電力系統是由發電廠、輸電網、配電網和電力用戶組成的整體,是將一次能源轉換成電能并輸送和分配到用戶的一個統一系統。輸電網和配電網統稱為電網,是電力系統的重要組成部分。發電廠將一次能源轉換成電能,經過電網將電能輸送和分配到電力用戶的用電設備,從而完成電能從生產到使用的整個過程。電力系統還包括保證其安全可靠運行的繼電保護系統、安全自動系統、調度自動化系統和電力通信等相應的輔助系統一般稱為二次系統。
輸電網是電力系統中高電壓等級的電網,是電力系統中的主要網絡簡稱主網,起到電力系統骨架的作用,所以又可稱為網架。在一個現代電力系統中既有超高壓交流輸電,又有超高壓直流輸電。這種輸電系統通常稱為交、直流混合輸電系統。
配電網是將電能從樞紐變電站直接分配到用戶區或用戶的電網,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。
在電力系統中,電網按電壓等級的高低分層,按負荷密度的地域分區。不同容量的發電廠和用戶應分別接入不同電壓等級的電網。大容量主力電廠應接入主網,較大容量的電廠應接入較高壓的電網,容量較小的可接入較低電壓的電網。
電力系統穩定性和提高穩定性的基本措施
電力系統穩定性可分為靜態穩定、暫態穩定和動態穩定電力系統靜態穩定是指電力系統受到小干擾后,不發生非周期性的失步,自動恢復到起始運行狀態的能力。
電力系統暫態穩定指的是電力系統受到大干擾后,各發電機保持同步運行并過渡到新的或恢復到原來穩定運行狀態的能力,通常指第一或第二擺不失步。電力系統動態穩定是指系統受到干擾后,不發生振幅不斷增大的振蕩而失步。提高電力系統穩定性的措施可以分為兩大類，一類是加強網架結構另一類是采用保護裝置提高系統穩定性控制。穩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 1～20 次
①去穩定前,采取措施提高系統的穩定性
②失去穩定后,采取措施重新恢復新的穩定運行。
繼電保護及重合閘裝置是提高電力系統暫態穩定的重要的有效措施之一。高壓線路上發生的大多數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,電弧就能自動熄滅,在絕緣恢復后,重新將斷開的線路投入,恢復供電,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穩定性的措施。
電力系統的運行狀態與繼電保護的作用
電力系統的運行狀態
電力系統是由發電機、變壓器、輸配電線路和用電設備按一定方式連接組成的整體。其運行特點是發電、輸電、配電和用電同時完成。因此,為了向用戶連續提供質量合格的電能,電力系統各發電機發出的有功和無功功率應隨時隨刻與變化的電力系統負荷消耗的有功功率和無功功率包括系統損耗相等,同時,發電機發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各級電壓應在安全運行的允許范圍之內。要保證電力系統這種正常運行狀態,必須滿足兩點基本要求，電力系統中所有電氣設備處于正常狀態,能滿足各種工況的需要。電力系統中所有發電機以同一頻率保持同步運行。
現代電力系統的特點是大機組、高電壓、大電網、交直流遠距離輸電、電網互聯,因而其結構復雜,覆蓋不同環境的遼闊地域。這樣,在實際運行中,自然災害的作用、設備缺陷和人為因素都會造成設備故障和運行條件發生變化,因而電力系統還會出現其他非正常運行的狀態。
電力系統的運行狀態可分為種正常狀態、緊急狀態事故狀態和恢復狀態事故后狀態。種運行狀態及其相互間的轉化關系如圖所示。
正常狀態
在正常運行狀態下,電力系統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的各母線電壓和頻率均在正常運行的允許偏差范圍內各電源設備和輸配電設備均在規定的限額內運行電力系統有足夠的旋轉備用和緊急備用以及必要的調節手段,使系統能承受正常的干擾(如*開斷一臺發電機或一條線路),而不會產生系統中各設備的過載,或電壓和頻率偏差超出允許范圍。
在正常運行狀態下,電力系統對不大的負荷變化能通過調節手段,可從一個正常運行狀態連續變化到另一個正常運行狀態。在正常運行狀態下,還能在保證安全運行條件下,實現電力系統的經濟運行。
緊急狀態
電力系統遭受嚴重的故障或事故,其正常運行狀態將被破壞,進入緊急狀況事故狀態。電力系統的嚴重故障主要有線路、母線、變壓器和發電機短路。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,單相短路出現的可能性比三相短路多,而三相短路對電力系統影響嚴重。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,有可能在電力系統中若干點同時發生短路,形成多重故障。突然跳開大容量發電機或大的負荷引起電力系統的有功功率和無功功率嚴重不平衡。
