电力系统基础
一、概述
（1）电力系统的基本组成
发电——输电——变电——配电——用电
电力网：电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体 。
电力系统：由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线路及各种类型的用电设备组成的统一体，称为电力系统。具体组成如下：
A、发电厂：生产电能。
B、电力网：变换电压、传送电能。由变电所和电力线路组成。
C、配电系统：将系统的电能传输给电力用户。
D、电力用户：高压用户额定电压在1kV以上，低压用户额定电压在1kV以下。
E、用电设备：消耗电能。
（2）送电线路和配电线路：通常我们将35KV及35KV以上的线路称为送电线路；10KV及以下线路称为配电线路。
10KV及以下线路称为配电线路，并把高压将为这些等级的降压变压器称为配电变压器
（3）电力网
我国电力网主要按照按电压等级的高低、供电范围的大小的分类。
目前我国常用电压等级220V、380V、6KV、10KV、35KV、110KV、220KV、330KV、500KV、1000KV。将额定电压1KV以上的电压称为“高电压”，额定电压在1KV以下的称为“低电压”。
A、地方电力网：电压等级在35kV及以下，供电半径在20~50km以内
B、区域电力网：电压等级在35kV以上（一般为110kV~220kV），供电半径超过50km，联系较多发电厂的网络
C、超高压远距离输电网：电压等级为330kV~500kV的网络，其主要任务是把远处发电厂生产的电能输送到负荷中心，同时还联系若干区域电力网形成跨省、跨地区的大型电力系统
中大型的楼宇的供电线路一般采用10KV的，也有用35KV的。
从输电角度来看，电压等级越高，输送的距离越远，传输的容量越大，电能损耗越小
电压等级（KV） 送电距离（KM） 送电功率（KW）
0.4 0.6以下 100以下
6.6 4---15 100——1200
10 6——20 200——2000
35 20——70 1000——10000
66KV 30——100 3500——30000
110 50——150 10——50MW
220 100——300 100——500MW
330 200——600 200——800MW（西北）
500 150——850 1000——1500MW
750 500以上 2000——2500MW
1100 1000——1500 3000MW以上
1500KV
二、发电厂
（1）发电厂分类
火力发电厂：将煤、油、天然气或其它燃料的化学能转换成电能的工厂。主要由燃烧、汽水、电气系统三部分组成；可分为凝气式火电厂和热电厂两类通常运行寿命25年。
核电厂：均采用原子核裂变时释放出来的能量发电。
水电厂：利用水能发电，可分为堤坝式、径流式（如葛洲坝）、抽水畜能三类；水轮机组工作灵活，能迅速适应负荷急剧变化，一般从机组启动、并网到带负荷只需几分钟即可完成；通常运行寿命50年。
风力发电厂：利用风能发电。由于风能无法被控制，风力发电厂几乎无法时时刻刻都处于满载发电状态，虽然提高了装置容量，却无法使发电量有效增加，使得风力发电厂几乎都被当成辅助电力来增加供电可靠度
发电厂常用设备
发电机、 电动机、 电力变压器、 互感器、 断路器、 蓄电池直流屏、 等
三、变电站
发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路，也称电气一次接线或一次系统
（1） 输变电过程中常见设备包括
a) 变换电压的设备：如变压器。
b) 接通和开断电路的开关电器：如断路器，隔离开关，熔断器等。
c) 防御过电压，限制故障电流的电器：如避雷器、避雷针、避雷线、电抗器。
d) 无功补偿设备：如电力电容器，同步调相机，静止补偿器。
e) 载流导体：如母线，引线，电缆，架空线。
f) 接地装置；如变压器中性点接地、设备外壳接地、防雷接地等。
四、了解断路器（高压开关）
（1）基本定义：
能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括短路条件)下的电流的开关装置。
断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。 低压断路器又称自动开关，俗称"空气开关"也是指低压断路器，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。
（2）常见高压断路器
高压断路器(或称高压开关)是发电厂、变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性,当系统正常运行时，它能切断和接通线路以及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合，能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围。因此，高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行；高压断路器种类很多，按其灭弧的不同，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等
插说：电弧是一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质(例如空气)所产生的瞬间火花。
五、了解氧化锌避雷器
氧化锌避雷器是七十年代发展起来的一种新型避雷器，它主要由氧化锌压敏电阻构成。每一块压敏电阻从制成时就有它的一定开关电压（叫压敏电阻），在正常的工作电压下（即小于压敏电压）压敏电阻值很大，相当于绝缘状态，但在冲击电压作用下（大于压敏电压），压敏电阻呈低值被击穿，相当于短路状态。然而压敏电阻被击状态，是可以恢复的；当高于压敏电压的电压撤销后，它又恢复了高阻状态。因此，在电力线上如安装氧化锌避雷器后，当雷击时，雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电源线上的电压控制在安全范围内，从而保护了电器设备的安全。
六、了解变压器
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。
（1） 变压器分类
变压器的分类非常的繁杂，我们一般需要了解的最基本的就是之前提到的主变、配变，其它还有箱变、实验变压器等等。
简单提一下实验变压器
变压器又有其做试验而用的，称之为试验变压器，分别可以分为充气式，油浸式，干式等试验变压器，是发电厂、供电局及科研单位等广大用户的用来做交流耐压试验的基本试验设备，通过了国家质量监督局的标准，用于对各种电气产品、电器元件、绝缘材料等进行规定电压下的绝缘强度试验
七、电力设备检测 实验方法及用到的仪器
发电机 绝缘电阻、吸收比或极化指数 兆欧表 （绝缘电阻测试仪）
直流电阻 直流电阻测试仪
绕组泄漏电流和直流耐压试验 直流高压发生器
绕组交流耐压试验 实验变压器
温升试验 温升
发电机的特性试验 发电机特性测试仪
电动机
绕组的绝缘电阻和吸收比 兆欧表 （绝缘电阻测试仪）
绕组的直流电阻 直流电阻测试仪
定子绕组泄漏电流和直流耐压试验 直流高压发生器
定子绕组的交流耐压试验 实验变压器
电力变压器
油中溶解气体色谱分析 气相色谱仪
绕组直流电阻 直流电阻测试仪
绕组绝缘电阻、吸收比或(和)极化指数 兆欧表 （绝缘电阻测试仪）
绝缘油试验 绝缘油耐压测试仪
交流耐压试验 实验变压器
绕组所有分接的电压比 变压器变比组别测试仪
组别或单相变压器极性 变压器变比组别测试仪
局部放电测量 局部放电测量仪
有载调压装置的试验和检查 变压器有载分接开关测试仪
互感器
绝缘电阻 兆欧表（绝缘电阻测试仪）
tgδ（介质损耗因数）及电容量 介损测试仪
油中溶解气体色谱分析 气相色谱仪
交流耐压试验 实验变压器
局部放电测量 局部放电测量仪
极性检查 互感器综合测试仪
各分接头的变比检查 互感器综合测试仪
校核励磁特性曲线 互感器综合测试仪
绕组直流电阻测量 直流电阻测试仪
断路器和GIS
SF6气体的湿度以及气体的其它检测项目 SF6密度继电器校验仪 SF6气体泄漏试验 SF6气体泄漏测试仪
绝缘电阻 兆欧表（绝缘电阻测试仪）
交流耐压试验 实验变压器
合闸电阻值和合闸电阻的投入时间 开关机械特性测试仪
断路器的速度特性 开关机械特性测试仪
断路器的时间参量 开关机械特性测试仪
分、合闸电磁铁的动作电压 开关机械特性测试仪
导电回路电阻 回路电阻测试仪
真空断路器灭弧室真空度 真空度测试仪
蓄电池直流屏 蓄电池组容量测试 蓄电池容量测试仪
蓄电池放电终止电压测试 蓄电池放电测试仪
电容器 电容值 电容电感测试仪
缘电阻 兆欧表（绝缘电阻测试仪）
交流耐压试验 实验变压器
局部放电试验 局部放电测量仪
电抗器 绝缘电阻 兆欧表（绝缘电阻测试仪）
直流电阻 直流电阻测试仪
避雷器 绝缘电阻 兆欧表（绝缘电阻测试仪）
放电计数器的动作情况 避雷器放电计数器测试仪
直流1mA电压(U1mA)及0.75U1mA下的泄漏电流 氧化锌避雷器直流参数测试仪
运行电压下的交流泄漏电流 氧化锌避雷器带电测试仪
接地装置 接地电阻 接地电阻测试仪
一、概述
（1）电力系统的基本组成
发电——输电——变电——配电——用电
电力网：电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体 。
电力系统：由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线路及各种类型的用电设备组成的统一体，称为电力系统。具体组成如下：
A、发电厂：生产电能。
B、电力网：变换电压、传送电能。由变电所和电力线路组成。
C、配电系统：将系统的电能传输给电力用户。
D、电力用户：高压用户额定电压在1kV以上，低压用户额定电压在1kV以下。
E、用电设备：消耗电能。
（2）送电线路和配电线路：通常我们将35KV及35KV以上的线路称为送电线路；10KV及以下线路称为配电线路。
10KV及以下线路称为配电线路，并把高压将为这些等级的降压变压器称为配电变压器
（3）电力网
我国电力网主要按照按电压等级的高低、供电范围的大小的分类。
目前我国常用电压等级220V、380V、6KV、10KV、35KV、110KV、220KV、330KV、500KV、1000KV。将额定电压1KV以上的电压称为“高电压”，额定电压在1KV以下的称为“低电压”。
A、地方电力网：电压等级在35kV及以下，供电半径在20~50km以内
B、区域电力网：电压等级在35kV以上（一般为110kV~220kV），供电半径超过50km，联系较多发电厂的网络
C、超高压远距离输电网：电压等级为330kV~500kV的网络，其主要任务是把远处发电厂生产的电能输送到负荷中心，同时还联系若干区域电力网形成跨省、跨地区的大型电力系统
中大型的楼宇的供电线路一般采用10KV的，也有用35KV的。
从输电角度来看，电压等级越高，输送的距离越远，传输的容量越大，电能损耗越小
电压等级（KV） 送电距离（KM） 送电功率（KW）
0.4 0.6以下 100以下
6.6 4---15 100——1200
10 6——20 200——2000
35 20——70 1000——10000
66KV 30——100 3500——30000
110 50——150 10——50MW
220 100——300 100——500MW
330 200——600 200——800MW（西北）
500 150——850 1000——1500MW
750 500以上 2000——2500MW
1100 1000——1500 3000MW以上
1500KV
二、发电厂
（1）发电厂分类
火力发电厂：将煤、油、天然气或其它燃料的化学能转换成电能的工厂。主要由燃烧、汽水、电气系统三部分组成；可分为凝气式火电厂和热电厂两类通常运行寿命25年。
核电厂：均采用原子核裂变时释放出来的能量发电。
水电厂：利用水能发电，可分为堤坝式、径流式（如葛洲坝）、抽水畜能三类；水轮机组工作灵活，能迅速适应负荷急剧变化，一般从机组启动、并网到带负荷只需几分钟即可完成；通常运行寿命50年。
风力发电厂：利用风能发电。由于风能无法被控制，风力发电厂几乎无法时时刻刻都处于满载发电状态，虽然提高了装置容量，却无法使发电量有效增加，使得风力发电厂几乎都被当成辅助电力来增加供电可靠度
发电厂常用设备
发电机、 电动机、 电力变压器、 互感器、 断路器、 蓄电池直流屏、 等
三、变电站
发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路，也称电气一次接线或一次系统
（1） 输变电过程中常见设备包括
a) 变换电压的设备：如变压器。
b) 接通和开断电路的开关电器：如断路器，隔离开关，熔断器等。
c) 防御过电压，限制故障电流的电器：如避雷器、避雷针、避雷线、电抗器。
d) 无功补偿设备：如电力电容器，同步调相机，静止补偿器。
e) 载流导体：如母线，引线，电缆，架空线。
f) 接地装置；如变压器中性点接地、设备外壳接地、防雷接地等。
四、了解断路器（高压开关）
（1）基本定义：
能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括短路条件)下的电流的开关装置。
断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器，高低压界线划分比较模糊，一般将3kV以上的称为高压电器。 低压断路器又称自动开关，俗称"空气开关"也是指低压断路器，它是一种既有手动开关作用，又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。
（2）常见高压断路器
高压断路器(或称高压开关)是发电厂、变电所主要的电力控制设备，具有灭弧特性,当系统正常运行时，它能切断和接通线路以及各种电气设备的空载和负载电流;当系统发生故障时,它和继电保护配合，能迅速切断故障电流,以防止扩大事故范围。因此，高压断路器工作的好坏,直接影响到电力系统的安全运行；高压断路器种类很多，按其灭弧的不同，可分为：油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等
插说：电弧是一种气体放电现象，电流通过某些绝缘介质(例如空气)所产生的瞬间火花。
五、了解氧化锌避雷器
氧化锌避雷器是七十年代发展起来的一种新型避雷器，它主要由氧化锌压敏电阻构成。每一块压敏电阻从制成时就有它的一定开关电压（叫压敏电阻），在正常的工作电压下（即小于压敏电压）压敏电阻值很大，相当于绝缘状态，但在冲击电压作用下（大于压敏电压），压敏电阻呈低值被击穿，相当于短路状态。然而压敏电阻被击状态，是可以恢复的；当高于压敏电压的电压撤销后，它又恢复了高阻状态。因此，在电力线上如安装氧化锌避雷器后，当雷击时，雷电波的高电压使压敏电阻击穿，雷电流通过压敏电阻流入大地，使电源线上的电压控制在安全范围内，从而保护了电器设备的安全。
六、了解变压器
变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。
（1） 变压器分类
变压器的分类非常的繁杂，我们一般需要了解的最基本的就是之前提到的主变、配变，其它还有箱变、实验变压器等等。
简单提一下实验变压器
变压器又有其做试验而用的，称之为试验变压器，分别可以分为充气式，油浸式，干式等试验变压器，是发电厂、供电局及科研单位等广大用户的用来做交流耐压试验的基本试验设备，通过了国家质量监督局的标准，用于对各种电气产品、电器元件、绝缘材料等进行规定电压下的绝缘强度试验
七、电力设备检测 实验方法及用到的仪器
发电机 绝缘电阻、吸收比或极化指数 兆欧表 （绝缘电阻测试仪）
直流电阻 直流电阻测试仪
绕组泄漏电流和直流耐压试验 直流高压发生器
绕组交流耐压试验 实验变压器
温升试验 温升
发电机的特性试验 发电机特性测试仪
电动机
绕组的绝缘电阻和吸收比 兆欧表 （绝缘电阻测试仪）
绕组的直流电阻 直流电阻测试仪
定子绕组泄漏电流和直流耐压试验 直流高压发生器
定子绕组的交流耐压试验 实验变压器
电力变压器
油中溶解气体色谱分析 气相色谱仪
绕组直流电阻 直流电阻测试仪
绕组绝缘电阻、吸收比或(和)极化指数 兆欧表 （绝缘电阻测试仪）
绝缘油试验 绝缘油耐压测试仪
交流耐压试验 实验变压器
绕组所有分接的电压比 变压器变比组别测试仪
组别或单相变压器极性 变压器变比组别测试仪
局部放电测量 局部放电测量仪
有载调压装置的试验和检查 变压器有载分接开关测试仪
互感器
绝缘电阻 兆欧表（绝缘电阻测试仪）
tgδ（介质损耗因数）及电容量 介损测试仪
油中溶解气体色谱分析 气相色谱仪
交流耐压试验 实验变压器
局部放电测量 局部放电测量仪
极性检查 互感器综合测试仪
各分接头的变比检查 互感器综合测试仪
校核励磁特性曲线 互感器综合测试仪
绕组直流电阻测量 直流电阻测试仪
断路器和GIS
SF6气体的湿度以及气体的其它检测项目 SF6密度继电器校验仪 SF6气体泄漏试验 SF6气体泄漏测试仪
绝缘电阻 兆欧表（绝缘电阻测试仪）
交流耐压试验 实验变压器
合闸电阻值和合闸电阻的投入时间, 开关机械特性测试仪
断路器的速度特性 开关机械特性测试仪
断路器的时间参量 开关机械特性测试仪
分、合闸电磁铁的动作电压 开关机械特性测试仪
导电回路电阻 回路电阻测试仪
真空断路器灭弧室真空度 真空度测试仪
蓄电池直流屏 蓄电池组容量测试 蓄电池容量测试仪
蓄电池放电终止电压测试 蓄电池放电测试仪
电容器 电容值 电容电感测试仪
缘电阻 兆欧表（绝缘电阻测试仪）
交流耐压试验 实验变压器
局部放电试验 局部放电测量仪
电抗器 绝缘电阻 兆欧表（绝缘电阻测试仪）
直流电阻 直流电阻测试仪
避雷器 绝缘电阻 兆欧表（绝缘电阻测试仪）
放电计数器的动作情况 避雷器放电计数器测试仪
直流1mA电压(U1mA)及0.75U1mA下的泄漏电流 氧化锌避雷器直流参数测试仪
运行电压下的交流泄漏电流 氧化锌避雷器带电测试仪
接地装置 接地电阻 接地电阻测试仪
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