第六章　电气制图与识图

第一节　电力系统概述

一、供电系统的组成

电能不是由发电厂直接提供给用户使用的，必须通过输电线路和变电站这一中间环节来实现，这种由发电厂的发电机、升压及降压变电设备、电力网及电力用户（用电设备）组成的系统统称为电力系统。电力系统的组成示意图如图6-1所示。

（1）发电厂

发电厂是生产电能的场所。在发电厂可以把自然界中的一次能源转换为用户可以直接使用的二次能源——电能。根据发电厂所取用的一次能源的不同，主要有火力发电、水力发电、核能发电、太阳能发电、风力发电、潮汐发电、地热发电等形式。无论发电厂采用哪种发电形式，最终将其他能源转换为电能的设备是发电机。

（2）变电所

变电所是变换电压、交换电能和分配电能的场所，由变压器和配电装置组成。按变压的性质和作用又可分为升压变电所和降压变电所，按变电所的地位和作用不同，又分为枢纽变电所、地区变电所和用户变电所。

（3）电力网

电力网的主要作用是变换电压、传送电能，由升压和降压变电所和与之对应的电力线路组成，负责将发电厂产生的电能经过输电线路，送到用户（用电设备）。

（4）电力用户

电力用户主要是消耗电能的场所，将电能通过用电设备转换为满足用户需求的其他形式的能量，如电动机将电能转换为机械能；电热设备将电能转换为热能；照明设备将电能转换为光能等。根据消耗电能的性质与特点，电力用户可分为工业电力用户和民用电力用户。

电力用户根据供电电压分为高压用户和低压用户，高压用户额定电压1kV以上，低压用户的额定电压一般是220V/380V。

二、电力系统的电压

（1）电压是衡量电力系统电能质量的基本参数之一，电力系统的电压是有等级的，电力系统的额定电压包括电力系统中各种发电、供电、用电设备的额定电压。按照现行国家标准《标准电压》（T 156—2007）规定，我国部分系统和设备的标准电压值如表6-1～表6-4所示。

①标称电压220～1000V的交流系统及相关设备的标准电压见表6-1。

注：1140V仅限于某些行业内部系统使用。

②标称电压1～35kV的交流三相系统及相关设备的标准电压见表6-2。

③标称电压35～220kV的交流三相系统及相关设备的标准电压，如表6-3所示。

④标称电压220kV以上的交流三相系统及相关设备的标准电压，如表6-4所示。

注：表中数值为线电压。

（2）电网（电力线路）的额定电压

电网的额定电压等级是根据国民经济发展的需要及电力工业的水平，经全面技术经济分析后确定的，也是确定各类电力设备额定电压的基本依据。

（3）用电设备的额定电压

由于用电设备运行时线路上要产生压降，沿线路的电压分布通常是首端高于末端，如图6-2所示。因此，沿线各用电设备的端电压将不同，线路的额定电压实际就是线路首端和末端电压的平均值。为使各用电设备的电压偏移差异不大，令用电设备的额定电压与其接入电网的额定电压相同。

（4）发电机的额定电压

由于用电设备的电压偏移为±5%，而线路的允许电压降为10%，这就要求线路首端电压应较电网额定电压高5%，末端电压则可较电网额定电压低5%，如图6-2所示。因此，发电机的额定电压应高于线路额定电压5%。

（5）变压器的额定电压

①变压器一次侧绕组的额定电压。变压器一次侧绕组的额定电压可分为两种情况：一是当电力变压器直接与发电机相连时，其一次侧绕组额定电压应与发电机额定电压相同，即高于同级电网额定电压的5%；二是当变压器不与发电机相连，而是连接在线路上时，则可把它看作用电设备，其一次侧绕组额定电压应与电网额定电压相同。

②变压器二次侧绕组的额定电压。变压器二次侧绕组的额定电压也可分为两种情况：一是当变压器二次侧供电线路较长时，其二次侧绕组额定电压应比相联电网额定电压高10%，其中有5%用于补偿变压器满负荷运行时内部绕组约5%的电压降；另外，变压器满负荷输出的二次电压还要高于所连电网额定电压的5%，以补偿线路上的电压降。二是当变压器二次侧供电线路不太长时，则计算变压器二次侧绕组的额定电压值时，只需高于电网额定电压5%，仅考虑补偿变压器内部5%的电压降。

三、负荷的分级与供电要求

（1）负荷的分级

在电力系统中，负荷是指发电机或变电所供给用户的电力。根据负荷的重要程度，我国将电力负荷划分为三个等级，如表6-5所示。

（2）供电要求

电力负荷的供电要求应符合表6-6的规定。