第一章 電力系統(tǒng)概述與基本概念

課程特點(diǎn)和考試要求教學(xué)目的：對電力系統(tǒng)的組成和運(yùn)行有全面、深刻的了解，掌握電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的各種分析和計(jì)算方法專業(yè)課與基礎(chǔ)課的區(qū)別應(yīng)用背景：實(shí)踐-〉理論-〉實(shí)踐計(jì)算多，題多工程性強(qiáng)，針對性強(qiáng)，經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng)課程特點(diǎn)和考試要求教學(xué)參考書：夏道止《電力系統(tǒng)分析》何仰贊溫增銀《電力系統(tǒng)分析》“ElementsofPowerSystemAnalysis”W.D.Stevenson(美)“ElectricPowerSystems”B.M.Weedy(英)成績評定：采用百分制：平時(shí)成績占30%，期末考試成績占70%。期末考試采用閉卷考試形式。平時(shí)成績主要包括作業(yè)、考勤和課堂回答問題的成績。第一章電力系統(tǒng)基本概念

一

、電力系統(tǒng)概述1882年，英國建成第一座發(fā)電廠，原始線路輸送的是低壓直流電。同年，法國人德普列茨提高了直流輸電電壓（1000V)，被認(rèn)為是世界上第一個(gè)電力系統(tǒng)。1891年，第一條三相交流輸電線路在德國運(yùn)行，三相交流輸電使輸送功率、輸電電壓、輸電距離日益增大。目前，大電力系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，甚至出現(xiàn)全國性和國際性電力系統(tǒng)。圖1-1動(dòng)力系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、和電力網(wǎng)絡(luò)示意圖１.電力系統(tǒng)的組成

電力系統(tǒng)：是指由生產(chǎn)、輸送、分配電能的設(shè)備，使用電能的設(shè)備以及測量、繼電保護(hù)、控制裝置乃至能量管理系統(tǒng)所組成的統(tǒng)一整體。包括發(fā)電、變電、輸電、配電、用電五個(gè)單元，以及相應(yīng)的通信、繼電保護(hù)、自動(dòng)裝置等設(shè)備

電力網(wǎng)絡(luò)：電力系統(tǒng)中，各種電壓等級的輸配電力線路及升降壓變壓器所成為的部分稱為電力網(wǎng)絡(luò)。

動(dòng)力系統(tǒng)：在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上又加上動(dòng)力設(shè)備，統(tǒng)稱為動(dòng)力系統(tǒng)。從發(fā)電廠到用戶的送電過程發(fā)電廠是生產(chǎn)電能的工廠。它把其它形式的能源，如煤炭、石油、天然氣、水能、原子核能、風(fēng)能、太陽能、地?zé)?、潮汐能等等，通過發(fā)電設(shè)備轉(zhuǎn)換為電能。我國以火電發(fā)電為主，其次是水電和原子能發(fā)電。

火電廠是我國目前最主要的電源，比例大于75%?；鹆Πl(fā)電存在的問題今后火電建設(shè)的重點(diǎn)采用高參數(shù)、大容量、高效率的設(shè)備。開發(fā)清潔煤燃燒發(fā)電、天然氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電。鼓勵(lì)熱電聯(lián)產(chǎn)。加強(qiáng)煤炭基地的礦口電廠建設(shè)。安全問題：采礦和運(yùn)輸中的安全性災(zāi)難等。環(huán)境問題：酸雨、溫室效應(yīng)、可吸入顆粒物等。效率問題：凝汽式火電廠效率為40%，熱電廠為60%~70%。凝氣式火電廠生產(chǎn)過程示意圖

江蘇諫壁發(fā)電廠始建于1959年，于1987年9月全部建成，共安裝10臺機(jī)組，總?cè)萘?62.5萬千瓦，年發(fā)電量在100億度左右，成為80年代末到90年代初國內(nèi)最大的火力發(fā)電廠。浙江北侖發(fā)電廠是我國目前最大的現(xiàn)代化火力發(fā)電廠，總裝機(jī)容量為300萬千瓦(5×600MW)，工程于1988年1月正式開工建設(shè)，2000年9月全部建成發(fā)電。年發(fā)電量167億度，為浙江省各類發(fā)電廠發(fā)電總量的四分之一，其中兩臺機(jī)組的發(fā)電量就能滿足寧波市全部用電所需。北侖發(fā)電廠主控制室北侖發(fā)電廠汽輪機(jī)房

張家口發(fā)電總廠成立于1988年8月，由下花園發(fā)電廠和沙嶺子發(fā)電廠合并而成，位于張家口市東南14km，距首都北京170km，距煤都大同180km。發(fā)電廠總裝機(jī)容量240萬千瓦（8×300MW），通過500kV雙回線向北京供電，同時(shí)兼顧地方用電，擔(dān)負(fù)著北京地區(qū)1/4電力負(fù)荷的供電任務(wù)。張家口發(fā)電總廠夜景廠區(qū)景色汽輪機(jī)房（2）水力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是最干凈的能源之一。是最廉價(jià)的能源之一：無需燃料、無環(huán)境污染、生產(chǎn)效率高、發(fā)電成本低、運(yùn)行維護(hù)簡單。綜合水利工程：可同時(shí)解決發(fā)電、防洪、灌溉、航運(yùn)、水產(chǎn)養(yǎng)殖等問題。

（1）水電廠的能量轉(zhuǎn)換過程：水的位能→機(jī)械能→電能。水力發(fā)電廠（3）水力發(fā)電存在的問題建設(shè)問題：投資大、工期長，存在庫區(qū)移民、淹沒耕地、破壞人文景觀、破壞自然生態(tài)平衡等問題。運(yùn)行問題：發(fā)電量受氣象、水文、季節(jié)水量變化的影響較大，分豐水期和枯水期，出力不穩(wěn)定，增加電力系統(tǒng)運(yùn)行的復(fù)雜性。

堤壩式水電廠生產(chǎn)過程示意圖葛洲壩27孔泄洪閘葛洲壩水電站葛洲壩水電站是長江干流上修建的第一座大型水電工程，是三峽工程的反調(diào)節(jié)和航運(yùn)梯級。電站始建于1970年，共有機(jī)21臺機(jī)組，總裝機(jī)容量271.5萬千瓦，年發(fā)電量157億度。電站以500kV和220kV輸電線路并入華中電網(wǎng)，并通過500kV直流輸電線路向距離1000km的上海輸電120萬千瓦。三峽水電站效果圖長江三峽水電站壩長2309m，壩高185m，水頭175m，總庫容393億立方米，總裝機(jī)容量18.2GW（26×700MW），年發(fā)電量86.5TW·h；庫區(qū)將淹沒耕地36萬畝，淹沒城鎮(zhèn)129座，需安置遷移人口113萬；電站于93年起步，首批機(jī)組于2003年10月發(fā)電，以后每年投產(chǎn)4臺機(jī)組（280MW），2009年全部機(jī)組建成投產(chǎn)。三峽電站發(fā)出的強(qiáng)大電力將送往華中、華東地區(qū)和廣東省。電站將引出15條超高壓交流輸電線路，其中3條線路通過換流站將交流電轉(zhuǎn)換成直流電后，再通過500kＶ直流輸電線路，2條送往華東、1條送往廣東。三峽工程綜合效益防洪：三峽水庫正常蓄水位175米，總庫容393億立方米，防洪庫容221.5億立方米，能有效地控制長江上游洪水，保護(hù)長江中下游荊江地區(qū)1500萬人口、2300萬畝土地，是世界上防洪效益最為顯著水利工程。發(fā)電：三峽水電站裝機(jī)總?cè)萘繛?820萬kW，年均發(fā)電量847億kW·h。以直線距離1000公里為半徑，全國除遼寧、吉林、黑龍江、新疆、西藏、海南、臺灣7省區(qū)外，其余地區(qū)的主要城市和工業(yè)基地都在這個(gè)范圍內(nèi)。航運(yùn)：它將改善航運(yùn)里程660公里，使重慶至宜昌航道通行的船隊(duì)噸位由現(xiàn)在的3000噸級提高至萬噸級，年單向通過能力由1000萬噸提高到5000萬噸。三峽雙線五級船閘

三峽船閘全長6.4公里，可通過萬噸級船隊(duì)，單向年通過能力5000萬噸。船閘主體段閘首和閘室分南北兩線，每線船閘主體段由6個(gè)閘首和5個(gè)閘室組成，每個(gè)閘室長280米、寬34米。而船閘人字門是名副其實(shí)的“天下第一門”，單扇門寬20.2米，高38.5米，厚度3米，面積有兩個(gè)籃球場那么大，重達(dá)850多噸。

核電廠（1）核電廠的能量轉(zhuǎn)換過程：核燃料的裂變能→熱能→機(jī)械能→電能。（2）核電廠的組成：核反應(yīng)堆、汽水系統(tǒng)（汽輪機(jī)）、電力系統(tǒng)（3）核電廠是我國目前最重要的電源之一，比例大于10%。（4）核電迅速發(fā)展的原因核電是一種新型的巨大能源。煤、石油等火電燃料儲量有限，不可再生。發(fā)達(dá)國家的水資源已基本殆盡。一些資源貧乏國家“能源危機(jī)”，不得不發(fā)展核電。（5）核能發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)節(jié)省大量煤炭、石油等燃料，避免燃料運(yùn)輸。不需空氣助燃，可建在地下、水下、山洞或空氣稀薄地區(qū)。比火電廠造價(jià)高，但發(fā)電成本低30%～50%，且規(guī)模越大越合算。存在問題：放射性污染。秦山核電站位于東海之濱美麗富饒的杭州灣畔，是中國第一座依靠自己的力量設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營管理的壓水堆核電站，總裝機(jī)容量2×300MW。1985年3月動(dòng)工，1991年12月首次并網(wǎng)發(fā)電。它的建成使我國成為繼美、英、法、前蘇聯(lián)、加拿大、瑞典之后世界上第七個(gè)能夠自行設(shè)計(jì)、建造核電站的國家。秦山核電站主控制室秦山核電站汽輪機(jī)房

大亞灣核電站位于深圳市東部大亞灣畔，為我國目前最大的核電站。大亞灣核電站是我國引進(jìn)國外資金、設(shè)備和技術(shù)建設(shè)的第一座大型商用核電站。核電站安裝有兩臺單機(jī)容量為900MW的壓水堆反應(yīng)堆機(jī)組。1987年8月7日工程正式開工，1994年2月1日和5月6日兩臺機(jī)組先后投入商業(yè)營運(yùn)。大亞灣核電站每年發(fā)電量超過100億度，其中七成電力供應(yīng)香港，三成電力供應(yīng)廣東電網(wǎng)。大亞灣核電站電站設(shè)備太陽能發(fā)電：太陽光能或太陽熱能→電能太陽能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)是一種取之不盡、用之不竭的廉價(jià)能源。不需要燃料、生產(chǎn)成本低、不產(chǎn)生污染受季節(jié)、晝夜、地理和氣象條件的影響較大。太陽能光伏電源在西部地區(qū)應(yīng)用廣泛。（青海、新疆）我國的太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)于20世紀(jì)70年代起步，2007年底累計(jì)裝機(jī)容量只有100MW。太陽能發(fā)電系統(tǒng)的組成太陽能電池板：將太陽的輻射能轉(zhuǎn)換為電能。太陽能控制器：控制整個(gè)系統(tǒng)的工作狀態(tài)，對蓄電池起到過充電保護(hù)、過放電保護(hù)的作用。蓄電池：在有光照時(shí)將太陽能電池板所發(fā)出的電能儲存起來，到需要的時(shí)候再釋放出來。逆變器：將太陽能發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的直流電能轉(zhuǎn)換成交流電能。

光電板控制器逆變器配電線路負(fù)載蓄電池風(fēng)力發(fā)電：風(fēng)力的動(dòng)能→機(jī)械能→電能風(fēng)力發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)西部地區(qū)的風(fēng)能資源占全國的50%以上

。（青海、甘肅、新疆、內(nèi)蒙、云南、西藏等）是一種取之不盡、用之不竭的自然能源。有一定的隨機(jī)性和不穩(wěn)定性，因此必須配有蓄能裝置。達(dá)板城風(fēng)力發(fā)電廠裝機(jī)容量7.23萬千瓦，占全國的30%。地?zé)岚l(fā)電：地?zé)崮堋娔茈娔苌a(chǎn)過程：與火電廠相似，用地?zé)峋〈仩t設(shè)備。地?zé)豳Y源的開發(fā)利用在西部地區(qū)已取得了良好的效益。

羊八井電廠是我國最大的地?zé)犭姀S，總裝機(jī)容量為25.18MW，水溫約150℃，擔(dān)負(fù)拉薩地區(qū)50%的供電任務(wù)。電站由5眼地?zé)峋┧?，單井產(chǎn)量為75～160立方米／小時(shí)。羊八井地?zé)犭姀S

羊八井地?zé)釡厝毕l(fā)電：海水漲潮或落潮的動(dòng)能或勢能→電能。我國正在運(yùn)行發(fā)電的潮汐電站共有8座（浙江4座，山東、江蘇、廣西、福建各1座）法國郎斯潮汐電站示意圖

法國朗斯潮汐電站

法國郎斯電站1967年建成，位于法國圣馬洛灣郎斯河口。一道750米長的大壩橫跨郎斯河。壩上是通行車輛的公路橋，壩下設(shè)置船閘、泄水閘和發(fā)電機(jī)房。郎斯潮汐電站機(jī)房中安裝有24臺雙向渦輪發(fā)電機(jī)，漲潮、落潮都能發(fā)電?？傃b機(jī)容量24萬千瓦，年發(fā)電量5億多度，輸入國家電網(wǎng)。

江廈潮汐電站是中國第一座雙向潮汐電站，位于浙江省溫嶺市樂清灣北端江廈港。1980年5月第一臺機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。電站裝有雙向貫流式機(jī)組6臺，總裝機(jī)容量3200干瓦，年發(fā)電量600萬度，可晝夜發(fā)電14～15小時(shí)

。規(guī)模僅次于法國郎斯潮汐電站、加拿大芬地灣安娜波利斯潮汐電站，居世界第三。變電所：是變換電壓和接受分配電能的場所。分為區(qū)域變電所、地區(qū)變電所和終端變電所等。配電所：只接受和分配電能，不變換電壓。電力用戶：消耗電能，將電能轉(zhuǎn)換成其他形式能量。2．工業(yè)企業(yè)供電系統(tǒng)區(qū)域變電所：電壓等級高，變壓器容量大，進(jìn)出線回路數(shù)多，由大電網(wǎng)供電，高壓側(cè)電壓為330～750kV，全所停電后，將引起整個(gè)系統(tǒng)解列甚至瓦解；地區(qū)變電所：由發(fā)電廠或區(qū)域變電所供電，高壓側(cè)電壓為110～220kV，全所停電后，將使該地區(qū)中斷供電；終端變電所：是電網(wǎng)的末端變電所，主要由地區(qū)變電所供電，其高壓側(cè)為35～110kV，全所停電后，將使用戶中斷供電。變電所的室外場景變電所電氣設(shè)備概述一次系統(tǒng)（一次回路）：二次系統(tǒng)（二次回路）：擔(dān)負(fù)電能的輸送和分配任務(wù)的系統(tǒng)。對一次系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)視、控制、測量和保護(hù)作用的系統(tǒng)。一次系統(tǒng)中的所有電氣設(shè)備，稱為一次設(shè)備。二次系統(tǒng)中的所有電氣設(shè)備，稱為二次設(shè)備。一次設(shè)備按其功能可分為以下幾類：變換設(shè)備：如電力變壓器、電流互感器、電壓互感器等。開關(guān)設(shè)備：如斷路器、隔離開關(guān)、負(fù)荷開關(guān)等。保護(hù)設(shè)備：如熔路器、避雷器、電抗器等。成套配電裝置：如高壓開關(guān)柜、低壓配電屏等。

變換設(shè)備電力變壓器的常用類型按用途分：有升壓和降壓變壓器；按相數(shù)分：有單相和三相變壓器；按繞組材料分：有銅繞組和鋁繞組變壓器；按繞組型式分：有雙繞組、三繞組和自耦變壓器；按調(diào)壓方式分：有無載調(diào)壓和有載調(diào)壓變壓器；按繞組絕緣和冷卻方式分：有油浸式、干式（環(huán)氧樹脂澆注絕緣）和充氣式（SF6氣體）變壓器;一、電力變壓器

三相干式變壓器

油浸式電力變壓器1—信號溫度計(jì)2—銘牌3—吸濕器4—油枕（儲油柜）

5—油位指示器（油標(biāo)）6—防爆管7—瓦斯繼電器

8—高壓套管9—低壓套管10—分接開關(guān)11—油箱12—鐵芯13—繞組及絕緣14—放油閥15—小車16—接地端子

二、電流互感器互感器在供配電系統(tǒng)中的作用是：使測量儀表、繼電器等二次設(shè)備與主電路隔離。電流互感器的工作原理一次繞組：匝數(shù)很少，導(dǎo)線很粗，串聯(lián)一次回路中；二次繞組：匝數(shù)很多，導(dǎo)線很細(xì)，與測量儀表、繼電器等的電流線圈串聯(lián)

三、電壓互感器

電壓互感器的工作原理一次繞組：匝數(shù)很多，并聯(lián)在供電系統(tǒng)的一次電路中；二次繞組：匝數(shù)很少，與電壓表、繼電器的電壓線圈等并聯(lián)。

電壓互感器的原理接線圖JDZJ-10型電壓互感器JDJ-10型電壓互感器

一、高壓斷路器用途：不僅能通斷正常負(fù)荷電流，而且能通斷一定的短路電流，并能在保護(hù)裝置作用下自動(dòng)跳閘，切除短路故障。結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有相當(dāng)完善的滅弧結(jié)構(gòu)。高低壓開關(guān)設(shè)備二、高壓隔離開關(guān)（俗稱刀閘）結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：沒有滅弧裝置。

隔離開關(guān)斷開后在電路中可以造成一明顯可見的斷開點(diǎn)，建立可靠的絕緣間隙，保證檢修人員的安全。戶內(nèi)式隔離開關(guān)戶外V型隔離開關(guān)三、高壓負(fù)荷開關(guān)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：有簡單的滅弧裝置。

功能：可以接通或斷開正常的負(fù)荷電流，但不能切斷短路電流；多與高壓熔斷器配合使用。有明顯的斷開點(diǎn)，具有隔離開關(guān)的作用。四、低壓斷路器（低壓自動(dòng)開關(guān)或空氣開關(guān)）功能：既能帶負(fù)荷通斷電路，又能在線路發(fā)生短路、過負(fù)荷、低電壓（或失壓）等故障時(shí)自動(dòng)跳閘。高低壓保護(hù)電器和限流電器

一、熔斷器功能：對電路及其設(shè)備進(jìn)行短路或過負(fù)荷保護(hù).（一）高壓熔斷器特點(diǎn)：滅弧能力很強(qiáng)，滅弧速度很快，能在短路電流未達(dá)到?jīng)_擊值以前完全熄滅電弧，屬于“限流”式熔斷器。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、更換熔體方便、運(yùn)行安全可靠，但滅弧能力較差，不能在短路電流達(dá)到?jīng)_擊值以前熄滅電弧，屬于“非限流”式熔斷器。（二）低壓熔斷器瓷插式熔斷器

二、避雷器避雷器是一種用來限制雷電過電壓的保護(hù)電器，它可防止雷電過電壓沿線路侵入變配電所或其它建筑物內(nèi)，危害電氣設(shè)備絕緣。避雷器應(yīng)與被保護(hù)物并聯(lián)，裝在被保護(hù)物的電源側(cè)。氧化鋅避雷器

三、限流電抗器作用：限制短路電流。電抗器的布置方式：三相垂直布置、品字型布置和三相水平布置，如圖所示。圖

電抗器的布置方式a）垂直布置b）品字型布置c）水平布置注意：電抗器垂直布置時(shí)，B相應(yīng)放在A、C相中間；品字型布置時(shí)，不應(yīng)將A、C相重迭在一起。

高低壓成套配電裝置

概述

成套配電裝置是按一定的線路方案將有關(guān)一、二次設(shè)備組裝而成的一種成套設(shè)備的產(chǎn)品，供供配電系統(tǒng)作控制、監(jiān)測和保護(hù)之用。成套配電裝置中安裝有開關(guān)電器、監(jiān)測儀表、保護(hù)和自動(dòng)裝置以及母線、絕緣子等。成套配電裝置分為高壓成套配電裝置（即高壓開關(guān)柜）、低壓成套配電裝置（含配電屏、盤、柜、箱）和全封閉組合電器等。GG—1A（F）型高壓開關(guān)柜一、高壓開關(guān)柜指柜體內(nèi)高壓斷路器等主要電氣設(shè)備安裝在可移動(dòng)的手車上。其特點(diǎn)是靈活性好、檢修安全、供電可靠性高、安裝緊湊和占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，但價(jià)格較貴。二、低壓配電屏低壓配電屏的分類按其結(jié)構(gòu)型式分：有固定式和抽屜式兩種。固定式低壓配電屏GCS型低壓抽屜式開關(guān)柜

電力線路的結(jié)構(gòu)

1．架空線路架空線路主要由導(dǎo)線、避雷線（即架空地線）、桿塔、絕緣子和金具等部件組成，如圖所示。

架空線路的結(jié)構(gòu)導(dǎo)線和避雷線：導(dǎo)線的作用是傳導(dǎo)電流、輸送電能；避雷線的作用是將雷電流引入大地，以保護(hù)電力線路免遭雷擊。架空線路采用的導(dǎo)線結(jié)構(gòu)型式主要有單股、多股絞線和鋼芯鋁絞線三種，如圖所示。

裸導(dǎo)線的構(gòu)造a）單股線b）多股絞線c）鋼芯鋁絞線導(dǎo)線材料：要求電阻率小、機(jī)械強(qiáng)度大、質(zhì)量輕、不易腐蝕、價(jià)格便宜、運(yùn)行費(fèi)用低等，常用材料有銅、鋁和鋼。導(dǎo)線的結(jié)構(gòu)型式：導(dǎo)線分為裸導(dǎo)線和絕緣導(dǎo)線兩大類，高壓線路一般用裸導(dǎo)線，低壓線路一般用絕緣導(dǎo)線。架空導(dǎo)線的型號有：TJ——銅絞線LJ——鋁絞線，用于10kV及以下線路LGJ——鋼芯鋁絞線，用于35kV及以上線路GJ——鋼絞線，用作避雷線

桿塔：用來支撐導(dǎo)線和避雷線，并使導(dǎo)線與導(dǎo)線、導(dǎo)線與大地之間保持一定的安全距離。按材料分：有木桿、鋼筋混凝土桿（水泥桿）和鐵塔。按用途分：有直線桿塔（中間桿塔）、轉(zhuǎn)角桿塔、耐張桿塔（承力桿塔）、終端桿塔、換位桿塔和跨越桿塔等。桿塔的分類檔距：同一線路上相鄰兩根電桿之間的水平距離稱為架空線路的檔距（或跨距）?；〈梗簩?dǎo)線懸掛在桿塔的絕緣子上，自懸掛點(diǎn)至導(dǎo)線最低點(diǎn)的垂直距離稱為弧垂。線間距離：380V為0.4～0.6m；6～10kV為0.8～1m；35kV為2～3.5m；110kV為3～4.5m。橫擔(dān)：電桿上用來安裝絕緣子。常用的有木橫擔(dān)、鐵橫擔(dān)和瓷橫擔(dān)三種。橫擔(dān)的長度取決于線路電壓等級的高低、檔距的大小、安裝方式和使用地點(diǎn)等?！?/p>

瓷橫擔(dān)的特點(diǎn)：有良好的電氣絕緣性能，兼有絕緣子和橫擔(dān)的雙重功能，能節(jié)約大量的木材和鋼材，有效地降低桿塔的高度，可節(jié)省線路投資30%～40%。三相四線制低壓線路的導(dǎo)線，一般都采用水平排列；三相三線制的導(dǎo)線，可三角排列，也可水平排列；多回路導(dǎo)線同桿架設(shè)時(shí)，可三角、水平混合排列，也可全部垂直排列；電壓不同的線路同桿架設(shè)時(shí)，電壓較高的線路應(yīng)架設(shè)在上面，電壓較低的線路應(yīng)架設(shè)在下面；架空導(dǎo)線和其他線路交叉跨越時(shí)，電力線路應(yīng)在上面，通訊線路應(yīng)在下面。導(dǎo)線在桿塔上的排列方式：絕緣子和金具：絕緣子用來使導(dǎo)線與桿塔之間保持足夠的絕緣距離；金具是用來連接導(dǎo)線和絕緣子的金屬部件的總稱。常用的絕緣子主要有針式、懸式和棒式三種。針式絕緣子：用于35kV及以下線路上，用在直線桿塔或小轉(zhuǎn)角桿塔上。懸式絕緣子：用于35kV以上的高壓線路上，通常組裝成絕緣子串使用（35kV為3片串接；60kV為5片串接；110kV為7片串接）。棒式絕緣子：棒式絕緣子多兼作瓷橫擔(dān)使用，在110kV及以下線路應(yīng)用比較廣泛。高壓針式絕緣子低壓針式絕緣子高壓線路拉棒絕緣子高壓線路瓷橫擔(dān)絕緣子

線路盤形懸式絕緣子

復(fù)合針式絕緣子復(fù)合棒式絕緣子線路金具、U型抱箍、掛板

桿頂帽、拉線抱箍2．電纜線路電纜的結(jié)構(gòu)：包括導(dǎo)體、絕緣層和保護(hù)包皮三部分。分為單芯、三芯和四芯等種類。單芯電纜的導(dǎo)體截面是圓形的；三芯或四芯電纜的導(dǎo)體截面除圓形外，更多是采用扇形，如圖所示。圖

扇形三芯電纜1—導(dǎo)體2—紙絕緣3—鉛包皮

4—麻襯5—鋼帶鎧甲6—麻被導(dǎo)體：由多股銅絞線或鋁絞線制成。絕緣層：用來使導(dǎo)體與導(dǎo)體之間、導(dǎo)體與保護(hù)包皮之間保持絕緣。絕緣材料一般有油浸紙、橡膠、聚乙烯、交聯(lián)聚氯乙烯等。保護(hù)包皮：用來保護(hù)絕緣層，使其在運(yùn)輸、敷設(shè)及運(yùn)行過程中免不受機(jī)械損傷，并防止水分浸入和絕緣油外滲。常用的包皮有鋁包皮和鉛包皮。此外，在電纜的最外層還包有鋼帶鎧甲，以防止電纜受外界的機(jī)械損傷和化學(xué)腐蝕。電纜的敷設(shè)方式：直接埋入土中：埋設(shè)深度一般為0.7～0.8m，應(yīng)在凍土層以下。當(dāng)多條電纜并列敷設(shè)時(shí)，應(yīng)留有一定距離，以利于散熱。電纜溝敷設(shè)：當(dāng)電纜條數(shù)較多時(shí)，宜采用電纜溝敷設(shè)，電纜置于電纜溝的支架上，溝面用水泥板覆蓋。穿管敷設(shè)：當(dāng)電力電纜在室內(nèi)明敷或暗敷時(shí)，為了防電纜受到機(jī)械損壞，一般多采用穿鋼管的敷設(shè)方式。國家電網(wǎng)公司南方電網(wǎng)公司電力線路的額定電壓1000KV稱為特高壓，500KV、330KV稱為超高壓，一般用于大電力系統(tǒng)的主干線；220KV、110KV稱為高壓，用于中、小電力系統(tǒng)的主干線及大電力系統(tǒng)的二次網(wǎng)絡(luò)；10KV是最常用的城鄉(xiāng)配電電壓；6KV用于負(fù)荷中高壓電動(dòng)機(jī)占很大比重的網(wǎng)絡(luò)；所有的電壓等級都是指線電壓而不是相電壓

電力系統(tǒng)的電壓等級電力系統(tǒng)電壓等級的確定主要從電力系統(tǒng)輸送電能的經(jīng)濟(jì)性，生產(chǎn)產(chǎn)品的系列性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面考慮。說明：①用電設(shè)備的容許電壓偏移一般為±5%②沿線路的電壓降落一般為10%③在額定負(fù)荷下，變壓器內(nèi)部的電壓降落約為5%④電力線路平均額定電壓，是指電力線路首末端所接電氣設(shè)備

額定電壓的平均值，即

Uav=(UN+1.1UN)/2=1.05UN

電力線路額定電壓

電力設(shè)備的電壓等級①用電設(shè)備的額定電壓：與線路的額定電壓相同②發(fā)電機(jī)的額定電壓：同步發(fā)電機(jī)往往接在線路始端，因此，其額定電壓比電力線路的額定電壓高5%。③變壓器的額定電壓：一次側(cè)相當(dāng)于用電設(shè)備，其額定電壓等于線路的額定電壓；當(dāng)變壓器直接接發(fā)電機(jī)時(shí)，一次側(cè)額定電壓等于發(fā)電機(jī)的額定電壓。二次側(cè)相當(dāng)于發(fā)電機(jī)，其額定電壓應(yīng)比電力線路的額定電壓高5%，考慮到滿載時(shí)變壓器的電壓會下降5%，因此要求大容量變壓器空載時(shí)的額定電壓較線路額定電壓高10%。只有高壓側(cè)低于35KV的小阻抗變壓器，其二次側(cè)電壓才比所連電路額定電壓高5%。例1-1如圖所示，線路的額定電壓已知，試求圖中變壓器的變比。解（1）升壓變壓器T1的一次側(cè)與發(fā)電機(jī)直接相連，故其一次側(cè)額定電壓應(yīng)等于發(fā)電機(jī)的一次電壓，比所聯(lián)線路的額定電壓10kV高5%，為10.5kV；該變壓器的二次側(cè)分別與110kV和220kV線路相連，其額定電壓應(yīng)分別高于相應(yīng)線路的額定電壓10%，分別為121kV和242kV。故T1的額定變比為242/121/10.5kV(2)降壓變壓器T2的一次側(cè)與220kV線路相連，二次側(cè)與35kV線路相連，故T2的額定變比為220/38.5kV。(3)降壓變壓器T3的額定變比為35/11kV(4)降壓變壓器T4的一次側(cè)與35kV線路相連，二次側(cè)直接與3kV電動(dòng)機(jī)相連，因T4的短路電壓百分?jǐn)?shù)，為小阻抗變壓器，其二次側(cè)額定電壓比所連線路額定電壓3kV高5%，為3.15kV，故T4的額定變比為35/3.15kV。

表1-1額定電壓及電力線路的平均額定電壓（KV）用電設(shè)備及電力線路的額定電壓電力線路的平均額定電壓發(fā)電機(jī)的額定電壓變壓器的額定電壓一次繞組二次繞組361035601101542203305003.156.310.537631151622303455253.156.310.515.7520

33.1566.31010.515.75203560110154220330500

3.153.36.36.610.51138.566121169242345525根據(jù)電能生產(chǎn)、輸送、消費(fèi)的特殊性，對電力系統(tǒng)運(yùn)行有如下三點(diǎn)要求。1.保證可靠地持續(xù)供電根據(jù)用戶對用電可靠性的要求，將負(fù)荷分為三個(gè)等級：第一級負(fù)荷

第二級負(fù)荷

第三級負(fù)荷電力系統(tǒng)供電的可靠性，就是要保證一級負(fù)荷在任何情況下都不停電，二級負(fù)荷盡量不停電，三級負(fù)荷可以停電。三、對電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求2.保證良好的電能質(zhì)量良好的電能質(zhì)量有三個(gè)指標(biāo)：電壓質(zhì)量、頻率質(zhì)量和波形質(zhì)量。

電壓偏移：一般不超過用電設(shè)備額定電壓的±5%。

頻率偏移：一般不超過±0.2~0.5Hz。3.提高系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)一般是指火電廠的煤耗以及電廠的廠用電率和電力網(wǎng)的網(wǎng)損率等。我國電力系統(tǒng)中性點(diǎn)有三種運(yùn)行方式：二、中性點(diǎn)不接地的電力系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的三相電壓對稱，三相導(dǎo)線對地電容電流也對稱，其電路圖和相量圖如圖1-8所示。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生A相接地故障時(shí)，A相對地電壓降為零，相當(dāng)于在中性點(diǎn)疊加上一個(gè)電壓。其電路