电力系统
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什么是电力系统[1]
电力系统是指由发电厂、电力网及电能用户所组成的发电、输电、变电、配电和用户的整体。电力网是电力系统的一部分，它包括变电所、配电所及各种电压等级的电力线路。电能用户(又称电力用户或电力负荷)是指一切消耗电能的用电设备。
(1)电力系统是担负生产、分配电能的一个整体，电能的生产、供给、分配和消费是同时进行的。电力系统的生产必须保证连续性和平衡性，也就是在电力的供、需过程中，要求始终保持功率的平衡，始终保证不间断的供电。
(2)电力系统的生产具有先行性，在国民经济发展中电力生产应该先行，没有充足的电力工业发展，国民经济的发展是不可能的。
(3)电力系统的集中统一调度，使得供用电之间的关系密不可分。
电力系统的组成[2]
电力系统是由发电、输电和配电系统组成。
- 1．发电
所使用的电能多是由发电厂提供的，发电是将水力、火力、原子能、风力和沼气等自然资源(非电能)转换成电能的过程。我国以水力和火力发电为主，近几年也在发展原子能发电。水力发电厂是利用水流的能量，火力发电厂是利用煤炭或油燃烧的热能量，原子能发电厂是利用核裂变产生的能量来进行发电。发电机组发出的电压一般为6kV、10kV或13．8kV。大型发电厂一般都建于能源的蕴藏地，距离用电户几十到几百公里，甚至几千公里以上。
- 2．输电
输电是将发电厂发出的电能经铁塔上的高压线输送到各个地方或直接输送到大型用电户。其输送的电功率
(1)
由上式(1)可知，当输送的电功率P和功率因数COS妒一定时，电网电压u越高，则输送的电流，越小，使输电线路的能量损耗下降，而且可以通过减小输电线的截面积，节省造价。这就需要将发电机组发出的10kV电压经升压变压器变为35～500kV的高压。所以，输电网是由35kV及以上的输电线路和与其相连接的变电所组成，它是电力系统的主要网络。
输电是联系发电厂与用电户的中间环节。可通过高压输电线远距离地将电能送到各个地方。在进入市区或大型用电户前，再利用降压变压器将35～500kV高压变为3kV、6kV、10kV高压，又称为区域变电所。
- 3．配电
配电是由10kV及以下的配电线路和配电(降压)变压器所组成。它的作用是将3～10kV高压降为380／220V低压，又称为用户变(配)电所。再通过低压输电线分配到各个用户(工厂及民用建筑)的用电设备。
电力网的电压在1kV及以上的电压称为高压，有1kV、3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV及500kV等。1kV以下的电压称低压，有220V、380V和安全电压6V、12V、24V、36V、42V等。
为了保证供电的可靠性和安全连续性，电力系统是将各个地区、各种类型的发电机、变压器、输配电线、配电装置和用电设备等连成一个环形的整体，对电能进行不问断地生产、传输、分配和使用的联合系统。电力系统的示意图，如图所示。
电力系统的基本要求[3]
(1)供电可靠性。用户要求供电系统有足够的可靠性，特别是连续供电，用户要求供电系统能在任何时间内都能满足用户用电的需要，即便在供电系统中，局部出现故障情况，仍不能对某些重要用户的供电有很大的影响，因此，为了满足供电系统的供电可靠，要求电力系统至少具备10％-15％的备用容量。
(2)供电质量合格。供电质量的优、劣，直接关系到用电设备的安全经济运行和生产的正常运行，对国民经济的发展也有着重要的意义。如以上所述，无论是供电的电压、频率以及不问断地供电，哪一方面达不到标准都会对用户造成不良的后果。因此，要求供电系统应确保对用户供电的电能质量。
(3)安全、经济、合理性。供电系统要安全、经济、合理地供电，这同时也是供、用电双方要求达到的目标。为了达到这一目标，就需要供、用电双方共同加强运行管理，术管理工作，同时还要求用户积极配合，密切协作，提供必要的方便条件。例如负荷的管理、电压、无功的管理工作等等。
(4)电力网运行调度的灵活性。对于一个庞大的电力系统和电力网，必须做到运行方式灵活、调度管理先进。只有如此，才能做到系统的安全可靠运行，只有灵活的调度，才能解决对系统局部故障时检修的及时而达到系统的安全、可靠、经济和合理地运行。