电力系统的组成及其作用

附录一：电力系统概述一、电力系统1．电力系统简介英文：power system电力系统图由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。

它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置（主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等）转化成电能，再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心，通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量，为地区经济和人民生活服务。

由于电源点与负荷中心多数处于不同地区，也无法大量储存，故其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成，并在同一地域内有机地组成一个整体，电能生产必须时刻保持与消费平衡。

因此，电能的集中开发与分散使用，以及电能的连续供应与负荷的随机变化，就制约了电力系统的结构和运行。

据此，电力系统要实现其功能，就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统，以便对电能的生产和输运过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，确保用户获得安全、经济、优质的电能。

建立结构合理的大型电力系统不仅便于电能生产与消费的集中管理、统一调度和分配，减少总装机容量，节省动力设施投资，且有利于地区能源资源的合理开发利用，更大限度地满足地区国民经济日益增长的用电需要。

电力系统建设往往是国家及地区国民经济发展规划的重要组成部分。

电力系统的出现，使高效、无污染、使用方便、易于调控的电能得到广泛应用，推动了社会生产各个领域的变化，开创了电力时代，发生了第二次技术革命。

电力系统的规模和技术水准已成为一个国家经济发展水平的标志之一。

2．电力系统发展简况在电能应用的初期，由小容量发电机单独向灯塔、轮船、车间等的照明供电系统，可看作是简单的住户式供电系统。

白炽灯发明后，出现了中心电站式供电系统，如1882年T.A.托马斯·阿尔瓦·爱迪生在纽约主持建造的珍珠街电站。

它装有6台直流发电机（总容量约670千瓦），用110伏电压供1300盏电灯照明。

19世纪90年代，三相交流输电系统研制成功，并很快取代了直流输电，成为电力系统大发展的里程碑。

电力系统与电力网的组成1. 介绍电力系统是指由发电厂、输电系统、配电系统和用电设备等组成的一种能量转换和分配系统。

它是供应电力的基础设施，为各行各业的电力需求提供可靠的电能。

电力系统中的核心组成部分是电力网，它是将发电厂产生的电能传送到用户终端的网络。

本文将详细介绍电力系统与电力网的组成，包括发电厂、输电系统、配电系统和用电设备等。

2. 发电厂发电厂是电力系统的起点，通过能源转换将不同形式的能量转化为电能。

常见的发电厂包括火电厂、燃气电厂、核电厂和可再生能源厂等。

发电厂的主要任务是通过燃烧、核裂变或其他方式产生高压电能。

发电厂内部通常由发电机组和辅助设备组成。

发电机组是通过旋转磁场和定子线圈之间的作用原理产生电能的设备。

辅助设备包括锅炉、冷却系统、控制系统等，用于提供燃料、冷却和监控发电过程。

3. 输电系统输电系统用于将发电厂产生的电能从发电厂传送到各个区域的输电线路。

它由高压输电线路、变电站和变压器等组成。

高压输电线路是将电能从发电厂输送到变电站的电力线路。

它通常采用高压直流（HVDC）或高压交流（HVAC）技术，以减少能量损耗和距离限制。

这些线路通常经过大面积地域，并需要跨越河流、山脉和城市等障碍。

变电站是输电系统中的关键设施，用于转换电能的电压级别。

它接收来自发电厂的电能，并将其转换为更适合输送到不同地区的电压。

变电站中的主要设备是变压器，它用于升高或降低电压级别。

4. 配电系统配电系统将变电站输送到终端用户的电能分配到不同的用电设备。

它由配电变压器、配电线路和配电设备等组成。

配电变压器用于将高压电能转换为适合低压设备使用的电压。

它通常安装在终端用户附近的电力杆上。

配电线路是将电能从配电变压器输送到用户终端的电力线路。

它通常以地下电缆或架空线的形式存在。

配电设备包括配电盘、断路器和保护装置等。

它们用于控制和保护电能在用户设备中的分配和使用过程。

5. 用电设备用电设备是指各种类型的终端设备，包括家庭电器、办公设备、工业机械等。

电力系统的组成及其作用电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的整体，是将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的一个统一系统。

输电网和配电网统称为电网，是电力系统的重要组成部分。

发电厂将一次能源转换成电能，经过电网将电能输送和分配到电力用户的用电设备，从而完成电能从生产到使用的整个过程。

电力系统还包括保证其安全可靠运行的继电保护装置、安全自动装置、调度自动化系统和电力通信等相应的辅助系统（一般称为二次系统）。

输电网是电力系统中最高电压等级的电网，是电力系统中的主要网络（简称主网），起到电力系统骨架的作用，所以又可称为网架。

在一个现代电力系统中既有超高压交流输电，又有超高压直流输电。

这种输电系统通常称为交、直流混合输电系统。

配电网是将电能从枢纽变电站直接分配到用户区或用户的电网，它的作用是将电力分配到配电变电站后再向用户供电，也有一部分电力不经配电变电站，直接分配到大用户，由大用户的配电装置进行配电。

在电力系统中，电网按电压等级的高低分层，按负荷密度的地域分区。

不同容量的发电厂和用户应分别接入不同电压等级的电网。

大容量主力电厂应接入主网，较大容量的电厂应接入较高压的电网，容量较小的可接入较低电压的电网。

配电网应按地区划分，一个配电网担任分配一个地区的电力及向该地区供电的任务。

因此，它不应当与邻近的地区配电网直接进行横向联系，若要联系应通过高一级电网发生横向联系。

配电网之间通过输电网发生联系。

不同电压等级电网的纵向联系通过输电网逐级降压形成。

不同电压等级的电网要避免电磁环网。

电力系统之间通过输电线连接，形成互联电力系统。

连接两个电力系统的输电线称为联络线。

1、电源火电：锅炉－汽轮机－发电机水电：水库－水轮机－发电机核电：核反应堆－汽轮机－发电机其它：如风能、地热能、太阳能、潮汐等2、基本概念电力系统——是由发电厂、变电所、输电线、配电系统及负荷组成的。

是现代社会中最重要、最庞杂的工程系统之一。

第一章1-1试述电力系统的组成及各部分的作用？各级电压的电力线路将发电厂、变配电所和电力用户联系起来的一个发电、输电、变电、配电及用电的整体即为电力系统。

电力系统由以下几部分组成：（1）发电将一次能源转换成电能的过程即为“发电”。

根据一次能源的不同，有火力发电、水力发电和核能发电，还有风力、地热、潮汐和太阳能等发电方式。

（2）变电与配电变电所的功能是接受电能、转换电压和分配电能。

仅用于接收和分配电能，而没有变压器的场所称为配电所（3）电力线路电力线路将发电厂、变电所和电能用户连接起来，完成输送电能和分配电能的任务。

（4）电能用户包括工业、企业在内的所有用户（用电单位），使用（消耗）电能1-4 电力系统中性点运行方式有哪几种？各自的特点是什么？答：电力系统中性点运行方式有中性点有效接地系统（包括中性点直接接地系统）和中性点非有效接地系统（包括中性点不接地和中性点经消弧线圈或电阻接地）。

1）中性点不接地系统特点：发生单相接地故障时，线电压不变，非故障相对地电压升高到原来相电压的√3倍，故障相电容电流增大到原来的3倍。

2）中性点经消弧线圈接地系统特点：发生单相接地故障时，与中性点不接地系统一样，非故障相电压升高√3倍，三相导线之间的线电压仍然平衡。

3）中性点直接接地系统特点：当发生一相对地绝缘破坏时，即构成单相接地故障，供电中断，可靠性降低。

但由于中性点接地的钳位作用，非故障相对地电压不变。

电气设备绝缘水平可按相电压考虑。

在380/220V低压供电系统中，采用中性点直接接地可以减少中性点的电压偏差，同时防止一相接地时出现超过250V的危险电压。

1-5简述用户供电系统供电质量的主要指标及其对用户的影响答：决定用户供电质量的主要指标为电压、频率和可靠性。

影响：①当电压出现偏差时会对用电设备的良好运行产生影响；电压波动和闪变会使电动机转速脉动、电子仪器工作失常；出现高次谐波会干扰自动化装置和通信设备的正常工作；产生三相不对称电压会影响人身和设备安全。

第一章电力系统基础知识继电保护、自动装置对电力系统起到保护和安全控制的作用，因此首先应明确所要保护和控制对象的相关情况，涉及的内容包括：电力系统的构成，电力系统中性点接地方式及其特点，电力系统短路电流计算及其相关概念。

这是学习继电保护、自动装置等本书内容的基础。

>>第一节电力系统基本概念一、电力系统构成电力系统是由发电厂、变电站(所)、送电线路、配电线路、电力用户组成的整体。

其中，联系发电厂与用户的中间环节称为电力网，主要由送电线路、变电所、配电所和配电线路组成，如图1-1中的虚框所示。

电力系统和动力设备组成了动力系统，动力设备包括锅炉、汽轮机、水轮机等。

在电力系统中，各种电气设备多是三相的，且三相系统基本上呈现或设计为对称形式，所以可以将三相电力系统用单相图表述。

动力系统、电力系统及电力网之间的关系示意图如图1-l所示。

图1-1 动力系统、电力系统及电力网示意图需要指出的是，为了保证电力系统一次电力设施的正常运行，还需要配置继电保护、自动装置、计量装置、通信和电网调度自动化设施等。

电力系统主要组成部分和电气设备的作用如下。

(1)发电厂。

发电厂是把各种天然能源转换成电能的工厂。

天然能源也称为一次能源，例如煤炭、石油、天然气、水力、风力、太阳能等，根据发电厂使用的一次能源不同，发电厂分为火力发电厂(一次能源为煤炭、石油或天然气)、水力发屯厂、风力发电厂等。

(2)变电站(所)。

变电站是电力系统中联系发电厂与用户的中间环节，具有汇集电能和分配电能、变换电压和交换功率等功能，是一个装有多种电气设备的场所。

根据在电力系统中所起的作用，可分为升压变电站和降压变电站；根据设备安装位置，可分为户外变电站、户内变电站、半户外变电站和地下变电站。

变电站内一次电气设备主要有变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、负荷开关等。

变电站内还配备有继电保护和自动装置、测量仪表、自动控制系统及远动通信装置等。

电力通信系统的基本组成及各自的作用电力通信系统是电力系统中不可或缺的一部分，主要用于监测、控制和保护电力设备，同时也为电力系统提供重要的通信支持。

本文将介绍电力通信系统的基本组成及各自的作用，从而让读者更深入地了解这一领域。

电力通信系统主要包括三部分：数据采集系统、通信传输系统和控制中心系统。

下面分别进行介绍。

一、数据采集系统数据采集系统是一套用于采集电力设备工作状态、运行参数、故障信息等数据的系统，通常由传感器、智能终端设备、监测单元等组成。

其主要作用是将设备信息采集并传输给控制中心，以供操作人员进行分析和判断。

传感器是数据采集系统的核心部件，常用的传感器包括电流互感器、电压互感器、温度传感器、烟雾传感器和光纤传感器等。

智能终端设备是用于采集传感器数据的设备，常用的终端设备有终端节点控制器（RTU）、智能电表和无线传输终端等。

监测单元则是数据采集系统中的重要组成部分，主要负责对数据进行处理和分析，并将数据传输给控制中心系统。

二、通信传输系统通信传输系统是电力通信系统中最为关键的一部分，主要负责将数据采集系统采集到的设备信息传输给控制中心。

传输系统的重要性在于，它的可靠性和实时性直接影响到电力设备的监测、控制和保护效果。

通信传输系统主要包括有线传输和无线传输两种，有线传输一般采用电缆、光纤等传输媒介进行数据传输，其优点在于传输稳定可靠，数据实时性好。

而无线传输则是利用数传设备通过无线信号进行数据传输，使用方便，通信范围广，且能适应复杂的环境。

三、控制中心系统控制中心系统是电力通信系统中最中枢的部分，主要包括数据处理、控制命令下达、故障监测和数据分析等功能。

其主要作用是基于数据采集系统和通信传输系统收集到的信息，实时监测设备的运行状态，并进行智能控制和保护。

控制中心系统包括硬件和软件，常用的硬件设备包括工作站、服务器、数据存储设备等。

而软件方面则有数据管理软件、监控软件、控制软件、故障诊断软件，它们的功能不同，但相互协作，实现了对电力系统的全面控制和管理。

第一章电力系统基础知识继电保护、自动装置对电力系统起到保护和安全控制的作用，因此首先应明确所要保护和控制对象的相关情况，涉及的内容包括：电力系统的构成，电力系统中性点接地方式及其特点，电力系统短路电流计算及其相关概念。

这是学习继电保护、自动装置等本书内容的基础。

>>第一节电力系统基本概念一、电力系统构成电力系统是由发电厂、变电站(所)、送电线路、配电线路、电力用户组成的整体。

其中，联系发电厂与用户的中间环节称为电力网，主要由送电线路、变电所、配电所和配电线路组成，如图1-1中的虚框所示。

电力系统和动力设备组成了动力系统，动力设备包括锅炉、汽轮机、水轮机等。

在电力系统中，各种电气设备多是三相的，且三相系统基本上呈现或设计为对称形式，所以可以将三相电力系统用单相图表述。

动力系统、电力系统及电力网之间的关系示意图如图1-l所示。

图1-1 动力系统、电力系统及电力网示意图需要指出的是，为了保证电力系统一次电力设施的正常运行，还需要配置继电保护、自动装置、计量装置、通信和电网调度自动化设施等。

电力系统主要组成部分和电气设备的作用如下。

(1)发电厂。

发电厂是把各种天然能源转换成电能的工厂。

天然能源也称为一次能源，例如煤炭、石油、天然气、水力、风力、太阳能等，根据发电厂使用的一次能源不同，发电厂分为火力发电厂(一次能源为煤炭、石油或天然气)、水力发屯厂、风力发电厂等。

(2)变电站(所)。

变电站是电力系统中联系发电厂与用户的中间环节，具有汇集电能和分配电能、变换电压和交换功率等功能，是一个装有多种电气设备的场所。

根据在电力系统中所起的作用，可分为升压变电站和降压变电站；根据设备安装位置，可分为户外变电站、户内变电站、半户外变电站和地下变电站。

变电站内一次电气设备主要有变压器、断路器、隔离开关、避雷器、电流互感器、电压互感器、高压熔断器、负荷开关等。

变电站内还配备有继电保护和自动装置、测量仪表、自动控制系统及远动通信装置等。

电力系统的用途是什么电力系统是指由发电厂、输电网、配电网和用户终端设备组成的整体系统，其用途涉及到国家经济发展、人民生活改善以及环境保护等多个方面。

下面将从能源供给、经济发展、社会进步以及环境保护四个方面详细阐述电力系统的用途。

首先，电力系统的最基本用途是为社会提供稳定可靠的能源供给。

电力系统通过发电厂将各种能源转化为电能，再通过输电网将电能传输到各个地方，最终通过配电网将电能送达到用户终端设备，满足人们对电力的需求。

电力作为一种清洁、高效、灵活的能源形式，可以应用于各行各业，包括工业、商业、农业和家庭用电等。

其次，电力系统的发展与建设对于国家经济的发展具有重要意义。

电力是工业生产的重要动力之一，特别是对于高度电化的工业部门，电力的供给可以提高生产效率、降低生产成本，并推动技术创新和产业升级。

同时，电力系统的建设还为国家各地经济发展提供了基础设施保障，有助于促进城市化进程和区域经济一体化。

第三，电力系统的运行对社会的进步和人民生活的改善起到了积极作用。

电力系统为人们提供了便捷、高效、安全的能源供应，改变了人们的生活方式，提高了生活质量。

机械化、自动化设备的广泛应用，提高了工作效率，节省了人力资源，为社会的进步和发展提供了强大支撑。

与此同时，电力系统的发展也为信息通信、医疗卫生、交通运输等领域的改善和创新提供了支持，促进了社会各个方面的进步。

最后，电力系统的发展与应用对环境保护具有重要意义。

传统能源资源的开采和利用往往伴随着大量的环境污染和生态破坏，而电力系统的清洁能源供应与高效能源利用不仅可以减少污染排放，降低能源消耗，还可以推动可再生能源的发展，减少对有限能源资源的依赖，保护自然环境和生态系统的完整性。

因此，电力系统的建设和运行需要注重环境保护，推动可持续发展。

综上所述，电力系统在能源供给、经济发展、社会进步和环境保护等各个方面都具有重要的用途。

电力系统的建设和运行需要政府、企业和社会各方共同努力，以确保稳定可靠的电力供应，促进社会的可持续发展，实现经济繁荣和环境保护的双重目标。