第二章　電氣制圖與識圖

第一節　電力系統概述

一、供電系統的組成

電能不是由發電廠直接提供給用戶使用的，必須通過輸電線路和變電站這一中間環節來實現，這種由發電廠的發電機、升壓及降壓變電設備、電力網及電力用戶（用電設備）組成的系統統稱為電力系統。電力系統的組成示意圖如圖2-1所示。

（1）發電廠

發電廠是生產電能的場所。在發電廠可以把自然界中的一次能源轉換為用戶可以直接使用的二次能源——電能。根據發電廠所取用的一次能源的不同，主要有火力發電、水力發電、核能發電、太陽能發電、風力發電、潮汐發電、地熱發電等形式。無論發電廠采用哪種發電形式，最終將其他能源轉換為電能的設備是發電機。

（2）變電所

變電所是變換電壓、交換電能和分配電能的場所，由變壓器和配電裝置組成。按變壓的性質和作用又可分為升壓變電所和降壓變電所，按變電所的地位和作用不同，又分為樞紐變電所、地區變電所和用戶變電所。

（3）電力網

電力網的主要作用是變換電壓、傳送電能，由升壓和降壓變電所和與之對應的電力線路組成，負責將發電廠產生的電能經過輸電線路，送到用戶（用電設備）。

（4）電力用戶

電力用戶主要是消耗電能的場所，將電能通過用電設備轉換為滿足用戶需求的其他形式的能量，如電動機將電能轉換為機械能；電熱設備將電能轉換為熱能；照明設備將電能轉換為光能等。根據消耗電能的性質與特點，電力用戶可分為工業電力用戶和民用電力用戶。

電力用戶根據供電電壓分為高壓用戶和低壓用戶，高壓用戶額定電壓1kV以上，低壓用戶的額定電壓一般是220V/380V。

二、電力系統的電壓

（1）電壓是衡量電力系統電能質量的基本參數之一，電力系統的電壓是有等級的，電力系統的額定電壓包括電力系統中各種發電、供電、用電設備的額定電壓。按照現行國家標準《標準電壓》（T 156—2007）規定，我國部分系統和設備的標準電壓值如表2-1～表2-4所示。

①標稱電壓220～1000V的交流系統及相關設備的標準電壓見表2-1。

②標稱電壓1～35kV的交流三相系統及相關設備的標準電壓見表2-2。

③標稱電壓35～220kV的交流三相系統及相關設備的標準電壓，如表2-3所示。

④標稱電壓220kV以上的交流三相系統及相關設備的標準電壓，如表2-4所示。

（2）電網（電力線路）的額定電壓

電網的額定電壓等級是根據國民經濟發展的需要及電力工業的水平，經全面技術經濟分析后確定的，也是確定各類電力設備額定電壓的基本依據。

（3）用電設備的額定電壓

由于用電設備運行時線路上要產生壓降，沿線路的電壓分布通常是首端高于末端，如圖2-2所示。因此，沿線各用電設備的端電壓將不同，線路的額定電壓實際就是線路首端和末端電壓的平均值。為使各用電設備的電壓偏移差異不大，令用電設備的額定電壓與其接入電網的額定電壓相同。

（4）發電機的額定電壓

由于用電設備的電壓偏移為±5%，而線路的允許電壓降為10%，這就要求線路首端電壓應較電網額定電壓高5%，末端電壓則可較電網額定電壓低5%，如圖2-2所示。因此，發電機的額定電壓應高于線路額定電壓5%。

（5）變壓器的額定電壓

①變壓器一次側繞組的額定電壓。變壓器一次側繞組的額定電壓可分為兩種情況：一是當電力變壓器直接與發電機相連時，其一次側繞組額定電壓應與發電機額定電壓相同，即高于同級電網額定電壓的5%；二是當變壓器不與發電機相連，而是連接在線路上時，則可把它看作用電設備，其一次側繞組額定電壓應與電網額定電壓相同。

②變壓器二次側繞組的額定電壓。變壓器二次側繞組的額定電壓也可分為兩種情況：一是當變壓器二次側供電線路較長時，其二次側繞組額定電壓應比相聯電網額定電壓高10%，其中有5%用于補償變壓器滿負荷運行時內部繞組約5%的電壓降；另外，變壓器滿負荷輸出的二次電壓還要高于所連電網額定電壓的5%，以補償線路上的電壓降。二是當變壓器二次側供電線路不太長時，則計算變壓器二次側繞組的額定電壓值時，只需高于電網額定電壓5%，僅考慮補償變壓器內部5%的電壓降。

三、負荷的分級與供電要求

（1）負荷的分級

在電力系統中，負荷是指發電機或變電所供給用戶的電力。根據負荷的重要程度，我國將電力負荷劃分為三個等級，如表2-5所示。

（2）供電要求

電力負荷的供電要求應符合表2-6的規定。