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电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的整体,是将一次能源转换成电能并输送和分配到用户的一个统一系统。输电网和配电网统称为电网,是电力系统的重要组成部分。发电厂将一次能源转换成电能,经过电网将电能输送和分配到电力用户的用电设备,从而完成电能从生产到使用的整个过程。电力系统还包括保证其安全可靠运行的继电保护系统、安全自动系统、调度自动化系统和电力通信等相应的辅助系统一般称为二次系统。
输电网是电力系统中最高电压等级的电网,是电力系统中的主要网络简称主网,起到电力系统骨架的作用,所以又可称为网架。在一个现代电力系统中既有超高压交流输电,又有超高压直流输电。这种输电系统通常称为交、直流混合输电系统。
配电网是将电能从枢纽变电站直接分配到用户区或用户的电网,它的作用是将电力分配到配电变电站后再向用户供电,也有一部分电力不经配电变电站,直接分配到大用户,由大用户的配电装置进行配电。
在电力系统中,电网按电压等级的高低分层,按负荷密度的地域分区。不同容量的发电厂和用户应分别接入不同电压等级的电网。大容量主力电厂应接入主网,较大容量的电厂应接入较高压的电网,容量较小的可接入较低电压的电网。
电力系统稳定性和提高稳定性的基本措施
电力系统稳定性可分为静态稳定、暂态稳定和动态稳定电力系统静态稳定是指电力系统受到小干扰后,不发生非周期性的失步,自动恢复到起始运行状态的能力。
电力系统暂态稳定指的是电力系统受到大干扰后,各发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳定运行状态的能力,通常指第一或第二摆不失步。电力系统动态稳定是指系统受到干扰后,不发生振幅不断增大的振荡而失步。提高电力系统稳定性的措施可以分为两大类，一类是加强网架结构另一类是采用保护装置提高系统稳定性控制。稳定性控制又包括两个方面
①去稳定前,采取措施提高系统的稳定性
②失去稳定后,采取措施重新恢复新的稳定运行。
继电保护及重合闸装置是提高电力系统暂态稳定的重要的有效措施之一。高压线路上发生的大多数故障是瞬时性短路故障。继电保护装置动作,跳断路器,断开线路,使线路处于无电压状态,电弧就能自动熄灭,在绝缘恢复后,重新将断开的线路投入,恢复供电,这种自动重合断路器的措施称为自动重合闸,它分为单相和三相重合闸,也是一项显著提高暂态稳定性的措施。
电力系统的运行状态与继电保护的作用
电力系统的运行状态
电力系统是由发电机、变压器、输配电线路和用电设备按一定方式连接组成的整体。其运行特点是发电、输电、配电和用电同时完成。因此,为了向用户连续提供质量合格的电能,电力系统各发电机发出的有功和无功功率应随时随刻与变化的电力系统负荷消耗的有功功率和无功功率包括系统损耗相等,同时,发电机发出的有功功率和无功功率、线路上的功率潮流视在功率和系统各级电压应在安全运行的允许范围之内。要保证电力系统这种正常运行状态,必须满足两点基本要求，电力系统中所有电气设备处于正常状态,能满足各种工况的需要。电力系统中所有发电机以同一频率保持同步运行。
现代电力系统的特点是大机组、高电压、大电网、交直流远距离输电、电网互联,因而其结构复杂,覆盖不同环境的辽阔地域。这样,在实际运行中,自然灾害的作用、设备缺陷和人为因素都会造成设备故障和运行条件发生变化,因而电力系统还会出现其他非正常运行的状态。
电力系统的运行状态可分为种正常状态、紧急状态事故状态和恢复状态事故后状态。种运行状态及其相互间的转化关系如图所示。
正常状态
在正常运行状态下,电力系统中总的有功和无功功率出力能和负荷总的有功和无功功率的需求达到平衡电力系统的各母线电压和频率均在正常运行的允许偏差范围内各电源设备和输配电设备均在规定的限额内运行电力系统有足够的旋转备用和紧急备用以及必要的调节手段,使系统能承受正常的干扰（如无故障开断一台发电机或一条线路）,而不会产生系统中各设备的过载,或电压和频率偏差超出允许范围。
在正常运行状态下,电力系统对不大的负荷变化能通过调节手段,可从一个正常运行状态连续变化到另一个正常运行状态。在正常运行状态下,还能在保证安全运行条件下,实现电力系统的经济运行。
紧急状态
电力系统遭受严重的故障或事故,其正常运行状态将被破坏,进入紧急状况事故状态。电力系统的严重故障主要有线路、母线、变压器和发电机短路。短路有单相接地、两相和三相短路。短路又分瞬间短路和永久性短路。在实际运行中,单相短路出现的可能性比三相短路多,而三相短路对电力系统影响最严重。当然尤其严重的是三相永久性短路,这是极其稀小的。在雷击等情况下,有可能在电力系统中若干点同时发生短路,形成多重故障。突然跳开大容量发电机或大的负荷引起电力系统的有功功率和无功功率严重不平衡。
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