电力系统电压等级

目前、我国电力系统的电压等级有：3kV、6kV、10kV、35kV、110kV、220kV、330kV、500kV。

电力系统正常运行时，发电机、变压器、用电设备等最经济的电压，称为额定电压。

在同一电压等级中，电力系统的各个环节（发电机、变压器、电力线路、用电设备，）的额定电压数值并不相同，某一级的额定电压是以用电设备的额定电压为中心而定的。为了满足用电设备对供电电压的要求，电力系统的额定电压应与用电设备的额定电压相一致。下面说明电力系统主要元件——发电机、变压器、电力线路、用电设备的额定电压的确定。

⒈ 用电设备的额定电压

以 表示用电设备的额定电压（为其它元件的参考电压）。

⒉ 输电线路的额定电压

输电线路的首端和末端均可接用电设备，而用电设备的端电压一般容许在额定电压的±5%以内波动。因而在没有调压设备的情况下，输电线路上可以容许10%的电压损耗。

若输电线路的首端电压较用电设备的额定电压高5%，即为 ，输电线路的末端电压较用电设备的额定电压低5%，即为 ，则输电线路的额定电压为： /2= 。

⒊ 发电机的额定电压

发电机做为直接配电的电源，总是接在线路的首端，它的额定电压应较输电线路的额定电压高5%，所以发电机的额定电压为： 。

⒋ 变压器的额定电压

变压器的额定电压即为变压器两侧的额定电压，以变比表示为： / 。

变压器具有发电机和负荷的双重地位，它的一次侧是接受电能的，相当于用电设备，它的二次侧是送出电能的，相当于发电机。所以变压器一次侧的额定电压等于用电设备的额定电压，即： 。

对于直接与发电机相联的变压器，其一次侧额定电压等于发电机的额定电压，即

 。

考虑到随着线路的沿长电压降落的情况，为保持在正常工作时变压器在二次侧的输出电压较后面线路的额定电压高5%，所以变压器二次侧的电压为： 。

若考虑变压器的负载运行时，将在变压器内部约有5%的压降，则变压器二次侧的额定电压为： 。

变压器两侧的额定电压总结为：

一次侧额定电压 

二次侧额定电压 

【例1—1】    标出例1-1a图电力系统中各元件的额定电压。

解  各元件的额定电压标于例1-1b图中：

三、电力系统中性点接地方式

电力系统中性点接地方式有：不接地、经消弧线圈接地、直接接地。

电压等级在35kV及以下者，中性点不接地，或经消弧线圈接地，称为小接地方式；电压等级在110kV及以上者，中性点直接接地，称为大接地方式。

通常对于35kV及以下的网络，为防止单相接地故障时产生间歇电弧过电压，应设法减小接地电流，则在变压器的中性点装设消弧线圈。消弧线圈是由电阻很小的电感线圈和铁芯构成。其作用：消弧线圈在短路回路中产生感性电流，以抵消或削弱接地点的电容电流，从而消除接地处的电弧以及由它所产生的危害。

四、    电力线路的结构

电力线路按结构可分为架空线路和电缆线路。

⒈ 架空线路的组成：由导线、避雷线、杆塔、绝缘子和金具等主要元件组成。

⒉ 电缆线路的内部构造一般包括三部分：导体、绝缘层和包护层。

本章基本要求

⒈掌握和理解电力系统、电力网及动力系统的概念，注意它们之间的联系和区别。着重理解电力系统是发电、送电、供电和用电的整体。

⒉了解我国电力系统的发展史。

⒊掌握电力系统运行的特点及对电力系统运行的要求。

⒋掌握电力系统电气接线图和地理接线图的概念和它们的应用。

⒌掌握电力系统各种接线方式的主要特点。

⒍牢固掌握电力系统额定电压等级的概念和各种电压等级的适用范围。能熟练正确地选择用电设备，发电机、变压器的额定电压。

⒎了解电力系统中性点运行方式对电力系统运行的影响，掌握中性点运行方式和分类和消弧线圈的作用。

习题一

1－1  什么叫电力系统、电力网及动力系统？电力系统为什么要采用高压输电？

1－2  为什么要规定额定电压？电力线、发电机、变压器和用电设备的额定电压是如何确定的？

1－3  我国电网的电压等级有哪些？ 

1－4  标出图1-4电力系统中各元件的额定电压。

1－5  请回答如图1－5所示电力系统中的二个问题：

⑴ 发电机G、变压器T1、T2、T3、T4、三相电动机M、单相电灯L等各元件的额定电压。

⑵ 当变压器T1在+2.5%抽头处工作，T2在主抽头处工作，T3在-2.5%抽头处工作时，求这些变压器的实际变比。

1－6  图1-6中已标明各级电网的电压等级。试标出图中发电机和电动机的额定电压及变压器的额定变比。

1－7  电力系统结线如图1-7所示，电网各级电压示于图中。试求：

⑴发电机G和变压器T1、T2、T3高低压侧的额定电压。

⑵设变压器T1工作于+2.5%抽头， T2工作于主抽头，T3工作于-5%抽头，求这些变压器的实际变比。

1－8  比较两种接地方式的优缺点，分析其适用范围。 

1－9  什么叫三相系统中性点位移？它在什么情况下发生？中性点不接地系统发生单相接地时，非故障相电压为什么增加 倍？

1－10  若在变压器中性点经消弧线圈接地，消弧线圈的作用是什么？

1－11  什么叫分裂导线、扩径导线？为什么要用这种导线？

1－12  架空线为什么要换位？规程规定，架空线长于多少公里就应进行换位？

1－13  架空线的电压在35kV以上应该用悬式绝缘子，如采用X—4.5型绝缘子时，各种电压等级应使用多少片绝缘子？