浅谈电力系统的基本知识

1. 电力系统组成

1. 定义:电力系统是指由发电、输变电、配电和用电组成的电能生产和消费系统。

2、功能:将自然界中的一次能源通过发电动力装置转化为电能，然后通过输变配电供应给各个用户。为了实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次上还设有相应的信息和控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以确保用户获得安全、经济、优质的电能

二、电力系统短路的基本类型

电力系统短路的基本类型有:三相短路、两相短路、单相接地短路、两相接地短路等。参数说明如表1-1所示。三相短路是对称的，其他短路是不对称的。

运行经验和统计数据表明，电力系统中各种短路故障发生的概率是不同的，其中三相短路发生的概率最小，而单相接地短路发生的概率大。

三、短路电流计算中涉及的概念

在实际工程问题中，往往需要计算短路电流，这涉及到以下概念:

(1)无限大容量系统。无限大容量电力系统是指容量比供电系统大得多的电力系统。其特点是当供电系统发生负荷变化甚至短路故障时，供电系统母线电压和频率基本保持不变。一般来说,电力系统的等效电源阻抗不超过5% ~ 10%的短路阻抗的电路,或当电力系统的容量超过50次的供电系统的容量,它可以被视为无限容量电力系统,称为无限系统或无限系统。在11OkV配电网的实际应用中，供电变压器可视为一个无限系统向11OkV配电网供电。

(2)短路电流的周期分量。当电力系统发生短路故障时，与正常负载状态相比，供电电路的阻抗大大降低，因此出现较大的短路电流值。显然，短路电流的大小由供电电压和短路电路的阻抗决定。供电电压为正弦周期分量，产生相应的短路电流周期分量。在计算中，通常计算短路电流的周期分量，即非周期分量衰减后的稳态短路电流。

(3)短路电流的非周期分量。在电力系统的正常运行过程中，负载电流会流经线路和设备，当发生短路时，短路电流会流经短路电路。由于短路电路中存在电感，电流不能发生突变。因此，在电流变化的过渡过程中，会存在电流的一个随时间衰减的非周期分量，即短路电流的非周期分量。

4)短路冲击电流。短路总电流的最大瞬时值称为短路冲击电流，其值约为短路电流周期分量的1.8倍。

四、三相对称短路

在电力系统的各种短路故障中，虽然三相短路的概率最小，但其对电力系统的影响和危害最大。无限系统三相短路如图所示。

五、不对称短路

电力系统中的非对称短路包括两相短路、两相接地短路和单相接地短路。

(1)有序构件的概念

当电力系统发生非对称短路时，三相不对称，且三相电流电压值不相等。对该非对称电流或电压进行分解，接地短路的正序分量、负序分量和零序分量分别用下标1、2和0表示。以current为例。各序列分量电流相量图如图1-11所示。当工频为50Hz时，正序电流为三相对称，即幅值相等，相位差120O。负序电流三相对称，即大小相等，相位差120O;但相序与正序电流相反;零序电流三相具有相同的幅值和相位。

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