電力系統(tǒng)是由發(fā)電廠、輸電網(wǎng)、配電網(wǎng)和電力用戶組成的整體,是將一次能源轉(zhuǎn)換成電能并輸送和分配到用戶的一個(gè)統(tǒng)一系統(tǒng)。輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)統(tǒng)稱為電網(wǎng),是電力系統(tǒng)的重要組成部分。發(fā)電廠將一次能源轉(zhuǎn)換成電能,經(jīng)過電網(wǎng)將電能輸送和分配到電力用戶的用電設(shè)備,從而完成電能從生產(chǎn)到使用的整個(gè)過程。電力系統(tǒng)還包括保證其安全可靠運(yùn)行的繼電保護(hù)系統(tǒng)、安全自動(dòng)系統(tǒng)、調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)和電力通信等相應(yīng)的輔助系統(tǒng)一般稱為二次系統(tǒng)。
輸電網(wǎng)是電力系統(tǒng)中最高電壓等級的電網(wǎng),是電力系統(tǒng)中的主要網(wǎng)絡(luò)簡稱主網(wǎng),起到電力系統(tǒng)骨架的作用,所以又可稱為網(wǎng)架。在一個(gè)現(xiàn)代電力系統(tǒng)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(tǒng)通常稱為交、直流混合輸電系統(tǒng)。
配電網(wǎng)是將電能從樞紐變電站直接分配到用戶區(qū)或用戶的電網(wǎng),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(jīng)配電變電站,直接分配到大用戶,由大用戶的配電裝置進(jìn)行配電。
在電力系統(tǒng)中,電網(wǎng)按電壓等級的高低分層,按負(fù)荷密度的地域分區(qū)。不同容量的發(fā)電廠和用戶應(yīng)分別接入不同電壓等級的電網(wǎng)。大容量主力電廠應(yīng)接入主網(wǎng),較大容量的電廠應(yīng)接入較高壓的電網(wǎng),容量較小的可接入較低電壓的電網(wǎng)。
電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和提高穩(wěn)定性的基本措施
電力系統(tǒng)穩(wěn)定性可分為靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到小干擾后,不發(fā)生非周期性的失步,自動(dòng)恢復(fù)到起始運(yùn)行狀態(tài)的能力。
電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定指的是電力系統(tǒng)受到大干擾后,各發(fā)電機(jī)保持同步運(yùn)行并過渡到新的或恢復(fù)到原來穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力,通常指第一或第二擺不失步。電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定是指系統(tǒng)受到干擾后,不發(fā)生振幅不斷增大的振蕩而失步。提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施可以分為兩大類，一類是加強(qiáng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)另一類是采用保護(hù)裝置提高系統(tǒng)穩(wěn)定性控制。穩(wěn)定性控制又包括兩個(gè)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(shí)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(shí)輸出功率 900va
三并電流輸出時(shí)允許工作時(shí)間 10s
頻率范圍（基波） 20～1000hz
諧波次數(shù) 1～20 次
①去穩(wěn)定前,采取措施提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性
②失去穩(wěn)定后,采取措施重新恢復(fù)新的穩(wěn)定運(yùn)行。
繼電保護(hù)及重合閘裝置是提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的重要的有效措施之一。高壓線路上發(fā)生的大多數(shù)故障是瞬時(shí)性短路故障。繼電保護(hù)裝置動(dòng)作,跳斷路器,斷開線路,使線路處于無電壓狀態(tài),電弧就能自動(dòng)熄滅,在絕緣恢復(fù)后,重新將斷開的線路投入,恢復(fù)供電,這種自動(dòng)重合斷路器的措施稱為自動(dòng)重合閘,它分為單相和三相重合閘,也是一項(xiàng)顯著提高暫態(tài)穩(wěn)定性的措施。
電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)與繼電保護(hù)的作用
電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)
電力系統(tǒng)是由發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電線路和用電設(shè)備按一定方式連接組成的整體。其運(yùn)行特點(diǎn)是發(fā)電、輸電、配電和用電同時(shí)完成。因此,為了向用戶連續(xù)提供質(zhì)量合格的電能,電力系統(tǒng)各發(fā)電機(jī)發(fā)出的有功和無功功率應(yīng)隨時(shí)隨刻與變化的電力系統(tǒng)負(fù)荷消耗的有功功率和無功功率包括系統(tǒng)損耗相等,同時(shí),發(fā)電機(jī)發(fā)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(tǒng)各級電壓應(yīng)在安全運(yùn)行的允許范圍之內(nèi)。要保證電力系統(tǒng)這種正常運(yùn)行狀態(tài),必須滿足兩點(diǎn)基本要求，電力系統(tǒng)中所有電氣設(shè)備處于正常狀態(tài),能滿足各種工況的需要。電力系統(tǒng)中所有發(fā)電機(jī)以同一頻率保持同步運(yùn)行。
現(xiàn)代電力系統(tǒng)的特點(diǎn)是大機(jī)組、高電壓、大電網(wǎng)、交直流遠(yuǎn)距離輸電、電網(wǎng)互聯(lián),因而其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,覆蓋不同環(huán)境的遼闊地域。這樣,在實(shí)際運(yùn)行中,自然災(zāi)害的作用、設(shè)備缺陷和人為因素都會(huì)造成設(shè)備故障和運(yùn)行條件發(fā)生變化,因而電力系統(tǒng)還會(huì)出現(xiàn)其他非正常運(yùn)行的狀態(tài)。
電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)可分為種正常狀態(tài)、緊急狀態(tài)事故狀態(tài)和恢復(fù)狀態(tài)事故后狀態(tài)。種運(yùn)行狀態(tài)及其相互間的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖所示。
正常狀態(tài)
在正常運(yùn)行狀態(tài)下,電力系統(tǒng)中總的有功和無功功率出力能和負(fù)荷總的有功和無功功率的需求達(dá)到平衡電力系統(tǒng)的各母線電壓和頻率均在正常運(yùn)行的允許偏差范圍內(nèi)各電源設(shè)備和輸配電設(shè)備均在規(guī)定的限額內(nèi)運(yùn)行電力系統(tǒng)有足夠的旋轉(zhuǎn)備用和緊急備用以及必要的調(diào)節(jié)手段,使系統(tǒng)能承受正常的干擾（如*開斷一臺(tái)發(fā)電機(jī)或一條線路）,而不會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)中各設(shè)備的過載,或電壓和頻率偏差超出允許范圍。
在正常運(yùn)行狀態(tài)下,電力系統(tǒng)對不大的負(fù)荷變化能通過調(diào)節(jié)手段,可從一個(gè)正常運(yùn)行狀態(tài)連續(xù)變化到另一個(gè)正常運(yùn)行狀態(tài)。在正常運(yùn)行狀態(tài)下,還能在保證安全運(yùn)行條件下,實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
緊急狀態(tài)
電力系統(tǒng)遭受嚴(yán)重的故障或事故,其正常運(yùn)行狀態(tài)將被破壞,進(jìn)入緊急狀況事故狀態(tài)。電力系統(tǒng)的嚴(yán)重故障主要有線路、母線、變壓器和發(fā)電機(jī)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(shí)際運(yùn)行中,單相短路出現(xiàn)的可能性比三相短路多,而三相短路對電力系統(tǒng)影響最嚴(yán)重。當(dāng)然尤其嚴(yán)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(tǒng)中若干點(diǎn)同時(shí)發(fā)生短路,形成多重故障。突然跳開大容量發(fā)電機(jī)或大的負(fù)荷引起電力系統(tǒng)的有功功率和無功功率嚴(yán)重不平衡。