電力網

電力網的構成和功能

電力網（簡稱電網）由不同電壓等級的電力線路、變壓器和相應的配電裝置構成，其功能是輸送和分配電能并進行電壓變換。電力網可分為輸電網和配電網，大型電力網的結構通常以電壓等級進行分層。

輸電網主要是将遠離負荷中心的發電廠的大量電能經過變壓器升高電壓，通過高壓輸電線，送到鄰近負荷中心的樞紐變電所。同時，輸電網還有聯絡相鄰電力系統和聯系相鄰變電所的作用，或向某些容量特大的用戶直接供電。

輸電網的額定電壓通常為220~750 kV或更高，它的結構與電力系統運行的安全性及經濟性關系極大.是整個電力系統的骨架或主幹電網。

配電網可分為高壓、中壓和低壓配電網。高壓配電網的電壓一般為35~110 kV或更高，中壓配電網的電壓一般為1~35kV，它們将來自變電所的電能分配到衆多的配電變壓器，以及直接供應中等容量的用戶;低壓配電網的電壓為380/220 V，用于向數量很大的小用戶供電。

電力線路

電力線路分為架空線路和電纜線路。

架空線路主要由導線，避雷線（又稱架空地線）杆塔，絕緣子患和金具.等部分組成導線用來傳導電流.輸送電能。避雷線用來将雷電流引入大地，保護線路免遭直擊雷的破壞。杆塔用來支撐導線和避雷線，并使導線與導線之間、導線與接地體之間保持必要的安全距離。絕緣子用來使導線與導線、導線與杆塔之間保持絕緣狀态，它應能承受最高運行電壓和各種過電壓而不緻被擊穿或閃絡。金具是用來固定、懸挂、連接和保護架空線路各主要元件的金屬器件的總稱。

電纜是将導電芯線用絕緣層及防護層包裹，敷設于地下。水中.溝槽等處的電力線路。由于其造價高，故障後檢測故障點位置和修理較費時等缺點.因而使用範圍遠不如架空線路。但電纜線路具有占用土地面積少、供電可靠、極少受外力破壞、對人身較安全以及可使城市環境美觀等優點.因此.在大城市缺少家中走廊的地區，發電廠和變由所的進出線處L以及國防或特殊需要的場合，往往都采用電力電纜線路。特别是在必須穿過江河湖海輸送電力的情況下，如海島、近海風電場、海上石油鑽井平台等，必須采用海底電力電纜線路。

2009 年，我國海南聯網工程首條海底電力電纜在海南澄邁縣橋頭鎮林詩島終端站上岸，将使海南電網與南方電網主網連接起來，使海南電網告别"孤網運行"的曆中，而目其電力電級長度達32 km，創世界之最。澳大利亞的海底電力電纜線路的終端站，它把塔斯馬尼亞島上由可再生能源發出的電能輸送到澳大利亞内陸。

變電站的功能和構成

變電站是電力系統中變換電壓、接受和分配電能、控制電力的流向和調整電壓的電力設施，它通過變壓器将各級電壓的電網聯系起來。

變電站起變換電壓作用的設備是變壓器。除此之外，變電站的設備還有開閉電路的開關設備，彙集電流的母線，量和控制用互感器、儀表、繼電保護裝置和防雷保護裝置、調度通信裝置等，有的變電站還有無功補償設備。

配電系統的功能和構成

配電系統是電力系統的一部分。電力系統通過配電網絡直接向用戶供電。從廣義上講110kV及以下電壓的線路和設備構成的電力網均可稱為配電網絡。國外一般将低于1kV 的電壓稱為低壓（LV，Low Voltage）;1~36 kV的電壓稱為中壓（MV，Medium Voltage）;36 kV 以上的電壓稱為高壓（HV，High Voltage）;300 kV以上的電壓稱為超高壓（EHV，Extra-High Voltage）。在我國，将低于1kV的電壓稱為低壓，具體指 380 V（三相），220 V（單相）;1-35 kV 稱為中壓;35~110 kV則稱為高壓。

配電系統主要指1~35 kV電壓級的設備和線路構成的中壓配電網。35~110 kV 配電網則稱為高壓配電網。配電系統由配電變電站、配電線路等構成。

配電變電站是變換供電電壓、分配電力并對配電線路及配電設備實現控制和保護的配電設施。它與配電線路組成配電網，實現分配電力的功能。配電變電站接受電力的進線電壓通常較高，經過變壓之後以一種或兩種較低的電壓為出線電壓輸出電力。

電網運行和調度

電能作為特殊商品，其生産、輸送和消費有其特殊性。電力系統的運行有着明顯的特點;（1）電能目前還不能大量存儲，電能的生産、輸送必須和電能的即時消費一緻。

（2）電力系統的暫态過程非常迅速，以s計。

（3）供電中斷有可能給國民經濟和人民生活造成重大損失，甚至影響國家安全和社會穩定。

（4）電能質量要求十分嚴格。

由于以上特點.電力系統的運行必須安全可靠，并應具備有符合标準的供電質量和運行經濟。電力系統正常情況運行時，必須使所有運行設備的電流、電壓及頻率在允許的幅值與時間範圍内，此時必須保持穩定性，即同步穩定、電壓穩定與頻率穩定。同時電力系統的運行必須符合越來越嚴格的環境保護要求。

電力系統調度管理是指對影響電力系統全局安全經濟運行和事故處理的問題進行計劃，指揮，控制、協調等工作的總稱。調度管理的主要任務是：

①充分利用發供電設備的能力和調節手段向用戶提供質量合格的電能;

②在發生不超過設計規定的事故條件下，使電力系統安全運行和向用戶連續不斷供電;

③合理使用燃料、水能等資源，使電力系統在安全穩定運行的前提下達到最大的經濟性和較小的環境污染。

調度管理的主要内容包括：

①電力系統運行計劃的編制;

②電力系統運行控制;

③電力系統運行分析;

④繼電保護、通信和調度自動化等設備的運行管理;

⑤有關規程制度的編制和人員培訓等的管理。

電力系統的運行是通過發電廠和變電所的控制和操作來完成的，發電廠和變電所在其相應調度範圍的指揮下完成以下主要工作∶

（1）發電廠有功、無功出力的增減，頻率和電壓的調整。

（2）系統之間、發電廠與系統之間的并列與解列。

（3）輸電線路和變壓器的投入與停送電。

（4）網絡的合環與解環。

（5）母線接線方式的改變。

（6）中性點接地方式的改變和消弧線圈補償的調整。

（7）繼電保護和自動裝置使用狀态的改變。

（8）設備維護檢修等相關工作。

另外，發電廠和變電所還要随時監視其設備正常運行或不正常運行的狀态，開關的投切、保護的動作與否、自動化裝置的運行情況等。

為了完成以上所述功能與任務，發電廠和變電所控制室中通常裝有各種監視儀表，如電流表、電壓表、功率表、頻率表等，其中有的是作為運行記錄用，有的隻是為了監視運行情況（如越限等）。控制室内還裝有燈T光監視信号（如表示斷路器的通、斷位置的紅、綠燈指示.表

示斷路器自動跳閘的綠火工閃光.表示斷路器自動合閘的燈T隊光的指示）.及提醒值班人員注意有不正常情況的光字信号牌。此外，還有音響信号，如表示斷路器跳閘的蜂鳴器;表示設備運行不正常的電鈴音響（同時相應的光字牌也亮，顯示出設備的不正常狀态）。

發電廠和變電所的控制對象主要是高壓斷路器，其控制多用集中控制方式，即在控制室内用控制開關（或按鈕）通過控制回路對遠方的斷路器進行操作。要求操作回路既能遠方手動跳、合斷路器，又能由繼電保護裝置和自動化裝置跳、合斷路器.斷路器的動作完成後應将相應的位置信号回送到控制室以供值班人員監視。

另外，發電廠對其廠用電系統及直流電源系統也均有自己的相應監控系統。

電網的安全穩定控制

電力系統安全控制的主要内容包括對電力系統進行安全監視和安全分析，并提出安全控制對策并予以實施。

安全監視是利用電力系統信息收集和傳輸系統所獲得的電力系統和環境變量的實時測量數據和信息，使運行人員能正确而及時地識别電力系統的實時狀态，校核實時電流或電壓是否已到極限。

安全分析是在安全監視的基礎上，對預想事故的影響進行估算∶分析電力系統當前的運行狀态在發生預想事故後是否安全;确定在出現預想事故後為保持系統安全運行采取的校正措施。電力系統安全分析分為靜态安全分析和動态安全分析。所謂靜态安全分析是指隻考慮事故後穩态運行的安全性，而不考慮從當前運行狀态向事故後穩定運行狀态的動态轉移過程;所謂動态安全分析是包括事故後動态過程的安全分析。

安全控制是指在電力系統各種運行狀态下.為了保證電力系統安全運行所進行的各種調節、校正和控制。電力系統正常運行狀态下安全控制的首要任務是監視不斷變化着的電力系統狀态（發電機出力.母線電壓。系統頻率。線路潮流，系統間交換功率。等等）并根據日負荷曲線調整運行工方式和講行正常的操作控制（如啟.停發電機組.調節發電出力調整高壓變壓器分接頭的位置等），使系統運行參數維持在規定的範圍之内，以滿足正常供電的需要。

安全控制還包括預防性安全控制、緊急狀态下的安全控制和事故後的恢複控制。廣義地理解安全控制也包括對電能質量和運行經濟性的控制。預防性安全控制是指在進行控制時電力系統并未受到幹擾，安全分析已經顯示電力系統當前的運行狀态在出現某種事故時是不安全的。實行預防性安全控制之後會提高電力系統的安全性。

在電力系統運行中，外界因素（如雷擊、鳥害等）、内部因素（如絕緣老化、損壞等）及操作等 都可能引起各種故障感及不正常運行狀态的出現。

常見的故障有：

①單相接地;

②兩相接地短路;

③兩相短路;

④三相短路;

⑤斷線等。

系統故障可能造成的後果是：

（1）短路故障點強大的短路電流及燃起的電弧，可能損毀設備。

（2）電力系統部分區域電能質量下降，如電壓大幅度降低，影響用戶的正常生産工作。（3）短路電流所通過設備因熱效應和電動力而損壞或縮短了壽命。

（4）電力系統穩定性遭到破壞，産生振蕩，甚至引起系統瓦解。

電力系統非正常運行狀态有∶過負荷、過電壓、非全相運行、振蕩（非同步運行）、次同步諧振、同步發電機短時失磁異步運行等。

故障和非正常運行狀态都能引起系統事故（如電壓崩潰事故、頻率崩潰事故）。所謂事故.是指系統的全部或部分的正常運行遭到破壞，造成對用戶停止送電、少送電或電能質量變壞，甚至造成人身傷亡、設備損壞等。為減少事故的發生，要加強設備維修工作，提高運行質量，嚴格執行各項規章制度。

在電力系統中，除了應采取積極措施盡可能消除發生故障的誘因外，當故障發生時，必須迅速可靠地将故障設備從系統中切除。這就需要在每個電氣元件上裝設靈敏可靠的繼電保護裝置。

繼申保護裝置就是能迅速反應電力系統中由氣元件發生的各種故障及不正常運行狀态，并有選擇性地動作于跳閘或發出信号的一種自動裝置，它的基本任務是∶①自動、迅速、有選擇地跳開特定的斷路器，從電力系統中切除故障元件，保證無故障部分迅速恢複正常運行;②反應電氣元件的不正常運行狀态，并根據運行維護的條件，動作于信号、減負荷和跳閘 繼由保護裝置在由力系統中的主要作用是預防事故.縮小事故範圍，提高運行的可靠性，最大限度地保證向用戶安全，連續供電.它是電力系統安全穩定運行不可缺少的組成部分。

此外，自動重合閘、備用電源自動投入裝置、按頻率自動減負載、自動發電控制裝置、自動同磁調節裝置。電力系統穩定器等電力系統自動裝置也是保證電力系統安全穩定的重要自動化設備。

電力系統運行中存在各種擾動，這些擾動将使電力系統中各發電機組的機械輸入與電力輸出産生短時的不同程度的不平衡，使并列運行的各發電機組轉速發生相應的不同變化。電力系統因血出現擺動（申流，電壓、功率等電氣量的周期性變化）。如果擺動逐漸衰減以至消失，即稱為電力系統保持了同步穩定。各國電力系統的運行經驗證明.有了合理的電力網結構，并配置相應的繼電保護等自動裝置，電力系統可以具有較高穩定性。否則，較易發生穩定事故，甚至造成大面積停電。同步穩定又分為∶靜态穩定、暫态穩定和動态穩定。

電力系統中.各電壓中樞點的電壓都各有其允許的最低極限值，運行電壓在極限值以上是穩定的.在極限值以下是不穩定的。造成電壓低下的根本原因是無功電源不足。電壓低于極限值以下時，形成電壓越低，無功功率缺額越大的惡性循環.電壓将繼續下降，如不及時處理将導緻受影響的地區停電。現代電力系統在配電系統中大量采用帶負荷自動調電壓分接頭的變壓器，在系統無功不足的情況下.仍然力圖保持供電電壓不降低，這就會把上一級電力網電壓拉低.以至低于極限值.這是電力系統發生電壓穩定性事故的—個重要原因。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!