三个电压等级（三圈变压器），220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。终端站一般直接接到用户，大多 数为两个电压等级（两圈变压器）110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用户本身的变电站一般 只有两个电压等级（双圈变压器）110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV，其中以10kV /0.4kV为最多。 3.变电站一次回路接线方案 1）一次接线种类 变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后，所有电力设备（变压器及进出线开关等）的相互连接方式。其接线方案有：线路变压器组，桥形接线，单母线，单母线分段，双母线，双母线分段，环网供电等。 2）线路变压器组 变电站只有一路进线与一台变压器，而且再无发展的情况下采用线路变压器组接线。 3）桥形接线
．电力系统电压等级与变电站种类 电力系统电压等级有２20/380V(０。４ｋＶ)，3 ｋV、6kV、10 ｋV、20 ｋV、３5 kV、66kV、１１0 kＶ、220kV、330kＶ、500 kＶ。随着电机制造工艺的提高,10 kＶ电动机已批量生产，所以3 kV、6 kV已较少使用，20 kＶ、６6 kＶ也很少使用.供电系统以10 kV、３5 kV为主。输配电系统以110 ｋV以上为主.发电厂发电机有6 ｋV与10 kV两种，现在以１０kV为主，用户均为2２0/380V（0。4 kＶ）低压系统。 根据《城市电力网规定设计规则》规定：输电网为５00 kＶ、330 kV、22０kV、１１0ｋV,高压配电网为110kV、66kV，中压配电网为20kV、１0kV、6 kV,低压配电网为０．4ｋV（220Ｖ/3８0Ｖ). 发电厂发出6 ｋV或10 ｋＶ电,除发电厂自己用(厂用电）之外，也可以用１0 kV 电压送给发电厂附近用户，10 ｋV供电范围为１0Km、3５kV为2０～5０Km、66kV为30～100Km、1１0 kV为50~15０Km、220 kV为１０0～３00Ｋm、３30 kV为200～６０0Km、500 kＶ为150～850Km。 ２。变配电站种类 电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换，电压升高为升压变压器（变电站为升压站),电压降低为降压变压器（变电站为降压站）。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈(绕组）的双圈变压器，一种电压变为两种电压的选用三个线圈（绕组）的三圈变压器. 变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽站,区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个(三圈变压器),5５0kV ／220kV /110ｋＶ。区域站一般也有三个电压等级(三圈变压器），220ｋV/1１0kV /35kV或１1０kV ／35ｋV /10kV。终端站一般直接接到用户,大多数为两个电压等级（两圈变压器)1１０ｋV /１0 ｋＶ或35kV/10 ｋV.用户本身的变电站一般只有两个电压等级（双圈变压器)1１０kV /１0kＶ、3５kV／０。4kV、10ｋＶ／0。４kV，其中以1０kV/0．4kＶ为最多。 ３.变电站一次回路接线方案 1）一次接线种类 变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后，所有电力设备（变压器及进出线开关等）的相互连接方式。其接线方案有：线路变压器组，桥形接线,单母线，单母线分段,双母线，双母线分段，环网供电等。 2)线路变压器组 变电站只有一路进线与一台变压器，而且再无发展的情况下采用线路变压器组接线。 3)桥形接线 有两路进线、两台变压器，而且再没有发展的情况下，采用桥形接线。针对变压器，联络断路器在两个进线断路器之内为内桥接线,联络断路器在两个进线断路器之外为外桥接线。 4）单母线 变电站进出线较多时，采用单母线，有两路进线时，一般一路供电、一路备用（不同时供电）,二者可设备用电源互自投，多路出线均由一段母线引出. 5）单母线分段 有两路以上进线，多路出线时，选用单母线分段,两路进线分别接到两段母线上,两段母线用母联开关连接起来.出线分别接到两段母线上。
电力系统电压等级与变电站种类 电力系统电压等级有220/380V（0.4 kV），3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。随着电机制造工艺的提高，10 kV电动机已批量生产，所以3 kV、6 kV已较少使用，20 kV、66 kV也很少使用。供电系统以10 kV、35 kV为主。输配电系统以110 kV以上为主。发电厂发电机有6 kV与10 kV两种，现在以10 kV为主，用户均为220/380V（0.4 kV）低压系统。 根据《城市电力网规定设计规则》规定：输电网为500 kV、330 kV、220 kV、110kV，高压配电网为110kV、66kV，中压配电网为20kV、10kV、6 kV，低压配电网为0.4 kV （220V/380V）。 发电厂发出6 kV或10 kV电，除发电厂自己用（厂用电）之外，也可以用10 kV电压送给发电厂附近用户，10 kV供电范围为10Km、35 kV为20~50Km、66 kV为30~100Km、110 kV为50~150Km、220 kV为100~300Km、330 kV为200~600Km、500 kV为150~850Km。 2.变配电站种类 电力系统各种电压等级均通过电力变压器来转换，电压升高为升压变压器（变电站为升压站），电压降低为降压变压器（变电站为降压站）。一种电压变为另一种电压的选用两个线圈（绕组）的双圈变压器，一种电压变为两种电压的选用三个线圈（绕组）的三圈变压器。 变电站除升压与降压之分外，还以规模大小分为枢纽站，区域站与终端站。枢纽站电压等级一般为三个（三圈变压器），550kV /220kV /110kV。区域站一般也有三个电压等级（三圈变压器），220 kV /110kV /35kV或110kV /35kV /10kV。终端站一般直接接到用户，大多数为两个电压等级（两圈变压器）110kV /10 kV或35 kV /10 kV。用户本身的变电站一般只有两个电压等级（双圈变压器）110 kV /10kV、35kV /0.4kV、10kV /0.4kV，其中以10kV /0.4kV为最多。 3.变电站一次回路接线方案 1）一次接线种类 变电站一次回路接线是指输电线路进入变电站之后，所有电力设备（变压器及进出线开关等）的相互连接方式。其接线方案有：线路变压器组，桥形接线，单母线，单母线分段，双母线，双母线分段，环网供电等。 2）线路变压器组 变电站只有一路进线与一台变压器，而且再无发展的情况下采用线路变压器组接线。 3）桥形接线
我国电力系统额定电压等级 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。 我国最高交流电压等级是750KV（兰州---官亭线），其下有500、330、220、110、（60）、35、10KV，380/220V，国家电网公司正在实验1000KV特 高压交流输电；我国最高直流电压等级为正负500KV（葛洲坝---上海南桥线、天 生桥---广州线、贵州---广东线、三峡---广东线），另有正负50KV（上海---嵊泗群 岛线），100KV（宁波---舟山线），南方电网公司将建设正负800KV特高压直流 输电线。 目前我国常用的电压等级：220V、380V、6kV、10kV、35kV、110kV、 220kV、330kV、500kV。电力系统一般是由发电厂、输电线路、变电所、配电线 路及用电设备构成。通常将35kV及35kV以上的电压线路称为送电线路。10kV及其以下的电压线路称为配电线路。将额定1kV以上电压称为“高电压”，额定电压在 1kV以下电压称为“低电压”。我国规定安全电压为36V、24V、12V三种。 随着电力电子技术的广泛应用与发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，特别是静止变流器，从低压小容量家用电器到高压大容量用的工业交直流变换装置，由于静止变流器是以开关方式工作的，会引起电网电流、电压波形发生畸变，引起电网的谐波“污染”。另外，冲击性、波动性负荷，如电弧炉、大型轧钢机、电力机 车等运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且使得电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重，这些对电网的不利影响不仅会导致供用电设备本身的安全性降低，而且会严重削弱和干扰电网的经济运行，造成对电网的“公害”，为此，国家技术监督局相 继颁布了涉及电能质量五个方面的国家标准，即：供电电压允许偏差，供电电压允许波动和闪变，供电三相电压不允许平衡度，公用电网谐波，以及供电频率允许偏差等的指标限制。 1.电压允许偏差 用电设备的运行指标和额定寿命是对其额定电压而言的。当其端子上出现电压偏差时，其运行参数和寿命将受到影响，影响程度视偏差的大小、持续的时间和设备状况而异，电压偏差计算式如下： 电压偏差（％）=（实际电压－额定电压）/额定电压×100％ (1) 《电能质量供电电压允许偏差》（GB12325－90）规定电力系统在正常运 行条件下，用户受电端供电电压的允许偏差为：