電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)和電力用戶組成的整體,是將一次能源轉(zhuǎn)換成電能并輸送和分配到用戶的一個統(tǒng)一系統(tǒng)。輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)統(tǒng)稱為電網(wǎng),是電力系統(tǒng)的重要組成部分。發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)換成電能,經(jīng)過電網(wǎng)將電能輸送和分配到電力用戶的用電設(shè)備,從而完成電能從生產(chǎn)到使用的整個過程。電力系統(tǒng)還包括保證其安全可靠運行的繼電保護系統(tǒng)、安全自動系統(tǒng)、調(diào)度自動化系統(tǒng)和電力通信等相應(yīng)的輔助系統(tǒng)一般稱為二次系統(tǒng)。
輸電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中高電壓等級的電網(wǎng),是電力系統(tǒng)中的主要網(wǎng)絡(luò)簡稱主網(wǎng),起到電力系統(tǒng)骨架的作用,所以又可稱為網(wǎng)架。在一個現(xiàn)代電力系統(tǒng)中既有超高壓交流輸電,又有超高壓直流輸電。這種輸電系統(tǒng)通常稱為交、直流混合輸電系統(tǒng)。
配電網(wǎng)是將電能從樞紐變電站直接分配到用戶區(qū)或用戶的電網(wǎng),它的作用是將電力分配到配電變電站后再向用戶供電,也有一部分電力不經(jīng)配電變電站,直接分配到大用戶,由大用戶的配電裝置進行配電。
在電力系統(tǒng)中,電網(wǎng)按電壓等級的高低分層,按負荷密度的地域分區(qū)。不同容量的發(fā)電廠和用戶應(yīng)分別接入不同電壓等級的電網(wǎng)。大容量主力電廠應(yīng)接入主網(wǎng),較大容量的電廠應(yīng)接入較高壓的電網(wǎng),容量較小的可接入較低電壓的電網(wǎng)。
電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和提高穩(wěn)定性的基本措施
電力系統(tǒng)穩(wěn)定性可分為靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小干擾后,不發(fā)生非周期性的失步,自動恢復(fù)到起始運行狀態(tài)的能力。
電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定指的是電力系統(tǒng)受到大干擾后,各發(fā)電機保持同步運行并過渡到新的或恢復(fù)到原來穩(wěn)定運行狀態(tài)的能力,通常指第一或第二擺不失步。電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定是指系統(tǒng)受到干擾后,不發(fā)生振幅不斷增大的振蕩而失步。提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施可以分為兩大類，一類是加強網(wǎng)架結(jié)構(gòu)另一類是采用保護裝置提高系統(tǒng)穩(wěn)定性控制。穩(wěn)定性控制又包括兩個方面
1.交流電流輸出
輸出精度 0.2級
相電流輸出(有效值) 0～40A
三并電流輸出(有效值) 0～120A
相電流長時間允許工作值(有效值) 10A
相電流輸出功率 420VA
三并電流輸出時輸出功率 900VA
三并電流輸出時允許工作時間 10s
頻率范圍(基波) 20～1000Hz
諧波次數(shù) 1～20 次
①去穩(wěn)定前,采取措施提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性
②失去穩(wěn)定后,采取措施重新恢復(fù)新的穩(wěn)定運行。
繼電保護及重合閘裝置是提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的重要的有效措施之一。高壓線路上發(fā)生的大多數(shù)故障是瞬時性短路故障。繼電保護裝置動作,跳斷路器,斷開線路,使線路處于無電壓狀態(tài),電弧就能自動熄滅,在絕緣恢復(fù)后,重新將斷開的線路投入,恢復(fù)供電,這種自動重合斷路器的措施稱為自動重合閘,它分為單相和三相重合閘,也是一項顯著提高暫態(tài)穩(wěn)定性的措施。
電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)與繼電保護的作用
電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)
電力系統(tǒng)是由發(fā)電機、變壓器、輸配電線路和用電設(shè)備按一定方式連接組成的整體。其運行特點是發(fā)電、輸電、配電和用電同時完成。因此,為了向用戶連續(xù)提供質(zhì)量合格的電能,電力系統(tǒng)各發(fā)電機發(fā)出的有功和無功功率應(yīng)隨時隨刻與變化的電力系統(tǒng)負荷消耗的有功功率和無功功率包括系統(tǒng)損耗相等,同時,發(fā)電機發(fā)出的有功功率和無功功率、線路上的功率潮流視在功率和系統(tǒng)各級電壓應(yīng)在安全運行的允許范圍之內(nèi)。要保證電力系統(tǒng)這種正常運行狀態(tài),必須滿足兩點基本要求，電力系統(tǒng)中所有電氣設(shè)備處于正常狀態(tài),能滿足各種工況的需要。電力系統(tǒng)中所有發(fā)電機以同一頻率保持同步運行。
現(xiàn)代電力系統(tǒng)的特點是大機組、高電壓、大電網(wǎng)、交直流遠距離輸電、電網(wǎng)互聯(lián),因而其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,覆蓋不同環(huán)境的遼闊地域。這樣,在實際運行中,自然災(zāi)害的作用、設(shè)備缺陷和人為因素都會造成設(shè)備故障和運行條件發(fā)生變化,因而電力系統(tǒng)還會出現(xiàn)其他非正常運行的狀態(tài)。
電力系統(tǒng)的運行狀態(tài)可分為種正常狀態(tài)、緊急狀態(tài)事故狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài)事故后狀態(tài)。種運行狀態(tài)及其相互間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。
正常狀態(tài)
在正常運行狀態(tài)下,電力系統(tǒng)中總的有功和無功功率出力能和負荷總的有功和無功功率的需求達到平衡電力系統(tǒng)的各母線電壓和頻率均在正常運行的允許偏差范圍內(nèi)各電源設(shè)備和輸配電設(shè)備均在規(guī)定的限額內(nèi)運行電力系統(tǒng)有足夠的旋轉(zhuǎn)備用和緊急備用以及必要的調(diào)節(jié)手段,使系統(tǒng)能承受正常的干擾(如*開斷一臺發(fā)電機或一條線路),而不會產(chǎn)生系統(tǒng)中各設(shè)備的過載,或電壓和頻率偏差超出允許范圍。
在正常運行狀態(tài)下,電力系統(tǒng)對不大的負荷變化能通過調(diào)節(jié)手段,可從一個正常運行狀態(tài)連續(xù)變化到另一個正常運行狀態(tài)。在正常運行狀態(tài)下,還能在保證安全運行條件下,實現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟運行。
緊急狀態(tài)
電力系統(tǒng)遭受嚴重的故障或事故,其正常運行狀態(tài)將被破壞,進入緊急狀況事故狀態(tài)。電力系統(tǒng)的嚴重故障主要有線路、母線、變壓器和發(fā)電機短路。短路有單相接地、兩相和三相短路。短路又分瞬間短路和性短路。在實際運行中,單相短路出現(xiàn)的可能性比三相短路多,而三相短路對電力系統(tǒng)影響嚴重。當然尤其嚴重的是三相性短路,這是極其稀小的。在雷擊等情況下,有可能在電力系統(tǒng)中若干點同時發(fā)生短路,形成多重故障。突然跳開大容量發(fā)電機或大的負荷引起電力系統(tǒng)的有功功率和無功功率嚴重不平衡。
