一、電力系統(tǒng)的構(gòu)成
    一個完整的電力系統(tǒng)由分布各地的各種類型的發(fā)電廠、升壓和降壓變電所、輸電線路及電力用戶組成，它們分別完成電能的生產(chǎn)、電壓變換、電能的輸配及使用。
    二．電力網(wǎng)、電力系統(tǒng)和動力系統(tǒng)的劃分
    電力網(wǎng)：由輸電設(shè)備、變電設(shè)備和配電設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)。
    電力系統(tǒng)：在電力網(wǎng)的基礎(chǔ)上加上發(fā)電設(shè)備。
    動力系統(tǒng)：在電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，把發(fā)電廠的動力部分（例如火力發(fā)電廠的鍋爐、汽輪機(jī)和水力發(fā)電廠的水庫、水輪機(jī)以及核動力發(fā)電廠的反應(yīng)堆等）包含在內(nèi)的系統(tǒng)。
    三．電力系統(tǒng)運行的特點
    一是經(jīng)濟(jì)總量大。目前，我國電力行業(yè)的資產(chǎn)規(guī)模已超過2萬多億，占整個國有資產(chǎn)總量的四分之一，電力生產(chǎn)直接影響著國民經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展。
    二是同時性，電能不能大量存儲，各環(huán)節(jié)組成的統(tǒng)一整體不可分割，過渡過程非常迅速，瞬間生產(chǎn)的電力必須等于瞬間取用的電力，所以電力生產(chǎn)的的發(fā)電、輸電、配電到用戶的每一環(huán)節(jié)都非常重要。
    三是集中性，電力生產(chǎn)是高度集中、統(tǒng)一的，無論多少個發(fā)電廠、供電公司，電網(wǎng)必須統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一管理辦法;安全生產(chǎn)，組織紀(jì)律，職業(yè)品德等都有嚴(yán)格的要求。
    四是適用性，電力行業(yè)的服務(wù)對象是全方位的，涉及到全社會所有人群，電能質(zhì)量、電價水平與廣大電力用戶的利益密切相關(guān)。
    五是先行性，國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展電力必須先行。
    四、電力系統(tǒng)的額定電壓
    電網(wǎng)電壓是有等級的，電網(wǎng)的額定電壓等級是根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要、技術(shù)經(jīng)濟(jì)的合理性以及電氣設(shè)備的制造水平等因素，經(jīng)全面分析論證，由國家統(tǒng)一制定和頒布的。
    我們國家電力系統(tǒng)的電壓等級有220/380V、3 kV、6 kV、10 kV、20 kV、35 kV、66 kV、110 kV、220 kV、330 kV、500 kV。隨著標(biāo)準(zhǔn)化的要求越來越高，3 kV、6 kV、20 kV、66 kV也很少使用。供電系統(tǒng)以10 kV、35 kV、為主。輸配電系統(tǒng)以110 kV以上為主。發(fā)電機(jī)過去有6 kV與10 kV兩種，現(xiàn)在以10 kV為主，低壓用戶均是220/380V。
    用電設(shè)備的額定電壓和電網(wǎng)的額定電壓一致。實際上，由于電網(wǎng)中有電壓損失，致使各點實際電壓偏離額定值，為了保證用電設(shè)備的良好運行，顯然，用電設(shè)備應(yīng)具有比電網(wǎng)電壓允許偏差更寬的正常工作電壓范圍。發(fā)電機(jī)的額定電壓一般比同級電網(wǎng)額定電壓要高出5%，用于補(bǔ)償電網(wǎng)上的電壓損失。
    變壓器的額定電壓分為一次和二次繞組。對于一次繞組，當(dāng)變壓器接于電網(wǎng)末端時，性質(zhì)上等同于電網(wǎng)上的一個負(fù)荷(如工廠降壓變壓器)，故其額定電壓與電網(wǎng)一致，當(dāng)變壓器接于發(fā)電機(jī)引出端時(如發(fā)電廠升壓變壓器)，則其額定電壓應(yīng)與發(fā)電機(jī)額定電壓相同。對于二次繞組，考慮到變壓器承載時自身電壓損失(按5%計)，變壓器二次繞組額定電壓應(yīng)比電網(wǎng)額定電壓高5%，當(dāng)二次側(cè)輸電距離較長時，還應(yīng)考慮到線路電壓損失(按5%計)，此時，二次繞組額定電壓應(yīng)比電網(wǎng)額定電壓高10%。
    五、電力系統(tǒng)的中性點運行方式
    在電力系統(tǒng)中，中性點直接接地或中性點經(jīng)小阻抗（小電阻）接地的系統(tǒng)稱為大電流接地系統(tǒng)，中性點不接地或中性點經(jīng)消弧線圈接地的系統(tǒng)稱為小電流接地系統(tǒng)。中性點的運行方式主要取決于單相接地時電氣設(shè)備絕緣要求及供電可靠性。
    各種運行方式優(yōu)缺點比較
中性點直接接地方式：當(dāng)發(fā)生一相對地絕緣破壞時，即構(gòu)成單相短路，供電中斷，可靠性降低。但是，該方式下非故障相對地電壓不變，電氣設(shè)備絕緣水平可按相電壓考慮。我們國家的220V/380V和110KV以上級系統(tǒng)，都采用中性點直接接地，以大電流接地方式運行。
    中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地方式：當(dāng)發(fā)生單相接地故障時，線電壓不變，而非故障相對地電壓升高到原來相電壓的√3倍，供電不中斷，可靠性高。我們國家的10KV和35KV系統(tǒng)，都采用中性點不接地或經(jīng)消弧線圈接地，以小電流接地方式運行。
    六、供電質(zhì)量
    決定用戶供電質(zhì)量的指標(biāo)為電壓、頻率和可靠性。
    1．電壓
    理想的供電電壓應(yīng)該是幅值恒為額定值的三相對稱正弦電壓。由于供電系統(tǒng)存在阻抗、用電負(fù)荷的變化和用電負(fù)荷的性質(zhì)等因素，實際供電電壓無論是在幅值上、波形上還是三相對稱性上都與理想電壓之間存在著偏差。
    （1）電壓偏差：電壓偏差是指電網(wǎng)實際電壓與額定電壓之差，實際電壓偏高或偏低對用電設(shè)備的良好運行都有影響。
    國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定電壓偏差允許值為：
    a、35千伏及以上電壓供電的，電壓正負(fù)偏差的絕對值之和不超過額定電壓的±10%；
    b、10千伏及以下三相供電的，電壓允許偏差為額定電壓的±7%。
    c、220伏單相供電的，電壓允許偏差為額定電壓的+7%、-10%。
    計算公式
    電壓偏差(％)＝(實際電壓一額定電壓)／額定電壓，最后乘以100％
    （2）電壓波動和閃變：在某一時段內(nèi)，電壓急劇變化偏離額定值的現(xiàn)象稱為電壓波動。當(dāng)電弧爐等大容量沖擊性負(fù)荷運行時，劇烈變化的負(fù)荷電流將引起線路壓降的變化，從而導(dǎo)致電網(wǎng)發(fā)生電壓波動。由電壓波動引起的燈光閃爍，光通量急劇波動，對人眼腦的刺激現(xiàn)象稱為電壓閃變。
    國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定對電壓波動的允許值為：
    10KV及以下為2.5%
    35至110KV為2%
    220KV及以上為1.6%
    （3）高次諧波：高次諧波的產(chǎn)生，是非線性電氣設(shè)備接到電網(wǎng)中投入運行，使電網(wǎng)電壓、電流波形發(fā)生不同程度畸變，偏離了正弦波。
    高次諧波除電力系統(tǒng)自身背景諧波外，主要是用戶方面的大功率變流設(shè)備、電弧爐等非線性用電設(shè)備所引起。高次諧波的存在降導(dǎo)致供電系統(tǒng)能耗增大、電氣設(shè)備絕緣老化加快，并且干擾自動化裝置和通信設(shè)施的正常工作。
（4）三相不對稱：三相電壓不對稱指三個相電壓的幅值和相位關(guān)系上存在偏差。三相不對稱主要由系統(tǒng)運行參數(shù)不對稱、三相用電負(fù)荷不對稱等因素引起。供電系統(tǒng)的不對稱運行，對用電設(shè)備及供配電系統(tǒng)都有危害，低壓系統(tǒng)的不對稱運行還會導(dǎo)致中性點偏移，從而危及人身和設(shè)備安全。
    電力系統(tǒng)公共連接點正常運行方式下不平衡度國家規(guī)定的允許值為2％，短時不得超過4％，單個用戶不得超過1．3％
    2．供電頻率允許偏差
    電網(wǎng)中發(fā)電機(jī)發(fā)出的正弦交流電每秒中交變的次數(shù)稱為頻率，我國規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)頻率50HZ.
    我國國標(biāo)規(guī)定，電力系統(tǒng)正常頻率偏差允許值為±0.1Hz，實際執(zhí)行中，當(dāng)系統(tǒng)容量小于300Mv時，偏差值可以放寬到±0.5Hz。
 3．供電可靠率
    供電可靠率是指供電企業(yè)某一統(tǒng)計期內(nèi)對用戶停電的時間和次數(shù)，直接反映供電企業(yè)的持續(xù)供電能力。
    供電可靠率反映了電力工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)電能需求的滿足程度，已經(jīng)成為衡量一個國家經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度的標(biāo)準(zhǔn)之一；供電可靠性可以用如下一系列年指標(biāo)加以衡量：供電可靠率、用戶平均停電時間、用戶平均停電次數(shù)、用戶平均故障停電次數(shù)等。
    國家規(guī)定的城市供電可靠率是99．96/100。即用戶年平均停電時間不超過3.5小時；
    我國供電可靠率目前一般城市地區(qū)達(dá)到了3個9（即99.9%）以上，用戶年平均停電時間不超過9小時；重要城市中心地區(qū)達(dá)到了4個9
    （即99.99%）以上，用戶年平均停電時間不超過53分鐘。
    計算公式
    供電可靠率（%）=8760（年供電小時）-年停電小時/8760最后乘以100%
    用電負(fù)荷分類
    用電負(fù)荷：用戶的用電設(shè)備在某一時刻實際取用的功率的總和。
    電力負(fù)荷分類的方法比較多，最有意義的是按電力系統(tǒng)中負(fù)荷發(fā)生的時間對負(fù)荷分類和根據(jù)突然中斷供電所造成的損失程度分類。
    按時間對負(fù)荷分類
    1、高峰負(fù)荷：是指電網(wǎng)或用戶在一天時間內(nèi)所發(fā)生的最大負(fù)荷值。一般選一天24小時中最高的一個小時的平均負(fù)荷為最高負(fù)荷，通常還有1個月的日高峰負(fù)荷、一年的月高峰負(fù)荷等。
    2、最低負(fù)荷：是指電網(wǎng)或用戶在一天24小時內(nèi)發(fā)生的用電量最低的負(fù)荷。 通常還有1個月的日最低負(fù)荷、一年的月最低負(fù)荷等。
    3、平均負(fù)荷：是指電網(wǎng)或用戶在某一段確定時間階段內(nèi)的平均小時用電量。
    按中斷供電造成的損失程度分類
    1、一級負(fù)荷：突然停電將造成人身傷亡或引起對周圍環(huán)境的嚴(yán)重污染，造成經(jīng)濟(jì)上的巨大損失，如重要的大型設(shè)備損壞，重要產(chǎn)品或重要原料生產(chǎn)的產(chǎn)品大量報廢，連續(xù)生產(chǎn)過程被打亂，需要很長時間才能恢復(fù)生產(chǎn)；以及突然停電會造成社會秩序嚴(yán)重混亂或在政治上造成重大不良影響，如重要交通和通信樞紐、國際社交場所等的用電負(fù)荷。
    2、二級負(fù)荷：突然停電將在經(jīng)濟(jì)上造成較大損失，如生產(chǎn)的主要設(shè)備損壞，產(chǎn)品大量報廢或減產(chǎn)，連續(xù)生產(chǎn)過程需較長時間才能恢復(fù)；以及突然停電會造成社會秩序混亂或在政治上造成較大影響，如交通和通信樞紐、城市主要水源，廣播電視、商貿(mào)中心等的用電負(fù)荷。
    3、三級負(fù)荷：不屬于一級和二級負(fù)荷者。
    七、變電所
    變電所是聯(lián)接電力系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，用以匯集電源，升降電壓和分配電力。
    變電所的主接線
    變電所的主接線是電氣設(shè)備的主體，由其把發(fā)電機(jī)、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)等電氣設(shè)備通過母線、導(dǎo)線有機(jī)的連接起來，并配置各種互感器、避雷器等保護(hù)測量電器，構(gòu)成匯集和分配電能的系統(tǒng)。
    變電所主接線的形式與變電所設(shè)備的選擇、布置、運行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性以及繼電保護(hù)的配置都有密切的關(guān)系，它是變電所設(shè)計的重要環(huán)節(jié)。在擬定變電所主接線方案時，應(yīng)滿足可靠、簡單、安全、運行靈活、經(jīng)濟(jì)合理、操作維護(hù)方便和適應(yīng)發(fā)展等基本要求。
    八、電源
    電源主要由發(fā)電機(jī)產(chǎn)生，目前世界上的發(fā)電方式主要有火力發(fā)電、水力發(fā)電和核電。其它小容量的有風(fēng)能、地?zé)崮?、太陽能、潮汐等?br />   1、火電：利用煤、石油和天然氣等化石燃料所含能量發(fā)電的方式統(tǒng)稱為火力發(fā)電。
    按發(fā)電方式，火力發(fā)電分為燃煤汽輪機(jī)發(fā)電、燃油汽輪機(jī)發(fā)電、燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電和內(nèi)燃機(jī)發(fā)電等。
    火力發(fā)電廠簡稱火電廠，是利用煤、石油、天然氣或其他燃料的化學(xué)能生產(chǎn)電能的工廠?；痣姀S主要組成為:
    (1)、鍋爐及附屬設(shè)備，確保燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。
    (2)、汽輪機(jī)及附屬設(shè)備，確保熱能變?yōu)闄C(jī)械能。
    (3)、發(fā)電機(jī)及勵磁機(jī)，確保機(jī)械能變?yōu)殡娔堋?br />    (4)、主變壓器，把電能提升為高壓電輸送給輸電線路。
    火力發(fā)電的優(yōu)勢是：早期建設(shè)成本低，發(fā)電量穩(wěn)定，一年四季均勻生產(chǎn)，所以在世界各國的電力生產(chǎn)中都占主要地位，一般在70%左右。
    火力發(fā)電的缺點是：所用的煤、油、氣等是不可再生資源，雖然儲量多，始終會枯竭，污染嚴(yán)重。
    一方面是煤炭資源豐富，二一方面是其它資源轉(zhuǎn)換為油、氣、化學(xué)能等成本高,我們國家火電是以煤電為主，油、氣、化學(xué)能等火電是限制性的計劃性發(fā)展。
    2、水電：水力發(fā)電是利用循環(huán)的水資源進(jìn)行,主要利用階梯交接、河流落差大的優(yōu)勢,以產(chǎn)生強(qiáng)大的水能動力,用于發(fā)電,屬于生態(tài)環(huán)保發(fā)電類型。
    水電最大的優(yōu)勢是：環(huán)保、發(fā)電成本低、調(diào)峰能力強(qiáng)（可以根據(jù)負(fù)荷隨時調(diào)整發(fā)電量）。
    水力發(fā)電的缺點是前期建設(shè)成本高、時間長，年發(fā)電量不均勻，所以一般水電發(fā)電量只能占總量的30%左右及以下。
 水力發(fā)電廠根據(jù)水力樞紐布置不同,主要可分為堤壩式、引水式、混合式等。主要由擋水建筑物(大壩)、泄洪建筑物(溢洪道或閘)、引水建筑物(引水渠或隧洞，包括調(diào)壓井)及電站廠房(包括尾水渠、升壓站)四大部分組成。
    3、核電：核電站只需消耗很少的核燃料，就可以產(chǎn)生大量的電能，每千瓦時電能的成本比火電站要低20%以上。核電站還可以大大減少燃料的運輸量。例如，一座100萬千瓦的火電站每年耗煤三四百萬噸，而相同功率的核電站每年僅需鈾燃料三四十噸，運輸量相差1萬倍。
    核電的另一個優(yōu)勢是干凈、無污染，幾乎是零排放。用核電取代火電，是世界發(fā)展的大趨勢。核電的缺點是早期建設(shè)成本高，技術(shù)要求高，平時故障少，一旦發(fā)生大故障（如核泄漏），將是毀滅性的大災(zāi)難。
    從1954年前蘇聯(lián)建成世界上第一座試驗核電站、1957年美國建成世界上第一座商用核電站開始，核電產(chǎn)業(yè)已經(jīng)過了幾十年的發(fā)展，裝機(jī)容量和發(fā)電量穩(wěn)步提高。截止到2004年底，全世界有31個國家已經(jīng)建成或正在建造核電機(jī)組，其中正在運行的核電機(jī)組440臺，在建機(jī)組26
    臺。2004年世界核發(fā)電量26186億千瓦時，占世界總發(fā)電量的16%。各國由于情況不同，核發(fā)電量占各自總發(fā)電量的比重相差較大：其中法國最大為78.1%，韓國38%，美國19.9%，日本29.3%，英國19.4%，日本29.3%，印度2.8%。
    一是核心技術(shù)方面方面的問題（容易受外國控制），二是核泄漏的方面的問題，中國對核發(fā)電一直是走保守的限制性發(fā)展道路，按照規(guī)劃，即使到2020年，中國的核發(fā)電最多也只占總量的40/0。
    4、風(fēng)電的優(yōu)勢是環(huán)保，缺點是占地面積大，發(fā)電不穩(wěn)定，不能建大中型發(fā)電廠，所以風(fēng)力發(fā)電發(fā)展非常遲緩，到現(xiàn)在全國裝機(jī)容量不到50萬千瓦，最大發(fā)電機(jī)組僅750千瓦。
核電的相關(guān)報道
    1985年中國開始興建第一座核電站——浙江秦山核電站，容量30萬千瓦，壓水堆型，自行設(shè)計、制造、施工，部分設(shè)備進(jìn)口。1991年12月15日并網(wǎng)發(fā)電，1994年4月1日商業(yè)運行，1995年7月1日通過國家驗收。目前正擴(kuò)建二期工程二臺國產(chǎn)60萬千瓦核電機(jī)組，和三期工程二臺自加拿大引進(jìn)的重水堆型70萬千瓦核電機(jī)組。
    廣東深圳大亞灣核電站，是中國興建的第二座大型核電站，引進(jìn)英、法兩國設(shè)備，安裝二臺90萬千瓦壓水堆型核電機(jī)組。1988年8月8日澆注第一罐混凝土，1993年8月31日一號機(jī)組平網(wǎng)發(fā)電，1994年2月1日商業(yè)運行；二號機(jī)組于1994年5月6日商業(yè)運行。目前在建的項目有：大亞灣第二核電站—嶺澳核電站，安裝四臺壓水堆型100萬千瓦核電機(jī)組；江蘇連云港核電站，由俄羅斯引進(jìn)二臺100萬千瓦核電機(jī)組；廣東省規(guī)劃建設(shè)第三座核電站，即陽江核電站，安裝6臺100萬千瓦核電機(jī)組。
    目前中國核電裝機(jī)容量僅占全國發(fā)電裝機(jī)容量的0.76%，發(fā)電量僅占總發(fā)電量的1.2%。
    風(fēng)電的相關(guān)報道
    中國風(fēng)力資源約為2.53億千瓦，可開發(fā)量達(dá)1.6億千瓦。1998年末，全國近20個風(fēng)電場，裝機(jī)總?cè)萘繛?2.36萬千瓦。目前全國最大，也是亞洲最大的風(fēng)電場是新疆達(dá)坂城風(fēng)力發(fā)電場，裝有300、500、600千瓦風(fēng)電機(jī)組共111臺，總?cè)萘?.75萬千瓦。內(nèi)蒙古輝騰錫勒風(fēng)電場，裝有42臺600千瓦及10臺550千瓦風(fēng)電機(jī)組，總?cè)萘?.07萬千瓦。浙江臨海括蒼山風(fēng)電場，裝有33臺600千瓦風(fēng)電機(jī)組，總?cè)萘?.98萬千瓦。目前中國風(fēng)電裝機(jī)容量僅占可開發(fā)量的千分之一點四，有廣闊的發(fā)展前景。
    地?zé)岚l(fā)電的相關(guān)報道
    中國地?zé)豳Y源也很豐富，且分布面甚廣。第一座地?zé)犭娬窘ㄓ趶V東豐順縣鄧屋村于1970年建成，機(jī)組容量100千瓦。1971年至1975年在湖南省寧鄉(xiāng)縣灰場鎮(zhèn)建成300千瓦地?zé)犭娬?。目前中國最大的地?zé)犭娬臼俏鞑匮虬司責(zé)犭娬?，裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)2.518萬千瓦，1975年開始興建，1977年一號機(jī)1000千瓦機(jī)組發(fā)電，以后續(xù)建7臺3000千瓦和1臺3180千瓦地?zé)釞C(jī)組，至1992年全部建成。西藏那曲地?zé)犭姀S系聯(lián)合國開發(fā)署援建項目，安裝3臺1000千瓦地?zé)釞C(jī)組，于1992年全部建成。
    潮汐能發(fā)電的相關(guān)報道
    中國擁有500千瓦以上的潮汐能電源點有191處，可開發(fā)的潮汐電站裝機(jī)總?cè)萘靠蛇_(dá)2158萬千瓦，年發(fā)電量可達(dá)619億千瓦時，主要分布在杭州灣、長江北口、浙江樂清灣三大地區(qū)。中國第一座潮汐電站是1959年9月建成的浙江臨海潮汐電站，安裝2臺60千瓦機(jī)組。中國最大的潮汐電站是浙江溫嶺縣江廈潮汐試驗電站，總?cè)萘?900千瓦，一號機(jī)500千瓦于1980年5月4日發(fā)電。目前中國已建成7座潮汐電站，最大的裝機(jī)5000千瓦和3座波力實驗電站40千瓦。正在興建2座波力試驗電站，裝機(jī)容量200千瓦和潮汐電站一座70千瓦。
    太陽能發(fā)電的相關(guān)報道
    中國第一座大功率的太陽能發(fā)電站建于內(nèi)蒙古巴林右旗古力古臺村，功率560瓦，于1982年10月11日投運。在西藏已建成二座10千瓦、一座20千瓦和一座25千瓦的光伏電池電站。中國最大的太陽能光能發(fā)電站，建于海拔4300米的西藏革吉縣，總功率10088瓦。正計劃在拉薩興建一座3.5萬千瓦的太陽能發(fā)電站。