1.1 電力系統(tǒng)的組成

電能是現(xiàn)代社會(huì)中最重要、也是最方便的能源。電能具有許多優(yōu)點(diǎn)，它可以方便地轉(zhuǎn)化為別種形式的能，如機(jī)械能、熱能、光能、化學(xué)能等；它的輸送和分配易于實(shí)現(xiàn)；它的應(yīng)用規(guī)模也很靈活。因此，電能被極其廣泛地應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、商業(yè)貿(mào)易、通信以及人民的日常生活中。以電作為動(dòng)力，可以促進(jìn)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，保證產(chǎn)品質(zhì)量，大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。還需要指出的是，提高電氣化程度，以電能代替其他形式的能量，是節(jié)約總能源消耗的一個(gè)重要途徑。

發(fā)電廠(chǎng)把別種形式的能量轉(zhuǎn)換成電能，電能經(jīng)過(guò)變壓器和不同電壓等級(jí)的輸電線(xiàn)路輸送并被分配給用戶(hù)，再通過(guò)各種用電設(shè)備轉(zhuǎn)換成適合用戶(hù)需要的別種能量。這些生產(chǎn)、輸送、分配和消費(fèi)電能的各種電氣設(shè)備連接在一起而組成的整體稱(chēng)為電力系統(tǒng)。火電廠(chǎng)的汽輪機(jī)、鍋爐、供熱管道和熱用戶(hù)，水電廠(chǎng)的水輪機(jī)和水庫(kù)等則屬于與電能生產(chǎn)相關(guān)的動(dòng)力部分。電力系統(tǒng)中輸送和分配電能的部分稱(chēng)為電力網(wǎng)，它包括升壓變壓器、降壓變壓器和各種電壓等級(jí)的輸電線(xiàn)路（見(jiàn)圖1-1）。

圖1-1 電力系統(tǒng)和電力網(wǎng)示意圖

在交流電力系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電設(shè)備都是三相的，這些設(shè)備之間的連接狀況可以用電力系統(tǒng)接線(xiàn)圖來(lái)表示。為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，電力系統(tǒng)接線(xiàn)圖一般都畫(huà)成單線(xiàn)的，如圖1-1所示。

隨著電工技術(shù)的發(fā)展，直流輸電作為一種補(bǔ)充的輸電方式得到了實(shí)際應(yīng)用。在交流電力系統(tǒng)內(nèi)或者在兩個(gè)交流電力系統(tǒng)之間嵌入直流輸電系統(tǒng)，便構(gòu)成了現(xiàn)代交、直流聯(lián)合系統(tǒng)。直流輸電系統(tǒng)由換流設(shè)備、直流線(xiàn)路以及相關(guān)的附屬設(shè)備組成，如圖1-2所示。

圖1-2 直流輸電系統(tǒng)示意圖

本書(shū)為敘述方便，使讀者對(duì)某些物理量的含義不致引起混淆，在大部分地方，電阻γ，電抗X，電導(dǎo)G，電納B，電位V采用小寫(xiě)字母形式表示，以和矩陣中的相應(yīng)元素相區(qū)別。