一、電力系統(tǒng)基礎

1. 電力系統(tǒng)組成

- 分析：電力系統(tǒng)由發(fā)電、輸電、變電、配電和用電等環(huán)節(jié)構成。發(fā)電環(huán)節(jié)產(chǎn)生電能，如火力發(fā)電利用煤炭燃燒產(chǎn)生蒸汽推動汽輪機帶動發(fā)電機發(fā)電；輸電是將電能從發(fā)電廠輸送到遠方；變電通過變壓器改變電壓大?。慌潆妼㈦娔芊峙涞礁鱾€用戶；用電則是用戶端對電能的消耗。

- 例如：三峽水電站發(fā)電后，電能通過高壓輸電線路傳輸?shù)礁鱾€城市的變電站，再降壓后分配到工廠、居民小區(qū)等用電場所。

2. 電壓等級劃分

- 分析：常見的電壓等級有 220V、380V 用于低壓用戶端，10kV、35kV、110kV、220kV 等用于不同規(guī)模的輸電和配電。電壓等級的選擇取決于傳輸距離、傳輸功率等因素。高電壓等級可減少線路損耗，但對絕緣等要求更高。

- 例如：在城市配電網(wǎng)中，10kV 線路常用于向小區(qū)配電室供電，而長距離的電能傳輸可能會用到 500kV 等高電壓等級。

二、供配電設備

3. 變壓器

- 分析：變壓器依據(jù)電磁感應原理工作，通過改變繞組匝數(shù)比實現(xiàn)電壓的升降。它是供配電系統(tǒng)中改變電壓的關鍵設備。

- 例如：在降壓過程中，將 10kV 電壓降至 380V / 220V 供居民和商業(yè)用戶使用；升壓變壓器可將發(fā)電機發(fā)出的低電壓升高以便于遠距離傳輸。

4. 開關柜

- 分析：開關柜包含斷路器、隔離開關、互感器等元件，起到控制、保護和隔離等作用。它能控制線路的通斷，在故障時切斷電路保護設備。

- 例如：在配電室中，當某條線路出現(xiàn)短路故障時，開關柜內(nèi)的斷路器會迅速跳閘，隔離故障線路。

5. 母線

- 分析：母線是匯集和分配電能的導體，有硬母線和軟母線之分。它可以將多個電源或多個負荷連接在一起，實現(xiàn)電能的靈活傳輸。

- 例如：在變電站中，不同電壓等級的母線將各個進出線回路連接，方便電能在不同線路間的分配。

三、電力負荷

6. 負荷分類

- 分析：分為一級負荷、二級負荷和三級負荷。一級負荷如醫(yī)院手術室等，中斷供電會造成嚴重后果；二級負荷中斷供電會有較大影響；三級負荷停電影響較小。

- 例如：大型數(shù)據(jù)中心屬于一級負荷，需配備備用電源；普通居民照明用電屬于三級負荷。

7. 計算負荷概念

- 分析：計算負荷是通過統(tǒng)計和計算得出的一個假想負荷，它在一定時間內(nèi)產(chǎn)生的熱效應與實際變動負荷的最大熱效應相等，是選擇設備和導線的重要依據(jù)。

- 例如：根據(jù)一個工廠內(nèi)所有設備的功率和使用情況計算出計算負荷，以此來選擇合適容量的變壓器。

四、短路電流

8. 短路類型

- 分析：包括三相短路、兩相短路、單相接地短路和兩相接地短路。三相短路電流最大，單相接地短路在中性點接地系統(tǒng)中較為常見。

- 例如：線路絕緣損壞可能導致單相接地短路，如潮濕環(huán)境下電纜老化引發(fā)故障。

9. 短路電流計算目的

- 分析：用于選擇電氣設備的額定斷流容量、校驗設備的動穩(wěn)定和熱穩(wěn)定以及確定繼電保護裝置的整定值等。

- 例如：設計 10kV 配電室時，通過短路電流計算確定開關柜內(nèi)斷路器的額定開斷電流。

五、電氣主接線

10. 單母線接線

- 分析：所有進出線都連接在同一組母線上，接線簡單但可靠性低。母線故障或檢修時，與之相連的線路都需停電。

- 例如：小型工廠配電室對供電可靠性要求不高時可采用單母線接線。

11. 雙母線接線

- 分析：有兩組母線，進出線可接在不同母線上，提高了供電可靠性和靈活性。

- 例如：大型變電站采用雙母線接線，在母線故障或檢修時可切換負荷到另一組母線繼續(xù)供電。

六、供配電保護

12. 繼電保護原理

- 分析：繼電保護通過檢測電氣元件的故障或異常運行狀態(tài)，如電流增大、電壓降低等電氣量變化，發(fā)出跳閘或報警信號。

- 例如：線路短路時電流增大，超過繼電保護裝置設定值就會動作，使斷路器跳閘。

13. 過電流保護

- 分析：當電流超過設備或線路額定電流時，過電流保護裝置動作。分為定時限和反時限過電流保護。

- 例如：電動機過載時電流增大，過電流保護在一定時間后動作切斷電源，保護電動機。

七、無功補償與功率因數(shù)

14. 無功功率概念

- 分析：無功功率用于電路內(nèi)電場與磁場的交換以及建立和維持電氣設備磁場，不對外做功但在電力系統(tǒng)中不可或缺。

- 例如：電動機運轉(zhuǎn)需要無功功率建立磁場。

15. 功率因數(shù)意義

- 分析：功率因數(shù)是有功功率與視在功率的比值，功率因數(shù)低會增加線路損耗和降低設備利用率，提高功率因數(shù)可提高供電效率。

- 例如：工廠功率因數(shù)低會導致電費增加，通過無功補償裝置可提高功率因數(shù)降低成本。

八、接地與防雷

16. 接地類型

- 分析：分為工作接地、保護接地和防雷接地等。工作接地保證電力系統(tǒng)正常運行，保護接地防止設備外殼帶電危及人身安全，防雷接地將雷電電流導入大地。

- 例如：家庭用電中三孔插座的接地端就是保護接地，可避免電器漏電時人體觸電。

17. 防雷裝置組成

- 分析：主要包括接閃器、引下線和接地裝置。接閃器接收雷電，引下線傳導電流，接地裝置將電流導入大地。

- 例如：避雷針作為接閃器可將雷電吸引，通過引下線和接地裝置釋放電流。

九、電氣照明

18. 照明方式

- 分析：分為一般照明、局部照明和混合照明。一般照明提供均勻照明，局部照明針對特定區(qū)域，混合照明則是兩者結合。

- 例如：辦公室天花板熒光燈是一般照明，辦公桌上臺燈是局部照明。

19. 照明光源類型

- 分析：常見的有白熾燈、熒光燈、LED 燈等。白熾燈顯色性好但效率低，熒光燈效率較高但含汞，LED 燈節(jié)能、壽命長且環(huán)保。

- 例如：現(xiàn)在家庭照明多使用 LED 燈降低能耗。

十、供配電運行與維護

20. 巡視檢查內(nèi)容

- 分析：包括設備外觀是否破損、電氣連接是否松動發(fā)熱、運行參數(shù)如電壓、電流、溫度是否正常等。

- 例如：對變壓器巡視時檢查油溫、油位、散熱器及連接部位等情況。