1.3 电力系统基本概念
电力是现代工业的主要动力。随着生产的社会化、现代化,社会生活的各个领域越来越离不开电,一旦电能供应中断,就可能使整个社会生产和生活瘫痪。因此,每位受现代教育并即将从事工程技术工作的人,不但要学会如何用电,而且也有必要对电力的生产、输送、分配和使用的全过程有所了解。
火力、水力、核能等发电厂将各种类型的能量转化为电能,然后经变电→送电→变电→配电等过程,将电能分配到各个用电场所。由于电力不能大量储存,其生产、输送、分配和消费都是在同一时间内完成,因此必须把发电厂、电力网、变电站以及用电设备等有机地联结成一个整体,即“电力系统”。
电力网是电力系统的重要组成部分,它包括变电站、配电所及各种电压等级的电力线路。
1.3.1 发电厂
发电厂是将自然界蕴藏的各种一次能源转换为电能(二次能源)的工厂。根据所利用的一次能源的不同,发电厂可分为火力发电厂、水力发电厂、核能发电厂、风力发电厂、地热发电厂、太阳能发电厂等类型。目前在我国接入电力系统的发电厂主要是火力发电厂和水力发电厂。
1.3.2 变电站、配电所
变电站就是接受电能、变换电压的场所。为了实现电能的经济输送和满足用电设备对电压的要求,需要对发电机发出的电压进行多次的变换。根据任务的不同,变电站可分为升压变电站和降压变电站两大类。升压变电站将低电压变换为高电压,一般建立在发电厂厂区内;降压变电站将高电压变换成合适的电压等级,一般建立在靠近电能用户的中心地点。
单纯用来接受和分配电能而不改变电压的场所称为配电所。一般变电站和配电所建在同一地点。
1.3.3 电力线路
电力线路一般分为输电线路和配电线路,是输送电能的通道。因为火力发电厂多建在燃料产地,水力发电厂则建在水力资源丰富的地方,一般这些大型的发电厂距离电能的用户都比较远,所以需要用各种不同电压等级的电力线路,作为发电厂、变电站和电能用户之间联系的纽带,使发电厂生产的电能源源不断地输送到电能用户。
通常,把发电厂生产的电能直接分配给用户,或由降压变电站分配给用户的10kV及以下的电力线路称为配电线路;把电压在35kV及以上的高压电力线路称为输电线路。
1.3.4 电能用户
在电力系统中,一切消耗电能的用电设备均称为电能用户。用电设备按其用途可分为动力用电设备(如电动机等)、工艺用电设备(电解、冶炼、电焊等)、电热用电设备(电炉、干燥箱等)以及生活与照明用电设备等,它们分别将电能转换为机械能、热能和光能等不同形式,以适应生产和生活对电能的需要。水泵机组为用电设备,泵站是电能用户。
图1.3.1所示是从发电厂、变电站、电力线路到电能用户的送电过程示意图。
图1.3.1 从发电厂到电能用户的送电过程