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第一章电力系统及电力网
第一节送电线路在电力网中作用
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发电厂通过发电机将机械能转变为电能,经变压器及不同电压等级的线路输送给用户,把这些发电、变电、送电、分配和消耗电能的各种电气设备连接在一起的整体称为电力系统。
在电力系统中除去发电机及用电设备外的剩余部分称为电力网,即升压、降压变压器及各种电压等级的送电线路所组成的网络。
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能使电力设备正常工作的电压叫额定电压。
送电线路的正常工作电压,应该与线路直接相连的电力设备额定电压相等,但由于线路中有电压降或电压损耗存在,所以线路末端电压比首端要低。沿线各点电压也就不相等。而电力设备的生产必须是标准化的,不可能随线路压降而变。为使设备端电压与电网额定电压尽可能接近,取电网首末端电压的平均值作为电网的额定电压,即额定电压Un=(U1+U2)/2,其中,U1、U2分别为电网首末端电压。
?它由哪些元件构成?
电力线路是电网中不可缺少的主要部分,它的用途除了可输送和分配电能外,还可将几个电网连接起来组成电力系统。
输电线路可分为两大类,即架空线路和电力电缆线路。架空线路是将导线、避雷线架设在杆塔上,它是由导线、地线、杆塔、绝缘子、金具、基础等元件组成;电缆线路则是由电力电缆和电缆接头组成。
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电力线路的额定电压就是受端设备的额定电压,而线路送电端的工作电压,大致与送电设备的额定电压相对应,这个数值我们称为线路的电压水平。
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电力网的额定电压就是电力网线路的额定电压,也是受电设备的额定电压,线路的额定电压取决于输送功率。当输送功率为常数时,线路电压越高,其流过电流越小,这样所需的导线截面也越小,线路投资和运行费用也越小。相反,线路电压越低,其流过电流就大,所需导线截面也大,也将使杆塔、变压器、断路器等设备的绝缘增大,造价增高,因此对应一定的输送功率和输送距离,总可以找到一个合理的线路电压。
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按供电范围可分为地方电网和区域电网。11OkV及以下电网供电距离短、输送功率小,称为地方电网;11OkV以上电网供电距离长、输送功率大,称为区域电网。
按电网结构可分为开式电网和闭式电网。对用户单回供电称为开式电网,双回供电称为闭式电网。
按电压等级可分为低压电网(1kV以下)、高压电网(1~330kV)、超高压电网(500kV及以上)。
我国各地区电压等级的差异:
我国大部分地区 500/220/110/(35)/10/
东北地区 500/220/63/10/
西北地区 330/110/(35)/10/
?联合电力系统有何优越性?
送电线路是电网的组成部分,电网是电力系统的组成部分,两个或多个电力系统用电网连接起来,组成联合电力系统。
其优越性分以下五个方面:
(1)提高供电可靠性。大系统中发电机多,备用机组多,线路多,容量大,部分线路故障不会影响系统供电,这样提高了供电的可靠性;
(2)能充分保证电能质量。电能质量两大指标一是电压,二是频率,由于电网很大,容量很大,个别负荷变动、线路故障停电均不会造成电压的变化和频率的波动;
(3)减少系统备用容量,提高设备利用率;
(4)便于安装大线路,降低造价,机组容量大,必须建设大容量、超高压线路,这样单位千瓦造价低,线损小,经济效益显著;
(5)充分利用动力资源。水电、火电并网运行,冬季火电多发、夏季丰水期多发水电,这样可降低成本,提高运行经济性。
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送电线路正常的工作电压,应该与线路相连的电气设备额定电压相等,但由于线路有电压降,特别是长距离供电,负荷变化较大时,由于送电线路的阻抗存在,必然有电压降和电能损耗存在,所以线路末端电压U2要低于线路首端电压U1,沿线各点电压均不相等,所以规定电网额定电压UN=(U1+U2)/2。
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电力网的额定电压,与其输送距离、输送功率有关。电压越高,输送功率越大,输送距离也越长,所以其三者的关系如表1-1所示。
额定电压(KV)
输送容量(MW)
输送距离(km)

10
35
110
220
500

~
2~10
1O~50
100~500
1000~1500

6~20
20~50
50~100
100~300
250~800
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(1)电力工业生产中发