電力系統(tǒng)基本知識

電力系統(tǒng)基本知識

1.1電力系統(tǒng)的組成。

電能成為國民經(jīng)濟(jì)不可缺少的一部分，生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，

使得發(fā)電機(jī)單機(jī)容量不斷增大，發(fā)電廠的規(guī)模不斷擴(kuò)大，輸送距

離增大，并且對電能的可靠性提出了更高的要求。于是逐步地將

一個個孤立的發(fā)電廠、變電所連接起來，形成強(qiáng)大的電力系統(tǒng)。

電力系統(tǒng)由發(fā)電廠、變電所、輸電線路、用戶等部分組成。

發(fā)電廠把不同的能量轉(zhuǎn)化成電能。在輸電過程中，為了滿足不同

用戶對經(jīng)濟(jì)供電的要求，就得采用多種電壓等級的方式輸送電能，

電力系統(tǒng)中的電壓等級的升高及降低，是通過變壓器完成的，安

裝變壓器及其它裝置的整體，稱為變電所。

1.2一次設(shè)備、二次設(shè)備、電氣主接線

一次設(shè)備。直接生產(chǎn)和輸配電能的設(shè)備稱為一次設(shè)備。電能由發(fā)

電機(jī)發(fā)出，經(jīng)過一系列的一次設(shè)備直接送到用電器，從而完成電

能的生產(chǎn)與使用的全過程。一次設(shè)備主要包括發(fā)電機(jī)、變壓器、

斷路器、隔離開關(guān)、限流電抗器、母線、電纜、互感器等。

二次設(shè)備。對一次設(shè)備的工作進(jìn)行監(jiān)察、測量、控制和保護(hù)的輔

助設(shè)備，稱為二次設(shè)備。二次設(shè)備主要包括儀表、信號、繼電保

護(hù)裝置和自動控制設(shè)備等。

電氣主接線。在發(fā)電廠和變電所中，為了適應(yīng)各種運行方式的需

要，將各種設(shè)備根據(jù)要求，按著一定次序連接成為固定的電路。

一次設(shè)備所連成的電路，稱為一次電路或電氣主接線。

常見的主接線為單母分段接線、內(nèi)橋接線。典型接線圖如下圖所

1.3斷路器.隔離開關(guān)、母線

斷路器：又稱開關(guān)。是用在高壓電路正常或故障狀態(tài)下，接通與

斷開電路的專用電器。斷路器部分的觸頭部分裝有特殊的滅弧裝

置。滅弧裝置能迅速地熄滅在切斷電路過程中觸頭間的電弧,使

電路可靠迅速地斷開。電力系統(tǒng)運行中，如果系統(tǒng)發(fā)生故障，則

由繼電保護(hù)裝置動作，自動斷開斷路器，使故障點與系統(tǒng)正常部

分?jǐn)嚅_。

隔離開關(guān)：又稱刀閘。隔離開關(guān)的觸頭部分沒有特殊的滅弧裝置，

它不能熄滅在切斷電路過程中觸頭間所產(chǎn)生的電弧。隔離開關(guān)主

要起隔離電壓和切換電路的作用。隔離開關(guān)一般應(yīng)與斷路器串聯(lián)

接入電路。

母線：母線起著匯集和分配電能的作用。一段母線上有進(jìn)線和出

線，這些線路有共同的電壓，但是負(fù)荷電流分配不同。變電站的

主接線不同，所捱有的母線段數(shù)也不同。

1.4互感器

電力系統(tǒng)中的一次信號一般都是很大的信號，如10KV的電壓，

5KA的電流等等，這種大信號是無法輸入保護(hù)裝置及測量回路的,

需要有一種裝置把這些大信號按比例變換到小信號，這就是互感

器。

目前大部互感器是應(yīng)用變壓器原理（即電磁感應(yīng)原理）來變換電

壓和電流，這種互感器也稱電磁式互感器。根據(jù)所變換的信號不

同，互感器可分為電壓互感器和電流互感器。

電壓互感器和電流互感器是一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)間的聯(lián)絡(luò)元件，

用以分別是向測量儀表（電度表、電流表、電壓表）、繼電保護(hù)

及自動裝置等供給信號，實現(xiàn)對電力系統(tǒng)的主要運行參數(shù)的監(jiān)測。

互感器在電力系統(tǒng)中的作用具體表現(xiàn)在如下兩個方面：

1）將一次回路的高電壓和大電流變換成二次回路標(biāo)準(zhǔn)的低電壓、

小電流。電壓互感器二次側(cè)的額定電壓規(guī)定為100V（線電壓）

或57.7V（相電壓）。電流互感器二次側(cè)的額定電流規(guī)定一般為

5A。這可以使測量儀表和繼保裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，二次設(shè)備

的絕緣水平按低電壓統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計，以降低成本和價格，

而且使用方便。

2）一次系統(tǒng)和二次系統(tǒng)是通過互感器聯(lián)絡(luò)的，這樣它就起到了

一次高壓與二次低壓的隔離作用。并且互感器必須有一點接地，

從而確保了運行人員和二次設(shè)備的安全。

電流互感器的特點和要求：

1）一次繞組與高壓回路串聯(lián)，H只取決于所在高壓回路電流，

而與二次負(fù)荷大小無關(guān)。

2）二次回路不允許開路，否則會產(chǎn)生危險的高電壓，危及人身

及設(shè)備安全。

3）CT二次回路必須有一點直接接地，防止一、二次繞組絕緣

擊穿后產(chǎn)生對地高電壓，但僅一點接地。

電壓互感器的特點和要求：

1）一次繞組與高壓電路并聯(lián)。

2）二次繞組不允許短路（短路電流燒毀PT）,裝有熔斷器。

3）二次繞組有一點直接接地。

電流互感器在變電站中一般根據(jù)精度及量程分為兩種