第一章 电力系统概述
第一节 电力系统的基本概念
电力系统是由发电、变电、输电、配电、用电等设备和相应辅助系统按规定的技术和经济要求组成的,将一次能源转换为电能,并输送到电力用户的一个复杂的、可控的统一系统。
电力系统的主要设备称为一次设备,主设备及其相连的系统称为一次系统。一次系统是电能载体。电力系统的辅助系统称为二次系统,相关的设备称为二次设备,包括继电保护装置、安全自动装置、调度控制与自动化装置、通信系统等。二次系统是保障一次系统安全、可靠运行必不可少的系统。电力调度中心是电力系统运行管理主要部门,它承担电力系统一、二次设备操作,正常运行调整,事故处理的任务。
也有人说电力系统由原动机、发电机、电力网、负荷、控制中心等组成;也有人说电力系统由发电厂、变电站、输电线路、电力用户、控制中心等组成;这些都是粗略的说法。电力网是由变压器、输电线路、电力电抗器、电力电容器等元件连接而成的,承担电能输送和分配的网络。
当今现代化电力系统电能形态普遍采用三相正弦交流电。但有的输送环节采用直流电,称为直流输电系统。通常所说的变电设备不仅包括升、降压变压器,还包括将交流电变换为直流电的整流设备和将直流电变换为交流电的逆变设备。输电设备包括交流输电线路和直流输电线路。
在我国电力部门通常将电力系统俗称电网。这与学术上的电网有所区别。
电能作为一种商品,与其他商品有所区别。它的生产、输送和消费有如下特点:
(1)与国民经济各部门和人们生活关系密切。由于电能容易转换为热能、光能、机械能、化学能等,已成为人们首选的能源形态。现在任何部门、任何个人都离不开电能。
(2)电能不能大量储存。电能供销是同时进行的。目前电力部门还不能将电能大量储存起来,电力用户任何部门和个人都不能把电能囤积起来。所以容易产生供不应求的矛盾。
(3)电力系统工况变化非常迅速。电能需求的变化几乎是瞬间完成的。电力设备的操作、故障发生,使系统从一种运行状态转换到另一种运行状态都是在极短的时间内完成的。
(4)电力用户对电能的质量要求严格。电力用户设备都是按额定条件进行设计的,当运行电压、频率、波形和三相不对称度偏离额定值时,就会降低设备的效率和寿命;严重时,会产生废品、损坏设备、影响电力系统自身安全运行,甚至造成大面积停电。
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